南海北部海鰻資源利用狀況評估

莫奇龍，胡世森，謝君君，羅進(jìn)輝，馮 波，2，3*

（1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東湛江 524088；2.南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（湛江），廣東湛江 524025；3.廣東省南海深遠(yuǎn)海漁業(yè)管理與捕撈工程技術(shù)研究中心，廣東湛江 524088）

限額捕撈是實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展的必由之路。限額捕撈理論最早由THOMSON和BELL提出，并在北美太平洋沿岸的擬庸鰈（Pleuronectesplatessa）漁業(yè)管理實(shí)施中取得成效［1］。國際海洋考察理事會在20世紀(jì)70年代向其成員國政府、漁業(yè)團(tuán)體和東北大西洋漁業(yè)委員會推薦總允許漁獲量（total allowable catch，TAC）作為捕撈限額［1］。日本與韓國也于20世紀(jì)90年代實(shí)施了TAC管理制度［2-3］。閆海等［4］對我國漁業(yè)限額捕撈的制度設(shè)計提出了構(gòu)想。我國于2017年開始在浙江、山東、遼寧、福建和廣東試點(diǎn)限額捕撈。岳冬冬等［5］和牛威震等［6］總結(jié)了我國限額捕撈試點(diǎn)實(shí)施情況，指出資源量評估仍缺乏科學(xué)性，提出了基層漁船管理組織化、加強(qiáng)監(jiān)督管理和公平公正分配配額等建議。資源調(diào)查與評估是捕撈限額設(shè)定的關(guān)鍵工作。

海鰻（Muraenesoxcinereus）產(chǎn)量位居南海北部魚種產(chǎn)量第四［7］。20世紀(jì)90年代的資源調(diào)查認(rèn)為其資源密度趨于下降［8］，進(jìn)入21世紀(jì)后漁獲率有所回升，但遠(yuǎn)未恢復(fù)到20世紀(jì)60年代水平［9］。鑒于海鰻資源的相對重要性，有必要對該魚種的捕撈限額加以研究。南海北部海鰻的研究僅有生長特性方面的介紹［10］，缺乏漁業(yè)管理需要的參數(shù)，如最大可持續(xù)產(chǎn)量（maximum sustainable yield，MSY）、總允許漁獲量等明確的量化指標(biāo)。中國近海的多數(shù)魚類種群都缺乏精細(xì)的年齡產(chǎn)量（catch at age）數(shù)據(jù)［11］，而剩余產(chǎn)量模型僅需要漁獲量和捕撈努力量數(shù)據(jù)，是國內(nèi)主要被研究和應(yīng)用的資源評估模型之一［12］。吳鴻等［13］、呂健等［14］及賀文瓏等［15］學(xué)者運(yùn)用5種剩余產(chǎn)量模型，很好地估算出了南海北部金線魚（Nemipterus virgatus）、羽 鰓 鮐 （Rastrelliger kanagurta）和眼鏡魚（Menemaculata）的漁業(yè)管理參數(shù)。本文將利用南海北部漁港抽樣調(diào)查獲得的海鰻捕撈生產(chǎn)時間序列數(shù)據(jù)結(jié)合模型評估，為未來該海區(qū)的海鰻限額捕撈管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于2008—2019年南海北部漁業(yè)生產(chǎn)漁港抽樣調(diào)查統(tǒng)計資料。南海北部的漁業(yè)生產(chǎn)抽樣調(diào)查始于2008年，至今已開展了14年。漁港抽樣調(diào)查首先對不同作業(yè)方式的漁船按功率段分層抽樣出滿足統(tǒng)計要求的調(diào)查樣本船數(shù)，功率段劃分依據(jù)陶雅晉等［16］的描述，然后按季節(jié)赴南海北部的汕頭、海門、汕尾、珠海、閘坡、博賀、?？?、陵水、涯城、東方、新港、海頭、江洪、北海、防城和企水等漁港搜集不同作業(yè)方式各功率段抽樣船的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。本研究從調(diào)查匯總的數(shù)據(jù)中整理出了2008—2019年不同作業(yè)方式與不同功率段的海鰻捕撈努力量和漁獲量數(shù)據(jù)。

1.2 評估模型

剩余產(chǎn)量模型不區(qū)分漁業(yè)資源的年齡結(jié)構(gòu)，無差別地對待一個資源群體，僅需捕撈努力量和漁獲量時間序列數(shù)據(jù)就可開展評估，應(yīng)用較為簡便。本研究擬采用以下6種模型［17］進(jìn)行擬合分析：

