蔡建堤 徐春燕 馬超 劉勇 莊之棟

(福建省水產研究所,福建廈門 361013)

底拖網(wǎng)是目前海洋漁業(yè)生產中效益最高的漁具之一,其目的是為了捕撈更多具有經濟價值的漁獲物。但由于底拖網(wǎng)明顯缺乏選擇性,常常會造成大量非目標物種和經濟種類幼體死亡[1]。例如在底拖網(wǎng)拖曳路徑上,一些生物因直接接觸漁具或暴露在捕食環(huán)境下而死亡[2];在作業(yè)過程中由于網(wǎng)板犁剎、沉綱刮割、網(wǎng)囊拖抹[3],會在海底犁出很深的溝壑,破壞巖石和珊瑚,攪起沉積物使底棲生物窒息,并改變海底的自然地貌[4-5],從而降低了游泳動物棲息地異質性,影響了游泳動物的生存和繁衍。底拖網(wǎng)對環(huán)境所造成的損害是重大的和不可逆轉的[6],底拖網(wǎng)作業(yè)對海底的影響是公認的,對海洋生物多樣性和海洋漁業(yè)經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大威脅。

由于底拖網(wǎng)作業(yè)對生態(tài)系統(tǒng)以及生物多樣性的影響,底拖網(wǎng)在漁業(yè)管理方面受到了相當大的關注,許多國家和地區(qū)開展了大量關于底拖網(wǎng)的研究工作。底拖網(wǎng)對游泳動物群落結構的影響仍是目前底拖網(wǎng)研究的主要內容,主要反映底層游泳動物種類組成和數(shù)量分布等[7-15]。在底拖網(wǎng)漁業(yè)中,減少拖網(wǎng)對海底的干擾和物理影響一直是漁業(yè)管理的優(yōu)先事項。如果改變底拖網(wǎng)的作業(yè)水層,保持底層拖網(wǎng)處于離底拖曳狀態(tài),可以大大降低底拖網(wǎng)對底層海洋生態(tài)環(huán)境造成的破壞,保護底棲生物的生態(tài)環(huán)境。然而,將底層拖網(wǎng)改為離底作業(yè)方式會減少對底棲游泳動物的捕撈,從而影響拖網(wǎng)的捕撈量,改變漁獲物結構的組成。因此,有必要開展離底拖網(wǎng)漁獲物中游泳動物群落結構特征的專項研究,為底拖網(wǎng)改為離底拖作業(yè)的可行性提供依據(jù),并有助于深入了解底拖網(wǎng)對底層漁業(yè)資源的影響。

目前,國內外鮮見對離底拖網(wǎng)漁獲物組成和游泳動物群落結構的相關研究報道[7-15]。改變曳綱長度和增減浮沉力是控制拖網(wǎng)作業(yè)過程中網(wǎng)位變動的主要方法[16],而拖網(wǎng)網(wǎng)位的研究主要集中在中層拖網(wǎng)和中上層拖網(wǎng)上[16-18],控制底拖網(wǎng)的網(wǎng)位以及離底拖對漁業(yè)影響的研究國內尚未見報道。為深入研究底拖網(wǎng)對漁業(yè)資源的影響,探究底拖網(wǎng)改為離底拖網(wǎng)的可行性,本研究于2019年9月和2020年9月在福建海域兄弟島漁場開展了36個網(wǎng)次的底拖網(wǎng)專項試驗,通過調整拖網(wǎng)曳綱長度,保持底拖網(wǎng)作業(yè)貼底或者離底1 m的狀態(tài),以漁獲物的物種組成、漁獲量對數(shù)均值、優(yōu)勢度、多度譜、多樣性等為參數(shù),分析和比較貼底拖和離底拖的游泳動物群落結構變化,掌握底層和近底層漁業(yè)資源分布狀況,從而揭示底拖網(wǎng)對兄弟島漁場底層游泳動物群落結構影響,以期為底拖網(wǎng)的科學管理和調整近海捕撈作業(yè)結構提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

兄弟嶼位于閩南漁場西部東山近海,中心地理坐標為(117°39′51.84″E,23°33′2.16″N),其附近海域的兄弟島漁場是福建省的優(yōu)良漁場,盛產各種魚、蝦、蟹、頭足類等資源,是多種魚類產卵、索餌洄游成長的必經之地。

