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引入鱼钩尺寸作为收获控制规则管理措施的工具,以改善印度尼西亚石斑鱼种群

介绍
鱼类资源减少的趋势仍然是当今全球渔业面临的主要挑战(Pauly & Zeller,2016)。各种研究表明,有效的渔业管理有助于扭转种群数量下降的趋势,但需要必要的支持性先决条件,例如管理能力、政策和渔业数据。用于种群评估的充足渔业数据是设计有效管理策略的基础(Hilborn et al., 2020)。然而,成本和有限的技术能力是大多数渔业获取“足够”数据的两个主要挑战(Ault 等人,2019)。作为解决这一问题的选项之一,Prince & Hordyk(2019) 建议在捕捞中实施规模选择性,作为扭转种群数量下降的初步渔业管理措施。管理尺寸选择性意味着渔业应负责将渔获量控制在鱼类成熟度以上的尺寸或年龄(Prince & Hordyk,2019),尽管在没有对渔获量控制的年龄和能力进行研究的情况下,实施仍然是一个挑战。

渔业中尺寸选择性的研究旨在估计特定目标物种首次捕获的长度或年龄,并代表影响鱼类脆弱性的综合因素,作为种群评估的一部分(Maunder 等,2014)。渔业特定选择性的研究包括两个模型函数:接触选择性和可用性。前者是鱼在遇到渔具时被捕获的概率,而后者则显示鱼由于空间和时间运动或分布而存在或遇到渔具的概率(Maunder et al., 2014))。渔具选择性可以估计并通常假设为鱼的长度或大小的函数;因此,渔获量的长度组成可用于近似渔获量的年龄结构(Piner et al., 2018)。

在渔业管理中,应用尺寸选择性来控制渔获量可能是在数据匮乏的渔业中实现种群和产量可持续性目标的简单方法。尺寸选择性是根据所管理种群的情况,基于某个参考点(例如产卵潜力比或 SPR)来确定的,例如,通过将最小捕获长度增加到成熟长度之上(Prince & Hordyk,2019) 。尺寸选择性方法也可以作为防止种群数量下降的初步渔业管理措施(Prince & Hordyk,2019)。例如,2018 年美国密歇根州渔业令第 202.19 号关于特殊钩尺寸捕捞法规的渔业钩尺寸法规已适用于淡水捕捞。在波斯湾,针对该地区的休闲海洋渔业提出了鱼钩尺寸规定,因为使用较大的鱼钩和较大的饵料进行捕捞会影响目标物种的开发模式(Herrmann 等,2018)。此外,中西太平洋渔业委员会 (WCPFC) 在 2018 年科学委员会例会上研究了使用鱼钩尺寸作为投入控制工具的前景 ( Gilman et al., 2018))。

石斑鱼(Serranidae:Epinephelinae)在热带和亚热带国家沿海社区渔业中发挥着重要作用,提供蛋白质来源和生计,特别是对于小型渔业(Frisch 等,2016;Halim 等,2019);Sadovy de Mitcheson 等,2013)。过去十年中,全球捕捞渔业石斑鱼产量持续增长,2017 年总产量(44.3 万吨)几乎是前十年 2007 年产量(22.6 万吨)的两倍(粮农组织,2019 年)。印度尼西亚是世界最大的鱼类生产国之一,在全球石斑鱼生产中发挥着关键作用,占全球石斑鱼产量的25%(粮农组织,2019)。

石斑鱼具有独特的生物学和繁殖特性,该鱼的年龄可达40岁,性成熟较晚(即5至10年之间),并在特定的聚集地点产卵(Sadovy de Mitcheson等,2013)。石斑鱼也有复杂的性机制,其中大多数鱼是先熟雌雄同体(即在生命早期阶段是雌性,然后将性别转变为雄性;Avise & Mank,2009)。这些生物学特征可能使石斑鱼容易受到捕捞压力和过度捕捞的影响。例如,石斑鱼生长缓慢且成熟较晚,可能没有足够的时间让鱼类繁殖并补偿高捕捞压力(Sadovy de Mitcheson 等,2013)。