Schaefer模型：

Fox模型：

Schnute模型：

W-H模型：

I-Fox模型：

D-Fox模型：

以上諸式中，Ct為漁獲量，單位t；Ut為單位捕撈努力量漁獲量（catch per unit effort，CPUE），單位t·（GW·d）-1；Et為捕撈努力量，單位GW·d；下標(biāo)t為年份；a1，…，a6、b1，…，b6、c1，…，c4為上述模型的待估參數(shù)。（1）式和（2）式為平衡產(chǎn)量模型，他們假定內(nèi)稟增長率與生物量的關(guān)系分別服從于Logistic分布和Gompertz分布［18］。（3）～（6）式為非平衡剩余產(chǎn)量模型，其中（3）和（4）式分別為Schaefer模型的積分與差分形式，（5）式和（6）式分別為Fox模型的積分與差分形式。（3）～（6）式的模型參數(shù)估算出后都可改寫回Schaefer模型或Fox模型的表達(dá)式。

Schaefer模型的種群管理參數(shù)［19］：最大可持續(xù)捕撈努力量最適捕撈努力量Eopt=0.75EMSY；最大可持續(xù)產(chǎn)量最適產(chǎn)量Yopt=0.94MSY。

Fox模型的種群管理參數(shù)［18］：最大可持續(xù)捕撈努力量；最適捕撈努力量Eopt=0.78EMSY；最大可持續(xù)產(chǎn)量最適產(chǎn)量Yopt=0.97MSY。

用6種剩余產(chǎn)量模型擬合不同的海鰻單位捕撈努力量漁獲量與漁獲量時間序列數(shù)據(jù)，選出決定系數(shù)與統(tǒng)計顯著性都高的數(shù)據(jù)與模型組合，按（7）式比較選出模型的平均絕對誤差百分比（mean absolute percentage error，MAPE），MAPE值越低，模型的預(yù)測誤差越小。

式（7）中，?t為漁獲量預(yù)估值，n為年數(shù)。

1.3 Kobe圖分析

Kobe圖分析是一種顯示種群利用狀態(tài)的工具［20］。Kobe圖將種群的利用情況劃分為4個狀態(tài)：（1）不可持續(xù)的狀態(tài)，枯竭的種群還在被過度捕撈（Bt／BMSY＜1，F(xiàn)t／FMSY＞1，其中，Bt為生物量，單位t；BMSY為維持MSY的生物量，單位t；Ft為捕撈死亡系數(shù)，無量綱數(shù)；FMSY為維持MSY的捕撈死亡系數(shù)，無量綱數(shù)）；（2）可持續(xù)的狀態(tài)，捕撈活動得到了限制，使枯竭的種群處于恢復(fù)的過程中（Bt／BMSY＜1，F(xiàn)t／FMSY＜1）；（3）可持續(xù)的狀態(tài)，生物量處于維持MSY的生物量之上，但捕撈生產(chǎn)投入是過度的（Bt／BMSY＞1，F(xiàn)t／FMSY＞1）；（4）完美的可持續(xù)狀態(tài)，沒有過度捕撈發(fā)生（Bt／BMSY＞1，F(xiàn)t／FMSY＜1）。

1.4 TAC確定規(guī)則

2 結(jié)果

2.1 漁業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

根據(jù)抽樣統(tǒng)計資料，南海北部的海鰻主要被釣具、刺網(wǎng)、拖網(wǎng)和其他漁具捕撈，其產(chǎn)量分別占總產(chǎn)量的46.20%、30.50%、21.55%、1.75%。2008—2019年南海北部海鰻的產(chǎn)量總體呈下降趨勢，最高產(chǎn)量出現(xiàn)在2009年，達(dá)到12×104t，最低產(chǎn)量出現(xiàn)在2019年，只有3.5×104t。選取了單拖200 ～300 kW、刺網(wǎng)100 ～150 kW 和釣具100 ～150 kW 這3個在各自漁業(yè)具有代表性的海鰻CPUE時間序列，這3個作業(yè)方式與功率段的海鰻產(chǎn)量分別占拖網(wǎng)、刺網(wǎng)、釣具海鰻產(chǎn)量的43.98%、34.07%和32.02%。釣具100 ～150 kW 的CPUE顯著地高于單拖200 ～300 kW的CPUE和刺網(wǎng)100 ～150kW 的CPUE，均值為后二者的11倍和8倍，體現(xiàn)了釣具是捕撈海鰻的優(yōu)勢漁具（圖1）。

