单船桁杆拖网网囊网目尺寸对哈氏仿对虾和大管鞭虾的选择性

徐国强,虞宝存,张洪亮,周永东,朱文斌,许柳雄

(1 浙江省海洋水产研究所,浙江 舟山 316021;2 农业农村部重点渔场渔业资源观测实验站,浙江 舟山 316021;3 浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室,浙江 舟山 316021;4 上海海洋大学海洋科学学院,上海 201306)

单船桁杆拖网是东海区捕捞虾类的主要渔具之一,其利用虾类受惊吓向后上方弹跳的习性,通过拖曳桁杆、网身往前运动将栖息于海底泥沙之中的虾类赶入网中,从而达到捕捞的目的[1-3]。东海区的单船桁杆拖网起源于20世纪70年代后期,由江苏省海洋水产研究所试验成功,因其作业周期长,捕捞范围广,生产效益好,20世纪90年代后期已成为东海区主要作业方式之一[4-6]。其在充分开发虾类资源的同时,对减轻经济鱼类的捕捞压力,振兴海洋捕捞业起到了重要的促进作用[1,7-8]。但在其快速发展的同时,高强度的捕捞造成虾类资源的逐渐衰退,其中网囊网目尺寸过小捕捞虾类幼体是其衰退的重要原因之一[1]。随着国家对渔业资源保护意识的逐渐增强,对其网囊网目尺寸选择性研究也逐步增多[9-13]。为制定合理的网囊网目尺寸,众多研究学者对单船桁杆拖网的网囊网目尺寸进行了系列研究。孙满昌等[14]于1996年11—12月对捕虾桁拖网开展了3种网囊网目(40 mm、45 mm和50 mm)的选择性试验,认为将网囊网目提高至35～40 mm可有效释放大量70 mm以下的小虾。为进一步掌握不同渔场和不同季节单船桁杆拖网情况,孙满昌等[15]于1999年6—7月又一次在吕四渔场开展了网囊网目选择性试验,其同样认为网囊网目应提高至35～40 mm,但对不同品种虾类网囊网目应适当调节。2007年4月,徐宝生等[16]对单船桁杆拖网兼捕对象脊腹褐虾Crangonaffinis开展了网囊网目为25 mm的选择性试验,认为此网囊网目对体长小于50.53 mm的脊腹褐虾具有一定的释放作用。同年,陈晓雪等[17-18]分别于4—5月和9月对小型虾类(脊腹褐虾、葛氏长臂虾Palaemongravieri)和中大型虾类(哈氏仿对虾、斑节对虾Penaeusmonodon)开展了选择性试验,认为小型虾类网目放大至25 mm左右较为适宜,而中大型虾类则应放大至45～50 mm是较为合适的。邢彬彬等[19]则认为盘锦海域主捕葛氏长臂虾网囊网目尺寸应不小于32.48 mm,捕捞脊尾白虾Exopalaemoncarinicauda可适当减小网目。从查阅文献来看,对单船桁杆拖网渔具选择性明显不足,且虾类资源是动态变化的,因此需进一步探讨不同虾类渔具选择性特征,从而为单船桁杆拖网渔业管理提供参考。

为进一步深入探讨东海区单船桁杆拖网渔具选择性特征,本研究分别选取主捕哈氏仿对虾和大管鞭虾时期,开展了系列网囊网目尺寸选择性试验,以期为合理制定东海区单船桁杆拖网最小网目以及科学管理单船桁杆拖网渔具提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间与海域

试验共进行两次,第一次试验时间为2018年12月13日至12月17日,试验海域为30.10～30.32 N,124.60～124.88 E,水深58.8～66.1 m,试验时间共计5 d;第二次试验时间为2019年3月27日至4月2日,试验海域为31.31～32.13N,126.63～126.97 E,水深99.3～106.0 m,试验时间共计7 d(图1)。

1.2 试验渔船与渔具

试验渔船主机功率262 kW、船长34.65 m、型宽6.00 m、型深3.10 m。试验渔具为浙江海域实际生产的单船桁杆拖网,网具主尺度为网口网衣拉直周长×网衣纵向拉直总长(桁杆总长)82.2 m×17.06 m(40 m),10个囊袋。第一次试验设计3种不同网目尺寸网囊,网目尺寸分别为25 mm、28 mm和38 mm。结合虾类种类及资源状况不同,第二次试验设计4种不同网目尺寸网囊,网目尺寸分别为22 mm、25 mm、28 mm和38 mm。套网网目尺寸为16 mm,为减少覆盖效应,其纵向拉直长度6 m,为网囊长度的1.2倍[20]。网囊和套网材料均为42texPE 5×3。