在印度尼西亚西努沙登加拉省的萨利赫湾,石斑鱼一直是小规模渔业的主要目标,使用各种捕鱼方法和装备,包括鱼钩和鱼线、网、鱼叉捕鱼和陷阱(DKP NTB,2018 年;Farmer & Ault,2011;Retnoningtyas 等人,2021)。萨利赫湾对当地人民发挥着重要作用,为该地区约 5,800 名渔民提供重要的渔业资源(Yulianto 等,2016)。萨利赫湾由 26 个沿海村庄组成,人口约 67,000 人,每年石斑鱼产量可达 4,800 吨左右(Asrial 等人,2018),由约 50 种石斑鱼组成(DKP NTB,2018)。为了改善萨利赫湾目标石斑鱼和鲷鱼的种群状况,渔业管理行动计划(FMPoA)于 2017 年启动,并于 2018 年初制定,这是印度尼西亚第一个省级 FMPoA(Retnoningtyas 等, 2021)。自 FMPoA 建立以来,已经实施了各种管理策略来实现目标,包括限制捕捞规模(捕获的鱼的长度或重量)(DKP NTB,2018;Retnoningtyas 等,2021)。在这种情况下,了解渔具的选择性对于为管理人员提供信息以确保该地区可持续石斑鱼渔业至关重要。本研究旨在利用印度尼西亚西努沙登加拉省萨利赫湾的两种目标石斑鱼( Plectropomus leopardus和Plectropomus maculatus)研究不同鱼钩尺寸对首次捕获长度 (Lc) 的影响。

材料和方法
印度尼西亚萨利赫湾渔业概况
在萨利赫湾(图1)内,渔民使用鱼枪、船提网、手线、拖钓线和延绳钓石斑鱼和鲷鱼。使用的主要渔具(根据捕捞活动)是鱼枪(36%)、延绳钓(34%)和手钓(15%)。延绳钓和手钓使用小钩尺寸(7号,间隙尺寸= 15厘米,见图2)。在萨利赫湾内的一个村庄,即 Labuhan Kuris 村,通过改变鱼钩尺寸来实施渔获尺寸(长度)限制方法。为了响应该实施,村里的一个渔民团体(称为 Sunu Merah)在 2017 年自愿将鱼钩更换为更大尺寸。渔民将鱼钩尺寸从较小尺寸(7 号,间隙尺寸 = 15 厘米)更改为更大尺寸。较大尺寸(数字 4,间隙尺寸 = 20 厘米;图 2)。渔民还使用改良的拖钓线,将纤维/塑料制成的坠子固定在鱼钩上。这种修改使得通常用于中上层鱼类的拖钓线能够瞄准底层鱼类(例如石斑鱼和鲷鱼)。

数据采集
2016 年 4 月至 2018 年 12 月,训练有素的普查员每月收集 10-15 天在 Labuhan Kuris 村上岸的鱼类(表 1)。点查员记录了上岸的每个物种的数量、种类和总长度,以及有关钓鱼行程的记录信息。使用测量板和相机来测量鱼的长度并进行进一步的物种鉴定。捕鱼量数据和行程信息被记录到配备定制 Android 应用程序的平板电脑上。然后,所有收集到的数据均由数据库管理员进行验证,该管理员与珊瑚礁鱼类生物学家并行工作,以确保正确的物种识别和大小测量。

在研究期间,我们总共记录了 142 次拖钓之旅,共捕获了 348 种鱼类。在收集的鱼类中,豹纹对虾和斑对虾两种 是上岸的最主要鱼类。因此,选择性的进一步分析仅针对这些物种。

数据分析
所有记录的数据均分为两个鱼钩尺寸数字:1)2016 年 4 月至 2017 年 9 月期间使用较小鱼钩尺寸(鱼钩尺寸编号 7)捕获的上岸鱼类,以及 2)使用较大鱼钩尺寸捕获的上岸鱼类2017 年 10 月至 2018 年 12 月(钩尺寸编号 4)。对于豹纹虾,分别使用 57 和 39 个体对钩尺寸编号 7 和 4 进行分组分析。而对于P. maculatus,分别使用 125 和 45 个人对 7 号和 4 号钩尺寸进行分组分析。然后描述了两种不同鱼钩尺寸数量的渔获物组成,随后根据 Hoshino 等人开发的两种方法估计了两种优势物种尺寸的选择性。(2020)和米勒和霍尔斯特 (1997)。

