南海北部刺鯧最大可持續(xù)產(chǎn)量的評估

尹元一，章麗娟，廖東昇，李 璐，謝文鋒，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)與工程廣東省實驗室(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)

我國于2017年主動提出了海洋漁業(yè)資源總量管理目標(biāo)，啟動實施海洋漁業(yè)資源總量管理制度。隨后在2019年成立了全國海洋漁業(yè)資源評估專家委員會，開展全國的海洋漁業(yè)資源評估，并為限額捕撈提供總量管理建議。至2022年，沿海11個省市區(qū)都已開展限額捕撈管理試點工作[1]。然而目前試點的種類為限定海域的海蜇、梭子蟹、白貝、對蝦等非魚類品種，主流的大宗經(jīng)濟(jì)魚類尚未能列入試點，原因在于這些大宗魚類的漁業(yè)多屬于復(fù)合漁業(yè)，需要更為細(xì)致的分類評估。刺鯧(Psenopsisanomala)肉質(zhì)細(xì)嫩味美，是南海北部底層重要的經(jīng)濟(jì)魚類之一，歷史調(diào)查顯示，刺鯧占單拖漁獲比例在0.59%～1.74%之間[2]，在廣西底拖網(wǎng)主要漁獲種類產(chǎn)量中排名第12位[3]。關(guān)于南海北部刺鯧的生物學(xué)特性和資源分布已有相關(guān)研究[4-5]，但有關(guān)南海北部的刺鯧資源利用狀況未見評估報道。2020年以來，廣東海洋大學(xué)利用漁港抽樣調(diào)查的漁船生產(chǎn)數(shù)據(jù)，已成功評估出了金線魚(Nemipterusvirgatus)、羽鰓鮐(Rastrelligerkanagurta)、眼鏡魚(Menemaculata)、海鰻(Muraenesoxcinereus)的可捕量[6-9]。本研究將繼續(xù)利用該數(shù)據(jù)，應(yīng)用剩余產(chǎn)量模型評估南海北部刺鯧最大可持續(xù)產(chǎn)量，以期為評估南海北部刺鯧資源的利用狀況提供基礎(chǔ)資料，為該海域的限額捕撈提供管理參數(shù)。

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—2020年南海北部捕撈生產(chǎn)漁港抽樣調(diào)查統(tǒng)計資料。南海北部是指南海17°00′N～23°30′N、水深800 m以淺的可供捕撈作業(yè)的海域。南海北部的捕撈生產(chǎn)抽樣調(diào)查始于2008年，至2022年已持續(xù)了14年。漁港抽樣調(diào)查首先要對單拖、雙拖、拖蝦、拖貝、圍網(wǎng)、罩網(wǎng)、刺網(wǎng)、釣具、潛捕、籠壺、張網(wǎng)、雜漁具等12種作業(yè)方式的漁船按功率段分層抽樣出樣本漁船數(shù)，實踐中樣本漁船數(shù)約為總漁船數(shù)的2%，抽樣功率數(shù)約為總功率數(shù)的3%，能夠滿足總體統(tǒng)計的需求；然后按季節(jié)赴廣東的海門、鲘門、洪灣、閘坡、博賀、江洪、企水，海南的海口、陵水、涯城、東方、新港、海頭，廣西的僑港和企沙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)。具體的分層抽樣調(diào)查實施方案的科學(xué)性論證及實施過程見陶雅晉等[10]的描述。本研究整理出了刺鯧2008—2020年具有較完整時間序列的分屬12個不同作業(yè)方式與功率段的單位捕撈努力量漁獲量(Catch per unit effort，CPUE)數(shù)據(jù)(表1)，這些不同作業(yè)方式與功率段的刺鯧產(chǎn)量占刺鯧總產(chǎn)量的93.24%。雖然圍網(wǎng)100～200 kW缺少了2019年的CPUE數(shù)值、刺網(wǎng)50 kW以下缺少了2020年的CPUE數(shù)值，但這對平衡產(chǎn)量模型的擬合沒有影響，而對非平衡產(chǎn)量模型的擬合有影響，會失去個別年份的資源群體參數(shù)推斷。

