獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚生長特性研究

于亞群，田　濤，陳　勇，劉永虎，尹增強，陳　雷，王　剛

（大連海洋大學遼寧省海洋牧場工程技術研究中心，遼寧大連116023）

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獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚生長特性研究

于亞群，田濤，陳勇，劉永虎，尹增強，陳雷，王剛

（大連海洋大學遼寧省海洋牧場工程技術研究中心，遼寧大連116023）

摘要：為評估獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚Hexagrammos otakii的生長特性及其資源變動情況，利用Von Bertalanffy生長方程分析了該海域大瀧六線魚體長與體質量的關系式、生長方程、各項生長參數(shù)和生長特征變化情況，運用FISATⅡ軟件評估了魚礁區(qū)大瀧六線魚的可捕資源量，分析了投放人工魚礁對大瀧六線魚生長特性及資源量的影響，并提出了大瀧六線魚漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展管理措施及資源合理利用的建議。結果表明：人工魚礁區(qū)大瀧六線魚的平均體長和體質量隨年份的增加基本呈上升趨勢，優(yōu)勢體長組和優(yōu)勢體質量組隨年份的增加均呈遞增趨勢，優(yōu)勢體長組為161～200mm，優(yōu)勢體質量組為81～120 g；體質量生長的拐點年齡為3.75 a，種群生物量增長的臨界年齡為3.73 a，總瞬時死亡率為0.483/a；根據體長股分析法，計算出魚礁區(qū) （800 hm2）大瀧六線魚可捕資源量為1571.6 t（約196.4 g/m2）。研究表明，合理的捕撈限制應為3.73 a，最小不低于3 a，對體長小于281.6mm、體質量小于273.7 g的大瀧六線魚應予以保護。

關鍵詞：人工魚礁；大瀧六線魚；Von Bertalanffy生長方程；拐點年齡；臨界年齡；資源量

人工魚礁是人為設置于海底的人工設施，可以改善海域生態(tài)環(huán)境，建設漁場和增養(yǎng)殖場［1］。人工魚礁的投放是海洋牧場建設的主要生態(tài)工程之一［2］，它可以為魚類等海洋生物提供攝食、棲息和繁衍的場所，對于漁業(yè)資源特別是底棲魚類資源的修復與增殖起到了積極的作用。根據楊吝等［3］的研究，魚礁區(qū)魚類的分布類型有3種：Ⅰ型魚類大部分接觸魚礁，或者把整個身體埋于泥沙中，棲息于巖礁縫隙中，屬于巖礁魚類；Ⅱ型魚類身體不接觸魚礁，活動范圍均靠近礁區(qū)；Ⅲ型魚類在魚礁的中上層水域游泳。

大瀧六線魚Hexagrammos otakii隸屬于鲉形目Scorpaeniformes、六線魚科Hexagrammidae、六線魚屬Hexagrammos，俗稱黃魚，主要分布于朝鮮、日本沿海以及中國東海、黃海、渤海等海域。大瀧六線魚屬于Ⅰ型魚類，是北黃海底棲巖礁性魚類的常見種類，一般通過在海底設置地籠網捕獲。目前，國內外對大瀧六線魚的研究報道較多，馮昭信等［4］研究了大連海域大瀧六線魚的Von Bertalanffy生長方程、年齡生長、繁殖和發(fā)育等；劉奇等［5］對北黃海丹東、大連和煙臺3個海區(qū)大瀧六線魚的形態(tài)結構和生活習性進行了比較；葉青［6-7］研究了青島近海歐氏六線魚的生長和食性；孫遠遠［8］開展了海州灣及鄰近海域大瀧六線魚生長方程和資源合理利用的研究；Park等［9］研究了熒光標記對大瀧六線魚生長的影響，發(fā)現(xiàn)熒光標記適用于大瀧六線魚。目前，有關獐子島海域大瀧六線魚生物學特征的研究尚未見報道。

