壇子網(wǎng)方形網(wǎng)目逃逸窗選擇性研究*

黃六一, 陳 燕, 高慧良,2, 許慶昌, 程 暉, 劉長東, 唐衍力**

(1.中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東 青島 266003；2.黃驊市人大常委會(huì)，河北 滄州 061100)

近30年來，張網(wǎng)漁具以其作業(yè)漁場(chǎng)范圍廣、成本低、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，逐漸成為我國黃海、東海近海主要漁具作業(yè)方式之一[1-2]。壇子網(wǎng)屬于雙樁豎桿張網(wǎng)，是山東、遼寧近岸海域應(yīng)用較多的網(wǎng)具之一，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低，所以廣泛應(yīng)用于群眾漁業(yè)[3]。由于壇子網(wǎng)網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸較小(17～20 mm)，在其漁獲物組成中，幼魚、幼蝦占有相當(dāng)大的比重[3-4]，兼捕問題嚴(yán)重，因此其對(duì)近海漁業(yè)資源造成了嚴(yán)重的影響[5-7]。

改善網(wǎng)具對(duì)捕撈對(duì)象尺寸的選擇性、實(shí)現(xiàn)漁業(yè)的選擇性捕撈是減輕漁業(yè)兼捕和丟棄問題、保護(hù)漁業(yè)資源的主要手段之一[8-9]，許多學(xué)者對(duì)張網(wǎng)選擇性進(jìn)行了大量的研究。彭永章等通過在網(wǎng)囊前端安裝兼捕減少裝置，能夠有效減少霞水母的兼捕[10]；張健等通過套網(wǎng)法開展了單樁張網(wǎng)和桁桿張網(wǎng)不同網(wǎng)目尺寸的菱形、方形網(wǎng)目網(wǎng)囊尺寸選擇性研究[1, 11]；沈公銘通過在壇子網(wǎng)內(nèi)部裝設(shè)分離網(wǎng)片，研究了魚蝦分離裝置，該裝置可有效減少副漁獲物[3]；黃六一等研究了壇子網(wǎng)網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性，并獲得主要經(jīng)濟(jì)物種的選擇性曲線和ABC曲線[4]。近年來，越來越多的研究證實(shí)方形網(wǎng)目網(wǎng)囊不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)囊受力而網(wǎng)目閉合，方形網(wǎng)目網(wǎng)囊可有效改善網(wǎng)具的選擇性，并作為一種減少幼魚兼捕的技術(shù)手段廣泛應(yīng)用于張網(wǎng)和拖網(wǎng)網(wǎng)囊[12-15]。

目前針對(duì)張網(wǎng)選擇性的研究主要涉及張網(wǎng)網(wǎng)口結(jié)構(gòu)[16]、網(wǎng)目形狀[11]及網(wǎng)目尺寸[4]等方面，而關(guān)于張網(wǎng)逃逸窗選擇性的研究鮮見報(bào)道。逃逸窗作為兼捕減少裝置，對(duì)于釋放幼魚及非目標(biāo)魚種具有很好的效果，已在拖網(wǎng)漁業(yè)中使用[17]。由于張網(wǎng)作業(yè)依靠水流迫使捕撈對(duì)象進(jìn)入網(wǎng)中，其漁獲中幼魚、幼蝦所占比重較大，因此在該類漁具設(shè)置逃逸裝置有利于釋放幼魚、幼蝦及非目標(biāo)魚種。本文通過在壇子網(wǎng)網(wǎng)囊前部添加方形網(wǎng)目逃逸窗裝置，并用套網(wǎng)收集逃逸漁獲，通過多個(gè)航次的海上生產(chǎn)試驗(yàn)，根據(jù)網(wǎng)囊和套網(wǎng)漁獲組成情況分析逃逸窗裝置的選擇效果，以期提高壇子網(wǎng)漁具的選擇性，為下一步使用方形網(wǎng)目逃逸窗裝置釋放張網(wǎng)主要經(jīng)濟(jì)漁獲種類的幼魚提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 時(shí)間與站位

試驗(yàn)時(shí)間為2015年10月30日～11月13日，為期15天。作業(yè)站位為海州灣漁場(chǎng)35°08.438′N，119°29.531′E附近海域，如1圖中點(diǎn)B所示[4]。海州灣漁場(chǎng)為黃海區(qū)主要漁場(chǎng)之一，水溫適中，適宜魚蝦繁殖。作業(yè)海域潮流為正規(guī)半日潮，壇子網(wǎng)作業(yè)在該海域近海分布廣泛，作業(yè)水深為12～20 m。

