南渡江上游海南半鲿生物学参数估算

4期
梁智策等: 南渡江上游海南半鲿生物学参数估算
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2 结果
2.1 体长分布
南渡江上游共采集海南半鲿358尾, 其体长为
40—290 mm, 平均体长为143.7 mm, 其中优势体长
集中在80—180 mm, 占总个体数的77.1%, 各体长
组分布见图 2。
2.2 体长与体质量关系
通过拟合南渡江上游海南半鲿体长(L, mm)和
Y¶=R=(E U)m =k [1¡3U=(1+m )+3U2= (1+2m)¡U 3 =(1+3m)]
U=1¡L c=L 1 m =(1¡E )=(M=K)=K=Z B¶=R=(Y¶=R )=F
FiSAT Ⅱ软件中开发率(E)一般有下述几种水 平: (1)Emax为获得最大渔获量时的开发率; (2)E0.1为 Y′/R边际增长减少10.0%时的开发率; (3)E0.5为资源 量下降到原始水平50.0%时的开发率。
Ⅱ软件中ELEFAN Ⅰ法的K扫描模块可获得渐近体
长(L∞)为304.5 mm, 生长参数(K)为0.49。再根据 Pauly[17]提出的计算理论生长起点年龄的经验公式
求出t0为–0.29。因此其von Bertalantly体长和体质
量生长方程分别为:
h
i
L t=304:5 1¡e¡0:49(t+0:29)
体长生长方程: Lt=L∞ [1–e¡K (t¡t0) ] 体质量生长方程: Wt=W∞ [1–e¡K (t¡t0) ]b 对上述生长方程中t进行一阶、二阶求导, 可 获得其体长、体质量的生长速度及加速度曲线方
程, 分别为: 体长生长速度: dLt/dt=K L∞ e¡K (t¡t0) 体长生长加速度: d2Lt/dt2=–K2 L∞ e¡K (t¡t0) 体质量生长速度: dWt/dt=3K W∞ e¡K (t¡t0) ·[1–
W t=291:7[1¡e¡0:49(t+0:29)]2:8136
南渡江上游海南半鲿年龄与体长、体质量2条
相关曲线均为不具拐点的上升曲线(图 4)。
运用体长变换渔获物曲线法对南渡江上游海
南半鲿总死亡系数(Z)进行估算, 其拟合的直线方程
为(图 5):
ln
(N
=t
)=¡1:22t+6:91
第 45 卷 第 4 期 2021 年 7 月
doi: 10.7541/2021.2020.058
水生生物学报
ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA
Vol. 45, No. 4 July, 2021
南渡江上游海南半鲿生物学参数估算
梁智策1 刘 飞1 李世启1 常 通1 蔡杏伟2* 申志新2 郭志强1*
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水生生物学报
45 卷
1 材料与方法
1.1 研究区域与数据获取 南渡江为海南岛最大的河流, 发源于白沙黎族
自治县南峰山, 干流斜贯海南岛中北部, 于海口市 美兰区流入琼中海峡。南渡江上游山高坡陡, 支流 众多, 生境多样性较高, 具有丰富的鱼类种类, 是鱼 类良好的栖息地[12]。根据历史资料记载[2, 13, 14], 20世纪80年代南渡江共记录有鱼类152种。2018年 余梵冬等[12]调查南渡江鱼类种类组成及分布, 其结 果表明南渡江鱼类共计136种, 保存相对完整。
关键词: 海南半鲿; 生物学参数; 生长特征; 死亡率; 南渡江
中图分类号: S932.4
文献标识码: A
文章编号: 1000-3207(2021)04-0881-08
海南半鲿(Hemibagrus hainanensis Tchang 1935) 为海南岛珍稀鱼类, 隶属于鲇形目(Siluriformes)、 鲿科(Bagridae)、半鲿属(Hemibagrus)。其濒危等 级为数据缺乏(DD)[1]。20世纪中期, 海南半鲿在海 南岛南渡江水系、昌化江水系及万泉河水系均有 分布[2]。近几十年来, 随着海南省社会和经济的不 断发展, 人们活动对岛内南渡江、昌化江和万泉河 等河流生态系统的干扰也在益日剧增, 如拦河筑 坝、水域污染、过度捕捞、挖沙采石和外来物种 放生等[3—5]。人类活动导致河流生态环境的一系列