表1 不同作業(yè)方式與功率段代碼以及刺鯧產(chǎn)量占比

1.2 模型方法

剩余產(chǎn)量模型也稱資源動力模型，有一定年限的捕撈努力量和漁獲量數(shù)據(jù)即可使用該模型進(jìn)行分析。本研究采用R語言包TropFishR的兩個函數(shù)prod-mod和prod-mod-ts[11]，這兩個函數(shù)內(nèi)置了Schaefer模型和Fox模型，其中prod-mod函數(shù)通過假設(shè)平衡狀態(tài)，將模型公式轉(zhuǎn)化成線性表達(dá)式，以剩余產(chǎn)量模型擬合產(chǎn)量(Catch，C)和捕撈努力量(Effort，E)時間序列數(shù)據(jù)估算資源群體參數(shù)；而prod-mod-ts函數(shù)則是以非線性最小二乘法擬合時間序列數(shù)據(jù)估算非平衡狀態(tài)下剩余產(chǎn)量模型的資源管理參數(shù)。時間序列數(shù)據(jù)的構(gòu)成是年份、每年重量產(chǎn)量、捕撈努力量或者CPUE。在平衡狀態(tài)下模型輸出參數(shù)有最大可持續(xù)產(chǎn)量 (Maximum sustainable yield，MSY)及達(dá)到MSY時的捕撈死亡努力量EMSY；非平衡狀態(tài)下模型輸出參數(shù)增加了內(nèi)稟增長率r、可捕系數(shù)q、初始資源量K及達(dá)到MSY時的資源量BMSY和資源量的捕撈死亡系數(shù)fMSY。采用Kobe圖判斷資源利用狀況，Kobe圖的定義沿用了官文江等[12]的技術(shù)詞匯。由于prod-mod和prod-mod-ts函數(shù)擬合時未能輸出擬合優(yōu)度，因此需將輸出參數(shù)與實際產(chǎn)量進(jìn)行對比，以判斷其合理性，然后對其取舍。

由于僅有部分模型的MSY結(jié)果可用于確定總可捕量(Total allowable catch，TAC)，但又無法估計這些結(jié)果出現(xiàn)的概率，這種情況下的整體TAC確定屬于不確定型決策[13]。而在實際決策中，完全樂觀或完全悲觀的極端情況較少，更多的是從實際出發(fā)，將悲觀決策與樂觀決策結(jié)合起來，采取折衷決策方法來確定，故TAC最終可決策為：

式中：Pi表示該作業(yè)方式與功率段的產(chǎn)量所占的比例。若E2020/EMSY<1且C2020/MSY<1時，TACi表示根據(jù)某作業(yè)方式與功率段CPUE數(shù)據(jù)，利用模型直接推算出的MSYi；若E2020/EMSY≥1或C2020/MSY≥1時，則存在過度捕撈的情況，TACi=aMSYi。Gabriel W L等[14]提出a的取值為0.6～0.9。

2 結(jié)果與分析

2.1 漁業(yè)產(chǎn)量統(tǒng)計

根據(jù)2008—2020年南海漁業(yè)生產(chǎn)漁港抽樣調(diào)查資料，南海北部刺鯧的捕撈方式為拖網(wǎng)和刺網(wǎng)，拖網(wǎng)產(chǎn)量占比在18.69%～82.70%之間，平均值為40.52%，刺網(wǎng)產(chǎn)量占比在6.75%～78.09%之間，平均值為53.14%。拖網(wǎng)與刺網(wǎng)產(chǎn)量的占比出現(xiàn)此消彼長的特點，其中拖網(wǎng)產(chǎn)量超過刺網(wǎng)產(chǎn)量的年份有2008、2009、2012、2017、2018、2019。2008—2016年，南海北部刺鯧產(chǎn)量在1.6×104～6.0×104t間波動，2016年達(dá)到峰值6.03×104t，2017年起產(chǎn)量出現(xiàn)大幅度下滑，從2017年的1.05×104t下降到2020年的0.25×104t(圖1)。

2.2 模型擬合

12個CPUE時間序列數(shù)據(jù)中，除刺網(wǎng)200 kW以上的CPUE時間序列數(shù)據(jù)之外，其余數(shù)據(jù)均能由平衡產(chǎn)量模型計算出MSY和EMSY。表2中MSY的數(shù)值在23 040.52～7 495 077.00 t之間。2016年的峰值產(chǎn)量6.03×104t是很好的判斷參考點，這是因為之后年份的產(chǎn)量出現(xiàn)猛烈下滑，由此判斷 MSY不應(yīng)超過6.03×104t。因此，從Schaefer模型來看，MSY取值范圍在39 671.41～55 871.79 t之間，平均值為47 402.96 t；而從Fox模型來看，MSY的取值范圍在23 040.52～56 249.49 t之間，平均值為36 739.93 t。

