坛子网方形网目逃逸窗选择性研究*

2018-07-30黄六一高慧良许庆昌刘长东唐衍力

中国海洋大学学报（自然科学版） 2018年9期

黄六一, 陈燕, 高慧良,2, 许庆昌, 程晖, 刘长东, 唐衍力**

(1.中国海洋大学水产学院，山东青岛 266003；2.黄骅市人大常委会，河北沧州 061100)

近30年来，张网渔具以其作业渔场范围广、成本低、经济效益高等特点，逐渐成为我国黄海、东海近海主要渔具作业方式之一[1-2]。坛子网属于双桩竖杆张网，是山东、辽宁近岸海域应用较多的网具之一，其结构简单、操作方便、成本低，所以广泛应用于群众渔业[3]。由于坛子网网囊网目尺寸较小(17～20 mm)，在其渔获物组成中，幼鱼、幼虾占有相当大的比重[3-4]，兼捕问题严重，因此其对近海渔业资源造成了严重的影响[5-7]。

改善网具对捕捞对象尺寸的选择性、实现渔业的选择性捕捞是减轻渔业兼捕和丢弃问题、保护渔业资源的主要手段之一[8-9]，许多学者对张网选择性进行了大量的研究。彭永章等通过在网囊前端安装兼捕减少装置，能够有效减少霞水母的兼捕[10]；张健等通过套网法开展了单桩张网和桁杆张网不同网目尺寸的菱形、方形网目网囊尺寸选择性研究[1, 11]；沈公铭通过在坛子网内部装设分离网片，研究了鱼虾分离装置，该装置可有效减少副渔获物[3]；黄六一等研究了坛子网网囊网目选择性，并获得主要经济物种的选择性曲线和ABC曲线[4]。近年来，越来越多的研究证实方形网目网囊不会因为网囊受力而网目闭合，方形网目网囊可有效改善网具的选择性，并作为一种减少幼鱼兼捕的技术手段广泛应用于张网和拖网网囊[12-15]。

目前针对张网选择性的研究主要涉及张网网口结构[16]、网目形状[11]及网目尺寸[4]等方面，而关于张网逃逸窗选择性的研究鲜见报道。逃逸窗作为兼捕减少装置，对于释放幼鱼及非目标鱼种具有很好的效果，已在拖网渔业中使用[17]。由于张网作业依靠水流迫使捕捞对象进入网中，其渔获中幼鱼、幼虾所占比重较大，因此在该类渔具设置逃逸装置有利于释放幼鱼、幼虾及非目标鱼种。本文通过在坛子网网囊前部添加方形网目逃逸窗装置，并用套网收集逃逸渔获，通过多个航次的海上生产试验，根据网囊和套网渔获组成情况分析逃逸窗装置的选择效果，以期提高坛子网渔具的选择性，为下一步使用方形网目逃逸窗装置释放张网主要经济渔获种类的幼鱼提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 时间与站位

试验时间为2015年10月30日～11月13日，为期15天。作业站位为海州湾渔场35°08.438′N，119°29.531′E附近海域，如1图中点B所示[4]。海州湾渔场为黄海区主要渔场之一，水温适中，适宜鱼虾繁殖。作业海域潮流为正规半日潮，坛子网作业在该海域近海分布广泛，作业水深为12～20 m。

1.2 试验渔船与渔具

试验渔船为鲁岚渔67161，木质渔船，主机功率38 kW，船长13 m，渔具数量12顶。实验渔具坛子网主尺度为53.9 m × 41.3 m，网囊网目尺寸为17 mm。

(N表示网衣纵向网目数，L表示纵向网目拉直长度，MAT表示材料，PE表示聚乙烯，tex表示网线线密度，2a表示网目长度。Nrepresents the vertical mesh number,Lrepresents the straightened length of vertical mesh, MAT represents material, PE represents polyethylene, tex represents line density and 2arepresents mesh size.)
图2 试验坛子网网具展开图
Fig.2 The netting drawing of TanZi net