1.2 試驗(yàn)漁船與漁具

試驗(yàn)漁船為魯嵐?jié)O67161，木質(zhì)漁船，主機(jī)功率38 kW，船長13 m，漁具數(shù)量12頂。實(shí)驗(yàn)漁具壇子網(wǎng)主尺度為53.9 m × 41.3 m，網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸為17 mm。

(N表示網(wǎng)衣縱向網(wǎng)目數(shù)，L表示縱向網(wǎng)目拉直長度，MAT表示材料，PE表示聚乙烯，tex表示網(wǎng)線線密度，2a表示網(wǎng)目長度。Nrepresents the vertical mesh number,Lrepresents the straightened length of vertical mesh, MAT represents material, PE represents polyethylene, tex represents line density and 2arepresents mesh size.)
圖2 試驗(yàn)壇子網(wǎng)網(wǎng)具展開圖
Fig.2 The netting drawing of TanZi net

1.3 方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)目和套網(wǎng)規(guī)格

方形網(wǎng)目逃逸窗和套網(wǎng)尺寸和規(guī)格見表1，其中套網(wǎng)網(wǎng)目尺寸與網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸相同。

表1 方形網(wǎng)目逃逸窗和套網(wǎng)尺寸和規(guī)格Table 1 Size and specifications of square mesh escape window and covered net

Note:①Names;②Square mesh size；③Longitudinal mesh amount；④Transversal mesh amount；⑤ Escape window；⑥Cover net

1.4 方形網(wǎng)目逃逸窗裝置設(shè)計(jì)和安裝

如圖3所示，方形網(wǎng)目逃逸窗框架為焊接的鐵質(zhì)鋼架(長80 cm×寬60 cm)；安裝在網(wǎng)囊背面和腹面，網(wǎng)囊外部安裝套網(wǎng)，用于收集從逃逸窗內(nèi)逃出的漁獲物。 方形網(wǎng)目逃逸窗實(shí)際裝配圖如圖4所示。

圖3 方形網(wǎng)目分離裝置示意圖Fig.3 Schematic diagram of square mesh separation device

1.5 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用套網(wǎng)法，即在試驗(yàn)網(wǎng)囊外安裝套網(wǎng)。為降低套網(wǎng)法本身的覆蓋效應(yīng)[18]，套網(wǎng)內(nèi)側(cè)安裝2個(gè)直徑25 mm的PPR管制作的圓環(huán)。圓環(huán)直徑為0.835 m，兩圓環(huán)之間的距離約為4.5 m。每網(wǎng)次作業(yè)時(shí)間約為24 h。每天將每網(wǎng)次不同網(wǎng)囊以及相應(yīng)套網(wǎng)的漁獲物分開單獨(dú)放置，上岸后稱重，隨機(jī)取樣，取樣依據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T 12763.6─2007)第6部分《海洋生物調(diào)查》進(jìn)行[19]，取樣當(dāng)天對(duì)漁獲物進(jìn)行種類鑒定及測(cè)量，統(tǒng)計(jì)不同種類尾數(shù)、體重及體長。試驗(yàn)過程中，4種尺寸方形網(wǎng)目逃逸窗選擇性試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，每種網(wǎng)目尺寸總網(wǎng)次數(shù)為15次，其中有效網(wǎng)次均為14次。

圖4 方形網(wǎng)目逃逸窗裝配圖Fig.4 Assembly diagram of the square mesh escape window

1.6 分析方法

1.6.1 相對(duì)重要性指數(shù)分析 相對(duì)重要性指數(shù)(Index of relative importance)IRI常被用來研究群落優(yōu)勢(shì)種的成分，其公式如下：

IRI=(N+W)F。

(1)

式中：N為某個(gè)種類的尾數(shù)在總漁獲尾數(shù)中所占的百分比；W為某個(gè)種類的重量在總漁獲量中所占的百分比；F為某個(gè)種類在樣品中出現(xiàn)的頻率。其中，IRI>1 000為優(yōu)勢(shì)種[19]。

1.6.2 CPUE標(biāo)準(zhǔn)化 張網(wǎng)漁獲取樣頻率為1 d，取樣站位捕撈時(shí)長均為24 h，將標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)具網(wǎng)口迎流面積設(shè)為100 m2。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法，單位捕撈努力量漁獲量(CPUE)計(jì)算公式如下：

(2)

