徐開(kāi)達(dá)，徐漢祥，王 洋，盧占暉，張洪亮，王偉定，周永東，王好學(xué)

(1 浙江省海洋水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山 316021；2 浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江 舟山 316022)

近年來(lái)，由于漁業(yè)資源過(guò)度利用及環(huán)境污染等問(wèn)題不斷出現(xiàn)，致使中國(guó)近海海洋生物資源不斷衰退，開(kāi)展人工增殖放流成為修復(fù)漁業(yè)資源較有效的方式之一，其中放流種類(lèi)標(biāo)志技術(shù)是評(píng)價(jià)放流效果的重要手段[1-2]。自20世紀(jì)80年代增殖放流工作開(kāi)展以來(lái)，有學(xué)者采用標(biāo)志放流方法估算封閉水域中放流生物生長(zhǎng)死亡參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)增殖放流效果，魚(yú)類(lèi)標(biāo)志技術(shù)也隨之逐漸發(fā)展起來(lái)[3]。目前應(yīng)用較多的標(biāo)志技術(shù)有體外標(biāo)志法(掛牌標(biāo)記法、切鰭法、烙印法等)和體內(nèi)標(biāo)志法(熒光標(biāo)記法、分子標(biāo)記法、線碼標(biāo)記法、檔案式標(biāo)記法等)[4-5]，不同的標(biāo)志方法有各自優(yōu)缺點(diǎn)及適用標(biāo)記種類(lèi)[6]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于水生生物標(biāo)志放流技術(shù)的研究報(bào)道較多，如金頭鯛(Sparusaurata)[7]、鮭魚(yú)(Salmosalar)[8-9]、牙鲆(paralichthysolivaceus)[10-11]、鮸魚(yú)(Miichthysmiiuy)[12]、黑鯛(Sparusmacrocephalus)[13]、石斑魚(yú)(Epinephelusawoara)[14-15]、大黃魚(yú)(Larimichthyscrocea)[16-18]、日本黃姑魚(yú)(Nibeajaponica)[19]、半滑舌鰨(CynoglossussemilaevisGünther)[20]、曼氏無(wú)針烏賊(Sepiellajaponica)[21-22]、金烏賊(Sepiaesculenta)[23]、中華鱘(Acipensersinensis)[24]、西伯利亞鱘(AcipenserbaerⅡ)[25]等多種漁業(yè)生物的標(biāo)志方法應(yīng)用和探討，均取得了一定的研究進(jìn)展，這些為水生生物的大規(guī)模增殖放流奠定了良好的基礎(chǔ)。

金屬線碼標(biāo)志法(Coded Wire Tag，CWT)作為一種體內(nèi)標(biāo)志的重要方法，國(guó)外于20世紀(jì)90年代開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用[4-5]，2000年后國(guó)內(nèi)也有相關(guān)報(bào)道[26-30]。本文整理了國(guó)內(nèi)外開(kāi)展金屬線碼標(biāo)記研究的相關(guān)資料，綜述標(biāo)志原理、發(fā)展歷史、特點(diǎn)及應(yīng)用效果，并展望未來(lái)發(fā)展方向，以期為今后開(kāi)展規(guī)模化標(biāo)志及效果評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

1 金屬線碼標(biāo)記技術(shù)的工作原理及發(fā)展

CWT是一種宏觀生物的標(biāo)志方法，用以區(qū)分生物亞群，發(fā)明于20世紀(jì)60年代，又稱(chēng)數(shù)字式線碼標(biāo)記系統(tǒng)(decimal coded wire tag)，由美國(guó)西北海洋技術(shù)公司設(shè)計(jì)制造，當(dāng)時(shí)為評(píng)價(jià)孵化場(chǎng)效果而實(shí)施標(biāo)記幼體大麻哈魚(yú)而產(chǎn)生[8]。金屬線碼個(gè)體為長(zhǎng)1.1 mm、直徑0.25 mm的磁性不銹鋼絲[7]。線碼段上刻有一系列激光蝕刻的多位數(shù)字碼(圖1)，用于識(shí)別該線碼所屬線圈(每個(gè)線圈含1萬(wàn)個(gè)線碼段)、所屬批次或所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記個(gè)體。

