陶雅晉 馮 波,2,3 易木榮 李 波 盧伙勝,2,3 顏云榕,2,3,4①

(1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院 湛江 524088；2.廣東海洋大學(xué)南海漁業(yè)資源監(jiān)測與評估中心 湛江 524088；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 湛江 524088； 4.廣東海洋大學(xué)深圳研究院海洋漁業(yè)信息化技術(shù)化中心 深圳 518000)

單位捕撈努力量漁獲量(Catch Per Unit Effort,CPUE)是指某漁場在某一時間段內(nèi)總漁獲量與總捕撈努力量的比值，表示的是平均捕撈努力量所對應(yīng)的漁獲量(詹秉義,1995)。CPUE通常被假定與漁業(yè)資源量之間成正比關(guān)系，是漁業(yè)資源生物量的重要指標(biāo)(朱國平等,2016)。

漁業(yè)資源的評估對生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測與保護(hù)、漁業(yè)的科學(xué)管理、漁業(yè)政策方針的制定等方面起著重要的基礎(chǔ)性作用(周應(yīng)其,2014)。國外有學(xué)者很早就開始強(qiáng)調(diào)使用捕撈漁獲物和捕撈努力量數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)資源豐度的指數(shù)(Smith,1994)，早期是利用漁獲量的時間變化來預(yù)測相對種群豐度的年度變化(Robson,1961)。國內(nèi)很多學(xué)者通過模型方法對CPUE標(biāo)準(zhǔn)化(官文江等,2014; 許駱良等,2015)和漁場預(yù)報(方學(xué)燕等,2014; 汪金濤等,2014)等方面做了大量討論與研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、先進(jìn)統(tǒng)計(jì)軟件的廣泛使用和各種模型的推斷與應(yīng)用，可以在CPUE標(biāo)準(zhǔn)化過程中允許更多的因素納入，并去除相關(guān)影響(官文江等,2014)。利用漁獲量和捕撈努力量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算豐度指數(shù)仍然是評估魚類種群大小不可或缺的方法之一(Campbell,2004)，但傳統(tǒng)CPUE在表述中也存在一些明顯問題：一是由于漁船的作業(yè)類型、大小、網(wǎng)具特征等因素的不同，傳統(tǒng)CPUE的表達(dá)形式表現(xiàn)出多樣性與復(fù)雜性；二是捕撈能力是CPUE標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的因素，傳統(tǒng)CPUE無法科學(xué)量化捕撈能力大小；三是衡量整個海域的資源情況需要綜合考慮各種捕撈方式共同作用的影響，傳統(tǒng)CPUE因表達(dá)形式未統(tǒng)一而難以作為衡量整體資源密度指標(biāo)；四是傳統(tǒng)CPUE單位表示呈現(xiàn)多樣化與復(fù)雜化，導(dǎo)致多捕撈方式之間無法比較問題。

本研究在對傳統(tǒng)CPUE表述存在各種問題的背景下，提出對CPUE的單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，從通用性、相似性，穩(wěn)定性3個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理性分析并篩選，進(jìn)而確定CPUE的單位標(biāo)準(zhǔn)化形式。單位標(biāo)準(zhǔn)化后的CPUE能夠?qū)Χ喾N作業(yè)方式具有適應(yīng)性、兼容性，改變以往因CPUE單位不統(tǒng)一而造成漁港漁業(yè)統(tǒng)計(jì)不規(guī)范、數(shù)據(jù)多次加工的難題，期望在漁業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)與漁業(yè)管理范圍內(nèi)獲得最佳秩序，以促進(jìn)漁業(yè)資源捕撈可持續(xù)發(fā)展的最佳效益為目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 生產(chǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)來源

2016年春(3～4月)、夏(8月中下旬)、秋(9～11月)和冬(1～2月) 4個季度，廣東海洋大學(xué)南海漁業(yè)資源監(jiān)測與評估中心在南海三省區(qū)的14個主要漁港，對南海的單拖漁船、雙拖漁船、拖蝦漁船、圍網(wǎng)漁船、罩網(wǎng)漁船、刺網(wǎng)漁船、釣漁船、籠壺漁船以及張網(wǎng)船的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查收集，數(shù)據(jù)記錄的內(nèi)容包括：漁船的主機(jī)功率、作業(yè)天數(shù)、作業(yè)海域、船員數(shù)、漁獲種類與產(chǎn)量等，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自漁船各個季度的銷售結(jié)算單或者是船上的生產(chǎn)記錄本，從而保證調(diào)查數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性與完整性。

