运用SS3评估东太平洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)资源——复杂模型和简化模型的比较

大眼金枪鱼(Thunnus obesus)是东太平洋最重要的商业性金枪鱼鱼种,其资源评估采用的是结构复杂的Stock Synthesis 3模型(SS3)。模型简化是提高资源评估效率的必要手段,但对大眼金枪鱼简化模型的效果尚未开展研究。本研究尝试从渔业数据结构的角度,将SS3复杂模型的23个渔业简化为仅含围网和延绳钓2个渔业,从而比较简化模型的评估能力。结果显示,简化模型能较为准确地描述大眼金枪鱼补充量、亲体量、捕捞死亡系数等主要时间序列的历史动态变化,对传统生物学参考点FMSY的估计也较为准确,且受陡度和自然死亡系数的影响较小,但对其他参考点的估算误差较大。陡度参数对简化模型基于Kobe图判断资源状态的准确性有重要影响,陡度较低时,简化模型能较为准确地判断资源状态。研究表明,权衡模型的评估能力和降低模型结构的复杂性,是大眼金枪鱼资源评估今后需要重点研究的任务之一。此外,对模型简化的效果评价,与采用的生物学参考点和资源状况判断标准的选择有关。     

印度洋长鳍金枪鱼资源评估

本研究运用年龄结构资源评估模型ASAP,利用最新的渔业数据和生物学研究成果,对印度洋长鳍金枪鱼资源进行了评估。结果显示,主要资源变量捕捞死亡系数(F)、产卵亲体生物量(SSB)和生物学参考点受亲体-补充量关系的陡度参数(h)的影响很大。假设陡度参数h=0.7、0.8、0.9时,最大持续产量(MSY)分别为25 268t、27 414t、51 924t,当前(2010年初)F与FMSY之比分别为2.85、2.32、1.11,当前渔获量与MSY之比分别为1.65、1.52、0.80。1984年以来,F总体处于上升趋势,SSB处于下降趋势。基本模型条件下(h=0.8),当前资源状况为"趋向于过度捕捞"(Overfishing),且已接近于"过度捕捞"(Overfished)。若h=0.7、h=0.9,当前资源状况分别为"捕捞过度"、"趋向于过度捕捞"。     

渔获量不确定性对印度洋大眼金枪鱼资源评估的影响

大眼金枪鱼(Thunnus obesus)是最具经济价值的热带金枪鱼类,其资源状况一直是区域性金枪鱼渔业管理组织关注的重点。由于多种渔业作业、捕捞船队构成复杂,印度洋大眼金枪鱼的历史渔获量统计存在一定的偏差(Bias),但国际上近些年开展资源评估时都忽略了这一偏差。本研究根据1979~2015年的年渔获量、年龄结构渔获量及相对丰度指数数据,运用年龄结构资源评估模型(ASAP)对印度洋大眼金枪鱼资源进行评估,重点考查渔获量的不确定性(观测误差和统计偏差)对资源评估结果的影响。结果显示,印度洋大眼金枪鱼当前资源总体没有过度捕捞,但2015年初显示轻微的过度捕捞,通过对比基础模型与8个灵敏度分析模型的评估结果发现,渔获量观测误差(CV)的预设对资源开发状态的判断有一定的影响。当渔获量统计偏差调整量为15%时(即历史渔获量被低估了),评估结果与基础模型基本一致;统计偏差调整量为20%时,评估结果有过度捕捞的趋势。本研究结果表明,资源评估模型中渔获量观测误差的设定和历史渔获量统计偏差均会对评估结果产生影响,后者更为明显,因此,二者均不能忽略。     

