2023, Vol. 30 
2. 上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306
2. College of Marine Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
带鱼(Trichiurus lepturus)属辐鳍亚纲、鲈形目、带鱼科、带鱼属，分布广泛、产量高，一直是我国海洋渔业的重要种类。自20世纪末，全国带鱼年产量将近100万t，之后成为年产最高的单一品种；近年来，由于长期遭受过大的捕捞压力，年产量下降为90万t[1-2]。然而，带鱼不仅年产量下降，而且生物学特征也发生了不可忽视的变化。比如，最近的研究表明，我国沿海带鱼存在性成熟提早、个体小型化和体长结构简单化的趋势[3-4]。因此，带鱼资源的养护、修复和合理利用需要引起高度重视。
我国沿海带鱼的作业渔具包括刺网、张网和钓等；由于带鱼底栖的生活习性，在12类渔具中捕捞效率最高的为拖网。自20世纪80年代以来，随着渔业资源的变化，带鱼拖网渔业的渔具也发生了变化；其中，最典型为大网目拖网的引进和使用。所谓大网目拖网是指增大拖网前部网衣的网目尺寸，减少阻力、降低能耗，增加网口高度和滤水体积，以提高产量[5-8]。大网目拖网不仅适合单船作业，也适用于双船作业，即两条渔船拖曳同一顶网具。据记录，南海区双船大网目拖网兴起于20世纪80年代末，其初始目标种类为带鱼；随着网口网目尺寸的增大和网口高度的增加，还可捕捞蓝圆鲹等中上层资源；年产量平均为500 t，最高达到1500 t[9]。
近年来，由于渔业资源的衰退，南海双船大网目拖网的捕捞效益下降，渔船数量也有所减少。该作业方式的可持续发展存在亟需解决的问题。其中，最大问题在于如何提高网囊的选择性。由于大网目拖网仅增大了网具前部(网袖、网口和部分网身)网衣的网目尺寸，集中渔获物的网囊网目尺寸并无显著增大。当网囊网目尺寸小、选择性差时，使用大网目拖网作业会增加渔业资源的捕捞压力。根据调查数据，我国沿海拖网网囊网目尺寸往往偏小。比如，南海区平均网目尺寸仅为27 mm[10]。假如大网目拖网网囊的网目尺寸如此小，其对带鱼的选择性如何？能否实现对幼鱼资源的有效保护？这些问题均缺少研究解答。同时，最近已有文献表明，我国拖网渔获中带鱼的幼鱼比例较高[11]。
最早于20世纪80年代，在东海区开展过单船拖网网囊对带鱼的选择性研究，之后又陆续开展过一些类似研究[12-15]。南海区相关研究集中于单船拖网和桁杆拖网，涉及种类主要为蓝圆鲹等[16-17]，关于双船大网目拖网网囊对带鱼的选择性研究尚未见相关报道。根据渔具最小网目尺寸管理规定，南海区带鱼拖网网囊最小网目尺寸为40 mm[18]。在双船大网目拖网渔业中，符合该管理规定的网囊选择性如何？同时，根据重要经济种类最小可捕标准管理规定，南海区带鱼的最小可捕规格为23.0 cm (肛长)[19]。那么最小网目尺寸与最小可捕规格管理规定之间能否实现有效匹配和对接？
为了探讨上述技术问题，本研究对南海双船大网目拖网4组不同网目尺寸的网囊进行实验，研究其对带鱼的选择性，为提高带鱼拖网渔业的资源养护水平提供技术支撑。
1 材料与方法 1.1 实验时间、渔船和区域实验于2016年4月7日至16日进行，渔船为一对双拖船，船名分别为“桂北渔26066”和“桂北渔26065”。两船型号规格一致：船长34.75 m、总吨位275 t、主机功率294 kW。实验区域为南海北部湾涠洲岛西南至海南近海区域(图1)，平均水深为53 m (范围：38~67 m)。
1.2 渔具及实验设计实验渔具为双船大网目拖网(图2)，由网衣、纲索和属具组成。网衣包括袖网衣、身网衣和囊网衣。网袖和网口网目尺寸10000 mm，之后递减至60 mm。网口网目数80目，网衣纵向拉直长度168.6 m。上纲长度149 m，配备55个硬塑料浮子(直径为300 mm)，总浮力1300 kgf；下纲长度145 m，配备铁链，总重量1200 kg。