1.2 CPUE單位收集與整理

收集國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，整理并記錄CPUE出現(xiàn)的單位表示方法，并按照漁船的作業(yè)方式對CPUE單位進(jìn)行歸納整理(表1)，一共收集了24個CPUE的單位(表2)。

表1 CPUE單位整理 Tab.1 CPUE units collected according to different fishing types

表2 CPUE單位編號 Tab.2 CPUE units list

1.3 CPUE單位標(biāo)準(zhǔn)化方法

篩選過程：根據(jù)通用性、相似性、穩(wěn)定性3個篩選標(biāo)準(zhǔn)，對CPUE的24個單位表達(dá)式逐步篩選得出CPUE標(biāo)準(zhǔn)化單位。由CPUE標(biāo)準(zhǔn)化單位確定CPUE標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)形式，并在此基礎(chǔ)上，對南海區(qū)主要9種捕撈方式的CPUE進(jìn)行實(shí)證分析(圖1)。

2 結(jié)果與分析

2.1 CPUE篩選

2.1.1 通用性篩選 對已整理的24個CPUE單位進(jìn)行通用性標(biāo)準(zhǔn)篩選，通用性篩選是以能夠?qū)Ω鞣N作業(yè)方式均適用原則，首先逐一列出不具通用性的CPUE單位，并闡述其原因；最后余下的單位歸類為多種漁業(yè)通用型CPUE單位。

經(jīng)過通用性篩選，24個CPUE單位不具通用性 的有16個(表3)，多種漁業(yè)通用的CPUE單位有8個(表4)。

2.1.2 相似性篩選 將具有通用性的8個CPUE單位分為2類(表5)，并且闡述其分類依據(jù)。

第1組CPUE的5個單位表達(dá)式表示漁獲量與作業(yè)時間的比值關(guān)系。針對漁獲量的表述：克(g)是科學(xué)單位，對其精確度要求高，生產(chǎn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)操作中較難實(shí)現(xiàn)；噸(t)是質(zhì)量的延伸單位，對于漁獲量相對較少的小型流刺網(wǎng)或籠壺等作業(yè)方式不適用；在國際單位制的基本單位中，質(zhì)量的計(jì)量單位是千克(kg)。針對時間的表述：不同作業(yè)方式漁船的工作時間不一致，單拖漁船多是白天作業(yè)，罩網(wǎng)和圍網(wǎng)漁船是晚上作業(yè)，刺網(wǎng)漁船等是根據(jù)流水情況不定期作業(yè)，因此在作業(yè)時間方面，選擇天(d)作為多漁業(yè)作業(yè)時間統(tǒng)計(jì)單位最合適。所以在描述漁獲量與時間關(guān)系的CPUE最佳統(tǒng)計(jì)單位為kg/d。

圖1 CPUE標(biāo)準(zhǔn)化流程 Fig.1 CPUE standard process diagram

表3 不具通用性的CPUE單位 Tab.3 Special CPUE units

表4 通用的CPUE單位 Tab.4 Common CPUE units

表5 CPUE單位相似性分組 Tab.5 CPUE units group by similarity

第2組CPUE的3個單位表述的是漁獲量與漁船功率和作業(yè)天數(shù)之間的關(guān)系。同樣，噸(t)是質(zhì)量的延伸單位，在生產(chǎn)調(diào)查中應(yīng)選擇kg作為產(chǎn)量單位。比較kg/kW與kg/(kW·d)：kg/kW表示1個周期內(nèi)漁船每kW的漁獲量；kg/(kW·d)表示的是平均每天每千瓦漁船的漁獲量。考慮到周期的不確定性，所以第二組CPUE的最佳單位表達(dá)式：kg/(kW·d)。

通過相似性篩選，CPUE僅留下2個單位：kg/d和kg/(kW·d)。

2.1.3 穩(wěn)定性篩選 依據(jù)CPUE這2個單位的統(tǒng)計(jì)方法，對2016年夏季南海區(qū)9種不同捕撈方式之間的CPUE統(tǒng)計(jì)，計(jì)算并比較各自統(tǒng)計(jì)上的變異系數(shù)值(表6)。