2019年9月和2020年9月在兄弟島漁場開展了2個航次的拖網(wǎng)試驗,每個航次白天晚上反復試驗,共設3個調查站位(見表1),每年分別在3個站位開展3次貼底拖和離底拖,共計36網(wǎng)次,每網(wǎng)拖曳時長為1 h。拖網(wǎng)生產有一定的隨機性和偶然性,為減少底拖網(wǎng)作業(yè)的隨機性和偶然性對游泳動物群落結構的影響,本文中所述的貼底拖漁獲物為3個站位貼底拖漁獲物的總和,離底拖漁獲物為3個站位離底拖漁獲物的總和。

調查船為“閩東漁61792”底拖網(wǎng)船(漁船噸位51 t,主機功率183 kW,網(wǎng)口寬度10.0 m,網(wǎng)口高度5.5 m,囊網(wǎng)網(wǎng)目1.8 cm),調查按《海洋漁業(yè)資源調查規(guī)范》(SC/T 9403—2012)進行。通過調整拖網(wǎng)的曳綱長度,使底拖網(wǎng)處于貼底或離底的狀態(tài)。離底狀態(tài)的控制:網(wǎng)位儀型號為DR-1050,固定在網(wǎng)具上綱中點,設定每20 s記錄1次數(shù)據(jù),即每20 s分別記錄1次網(wǎng)具上綱中點離海面的距離;測深儀器型號為DS-1026,通過調整曳綱長度的方法使拖網(wǎng)處于離底1 m的狀態(tài),即水深與網(wǎng)位之差為6.5 m。本次調查取全部漁獲物帶回福建省水產研究所生態(tài)實驗室進行種類鑒定和生物學測定,對每個種類分別進行稱量和計數(shù)。游泳動物種類鑒定主要參考《福建魚類志(上、下卷)》和《中國動物志(頭足綱)》《中國海洋動物圖集(第六冊)》《南海對蝦類》等文獻進行。

表1 調查站位經緯度

根據(jù)《福建海域主要捕撈種類最小可捕規(guī)格名錄(試行)》和《重要漁業(yè)資源品種可捕規(guī)格——海洋經濟魚類》(SC/T 9426.1—2016),確定經濟種類最小可捕規(guī)格為:帶魚(Trichiurushaumela)(肛長)210 mm、藍圓鲹(Decapterusmaruadsi)(叉長)150 mm、二長棘犁齒鯛(Evynniscardinali)(叉長)115 mm、銀鯧(Pampusargenteus)(叉長)150 mm、短尾大眼鯛(Priacanthusmacracanthus)(叉長)160 mm、擁劍梭子蟹(Portunushaanii)(頭胸甲寬)80 mm、長毛明對蝦(Fenneropenaeuspenicillatus)(體長)100 mm。

1.2 試驗方法

1.2.1 群落物種多度譜

游泳動物群落中的物種個體數(shù)為多度指標,物種個體數(shù)與該樣品總個體數(shù)的比值為多度比例。將每個物種的多度指標從大到小排序,可排成一個群落物種多度譜。多度譜曲線反映群落中物種間多度的關系,曲線越陡,則物種多度分布越不均勻;曲線平緩,則物種多度分布較均勻[19-20]。

1.2.2 群落結構多樣性

游泳動物群落結構的多樣性分析運用下列公式[14,21]。

Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)

(1)

(2)

(3)

(4)

式(1)～(4)中,Pi為第i種的多度比例,S為種類數(shù),N為總尾數(shù)。

1.2.3 McNaughton種類優(yōu)勢度指數(shù)

D2=(N1+N2)/N

(5)

式(5)中,D2為McNaughton 種類優(yōu)勢度指數(shù),N1、N2分別表示樣品中數(shù)量居第1、第2位的種類的尾數(shù),N為總尾數(shù)。

1.2.4 漁獲物對數(shù)均值

(6)

式(6)中,Ci是某一品種的漁獲量,N為品種數(shù),CA為漁獲物對數(shù)均值,反映資源的密度狀況[7]。

2 結果和分析

2.1 種類組成

2019年9月,貼底拖的漁獲物種類數(shù)比離底拖多40種,不同類群的種類數(shù)均比離底拖的多。貼底拖的漁獲物種類共有101種,其中魚類68種,蝦類9種,蟹類15種,頭足類5種,口足類4種;而離底拖的漁獲物種類共有61種,其中魚類40種,蝦類7種,蟹類7種,頭足類4種,口足類3種(見圖1)。

圖1 漁獲物的種類組成

2020年9月,貼底拖的漁獲物共有58個種類,比離底拖多23種。貼底拖的漁獲物中,魚類44種,蝦類2種,蟹類4種,頭足類7種,口足類1種;而離底拖的漁獲物共有35種,其中魚類27種,蝦類0種,蟹類4種,頭足類3種,口足類1種(見圖1)。

