基于壳长频率分析的洪泽湖河蚬渔获物年龄结构、生长与死亡参数估计

毕婷婷侯 刚张胜宇谢松光

(1. 中国科学院水生生物研究所, 中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室, 武汉 430072; 2. 中国科学院大学,北京 100049; 3. 广东海洋大学水产学院, 湛江 524025; 4. 江苏省洪泽湖渔业管理委员会办公室, 淮安223300; 5. 中国科学院水生生物研究所淮安研究中心, 苏北湖群渔业可持续发展与水环境保护重点实验室, 淮安 223002)

基于壳长频率分析的洪泽湖河蚬渔获物年龄结构、生长与死亡参数估计

毕婷婷1,2侯 刚1,3张胜宇4谢松光1,5

(1. 中国科学院水生生物研究所, 中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室, 武汉 430072; 2. 中国科学院大学,北京 100049; 3. 广东海洋大学水产学院, 湛江 524025; 4. 江苏省洪泽湖渔业管理委员会办公室, 淮安223300; 5. 中国科学院水生生物研究所淮安研究中心, 苏北湖群渔业可持续发展与水环境保护重点实验室, 淮安 223002)

河蚬(Corbicula fluminea)广泛分布于东南亚、澳大利亚和非洲等地区的河流和淡水湖泊中[1,2], 它也是我国一些湖泊中(如太湖、洪泽湖)十分重要的经济贝类[3—6]。其中, 洪泽湖河蚬资源量曾达1×108kg以上, 分布遍及全湖除水草资源特别丰富的水域。但近年来, 由于外来污水进入湖体、过度捕捞以及捕捞生产中渔民2.27使用农药煤气等的影响,河蚬资源量下降, 2012年洪泽湖河蚬资源调查得出资源量为5.00×107kg, 比2011年的6.92×107kg下降28.80%, 比2010年的7.84×107kg下降36.20%, 分布区域明显缩小(江苏省洪泽湖渔业管理委员会办公室, 未发表数据)。

目前, 关于河蚬的研究主要集中在生物学特征、时空分布与环境因子的关系以及繁殖生物学特征方面[2,7—9],种群结构、生长和死亡的研究较少。种群的年龄结构、生长和死亡等基本参数是渔业资源管理的基础[10], 并且研究证明对于不能通过硬组织确定年龄的渔业对象, 体长频率分析方法是确定渔获物年龄结构的有效手段[10—12]。本文通过洪泽湖河蚬渔获物的壳长频数数据, 对河蚬渔获物的年龄结构、生长和死亡参数进行分析, 评估洪泽湖河蚬资源利用状况, 为制定合理的资源管理对策提供指导。

1 材料与方法

1.1 研究位置和采样方法

2011年8月至2012年7月逐月于洪泽湖河蚬主要分布水域(33°20′N,118°75′E)(图 1)采集河蚬, 采样工具为渔民捕捞河蚬用的耙栅, 孔径6 mm。河蚬洗净后置于敞口桶中、避光, 活体带回实验室进一步处理。

1.2 实验室处理

从每月采集的河蚬样品中随机选取195—200个个体,用游标卡尺测量壳长(L, 0.10 mm), 电子天平称取体重(W, 0.01 g), 采用幂函数方程拟合壳长-体重关系。

图1 洪泽湖中采样点的地理位置Fig. 1 Collection site of Corbicula fluminea in the Hongze Lake, Jiangsu Province, China

1.3 数据分析

根据河蚬生长的季节性特点, 采用von Bertalanffy季节性生长方程拟合河蚬生长方程[13,14]:

式中, L∞为渐近壳长, K为生长曲线的平均速率, t0为假设的理论生长起点年龄, ts为“夏季点”取0和1之间的值, C为季节性波动的幅度, 即为“振幅”, 通常取0和1之间的值, C值越大, 生长的季节性波动越大。

采用FISAT 软件中的ELEFAN I技术估算模型生长参数[15]。首先采用Powell-Wetherall 方法估测渐近壳长L∞[16]。以此为初始值, 拟合 von Bertalanffy 季节性生长方程的生长参数L∞、K、C和“冬季点”WP。

理论生长起点年龄t0采用Pauly经验公式估算[17]:

总死亡系数(Z)用 FISAT 软件中的长度变换渔获曲线法(Length-Converted Catch Curve)估算[17]。

自然死亡系数(M)采用以下公式计算[17]:

式中, T为河蚬栖息水域年平均水温。洪泽湖年平均水温取15.6℃[18]。

捕捞死亡系数(F)和开发率(E)由以下公式计算:

2 结果

共测定2390个河蚬个体, 壳长和体重范围分别为8.50—31.40 mm和0.37—11.34 g。壳长与体重呈幂函数关系(图2):