1.3 试验方法

本试验采用套网试验法,即在网囊外安装上较小网目的套网,用以收集从网囊中逃逸出的渔获物[20-22]。海上选择性试验开始前,为方便取样分析,将各规格网目尺寸网囊依次更换在桁杆中部相邻网囊处。各规格网目尺寸网囊均进行了5个网次的海上选择性试验。每网次拖曳时间为4.5～6.5 h,拖速为2.1～2.9 kn,平均拖速为2.3 kn。每次起网结束后,按照网囊网目尺寸大小依次将网囊和套网渔获物分开,待分开结束后,依次对网囊和套网中渔获物进行随机取样(取样质量在10 kg左右,不足10 kg全取),冰鲜带回实验室进行生物学测定。测定内容包括渔获物种类组成,主捕渔获物哈氏仿对虾和大管鞭虾体长(mm)和体质量(g)等生物学测定参数。其中,虾类体长测定为眼窝后缘至尾节末端的长度[14-15]。

2 数据处理

2.1 选择性曲线

网囊网目选择性分析采用Logistic曲线方程作为单船桁杆拖网渔具选择性模型[20],其公式为:

(1)

式中:Sl为选择率;l为体长组的特征体长(mm);a、b为选择性参数。

Logistic曲线主要选择性指标为:

(2)

式中:L25、L50、L75分别表示选择率为25%、50%、75%所对应的体长(mm);SR为选择范围(mm);SF为选择系数;m为网目尺寸(mm)。

2.2 参数估算方法

套网法试验各网囊网目选择性参数a、b使用极大似然法进行估算求得,对数似然函数为:

l(θ)=ln(L)=∑i{nni×ln(r)+nci×ln (1-r)}

(3)

式中:nni为未逃逸的i体长组的尾数;nci为逃逸的i体长组的尾数;r为不同体长组网囊的选择率。选择性分析采用MS-Excel的“规划求解”方法来实现[20]。

3 结果与分析

3.1 渔获组成

12月份选择性试验共捕获渔获物种类20种,其中甲壳类11种,鱼类9种。图2可知,以总质量和尾数计,哈式仿对虾分别占比64.57%和74.89%,为主要捕捞对象。

图2 12月份渔获物种类组成Fig.2 Species composition of catch in December

图3可知,试验捕获哈式仿对虾体长范围为35～100 mm,平均体长66 mm,优势体长50～85 mm(占94.87%)。

图3 哈氏仿对虾体长分布Fig.3 Body length distribution of Parapenaeopsis hardwickii

3—4月份选择性试验共捕获渔获物种类20种,其中甲壳类10种,头足类2种,鱼类8种。图4可知,以重量和尾数计,大管鞭虾分别占比45.59%和58.45%,为主要捕捞对象。图5可知,试验捕获大管鞭虾体长范围为30～140 mm,平均体长60 mm,优势体长40～90 mm(占95.28%)。

图4 3-4月份渔获物种类组成Fig.4 Species composition of catch in March to April

图5 渔获物种类组成及大管鞭虾体长分布Fig.5 Species composition of catch and body length distribution of Solenocera melantho

3.2 不同网目尺寸网囊哈式仿对虾和大管鞭虾体长分布

图6可知,网目尺寸为25 mm的套网中哈式仿对虾平均体长60 mm,优势体长50～60 mm,占比69.2%;网囊中哈式仿对虾平均体长71 mm,优势体长55～80 mm,占比29.0%。网目尺寸为28 mm的套网中哈式仿对虾平均体长58 mm,优势体长50～60 mm,占比68.9%;网囊中哈式仿对虾平均体长72 mm,优势体长55～85 mm,占比94.7%。网目尺寸为38 mm的套网中哈式仿对虾平均体长63 mm,优势体长50～70 mm,占比91.9%;网囊中哈式仿对虾平均体长74 mm,优势体长60～85 mm,占比89.1%。

图6 不同网目尺寸网囊哈式仿对虾体长分布Fig.6 Distribution of body length of Parapenaeopsis hardwickii of different codends and covered nets