通過比較發(fā)現(xiàn)，利用CPUE單位kg/(kW·d)計(jì)算的變異系數(shù)值比單位kg/d計(jì)算出的結(jié)果小，莫苑敏等(2014)通過這2種方法分別估計(jì)2007年夏季北部灣底拖網(wǎng)漁業(yè)產(chǎn)量：通過單船平均產(chǎn)量估算總產(chǎn)量的變異系數(shù)為14.65%，而通過每kW平均產(chǎn)量估算總產(chǎn)量的變異系數(shù)僅為1.13%，這表明在對生產(chǎn)數(shù)據(jù)捕撈效率的統(tǒng)計(jì)方面，CPUE單位kg/(kW·d)比單位kg/d更穩(wěn)定。所以，在統(tǒng)計(jì)的穩(wěn)定性方面，CPUE單位kg/(kW·d)比單位kg/d計(jì)算的結(jié)果更穩(wěn)定，且估計(jì)的總產(chǎn)值更準(zhǔn)確。

通過穩(wěn)定性篩選，CPUE僅留下單位kg/(kW·d)。

表6 2016年夏季不同捕撈方式的CPUE計(jì)算穩(wěn)定性差異比較 Tab.6 Comparison of stability differences based on CPUE between different fishing types in summer 2016

2.2 CPUE標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)式

經(jīng)過3個篩選步驟，最終確定CPUE標(biāo)準(zhǔn)化單位為：kg/(kW·d)。

此單位值的計(jì)算路徑為：某漁船以千克為單位的總產(chǎn)量除以獲取產(chǎn)量的作業(yè)天數(shù)與漁船以千瓦為單位的主機(jī)功率乘積之商。所述總產(chǎn)量是指某捕撈漁船捕獲的不以價值為取向的所有種類的總質(zhì)量。所述作業(yè)天數(shù)是指某捕撈漁船扣除停港、航行、避風(fēng)時間后以天為整數(shù)的捕獲總產(chǎn)量的所有時間的總和，包含航次內(nèi)作業(yè)周期間的間歇和故障處理時間。所述主機(jī)功率是指某捕撈漁船驅(qū)動航行動力的總功率。

2.3 實(shí)證分析

根據(jù)2016年春、夏、秋及冬4個季度南海區(qū)三省主要漁港的9種捕撈方式的生產(chǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合CPUE標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)形式計(jì)算和比較不同作業(yè)方式CPUE的均值情況(圖2)，結(jié)果顯示，單拖、雙拖、拖蝦、罩網(wǎng)、刺網(wǎng)、釣具、籠壺、張網(wǎng)和圍網(wǎng)對應(yīng)的CPUE平均值依次為3.95、8.77、3.11、4.81、4.96、2.35、3.08、4.73和29.57 kg/(kW·d)，根據(jù)CPUE均值的大小排序順序?yàn)镃PUE圍網(wǎng)＞CPUE雙拖＞CPUE刺網(wǎng)＞ CPUE罩網(wǎng)＞CPUE張網(wǎng)＞CPUE單拖＞CPUE拖蝦＞CPUE籠壺＞ CPUE釣具。去掉最大值和最小值，不同作業(yè)方式漁船 的CPUE平均值為4.77 kg/(kW·d)。

圖2 2016年全年不同作業(yè)方式之間CPUE比較 Fig.2 Comparison of CPUE between different fishing types in 2016

3 討論

3.1 CPUE單位篩選與單位標(biāo)準(zhǔn)化合理性討論

在CPUE的單位篩選環(huán)節(jié)，首先通過通用性標(biāo)準(zhǔn)，篩選出各種捕撈方式均能適用的8個CPUE單位；再通過相似性標(biāo)準(zhǔn)分組篩選，得到2組CPUE最佳單位，分別為kg/(kW·d)和kg/d；最后通過穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，將這2個單位，通過一捕撈實(shí)例計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)值，最終確定穩(wěn)定性最好的CPUE單位為kg/(kW·d)。篩選的方法多樣，不僅限于本研究提出的這3種方法，例如，對kg/(kW·d)和kg/d單位篩選，可以根據(jù)它們的技術(shù)表示效果(即技效性)：kg/d表示漁船每天的產(chǎn)量；而kg/(kW·d)表示漁船每千瓦天的產(chǎn)量，即表示某種漁具在一定時間與資本的投入下的產(chǎn)出情況。假設(shè)2艘不同功率的漁船的作業(yè)海域、作業(yè)時間和漁獲量都相同，通過kg/d與kg/(kW·d)分別計(jì)算 2艘船的CPUE值大小，會出現(xiàn)“相同”與“不相同”2種相反的結(jié)果，但二者真實(shí)捕撈能力是不一樣的。所以，從技效性篩選方面，篩選出的結(jié)果與通用性篩選的結(jié)果是一致的。篩選的最終目的，是在眾多CPUE單位中篩選出一個對不同捕撈方式都適用、參數(shù)簡單且在實(shí)際漁港調(diào)查中容易獲取、并能體現(xiàn)其捕撈能力的最佳表達(dá)式。

