浙江近海大黃魚和帶魚產(chǎn)量的長期變化及資源評估：基于歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析

李立華，嚴(yán)小軍，王健鑫，許永久，周永東，錢衛(wèi)國，徐紀(jì)曉，吳麗航，楊麗萍，姜淇俊

(1.浙江海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316022；2.浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江舟山 316022；3.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江舟山 316021)

浙江近海海域是我國傳統(tǒng)的捕撈作業(yè)海區(qū)，包括著名的舟山漁場、溫臺漁場，上世紀(jì)數(shù)十年以來，漁獲產(chǎn)量逐年增加，浙江近海捕撈量從1980 年代的(80～90)×104t，增加到2015 年的300×104t 左右[1]，捕撈的主要種類為龍頭魚Harpadon nehereus、蝦虎魚Ctenogobius chengtuensis、小黃魚Larimichthys polyactis、帶魚Trichiurus lepturus 等，其中龍頭魚、蝦虎魚在漁獲中的比例逐漸提升。而在1990 年代之前，漁獲主要種類為大黃魚Larimichthys crocea、小黃魚和帶魚。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，1956-2002 年，這2 種漁獲物對東海漁業(yè)的累計(jì)貢獻(xiàn)率已達(dá)到90.30%[1]，大黃魚和帶魚的捕撈產(chǎn)量占到中國近海漁業(yè)產(chǎn)量的一半左右。隨著人類過度捕撈、海洋環(huán)境和氣候變化的影響，漁業(yè)資源產(chǎn)量近數(shù)十年來逐年下降。目前主要經(jīng)濟(jì)魚種中，大黃魚漁業(yè)資源仍未明顯恢復(fù)，帶魚資源雖具有一定規(guī)模，但維持在相對較低水平，并且漁獲中以低齡、小型魚為主[2-4]。研究表明，過度捕撈、開發(fā)產(chǎn)卵場和干擾越冬聚集，以及污染、管理不當(dāng)?shù)榷际窃斐梢吧N群資源枯竭的因素[5-7]，其中捕撈強(qiáng)度過大是漁業(yè)資源衰退的主要因素，浙江近海的漁船數(shù)量從1950 年代的386 艘，增加到1990 年代的3.6 萬艘，漁船總功率從0.03×104kW，增加到212.92×104kW，捕撈強(qiáng)度逐漸增大，強(qiáng)大的捕撈壓力給漁業(yè)資源修復(fù)帶來了較大的威脅。氣候變化也會影響到漁業(yè)資源，全球變暖所導(dǎo)致水層分化，會限制中上層水體的光合作用，進(jìn)而減少水域的初級生產(chǎn)力，影響魚類餌料的供應(yīng)。同時(shí)，全球變暖會加劇水體酸化、水體混合減少，層化加強(qiáng)，溶氧減少，魚類不宜生存[8]。

迄今為止，對于浙江近海兩大經(jīng)濟(jì)魚種的研究多以年齡與生長[8-9]、親體補(bǔ)充量關(guān)系[10]、食性營養(yǎng)[11-13]等方面為主，張魁等[14-16]基于漁獲量對東海的大黃魚、帶魚和小黃魚的評估模型的參數(shù)進(jìn)行了分析，而基于捕撈強(qiáng)度影響的研究較少。本文根據(jù)1950-1990 年的浙江省統(tǒng)計(jì)漁獲量、漁船數(shù)、魚類價(jià)格以及漁民人數(shù)、漁民的人均碳排放量數(shù)據(jù)計(jì)算漁業(yè)收入、成本、凈利潤等參數(shù)，并利用Schaefer 剩余產(chǎn)量模型構(gòu)建和優(yōu)化大黃魚和帶魚資源評估模型，計(jì)算大黃魚和帶魚主要經(jīng)濟(jì)魚種的最大可持續(xù)產(chǎn)量(MSY)和最大經(jīng)濟(jì)利潤(MEP)，以期為2 個(gè)經(jīng)濟(jì)魚種的資源管理提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文的捕撈年產(chǎn)量和價(jià)格主要來源于《浙江省水產(chǎn)志》及浙江省漁業(yè)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)公式(1)得到捕撈收益:

式中:E(annual earnings)為捕撈年收益，元；C(annual catch)為年捕撈量，104t·a-1；P(price)為魚類價(jià)格，元·kg-1。

由于歷史上缺乏漁民捕撈成本數(shù)據(jù)，本文選取漁民的碳排放量與漁民人數(shù)的乘積得到漁民總的排放量。假設(shè)漁民總的排放量與其捕撈活動(dòng)過程中的總成本成正比，可根據(jù)公式(2)得到捕撈成本。