圖1 金屬編碼示意圖

最早的金屬線碼是用不同顏色的線圈作為標(biāo)志，回捕后線圈顏色易脫落，難以辨認(rèn)。而后改進(jìn)為二進(jìn)制編碼，不僅增加了編碼的穩(wěn)定性，而且擴(kuò)大了編碼的利用范圍。隨后，十進(jìn)制編碼代替了二進(jìn)制編碼，使得編碼更加清晰地刻在金屬線上，更易快速讀取。CWT數(shù)字編碼的唯一性是確保增殖放流效果評(píng)價(jià)的前提條件。

CWT主要工作原理是將刻有多位數(shù)字碼的金屬線碼注入到特定亞群的生物體內(nèi)，可長(zhǎng)時(shí)間保留，當(dāng)生物被捕捉后，可通過(guò)檢測(cè)多位碼對(duì)生物的亞群進(jìn)行鑒別。圖2為金屬線碼標(biāo)志工作原理，整個(gè)系統(tǒng)由注射系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)組成。主要部件為線碼標(biāo)志器和質(zhì)量控制儀。前者主要用來(lái)對(duì)動(dòng)物體實(shí)施金屬線碼注入，后者有矩形管道式線碼檢測(cè)器和手持式線碼檢測(cè)器(即便攜式探測(cè)器)兩種，用于掃描被檢物體是否含標(biāo)志線碼[31]。1988年，第一屆魚(yú)類(lèi)標(biāo)志技術(shù)教育工作組及國(guó)際研討會(huì)召開(kāi)后出版的魚(yú)類(lèi)標(biāo)志指導(dǎo)書(shū)將這項(xiàng)技術(shù)普及開(kāi)來(lái)[32]。之后，微電子技術(shù)的迅速發(fā)展提升了對(duì)標(biāo)志魚(yú)類(lèi)的遠(yuǎn)程跟蹤和監(jiān)測(cè)能力，使得CWT技術(shù)可以有更大的應(yīng)用空間。

鑒于CWT可提供大尺度辨別種群的能力，且操作便利、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力強(qiáng)，其逐漸成為增殖放流及漁業(yè)管理研究的關(guān)鍵技術(shù)，并且應(yīng)用該技術(shù)的標(biāo)記魚(yú)數(shù)量有超過(guò)其它標(biāo)志方式的趨勢(shì)[6]。

圖2 金屬線碼標(biāo)記方法工作原理

最近20年，電子標(biāo)志的優(yōu)勢(shì)日益顯著，可以通過(guò)遙感收集標(biāo)記動(dòng)物的信息[33]，1994年由美、加兩國(guó)在太平洋鮭魚(yú)上開(kāi)始應(yīng)用并被廣泛推廣[8-9]。隨著編碼技術(shù)升級(jí)，特別是十進(jìn)制代替原有二進(jìn)制算法，可以將使用在全世界不同水域的金屬線碼用不同編碼進(jìn)行區(qū)分，目前該標(biāo)志技術(shù)逐漸在全世界普及。鑒于CWT有便捷優(yōu)勢(shì)，美、加兩國(guó)實(shí)施了一系列行之有效的標(biāo)志計(jì)劃來(lái)推進(jìn)關(guān)鍵種群評(píng)估計(jì)劃[34]。從2002年開(kāi)始，CWT技術(shù)開(kāi)始引入中國(guó)，最早開(kāi)始應(yīng)用于大黃魚(yú)、拉薩裂腹魚(yú)(Schizothoraxwaltoni)、中華鱘(Acipensersinensis)[24-26]，研究認(rèn)為CWT對(duì)大黃魚(yú)的抗氧化和非特異性免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的影響、對(duì)拉薩裂腹魚(yú)幼魚(yú)的生長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響，人工放流中華鱘的生長(zhǎng)和洄游分布與自然種群沒(méi)有顯著差異，并取得了預(yù)期效果。

隨著追蹤技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，2009年CWT標(biāo)記系統(tǒng)已更新至第三代，標(biāo)記能力更加強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也相應(yīng)擴(kuò)大[31]。目前，自動(dòng)金屬線碼儀主機(jī)重約6 kg，檢測(cè)儀質(zhì)量約1.5 kg，便于攜帶，可在養(yǎng)殖場(chǎng)、漁船、海邊等不同環(huán)境下即時(shí)標(biāo)志。CWT特有的設(shè)計(jì)已在增殖漁業(yè)研究和漁業(yè)管理領(lǐng)域產(chǎn)生了積極的影響。

