孫嘉畦,楊 軍,谷海峰,陳 雷,趙忠放,李佳星,尹增強(qiáng)
(大連海洋大學(xué),a海洋科技與環(huán)境學(xué)院;b.水產(chǎn)與生命學(xué)院,遼寧 大連 116023)
菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)又稱雜色蛤、花蛤、蜆子、蛤蜊等,隸屬于軟體動(dòng)物門瓣鰓綱簾蛤目簾蛤科蛤仔屬。菲律賓蛤仔喜棲于安靜水域,在大西洋、印度洋以及太平洋均有分布,在中國常見于遼寧、山東、江蘇、福建廈門等海域。菲律賓蛤仔為濾食性性貝類,具有較強(qiáng)的攝食濾水性,濾水率達(dá)5.4 L/(g·h)[1],可促進(jìn)水域中浮游植物生長和改變浮游植物群落結(jié)構(gòu),對改善水域生態(tài)環(huán)境有著積極影響[2],具有生長發(fā)育過程快、養(yǎng)殖周期短、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),是中國四大養(yǎng)殖貝類之一。菲律賓蛤仔肉質(zhì)鮮美,營養(yǎng)豐富,廣受人們喜愛[3]。目前,關(guān)于菲律賓蛤仔研究主要集中于不同因子對菲律賓蛤仔生化反應(yīng)影響[4,5]和不同地理群體間形態(tài)差異[3,6]。而有關(guān)王家島海域菲律賓蛤仔生長特征和資源評估研究未見報(bào)道,本研究基于王家島海域菲律賓蛤仔調(diào)查資料,對其生長特征和資源量評估進(jìn)行研究,以期對王家島海域菲律賓蛤仔資源合理利用有所裨益。
研究數(shù)據(jù)來源于2018年大連王家島現(xiàn)場調(diào)查資料。采樣工具為蛤耙子網(wǎng),設(shè)置12個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)選取32只菲律賓蛤仔活體,共采樣384只,并在采樣點(diǎn)立即測量殼長和體重。
1)解析大連王家島海域菲律賓蛤仔資源群體組成(體長組成、體重組成、平均體長和平均體重)。
2)擬合菲律賓蛤仔殼長-體重關(guān)系表達(dá)式:一般體長和體重的關(guān)系式呈冪函數(shù)相關(guān),其關(guān)系式為W=a·L b(式中,W代表體重,L代表殼長,a、b是相關(guān)參數(shù))[7]。所測為菲律賓蛤仔殼長和體重,因此將其殼長代替關(guān)系式中體長,并與體重進(jìn)行冪函數(shù)擬合。
3)求解個(gè)體殼長和體重的生長方程模型:菲律賓蛤仔個(gè)體生長方程選用Von Bertalanffy生長方程模擬。根據(jù)菲律賓蛤仔的現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對其生長曲率K和漸進(jìn)體長L∞的參數(shù)估算運(yùn)用FISATⅡ軟件中的體長頻率分析法ELEFAN I估計(jì);對于t0(理論初始年齡)的計(jì)算,則采用Pauly經(jīng)驗(yàn)公式[8],In(-t0)=-0.392 2-0.275 2InL∞-1.038InK;漸進(jìn)體重W∞運(yùn)用體長體重公式(W∞=a·L∞b)求得[7,9]。
4)評估王家島海域菲律賓蛤仔的資源生物量:應(yīng)用體長股分析法,所需公式有:N t=C t·(M+F t)/F t;C i=N i+Δt·(F i/(M+F i)·(e(M+F i)Δt i-1)[式中,Δt i=(t i+1-t i),t i=t0-(1/K)·In(1-(L i/L∞)];N i=N i+Δt·e M+F i。