本研究中，基于對獐子島海域人工魚礁區(qū)的調查資料，分析了該海域大瀧六線魚生長特征的變化情況，以及投放人工魚礁對大瀧六線魚生長特性及資源量的影響，以期為獐子島海域人工魚礁建設和效果評價提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗數(shù)據為2010年6月、2011年4月和7月、2012年5月、2013年8月、2014年6月和10月采用地籠網及新型定置網人為調查漁具，在獐子島深水人工魚礁區(qū) （800 hm2）海域進行的7次調查數(shù)據，其中2010年6月的調查為投礁前本底調查，2011年—2014年的6次調查為投礁后跟蹤調查。

地籠網網籠長13 m、寬0.4 m、高0.3 m，共分30節(jié)，每節(jié)均有網口。新型定置網為直徑180 cm、高50 cm的圓柱形網籠，網目為2、5、6、7 cm，該網為鋼架結構，外圍覆蓋網衣，在側周開口。對獐子島深水人工區(qū)海域的7次調查中共捕獲大瀧六線魚584尾，體長為80～365 mm，體質量為5.33～324.15 g。將漁獲物按照 《海洋調查規(guī)范（GB/T 12763.6—2007）》分別測定長度、體質量、性腺、胃腸質量等生物學特征。

1.2 方法

1.2.1 大瀧六線魚的生長特性

（1）體長、體質量組成。分析大瀧六線魚各時期的平均體長、平均體質量、體長組成和體質量組成。

（2）體長與體質量的關系式。大瀧六線魚體長與體質量關系呈冪函數(shù)相關［10］，其表達式為

其中：Wt為體質量；Lt為體長；a、b為參數(shù)。

（3）生長方程。選用Von Bertalanffy生長方程作為大瀧六線魚生長方程模型，應用ELEFANⅠ（electronic length frequency analysisⅠ）方法估算相關生長參數(shù)，進而擬合出體長、體質量生長方程，采用聯(lián)合國糧農組織的FISATⅡ軟件［11］計算。采用Pauly［12］的經驗公式計算魚類的理論初始年齡（t0），由體長、體質量生長方程求解最大漸進體長、體質量。

（4）生長速度。對Von Bertalanffy生長方程求一階導數(shù)，即可求得大瀧六線魚體長、體質量的生長速度。

（5）拐點年齡。拐點年齡是指魚類的生長速度最大值對應的年齡，是表示魚類生長速度由快變慢的重要指標之一［13］。通過對大瀧六線魚Von Bertalanffy生長方程求二階導數(shù) （d2Lt/d t2=0或d2Wt/ d t2=0）求得。

（6）臨界年齡。臨界年齡是指魚類一個世代群體在沒有捕撈的情況下生物量達到最大時的年齡，或體質量生長率等于瞬時自然死亡率時的年齡［14］（Tc），其計算公式［15］為

其中：k為生長曲率；t0為理論初始年齡；M為瞬時自然死亡率，可由Pauly［12］的經驗公式求得，其表達式為

式中，T為棲息海域平均水溫，本研究中取為9℃，因為大瀧六線魚是底層魚類，需對其M值進行80％修正［13］，L∞為漸進體長。

（7）總死亡系數(shù)?？偹劳鱿禂?shù)亦稱瞬時死亡率、總瞬時死亡率，為某一瞬間的相對死亡速度，包括捕撈死亡系數(shù)和自然死亡系數(shù)。選用Beverton-Holta方法求解，其計算公式為

1.2.2 資源量的評估 運用體長股分析法評估魚類資源量，其計算公式［13］為

由獐子島漁業(yè)集團的統(tǒng)計資料可知，人工魚礁區(qū)的漁獲大瀧六線魚的采樣量約占獐子島年捕獲量的0.5％，資源量評估的過程運用FISATⅡ軟件［11］完成。