在非平衡產(chǎn)量模型擬合時，只有單拖100～200 kW和刺網(wǎng)50 kW以下這2個CPUE時間序列數(shù)據(jù)在Schaefer模型的形式下取得了較合理的輸出結(jié)果(表3)，它們計算的MSY值較為接近，平均值為29 198.74 t，模型輸出參數(shù)中只有q值相近，而K、r、BMSY等參數(shù)差異較大。非平衡Fox模型擬合失敗，未能輸出理想的結(jié)果。

2.3 資源利用狀況

平衡產(chǎn)量模型對2020年的刺鯧資源利用狀況給出較為樂觀的判斷，資源利用度為3.19%～7.79%，平均為4.83%。努力量投入水平除雙拖400 kW以上較高(314.04%)外，其他在3.84%～62.31%之間，未超過最大可持續(xù)努力量水平(表2)。非平衡產(chǎn)量模型因存在年際迭代而可計算出K、q、r等資源群體參數(shù)，又因刺網(wǎng)50 kW以下CPUE數(shù)據(jù)缺少了2020年的數(shù)據(jù)，故從非平衡產(chǎn)量模型擬合單拖100～200 kW的CPUE數(shù)據(jù)的視角，則可看到起始年份2008年刺鯧的資源量為24.6×104t，次年即出現(xiàn)劇烈下降，2009年為8.1×104t，隨后2010年至2015年穩(wěn)定在6.5×104～10.0×104t間，2016年下降至6.0×104t以下，2017—2019年再下降至2.0×104t以下，2020年略微回升至2.0×104t(圖2)。Kobe圖也顯示2008—2010年資源利用處于安全區(qū)，未發(fā)生資源型過度捕撈和捕撈型過度捕撈，2011、2012年發(fā)生了捕撈型過度捕撈，2013年資源利用處于恢復(fù)過渡區(qū)，隨后在2014年短暫回到安全區(qū)，2015年又發(fā)生捕撈型過度捕撈，然后2016—2018年連續(xù)3年同時發(fā)生資源型過度捕撈和捕撈型過度捕撈，資源利用處于枯竭危險區(qū)，2019—2020年捕撈強度下降，資源利用又回到恢復(fù)過渡區(qū)(圖3)。此外，按表3單拖100～200 kW的E2020/EMSY=303.14%和刺網(wǎng)50 kW以下的E2019/EMSY=372.67% 判斷，也認(rèn)為這2個作業(yè)方式與功率段存在捕撈努力量投入過度。

表3 非平衡Schaefer模型輸出的資源群體參數(shù)

2.4 TAC推定

雖然不同CPUE指數(shù)的模型對當(dāng)前刺鯧資源利用狀況有不同判斷，但實質(zhì)上它們并不矛盾，這是從它各自的視角得出的結(jié)果，故應(yīng)綜合地看待問題?？紤]到雙拖400 kW以上、單拖100～200 kW、刺網(wǎng)50 kW以下等3個作業(yè)方式與功率段被判斷為嚴(yán)重過度捕撈，因此a的取值定為0.6。按Schaefer模型分析的結(jié)果計算，TAC為32 239.50 t；按Fox模型分析的結(jié)果，TAC則為27 838.47 t。