1.3 方形网目逃逸窗网目和套网规格

方形网目逃逸窗和套网尺寸和规格见表1，其中套网网目尺寸与网囊网目尺寸相同。

表1 方形网目逃逸窗和套网尺寸和规格Table 1 Size and specifications of square mesh escape window and covered net

Note:①Names;②Square mesh size；③Longitudinal mesh amount；④Transversal mesh amount；⑤ Escape window；⑥Cover net

1.4 方形网目逃逸窗装置设计和安装

如图3所示，方形网目逃逸窗框架为焊接的铁质钢架(长80 cm×宽60 cm)；安装在网囊背面和腹面，网囊外部安装套网，用于收集从逃逸窗内逃出的渔获物。方形网目逃逸窗实际装配图如图4所示。

图3 方形网目分离装置示意图Fig.3 Schematic diagram of square mesh separation device

1.5 试验方法

试验采用套网法，即在试验网囊外安装套网。为降低套网法本身的覆盖效应[18]，套网内侧安装2个直径25 mm的PPR管制作的圆环。圆环直径为0.835 m，两圆环之间的距离约为4.5 m。每网次作业时间约为24 h。每天将每网次不同网囊以及相应套网的渔获物分开单独放置，上岸后称重，随机取样，取样依据《海洋调查规范》(GB/T 12763.6─2007)第6部分《海洋生物调查》进行[19]，取样当天对渔获物进行种类鉴定及测量，统计不同种类尾数、体重及体长。试验过程中，4种尺寸方形网目逃逸窗选择性试验同时进行，每种网目尺寸总网次数为15次，其中有效网次均为14次。

图4 方形网目逃逸窗装配图Fig.4 Assembly diagram of the square mesh escape window

1.6 分析方法

1.6.1 相对重要性指数分析相对重要性指数(Index of relative importance)IRI常被用来研究群落优势种的成分，其公式如下：

IRI=(N+W)F。

(1)

式中：N为某个种类的尾数在总渔获尾数中所占的百分比；W为某个种类的重量在总渔获量中所占的百分比；F为某个种类在样品中出现的频率。其中，IRI>1 000为优势种[19]。

1.6.2 CPUE标准化张网渔获取样频率为1 d，取样站位捕捞时长均为24 h，将标准网具网口迎流面积设为100 m2。根据标准化方法，单位捕捞努力量渔获量(CPUE)计算公式如下：

(2)

式中：W为取样站位当天总渔获量，100为标准网具网口迎流面积，n为取样站位放网数量，A为取样站位所用网具的实际网口迎流面积，CPUE单位为千克每网每天(kg·net-1·d-1)[20-21]。

1.6.3 Logistic 模型假设网囊网目没有尺寸选择性，且在方形网目窗口外设置一小网目的套网以捕获所有从方形网目窗口逃逸的目标种类渔获。假设进入网具的具有相同生物特征的鱼之间的行为相互独立，那么这些鱼被捕获的联合分布属于二项分布，因此方形网目逃逸窗鱼类的逃逸率可以用logistics模型来拟合[22-23]。

式中：l表示体长组的特征体长，Sl表示网目对体长组l的选择率；a，b表示选择性参数。

(4)

式中：L50为50%选择体长；SR为选择范围；SF为选择系数；m为网目尺寸。

使用极大似然法估算套网试验各网目选择性曲线参数a、b。

2 结果

2.1 渔获物组成及优势种

本次试验获得渔获物64种:其中鱼类36种，共属9目；虾类12种，共属2目；蟹类7种，共属1目；头足类5种，共属2目；其他4种紫贻贝(Mytilusedulis)、蓝无壳侧鳃海牛(Pleurbranchaeanovaezealandiae，Cheeseman)、多棘海盘车(Asteriasamurensis)、日本刺沙蚕(Neanthesjaponica)，共属4目。渔获物中经济型(指有经济价值如食用、加工等)种类21种；非经济型(多做饲料)种类43种。其种数比例如图5所示，重量比例如图6所示。