2 CWT在漁業(yè)資源增殖放流研究中的應(yīng)用

2.1 金屬線碼標(biāo)志方法的研究

標(biāo)志方法研究中，標(biāo)識(shí)的保持率、對(duì)標(biāo)記對(duì)象生長(zhǎng)和存活的影響及操作便利性均是標(biāo)志技術(shù)成功的關(guān)鍵。對(duì)歐洲鰻(Anguilla anguilla)[35]、紅笛鯛(Lutjanuscampechanus)[36]、長(zhǎng)鰭鰻(Anguilladieffenbachii)[37]、斑魚(yú)幼魚(yú)(Cynoscionnebulosus)[38]、大口黑鱸(Micropterussalmoides)[39]、大西洋絨須石首魚(yú)(Micropogoniasundulatus)、金體美鳊(Noetmigonuscrysoleucas)和藍(lán)鰓太陽(yáng)魚(yú)(Lepomismacrochirus)[40]等研究結(jié)果顯示，相較其它標(biāo)志方法，金屬線碼尺寸小，標(biāo)記組的生長(zhǎng)和存活與未標(biāo)記組相比基本無(wú)差異。其中對(duì)長(zhǎng)鰭鰻的研究表明，采用CWT的速度達(dá)400尾/h[37]，標(biāo)志速度較快。Okamoto和Davis等[6,41-42]分別用CWT技術(shù)對(duì)三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)和藍(lán)蟹(Callinectessapidus)進(jìn)行標(biāo)志試驗(yàn)，標(biāo)記后的小型蟹類(lèi)經(jīng)過(guò)1～2次蛻殼后，其標(biāo)記保留率均超過(guò)80%，而且標(biāo)記對(duì)這兩種幼蟹的生長(zhǎng)并沒(méi)有產(chǎn)生影響[43-44]，因此認(rèn)為CWT對(duì)小個(gè)體水生動(dòng)物尤為適合[42,45]。

CWT技術(shù)靈敏度高，標(biāo)記大個(gè)體時(shí)，為了提高檢測(cè)靈敏度，選擇適當(dāng)標(biāo)記位置可以提高標(biāo)志保持率。對(duì)于鮭鱒魚(yú)類(lèi)標(biāo)記，通常將 CWT 植入頭部效果較好[9]。Brennan等[45]將CWT植入鋸蓋魚(yú)(Centropomusundecimalis)下頜肌肉內(nèi)，1年后CWT保持率>97%。楊曉鴿等[29]研究達(dá)烏爾鰉(Husodauricus)不同部位的CWT效果，發(fā)現(xiàn)背部前、中、后的標(biāo)志保持率均在90%以上，且無(wú)顯著差異。對(duì)紅鯛笛鯛幼魚(yú)在鼻軟骨、左頰上肌肉、頸部、背部肌肉和尾柄5個(gè)不同標(biāo)記部位的CWT試驗(yàn)結(jié)果顯示，6周后背部肌肉的保持率相對(duì)較低，其它部位均沒(méi)有標(biāo)記損失，建議選擇保留時(shí)間長(zhǎng)、易標(biāo)記的頸背肌肉實(shí)施[36]。針對(duì)不同體型魚(yú)類(lèi)，選擇適宜標(biāo)記部位有助于提高標(biāo)志效果。

2.2 放流種群跟蹤及評(píng)估

由于標(biāo)志與魚(yú)類(lèi)實(shí)際種群相吻合才能確保評(píng)估結(jié)果的正確性[46]，標(biāo)志保存的持久性、魚(yú)類(lèi)回收方法、取樣規(guī)模以及編碼能力均會(huì)影響最終結(jié)果[21]，因此CWT技術(shù)成功的關(guān)鍵在于保證金屬線存儲(chǔ)特定實(shí)驗(yàn)信息的能力以及減少標(biāo)志強(qiáng)加到魚(yú)類(lèi)體內(nèi)后對(duì)魚(yú)類(lèi)生理和行為方面的影響。成功的放流效果評(píng)價(jià)方案是考慮魚(yú)類(lèi)生活史及其生物學(xué)特征，運(yùn)用一系列魚(yú)類(lèi)鑒定識(shí)別方法來(lái)解決區(qū)別放流種群與自然種群的問(wèn)題。CWT是較好的應(yīng)用手段之一，目前已在中華鱘、白鱸(Atractoscionnobilis)、澳洲肺魚(yú)(LatescalCarifer)及鯔魚(yú)(Mugilcephalus)的效果評(píng)估中得到了準(zhǔn)確驗(yàn)證[50-53]，利用該技術(shù)能在自然海域識(shí)別放流種群，進(jìn)而掌握研究對(duì)象的生長(zhǎng)、洄游路線及分布特點(diǎn)。