式中:Ccost(catch cost)為捕撈成本，元；N 為漁民數(shù)量(number of fishermen)；cCEPC為年人均碳排放量(emission per capita)，t；a 為系數(shù)。年人均碳排放量數(shù)據(jù)來源于中國能源數(shù)據(jù)庫。

1.2 最大可持續(xù)產(chǎn)量(MSY)與最大經(jīng)濟(jì)利潤(MEP)估算

1.2.1 Schaefer 剩余產(chǎn)量模型參數(shù)構(gòu)建:

式中:Bi為當(dāng)年的漁業(yè)生物量，t；Bi+1為次年漁業(yè)生物量，t；r 為內(nèi)稟生長率；Ci為捕撈產(chǎn)量，104t。

本文根據(jù)Schaefer 模型，對大黃魚MSY 進(jìn)行估計(jì)時(shí)，采用設(shè)置參數(shù)的初始值r、K、q 及B1954，利用線性規(guī)劃，找到最優(yōu)求解的參數(shù)r、K、q 及B1954，MSY=rK/4；對帶魚MSY 進(jìn)行估計(jì)時(shí)，利用R 語言處理，優(yōu)化求解參數(shù)a、M 和1/q，MSY=aM/4，其中a=r/q2·K，M=q×K。其中K 為環(huán)境最大容納量。

最大經(jīng)濟(jì)利潤MEP:利用Origin 中的一元二次多項(xiàng)式對經(jīng)濟(jì)魚種的收益隨時(shí)間的變化進(jìn)行擬合，得到最優(yōu)的多項(xiàng)式函數(shù)，同時(shí)對成本隨時(shí)間的變化進(jìn)行線性擬合，得到最優(yōu)的線性函數(shù)，再將二者之差為MEP。

式中:x 為時(shí)間，年；y1為收益，元；y2為捕撈成本，元。

2 結(jié)果與分析

2.1 大黃魚、帶魚的價(jià)格和收益擬合

1950-1990 年代，大黃魚和帶魚的價(jià)格都總體呈現(xiàn)波動(dòng)上升-平穩(wěn)-上升的趨勢(圖1)。其中1950 年代大黃魚的平均價(jià)格達(dá)29 元·(50 kg)-1，1960-1970 年代價(jià)格總體穩(wěn)定在29～36 元·(50 kg)-1，1980 年代隨著大黃魚產(chǎn)量急劇下降，價(jià)格出現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢，據(jù)統(tǒng)計(jì)1993 年大黃魚的價(jià)格已經(jīng)飆升到5 660 元·(50 kg)-1；1950 年代帶魚的價(jià)格從13 元·(100 kg)-1波動(dòng)上升至30 元·(100 kg)-1，1980 年代價(jià)格急劇上升，由50 元·(100 kg)-1上漲至714.3 元·(100 kg)-1(1993 年)，并有持續(xù)上漲的趨勢。

圖1 大黃魚和帶魚價(jià)格的變化趨勢Fig.1 The price change trend of L.crocea and T.lepturus

在產(chǎn)量、價(jià)格等因素的影響下，兩大魚種的收益呈現(xiàn)不同的變化趨勢(圖2)。1950-1970 年代大黃魚處于鼎盛時(shí)期，1950 年代平均收益達(dá)1.06×107元，后不斷上升，40 年內(nèi)最高達(dá)5.11×108元(1974 年)，1970-1980 年代大黃魚雖產(chǎn)量下降，但價(jià)格的大幅度上升導(dǎo)致大黃魚的總體收益仍然居高，這種高收益從1960年代末持續(xù)到1980 年末期，1990 年代因產(chǎn)量急劇下降，大黃魚不能形成種群，收益大幅度下降；帶魚作為浙江近海的一大主要經(jīng)濟(jì)魚種，據(jù)統(tǒng)計(jì)，相比大黃魚具備更高的產(chǎn)量優(yōu)勢，收益歷年來都較高，且呈不斷上升的趨勢，1950-1990 年代平均收益達(dá)2.024×108元。但是由于受到捕撈過度帶來的影響，隨著產(chǎn)量上升幅度減緩，收益的增長趨勢也有放慢的跡象。

圖2 大黃魚和帶魚收益的變化趨勢Fig.2 The income change trend of L.crocea and T.lepturus

2.2 大黃魚和帶魚MSY

2.2.1 大黃魚

根據(jù)模型的優(yōu)化求解，最終得到大黃魚r 值為0.323 6，K 值為89.3×104，1954 年的年初生物量B 為48.01×104t，得到大黃魚的MSY 估計(jì)結(jié)果為7.22×104t，該結(jié)果符合張魁對于東海3 大主要魚種中大黃魚MSY 的估計(jì)結(jié)果[14]，其研究表明大黃魚的MSY 應(yīng)在4.15×104～9.19×104t 內(nèi)。