式中,Nt、Ct和Ft分別表示菲律賓蛤仔最大殼長時(shí)對應(yīng)的資源量、漁獲量和瞬時(shí)捕撈死亡率,Ni、Ci和Fi分別表示菲律賓蛤仔在i齡時(shí)的資源生物量、漁獲量和瞬時(shí)捕撈死亡率,Ni+△t表示菲律賓蛤仔在i+△t齡時(shí)的資源生物量,M表示菲律賓蛤仔群體的瞬時(shí)自 然死亡率,可由Pauly經(jīng)驗(yàn)公式[10]:InM=-0.006 6-0.279InL∞+0.654 3InK+0.463 4InT計(jì)算求得,T為棲息海域的年均溫度,本研究選取16℃。
根據(jù)大連王家島海域采樣數(shù)據(jù),求得菲律賓蛤仔資源群體的殼長范圍為19.5~37.2 mm,均值為26.4 mm,優(yōu)質(zhì)殼長組為24~27 mm和27~30 mm,兩者共占樣本菲律賓蛤仔數(shù)量的75.5%(圖1);菲律賓蛤仔體重為1.3~7.3 g,均值為3.2 g,體重分布主要集中在2.6~3.5 g,占樣本數(shù)量的42.4%(圖2)。
圖1 菲律賓蛤仔殼長組成
圖2 菲律賓蛤仔體重組成
對384個(gè)菲律賓蛤仔樣本運(yùn)用協(xié)方差分析(ANCOVA)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,菲律賓蛤仔雌雄個(gè)體之間的殼長與體重關(guān)系無顯著差異(P>0.05),將雌雄合并后擬合體重與殼長的冪函數(shù)關(guān)系(圖3)。
圖3 菲律賓蛤仔殼長和體重關(guān)系式
2.3.1 殼長生長方程與體重生長方程根據(jù)2018年王家島海域菲律賓蛤仔資源群體的生物學(xué)調(diào)查資料,將殼長分布資料按2 mm的間距進(jìn)行統(tǒng)計(jì),求得殼長分布頻率數(shù)據(jù),運(yùn)用FISATⅡ軟件中的ELEFAN I方法,可得Von Bertalanffy生長方程的參數(shù):生長曲率K=0.51a-1,漸進(jìn)體長L∞=58 mm,理論上初始年齡t0數(shù)值是-0.44。根據(jù)殼長-體重函數(shù)關(guān)系式可得出,菲律賓蛤仔的漸進(jìn)體重W∞=a·L∞b=4×10-4×582.7039=23.45 g。因此,菲律賓蛤仔個(gè)體的殼長生長方程和體重生長方程分別為:L t=58×(1-e-0.51×(t+0.44))、Wt=23.45×(1-e-0.51×(t+0.44))2.7309。
2.3.2 殼長與體重瞬時(shí)生長速度根據(jù)個(gè)體殼長生長方程L t=58×(1-e-0.51×(t+0.44)),得出菲律賓蛤仔的殼長生長速度方程為:dLt/dt=29.58×e-0.51(t+0.44);由體重生長方程Wt=23.45×(1-e-0.51×(t+0.44))2.7309,得出菲律賓蛤仔的體重生長速度方程為:dWt/dt=33.34×e-0.51(t+0.0.44)[1-e-0.51(t+0.44)]1.7309。通過殼長生長速度方程可以繪制殼長生長速度關(guān)于年齡的曲線,根據(jù)體重生長速度方程繪制體重生長速度關(guān)于年齡的曲線(圖4)。由圖4可以看出,菲律賓蛤仔資源群體的殼長生長速度隨著年齡的增長逐漸減慢,體重生長速度先隨年齡的增長而逐漸加快,達(dá)到5.45 g/a后,開始逐漸變緩。體重生長速度從快轉(zhuǎn)慢處對應(yīng)的年齡稱為體重生長拐點(diǎn)年齡[7,9],由公式d2Wt/dt2=0可得,t=1.51齡。體重生長拐點(diǎn)年齡時(shí)的殼長和體重分別為36.55 mm和6.73 g。
圖4 殼長和體重生長速度曲線