作者简介: 梁智策(1996—), 男, 硕士研究生; 研究方向为鱼类生态学、痕量元素毒理学。E-mail: Zhice_LIANG@ 通信作者: 蔡杏伟, 助理研究员; E-mail: Caixw618@ 郭志强, 教授; E-mail: guozq@ *共同通信作者
变化将会对鱼类产生一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的影响。
目前, 有关于海南半鲿的研究仍停留在形态学 分类和分布记录等方面[2, 6, 7], 而对其基础生物学及 资源动态方面的研究属于空白状态。有关海南半
鲿的基础研究严重滞后, 相关野外实地调查数据缺 乏, 导致无法对其受濒危程度进行评估[1]。因此, 开 展海南半鲿个体生物学和种群生态学等方面研究,
体长与体质量关系 其体长与体质量关系 式W=aLb由幂函数拟合, 式中W为体质量(g); a为肥 满度; L为体长(mm); b为幂指数系数。
生物学参数 海南半鲿的体长以10 mm为 组距[15], 分为25组, 依次是40—49 mm、50—59 mm、 ······、260—269 mm和270—279 mm。输入海南半 鲿体长频率数据, 利用FiSAT Ⅱ软件中的ELEFAN Ⅰ法估算其渐近体长(L∞)和生长系数(K)[16]。并利 用Pauly[17]经验公式推算其理论生长起点年龄t0:
ln(–t0)= –0.3922–0.2752 lnL∞–1.038 lnK。 另外, 采用体长变换渔获曲线法估算总死亡系
数(Z), 自然死亡系数(M)通过其自然死亡系数估算 模块进行估算[15, 18]。
生长特性指标 运用von Bertalanffy生长方 程[19], 并利用Lt(t龄时的预测体长)、t0(理论生长起 点年龄)、Wt(t龄时的预测体质量)、W∞(渐进体质 量)等参数, 拟合南渡江上游海南半鲿的体长、体 质量生长方程:
收稿日期: 2020-03-30; 修订日期: 2020-08-08
基金项目: 海南省自然科学基金青年基金(419QN256); 海南省社会发展项目(ZDY2019144); 海南省海洋渔业科学技术开发及应用专项; 国家自然基金(31872574和41866003); 海南大学科研启动基金(KYQD(ZR)1803)资助 [Supported by the Hainan Province Natural Science Foundation of China (419QN256); Hainan Social Development Project (ZDY2019144); Special Project for the Development and Application of Marine Fishery Science and Technology in Hainan Province; the National Natural Science Foundation of China (31872574 & 41866003); Research Start up Fund of Hainan University (KYQD(ZR)1803)]
积累相关方面数据已迫在眉睫。鱼类生长和死亡 参数是阐述鱼类生活史策略的主要指标[8], 它不仅 是鱼类生物学以及生态学特征的研究基础, 同时也 是鱼类种群结构变动趋势评估的重要依据[9, 10], 因 此开展海南半鲿生长特性和资源现状研究对于其 种群资源保护和合理开发利用具有重要的理论和 现实意义。
本研究于2019年1—12月对南渡江上游渔获物 按月度进行调查(图 1)。每月15—17号在日落之前 放置3条多网目复合刺网(长: 30 m; 高: 1.5 m; 网目 (2a/cm)分别为: 1.0、6.0和12.5)和地笼(长: 4 m; 网 目: 2a=0.4 cm), 次日6:00收网, 收集网内所有的渔 获物, 并及时放入带有冰块的鱼箱内保存, 带回实 验室进行体长(精确到1 mm)和体质量(精确到0.01 g) 等生物学参数的测定。 1.2 研究方法