2 結果與分析

2.1 大瀧六線魚的生長變化

從2010年6月 （投礁前）到2014年10月的7次調查中，大瀧六線魚的平均體長和體質量隨年份的增加整體呈上升趨勢 （圖1），平均體長由投礁前的159.6 mm逐漸增加到222.3 mm，平均體質量由投礁前的64.18 g逐漸增加到205.83 g。大瀧六線魚的優(yōu)勢體長組由投礁前的121～160 mm增長為201～240 mm，隨著年份的增加，體長優(yōu)勢組向高值移動 （圖2）；大瀧六線魚的優(yōu)勢體質量組由投礁前≤40 g增長到161～200 g，隨著年份的增加，優(yōu)勢體質量組有向高值顯著移動的趨勢，魚類的體質量變化較大，說明投礁后的魚礁區(qū)魚類腸胃飽滿度較高。

2.2 大瀧六線魚體長與體質量的關系式

根據2010年6月投礁前的本底調查數(shù)據和投礁后2011年4月、2011年7月、2012年5月、2013年8月、2014年6月和2014年10月的跟蹤調查數(shù)據，對獐子島魚礁區(qū)大瀧六線魚的體長與體質量進行冪函數(shù)擬合 （圖3），大瀧六線魚體長與體質量關系式為

圖1　人工魚礁區(qū)大瀧六線魚平均體長和平均體質量隨年份的變化Fig.1 Changes in themean body length and mean body w eight in fat greenling Hexagramm os otakii in artificial reef area with year

圖2　人工魚礁區(qū)大瀧六線魚體長及體質量組成隨年份的變化Fig.2 Changes in body length and body weight com positions in fat greenling Hexagramm os otakii in artificial reef area with year

圖3　大瀧六線魚體長與體質量的關系Fig.3 Relationship between body length and body w eight in fat greenling Hexagramm os otakii

2.3 大瀧六線魚的生長方程

2.3.1 體長、體質量生長方程 根據各次調查的大瀧六線魚體長數(shù)據，分別按10 mm間隔統(tǒng)計體長組成分布圖 （圖4），該圖反映了各次調查大瀧六線魚體長組成分布頻率圖。采用ELEFANⅠ方法，分別對人工魚礁區(qū)大瀧六線魚體長組成數(shù)據進行分析，得出人工魚礁區(qū)大瀧六線魚的Von Bertalanffy生長參數(shù)為：生長曲率k=0.26/a，最大漸進體長L∞=421.1 mm，理論初始年齡t0=-0.52a，由體長、體質量的關系式可得大瀧六線魚的最大漸進體質量W∞=929.9 g。因此，大瀧六線魚的體長、體質量生長方程分別為

圖4　用ELEFANI估算的獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚各次調查體長分布圖Fig.4 Body length d istribution of fat greenling Hexagramm os otakii in the deep ar tificial reefs area of Zhangzi Island estimated by ELEFANI based on the data from 2010 to 2014

2.3.2 生長速度 對大瀧六線魚體長、體質量生長方程求一階導數(shù)，即可得體長生長速度與體質量生長速度隨年齡t的變化曲線 （圖5）。體長、體質量生長速度方程分別為

由圖5可知，各年齡大瀧六線魚體長生長速度隨年齡的增大呈下降趨勢，而體質量生長速度隨年齡的增大先逐漸增大，達到最大值后逐漸減小。

圖5　人工魚礁區(qū)大瀧六線魚生長速度曲線Fig.5 Grow th rate curves of fat greenling Hexagrammos otakii in the artificial reef area

2.3.3 生長拐點年齡 個體生長的拐點年齡是魚類個體生長速度最大時或生長加速度為零時的年齡。由圖5可知，大瀧六線魚Von Bertalanffy生長方程中體長生長速度曲線沒有拐點，而體質量生長速度曲線存在拐點。大瀧六線魚體質量生長速度最大處的年齡可由d2Wt/d t2=0求得。由得到t=3.75 a或t=-0.52 a，其中t=-0.52 a無生物學意義，不是拐點年齡，因此，3.75 a為體質量生長的拐點年齡，拐點年齡對應的體長和體質量分別為282.4 mm和275.87 g。