2.2.2 帶魚

根據(jù)模型的優(yōu)化求解，最終得到帶魚a 值為175.539，M 值為133.171，1/q 為11204.43，帶魚的最大持續(xù)產(chǎn)量(MSY)估計(jì)結(jié)果為77.83×104t，張魁等[14]對于帶魚的MSY 分析結(jié)果為69.75×104～86.25×104t。

表1 大黃魚和帶魚的估計(jì)參數(shù)及MSYTab.1 The estimate parameters and MSY of two species

2.3 大黃魚和帶魚的最大經(jīng)濟(jì)利潤(MEP)

2.3.1 大黃魚

根據(jù)剩余產(chǎn)量模型得到MEP 隨捕撈強(qiáng)度的變化曲線、收益曲線，根據(jù)成本與捕撈強(qiáng)度的線性關(guān)系，得到線性函數(shù)，具體如下:

大黃魚的收益擬合曲線為:

大黃魚的成本擬合曲線為:

經(jīng)濟(jì)利潤:

式中:x 均為捕撈強(qiáng)度，104艘。

結(jié)果顯示，當(dāng)fMEP為1.83×104艘漁船左右時(shí)，大黃魚的捕撈達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益(圖3)，此時(shí)大黃魚的捕撈量幾乎接近最高峰，在產(chǎn)量有繼續(xù)上漲趨勢的前提下，利潤達(dá)到最大值。而其經(jīng)濟(jì)利潤從1980-1990 年代持續(xù)大幅度下降，過度捕撈對大黃魚的市場經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的打擊，合理控制捕撈強(qiáng)度，穩(wěn)住大黃魚的產(chǎn)量趨勢是保持利潤效益的關(guān)鍵。

圖3 大黃魚收益和成本的擬合(a)與MEP 曲線(b)Fig.3 The MEP curve and fitting of income and cost of L.crocea

2.3.2 帶魚

帶魚收益擬合曲線為:

帶魚成本擬合曲線為:

經(jīng)濟(jì)利潤:

式中:x 均為捕撈強(qiáng)度，104艘。

帶魚的最佳經(jīng)濟(jì)利潤出現(xiàn)在fMEP約1.81 萬艘漁船時(shí)，即1976 年附近，相比于大黃魚的經(jīng)濟(jì)利潤，在求得經(jīng)濟(jì)利潤最優(yōu)化時(shí)帶魚可承受的最大捕撈強(qiáng)度遠(yuǎn)大于大黃魚，而捕撈強(qiáng)度一旦超過1.81 萬艘則帶魚的MEP 呈下降趨勢。

圖4 帶魚收益和成本的擬合(a)與MEP 曲線(b)Fig.4 The MEP curve and fitting of income and cost of T.lepturus

經(jīng)過與其他基于剩余產(chǎn)量模型的研究結(jié)果相比較，本文對大黃魚、帶魚的最大持續(xù)產(chǎn)量MSY 的量化結(jié)果基本合理，更進(jìn)一步地，還綜合利用歷史價(jià)格、收益和漁船數(shù)等數(shù)據(jù)量化出了最大經(jīng)濟(jì)利潤MEP，以上結(jié)果能夠較為清晰地反映大黃魚和帶魚在1950-1990 年代的漁業(yè)動(dòng)態(tài)變化，為漁業(yè)資源管理提供合理的參考。

3 討論

3.1 大黃魚和帶魚的產(chǎn)量、CPUE 長期變化

1950-1990 年代，帶魚和大黃魚的產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(圖5)。大黃魚的產(chǎn)量在1950-1970年代不斷上升，曾在1968 年和1974 年出現(xiàn)2 個(gè)峰值，產(chǎn)量最高達(dá)16.81×104t(1974 年)。相關(guān)研究表明，大黃魚的群體組成已由1950-1960 年代資源豐盛時(shí)期以剩余群體為主，轉(zhuǎn)變?yōu)?970 年代后期以補(bǔ)充群體為主，群體組成逐漸小型化。

帶魚作為浙江省最具捕撈優(yōu)勢的魚種之一，其資源的興衰一定程度上反映了浙江省捕撈業(yè)的穩(wěn)定程度，1970 年代帶魚開發(fā)已經(jīng)達(dá)到一定水平，最高產(chǎn)量達(dá)32.78×104t(1973 年)，但是由于捕撈投入過大，1970年代產(chǎn)量呈下降趨勢，從1970 年代的15.16×104t，波動(dòng)下降到1989 年的11×104t(圖5)。

圖5 1954-1993 年大黃魚和帶魚的產(chǎn)量變化Fig.5 Long-term variation of L.crocea catch and T.lepturus catch between 1954-1993