Able等[47]利用CWT野外標(biāo)記全長(zhǎng)<40 mm的底鳉(Fundulusheteroclitus)和斑鰭底鳉(Fundulusluciae)，166 d內(nèi)回捕率分別達(dá)到56.0%和74.4%；William[9]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)阿拉斯加鮭魚(yú)(Oncorhynchus)的CWT的保持率在98%以上，并由此估算阿拉斯加5個(gè)不同放流海域的捕撈產(chǎn)量貢獻(xiàn)率分別達(dá)到2%、9%、19%、20%和78%；Childerhose等[48]應(yīng)用CWT技術(shù)獲得的某種漁業(yè)魚(yú)群及海洋分布信息較之前12年的信息還要多。與體外標(biāo)相比，CWT幾乎不影響魚(yú)類(lèi)的捕食、游泳和生境選擇[43]。基于該特點(diǎn)，Drawbridge等[49]用CWT評(píng)估了南加尼福尼亞的金眼狼鱸(Moronechrysops)種群的增長(zhǎng)情況，并用漁獲量進(jìn)行驗(yàn)證，認(rèn)為評(píng)估結(jié)果基本準(zhǔn)確。

3 CWT技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于其它標(biāo)志方法，CWT具有標(biāo)速度快、對(duì)魚(yú)體損傷小、標(biāo)志保持率高、規(guī)模化標(biāo)記價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)為以下幾方面：(1)標(biāo)記體積小，被標(biāo)記魚(yú)類(lèi)身體的傷口小，愈合快，很少造成其身體組織的損傷，通過(guò)多種魚(yú)類(lèi)試驗(yàn)均顯示CWT標(biāo)記組與對(duì)照的生長(zhǎng)情況無(wú)顯著差異[25,29,30,35,37]，且標(biāo)記保持率均較高；(2)對(duì)拉薩裂腹魚(yú)和中華鱘幼魚(yú)采用CWT進(jìn)行跟蹤，顯示放流群體和自然群體洄游分布和棲息環(huán)境相同[27-28]，認(rèn)為CWT幾乎不影響魚(yú)類(lèi)的捕食、游泳等行為能力，也不影響魚(yú)類(lèi)對(duì)生境選擇；(3)因線碼較小且由無(wú)毒金屬制成，即使與魚(yú)體一起被食用，也不會(huì)對(duì)人體造成傷害；(4)金屬標(biāo)記是通過(guò)自動(dòng)或手握標(biāo)志槍將標(biāo)志體注入魚(yú)體內(nèi)，尤其是通過(guò)自動(dòng)方式標(biāo)記，速度明顯快于其它標(biāo)志方法[34]，如對(duì)歐洲鰻鱺和長(zhǎng)鰭鰻的標(biāo)記速度是掛牌標(biāo)記的5倍以上；(5)最新一代的自動(dòng)金屬線碼儀操作簡(jiǎn)單，個(gè)體輕便，可在養(yǎng)殖場(chǎng)、漁船、海邊等不同環(huán)境下即時(shí)標(biāo)記；此外還具有規(guī)?；瘶?biāo)記價(jià)格相對(duì)低廉的優(yōu)點(diǎn)，如批次標(biāo)記數(shù)量超過(guò)2萬(wàn)尾以上，費(fèi)用約0.3元/尾。

3.2 缺點(diǎn)