3 討論

3.1 資源利用評價

刺鯧廣泛分布于南海北部海區(qū)，魚群多密集于水深40～120 m的淺、近海區(qū)，幼魚則主要分布于40 m以淺的沿岸、淺海區(qū)[5]。歷史上在廣東水產(chǎn)業(yè)中，沒有詳細(xì)的刺鯧生產(chǎn)量或收購量的統(tǒng)計資料，可追溯的最早的調(diào)查資料是中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所于20世紀(jì)60年代進(jìn)行的廣東近海底拖網(wǎng)魚類資源調(diào)查[15]，刺鯧的漁獲量占總試捕漁獲的0.9%，占網(wǎng)次出現(xiàn)率的28%，是鯧科魚類中產(chǎn)量最大的一種。刺鯧在2015年和2016年的底拖網(wǎng)漁獲占比分別為1.79%、1.47%[3，16]。而刺鯧在南海北部燈光圍網(wǎng)漁獲物中的出現(xiàn)率為33.33%，數(shù)量占比0.70%，重量占比0.35%[17]；在燈光罩網(wǎng)漁獲物中的出現(xiàn)率為30.77%，數(shù)量占比0.70%，重量占比0.87%[18]；刺鯧在流刺網(wǎng)漁獲物中的出現(xiàn)率為33.33%，數(shù)量占比1.44%，重量占比0.47%[19]。根據(jù)2000—2002年底拖網(wǎng)掃海面積法評估，南海北部刺鯧的資源存量在0.62×104～7.71×104t之間[5]。由于刺鯧的漁業(yè)地位不如南海北部的金線魚、帶魚(Trachuruslepturus)、藍(lán)圓鲹(Pecapterusmaruadsi)、竹筴魚(Trachurusjaponicus)，因此在當(dāng)前的資源量評估中，其被并入鯧科魚類中[包含刺鯧、烏鯧(Parastromateusniger)、銀鯧(Pampusargenteus)]，如張魁等[20]評估出南海區(qū)鯧類的MSY為10.5×104t，可捕量為8.4×104～9.5×104t；史登福等[21]評估出廣東海域鯧類的MSY為5.77×104t，兩者的研究均顯示鯧類發(fā)生了過度捕撈。孫典榮等[22]根據(jù)在1992—2002年間的調(diào)查，認(rèn)為刺鯧屬于穩(wěn)定型種類，在過度捕撈的情況下，該種類的資源密度雖然呈現(xiàn)下降的趨勢，但下降的幅度小，其資源恢復(fù)速度比較慢，并且不會出現(xiàn)大幅波動的現(xiàn)象。蘇瑩佳等[23]研究2015—2017年單拖抽樣船的漁獲發(fā)現(xiàn)，休漁后刺鯧的資源密度和漁獲比例均較休漁前略微增加，但漁獲比例卻從2015年的4.65%下降至2017年的0.69%，這也在一定程度上印證了本研究中2016年后刺鯧產(chǎn)量大幅度下滑的現(xiàn)象。本研究中多個CPUE指數(shù)的多模型評估提供了多個視角審視資源利用狀況，與單一CPUE指數(shù)評估相比，其獲取的信息更為豐富。各個CPUE指數(shù)模型評估的結(jié)果各有不同，觀點也不一致，這是因為觀察分析事物的角度不同導(dǎo)致的，在局部上是正確的，但局部不能代替整體，因此要將各種觀點綜合起來，整體地看待問題。不同作業(yè)方式相當(dāng)于不同的獵食者，它們占據(jù)了不同的時空生態(tài)位。從生態(tài)位角度而言，雙拖400 kW以上、單拖100～200 kW、刺網(wǎng)50 kW以下等3個作業(yè)方式與功率段對其所占生態(tài)位上的刺鯧有過度捕撈的現(xiàn)象，其他的則未發(fā)生過度捕撈，資源利用總體上處于安全水平。

3.2 漁業(yè)管理建議

在二十世紀(jì)七八十年代，廣東和廣西就規(guī)定了刺鯧最小開捕叉長為120 mm[24]。2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布通告，將刺鯧最小開捕叉長提高到130 mm[25]。然而現(xiàn)行最小網(wǎng)目的標(biāo)準(zhǔn)[26]，如拖網(wǎng)40 mm、刺網(wǎng)50 mm以及圍網(wǎng)35 mm，還未能達(dá)到陳丕茂[27]推斷的拖網(wǎng)囊網(wǎng)最佳最小網(wǎng)目尺寸65 mm，導(dǎo)致不可避免地使未達(dá)規(guī)格的幼魚資源被提前捕撈。雖然前文判斷出刺鯧在3個作業(yè)方式與功率段發(fā)生過度捕撈，但其所占漁獲比例較低，本質(zhì)上屬于常見兼捕魚種，無法通過限制某一種作業(yè)方式來實施保護(hù)。因此只能從降低所有作業(yè)方式的捕撈強度入手，比如實施嚴(yán)格的休漁期制度。但目前的休漁保護(hù)還未能遏制資源衰退的趨勢，極可能與當(dāng)前廣為詬病的電拖網(wǎng)作業(yè)有關(guān)。2月為刺鯧的產(chǎn)卵盛期，大量親魚進(jìn)入30 m內(nèi)淺水區(qū)產(chǎn)卵[15]，3、4月休漁前的近海屢禁不絕的電拖網(wǎng)作業(yè)導(dǎo)致幼魚大量死亡，使得刺鯧的補充量嚴(yán)重不足，資源恢復(fù)面臨威脅。賈曉平等[5]提出在刺鯧密集分布的近海區(qū)域布置人工魚礁，這將是一個有效的保護(hù)和恢復(fù)措施。因此，建議建設(shè)近海養(yǎng)護(hù)型海洋牧場，在特定的海域建立刺鯧資源保留地，使其在保留地內(nèi)充分繁衍，確保該資源不致枯竭，并能向海洋牧場之外補充資源。