星康吉鳗单位补充量渔获量模型的不确定性评估

为研究资源评估模型的不确定性及其对管理参考点的影响,以东、黄海星康吉鳗(Conger myriaster)为研究对象,对单位补充量渔获量(YPR)模型各参数进行敏感性分析,探究影响单位补充量渔获量和生物学参考点估算的关键参数,并利用蒙特卡洛方法模拟YPR模型中的参数不确定性,评估不确定性存在下星康吉鳗种群的资源现状及可能产生的风险。研究结果表明,当前东、黄海星康吉鳗的捕捞死亡系数F_cur远高于F_0.1的估计值,接近F_max。自然死亡系数M、生长系数K和开捕年龄t_c是估算生物学参考点F_max和F_0.1的敏感性参数,而幂指数系数b、渐近体长L_∞、生长系数K和自然死亡系数M则是计算渔获量的敏感性参数。在参数不确定性的影响下,对东、黄海星康吉鳗渔业状况产生误判的概率,即P (F_cur0.1)和P (F_cur>F_max),将随不确定水平的升高...     

基于混合效应模型的印度洋大眼金枪鱼生长特征异质性分析

大眼金枪鱼(Thunnus obesus)作为一种具有极高经济价值的公海金枪鱼捕捞对象,其资源状况和管理情况一直受到学者的高度关注,而对其生活史特征,尤其是生长特征的研究,是对大眼金枪鱼进行准确资源评估和合理养护管理的基础和关键部分。本研究基于中国科学观察员于2013―2018年收集的印度洋大眼金枪鱼生物学数据,通过体长-体重关系研究其生长特征,并运用线性混合效应模型分析其生长特征在不同年份、季度和海域间的差异。依据收集的8806尾大眼金枪鱼样本,求得其上颌叉长FL和加工重量GT (去掉鳃、尾鳍和内脏后的重量)之间的幂函数关系式,其中条件因子a的估计均值(95%置信区间)为1.07(0.99～1.14)×10~(-5),异速生长参数b的估计值(95%置信区间)为3.08 (3.07～3.10)。本研究构建了7个不同异质性组合的混合效应模型, AIC值和均方根误差值均表明同时考虑年份、季度和区域差异的模型拟合效果最佳。最佳模型的结果表明,印度洋15°S以南和以北海域的大眼金枪鱼个体生长特征差异极小,北部个体仅略重于南部个体;相比于第三和第四季度,相同体长的大眼金枪鱼在第一和第二季度具有更多的重量; 2015年和2016年采集的个体在同样体长时体重更重,而2014年和2017年的大眼金枪鱼体重比其他年份更轻。本研究结果旨在为大眼金枪鱼的资源评估及渔业管理提供基础资料,异质性的研究方法也可以应用于其他近海、远洋渔业种类的生活史特征、种群特征和资源评估研究。     

利用贝叶斯动态产量模型评估印度洋长鳍金枪鱼资源状态

印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的生物学信息相对较少, 渔业数据存在较多问题, 致使其资源评估结果仍存在较大的不确定性, 从而影响了渔业管理的科学性。为此, 本研究基于印度洋长鳍金枪鱼的渔业捕捞、标准化 CPUE (catch per unit effort)数据及相关种群假设, 利用贝叶斯动态产量模型对该种群进行了资源评估研究, 结果显示: (1) 渔获量的观测误差对模型参数估计、资源状态的判断及渔业管理具有重要影响, 渔获量观测误差的增大使模型评估的过度捕捞概率上升, 导致总可捕量(total allowable catch, TAC)减少; (2) 动态产量模型形状参数、r 的先验分布和资源丰度指数的选择均会影响资源评估的质量, 本研究显示, Fox 模型的资源评估结果比 Schaefer 模型的评估结果更合理, r 先验分布范围的增大使模型评估的资源状态变好, 使用西南海域标准化 CPUE 时的评估结果相对较好; (3) 设置某些年份的资源量比例(φ、P₂₀₁₇)范围有助于提高数据缺乏下渔业资源评估的质量; (4) 评估结果表明印度洋长鳍金枪鱼发生资源型与捕捞型过度捕捞的概率分别为 34%、50%, 两种过度捕捞同时发生的概率为 32%, 该种群正面临捕捞型过度捕捞的风险; 投影分析显示, 将 TAC 控制在 32658 t (即最后 5 年平均渔获量的 90%)以下时, 印度洋长鳍金枪鱼 10 年后不发生过度捕捞的概率大于 60%。贝叶斯动态产量模型作为一种数据有限的渔业资源评估模型, 适用于印度洋长鳍金枪鱼, 且该模型能较好地考虑参数输入和不确定性因素对资源评估质量、总可捕量估计的影响, 为深入研究印度洋长鳍金枪鱼的资源状态与管理提供了科学依据。     