式中：W為取樣站位當(dāng)天總漁獲量，100為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)具網(wǎng)口迎流面積，n為取樣站位放網(wǎng)數(shù)量，A為取樣站位所用網(wǎng)具的實(shí)際網(wǎng)口迎流面積，CPUE單位為千克每網(wǎng)每天(kg·net-1·d-1)[20-21]。

1.6.3 Logistic 模型 假設(shè)網(wǎng)囊網(wǎng)目沒有尺寸選擇性，且在方形網(wǎng)目窗口外設(shè)置一小網(wǎng)目的套網(wǎng)以捕獲所有從方形網(wǎng)目窗口逃逸的目標(biāo)種類漁獲。假設(shè)進(jìn)入網(wǎng)具的具有相同生物特征的魚之間的行為相互獨(dú)立，那么這些魚被捕獲的聯(lián)合分布屬于二項(xiàng)分布，因此方形網(wǎng)目逃逸窗魚類的逃逸率可以用logistics模型來擬合[22-23]。

式中：l表示體長組的特征體長，Sl表示網(wǎng)目對(duì)體長組l的選擇率；a，b表示選擇性參數(shù)。

(4)

式中：L50為50%選擇體長；SR為選擇范圍；SF為選擇系數(shù)；m為網(wǎng)目尺寸。

使用極大似然法估算套網(wǎng)試驗(yàn)各網(wǎng)目選擇性曲線參數(shù)a、b。

2 結(jié)果

2.1 漁獲物組成及優(yōu)勢(shì)種

本次試驗(yàn)獲得漁獲物64種:其中魚類36種，共屬9目；蝦類12種，共屬2目；蟹類7種，共屬1目；頭足類5種，共屬2目；其他4種紫貽貝(Mytilusedulis)、藍(lán)無殼側(cè)鰓海牛(Pleurbranchaeanovaezealandiae，Cheeseman)、多棘海盤車(Asteriasamurensis)、日本刺沙蠶(Neanthesjaponica)，共屬4目。漁獲物中經(jīng)濟(jì)型(指有經(jīng)濟(jì)價(jià)值如食用、加工等)種類21種；非經(jīng)濟(jì)型(多做飼料)種類43種。其種數(shù)比例如圖5所示，重量比例如圖6所示。

圖5 漁獲物組成比例Fig.5 Proportion of catches

圖6 經(jīng)濟(jì)型與非經(jīng)濟(jì)型漁獲物種數(shù)比例Fig.6 Proportion of economic and non economic catches

經(jīng)相對(duì)重要性指數(shù)分析顯示，秋季漁期優(yōu)勢(shì)種(IRI>1 000)為尖海龍(Syngnathusacus，Linnaeus)、小黃魚(Larimichthyspolyactis)、六絲鈍尾蝦虎魚(Amblychaeturichthyshexanema)、鷹爪蝦(Trachypenaeuscurvirostris)、雙斑蟳。

2.2 主要經(jīng)濟(jì)漁獲物小黃魚體長分布

不同方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)囊和套網(wǎng)的小黃魚體長分布情況如圖7所示。網(wǎng)目尺寸為35 mm 時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中小黃魚的優(yōu)勢(shì)體長分別為100～140 mm 和81～100 mm；網(wǎng)目尺寸為40 mm 時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中小黃魚的優(yōu)勢(shì)體長分別為100～140 mm 和91～110 mm；網(wǎng)目尺寸為45 mm時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中小黃魚的優(yōu)勢(shì)體長分別為100～150 mm 和100～130 mm；網(wǎng)目尺寸為50 mm時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中小黃魚的優(yōu)勢(shì)體長分別為110～140 mm 和100～130 mm。隨著逃逸窗方形網(wǎng)目尺寸的增加，套網(wǎng)內(nèi)小黃魚的優(yōu)勢(shì)體長也逐漸增加。

圖7 35 mm、40 mm、45 mm、50 mm方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)囊和套網(wǎng)的小黃魚體長組分布Fig.7 Distribution of body length of Larimichthys polyactis of 35 mm、40 mm、45 mm、50 mm Square mesh window cod-end and covered net

2.3 主要經(jīng)濟(jì)漁獲物鷹爪蝦體長分布

不同方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)囊和套網(wǎng)的鷹爪蝦體長分布情況如圖8所示。網(wǎng)目尺寸為35 mm 時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長分別為45～84 mm 和49～64 mm；網(wǎng)目尺寸為40 mm 時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長分別為45～84 mm 和49～69 mm；網(wǎng)目尺寸為45 mm時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長分別為45～84 mm 和49～74 mm；網(wǎng)目尺寸為50 mm時(shí)，網(wǎng)囊和套網(wǎng)中鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長分別為59～84 mm 和54～79 mm。隨著逃逸窗方形網(wǎng)目尺寸的增加，套網(wǎng)內(nèi)鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長也逐漸增加。

