我国于2017年主动提出了海洋渔业资源总量管理目标,启动实施海洋渔业资源总量管理制度。随后在2019年成立了全国海洋渔业资源评估专家委员会,开展全国的海洋渔业资源评估,并为限额捕捞提供总量管理建议。至2022年,沿海11个省市区都已开展限额捕捞管理试点工作[1]。然而目前试点的种类为限定海域的海蜇、梭子蟹、白贝、对虾等非鱼类品种,主流的大宗经济鱼类尚未能列入试点,原因在于这些大宗鱼类的渔业多属于复合渔业,需要更为细致的分类评估。刺鲳(Psenopsis anomala)肉质细嫩味美,是南海北部底层重要的经济鱼类之一,历史调查显示,刺鲳占单拖渔获比例在0.59%~1.74%之间[2],在广西底拖网主要渔获种类产量中排名第12位[3]。关于南海北部刺鲳的生物学特性和资源分布已有相关研究[4-5],但有关南海北部的刺鲳资源利用状况未见评估报道。2020年以来,广东海洋大学利用渔港抽样调查的渔船生产数据,已成功评估出了金线鱼(Nemipterus virgatus)、羽鳃鲐(Rastrelliger kanagurta)、眼镜鱼(Mene maculata)、海鳗(Muraenesox cinereus)的可捕量[6⇓⇓-9]。本研究将继续利用该数据,应用剩余产量模型评估南海北部刺鲳最大可持续产量,以期为评估南海北部刺鲳资源的利用状况提供基础资料,为该海域的限额捕捞提供管理参数。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究数据来源于2008—2020年南海北部捕捞生产渔港抽样调查统计资料。南海北部是指南海17°00'N~23°30'N、水深800 m以浅的可供捕捞作业的海域。南海北部的捕捞生产抽样调查始于2008年,至2022年已持续了14年。渔港抽样调查首先要对单拖、双拖、拖虾、拖贝、围网、罩网、刺网、钓具、潜捕、笼壶、张网、杂渔具等12种作业方式的渔船按功率段分层抽样出样本渔船数,实践中样本渔船数约为总渔船数的2%,抽样功率数约为总功率数的3%,能够满足总体统计的需求;然后按季节赴广东的海门、鲘门、洪湾、闸坡、博贺、江洪、企水,海南的海口、陵水、涯城、东方、新港、海头,广西的侨港和企沙等渔港搜集不同作业方式各功率段抽样船的生产数据。具体的分层抽样调查实施方案的科学性论证及实施过程见陶雅晋等[10]的描述。本研究整理出了刺鲳2008—2020年具有较完整时间序列的分属12个不同作业方式与功率段的单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)数据(表1),这些不同作业方式与功率段的刺鲳产量占刺鲳总产量的93.24%。虽然围网100~200 kW缺少了2019年的CPUE数值、刺网50 kW以下缺少了2020年的CPUE数值,但这对平衡产量模型的拟合没有影响,而对非平衡产量模型的拟合有影响,会失去个别年份的资源群体参数推断。
表1 不同作业方式与功率段代码以及刺鲳产量占比
Tab.1
| 代码 Code | 作业方式与功率段 Fishing method and main power | 产量占比Pi/% Catch proportion | 代码 Code | 作业方式与功率段 Fishing method and main power | 产量占比Pi/% Catch proportion |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 单拖400 kW以上 | 1.53 | G | 围网100~200 kW | 1.13 |
| B | 单拖301~400 kW | 2.66 | H | 刺网200 kW以上 | 4.13 |
| C | 单拖201~300 kW | 13.73 | I | 刺网151~200 kW | 5.62 |
| D | 单拖100~200 kW | 11.38 | J | 刺网101~150 kW | 13.44 |
| E | 双拖400 kW以上 | 5.48 | K | 刺网51~100 kW | 18.55 |
| F | 围网201~300 kW | 2.39 | L | 刺网50 kW以下 | 13.95 |
1.2 模型方法