适用于数据缺乏渔业的资源评估方法研究进展

开展渔业资源评估研究是制定渔业可持续发展策略的重要前提, 而数据有限是全球渔业资源评估面临的普遍挑战。传统资源评估方法具有数据需求量大、要求高等特点, 无法应用于数据缺乏渔业的资源评估中。数据缺乏方法(data-limited method)可结合少量易获得数据和相关历史生物学信息对渔业资源状况、生物学参考点以及资源量等进行评估, 已经成为全球区域性渔业管理组织和资源评估学者的关注热点。本文在分析数据缺乏资源评估方法文献的基础上, 对近几年开发的数据缺乏评估方法模型结构、模型输入输出、假设以及不确定性来源和分析方法等进行了回顾和归纳, 同时对数据缺乏评估方法未来的研究重点和方向进行了展望。分析认为, 数据缺乏渔业资源评估研究仍处于发展阶段, 若渔获量和体长数据均可用, 则应考虑整合了两种类型数据的模型, 如 LIME (length-based integrated mixed effects, 基于体长的综合混合效应)模型和 SSS (simple stock synthesis, 简化资源整合) 模型。建议今后研究中应加强以下几个方面的工作: (1)积极开展长时间、多海域、全覆盖的渔业资源独立科学调查, 以获得具有代表性的样本数据; (2)对现有数据缺乏模型进一步优化, 综合考虑各种因素对评估结果的影响; (3) 进行完整、准确的基础生物学研究, 获得较为准确的历史生物学信息, 从而降低评估结果的不确定性; (4)开展基于渔获量模型和基于体长模型的模拟测试研究, 提高模型对统计偏差和数据质量问题的包容性。     

渔业数据失真对两种非平衡剩余产量模型评估结果的影响比较

为了研究渔业数据失真对两种非平衡剩余产量模型评估结果的影响,以南大西洋长鳍金枪鱼渔业产量和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)数据作为基础数据,加入5种不同程度[变异系数(CV)=1%、5%、10%、20%和30%]的随机误差,模拟了(1)无数据失真,(2)仅产量数据失真,(3)仅CPUE数据失真,(4)产量和CPUE数据均失真等4种情况。利用基于ASPIC的非平衡剩余产量模型(ASM)和基于贝叶斯状态空间建模方法的非平衡剩余产量模型(BSM)分别评估了最大可持续产量(MSY)、B_(MSY)、F_(MSY)、B_(2011)/B_(MSY)、F2011/F_(MSY)等5种生物学参考点和管理指标。结果显示,在无数据失真情况下,ASM和BSM评估的MSY分别为2.866×10~4 t和2.836×10~4 t,B_(2011)/B_(MSY)分别为1.366和1.324,F2011/F_(MSY)分别为0.627和0.667,均相差不大,表明该渔业目前状态良好,ASM得到了较大的B_(MSY)(31.48×10~4 t)和较小的F_(MSY)(0.091);数据失真对ASM评估的B_(MSY)和F_(MSY)分别产生了严重的过低估计和过高估计,且CPUE数据失真产生的影响要比产量数据失真大;随着随机误差的增大,BSM评估的生物学参考点和管理指标的绝对百分比偏差有增大趋势;与ASM相比,BSM能够更好地处理渔业数据中存在的随机误差,除了MSY以外,BSM评估的生物学参考点和管理指标绝对百分比偏差均要比ASM的评估结果低,尤其是B_(MSY)和F_(MSY)。因此,在使用存在较大随机误差的渔业数据进行资源评估时,BSM具有一定的优势。     