CWT技術(shù)也存在著一些不足之處，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)金屬線碼標(biāo)記在魚(yú)類(lèi)體外較小，不易被發(fā)現(xiàn)，無(wú)法從魚(yú)類(lèi)活體中直接讀取儲(chǔ)存信息，需要捕獲魚(yú)類(lèi)通過(guò)解剖讀取標(biāo)志信息，致使回捕率降低；(2)標(biāo)記存留率受標(biāo)志部位影響較大，在實(shí)施CWT前需自行選擇標(biāo)記位置，在對(duì)某種魚(yú)的吻部標(biāo)記時(shí)，如果標(biāo)記部位較深，會(huì)降低生長(zhǎng)速度、影響存活率，甚至存在潛在損傷魚(yú)類(lèi)嗅覺(jué)組織的危險(xiǎn)[54-55]，需要尋找合理的標(biāo)記部位，且力度要適度，應(yīng)避開(kāi)對(duì)標(biāo)記金屬線包裹力度相對(duì)稀松的軟骨區(qū)域，通常選擇魚(yú)體肌肉部位[28]。

由于上岸后的捕撈漁獲物可就近銷(xiāo)售，漁船亦可在海上直接銷(xiāo)售，因此，回收標(biāo)記魚(yú)的難度較大。相對(duì)于體內(nèi)標(biāo)志方法，掛牌標(biāo)記方法較為直觀，其應(yīng)用于大黃魚(yú)、黑鯛、日本黃姑魚(yú)等個(gè)體較大的魚(yú)類(lèi)，易于發(fā)現(xiàn)和回收[13,16,19]。CWT作為體內(nèi)標(biāo)志法之一，不能直接辨識(shí)，目前上岸漁獲物未實(shí)行分類(lèi)定點(diǎn)投售，加之回捕時(shí)需要借助金屬線碼檢測(cè)儀掃描，致使CWT標(biāo)記魚(yú)被發(fā)現(xiàn)概率較小，造成回捕率偏低。在浙江海域的黑鯛和大黃魚(yú)放流試驗(yàn)印證了這些問(wèn)題[4,13,16]。

4 展望

標(biāo)志放流是評(píng)價(jià)漁業(yè)資源增殖放流效果、掌握放流魚(yú)種的生長(zhǎng)、死亡及其移動(dòng)分布規(guī)律的重要途徑[19]。影響標(biāo)志放流群體回捕率的因素是多方面的，探索這些影響因素也需要標(biāo)志放流技術(shù)的不斷進(jìn)步。因此，推動(dòng)標(biāo)志放流技術(shù)的發(fā)展，是滿足資源評(píng)估、動(dòng)物生理與行為學(xué)研究，以及保護(hù)珍稀物種的迫切需要[5,56-58]。

根據(jù)國(guó)際上現(xiàn)有標(biāo)志技術(shù)的應(yīng)用狀況，除掛牌標(biāo)記外，熒光色素標(biāo)記法、金屬線碼標(biāo)記法、分離式衛(wèi)星標(biāo)記法、生物遙測(cè)標(biāo)記法等都具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。但熒光色素標(biāo)記法操作相對(duì)繁瑣，衛(wèi)星標(biāo)記法和生物遙測(cè)標(biāo)記法價(jià)格昂貴，每枚衛(wèi)星標(biāo)志的費(fèi)用高達(dá)數(shù)千美元以上，因此要有大量配套經(jīng)費(fèi)的投入方才可行。CWT具有標(biāo)記速度快、對(duì)魚(yú)體損傷小、標(biāo)志保持率高、規(guī)?；瘶?biāo)記價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，具有較廣的應(yīng)用前景。

在眾多標(biāo)志方法中仍以體外掛牌標(biāo)記為主，其它方法還處于試驗(yàn)階段。中國(guó)的標(biāo)志技術(shù)應(yīng)用研究水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較薄弱[56]。目前，增殖放流效果評(píng)價(jià)仍缺乏精確的定量描述，今后仍需要加強(qiáng)投入和研究。隨著中國(guó)標(biāo)志關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展及漁業(yè)管理制度的不斷完善(如漁獲物集中交易，便于統(tǒng)計(jì)和監(jiān)管)，作為智能化標(biāo)志的一種重要方法，CWT技術(shù)因其獨(dú)特的標(biāo)志原理及其優(yōu)勢(shì)，在漁業(yè)資源增殖放流領(lǐng)域的應(yīng)用必將更加廣泛，將成為中國(guó)標(biāo)志放流研究的主要發(fā)展方向之一。

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