图7可知,网目尺寸为22 mm的套网中大管鞭虾平均体长52 mm,优势体长40～60 mm,占比83.5%;网囊中大管鞭虾平均体长64 mm,优势体长40～80 mm,占比85.9%。网目尺寸为25 mm的套网中大管鞭虾平均体长53 mm,优势体长40～60 mm,占比91.0%;网囊中大管鞭虾平均体长73 mm,优势体长50～85 mm,占比82.1%。网目尺寸为28 mm的套网中大管鞭虾平均体长59 mm,优势体长45～70 mm,占比89.6%;网囊中大管鞭虾平均体长73 mm,优势体长50～90 mm,占比82.0%。网目尺寸为38 mm的套网中大管鞭虾平均体长60 mm,优势体长45～85 mm,占比92.6%;网囊中大管鞭虾平均体长74 mm,优势体长45～90 mm,占比85.8%。

图7 不同网目尺寸网囊大管鞭虾体长分布Fig.7 Distribution of body length of Solenocera melantho of different codends and covered nets

3.3 哈式仿对虾和大管鞭虾选择性参数与主要选择性指标

表1为主要渔获种类哈氏仿对虾和大管鞭虾选择性参数与主要选择性指标。不同网囊网目尺寸哈式仿对虾和大管鞭虾的L50值随着网囊网目尺寸(25～38 mm,22～38 mm)的增加,其值逐渐增大,说明增大网囊网目尺寸对于释放哈式仿对虾和大管鞭虾具有显著效果。

表1 不同网囊网目尺寸哈式仿对虾的选择性参数Tab.1 The selective parameters of Parapenaeopsis hardwickii and Solenocera melantho with different mesh size of codends

3.4 不同网目尺寸网囊对哈式仿对虾和大管鞭虾的选择性曲线

根据Logistic选择性模型,不同网目尺寸网囊对哈氏仿对虾和大管鞭虾的选择性曲线分别如图8和图9所示。

图8 不同网目尺寸网囊对哈式仿对虾的选择性曲线Fig.8 Logistic selectivity curves of Parapenaeopsis hardwickii with different mesh size of codends

图9 不同网目尺寸网囊对大管鞭虾的选择性曲线Fig.9 Logistic selectivity curves of Solenocera melantho with different mesh size of codends

随着网囊网目尺寸增加(25～38 mm,22～38 mm),哈氏仿对虾和大管鞭虾选择性曲线均依次向右移动,曲线拟合效果较好。不同网目尺寸网囊两种虾类选择性曲线均出现交叉现象,这与虾类体形特征密不可分。

3.5 网囊网目尺寸与L50的关系

将表1中不同网囊网目尺寸与哈式仿对虾和大管鞭虾50%选择体长分别进行线性拟合(图10),求得哈式仿对虾和大管鞭虾网囊网目尺寸(m)与50%选择体长(L50)的关系式分别为:

图10 不同网目尺寸网囊与L50的关系Fig.10 The relationship between different mesh size of codends and L50

哈式仿对虾:

L50=1.023m+29.331 (R2=0.995)

(4)

大管鞭虾:

L50=1.134m+34.280(R2=0.724)

(5)

3.6 不同网目尺寸网囊哈式仿对虾和大管鞭虾尾数及重量逃逸率

不同网目尺寸网囊哈氏仿对虾和大管鞭虾尾数及重量逃逸率如表2所示。

表2 不同网目尺寸网囊哈式仿对虾和大管鞭虾尾数及重量逃逸率Tab.2 Number and weight escape rate of Parapenaeopsis hardwickii and Solenocera melantho with different mesh size of codends

随着网囊网目尺寸的增加(25～38 mm,22～38 mm),哈氏仿对虾和大管鞭虾尾数和重量逃逸率均呈现增大的趋势。网囊网目尺寸低于28 mm时,哈氏仿对虾逃逸率均低于20%,逃逸不明显;反观大管鞭虾逃逸率,网目尺寸对其影响较大。总体而言,相同网囊网目尺寸条件下,大管鞭虾尾数及重量逃逸率均显著高于哈氏仿对虾。