2.4 大瀧六線魚的臨界年齡

由經驗公式 （3）以及投礁前與投礁后的L∞、k值可求得相應的瞬時自然死亡率M，即當L∞= 421.1 mm、k=0.26/a時，求得M=0.39/a，由于大瀧六線魚是底層魚類，因此，需對M值進行80％修正［13］，修正后的投礁前大瀧六線魚 M= 0.31/a。人工魚礁對大瀧六線魚具有保護作用［16］，應再對原修正值M進行80％的修正，由此可得大瀧六線魚 M=0.25/a。將上述計算結果代入式（2），可得臨界年齡Tc=4.96 a，代入生長方程，求得相應臨界體長為319.8 mm，相應臨界體質量為402.85 g。

2.5 大瀧六線魚的總死亡系數(shù)

已知 k、L∞、L′分別為 0.26/a、421.1 mm、199.3mm、80 mm，根據式 （4）計算可得大瀧六線魚總死亡系數(shù)Z=0.483/a。

2.6 大瀧六線魚資源量的評估

本研究中，根據大瀧六線魚體長組成的調查資料 （圖4），運用體長股分析法［17-20］（length based cohortanalysis，LCA）對同一世代魚類種群的體長組成進行分析。最大體長組大瀧六線魚的資源開發(fā)率取值50％［13］，取捕撈死亡系數(shù)Ft=M=0.25/a。運用 FISATⅡ［11］軟件中 Length-Structure Virtual Population Analysis（VPA），估算出獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚的資源量為973.47萬尾 （約1.22尾/m2），根據各次調查采集的樣本數(shù)據可知，大瀧六線魚樣本的平均體質量為161.44 g，因此，魚礁區(qū)大瀧六線魚總生物量為1571.6 t（約196.4 g/m2）。

3 討論

3.1 大瀧六線魚的生長特征

根據Ricker［21］提出的體長-體質量關系式理論及本研究計算結果可知，大瀧六線魚是等速生長的魚類，在關系式中，當b值一定時，a值大小是反映魚類生長環(huán)境好壞的方法之一。本研究中，獐子島魚礁區(qū)大瀧六線魚體長與體質量關系式中的a值為1×10-5，均大于對海州灣及鄰近海域大瀧六線魚估計的a值 （4.23×10-6）［22］和對榮成俚島大瀧六線魚估算的a值 （7.0×10-6）［23］。由此可見，獐子島深水魚礁區(qū)的建設改善了魚類的生存環(huán)境。

拐點年齡和臨界年齡的大小反映了魚類個體和種群快速生長時間的長短［24］。本研究中，獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚體質量拐點年齡為3.75 a，大于青島近海歐氏六線魚［6］（3.14 a）、大連海域大瀧六線魚［4］（3.6 a）、海州灣及鄰近海域大瀧六線魚［21］（2.89 a）的拐點年齡；此海域大瀧六線魚在1～3.75 a時體質量生長速度為遞增，3.75 a以后體質量生長速度為遞減。獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚的臨界年齡為4.96 a，即該世代魚類一次性收獲情況下，生物量達到最大的年齡，即可以獲得最大產量的年齡。由馮昭信等［4］的研究可知，大瀧六線魚的繁殖力較低，資源量較小，一旦資源被破壞很難恢復。本研究結果表明，人工魚礁的投放改善了獐子島海域大瀧六線魚的生長環(huán)境，并為其提供了有效的庇護場所，是魚類資源可持續(xù)利用的有效管理措施。