圖8 35、40、45和50 mm方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)囊和套網(wǎng)的鷹爪蝦體長組分布Fig.8 Distribution of body length of Trachypenaeus curvirostris of 35、40、45 and 50 mm Square mesh window cod-end and covered net

2.4 方形網(wǎng)目逃逸窗對(duì)主要經(jīng)濟(jì)漁獲物的選擇指標(biāo)

表3為此次試驗(yàn)的2種主要經(jīng)濟(jì)漁獲物小黃魚、鷹爪蝦體長的選擇性指標(biāo)。由表3知，隨著網(wǎng)目尺寸增大，小黃魚、鷹爪蝦的L50逐漸增大。逃逸窗網(wǎng)目尺寸為35、40、45和50 mm時(shí)，小黃魚50%選擇體長(L50)分別為9.27、12.54、13.46和15.94 cm；而鷹爪蝦的L50則分別為5.31、6.35、7.73和8.66 cm。

小黃魚、鷹爪蝦的選擇性曲線如圖9和10所示。選擇性指標(biāo)的尖銳度往往由曲線的傾斜程度體現(xiàn)[24]，由圖9可知，逃逸窗網(wǎng)目為40和45 mm時(shí)小黃魚選擇性曲線之間傾斜程度較陡且右移距離較窄，表明40和45 mm方形網(wǎng)目逃逸窗對(duì)小黃魚選擇性差異較小。而圖10所示鷹爪蝦的4種方形網(wǎng)目尺寸逃逸窗選擇性曲線傾斜程度較為平坦且右移程度較為均勻，表明4種方形網(wǎng)目逃逸窗選擇性的區(qū)分效果較為明顯。

小黃魚及鷹爪蝦50%選擇體長與逃逸窗網(wǎng)目尺寸的關(guān)系如圖11所示，其L50與逃逸窗網(wǎng)目尺寸(m)均成線性相關(guān)。對(duì)于小黃魚，L50=4.186 m-49.88，R2=0.959 7；對(duì)于鷹爪蝦，L50=2.286 m-27.03，R2=0.994 8。參照《渤海生物資源養(yǎng)護(hù)規(guī)定》小黃魚的最小可捕體長為15 cm，鷹爪蝦雌性第一次性成熟體長56 mm。經(jīng)計(jì)算，針對(duì)小黃魚逃逸窗網(wǎng)目尺寸m=47.7 mm，此時(shí)逃逸窗對(duì)體長為15 cm小黃魚的選擇率為50%；針對(duì)鷹爪蝦逃逸窗網(wǎng)目尺寸m=36.3 mm，此時(shí)逃逸窗對(duì)體長為56 mm鷹爪蝦的選擇率為50%。

表3 方形網(wǎng)目逃逸窗對(duì)主要漁獲物體長選擇性指標(biāo)Table 3 The selective parameters of main catches with different square mesh size of escape window

注：a和b表示選擇性參數(shù)，L50表示50%選擇體長，SR表示選擇范圍，SF表示選擇系數(shù)。
Note:a,brepresent selectivity parameters,L50represents 50% of the selected length,SRrepresents select range andSFrepresents selective coefficient.

圖9 不同逃逸窗網(wǎng)目尺寸小黃魚的選擇性曲線Fig.9 Selectivity curves of L.polyactis for escape windows in different mesh sizes

圖10 不同逃逸窗網(wǎng)目尺寸鷹爪蝦的選擇性曲線Fig.10 Selectivity curves of T.curvirostris for escape windows in different mesh sizes

圖11 50%選擇體長L50與逃逸窗網(wǎng)目尺寸的關(guān)系圖Fig.11 Relationship between L50 and square mesh size

3 討論

通過多個(gè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，海州灣現(xiàn)階段壇子網(wǎng)主要經(jīng)濟(jì)漁獲物中口蝦蛄體長80 mm以下占49%；小黃魚優(yōu)勢(shì)體長為90～120 mm，六絲鈍尾蝦虎魚優(yōu)勢(shì)體長為51～76 mm，日本蟳優(yōu)勢(shì)頭胸甲長35～68 mm，其平均可捕率僅為29%。這些優(yōu)勢(shì)種漁獲物大多未達(dá)到第一性成熟體長標(biāo)準(zhǔn)，幼體比例較高，說明海州灣漁業(yè)資源受到了嚴(yán)重的威脅。因此，為更好的保護(hù)漁業(yè)資源，減少幼魚兼捕，此類網(wǎng)具的改進(jìn)已勢(shì)在必行。