圖1 南海北部海鰻3種作業(yè)功率段的CPUE及年總產(chǎn)量Fig.1 CPUE indexes of three operation methods ofMuraenesox cinereus and annual total catch in the northern South China Sea

2.2 擬合效果

不同數(shù)據(jù)與模型組合的擬合效果如表1。6個產(chǎn)量模型中整體擬合效果最好的是Schaefer模型，W-H模型次之，再次為Fox模型、D-Fox模型、I-Fox模型，最差為Schnute模型。3個CPUE指數(shù)中被模型擬合得最好的是單拖200 ～300 kW的CPUE指數(shù)。在表1的數(shù)據(jù)與模型組合中擬合優(yōu)度最好的是由Schaefer模型與刺網(wǎng)100 ～150 kW 的CPUE數(shù)據(jù)的組合。就統(tǒng)計顯著性而言，Schaefer模型的顯著性最高（P＜0.001），F(xiàn)ox模型具有統(tǒng)計顯著性（P＜0.05）；W-H模型和DFox模型各有一個組合具有統(tǒng)計顯著性（P＜0.05）；I-Fox模型和Schnute模型的擬合結(jié)果都不具有統(tǒng)計顯著性（P＞0.05）。這里選用決定系數(shù)較大（R2＞0.70）且具統(tǒng)計顯著性的數(shù)據(jù)與模型組合估算海鰻種群管理參數(shù)。

2.3 種群管理參數(shù)

從表1選出的6個決定系數(shù)較大且統(tǒng)計顯著性高的數(shù)據(jù)與模型組合，其模型表達(dá)式及種群管理參數(shù)如表2。MAPE分析顯示預(yù)測誤差最小的是模型Ⅱ，即由Schaefer模型擬合刺網(wǎng)100 ～150 kW 的CPUE數(shù)據(jù)所得表達(dá)式；其次為模型I，即由Schaefer模型擬合單拖200 ～300 kW 的CPUE數(shù)據(jù)所得表達(dá)式；而模型V和模型VI的MAPE過大，其輸出的種群管理參數(shù)不能采納。由于不同模型的EMSY、Eopt不能直接對比，這里以釣具100 ～150 kW 的平均CPUE為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行折算（表2），故EMSY在101.09～198.83 GW·d間變化，平均為147.60 GW·d；Eopt在75.82 ～149.12 GW·d間變化，平均為111.75 GW·d。但不同模型的MSY、Yopt可直接對比，故MSY在80 366.15 ～122 500.29 t變 化，平 均 為100 963.70 t；Yopt在75 544.18～115 150.27 t變化，平均為95 579.09 t。

表1 不同CPUE數(shù)據(jù)與模型組合的擬合優(yōu)度與統(tǒng)計顯著性Tab.1 Goodness of fit and statistical significance of combination of different CPUE indexes and models

表2 不同模型表達(dá)式和MAPE比較Tab.2 Model expression and comparison of mean absolute percentage error

模型I的Kobe圖分析顯示，2014年發(fā)生了資源型過度捕撈（Bt／BMSY＜1，overfished），2015年同時發(fā)生了資源型過度捕撈和捕撈型過度捕撈（Ft／FMSY＞1，overfishing）；模型Ⅱ的Kobe分析認(rèn)為全部年份的資源利用狀況都良好；模型Ⅲ的Kobe圖分析顯示，2012—2014年發(fā)生了資源型過度捕撈；模型IV的Kobe分析顯示，2015年同時發(fā)生了資源型過度捕撈和捕撈型過度捕撈（圖2）。2019年的捕撈努力量投入和產(chǎn)量分別為最適值 的27.79% ～50.54% 和29.98% ～45.70%，資源利用狀況良好（表3）。E2019均小于Eopt，按照決策規(guī)則TAC就等于Yopt。因此當(dāng)前海鰻的TAC可保守地設(shè)定為75 544.18 t。

表3 不同模型推測的TAC管理目標(biāo)Tab.3 Total allowable catch predicted by different models

圖2 不同模型對海鰻資源利用狀況的Kobe分析Fig.2 Kobe’s plot of utilization of Muraenesox cinereus by different models