渔业管理中生物学参考点的理论及其应用

生物学参考点常被表示为与渔业管理相关联的捕捞死亡率和生物量,是单从生物学角度来衡量渔业资源及其开发状况的指标。通常可分为目标参考点、限制参考点和阈值参考点。目标参考点是为了持续获得某一目标渔获量所需的最小生物量和相应捕捞死亡率,包括目标生物量(Bmsy)、目标产卵亲体量(Smsy、SSB35%、SSB40%)、目标捕捞死亡率(Fmsy、Fmax、F0.1、Fmed、F40%、F40%)等参数。限制参考点用于保证捕捞死亡率不会高到危害鱼类种群的可持续利用和其生物量不会低到危害其生存,主要包括Fmsy、Fmax、F0.1、Fcrash、F20%、Bloss等参数。阈值参考点介于目标参考点和限制参考点之间,包括预防性捕捞死亡率Fpa、预防性生物量Bpa,主要对渔业资源的开发和管理进行预警,防止生物量小于BL。生物学参考点主要应用动态综合模型、产量模型和亲体量补充量关系模型来估算,估算过程中需要考虑到补充、生长、死亡等生命史过程中的不确定性。本文对生物学参考点的发展和应用进行了综述,并以金枪鱼渔业为例阐述它在渔业管理上的应用。近几十年来,我国近海渔业资源出现衰退,亟需利用生物学参考点的原理和方法对重要渔业资源种类进行...     

印度洋长鳍金枪鱼资源评估的影响因素分析

多个模型被用于印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的资源评估,但这些模型的评估结果均存在较大的不确定性,为此,本文对影响印度洋长鳍金枪鱼资源评估的因素进行了分析。分析结果认为:(1)由于渔业数据存在不报、漏报或混报及采样样本数过低、采样协议出现变化等问题,造成印度洋长鳍金枪鱼渔业的渔获量、体长组成或年龄组成数据存在质量问题;(2)尽管对单位捕捞努力渔获量(catch per unit effort,CPUE)进行了标准化,但目标鱼种变化及捕捞努力量空间分布变化仍严重影响了标准化CPUE数据的质量;(3)印度洋长鳍金枪鱼的种群生态学及繁殖生物学研究仍比较薄弱,种群结构、繁殖、生长、自然死亡信息比较缺乏,在资源评估中,相关参数设置需借用其他洋区的研究结果;(4)海洋环境对印度洋长鳍金枪鱼的资源变动与空间分布具有显著影响,但评估模型较少考虑海洋环境的影响。由于上述问题的存在,导致当前评估结果存在较大不确定性。未来,应继续探索提高资源评估质量的方法,同时研究建立管理策略评价框架,以避免渔业资源评估结果的不确定性对该渔业可持续开发的影响。     

越南开发南海金枪鱼资源的历史和趋势

近十年来,越南将南海的金枪鱼资源作为其＂外向型＂渔业的重要支撑,不断增加捕捞强度,产量逐年升高。本文总结了越南发展南海金枪鱼渔业的过程,分析了南海金枪鱼资源的开发趋势。越南现代化的金枪鱼捕捞技术主要来自日本,使用的渔具主要有金枪鱼延绳钓、手钓、刺网和小型围网,捕捞的种类主要为鲣鱼、黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼,主要作业区域在西沙群岛南部海域和南沙群岛海域。越南2009年金枪鱼的产量已达到5.9×104t,计划2015年达到30×104t。根据越南海洋渔业研究所（RIMF）的评估,南海中西部的金枪鱼资源量为66~67×104t,可捕量23.3×104t,其中鲣鱼的可捕量21.6×104t,黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼的可捕量1.7×104t。随着全球金枪鱼捕捞配额的缩减和越南＂外向型＂渔业经济的发展,越南将继续加强对南海金枪鱼资源的开发。     

Climatic oscillations and tuna catch rates in the Indian Ocean: a wavelet approach to time series analysis