在第一个分析中,使用刺网/钟形选择性方法,应用四种模型来估计最佳选择性曲线,即正态固定、正态尺度、伽玛和对数正态( Millar & Holst,1997 )。

其中L是钩尺寸mj捕获的鱼的长度,σ是长度分布的标准偏差,α和k是需要估计的选择参数,μ是位置参数(Millar&Holst,1997)。模型中使用的钩子尺寸为7号钩子为15cm,4号钩子为20cm(见图2)。所有模型均使用长度-频率数据,然后根据最低偏差值选择最佳模型。

在第二次分析中,目标鱼的生长和自然死亡率参数(表2)用于估计尺寸选择性,因为M/K(自然死亡率与生长率)的比率显着影响选择性曲线(Hoshino等人,2015)。 ,2020)。然后选择两种类型的选择性:渐近选择性和钟形选择性;了解不同钩子尺寸对两种类型的影响。该选择是在似然比检验之后使用的,其中原假设 (H 0 = η 0) 是渐近选择性,备择假设 (H 1 = η 1 ) 是钟形选择性。然后根据检验统计量 2 × ( η 1 – η 0 ) 处的累积分布做出拒绝原假设的决定(参见Hoshino 等人,2020)。

其中l 50和l 95分别是达到最大选择性的 50% 和 95%(此后假设为 1)的长度等级。L max是达到最大选择性的长度等级,φ 和 Ψ 分别控制达到最大值的增加速率和最大值之后的减少速率(Hoshino et al., 2020)。

所有数据分析均使用 R 软件( R Core Team,2021 )进行。Millar (2009)提供的 gillnet 函数包用于执行下面的第一次分析 ( Millar & Holst, 1997 ),而Hoshino 等人提供的 R 脚本。(2020)用于继Hoshino 等人之后进行第二次分析。(2020)。此外,Kolmogorov-Smirnov 检验用于确定钩尺寸之间长度频率数据的差异。

结果
当渔民使用7号和4号鱼钩时,上岸的豹斑对虾的平均长度分别为47.06厘米(范围= 33.3-67.0厘米)和47.56厘米(范围= 31.6-60.9厘米)(图3)。而对于P. maculatus来说,当渔民使用 7 号和 4 号鱼钩时,上岸个体的平均长度分别为 50.92 厘米(范围 = 31.2–68.8 厘米)和 54.91 厘米(范围 = 40.9–66.6 厘米)(图.3 ). 豹纹对虾长度频率的钩尺寸之间没有差异(KS 检验;D = 0.17004,p值 = 0.5148),而对于P. maculatus,钩尺寸之间存在显着差异(KS 检验;D = 0.27667,p值 < 0.01)。

根据Millar & Holst (1997)提出的模型,豹纹对虾和 斑纹对虾的最佳拟合模型分别是正态尺度和对数正态(表3)。最佳拟合模型的选择性曲线和偏差残差如图1 和 2 所示。4和5两个物种。豹纹对虾的最大选择性达到65 cm(7号钩)和87 cm(4号钩;图4),而对斑纹对虾的最大选择性达到65 cm(钩号7)和87 cm(钩号4;图4)。,最大选择性达到60cm(钩号7)和79cm。

根据Hoshino等人介绍的模型的似然比检验。(2020),当钓鱼者使用7号钩时,豹纹豹长度拟合渐近选择性;当钓鱼者使用4号钩时,豹纹长度拟合钟形选择性(图6)。对豹纹对虾的渐近选择性分析结果显示,当渔民使用7号和4号鱼钩时,Lc(L 50)分别为45.28和51.77 cm,L 95分别为52.19和63.68 cm(图6A)。钟形选择性分析 P. leopardus导致 Lmax 为 56.01 cm(钩尺寸编号 7)和 63.00 cm(钩尺寸编号 4;图 6B)。豹纹对虾的钟形保留宽度RW 50分别为19.34 cm(7号钩)和11.18 cm(4号钩),导致曲线形状较细,表明渔民使用较大尺寸的钩时选择性较高(钩号4;图6B )。

P. maculatus长度仅适合两个钩尺寸数字的钟形选择性(图 7)。类似地,与 豹纹对虾一样,对斑对虾的钟形选择性分析结果 显示,7号钩尺寸的Lmax(62.47cm)小于4号钩尺寸(65.75cm;图7 )。钟形保持宽度RW 50为14.33cm(钩尺寸编号7)和10.23cm(钩尺寸编号4;图7 )。