在网具原有网囊规格的基础上，设计了4组网目尺寸分别为30、35、40和45 mm的实验网囊；其长度规格和网线材料相同：横向拉直周长为19.8 m、纵向拉直长度为13.5 m、网线材料为PE 36tex2。按网目尺寸对网囊进行编号，分别为D30、D35、D40和D45 (图2)，实测网目内径分别为23.4、27.0、30.0和35.5 mm。采用套网法[20]开展实验；套网的横向和纵向拉直长度为实验网囊的1.5倍，实测网目内径为12 mm；利用12组水下扩张装置(kites)来减少套网对实验网囊可能存在的“覆盖效应”，扩张装置的规格参考He[21]和Grimaldo等[22]。
10-1271-11-F001.jpg "点击查看原图") |
图1 实验区域●表示D30网囊，▲表示D35网囊，×表示D40网囊，+表示D45网囊. Fig. 1 Map of the sea trials● represent the D30 codend, ▲ represent the D35 codend, × represent the D40 codend, and + represent the D45 codend. |
将实验网囊逐一装配于实验渔具上，然后开展重复拖曳实验，每个网囊计划重复10个网次，然后保持渔具和套网的结构不变，更换下一个网囊进行实验。每个实验网次中，渔船的拖速、曳纲长度、两船间距和拖曳时长等作业参数尽量保持一致。每次作业起网后，分别处理实验网囊和套网的渔获物，对所有带鱼渔获进行生物学测量。
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图2 作业实验图(上)及海上实景图(下) Fig. 2 Schematic diagram of pair trawling (the first row) and its actual fishing scenarios (the second row) |
在套网法中，进入拖网的带鱼要么被网囊捕获，要么逃逸到套网中；因此，网囊和套网中的渔获数量应服从二项分布。理论上，网囊对肛长为l带鱼个体的选择率rj(l)可由该二项分布的渔获数据计算。但是实际上，rj(l)在不同实验网次间存在不确定性和差异[23]。笔者需要估算网囊在所有网次的平均选择率rav(l, v)，由其代表网囊的选择性[24-25]。rav(l, v)中，av为平均(average)的英文缩写，v为待估算的选择性参数，可使用极大似然估算法估算：
| $ - \sum\limits_{j = 1}^m {\sum\limits_l {\left\{ {n{R_{jl}} \times \ln \left( {{r_{av}}\left( {l,v} \right)} \right) + n{E_{jl}} \times \ln \left( {1.0 - {r_{av}}\left( {l,v} \right)} \right)} \right.} } $ | (1) |
式中，m为实验网次数，nRjl为第j实验网次时网囊中肛长为l的带鱼数量，nEjl为相应套网中肛长为l的带鱼数量。
使用4组备选模型拟合选择率rav(l, v)，分别为Logit、Probit、Gompertz和Richards:
| ${r_{av}}\left( {l,v} \right) = \left\{ \begin{array}{l} {\mathop{\rm Logit}\nolimits} \left( {l,{\rm{L}}50,{\rm{SR}}} \right)\\ {\mathop{\rm Probit}\nolimits} \left( {l,{\rm{L}}50,{\rm{SR}}} \right)\\ {\mathop{\rm Gompertz}\nolimits} \left( {l,{\rm{L}}50,{\rm{SR}}} \right)\\ {\mathop{\rm Richards}\nolimits} \left( {l,{\rm{L}}50,{\rm{SR}},1/\delta } \right) \end{array} \right.$ | (2) |
前3组模型可用选择性参数L50 (50%选择体长)和SR (选择范围，selection range)表达；Richards模型则需要增加参数δ。4组模型的详细介绍可参考Wileman等[20]。