剩余产量模型也称资源动力模型,有一定年限的捕捞努力量和渔获量数据即可使用该模型进行分析。本研究采用R语言包TropFishR的两个函数prod-mod和prod-mod-ts[11],这两个函数内置了Schaefer模型和Fox模型,其中prod-mod函数通过假设平衡状态,将模型公式转化成线性表达式,以剩余产量模型拟合产量(Catch,C)和捕捞努力量(Effort,E)时间序列数据估算资源群体参数;而prod-mod-ts函数则是以非线性最小二乘法拟合时间序列数据估算非平衡状态下剩余产量模型的资源管理参数。时间序列数据的构成是年份、每年重量产量、捕捞努力量或者CPUE。在平衡状态下模型输出参数有最大可持续产量 (Maximum sustainable yield,MSY)及达到MSY时的捕捞死亡努力量EMSY;非平衡状态下模型输出参数增加了内禀增长率r、可捕系数q、初始资源量K及达到MSY时的资源量BMSY和资源量的捕捞死亡系数fMSY。采用Kobe图判断资源利用状况,Kobe图的定义沿用了官文江等[12]的技术词汇。由于prod-mod和prod-mod-ts函数拟合时未能输出拟合优度,因此需将输出参数与实际产量进行对比,以判断其合理性,然后对其取舍。
由于仅有部分模型的MSY结果可用于确定总可捕量(Total allowable catch,TAC),但又无法估计这些结果出现的概率,这种情况下的整体TAC确定属于不确定型决策[13]。而在实际决策中,完全乐观或完全悲观的极端情况较少,更多的是从实际出发,将悲观决策与乐观决策结合起来,采取折衷决策方法来确定,故TAC最终可决策为:
式中:Pi表示该作业方式与功率段的产量所占的比例。若E2020/EMSY<1且C2020/MSY<1时,TACi表示根据某作业方式与功率段CPUE数据,利用模型直接推算出的MSYi;若E2020/EMSY≥1或C2020/MSY≥1时,则存在过度捕捞的情况,TACi=aMSYi。Gabriel W L等[14]提出a的取值为0.6~0.9。
2 结果与分析
2.1 渔业产量统计
根据2008—2020年南海渔业生产渔港抽样调查资料,南海北部刺鲳的捕捞方式为拖网和刺网,拖网产量占比在18.69%~82.70%之间,平均值为40.52%,刺网产量占比在6.75%~78.09%之间,平均值为53.14%。拖网与刺网产量的占比出现此消彼长的特点,其中拖网产量超过刺网产量的年份有2008、2009、2012、2017、2018、2019。2008—2016年,南海北部刺鲳产量在1.6×104 ~6.0×104 t间波动,2016年达到峰值6.03×104 t,2017年起产量出现大幅度下滑,从2017年的1.05×104 t下降到2020年的0.25×104 t(图1)。
图1
图1
南海北部刺鲳年产量变化
Fig.1
Annual yield of P. anomala in the northern South China Sea
2.2 模型拟合
12个CPUE时间序列数据中,除刺网200 kW以上的CPUE时间序列数据之外,其余数据均能由平衡产量模型计算出MSY和EMSY。表2中MSY的数值在23 040.52~7 495 077.00 t之间。2016年的峰值产量6.03×104 t是很好的判断参考点,这是因为之后年份的产量出现猛烈下滑,由此判断 MSY不应超过6.03×104 t。因此,从Schaefer模型来看,MSY取值范围在39 671.41~55 871.79 t之间,平均值为47 402.96 t;而从Fox模型来看,MSY的取值范围在23 040.52~56 249.49 t之间,平均值为36 739.93 t。
表2 平衡产量模型输出的资源管理参数
Tab.2
| 代码 Code | 模型 Model | MSY/t | EMSY/GW·d | (E2020/EMSY)/% | (C2020/MSY)/% |
|---|---|---|---|---|---|
| A | Schaefer | 52 180.67 | 2 009.08 | 32.66 | 3.44 |
| Fox | 32 577.20 | 3 756.31 | 17.47 | 5.51 | |
| B | Schaefer | 73 845.99 | 3 003.93 | — | — |
| Fox | 45 949.35 | 4 841.28 | 13.12 | 3.91 | |
| C | Schaefer | 39 671.41 | 1 190.69 | 62.31 | 4.53 |
| Fox | 24 550.87 | 1 553.85 | 47.75 | 7.31 | |
| D | Schaefer | 91 214.24 | 2 182.58 | — | — |
| Fox | 34 438.51 | 1 995.77 | 58.51 | 5.21 | |
| E | Schaefer | 91 775.35 | 2 250.38 | — | — |
| Fox | 32 520.21 | 1 275.79 | 314.04 | 5.52 | |
| F | Schaefer | 55 871.79 | 1 236.75 | 7.67 | 3.21 |