漁船數(shù)量和CPUE:漁船數(shù)量1950-1990 年代一直呈現(xiàn)顯著的增加趨勢(圖6)，直到1990 年代中期增幅趨緩。漁船數(shù)量變化反映出捕撈力量的長期無序發(fā)展的趨勢。相比之下，大黃魚CPUE 則呈現(xiàn)長期下降趨勢，除了1974 年由于特殊原因造成的CPUE 短暫上升外，CPUE 總體反映了大黃魚的漁業(yè)資源急劇衰退的情況(圖7)；帶魚CPUE 總體保持在相對較高的水平，是經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的漁獲物之一，但是由于1960-1970 年代遭到大量捕撈，CPUE也呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢。

圖6 1953 年-1993 年浙江近海漁船數(shù)量Fig.6 The number of fishing boats in Zhejiang offshore from 1953 to 1993

圖7 大黃魚和帶魚的CPUE 年變化Fig.7 The annual variation of CPUE of L.crocea and T.lepturus

3.2 捕撈強(qiáng)度影響資源變化

3.2.1 大黃魚

歷史數(shù)據(jù)表明，漁業(yè)資源在20 世紀(jì)有明顯衰退現(xiàn)象，很多學(xué)者認(rèn)為東海的漁船過多、捕撈強(qiáng)度過大是導(dǎo)致大黃魚衰退的主要原因[17]。1950 年代敲罟作業(yè)從福建傳入浙江，大量使用敲罟、大圍橧網(wǎng)等方式造成漁業(yè)資源嚴(yán)重衰退，1957 年浙江第一次叫停。1959-1961 年，兩年自然災(zāi)害，糧食極度短缺，為緩解糧食危機(jī)，許多地方重新恢復(fù)敲罟作業(yè)，大量捕撈大黃魚，同時(shí)，1962 年，“養(yǎng)捕并舉”方針促使?jié)O業(yè)進(jìn)入3 年調(diào)整期[18-19]。1963 年國務(wù)院下達(dá)《關(guān)于禁止敲罟的命令》，敲罟作業(yè)被第二次叫停，資源有所回升。1967 年捕撈產(chǎn)量大大增加至14.88×104t。但從1968 年開始受“文化大革命”的影響，大范圍圍海造田運(yùn)動(dòng)迫使?jié)O業(yè)發(fā)展滯后，大黃魚產(chǎn)量明顯下降。至1971 年，中型漁船大量涌現(xiàn)，機(jī)帆船作業(yè)大量發(fā)展，采用魚探儀等先進(jìn)漁具，海洋漁業(yè)捕撈基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，舟山漁業(yè)得到恢復(fù)發(fā)展，捕撈量快速回升。1974 年浙江省機(jī)動(dòng)漁船數(shù)量超過6 000 艘，展開對大黃魚越冬漁場的“圍剿”，使捕撈大黃魚產(chǎn)量達(dá)到16.81×104t，但實(shí)際上此行為嚴(yán)重破壞了大黃魚的越冬場[17]，大黃魚資源走向枯竭。

3.2.2 帶魚

捕撈力量的過度增加是影響帶魚資源的主要原因。1970 年代初，機(jī)帆船拖網(wǎng)迅速發(fā)展，對網(wǎng)機(jī)帆船、拖網(wǎng)漁輪、拖網(wǎng)機(jī)帆船被大量投產(chǎn)使用，有研究表明，1976、1977 年東海秋汛拖網(wǎng)機(jī)帆船帶魚漁獲約10×104t，占帶魚總漁獲25%(1960 年代僅占帶魚總漁獲3%)；1970 年代拖網(wǎng)漁輪所捕的帶魚漁獲量比1960年代增加了1 倍，其中4-7 月對補(bǔ)充群體的捕撈已達(dá)到很高的程度[20]。帶魚作為漁業(yè)主要捕撈對象之一，捕撈努力量的持續(xù)增加導(dǎo)致其資源水平無法適應(yīng)，被捕量超過了帶魚資源的自我恢復(fù)能力，由于對補(bǔ)充群體的大量傷害，資源基礎(chǔ)削弱，浙江近海帶魚漁獲量自1973 年出現(xiàn)高峰后便開始大幅度下跌。1974 年東海的帶魚產(chǎn)量也達(dá)到了近30 年的高峰，東海三省一市共漁獲52.8×104t，其中浙江省捕34.1×104t[20]，相比于其他省市帶魚產(chǎn)量較高，但是與東海帶魚的總漁獲量仍有較大差距，浙江省帶魚產(chǎn)量不足以代表東海帶魚產(chǎn)量，導(dǎo)致本文帶魚可捕系數(shù)達(dá)到評估結(jié)果低于張魁等[15]對東海帶魚的評估結(jié)果。