臨界年齡是指同一時(shí)代漁業(yè)資源群體在未被人類開發(fā)利用的條件下,資源群體生物量達(dá)到最大值時(shí)的年齡,或者個(gè)體重量相對生長速度與群體瞬時(shí)自然死亡率相等時(shí)的年齡[7,9]。由Pauly經(jīng)驗(yàn)公式[8]:lnM=-0.006 6-0.279lnL∞+0.654 3lnK+0.463 4 lnT,T代表?xiàng)⒑S騾^(qū)的年平均海水溫度,本研究采用T=16℃,求得自然死亡系數(shù)(M)約為0.862a-1。依據(jù)Von Bertalanffy體重生長方程以及自然死亡系數(shù)M值,由dW/(Wdt)≈M,求得菲律賓蛤仔的臨界年齡為1.56齡,代入殼長和體重生長方程,相應(yīng)臨界體長值為37.1 mm,臨界體重值為7.02 g。
2.5.1 總死亡率、自然死亡率和瞬時(shí)捕撈死亡率根據(jù)殼長頻率數(shù)據(jù),求得轉(zhuǎn)換漁獲量曲線(圖5),經(jīng)線性回歸方程為:In(N/△t)=-3.44t+15.411,相關(guān)系數(shù)r=-0.973,由于擬合方程的斜率是-3.44,因此菲律賓蛤仔瞬時(shí)總死亡率Z的估量值為3.44,M≈0.862 a-1,則其瞬時(shí)捕撈死亡率F=Z-M=2.578 a-1。
圖5 根據(jù)變換殼長漁獲曲線估計(jì)總死亡系數(shù)
2.5.2 菲律賓蛤仔的資源量估算依據(jù)菲律賓蛤仔資源群體的殼長頻率分布數(shù)據(jù),設(shè)群體最大殼長的瞬時(shí)捕撈死亡率Ft=2.578 a-1;由體長股分析法,通過FISATⅡ軟件計(jì)算可得,大連王家島海域菲律賓蛤仔資源群體的數(shù)量是85.4億只,資源生物量是32 000 t。
資源群體殼長和體重的相關(guān)指標(biāo)是貝類生長特點(diǎn)的重要表征指標(biāo)。大連王家島海域菲律賓蛤仔平均殼長為26.4 mm,平均體重為3.2 g,殼長組集中在24~30 mm,約占75.5%,體重組集中在2.6~3.5 g,約占42.4%。與實(shí)際開捕規(guī)格相差較多,應(yīng)加大王家島海域菲律賓蛤仔的資源管控,避免使用小尺寸的網(wǎng)具捕撈。
科學(xué)制定菲律賓蛤仔的合理開捕規(guī)格和年捕撈產(chǎn)量是實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)。
1)開捕規(guī)格的確定。從生物學(xué)角度出發(fā),在考慮生物個(gè)體生長潛力的同時(shí),也要顧及群體世代生物量之間的變化,從其個(gè)體生長潛能角度考慮,應(yīng)在其體重生長拐點(diǎn)年齡后設(shè)定漁業(yè)利用開捕年齡;而從其群體世代生物量之間變化角度考慮,最佳開捕年齡應(yīng)為臨界年齡[11],此時(shí)群體世代的瞬時(shí)生物量達(dá)到最大值。大連王家島海域菲律賓蛤仔由當(dāng)?shù)貪O業(yè)管理部門和漁業(yè)生產(chǎn)單位依據(jù)實(shí)際情況安排捕撈時(shí)間,將由自然因素死亡而造成的漁業(yè)損失降到最低,在菲律賓蛤仔到達(dá)臨界年齡之前確定實(shí)際開捕年齡。根據(jù)拐點(diǎn)年齡和臨界年齡可以得知,菲律賓蛤仔開捕年齡可以確定在1.51~1.56齡之間比較合適,控制相應(yīng)殼長或體重,即菲律賓蛤仔的開捕殼長控制在36.6~37.1 mm,開捕體重控制在6.7~7.0 g較合理。
2)捕撈產(chǎn)量的確定。在依據(jù)現(xiàn)有資源量并綜合考慮該海域情況后確定實(shí)際捕撈產(chǎn)量,本研究菲律賓蛤仔的資源生物量為32 000 t。假定現(xiàn)有的資源生物量為獲取最大持續(xù)產(chǎn)量(MSY)時(shí)的生物量,根據(jù)F M S Y=M時(shí),MSY=F M SY×B M SY=0.5M K=0.5M B0[11],求出M S Y=1.38萬t,即最大可持續(xù)捕撈產(chǎn)量。