4 讨论

4.1 两种虾类选择性差异分析

虾类网囊网目尺寸的确定不仅与虾类体形大小有关,也与其体形特征密不可分。在实际桁杆拖网虾类逃逸时,虾类的曲体短径与网囊网目存在着一定相关关系,季星辉等[23]研究显示哈氏仿对虾曲体短径(26.84±2.77 mm)均大于葛氏长臂虾(23.24±2.41 mm)和脊腹褐虾(14.80±1.60 mm),这也是致使哈氏仿对虾的网囊网目大于葛氏长臂虾和脊腹褐虾的主要原因[14-19]。李云明等[24]研究认为将哈氏仿对虾开捕体长增至70 mm,将有利于增加产量和产值,结合目前国际上类似于哈氏仿对虾、中华管鞭虾Solenoceracrassicornis等商品虾规格均大于70 mm,鉴于大管鞭虾与中华管鞭虾同属管鞭虾类,体形类似。因此将70 mm作为哈氏仿对虾和大管鞭虾的开捕体长,对于保护两种虾类群体具有重要的促进作用。根据(4)、(5)式,对哈氏仿对虾和大管鞭虾的网囊最小网目尺寸分别为39.75 mm和31.50 mm。虽然哈氏仿对虾和中华管鞭虾均属于中型虾类,但哈氏仿对虾壳体较大管鞭虾硬,通过网囊网目的概率小于大管鞭虾,因此主捕哈氏仿对虾的最小网囊网目要大于大管鞭虾的最小网囊网目。另外,从选择性曲线来看,不同网囊网目大管鞭虾交叉现象多于哈氏仿对虾,这与壳体的软硬程度也密切相关。本次试验捕捞的虾类群体,哈氏仿对虾幼虾(体长<70 mm)占比57.56%小于大管鞭虾的70.73%,主要是因为捕捞季节不同,春季捕捞的大管鞭虾均属于体长为40～80 mm的越冬群体[25],幼虾较多。这也致使在不同网囊网目下,大管鞭虾无论在重量和尾数逃逸率方面均高于哈氏仿对虾的重要原因。

4.2 不同选择性研究结果对比

综合分析不同学者对哈氏仿对虾网囊网目选择性试验结果,绘制了综合研究结果图11。

从图11选择性对比分析结果来看,本研究结果要低于孙满昌和王玉明[14]以及孙满昌等[15]的研究结果,但高于陈晓雪等[18]的研究结果。考虑其原因,主要因素是由于捕捞海域哈氏仿对虾的体长组成所引起的。另外一个因素是陈晓雪等[18]试验在9月份开展,为拖虾网开捕后一段时间,其他渔获物较多,致使阻塞效应增加,研究结果偏低[26]。不同学者对大管鞭虾网囊网目选择性结果对比如图12所示。

图11 不目选择性结果对比Fig.10 Comparison of the results of different scholars on the mesh selection of Parapenaeopsis hardwickii

图12 不同学者对大管鞭虾网囊网目选择性结果对比Fig.11 Comparison of the results of different scholars on the mesh selection of Solenocera melantho

综合各研究学者结果,以体长70 mm作为哈氏仿对虾的开捕体长,单船桁杆拖网的网囊最小网目尺寸为37.29 mm。相比于哈氏仿对虾,对于大管鞭虾的研究结果较少,但因其与中华管鞭虾同属管鞭虾类且体形类似,可作对比分析。图12可知,当以70 mm作为大管鞭虾的开捕体长时,单船桁杆拖网的网囊最小网目尺寸为30.50 mm。建议以两种虾类为主的捕捞时期,单船桁杆拖网最小网囊网目应设定为30～40 mm,可有效释放70 mm以下的幼虾,科学保护虾类资源。

4.3 桁杆拖虾渔业发展展望

单船桁杆拖网渔业作为东海区重要的作业方式之一,其在捕捞虾类的同时,也兼捕大量其他经济鱼种,虾类仅占渔获物总重的1/3左右[8,27],因此副渔获物选择性问题将是今后单船桁杆拖虾网选择性研究的一个重要研究方向[28-32]。东海区虾类品种繁多,根据其生活习性,一年中又分为6个拖虾汛期[33-35]。不同虾类体型特征存在一定的不同,鉴于此,在制定单船桁杆拖网囊网目尺寸时,需结合不同种类虾类最小开捕体长综合制定其最小网囊网目尺寸。随着东海区渔业资源的不断变动,及时加强虾类资源调查与网目尺寸调整研究势在必行。

5 结论

为释放体长小于70 mm的小虾,建议单船桁杆拖网在主捕哈氏仿对虾期间,网囊网目尺寸应不小于39.75 mm;主捕大管鞭虾期间,网囊网目尺寸应不小于31.50 mm。捕捞海域虾类的体长组成对选择性研究结果有一定影响,说明不同海域不同季节的虾类网囊网目选择性研究是十分必要的,对于合理制定网囊网目至关重要。在制定单船桁杆拖网囊网目尺寸时,需结合不同种类虾类最小开捕体长综合制定其最小网囊网目尺寸,以确保东海区渔业资源的可持续发展。