| Fox | 41 598.74 | 2 472.05 | 3.84 | 4.32 | |
| G | Schaefer | 86 016.75 | 2 785.40 | — | — |
| Fox | 39 734.47 | 1 868.51 | 5.84 | 4.52 | |
| H | Schaefer | 拟合失败 | — | — | — |
| Fox | 拟合失败 | — | — | — | |
| I | Schaefer | 92 268.00 | 2 730.27 | — | — |
| Fox | 56 249.49 | 3 231.21 | 11.75 | 3.19 | |
| J | Schaefer | 85 689.83 | 2 415.82 | — | — |
| Fox | 7 495 077.00 | 414 349.40 | — | — | |
| K | Schaefer | 41 887.98 | 497.12 | 55.77 | 4.29 |
| Fox | 23 040.52 | 836.62 | 33.14 | 7.79 | |
| L | Schaefer | 580 455.80 | 32 740.07 | — | — |
| Fox | 131 287.20 | 21 788.04 | — | — |
在非平衡产量模型拟合时,只有单拖100~200 kW和刺网50 kW以下这2个CPUE时间序列数据在Schaefer模型的形式下取得了较合理的输出结果(表3),它们计算的MSY值较为接近,平均值为29 198.74 t,模型输出参数中只有q值相近,而K、r、BMSY等参数差异较大。非平衡Fox模型拟合失败,未能输出理想的结果。
2.3 资源利用状况
平衡产量模型对2020年的刺鲳资源利用状况给出较为乐观的判断,资源利用度为3.19%~7.79%,平均为4.83%。努力量投入水平除双拖400 kW以上较高(314.04%)外,其他在3.84%~62.31%之间,未超过最大可持续努力量水平(表2)。非平衡产量模型因存在年际迭代而可计算出K、q、r等资源群体参数,又因刺网50 kW以下CPUE数据缺少了2020年的数据,故从非平衡产量模型拟合单拖100~200 kW的CPUE数据的视角,则可看到起始年份2008年刺鲳的资源量为24.6×104 t,次年即出现剧烈下降,2009年为8.1×104 t,随后2010年至2015年稳定在6.5×104 ~10.0×104 t间,2016年下降至6.0×104 t以下,2017—2019年再下降至2.0×104 t以下,2020年略微回升至2.0×104 t(图2)。Kobe图也显示2008—2010年资源利用处于安全区,未发生资源型过度捕捞和捕捞型过度捕捞,2011、2012年发生了捕捞型过度捕捞,2013年资源利用处于恢复过渡区,随后在2014年短暂回到安全区,2015年又发生捕捞型过度捕捞,然后2016—2018年连续3年同时发生资源型过度捕捞和捕捞型过度捕捞,资源利用处于枯竭危险区,2019—2020年捕捞强度下降,资源利用又回到恢复过渡区(图3)。此外,按表3单拖100~200 kW的E2020/EMSY=303.14%和刺网50 kW以下的
图2
图2
非平衡Schaefer 模型推测的南海北部刺鲳资源量年变化
Fig.2
Annual biomass of P. anomala in the northern South China Sea by non-equilibrium Schaefer production model
图3
图3
非平衡Schaefer 模型推测的Kobe 图
Fig.3
Kobe’s plot by non-equilibrium Schaefer production model
表3 非平衡Schaefer模型输出的资源群体参数
Tab.3
| 代码 Code | MSY/t | EMSY/ GW·d | BMSY/t | fMSY | K/t | q | r |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D | 26 051.34 | 385.23 | 74 282.44 | 0.35 | 148 564.90 | 9.10e-4 | 0.70 |
| L | 32 346.13 | 700.06 | 47 216.78 | 0.69 | 94 433.55 | 9.79e-4 | 1.37 |
2.4 TAC推定