3 討論

3.1 資源利用情況評價

海鰻在廣東大陸沿海及海南島、北部灣等海區(qū)都有分布，其中海南島附近海區(qū)的產(chǎn)量頗豐，尤以海頭港近海為最多，在釣捕漁業(yè)中占有重要地位［21］。據(jù)漁獲調(diào)查統(tǒng)計，海鰻產(chǎn)量占海南島冬季上岸漁獲量的1.77%［22］。本研究發(fā)現(xiàn)刺網(wǎng)和釣具占據(jù)海鰻產(chǎn)量的主要地位，現(xiàn)有的研究中缺少這兩種漁具的海鰻漁獲占比報道，只見拖網(wǎng)有相關(guān)的報道。如在湛江與東平漁場的單桿蝦拖網(wǎng)漁獲物中海鰻產(chǎn)量占7.05%［23］，在珠江口蝦拖網(wǎng)中占魚類產(chǎn)量的3.51%［24］。又如2008年抽樣調(diào)查統(tǒng)計［25］顯示，海鰻在南海北部底拖網(wǎng)漁獲物產(chǎn)量占比為0.69% ～2.12%。對海鰻資源利用狀況判斷，也僅見于底拖網(wǎng)調(diào)查的結(jié)果［8，9］：南海北部海鰻的資源密度從20世紀(jì)60年代的9.0 kg·km-2，下降至20世紀(jì)90年代的1.6 kg·km-2。海鰻主要漁獲出現(xiàn)的水深也在發(fā)生變化，從20世紀(jì)60年代的近海區(qū)（60 ～90 m）變化至20世紀(jì)90年代的淺海區(qū)（30 ～60m），2000年后又遷移到外海區(qū)（90 ～120 m）。2010年以來，缺乏海鰻資源量的研究報道。本研究表明，海鰻主要被拖網(wǎng)、刺網(wǎng)和釣具3種漁具捕撈。根據(jù)這3種漁具的代表性功率段的CPUE數(shù)據(jù)模型評估結(jié)果，2008—2019年間確實(shí)在某些年份發(fā)生了資源型過度捕撈或捕撈型過度捕撈。但2017年實(shí)施史上最嚴(yán)休漁制度后，南海作業(yè)時間又減少了1個月，捕撈壓力得到進(jìn)一步緩解，海鰻產(chǎn)量出現(xiàn)下降，目前已低于MSY水平，未發(fā)生資源過度利用的情形。

3.2 漁業(yè)管理建議

海鰻雖然在南海漁業(yè)資源的產(chǎn)量排名靠前，但對它的漁業(yè)管理技術(shù)指標(biāo)卻研究較少。陳丕茂［10］將海鰻列為南海北部主要捕撈種類中的“指標(biāo)種”，提出它的最適開捕肛長應(yīng)大于340 mm，并建議幼魚比例不應(yīng)超過該品種漁獲量的20%，若有超過，應(yīng)立即轉(zhuǎn)移漁場，保護(hù)好補(bǔ)充群體，避免大量捕撈幼魚。但海鰻幼魚的規(guī)格未能在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2018年發(fā)布的《關(guān)于實(shí)施帶魚等15種重要經(jīng)濟(jì)魚類最小可捕標(biāo)準(zhǔn)及幼魚比例管理規(guī)定的通告》中得到規(guī)定。張魁等［26］評估出南海區(qū)的海鰻類MSY為11.8×104t，TAC可設(shè)定在9.4×104～10.6×104t。他們還指出2014年海鰻存在較為嚴(yán)重的過度捕撈，這與本研究中拖網(wǎng)和釣具作業(yè)的模型評估結(jié)果相近。本研究中刺網(wǎng)作業(yè)的模型評估認(rèn)為海鰻資源未發(fā)生過度捕撈，原因在于海鰻屬于底層魚類，刺網(wǎng)捕獲的海鰻肛長均大于800 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過南海區(qū)海鰻340 mm的最小可捕規(guī)格［27］。因?yàn)獒灳呤遣稉坪ｖ牭膬?yōu)勢漁具且產(chǎn)量占比最大，故根據(jù)模型Ⅲ的評估結(jié)果，南海北部當(dāng)前海鰻的TAC可設(shè)定為7.6×104t。考慮到未來拖網(wǎng)作業(yè)和釣具作業(yè)仍然存在過度捕撈的可能，應(yīng)繼續(xù)嚴(yán)格執(zhí)行休漁制度，控制生產(chǎn)要素的投入，促進(jìn)海鰻資源的可持續(xù)利用。