讨论
这项研究表明,增加鱼钩尺寸会影响石斑鱼的捕获量,从而增加豹纹石斑鱼和斑石斑鱼的 Lc 。然而,应该注意的是, P. leopardus的正态尺度模型和P. maculatus的对数正态模型产生了超出每个物种无限长度的最大选择性(最大选择性为 87.0 和 79.0 cm;无限长度为 71.9 和 76.6 cm , 分别)。因此,较大钩尺寸(钩号 4;图 4和图 5)的选择性曲线)似乎不可能。基于这一发现,我们仅讨论基于Hoshino 等人的模型的选择性结果。(2020)。

根据Hoshino 等人的模型。(2020) , P. leopardus的渐近选择性显示钩尺寸之间的 Lc 增量约为 5 cm。使用较大的鱼钩尺寸(鱼钩编号4)产生了一条新的曲线(图6A中的红色实线),该曲线向右移动,反映出更多的鱼(鱼长<45.28厘米)可以逃离钓鱼。这表明使用较大鱼钩的捕鱼活动为鱼类提供了更多的机会生长直至达到成年尺寸。

豹纹对虾和斑对虾的钟形选择性产生的 Lmax 差异至少约为 3 cm。使用较大的钩尺寸(钩号4)产生了新的曲线( 图6B和图7中的红色实线),其显示出更窄的保留概率。曲线下方的面积表示被渔具捕获的鱼群,而曲线上方的面积则表示该鱼群可能逃离捕鱼。对于P. maculatus来说,使用较大的钩尺寸会产生较细的形状曲线(图 7中的红色实线))表明,与使用较小尺寸的鱼钩(图7中的黑色实线)相比,渔具留鱼的概率更小,从而增加了斑鳅成熟后被捕获的概率。Sistiaga 等人也使用了钟形选择性。(2019)针对虾类渔业,通过参考保留概率来解释渔获量的跨度。

选择性捕捞有多种形式。Sampson & Scott (2012)广泛定义了四种,而Cadrin 等人。(2016)添加了“刀刃”选择性作为渐近选择性的最简单形式。如本研究中所述,可以基于现场实验或统计假设来选择准确的模型选择性。

当萨利赫湾首次提出改变鱼钩尺寸的想法时,目标是将豹斑虾的最小捕获长度 (Lmin) 从 19.86 厘米增加到 25 厘米,将 斑斑虾从 20.69 厘米增加到 26 厘米,以实现产卵潜力比 (SPR) 为 30% ( DKP NTB, 2018)。Lmin 被用作萨利赫湾石斑鱼和笛鲷 FMPoA 的监测参数,因为它易于实施。Lmin的监测参数是当地利益相关者经过一系列讨论后达成的协议的一部分,其中还涉及基于长度的产卵潜力比分析的模拟。在 2018 年初 FMPoA 颁布之前,已为 11 个优先物种生成了一组 SPR 值,其中包括 豹纹虾和斑纹虾,这 2 个物种的 SPR 值分别为 24% 和 21%。继奥尔特等人之后。(2019)对于珊瑚礁鱼类,20%–30% 的 SPR 范围被认为是充分开发的,因此有必要通过捕捞监管来控制渔获量,以维持其可持续性。尽管 FMPoA 使用 SPR 作为库存健康指标,但对渔具选择性的估计可以快速了解吊钩尺寸规定是否会对库存本身产生积极影响。

渔具捕获的鱼的大小受鱼钩大小和鱼口开口的兼容性影响( Kurnia et al., 2015 )。鱼钩尺寸越大,捕获的鱼就越大(Otway & Craig,1993)。然而,鱼钩尺寸的变化可能不会显着改变选择性曲线,因为捕获量选择性可能受到其他因素的影响,例如鱼类分布、摄食竞争和鱼钩设计(Erzini 等,1996)。这也许可以解释豹纹对虾长度频率分布没有显着差异的原因本研究中的钩尺寸之间。豹纹对虾的 SPR 也没有发现显着变化,从 24%(2017 年)到 25%(2019 年;Agustina 等人,2020 年)。相比之下,P. maculatus观察到显着差异,较大的钩尺寸显着导致 SPR 从 21%(2017 年)增加到 30%(2019 年;Agustina 等人,2020 年)。然而,仍需要后续研究和长期监测,以更好地了解鱼钩尺寸和鱼钩设计对渔获量的影响,包括对其他物种和科的影响。