2.2 數(shù)量分布

2019年9月,貼底拖的漁獲物總數(shù)量是離底拖的3.5倍,多度指標值明顯高于離底拖(見圖2)。貼底拖的漁獲物對數(shù)均值為5.14,大于離底拖的4.89;離底拖的漁獲物優(yōu)勢度指數(shù)為0.45,大于貼底拖的0.34,個體數(shù)量較多的主要集中在火槍烏賊(Loligobeka)、鹿斑鲾(Leiognathusruconius)等物種。2020年9月,貼底拖的漁獲物總數(shù)量是離底拖的2.3倍,多度指標值高于離底拖(見圖2),漁獲量對數(shù)均值(4.98)大于離底拖(4.18);離底拖的漁獲物優(yōu)勢度指數(shù)為0.64,大于貼底拖的(0.51),個體數(shù)量較多的主要集中在二長棘犁齒鯛、鹿斑鲾。

注:縱坐標為ln(個體數(shù)量)+1,橫坐標為個體數(shù)量由大到小排序。

總體上,離底拖的漁獲物優(yōu)勢度指數(shù)為0.41,大于貼底拖的0.29,個體數(shù)量居第一、第二位的是火槍烏賊和二長棘犁齒鯛。通過對不同類群、總數(shù)量以及總體質量的比較,貼底拖的漁獲物總數(shù)量和總體質量均遠大于離底拖。貼底拖的漁獲量對數(shù)均值比離底拖高0.36,表明貼底拖網(wǎng)的漁獲物以底層游泳動物為主。貼底拖漁獲物總數(shù)量是離底拖的3.0倍,其中蝦類總數(shù)量是離底拖的16.4倍,蟹類總數(shù)量是離底拖的5.6倍,頭足類總數(shù)量是離底拖的2.4倍,口足類總數(shù)量是離底拖的1.4倍。通常成體蝦蟹類營底棲生活,攝食底棲生物,因此底層蝦蟹類分布較多,尤其是蝦類。

表2 貼底拖和離底拖作業(yè)方式中7種主要經濟種類幼魚比例

2.3 經濟幼魚比例

相比離底拖,2019年貼底拖漁獲物的經濟魚類中,幼魚的比例更高,為86.6%,數(shù)量也較多,為111尾。貼底拖的帶魚幼魚數(shù)量是離底拖的4倍,可見貼底拖作業(yè)會對帶魚幼魚造成較大的損害;貼底拖的漁獲物中,53.8%的藍圓鲹未達到最小可捕規(guī)格,其幼魚數(shù)量是離底拖的2倍,說明貼底拖作業(yè)會損害藍圓鲹幼魚;貼底拖的漁獲物中,79.3%的二長棘犁齒鯛未達到最小可捕規(guī)格,說明絕大部分的二長棘犁齒鯛分布于底層水域,因此貼底拖作業(yè)對二長棘犁齒鯛幼魚的損害巨大;在2019年貼底拖和離底拖的漁獲物中,銀鯧的個體均較大,銀鯧幼魚的比例未超過規(guī)定最小可捕規(guī)格的幼魚的比例(10%);短尾大眼鯛漁獲個體僅有1尾,未達到可捕規(guī)格;貼底拖長毛明對蝦的種群數(shù)量是離底拖的5倍,幼蝦僅出現(xiàn)在離底拖的漁獲物中,說明個體較大的長毛明對蝦喜歡棲息于底層;貼底拖和離底拖的擁劍梭子蟹幼蟹的比例超過70.0%,遠遠超過規(guī)定最小可捕規(guī)格的比例,可見拖網(wǎng)作業(yè)對擁劍梭子蟹幼蟹資源破壞強度巨大。

2020年的經濟魚類中,帶魚幼魚僅出現(xiàn)在貼底拖的漁獲物中,且幼魚的比例高達32.9%,而離底拖漁獲物中沒有出現(xiàn)帶魚幼魚;藍圓鲹幼魚也僅在貼底拖的漁獲物中出現(xiàn),幼魚的比例高達64.3%,因此說明,帶魚幼魚和藍圓鲹幼魚的損害均是由貼底層拖網(wǎng)造成的;二長棘犁齒鯛幼魚也僅在貼底拖的漁獲物中出現(xiàn),其中48.8%的個體未達到最小可捕規(guī)格,可見貼底拖網(wǎng)對二長棘犁齒鯛幼魚損害最為嚴重。在貼底拖和離底拖的漁獲物中,銀鯧個體數(shù)量較少,僅有4尾,其個體較大,均已達到可捕規(guī)格。貼底拖和離底拖漁獲物中100.0%的短尾大眼鯛個體未達到最小可捕規(guī)格;33.3%的擁劍梭子蟹未達到最小可捕規(guī)格,幼蟹通常僅在底層有分布,因此貼底拖更易對擁劍梭子蟹幼蟹造成損害(見表2)。