本研究是將漁船功率和作業(yè)時間的乘積作為捕撈努力量單位表達(dá)形式，一方面，是因?yàn)闈O具可能有詳細(xì)數(shù)據(jù)，但不及漁船的噸位和功率資料完善；另一方面，漁船的大小以及漁船的噸位與漁船的功率相關(guān)性較強(qiáng)，且網(wǎng)具規(guī)模和尺寸的增大也需要主機(jī)功率隨之增大，漁船功率的大小一定程度上可以反映捕撈能力的大??；莫苑敏等(2014)在研究中指出，單船每kW估算產(chǎn)量可以平抑不同漁船之間由于漁況、天氣、漁船性能和漁民技術(shù)熟練程度等造成的產(chǎn)量差異，明顯縮小各層內(nèi)的樣本方差。所以本研究將漁船功率與時間的乘積(即kW·d)作為捕撈努力量的單位表達(dá)形式，并確定多鐘漁業(yè)CPUE單位標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)形式為kg/(kW·d)。

單位標(biāo)準(zhǔn)化后的CPUE可以對不同作業(yè)類型的漁船捕撈效率進(jìn)行量化，可以對其進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析與比較。在日常捕撈生產(chǎn)漁港調(diào)查中，按照漁船功率段分層抽樣的方法進(jìn)行調(diào)研，可以大大提高估計(jì)精度，減少人力、成本等。CPUE單位統(tǒng)一化后可以實(shí)現(xiàn)對不同捕撈方式之間統(tǒng)一、規(guī)范的調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作，從而可以進(jìn)行不同漁業(yè)之間的比較分析，認(rèn)識與了解漁船的捕撈努力量與漁獲量之間存在的規(guī)律；可以反映不同漁業(yè)CPUE在數(shù)值上的長期變動情況，進(jìn)而分析、研究該現(xiàn)象的變動趨勢，綜合分析和評價不同漁業(yè)之間的關(guān)系；可以比較相同時間、同樣油耗情況下漁獲量的情況，反映不同捕撈方式之間的捕撈效率，體現(xiàn)不同作業(yè)類型漁船的自動化程度、機(jī)器化水平及其科技的運(yùn)用等。

3.2 實(shí)證分析CPUE隨捕撈方式變化

CPUE單位標(biāo)準(zhǔn)化后，對2016年4個季度不同作業(yè)方式的均值比較：CPUE圍網(wǎng)＞CPUE雙拖＞CPUE刺網(wǎng)＞ CPUE罩網(wǎng)＞CPUE張網(wǎng)＞CPUE單拖＞CPUE拖蝦＞CPUE籠壺＞ CPUE釣具，對應(yīng)的CPUE平均值依次為29.57、8.77、4.96、4.81、4.73、3.95、3.11、3.08和2.35 kg/(kW·d)，對此現(xiàn)象分析，主要是由于不同作業(yè)方式具有不同的捕撈原理、作業(yè)特征和捕撈對象所致。圍網(wǎng)漁船捕撈對象主要是集群性的中上層魚類，如鮐魚、眼鏡魚、藍(lán)圓鲹、竹筴魚、沙丁魚、鰹等，具有生產(chǎn)規(guī)模大，網(wǎng)次產(chǎn)量高的特點(diǎn)(劉維等,2012)，因此，圍網(wǎng)的CPUE均值最高，但其生產(chǎn)技術(shù)水平要求也高。雙拖是漁獲產(chǎn)量最高的捕撈方式，需要2艘漁船共同操作，漁船功率較大，具有拖速快、作業(yè)范圍廣、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，雙拖漁船的CPUE均值僅次于圍網(wǎng)漁船。刺網(wǎng)具有漁具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、對漁船動力要求較低、作業(yè)范圍廣、選擇性好等特點(diǎn)，因此，刺網(wǎng)的CPUE均值也相對較高。而釣具和籠壺CPUE均值最低的原因是，釣具一鉤一線，籠壺依靠捕撈對象生活習(xí)性進(jìn)行誘捕，他們的選擇性較強(qiáng)、漁獲物相對較少。