首先，利用公式(1)和(2)拟合实验网囊的赤池信息指数(Akaike information criterion, AIC)值[26]，将AIC值最小的模型作为最佳模型。然后，利用最佳模型通过双重拔靴法(double-bootstrapping technique)模拟选择性的不确定性，估算选择性参数和选择性曲线的95%置信区间[27-32]。最后，最佳模型对实验数据的拟合度优劣可通过比较P值(P-value)与0.05的大小判断：1)当P值大于0.05时，认为拟合度较好；2)当P值小于0.05时，则需要通过观察体长个体残差正负数值的分布情况，以确定该结果是由于模型的结构问题还是实验数据的过度离散造成[20]。
1.4 选择性差异的比较由于所有网囊在同一时空范围内使用相同渔船和渔具进行实验，所以通过比较网囊对带鱼的选择性差异，可量化网目尺寸的变化对网囊选择性的影响。选择性差异[Δr(l)]可通过以下公式计算：
| $\Delta r\left( l \right) = {r_b}\left( l \right) - {r_s}\left( l \right)$ | (3) |
式中，rb(l)表示网目尺寸较大的网囊对带鱼的选择性，rs(l)表示网目尺寸较小的网囊对带鱼的选择性。Δr(l)的置信区间可通过双重拔靴法估算。当Δr(l)的置信区间不包含0.0时，认为两个网囊选择性的差异在统计学上是显著的。
1.5 捕捞方式指标的估算除了选择性外，还需要根据带鱼的最小可捕规格估算实验渔具对资源的利用方式，以评价该渔业的资源养护水平。这些信息可通过估算捕捞方式指标获取。本研究估算实验网囊对带鱼的3个捕捞方式指标，分别为nP-、nP+和dnRatio，计算公式如下：
| $\begin{array}{l} nP - = 100 \times \frac{{\sum\limits_{l < MLS} {\left\{ {{r_{av}}\left( {l,v} \right) \times nPo{p_l}} \right\}} }}{{\sum\limits_{l < MLS} {\left\{ {nPo{p_l}} \right\}} }}\\ nP + = 100 \times \frac{{\sum\limits_{l \ge MLS} {\left\{ {{r_{av}}\left( {l,v} \right) \times nPo{p_l}} \right\}} }}{{\sum\limits_{l \ge MLS} {\left\{ {nPo{p_l}} \right\}} }}\\ {\rm{ }}dnRatio{\rm{ }} = 100 \times \frac{{\sum\limits_{l < MLS} {\left\{ {{r_{av}}\left( {l,v} \right) \times nPo{p_l}} \right\}} }}{{\sum\limits_l {\left\{ {{r_{av}}\left( {l,v} \right) \times nPo{p_l}} \right\}} }} \end{array}$ | (4) |
式中，nPopl表示渔场中带鱼群体的肛长分布，MLS (minimum landing size)表示带鱼的开捕规格(23.0 cm)。在此研究中，对于肛长小于23.0 cm的带鱼个体定义为幼鱼，肛长等于或大于23.0 cm的带鱼个体为成鱼。这些捕捞方式指标中，nP-表示带鱼幼鱼被网囊捕获的比例；nP+表示带鱼成鱼被网囊捕获的比例；dnRatio表示带鱼幼鱼占网囊总渔获的比例，也称为抛弃率。一般而言，nP-和dnRatio越小越好，nP+则越大越好[29]。
上述所有数据处理均使用选择性软件SELNET[25,28,30-32]进行。双重拔靴法的数据处理操作内置于SELNET中，具体应用实例和操作可参考文献[28]。站点图使用ArcGIS 10.7绘制，选择性曲线图使用R和ggplot2数据包绘制。