虽然不同CPUE指数的模型对当前刺鲳资源利用状况有不同判断,但实质上它们并不矛盾,这是从它各自的视角得出的结果,故应综合地看待问题。考虑到双拖400 kW以上、单拖100~200 kW、刺网50 kW以下等3个作业方式与功率段被判断为严重过度捕捞,因此a的取值定为0.6。按Schaefer模型分析的结果计算,TAC为32 239.50 t;按Fox模型分析的结果,TAC则为27 838.47 t。
3 讨论
3.1 资源利用评价
刺鲳广泛分布于南海北部海区,鱼群多密集于水深40~120 m的浅、近海区,幼鱼则主要分布于40 m以浅的沿岸、浅海区[5]。历史上在广东水产业中,没有详细的刺鲳生产量或收购量的统计资料,可追溯的最早的调查资料是中国水产科学研究院南海水产研究所于20世纪60年代进行的广东近海底拖网鱼类资源调查[15],刺鲳的渔获量占总试捕渔获的0.9%,占网次出现率的28%,是鲳科鱼类中产量最大的一种。刺鲳在2015年和2016年的底拖网渔获占比分别为1.79%、1.47%[3,16]。而刺鲳在南海北部灯光围网渔获物中的出现率为33.33%,数量占比0.70%,重量占比0.35%[17];在灯光罩网渔获物中的出现率为30.77%,数量占比0.70%,重量占比0.87%[18];刺鲳在流刺网渔获物中的出现率为33.33%,数量占比1.44%,重量占比0.47%[19]。根据2000—2002年底拖网扫海面积法评估,南海北部刺鲳的资源存量在0.62×104 ~7.71×104 t之间[5]。由于刺鲳的渔业地位不如南海北部的金线鱼、带鱼(Trachurus lepturus)、蓝圆鲹(Pecapterus maruadsi)、竹筴鱼(Trachurus japonicus),因此在当前的资源量评估中,其被并入鲳科鱼类中[包含刺鲳、乌鲳(Parastromateus niger)、银鲳(Pampus argenteus)],如张魁等[20]评估出南海区鲳类的MSY为10.5×104 t,可捕量为8.4×104 ~9.5×104 t;史登福等[21]评估出广东海域鲳类的MSY为5.77×104 t,两者的研究均显示鲳类发生了过度捕捞。孙典荣等[22]根据在1992—2002年间的调查,认为刺鲳属于稳定型种类,在过度捕捞的情况下,该种类的资源密度虽然呈现下降的趋势,但下降的幅度小,其资源恢复速度比较慢,并且不会出现大幅波动的现象。苏莹佳等[23]研究2015—2017年单拖抽样船的渔获发现,休渔后刺鲳的资源密度和渔获比例均较休渔前略微增加,但渔获比例却从2015年的4.65%下降至2017年的0.69%,这也在一定程度上印证了本研究中2016年后刺鲳产量大幅度下滑的现象。本研究中多个CPUE指数的多模型评估提供了多个视角审视资源利用状况,与单一CPUE指数评估相比,其获取的信息更为丰富。各个CPUE指数模型评估的结果各有不同,观点也不一致,这是因为观察分析事物的角度不同导致的,在局部上是正确的,但局部不能代替整体,因此要将各种观点综合起来,整体地看待问题。不同作业方式相当于不同的猎食者,它们占据了不同的时空生态位。从生态位角度而言,双拖400 kW以上、单拖100~200 kW、刺网50 kW以下等3个作业方式与功率段对其所占生态位上的刺鲳有过度捕捞的现象,其他的则未发生过度捕捞,资源利用总体上处于安全水平。
3.2 渔业管理建议
在二十世纪七八十年代,广东和广西就规定了刺鲳最小开捕叉长为120 mm[24]。2018年农业农村部发布通告,将刺鲳最小开捕叉长提高到130 mm[25]。然而现行最小网目的标准[26],如拖网40 mm、刺网50 mm以及围网35 mm,还未能达到陈丕茂[27]推断的拖网囊网最佳最小网目尺寸65 mm,导致不可避免地使未达规格的幼鱼资源被提前捕捞。虽然前文判断出刺鲳在3个作业方式与功率段发生过度捕捞,但其所占渔获比例较低,本质上属于常见兼捕鱼种,无法通过限制某一种作业方式来实施保护。因此只能从降低所有作业方式的捕捞强度入手,比如实施严格的休渔期制度。但目前的休渔保护还未能遏制资源衰退的趋势,极可能与当前广为诟病的电拖网作业有关。2月为刺鲳的产卵盛期,大量亲鱼进入30 m内浅水区产卵[15],3、4月休渔前的近海屡禁不绝的电拖网作业导致幼鱼大量死亡,使得刺鲳的补充量严重不足,资源恢复面临威胁。贾晓平等[5]提出在刺鲳密集分布的近海区域布置人工鱼礁,这将是一个有效的保护和恢复措施。因此,建议建设近海养护型海洋牧场,在特定的海域建立刺鲳资源保留地,使其在保留地内充分繁衍,确保该资源不致枯竭,并能向海洋牧场之外补充资源。
参考文献
TropFishR: an R package for fisheries analysis with length-frequency data
[J].
A review of biological reference points in the context of the precautionary approach
[R].
表1
图1