19°20′0″N
N
W
E
S 松涛水库
19°20′0″N
19°10′0″N
叉南 河 牙叉镇
南
南 湾
向民村 细水乡
河 19°10′0″N
美南
南
河 南开乡 渡 刚
河
19°0′0″N
江 莫好村
0 2.55 10 km
19°0′0″N
图例： 村落 水坝 采样点
图 1 南渡江上游海南半鲿采样点布置图 Fig. 1 Sampling stations of H. hainanensis in the upper Nandu River
e¡K (t¡t0) ]2 体质量生长加速度: d2Wt/dt2=3K2 W∞ e¡K (t¡t0) ·
[1– e¡K (t¡t0) ]·[3e¡K (t¡t0) –1]
分析单位补充量渔获物量 (1)估算平均选 择体长。线性回归中未被利用各点的相对期望值
ln (N/∆t)通过由体长变换曲线拟合而成的直线方程 进行估算, 进而得到未被利用各点观察与期望值两 者的比值及其累积率, 开捕体长(Lc)为累积率达到 50.0%时所对应的体长。(2)分析相对单位补充量渔 获量。Beverton和Holt在1957年提出了动态综合模 式(Dynamic pooled model)来解释鱼类种群参数和 渔获量的关系[20]。当公式中参数发生变化时, 便可 得到渔获量(Y)及单位补充量渔获量(Y′/R)的相应变 化情况, 也称Beverton-Holt (B-H)稳定状态模型[20]。 Pauly和Soriano[21]利用动态综合模式来预测Y′/R和 B′/R(相对单位补充量生物量)。Y′/R和B′/R曲线通 过刀刃式选择假设模型(Knife-edge model)建立, 数 学公式如下:
体质量(W, g)的幂指数曲线, 得到其体长和体质量
关系回归方程为:
W=0:00003L
2:8136
¡ R
2=0:974;
¢ n=358
即其幂指数值为2.8136, 接近3 (P>0.05), 为等
速生长(图 3)。
2.3 生长参数与生长方程
海南半鲿为等速生长鱼类, 故本研究运用von
Bertalantly生长方程描述其生长规律。运行FISAT
FISAT Ⅱ软件中的体长股分析法(LCA)具有 无需鉴定研究对象年龄、数据结构简单和采样工 作量小等优点, 被广泛应用于评估鱼类生长参数 与资源量[11]。本研究以南渡江上游海南半鲿为研 究对象, 通过评估海南半鲿的体长组成、体长-体 质量关系及种群参数, 以期掌握目前南渡江上游 海南半鲿生长特性及其资源利用现状, 旨在为海 南岛珍稀海南半鲿的种群资源恢复和保护提供理 论依据, 从而实现南渡江上游海南半鲿资源的可 持续发展。
(1. 南海海洋资源利用国家重点实验室, 海南大学海洋学院, 海南大学生命科学与药学院, 海口 570228; 2. 海南省海洋与渔业科学院, 海口 571126)
摘要: 为研究海南半鲿(Hemibagrus hainanensis Tchang 1935)种群生物学及资源动态特征, 2019年1—12月于 南渡江上游采集358尾海南半鲿, 其体长范围为42—289 mm, 体质量范围为1.14—282.79 g。利用FiSAT Ⅱ软 件中ELEFAN I法估算南渡江上游海南半鲿种群参数, 其资源变动趋势则通过Beverton-Holt动态综合模型进 行评估。结果显示: von Bertalanffy生长方程所描述的各参数值分别为L∞=304.5 mm、K=0.49、t0=–0.29, 体质 量的生长拐点为t=1.95, 即TL=202.9 mm。利用Pauly经验公式和长度变换渔获曲线法分别估算出: 自然死亡系 数(M)为1.05, 总死亡系数(Z)为1.22, 捕捞死亡系数(F)为0.17及资源开发率(E)为0.14, 表明其资源未处在过度 捕捞状态。研究结果填补了南渡江上游海南半鲿的种群生长特性及动态特征基础资料的空白, 为其种群资源 恢复和保护策略的制定提供理论依据。