2 结果与分析 2.1 实验基本概况实验期间，渔船的平均拖速为3 kn，网次拖曳时长3 h，共完成38个有效网次；其中，D30和D35网囊各10个有效网次，D40和D45网囊各9个有效网次。渔获种类共39种，包括38种鱼类和1种头足类。在渔获物中，带鱼是绝对优势种，其重量占各个实验网次总渔获重量的40%以上。带鱼总数量为2356尾，其中：D30网囊实验290尾，D35网囊实验907尾，D40网囊实验478尾，D45网囊实验681尾。对全部带鱼进行了生物学测量，肛长范围3.5~38.5 cm，第一肛长峰值为7.5~8.5 cm，第二肛长峰值为12.5~14.5 cm，绝大多数带鱼个体肛长小于最小可捕规格(图3)。
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图3 带鱼的肛长分布曲线黑色曲线表示肛长分布，阴影区域表示其置信区间；垂直直线表示带鱼的最小可捕规格(23.0 cm). Fig. 3 Anal length distribution of largehead hairtailBlack curve represents the anal length distribution and shaded areas are the confidence intervals, while the vertical line represents the minimum landing size of largehead hairtail (23.0 cm). |
根据备选模型的AIC值，D30网囊的最佳模型为Richards，其余网囊的最佳模型均为Gompertz (表1)。所选最佳模型对实验数据的拟合度均很好，因为P值全部显著大于0.05 (表2)。总体上看，随着网目尺寸的增大，实验网囊对带鱼的L50值(除D35网囊外)逐渐增大。比如，D30网囊的L50为12.22 cm, D45网囊的值增加到13.24 cm。除了D45网囊的L50值显著大于D35网囊外，由于置信区间的重叠，其他实验网囊的L50值差异在统计学上不显著。同样地，实验网囊对带鱼的SR值有一定的差异，但在统计学上也不显著(表2)。
拟合的选择性曲线表明，实验网囊对带鱼的选择率较高：D30网囊对肛长为14.0 cm的带鱼个体选择率超过80%，对肛长为23.0 cm的个体选择率为100%; D35网囊对肛长为15.0 cm的带鱼个体选择率超过80%，对肛长为23.0 cm的个体选择率为98.85%; D40网囊对肛长为16.4 cm的带鱼个体选择率超过80%，对肛长为23.0 cm的个体选择率为96.33%; D45网囊对16.5 cm的带鱼个体选择率超过80%，对肛长为23.0 cm的个体选择率为97.92% (图4)。
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表1 模型拟合的AIC值 Tab. 1 Akaike’s information criterion (AIC) values of each model of the tested codends |
比较实验网囊对带鱼选择性的差异，发现随着网目尺寸的增大，网囊对某个肛长范围的带鱼个体选择率显著降低：D35网囊对于肛长为14.3~28.5的带鱼个体选择率显著小于D30网囊；D40网囊对于肛长>13.8 cm的带鱼个体选择率显著小于D30网囊；D45网囊对于肛长>13.5 cm的带鱼个体选择率显著小于D30网囊；与D35网囊相比，D45网囊对于肛长为5.8~15.0 cm的带鱼个体选择率显著减小；D45网囊对于肛长为6.1~ 11.4 cm的带鱼个体选择率显著小于D40网囊；仅网囊D40和D35对带鱼的选择率差异在统计学上不显著(图5)。
2.4 捕捞方式指标总体上，随着网目尺寸的增大，实验网囊对带鱼幼鱼(nP-)和成鱼(nP+)的渔获比例呈下降趋势。比如，D30网囊的nP−和nP+分别为57.10%和100.00%, D45网囊的相应值分别下降为40.06%和99.67% (表3)。但是，由于置信区间的重叠，捕捞方式指标间的差异在统计学上不显著。4组实验网囊对带鱼的抛弃比例(dnRatio)均高于93%，随着网目尺寸的增大，数值呈下降的趋势。但是，这些差异在统计学上也不显著(表3)。
