马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉生物学参数估算

马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉生物学参数估算
李朝文;王凯;程晓鹏;崔潇;汪振华;章守宇
【摘要】褐菖鲉是马鞍列岛海洋特别保护区保护种类,在食物网中具有重要作用.基于2009年1月—2010年2月马鞍列岛海洋特别保护区渔业资源调查数据,运用FiSATⅡ软件估算了褐菖鲉的生长参数.用ELEFANⅠ技术拟合的褐菖鲉von Bertalanffy生长方程参数为:L∞=24.5 cm,K=0.39,t0=-0.74 a.用Pauly经验公式计算的自然死亡系数M=0.84,用体长变换渔获物法估算总死亡系数Z=3.04,捕捞死亡系数F=2.20.马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉资源主要受钓捕作业影响,建议褐菖鲉最适捕捞体长为16.0 cm.%Sebastiscus marmoratus is the protected species in Ma'an Archipelago Special Protected Area, and plays an important role in the food webs. The biological parameters for S. marmoratus in Ma'an Archipelago Special Protected Area were estimated based on the fisheries data collected from Jan. , 2009 to Feb. , 2010 by using FiSAT II package. The growth parameters of von Bertalanffy formula estimated by ELEFAN I were:L∞ =24. 5 cm, K=0. 39, and t0 = -0. 74 a. The natural mortality coefficient M estimated by Pauly's empirical equation was 0. 84. The total mortality coefficient Z estimated by length-converted catch curve was 3. 04 and the fishing mor-tality coefficient F was 2. 20. The stock has been over exploited mainly due to fishing. It suggested that the optimal catchable size of S. marmoratus should be 16. 0 cm.
【期刊名称】《生物学杂志》
【年(卷),期】2018(035)003
【总页数】4页(P106-109)
【关键词】褐菖鲉;生长参数;死亡参数;马鞍列岛海洋特别保护区
【作者】李朝文;王凯;程晓鹏;崔潇;汪振华;章守宇
【作者单位】上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306;上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306;上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306;上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306;上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306;上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海201306
【正文语种】中文
【中图分类】S917.4
鱼类生长和死亡参数是评估渔业资源、研究资源群体数量变动和合理利用的基础[1]。

在资源评估、海洋生物保护等方面具有重要的作用，是海洋保护区开展渔业资源管理和保护等的依据[1-2]。

褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)属于暖水性底层鱼类，广泛分布于近海岩礁海域，是典型的岛礁定居性鱼类[3]。

褐菖鲉在马鞍列岛海洋特别保护区被列入保护资源种类，是岩礁生境鱼类群落的周年优势种[4-7]，同时也是主要的海洋捕捞尤其是海钓对象[8-9]，具有较高的经济价值，是休闲渔业和资源增殖的重要目标鱼种。

目前已有较多有关褐菖鲉的研究，主要集中在摄食生态[8,10-11]、生态分布[3-5, 9,12-14]、繁殖[3,15]、形态学[16]和行为[17]等方面的研究，但有关生长方面的研究尚未见报道。

近年来随着马鞍列岛海域岛礁资源利用和海岛休闲旅游业的大力发展，褐菖鲉作为岛礁生境中的优势种类[3,5]，其生长特性和资源利用现状研究对于保护区内岛礁生物资源合理开发利用具有重要的理论和现实意义。

体长股分析法(LCA)具有不需要鉴定研究对象年龄、采样工作量小和数据结构简单等优点广泛用于评估鱼类生长参数与资源量[1-2,18-20]。

本文以马鞍列岛海洋特
别保护区褐菖鲉为研究对象，通过分析褐菖鲉群体的体长组成、体长-体质量关系、生长参数进行评估，以期掌握其生长特性和资源利用现状，为保护区内褐菖鲉资源的合理利用和保护提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 数据来源
2009年1月—2010年2月逐月在马鞍列岛海洋特别保护区进行多网目组合刺网[9]调查，刺网全长75 m,分别由26、34、43、50、60和70 mm等不同网目尺
寸组合，以尽可能获取不同体长组的褐菖鲉样本进行分析，共采集到褐菖鲉1951 ind。

将所采集样品冰冻保存带回实验室进行生物学实验，分别使用精度0.1 cm
的测量尺和精度0.1 g的电子天平测量体长(L, cm)和体质量(W, g)。

褐菖鲉体长组以1.0 cm为组距进行划分[20]。

1.2 褐菖鲉生长参数估算
1.2.1 体长和体质量关系
采用幂函数关系拟合体长和体质量关系，其表达式为：
W=a Lb
(1)
式中：W为体质量(g)，L为体长(cm), a为生长的条件因子，b为异速生长因子。