鄒建偉等(2016)在 2015 年北部灣北部沿岸伏季休漁效果評價中對桁桿拖網(wǎng)、燈光罩網(wǎng)、刺網(wǎng)、釣具、籠壺的捕撈努力量(kW·d)和捕撈產(chǎn)量(kg)等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，基于此數(shù)據(jù)計(jì)算CPUE值依次為：2.88、2.65、3.55、0.82、4.58 kg/(kW·d)；本研究中單拖、罩網(wǎng)、刺網(wǎng)、釣具、籠壺CPUE均值依次為3.11、4.81、2.35、3.08、4.73 kg/(kW·d)。除釣具差異較大外，其他作業(yè)類型的CPUE值近似，分析釣具差異的原因可能是，由于北部灣近岸經(jīng)常受高強(qiáng)度捕撈(付奕奕,2012)，導(dǎo)致釣具對北部灣近岸魚類選擇性比南海海域少。分析本研究中圍網(wǎng)船CPUE均值異常高的原因，捕撈努力量在功率方面僅考慮了漁船的主機(jī)功率，忽略了作業(yè)集魚燈的功率影響(南海區(qū)三省調(diào)查的圍網(wǎng)漁船都是燈光作業(yè)漁船)，其作業(yè)方式有別于其他作業(yè)類型網(wǎng)具，它是靠漁船燈光的誘集進(jìn)行圍捕，若引入燈光功率作為捕撈努力量的一部分，可以縮小與其他捕撈方式CPUE之間的差異。

通過實(shí)證分析表明，CPUE標(biāo)準(zhǔn)化后具有統(tǒng)計(jì)功能，對不同作業(yè)方式均適用，且可以進(jìn)行不同作業(yè)方式之間捕撈能力的初步比較。根據(jù)CPUE均值大小比較9種作業(yè)方式之間捕撈能力的大小依次為：圍網(wǎng)＞雙拖＞刺網(wǎng)＞罩網(wǎng)＞張網(wǎng)＞單拖＞拖蝦＞籠壺＞釣具。

4 展望

傳統(tǒng)CPUE存在不確定性和計(jì)算單位不統(tǒng)一性，以及解析與意義不完整等問題，本研究中CPUE經(jīng)單位標(biāo)準(zhǔn)化后彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CPUE的不足，并具備了評估不同漁船之間的捕撈效率、初步衡量資源相對豐度指數(shù)、評估漁業(yè)資源利用水平和進(jìn)行捕撈產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)等功能。該標(biāo)準(zhǔn)化方法一定程度上達(dá)到預(yù)期的效果，簡化與規(guī)范了漁業(yè)生產(chǎn)調(diào)查中的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，但也存在明顯的不足：CPUE單位標(biāo)準(zhǔn)化后僅考慮了時間和漁船功率參數(shù)的影響，忽略了漁船人數(shù)、船長、船齡、捕撈技術(shù)、先進(jìn)的探魚設(shè)備等其他影響CPUE的重要因素(Salthauget al，2001)；CPUE值還無法直接代表漁業(yè)資源的豐度狀況，需要結(jié)合捕撈海域的環(huán)境、年與月的效應(yīng)、區(qū)域性等因素，運(yùn)用模型的思想，去除相關(guān)因素的影響，重構(gòu)資源與CPUE之間的正比關(guān)系。因此，在下一步的工作中，將繼續(xù)探尋CPUE標(biāo)準(zhǔn)化的創(chuàng)新方法，逐漸完善對海洋捕撈的CPUE標(biāo)準(zhǔn)化過程，選擇更加合理的參數(shù)加入到標(biāo)準(zhǔn)化公式中來，達(dá)到生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)與科研探究雙贏的效應(yīng)。此外，廣東海洋大學(xué)漁業(yè)資源監(jiān)測與評估中心已收集到最新的南海區(qū)漁船的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用CPUE來分析不同捕撈方式之間的生產(chǎn)與效率情況，結(jié)合多種捕撈漁具和歷史數(shù)據(jù)，分析CPUE長期的波動趨勢，來綜合分析南海漁業(yè)資源長期的變化情況和資源的豐度狀態(tài)，進(jìn)而為政府提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和政策性參考建議。