2.4 游泳動物群落結構

2019年9月,離底拖的漁獲物種類多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和優(yōu)勢度多樣性指數(shù)分別為2.58、0.63、8.77和0.59,貼底拖的漁獲物種類多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和優(yōu)勢度多樣性指數(shù)分別為3.18、0.69、12.28和0.71,可見貼底拖的漁獲物多樣性明顯更為豐富,優(yōu)勢種分布更均勻。離底拖的漁獲物多度譜曲線陡度較大,多度分布更不均勻;而貼底拖的漁獲物多度譜曲線前面部分變化較小,優(yōu)勢種多度分布較均勻。

2020年9月,離底拖的漁獲物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、種類豐富度指數(shù)和優(yōu)勢度多樣性指數(shù)分別為2.01、0.57、5.30和0.57,貼底拖的漁獲物種類多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和優(yōu)勢度多樣性指數(shù)分別為2.43、0.60、7.88和0.59,可見貼底拖的漁獲物多樣性更為豐富,優(yōu)勢種的分布更為均勻。

總體上,離底拖的漁獲物多度譜曲線陡度較大,多度分布更不均勻,而貼底拖的漁獲物多度譜曲線前面部分變化較小,優(yōu)勢種多度分布較均勻。

3 討論

3.1 群體組成

本研究共獲得游泳動物15目37科51屬67種,其中貼底拖的物種總數(shù)為126種(2019年101種,2020年58種),離底拖的物種總數(shù)為79種(2019年61種,2020年35種)。這一結果表明,在研究海域,棲息于底層的種類較多。由于大部分蝦類和蟹類更喜歡生活在底層,因此貼底拖漁獲物中蝦類、蟹類的總數(shù)量分別是離底拖的16.4、5.6倍。而在兩種拖網(wǎng)方式的漁獲物中,個體數(shù)量占比1%以上的魚類、頭足類種類數(shù)相當,這可能與不同類群游泳動物的活動能力不同有關。劉勇等[22]認為,甲殼類活動能力差,處于海洋最底水層,頭足類活動能力較強,能活躍于多個水層,而魚類活動能力最強,能長期持續(xù)在多個水層之間游動。

貼底拖總漁獲物的個體數(shù)量是離底拖的近3倍,可見兄弟島漁場底拖網(wǎng)的捕撈對象以底層游泳動物為主。因此,將底層拖網(wǎng)改為離底拖網(wǎng)將對底拖網(wǎng)的捕撈效益產生較大影響。只有在近底層漁業(yè)資源比較豐富的海區(qū),離底拖才能兼具社會效益和捕撈效益。如在南海部分地區(qū)的底拖網(wǎng)漁業(yè)中,捕撈對象發(fā)生了很大變化,底層魚類逐步減少,近底層魚類有所增加[1]。因此,在南海部分地區(qū),可以通過調整底層拖網(wǎng)處于離底狀態(tài)的作業(yè)方式,減輕貼底拖網(wǎng)對南海漁業(yè)資源的捕撈壓力,提高對近底層魚類的捕撈效果[1],從而提高離底拖的經濟效益。底拖網(wǎng)作業(yè)的貼底程度會對漁獲量造成一定影響[23],表明游泳動物在近底層垂直空間上可能具有不同的群落結構特征。通過比較不同的底拖網(wǎng)貼底程度可以揭示不同種類底棲生物的生活習性,為底拖網(wǎng)研究和管理提供更有價值的參考資料。然而,如何精確地保持底拖網(wǎng)離底的距離及評估拖網(wǎng)對海底的干擾和物理影響仍有待進一步調查和研究。

本研究從類群結構組成上看,貼底拖網(wǎng)漁獲游泳動物種類有126種,其中魚類88種,占69.8%,甲殼類29種,占23.1%,頭足類9種,占7.1%;貼底拖網(wǎng)漁獲游泳動物種類有79種,其中魚類54種,占68.4%,甲殼類19種,占24.0%,頭足類6種,占7.6%。貼底程度影響漁獲游泳動物種類的組成,而不同類群的占比似乎不受影響。底層和近底層的游泳動物類群比例和結構組成相近,而貼底拖網(wǎng)的物種數(shù)和個體數(shù)要高于離底拖,導致底層和近底層游泳動物的組成存在一定差異。究其原因,可能是底層和近底層物種發(fā)生了一定程度的遷移和交換,使得物種類群組成相近,但底層有更多的餌料生物,因而底層游泳動物的種類數(shù)和個體數(shù)量要高于近底層。劉勇等[20]認為,魚類、甲殼類、頭足類這3類生物之間的比例關系,可能是3類生物相互競爭、相互適應、長期演化的結果。