1.2.2 生长参数估算
本研究利用von Bertalanffy生长方程[21]拟合褐菖鲉的生长，生长过程的特征变化以生长速度进行描述。

褐菖鲉的生长参数和拟合生长曲线采用FiSATⅡ软件中的ELEFANⅠ技术[22]估算，取拟合度最大且最合理时对应数值(L∞、k在生物学上
能被接受)作为生长参数的估计值[23]，L∞和k分别表示褐菖鲉的渐近体长和生长
曲线的平均曲率(趋近渐近值的相对速度)。

褐菖鲉的理论生长起点年龄t0根据Pauly经验公式[24]计算，即：
ln(-t0)=-0.3922-0.2752lnL∞-1.038lnk
(2)
式中：L∞和k分别表示褐菖鲉的渐近体长和生长曲线的平均曲率(趋近渐近值的相对速度)。

1.2.3 死亡参数估算
褐菖鲉总死亡系数运用FiSATⅡ 软件中的体长变换渔获物法[25]估算。

自然死亡
系数(M)由Pauly[26]经验公式计算，公式如下：
log M=-0.0066-0.279logL∞′+0.6543logk+0.4634logT
(3)
式中：L∞′和k分别表示褐菖鲉的渐近全长和生长曲线的平均曲率(趋近渐近值的
相对速度)，文章需将渐进体长L∞转换成渐进全长。

因此，随机选取185尾褐菖
鲉的体长和全长(TL, cm)数据拟合得到直线方程(4)，从而计算得出渐进全长L∞′。

T代表栖息海域年平均水温，本文取20℃(月平均水温)。

根据三者的关系式可求解捕捞死亡系数，即：
TL=1.162L+0.399
(4)
F=Z-M
(5)
式中：F和Z分别表示捕捞死亡系数和总死亡系数。

2 结果
2.1 体长分布
马鞍列岛海域特别保护区褐菖鲉的体长范围为0.8～22.3 cm，平均体长为8.7 cm，
优势体长集中在6.0～10.9 cm之间，约占褐菖鲉总数的72.61%(图1)。

图1 褐菖鲉体长分布Fig 1 The distribution of body length of S.marmoratus 2.2 体长-体质量关系
通过ANCOVA检验分析表明，雌雄褐菖鲉体长与体质量之间的关系不存在显著性差异(P>0.05)。

因此，将雌雄个体综合计算得出：马鞍列岛海洋特别保护区褐菖
鲉的体长-体质量关系式为：
W=2.75×10-2L3.01(n=1951,R2=0.96)
(6)
图2 褐菖鲉体长-体质量关系Fig 2 Length-weight relationship of
S.marmoratus
2.3 生长参数和生长方程
马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉体长-体质量关系中b值(3.01)接近3，差异不显
著(P=0.998>0.05)，为匀速生长鱼类。

因此，可用von Bertalanffy生长方程描
述褐菖鲉的生长规律，本研究计算得出褐菖鲉的生长参数分别为：L∞=24.50 cm，L∞′=28.42 cm，k=0.39，t0=-0.74 a。

因此，褐菖鲉的体长生长方程为
Lt=24.5×[1-e-0.39(t+0.74)]。

由体长和体质量关系可求得体质量生长方程为
Wt=406×[1-e-0.39(t+0.74)]3.01。

图3 褐菖鲉的体长分布及应用ELEFAN 估计的生长曲线Fig 3 The body length distribution of S.marmoratus and growth curves estimated by ELEFAN
褐菖鲉体长生长速度随年龄增大逐渐减小，体质量生长速度随年龄增大先逐渐增大后开始减小(图4)。

当体质量生长速度达到最大处的年龄即体质量生长拐点年龄，
经计算得t=2.08 a，进而可知褐菖鲉体质量生长拐点年龄时的体长和体质量分别
为16.3 cm和122.1 g。

图4 褐菖鲉的体长和体质量生长速度曲线Fig 4 The growth rate of body
length and weight of S.marmoratus
2.4 死亡系数的估算
根据体长变换渔获物法估算褐菖鲉的总死亡系数，选择15个点做线性回归(图5)，经拟合得到的直线方程为ln(N/Δt)=-3.04t+10.51，相关系数R=-0.9879。

