大水面可调控捕捞装置设计与效果验证

陈晓龙，车 轩，刘兴国，朱 浩，田昌凤，李新丰

(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海，200092)

大水面渔业是中国内陆渔业的重要组成部分，在水域生态文明建设、保障优质水产品供应、推动产业融合、乡村振兴等方面具有不可替代的作用[1-2]。目前，大水面渔业捕捞使用的渔具主要有围网、刺网、张网等[3-5]。围网、刺网是捕捞集群性的中上层鱼类，对捕捞对象的体长和体质量有较强的选择性，无法捕捞底层性鱼虾等[6-7]。张网通常需要固定设置在水流较急的水域，对各类鱼虾的大小规格没有选择性，往往对水生生物资源损害较大[8-10]。出于渔业资源调查与适时捕捞的需要，大水面捕捞现主要采取传统捕捞网具如刺网、张网等进行作业[11-15]，这在强调水域生态修复、恢复渔业资源和种群结构的情势下，无法满足大水面可调控捕捞的需要[16-20]。

国内外淡水渔业捕捞方式主要集中在小型水体中[21-24]。江涛等[25]通过在池塘两岸设置钢丝绳，利用液压绞车及拖引装置来实现连续拖网的方法，开发了一套池塘机械拖网捕鱼系统，该系统大大降低了作业人数，提高工作效率。罗罡[26]通过对传统的池塘大拉网的装置进行沉子纲上装配防钻沉子、大拉网两端增加活动角网及网片结构的改进使得劳动强度减少40%、拉网时间缩短40%和鱼的边角溜逃网率降低80%。凌武海等[27]设计了一种用于池塘的底层鱼捕捞网具，该网具主要由一只一面开口的盛鱼网箱和一张赶鱼连网构成，结构较为简单，与传统捕捞网具相比，降低劳动力50%，头网捕捞率达85%、三网捕捞率可达95%以上。陈道广等[28]利用鱼及飞虫蛾类的趋光性，诱鱼进入预先设置好的网内，然后借用滑轮快速向水面上方提起网具，取得良好经济效果。Sharma等[29]针对矩形的养殖池塘开发了一套机械化捕捞系统，该系统主要包括安装在池塘两侧的轨道、网具以及控制系统，作业时通过抬升网具来捕捞鱼类，最后再通过人工搬运到岸边。而少数研制的大水体捕捞装置却存在无法筛选鱼体大小的问题。

本研究分析了大水面鱼类捕捞的要求，设计了一套应用于大水面的可调控捕捞装置，并与传统捕捞方式进行对比试验，为大水面可调控捕捞装置的研究提供参考。

1 可调控捕捞装置设计

可调控捕捞装置由捕捞网具和捕捞平台两部分组成(图1)。捕捞网具主要由小网孔的拦河网制作而成，底部由套裹小石砾的网沉底紧贴底泥，使拖网的底部与底泥紧密接触，防止鱼虾从网下逃走。外侧的拦河网上端用浮子系住漂浮固定，内侧的拦河网主要用竹竿固定以方便提网捞鱼，最后按照椭圆形状多层排布在大型湖泊或水库中。为保持稳定，在需要固定的拦河网周围再用钢管或木桩进行拉紧。

拦河网的进口一侧设有袖笼，袖笼呈漏斗形，大端朝外，小端朝内。根据鱼顺网游动的习性，此结构可防止鱼群进入后脱逃。而最外侧的拦河网呈锥口，长度可延至湖泊岸边或鱼类主要聚集区，从而形成迷魂阵式。而拦河网通常使用聚乙烯或尼龙并配有浮漂、吊锤，末端还附有一个小型网兜，用于收集捕获的鱼类。而所使用的拦河网的尺寸要根据用于作业的湖泊大小、水的深浅而定，一般高度为2.5～9 m。所选择的网目应根据市场产品规格和所捕鱼大小来定，适用的网目规格一般为2～10 cm[30]。

捕捞平台主要由浮筒、钢管拼接而成，四周可用钢管插入底部进行固定。捕捞或采样时可在平台上随时查看网兜内存鱼量，可随时提网捞鱼，也可在平台上进行鱼类分类筛选。

2 捕捞装置基本参数设定及安装条件

一般在133～200 hm2湖泊中，外层拦河网围成1 500 m2的椭圆形，中层拦河网围成500 m2的椭圆，内层网兜为装鱼结构，可围成100 m2的鱼兜。两侧延伸的拦鱼网根据湖泊形状设置，一般延伸至水浅区域，可根据湖泊或水库面积和形状对捕捞装置的布置进行调整。

可调控捕捞装置的安装的方法直接影响鱼类捕捞量。首先，需要选择地势平坦，水流缓慢的地方布置，容易固定而且牢固，不易受水流冲倒的影响。鱼类多喜游泳在水草多，水质清混适中的地方，因此可选择这种地方进行下网布置，同时要避免有污水流经的地方，污水地方不藏鱼，水太清则鱼容易受到惊吓，不易捕鱼。其次，布置时各网间要布置合理，从大到小，避免混乱布置。各进鱼口大小适中，要使鱼群可以进到内网中，又避免内网的鱼群逃脱。捕捞平台安装需合理，太大时成本高，太小捕捞作业困难，容易造成倾覆。因此选择1.5 m左右宽度作为捕捞平台较适宜。最后，需要常年对捕捞平台进行检修维护，避免网具破损，造成捕不到鱼类。在装置不使用时，需要关闭进鱼口，打开放鱼口。