图5 渔获物组成比例Fig.5 Proportion of catches

图6 经济型与非经济型渔获物种数比例Fig.6 Proportion of economic and non economic catches

经相对重要性指数分析显示，秋季渔期优势种(IRI>1 000)为尖海龙(Syngnathusacus，Linnaeus)、小黄鱼(Larimichthyspolyactis)、六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthyshexanema)、鹰爪虾(Trachypenaeuscurvirostris)、双斑蟳。

2.2 主要经济渔获物小黄鱼体长分布

不同方形网目逃逸窗网囊和套网的小黄鱼体长分布情况如图7所示。网目尺寸为35 mm 时，网囊和套网中小黄鱼的优势体长分别为100～140 mm 和81～100 mm；网目尺寸为40 mm 时，网囊和套网中小黄鱼的优势体长分别为100～140 mm 和91～110 mm；网目尺寸为45 mm时，网囊和套网中小黄鱼的优势体长分别为100～150 mm 和100～130 mm；网目尺寸为50 mm时，网囊和套网中小黄鱼的优势体长分别为110～140 mm 和100～130 mm。随着逃逸窗方形网目尺寸的增加，套网内小黄鱼的优势体长也逐渐增加。

图7 35 mm、40 mm、45 mm、50 mm方形网目逃逸窗网囊和套网的小黄鱼体长组分布Fig.7 Distribution of body length of Larimichthys polyactis of 35 mm、40 mm、45 mm、50 mm Square mesh window cod-end and covered net

2.3 主要经济渔获物鹰爪虾体长分布

不同方形网目逃逸窗网囊和套网的鹰爪虾体长分布情况如图8所示。网目尺寸为35 mm 时，网囊和套网中鹰爪虾的优势体长分别为45～84 mm 和49～64 mm；网目尺寸为40 mm 时，网囊和套网中鹰爪虾的优势体长分别为45～84 mm 和49～69 mm；网目尺寸为45 mm时，网囊和套网中鹰爪虾的优势体长分别为45～84 mm 和49～74 mm；网目尺寸为50 mm时，网囊和套网中鹰爪虾的优势体长分别为59～84 mm 和54～79 mm。随着逃逸窗方形网目尺寸的增加，套网内鹰爪虾的优势体长也逐渐增加。

图8 35、40、45和50 mm方形网目逃逸窗网囊和套网的鹰爪虾体长组分布Fig.8 Distribution of body length of Trachypenaeus curvirostris of 35、40、45 and 50 mm Square mesh window cod-end and covered net

2.4 方形网目逃逸窗对主要经济渔获物的选择指标

表3为此次试验的2种主要经济渔获物小黄鱼、鹰爪虾体长的选择性指标。由表3知，随着网目尺寸增大，小黄鱼、鹰爪虾的L50逐渐增大。逃逸窗网目尺寸为35、40、45和50 mm时，小黄鱼50%选择体长(L50)分别为9.27、12.54、13.46和15.94 cm；而鹰爪虾的L50则分别为5.31、6.35、7.73和8.66 cm。

小黄鱼、鹰爪虾的选择性曲线如图9和10所示。选择性指标的尖锐度往往由曲线的倾斜程度体现[24]，由图9可知，逃逸窗网目为40和45 mm时小黄鱼选择性曲线之间倾斜程度较陡且右移距离较窄，表明40和45 mm方形网目逃逸窗对小黄鱼选择性差异较小。而图10所示鹰爪虾的4种方形网目尺寸逃逸窗选择性曲线倾斜程度较为平坦且右移程度较为均匀，表明4种方形网目逃逸窗选择性的区分效果较为明显。

小黄鱼及鹰爪虾50%选择体长与逃逸窗网目尺寸的关系如图11所示，其L50与逃逸窗网目尺寸(m)均成线性相关。对于小黄鱼，L50=4.186 m-49.88，R2=0.959 7；对于鹰爪虾，L50=2.286 m-27.03，R2=0.994 8。参照《渤海生物资源养护规定》小黄鱼的最小可捕体长为15 cm，鹰爪虾雌性第一次性成熟体长56 mm。经计算，针对小黄鱼逃逸窗网目尺寸m=47.7 mm，此时逃逸窗对体长为15 cm小黄鱼的选择率为50%；针对鹰爪虾逃逸窗网目尺寸m=36.3 mm，此时逃逸窗对体长为56 mm鹰爪虾的选择率为50%。