本文通過在壇子網(wǎng)網(wǎng)囊前部添加方形網(wǎng)目逃逸窗裝置，以減少幼魚兼捕，提高網(wǎng)具選擇性。試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)置逃逸窗后，壇子網(wǎng)的選擇性有了較大的提高，能夠釋放一定數(shù)量的幼魚。隨著逃逸窗網(wǎng)目尺寸的增加，套網(wǎng)內(nèi)小黃魚及鷹爪蝦的優(yōu)勢(shì)體長也在增加，即小黃魚、鷹爪蝦的L50與逃逸窗網(wǎng)目尺寸程線性相關(guān)，研究結(jié)果與張網(wǎng)網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性研究結(jié)果相近[25-26]。35和40 mm方形網(wǎng)目逃逸窗對(duì)鷹爪蝦的50%選擇體長分別為5.31和6.35 cm，稍小于網(wǎng)囊網(wǎng)目對(duì)鷹爪蝦的L50體長(分別為5.90和7.40 mm[4])，可能是由于鷹爪蝦的活動(dòng)能力弱，在網(wǎng)囊前端主動(dòng)逃逸能力弱引起的；35和40 mm方形網(wǎng)目逃逸窗對(duì)小黃魚的50%選擇體長為9.27和12.54 cm，稍大于35和40 mm網(wǎng)囊對(duì)小黃魚的50%選擇體長(分別為9.503和11.229 cm[4])；可能是由于小黃魚活動(dòng)能力強(qiáng)，在網(wǎng)囊前端主動(dòng)逃逸里強(qiáng)引起的。參照《渤海生物資源養(yǎng)護(hù)規(guī)定》小黃魚的最小可捕體長為15 cm，鷹爪蝦雌性第一次性成熟體長56 mm，經(jīng)理論推算，如果以小黃魚為主捕對(duì)象，建議逃逸窗網(wǎng)目尺寸采用47.7 mm；如果以鷹爪蝦為主捕對(duì)象，建議逃逸窗網(wǎng)目尺寸采用36.3 mm。

兼捕減少裝置在結(jié)構(gòu)上通?？梢苑譃閮纱箢?，一是網(wǎng)片等構(gòu)成的“軟”裝置，另一類則是以剛性柵欄等構(gòu)成的“硬”裝置[10]。本研究的方形網(wǎng)目逃逸窗屬于“軟”裝置，裝置的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)具漁獲量及海況條件等均會(huì)影響該類裝置的選擇效果。本文將逃逸窗裝置在網(wǎng)囊背面和腹面，雖然有較好的魚類釋放效果，但是會(huì)對(duì)鷹爪蝦的產(chǎn)量造成一定的影響。且本研究使用了剛性框架作為支撐，在作業(yè)過程中會(huì)造成網(wǎng)囊本身各部位結(jié)構(gòu)或縮結(jié)系數(shù)的變化，也會(huì)影響網(wǎng)具的選擇性。為此，今后還需對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)(剛性逃逸窗)、安裝位置(網(wǎng)囊兩側(cè))以及逃逸窗裝置的大小(占網(wǎng)囊的比例)等進(jìn)一步試驗(yàn)探索，在保障逃逸窗裝置釋放性能的同時(shí)盡量減少目標(biāo)漁獲的損失。

4 結(jié)論

本文利用套網(wǎng)法研究壇子網(wǎng)方形網(wǎng)目逃逸窗裝置的選擇性，通過開展海上試驗(yàn)及漁獲物分析，得出以下結(jié)論：

(1)壇子網(wǎng)秋季漁期主要優(yōu)勢(shì)種(IRI>1 000)為尖海龍、小黃魚、六絲鈍尾蝦虎魚、鷹爪蝦、雙斑蟳；主要經(jīng)濟(jì)漁獲物為小黃魚和鷹爪蝦。

(2)逃逸窗網(wǎng)目尺寸分別為35、40、45和50 mm時(shí)，小黃魚50%選擇體長(L50)分別為9.27、12.54、13.46和15.94 cm；而鷹爪蝦的L50則分別為5.31、6.35、7.73和8.66 cm。

(3)小黃魚和鷹爪蝦壇子網(wǎng)方形網(wǎng)目逃逸窗網(wǎng)目尺寸分別為47.7和36.3 mm。