We analysed the influence of climatic oscillations [based on the Indian Oscillation Index (IOI)] on monthly catch rates of two tropical tuna species in the equatorial Indian Ocean. We carried out wavelet analysis, an efficient method of time series analysis to study non‐stationary data. Catch per unit of effort (CPUE) of bigeye tuna was computed from Japanese longline statistics from 1955 to 2002 in the equatorial Indian Ocean and CPUE of yellowfin tuna was derived from industrial purse seine statistics from 1984 to 2003 in the Western Indian Ocean. Wavelet analyses allowed us to quantify both the pattern of variability in the time series and non‐stationary associations between tuna and climatic signals. Phase analyses were carried out to investigate dependency between the two signals. We reported strong associations between tuna and climate series for the 4‐ and 5‐yr periodic modes, i.e. the periodic band of the El Niño Southern Oscillation signal propagation in the Indian Ocean. These associations were non‐stationary, evidenced from 1970 to 1990 for bigeye, and from 1984 to 1991 and then from 1993 to 2001 for yellowfin. Warm episodes (low negative IOI values) matched increases of longline catch rates of bigeye during the 1970–1990 time frame, whereas the strong 1997–1998 warm event matched a decrease of purse seine catch rates of yellowfin. We discussed these results in terms of changes in catchability for purse seine and longline.     

基于贝叶斯概率的印度洋大眼金枪鱼渔场预报

本文采用贝叶斯概率为模型基础框架,利用来自印度洋金枪鱼管理委员会(IOTC)的大眼金枪鱼延绳钓历史渔获统计数据和美国国家海洋大气管理局(NOAA)的海温最优插值再分析数据,进行适用于印度洋金枪鱼延绳钓渔场的模型参数估算与预报模型构建。模型回报精度验证结果表明,印度洋大眼金枪鱼延绳钓渔场综合预报的准确率达到了65.96%。模型预报结果用概率百分比来表示,符合渔业资源分布的客观特点。利用中分辨率成像光谱仪MODIS提供的SST产品进行业务化运行的渔场预报,利用模型结果每周生成印度洋大眼金枪鱼延绳钓渔场概率预报图,用不同大小的圆形来表示渔场概率的高低,可以为印度洋区域的远洋渔业生产提供信息支持。     

Habitat preferences of striped marlin (Kajikia audax) in the eastern Pacific Ocean

Striped marlin (Kajikia audax) is an epipelagic species distributed in tropical and temperate waters of the Pacific Ocean. In the central and eastern Pacific Ocean, it is captured principally in commercial longline fisheries, and in small artisanal fisheries, however, it is also taken throughout its range in this region as an incidental catch of the tuna purse‐seine fishery. Previous studies suggest that overexploitation and climate change may reduce abundance and cause changes in spatial distributions of marine species. The main objective of this study was to describe the habitat preferences of striped marlin and the changes in its distribution in response to environmental factors. Habitat modeling was conducted using a maximum entropy model. Operational level data for 2003–2014, collected by scientific observers aboard large purse seine vessels, were compiled by the Inter‐American Tropical Tuna Commission and were matched with detailed (4 km) oceanographic data from satellites and general circulation models. Results showed that the spatial distribution of habitat was dynamic, with seasonal shifts between coastal (winter) and oceanic (summer) waters. We found that the preferred habitat is mainly in coastal waters with warm sea surface temperatures and a high chlorophyll‐a concentration.     

印度洋金枪鱼延绳钓主要渔获种类及分布

根据印度洋金枪鱼管理委员会IOTC的金枪鱼生产数据库,对1967-2004年间印度洋金枪鱼延绳钓主要渔获种类的产量按年进行汇总和基于5度格网进行了空间上的统计,采用GIS软件制作了印度洋金枪鱼延绳钓主要渔获种类的捕捞产量的地理空间分布图,分析了其资源的空间分布特征。分析结果表明,大眼金枪鱼Thunnus obesus、黄鳍金枪鱼Thunnus albacares、长鳍金枪鱼Thun-nus alalunga和剑鱼Xiphias gladius是印度洋金枪鱼延绳钓的主要渔获种类,其产量之和占到总产量的90%,这4种印度洋金枪鱼延绳钓的主要渔获种类从1967-2004年的产量均呈上升趋势,但产量的峰谷变化各不相同;空间分布特征研究表明,尽管在印度洋海域分布范围广泛,但产量丰沛的区域存在明显差异。     