3 讨论如何建设资源养护型的捕捞业是中国现代渔业可持续发展必须解决的核心问题。以渔具渔法作为切入点无疑是成功解决该问题的基石，因为渔具渔法是捕捞业的最基础生产要素。本研究以我国近海典型的双船大网目拖网为对象，研究其网囊对带鱼的选择性，结合带鱼的最小可捕规格探讨现行管理规定的科学性和有效性，为建设资源养护型的拖网渔业提供参考。通过比较4组实验网囊的选择性发现：通过改变网目尺寸可提升拖网对带鱼的选择性，优化捕捞方式，提高产业的资源养护水平。比如，将网目尺寸从30 mm增大到40或45 mm，网囊对带鱼的L50值增大、nP−减少，更重要的是网囊对带鱼幼鱼个体的选择率显著减小(图5)。捕捞渔业的资源养护水平取决于其对渔业资源幼鱼的保护程度[33-35]。本研究表明，控制网囊网目尺寸可为促进拖网渔业的可持续发展贡献力量。
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表2 实验网囊对带鱼的选择性参数及拟合度 Tab. 2 Selective parameters and fit statistics obtained from the selected models for the tested codends |
10-1271-11-F004.jpg "点击查看原图") |
图4 网囊对带鱼的选择性曲线黑色圆点表示实际选择率；黑色曲线表示理论选择率，阴影区域表示其置信区间；红色曲线表示网囊的渔获数量，红色虚线表示套网的渔获数量；垂直直线表示带鱼的最小可捕规格(23.0 cm). Fig. 4 Selectivity curves of codends for largehead hairtailBlack dots represent the actual catch retention. Black curves are the selectivity curves and shaded areas are confidence intervals. Red solid curves represent the catch number from the tested codends while red dotted curves are the number from the covers. The vertical line represents the minimum landing size of largehead hairtail (23.0 cm). |
10-1271-11-F005.jpg "点击查看原图") |
图5 实验网囊对带鱼选择性的比较黑色曲线表示选择性差异，阴影区域为置信区间；垂直直线表示带鱼的最小可捕规格(23.0 cm). Fig. 5 Comparison of size selectivity of codends with different mesh sizes for largehead hairtailBlack curves represent delta selectivity and shaded areas are confidence intervals, while vertical lines represent the minimum landing size of largehead hairtail (23.0 cm). |
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表3 实验网囊的捕捞方式指标 Tab. 3 Exploitation pattern indicators obtained for the tested codends % |