3.2 幼魚比例

底拖網(wǎng)的過度捕撈使海洋生物種群結構中位于較低營養(yǎng)級的魚類生物的比例增加,群體結構發(fā)生了變化[7]。貼底拖漁獲物以小型的鹿斑鲾、火槍烏賊和小個體的二長棘犁齒鯛為主,生命周期長、營養(yǎng)級高的鲆鰈類、鰨類、鯊類、魚工鰩類、鯛類等種類數(shù)和種群數(shù)量則較少,且主要經濟種類帶魚、銀鯧等的漁獲比例也明顯較低,漁獲物種類呈現(xiàn)小型化、低齡化、低質化的特點。樊偉等[7]也認為,由于拖網(wǎng)過度捕撈使東海海洋食物網(wǎng)逐步降低、海洋生態(tài)系統(tǒng)趨于惡化。貼底拖漁獲物中未達到最小可捕規(guī)格的經濟幼魚的比例很大,除了銀鯧和長毛明對蝦個體較大外,短尾大眼鯛均為幼魚,100.0%的個體未達到可捕規(guī)格,帶魚、藍圓鲹、二長棘犁齒鯛和擁劍梭子蟹的幼魚比例也均大于最小可捕規(guī)定的幼魚比例。底拖網(wǎng)無疑是對幼魚資源破壞強度最大的作業(yè)方式[1],對漁業(yè)資源的繁殖有很大影響,必須采取有效的管理措施,以利于漁業(yè)資源保護。按照《福建海域主要捕撈種類最小可捕規(guī)格名錄(試行)》規(guī)定,“在捕撈作業(yè)的漁獲品種中未達到最小可捕規(guī)格的幼魚超過20%,應轉移漁場作業(yè)”,表明本研究區(qū)域不適合開展拖網(wǎng)捕撈活動。

3.3 底拖網(wǎng)對物種多樣性的影響

物種多樣性指數(shù)是度量生物多樣性高低及空間分布特征的數(shù)值指標,被廣泛應用于群落結構變化等研究中[24-25]。多樣性指數(shù)H′與水深、底溫、底鹽等有關[26-32]。本研究區(qū)域的主要環(huán)境要素基本一致,但貼底拖和離底拖的游泳動物多樣性指數(shù)H′存在較大的差別,說明底拖網(wǎng)作業(yè)的近底程度對物種多樣性有較大影響。貼底拖的游泳動物優(yōu)勢度指數(shù)為0.43,50%以上的種群數(shù)量集中在6個種[火槍烏賊、二長棘犁齒鯛、鷹爪蝦(Trachypenaeuscurvirostris)、鹿斑鲾、七星底燈魚(Benthosemaprerotum)和帶魚],優(yōu)勢種較分散,Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)為2.81,說明物種較豐富;而離底拖的游泳動物優(yōu)勢度指數(shù)為0.55,50%以上的種群數(shù)量集中在3個種(火槍烏賊、二長棘犁齒鯛、鹿斑鲾),優(yōu)勢種相對更為集中,Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù)為2.30,說明物種數(shù)和總尾數(shù)較少?？梢?優(yōu)勢種在數(shù)量上的優(yōu)勢程度會對游泳動物群落結構產生影響,在一定程度上決定物種的多樣性[32]。優(yōu)勢度指數(shù)與多樣性指數(shù)的關系為:

D2=1.13-0.25H′,F=173.85,R=0.987,

N=12

(7)

式(7)中,D2為優(yōu)勢度指數(shù),H′為Shannon-Wiener種類多樣性指數(shù),R為回歸系數(shù),F為F檢驗,N為樣本數(shù)。上式說明優(yōu)勢度與多樣性指數(shù)成反比關系,多樣性指數(shù)減少值為優(yōu)勢度指數(shù)增加值的4倍,即隨著優(yōu)勢度指數(shù)增加,將導致生物多樣性的快速下降。蔡建堤等[33]的研究也說明優(yōu)勢種所占資源比例的大小勢必影響其他物種的多度分布,改變物種多度分布格局。貼底拖造成數(shù)量占優(yōu)的生物群體大量損失,優(yōu)勢種優(yōu)勢地位下降,小個體生物則進一步增多[8,12]。