优化产量的策略可以从生产模型中产生(Gulland,1983),并涉及鱼的尺寸规格,在该尺寸下鱼容易被所使用的渔具捕获(Millar,1992)。各种努力,例如修改刺网网目尺寸(Najamuddin 等人,2018 年;Sbrana 等人,2007 年)和改变钩尺寸(Alós 等人,2008 年;Otway 和 Craig,1993 年))已被提议减少副渔获物或非目标物种,并保护非选择性渔具捕获的幼鱼。选择性对于渔业可持续性的重要性,仅捕获成熟的鱼可以在资源消耗较低的情况下促进高可持续产量(Vasilakopoulos 等,2016)。正如Froese (2004)所提出的,可持续性可以通过三个指标来描述:1) 让它们产卵,2) 让它们生长,3) 让巨型产卵者生存。遵循这一经验法则,对于钩钓渔业来说,通过适合发生的 Lc 的努力水平实施控制至关重要(Mees,1996)。估计长寿物种(例如石斑鱼)的 Lc 可能会导致多物种渔业的总体努力限制,因为它将确保渔业的最大回报,同时也保护其中的所有物种。从生物学角度来看,鮈科成员寿命较长,生长缓慢,自然死亡率相对较低。它们成熟时的体长往往很高,但繁殖能力有限,而且容易过度捕捞(Hoggarth et al., 2006)。到期时间也很有用,但如果未知,管理措施可能基于 Lc 的知识(Hoggarth 等人,2006 年))。这项研究,特别是针对P. maculatus,展示了将钩改变为更大的尺寸如何影响更大的 Lmax 并将选择性曲线向右移动,可能超出第一次成熟时的长度;让它们生长和产卵,以实现缓慢生长物种的可持续性。

制定捕捞法规需要了解渔具选择性(Huse 等人,2000),因为在构建渔业资源评估模型时需要适当的规范(Maunder 等人,2014))。就西努沙登加拉省目前实施的捕捞规定而言,当地渔民真正知道,7号鱼钩(渔民常用的)将适当替换为4号鱼钩,以达到目标渔获量。从实用的角度来看,将鱼钩改为更大尺寸可以从本质上提高捕捞效率,因为更大尺寸的鱼会被捕获,从而导致与较小尺寸的鱼相比更高的市场价格。从经济角度来看,更换鱼钩不需要大量投资,因为 4 号鱼钩和 7 号鱼钩之间的价格差异每个鱼钩不到 1,350 IDR(< 0.1 美元),每次钓鱼大约需要 3 个鱼钩,或增加投资约 < 0.3 美元。这项小额投资导致平均规模不断扩大P. maculatus,从 50.92 厘米到 54.91 厘米(或从 1.8 公斤到 2.2 公斤,基于Froese & Pauly 2023的身长-重量关系)。根据我们的数据,在使用 7 号钩和 4 号钩之间,每次航程的捕获量没有变化,每次约 1.6 条,当斑鳅价格上涨时每公斤 89,000 印尼盾,渔民每次航行收入增加 66,000 印尼盾(> 4.5 美元)。然而,说服渔民改变鱼钩尺寸是一项具有挑战性的任务,除非他们参与决策过程。渔民可能会高度抵制遵守最小尺寸规定,特别是在小规模渔业中,并且可能会与使用刺网的其他渔民发生冲突,因为没有针对刺网网眼尺寸的现行规定。为了尽量减少不良影响,鼓励渔业管理者根据相关方的共同协议制定管理计划,包括对小规模渔业经济系统具有强大影响力的渔民和市场参与者(资本所有者/投资者)。法规不仅应适用于鱼类捕捞层面(即渔民),还应适用于商业层面,即不允许鱼类贸易商和收集者出售低于约定尺寸的鱼类。

结论
这项研究表明,改变鱼钩尺寸会影响捕获量。较大的鱼钩尺寸会增加鱼的 Lc,并导致更高的最大选择性。使用较大尺寸的鱼钩可以减少捕获较小鱼类的可能性,并为它们在被捕获之前提供足够的时间达到性成熟和产卵。尽管不同物种的影响可能有所不同,但鱼钩大小可以用作收获控制规则的管理措施,以改善印度尼西亚石斑鱼的种群数量。需要进一步研究鱼钩尺寸和鱼钩设计对其他物种、总渔获量和效率的影响,因为这将使渔民受益并提高对捕捞规则的遵守率。

发布日期:2024-01-16