3.2 魚礁區(qū)大瀧六線魚資源合理利用策略

常劍波等［25］認為，魚類的利用年齡至少在拐點年齡。尹增強等［24］指出，世代生長的臨界年齡為最佳開捕年齡。本研究中，獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚的適宜開捕年齡確定為3.73～4.96 a，相應的體長 （或體質量）為開捕體長 （或體質量），即為281.6～319.8 mm （或273.7～402.9 g）。本研究中大瀧六線魚的捕撈規(guī)格大于馮昭信等［4］的研究結果 （體長最小值為200 mm，體質量最小值為190 g），可認為人工魚礁的投放在一定程度上改善了大瀧六線魚的生長環(huán)境，并為魚類提供了豐富的餌料，人工魚礁區(qū)魚類的體長和體質量大于非魚礁區(qū)，故其開捕體長和體質量也相對較大；而人工魚礁的建設，也可能吸引了體型較大的魚類到礁區(qū)覓食和棲息。魚類捕撈量的確定，應視資源量、魚礁狀況和海域整體情況而定。大瀧六線魚從2 a開始性成熟，到3 a時絕大部分成熟，因此，開捕年齡至少應在3 a以上，以保護3 a以下的大瀧六線魚。經估算，獐子島深水人工魚礁區(qū)大瀧六線魚資源量約為1571.6 t，海域資源數(shù)量平均為1.22尾/m2，海域資源質量平均為196.4 g/m2。這表明，單位魚礁區(qū)大瀧六線魚的資源量相對較小，這是因為人工魚礁的養(yǎng)護是個長期過程，前期對幼魚的保護作用增強，則后期的資源量就會增大。今后，可在此基礎上研究制定人工魚礁區(qū)漁業(yè)資源可持續(xù)利用的管理措施。

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Grow th performance of fat greenling Hexagrammos otakii in artificial reef areas in Zhangzi Island

YU Ya-qun，TIAN Tao，CHEN Yong，LIU Yong-hu，YIN Zeng-qiang，CHEN Lei，WANG Gang
（Center for Marine Ranching Engineering Science Research of Liaoning Province，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China）

Abstract：The length-weight formula，growth equation，growth parameters，and changes in growth characteristics were studied by Von Bertalanffy growth equation in fat greenling Hexagrammos otakii in the deepwater artificial reef area of Zhangzi Island and fishery stock of fat greenling in that waters was estimated by FISATⅡ to understand growth characteristics and resources variation of fatgreenling in the surveyed area.The effects of artificial reef construction on fat greenling growth characteristics and resources were discussed，and suggestions on the fishery resourcesmanagementmeasures were put forward for sustainable development and resource reasonable utilization of the fat greenling fishery.The results showed thatmean body length and body weight including dominant body length and body weightwere tend to be increased annually，with dominantbody length of161-200mm and dominantbody weight of 81-120 g.The inflexion of body weight growth was observed at age of 3.75 years，and the critical biomass of fat greenling was found at age of 3.73 years，with the total instantaneous population mortality of 0.483 a year.The overall population biomass of fat greening standswas estimated to be 1571.6 ton（about196.4 g/m2）in artificial reef areas（800 hm2）by the Length based Cohort Analysis supported by FISATⅡ.The findings indicate that rational catchable age of the fatgreenling should be over3.73 years old，at least over3 years old and theminimum catchable size 281.6 mm in body length，and 273.7 g in body weight，the fat greenling less than these sizes being protected.

Key words：artificial reef；Hexagrammosotakii；Von Bertalanffy growth equation；inflexion age；critical age；population biomass

中圖分類號：S932.4

文獻標志碼：A

DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2016.02.016

文章編號：2095-1388（2016）02-0205-06

收稿日期：2015-08-16

基金項目：國家 “十二五”科技支撐計劃項目 （2012BAD18B02）；遼寧省科技攻關計劃項目 （20111228001）

作者簡介：于亞群 （1990—），女，碩士研究生。E-mail：1269136927@qq.com

通信作者：田濤 （1979—），男，博士，副教授。E-mail：tian2007@dlou.edu.cn