Powell-Wetherall方法估算初始L∞值为34.3 mm。Von Bertalanffy季节性生长方程生长参数的拟算值: L∞=35.80 mm, K=0.72, C=0.91, WP=0.09, Rn=0.275, t0≈–0.21a。从生长曲线图分析, 渔获物由3个世代构成; 低龄世代8、9月开始补充进入渔获物中; 生长曲线的斜率有明显的季节性波动:春季至夏季斜率逐渐升高(7月份最高), 秋季至冬季则逐渐降低(1月份最低)。低龄阶段壳长生长快(图 3)。

基于以上生长参数, 采用长度变换渔获曲线法获得总死亡系数( Z )为4.31(图4), 自然死亡系数( M )为1.05,捕捞死亡系数( F )为3.26, 开发率( E )为0.76。

图 2 河蚬壳长(L)-体重(W)关系Fig. 2 Relationships between shell-length and body-weight of C. fluminea

图3 河蚬壳长频数分布数据拟合的季节性生长曲线图(L∞=35.80 mm, K=0.72, C=0.91, WP=0.09, Rn=0.275)Fig. 3 Seasonalized von Bertalanffy growth curve (L∞=35.80 mm shell length, K= 0.72 per year, C=0.91, WP=0.09, Rn=0.275) of Corbicula fluminea as superimposed on the restructured shell length–frequency histogram

图4 变换体长渔获曲线估计河蚬总死亡系数Z=4.31Fig. 4 Estimated Z=4.31 per year base on length-coverted catch curve of Crobicula fluminea

3 讨论

洪泽湖河蚬壳长-体重符合幂函数关系, 幂指数 b为2.44。采用ELEFAN I技术分析洪泽湖河蚬壳长频率, 估算河蚬渔获物包括3个世代。壳长生长系数K为0.72, 振幅C为0.91, 冬季点WP为0.09, 种群的开发率E为0.76。

洪泽湖河蚬的繁殖季节集中, 贝壳的生长具有明显的季节性特点, 适于采用体长频率分析方法分析年龄结构[10]。但是采用体长频率分析方法估算渔获物年龄结构时, 由于高龄组体长分布常存在明显重叠, 可能低估年龄结构[8,10]; 另外, 由于捕捞的选择性, 低龄个体常不出现在渔获物中。基于本研究结果推测, 洪泽湖河蚬种群至少包括 3个年龄组, 与其他水体河蚬种群的年龄结构认识基本一致[8,9,19]。

幂指数 b值表明壳长属非匀速生长[20]。在一些河蚬入侵水域中K范围为0.070—0.65, Paraná River Delta中入侵种群振幅 C为 0.70, 相较而言, 洪泽湖河蚬生长较快,生长的季节性波动较大[8]。生长曲线分析表明春季至夏季生长率逐渐升高, 最大生长率约发生在7月, 秋季至冬季生长率逐渐降低, 最小生长率约发生在1月(冬季点)。从河蚬充分实现种群周年生长效率考虑, 河蚬捕捞在 7月之后比较恰当。本研究确定洪泽湖河蚬种群的开发率 E为0.76, 表明资源目前处于过度开发状态[21,22]。捕捞死亡系数上升是引起河蚬总死亡系数上升的主要因子, 为了降低河蚬死亡率恢复资源应降低捕捞量。

由于采用体长频率方法确定渔获物年龄结构的局限性, 需要进一步建立河蚬贝壳截面年龄分析方法来确证本研究的结果。

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STUDY ON AGE STRUCTURE, GROWTH AND MORTALITY OF CORBICULA FLUMINEA IN HONGZE LAKE, CHINA, THROUGH SHELL LENGTH-FREQUENCY DATA ANALYSIS

BI Ting-Ting1,2, HOU Gang1,3, ZHANG Sheng-Yu4and XIE Song-Guang1,5
(1. The Key Laboratory of Aquatic Biodiversity and Conservation of Chinese Academy of Sciences, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Fisheries College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524025, China; 4. Hongze Lake Fisheries Administration Committee Office of Jiangsu Province, Huai’an 223300, China; 5. Key Laboratory of Sustainable Fisheries and Environmental Protection for Lake of Northern Jiang-su, Huai’an Research Center, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Huai’an 223002, China)

河蚬; 壳长频数; 年龄结构; 生长; 死亡

Corbicula fluminea; Shell length-frequency data; Age structure; Growth; Mortality

Q959.21

A

1000-3207(2014)04-0797-04

10.7541/2014.111

2013-02-26;

2013-11-15

淮安市重点实验室项目(HAP201204); 淮安市科技支撑项目(SN1182; SN12100)资助

毕婷婷(1989—), 女, 安徽长丰人; 硕士; 主要从事动物学研究。E-mail: bijun515@163.com

谢松光, E-mail: xiesg@ihb.ac.cn