由直
线方程可得总死亡系数Z为3.04。

本研究计算得出马鞍列岛海洋特别保护区褐菖
鲉捕捞死亡系数F=2.20。

图5 根据体长变换渔获曲线估算总死亡系数Fig 5 The estimation of total mortality parameter from length-converted catch curve
3 讨论
体长股分析法是鱼类资源评估的高效易行的方式之一[26]，运用该方法时鱼类样本量一般要求多于1500尾，采样时间多于12个月，并尽可能的获得高龄个体[27]。

褐菖鲉广泛分布于近岸尤其是岛礁周边水域，是典型的岩礁性鱼类，对底质类型有独特的偏好[12,16]，是岛礁周边水域手钓和刺网作业的主要对象[8-9]。

本研究中使用不同网目尺寸组合刺网于2009年1月—2010年2月连续进行共14个月的
采样，以尽可能获得不同生长阶段的褐菖鲉个体[9]。

本次调查期间共获取1951 ind样本，最大体长为22.3 cm(约为6.5龄)，调查数据适用于体长股分析法。

鱼类体长和体质量关系是衡量其生长的重要指标[1]。

本研究得出褐菖鲉的体长-体质量关系中条件因子a和异速生长因子b值分别为2.75×10-2和3.01，与已有的研究结果[3]相似，褐菖鲉作为一种匀速生长鱼类，可以用von Bertalanffy生长方程能很好地描述其生长规律。

渐近体长L∞和k值是两个重要的鱼类生长参数，其中渐近体长是鱼体所能达到的最大理论体长，k值为生长曲线的平均曲率，表示趋近渐进值的相对速度，本文运用FIAST II 软件中体长股分析法计算，褐菖鲉属于
生命周期相对较长的种类，其k值理论上应相对较低，且k满足e-k<1时，表明
用von Bertalanffy生长方程能够较好地拟合鱼类的生长，即所求k准确[28]。

本
文运用FiAST II 软件中体长股分析法计算，结合现场调查和拟合优度Score指数的最佳拟合度对应值确定褐菖鲉的渐近体长和k值分别为24.5 cm和0.39。

鱼类在生长过程中自然死亡系数和渐近体长呈负相关，马鞍列岛特别保护区褐菖鲉的自然死亡系数M=0.84，根据Pauly经验公式[26]可知，该值主要受渐近体长、k及栖息地水温的影响，而本次调查所采取的水温值为实测月平均水温，为验证死亡系数估算的准确性及其意义，根据理论公式M/k值进行估算，取值范围为1～2.5，并依据Z/k值超过3则认为种群死亡来自捕捞[29]。

本研究中M/k=2.15，Z/k=7.79，褐菖鲉M/k值符合理论范围，表明马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉死亡主要受捕捞的影响。

褐菖鲉是近海尤其是岛礁海域钓捕的主要对象，由于钓具具有较高的选择性，因此钓捕作业对褐菖鲉资源尤其是符合市场需求的群体(平均体长16 cm)的影响极大。

研究表明，马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉资源处于过度捕捞状态，群体已趋于小型化，本研究中最大体长22.3 cm小于历史调查资料的29.6 cm，平均体长由历史数据的17.5 cm减小到本次调查的8.7 cm，优势体长组则由13.0～20 cm减小到本研究的6.0～10.9 cm [3, 9]。

近年来，随着马鞍列岛海洋特别保护区休闲旅游业的迅速发展，人们对褐菖鲉等高等海洋鱼类的需求增加，进而对褐菖鲉资源的稳定性和增加带来更大的压力。

本研究根据褐菖鲉的生长特征，估算其体质量生长拐点年龄时的体长和体质量分别为16.3 cm和122.1 g，研究表明，褐菖鲉繁殖个体平均体长在16 cm时其繁殖力最大[13]。

考虑到褐菖鲉的生态习性，马鞍列岛海洋特别区褐菖鲉资源的保护，应严格控制钓捕强度，钓捕个体不小于16.0 cm，同时在每年的10月到翌年5月的繁殖季节[3, 9]设置禁捕区，充分保护繁殖群体和补充群体。

本研究根据马鞍列岛海洋特别保护区褐菖鲉的体长组成及分布初步估算了其生长参数，今后应加强褐菖鲉年龄、繁殖、资源评估和增殖等方面的研究，以达到资源保护和可持续利用的目标。

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