然而，本研究的结果表明，仅将网囊网目尺寸从30 mm增大到40或45 mm，还不足以使拖网渔业达到较高的资源养护水平。比如，即使是网目尺寸最大的D45网囊，其对带鱼的L50值也仅为13.24 (置信区间：12.46~13.99) cm，远小于带鱼的最小可捕规格23.0 cm；另外，D45网囊对肛长为16.5~22.9 cm的幼鱼个体选择率均高于80%；D45网囊的抛弃率也高于93%。这些结果表明，网囊的选择性还需要进一步的优化和升级。但是，从整体来看，本研究对于渔具最小网目尺寸管理规定还是有启示作用的。据调查数据，南海区拖网网囊网目尺寸偏小，广东省沿海的网囊网目尺寸平均为27 mm，范围为16.7~35.2 mm[10]。本研究的结果表明，将网目尺寸从30 mm增大到40或45 mm，可在一定程度上提高拖网对带鱼的选择性和渔业的资源养护水平。本研究的数据也能反映出现行渔具管理规定的科学性和合理性。
随着带鱼资源量的衰退，拖网的选择性也逐渐引起社会各界的关注。拖网网囊对带鱼选择性的研究也有一些文献记录。比如，黄洪亮等[13]于东海区使用网目尺寸分别为45、54和65 mm的网囊进行实验，其L50值分别为13.1、16.3和18.2 cm；约10年之后，黄洪亮等[14]在东海区使用网目尺寸分别为50、55、60、65、70、75和80 mm的网囊进行实验，L50值依次为13.1、14.1、13.5、17.5、18.3、18.4和19.1 cm。Tokai等[36]利用科考船的数据，研究了网目尺寸为54 mm的网囊对带鱼的选择性，获取的L50为10.8 cm。在黄海区，许庆昌等[15]使用双船拖网研究了网囊对带鱼的选择性，网目尺寸分别为51.6和61.4 mm，获取带鱼的L50值为15.3和18.7 cm。虽然，本研究的实验渔具、实验时空等与上述文献有一定的差异，但是带鱼L50值的变化趋势与这些文献大体一致：随着网目尺寸的增大，L50值逐渐增大。但是，由于上述参考文献未提供L50值的置信区间，因此无法进行差异显著性的分析。另外，本研究采用的数据拟合方法与上述文献有一定的差异：1)文献仅将网次数据进行叠加处理拟合出选择性参数，不考虑选择性的不确定性，本研究则采用双重拔靴法拟合了选择性的不确定性，并且以选择性置信区间的形式展示；2)文献未比较不同网目尺寸网囊对带鱼的选择性差异，本研究通过比较差异发现增大网目尺寸可显著减小带鱼幼鱼的选择率；3)文献未估算实验网囊对带鱼的捕捞方式指标。因此，笔者认为本研究采用的方法能更加透彻地研究实验网囊对带鱼的选择性，更好地为渔具管理提供科学参考。
本研究的部分结果不仅取决于网囊的选择性，还跟带鱼的最小可捕规格直接相关。比如，网囊对带鱼幼鱼的选择率和捕捞方式指标的估算都与最小可捕规格的大小相关。当可捕规格改变时，相应的估算结果会有一定的差异。本研究采用的最小可捕规格为23.0 cm，但是有研究表明南海区的带鱼最小可捕规格应定为25.0 cm[37]或者28.7 cm[38]。南海现行最小可捕规格于2018年颁布，之后尚无更新或修订工作。相比之下，东海区的研究已陆续发表[39-40]。目前，已有研究表明带鱼个体存在一定程度的小型化趋势[41-42]。因此，为促进南海区带鱼拖网渔业向资源养护型转变，最小可捕规格的持续研究需加紧开展。
值得注意的是，本研究的实验数据可能存在一定的时空局限性。因为实验时间仅为10 d，渔场的绝对范围也不大。同时，实验期间带鱼的整体产量不高，其原因主要有：1)南海带鱼种类集群度远低于东海区，网次产量不高；2)带鱼的个体偏小，仅有很少个体肛长超过200 mm；3)为了尽量减少实验网次间的差异性，渔船未进行长距离、频繁地更换渔场。为了对本研究的结论进行验证、补充和完善，今后需要开展更多的选择实验。另外，南海区双拖网渔船在一些特定的渔场和季节会临时改为单船作业，但仍然使用大网目拖网捕捞。因此，也很有必要开展南海区单船大网目拖网网囊对带鱼的选择性研究，以探索和比较两种作业方式网囊选择性的差异性，为其科学管理提供技术支撑。
目前，大网目拖网已经被广泛应用于我国海洋捕捞领域。该渔具有能耗低、拖速快、网口高、作业方式灵活、捕捞对象广泛等优良特点。虽然本研究在时空上有一定的局限性，但是研究结果可为带鱼拖网渔业的转化和升级提供技术方案。同时，也可为未来的研究工作指明方向。建议后续研究可继续以拖网渔具本身为切入点，开展更加系统和完整的选择性研究。比如，进一步增大网囊网目尺寸、使用转向网目网囊(T90或T45)、安装方形网目幼鱼逃逸窗等技术手段[43]都可作为未来研究的思路和方向。
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