Environmental factors and megafauna spatio‐temporal co‐occurrence with purse‐seine fisheries

Tropical tuna purse‐seine fisheries spatially co‐occur with various megafauna species, such as whale sharks, dolphins and baleen whales in all oceans of the world. Here, we analyzed a 10‐year (2002–2011) dataset from logbooks of European tropical tuna purse‐seine vessels operating in the tropical Eastern Atlantic and Western Indian Oceans, with the aim of identifying the principle environmental variables under which such co‐occurrence appear. We applied a Delta‐model approach using Generalized Additive Models (GAM) and Boosted Regression Trees (BRT) models, accounting for spatial autocorrelation using a contiguity matrix based on a residuals autocovariate (RAC) approach. The variables that contributed most in the models were chlorophyll‐a concentration in the Atlantic Ocean, as well as depth and monsoon in the Indian Ocean. High co‐occurrence between whale sharks, baleen whales and tuna purse‐seine fisheries were mostly observed in productive areas during particular seasons. In light of the lack of a full coverage scientific observer on board program, the large, long‐term dataset obtained from logbooks of tuna purse‐seine vessels is highly important for identifying seasonal and spatial co‐occurrence between the distribution of fisheries and megafauna, and the underlying environmental variables. This study can help to design conservation management measures for megafauna species within the framework of spatial fishery management strategies.     

中西太平洋鲣鱼丰度的时空分布及其与表温的关系

中西太平洋是全球金枪鱼围网的主要海域,鲣鱼(Katsuwonus pelamis)是金枪鱼围网的主要作业对象。本研究利用1983～2007年中西太平洋金枪鱼围网渔获物数据,结合海洋表层温度(SST)数据,分析中西太平洋鲣鱼资源丰度在时间序列和空间位置上的分布规律。研究表明,1983～2002年,各年平均CPUE在时间序列上呈一定的上升趋势,1983～2002年,平均SST在一定范围内上下波动,平均CPUE和平均SST无显著相关性;2003～2007年,平均CPUE和平均SST均呈较大幅度上升,两者呈显著相关。从空间位置分析,鲣鱼资源量集中出现在SST为28～30℃之间的海域,在5°N和10°S附近海域CPUE反映的总体资源量较高,而在0°和5°S的资源量较低。鲣鱼资源量较大区域分布在冷暖水团交汇处。     

中国金枪鱼围网船队大眼金枪鱼渔获物的特征变化与人工集鱼装置禁渔期的关系

研究了2012-2015年中国金枪鱼围网船队大眼金枪鱼(Thunnus obesus)渔获物的特征变化与人工集鱼装置(fish aggregation devices,FAD)禁渔期的关系,文章收集了2012-2015年中国大陆金枪鱼围网船队在中西太平洋的渔捞日志数据,对随附鱼群捕捞努力量与小体大眼金枪鱼和大体大眼金枪鱼的船均产量进行分析比较。结果显示:1)从2013年开始,对随附鱼群投网的次数占总投网次数的比例有所降低,均不超过50%;2)K-S检验显示研究期内禁渔期前后的船均随附鱼群网次存在显著差异(P0.05);3)2013-2015年大眼金枪鱼渔获量的平均水平明显低于2012年;4)从2013年开始,禁渔期结束后的第一个月(即11月)的船均产量都发生猛增;5)从捕捞努力量与渔获量的相关性结果看,不论是小体大眼金枪鱼还是全部大眼金枪鱼,2013年和2014年两者都呈现出显著的强正相关关系(P0.05)。这些结果表明2012年以后中国船队对大眼金枪鱼幼鱼的兼捕水平有所下降,延长FAD禁渔期的管理措施对于保护大眼金枪鱼幼鱼在某些年份可能具有一定的效果。