表3 方形网目逃逸窗对主要渔获物体长选择性指标Table 3 The selective parameters of main catches with different square mesh size of escape window

注：a和b表示选择性参数，L50表示50%选择体长，SR表示选择范围，SF表示选择系数。
Note:a,brepresent selectivity parameters,L50represents 50% of the selected length,SRrepresents select range andSFrepresents selective coefficient.

图9 不同逃逸窗网目尺寸小黄鱼的选择性曲线Fig.9 Selectivity curves of L.polyactis for escape windows in different mesh sizes

图10 不同逃逸窗网目尺寸鹰爪虾的选择性曲线Fig.10 Selectivity curves of T.curvirostris for escape windows in different mesh sizes

图11 50%选择体长L50与逃逸窗网目尺寸的关系图Fig.11 Relationship between L50 and square mesh size

3 讨论

通过多个试验发现，海州湾现阶段坛子网主要经济渔获物中口虾蛄体长80 mm以下占49%；小黄鱼优势体长为90～120 mm，六丝钝尾虾虎鱼优势体长为51～76 mm，日本蟳优势头胸甲长35～68 mm，其平均可捕率仅为29%。这些优势种渔获物大多未达到第一性成熟体长标准，幼体比例较高，说明海州湾渔业资源受到了严重的威胁。因此，为更好的保护渔业资源，减少幼鱼兼捕，此类网具的改进已势在必行。

本文通过在坛子网网囊前部添加方形网目逃逸窗装置，以减少幼鱼兼捕，提高网具选择性。试验结果表明，设置逃逸窗后，坛子网的选择性有了较大的提高，能够释放一定数量的幼鱼。随着逃逸窗网目尺寸的增加，套网内小黄鱼及鹰爪虾的优势体长也在增加，即小黄鱼、鹰爪虾的L50与逃逸窗网目尺寸程线性相关，研究结果与张网网囊网目选择性研究结果相近[25-26]。35和40 mm方形网目逃逸窗对鹰爪虾的50%选择体长分别为5.31和6.35 cm，稍小于网囊网目对鹰爪虾的L50体长(分别为5.90和7.40 mm[4])，可能是由于鹰爪虾的活动能力弱，在网囊前端主动逃逸能力弱引起的；35和40 mm方形网目逃逸窗对小黄鱼的50%选择体长为9.27和12.54 cm，稍大于35和40 mm网囊对小黄鱼的50%选择体长(分别为9.503和11.229 cm[4])；可能是由于小黄鱼活动能力强，在网囊前端主动逃逸里强引起的。参照《渤海生物资源养护规定》小黄鱼的最小可捕体长为15 cm，鹰爪虾雌性第一次性成熟体长56 mm，经理论推算，如果以小黄鱼为主捕对象，建议逃逸窗网目尺寸采用47.7 mm；如果以鹰爪虾为主捕对象，建议逃逸窗网目尺寸采用36.3 mm。

兼捕减少装置在结构上通常可以分为两大类，一是网片等构成的“软”装置，另一类则是以刚性栅栏等构成的“硬”装置[10]。本研究的方形网目逃逸窗属于“软”装置，装置的结构、网具渔获量及海况条件等均会影响该类装置的选择效果。本文将逃逸窗装置在网囊背面和腹面，虽然有较好的鱼类释放效果，但是会对鹰爪虾的产量造成一定的影响。且本研究使用了刚性框架作为支撑，在作业过程中会造成网囊本身各部位结构或缩结系数的变化，也会影响网具的选择性。为此，今后还需对该装置的结构(刚性逃逸窗)、安装位置(网囊两侧)以及逃逸窗装置的大小(占网囊的比例)等进一步试验探索，在保障逃逸窗装置释放性能的同时尽量减少目标渔获的损失。