3 可调控捕捞装置的捕捞原理

可调控捕捞装置主要安装于大型湖泊或水库鱼群密集区域，开口方向主要由水流方向确定，开口一般背对来水方向，如图2所示。根据鱼的逆流特性，当有水流时，鱼体会逆流而上，鱼群碰到网具时沿侧面进入第1层网内，进入后继续前游，网路内越来越狭窄，进而进入第2层及第3层网内，最后只有1个鱼兜入口，鱼一旦游进去，就无法逃脱。鱼群游过每一个小出口时，不能返回，只能前游。当进入最后一层网时，鱼将只能生活在该网层内，由于其空间较大，鱼群基本不会造成死亡。且最后一层网孔可制作成不同规格，当需要大鱼时，网孔可仅小于需要捕捞最小鱼体的尺寸，而其他小型鱼可自由活动，对其基本无影响。而且对捕获的鱼体没有任何损伤。当捕获量较大时，可打开鱼兜出口，放回部分鱼群，不会对鱼体造成影响。

图2 安装位置示意图Fig.2 Schematic diagram of installation position

4 装置制作与效果验证

4.1 试验地点及方法

2020年4月对可调控捕捞装置进行制作，其外形尺寸根据基本参数确定，外层网围成1 500 m2，两侧拦鱼网长度各200 m。再根据流速仪和多波束地形测绘仪的测绘结果，根据水流及地形将可调控捕捞装置安装于白洋淀-鲥鯸淀133 hm2内，如图3所示。

图3 现场安装示意图Fig.3 Site installation diagram

2020—2021年度在鲥鯸淀133 hm2内选择2个点位对可调控捕捞装置(实验区)与“地笼+刺网”(对照区)分别进行捕捞试验，其中2020年夏季对可调控捕捞装置获取大规格鱼类的效果进行评估，2021年度夏季对可调控捕捞装置获取小规格鱼类的效果进行评估。根据可调控捕捞大规格以上鱼类(10 cm以上)和包含小规格鱼类(1 cm以上)的原则，可调控捕捞装置内网兜采用1 cm和10 cm两种网目分别进行捕捞。传统网具使用的是刺网，采用网长125 m，网高1.5 m，为了科学对比，刺网的网目尺寸同为1 cm和10 cm两种；地笼规格为每条长10 m，高40 cm，宽40 cm，网目亦为1 cm和10 cm。由于可调控捕捞装置的拦鱼网总长为400 m，同时根据网具长度相同原则，在鲥鯸淀内放置3条刺网(共长度375 m)和2条地笼(共长度20 m)。对比试验时每次放网12 h，在下午18∶00 左右放网，次日清晨6∶00左右收网。

捕获的鱼类全部分类(鉴定至种)计数，并且使用电子游标卡尺(精度0.01 mm)和体秤(精度0.01g)测量鱼类的全长(由吻端到尾鳍末端的水平距离)、体长(由吻端到最后一枚尾椎的水平距离)、体质量三个生物学体征指标，在不足20尾的鱼种需全部测量，大于20尾的鱼种随机选取测量20尾之后剩余鱼类计总数和总质量。

4.2 大规格鱼类捕捞装置评估

由于两种装置都只采用10 cm大网孔结构，因此捕获的鱼类都为大规格鱼类(10 cm以上)。如图4所示。通过试验对比发现，10 cm可调控捕捞装置共计捕获393尾，总质量33 110.43 g，隶属于2目3科8种，平均全长为149.00±89.71 mm，平均体长为118.82±71.82 mm，平均质量为84.25±698.85 g；对照区共计捕获133尾，总质量8 625.05 g，隶属于4目5科13种，平均全长为123.19±45.37 mm，平均体长为100.00±0.08 mm，平均体质量为64.85±37.89 g。两处对比分析，10 cm可调控捕捞装置内除种类数比对照区较低，其余指标皆比对照区要高，并且单因素方差分析平均全长(F=26.19,P<0.01)、平均体长(F=20.136,P<0.01)和平均体质量(F=9.332,P=0.002<0.01)均存在极其显著性差异。而试验区内的鱼类存活率约为88%，而对照区存活率仅为25%，可调控捕捞装置的鱼类存活率明显高于“刺网+地笼”。

图4 大规格鱼类捕捞时对照区和试验区(图中称围网区)鱼类平均体征Fig.4 Average physical signs of fish in control area and test area(called fence area in the figure)during large-size fish fishing

4.3 小规格鱼类捕捞装置评估

由于两种装置都只采用1 cm网孔结构，因此能捕捞大部分鱼类。如图5所示。

图5 小规格捕捞时对照区和试验区内各鱼类总数量(上)及总质量(下)对比Fig.5 Comparison of total quantity(above)and total weight(below) of fishes in the control area and the test area during unlimited fishing

通过试验对比发现1 cm鱼类捕捞装置共计捕获1 285尾，总质量17 393.73 g，隶属于4目7科16种，对照区共计捕获957尾，总质量13 391.41 g，隶属于3目3科11种。而试验区比对照区要多的种类数有12种，占全部种类数(两处全部鱼类种类数为17种)的70.59%；同时，根据调查同样发现，试验区内的鱼类存活率为85%，明显高于对照区的20%，试验区鱼类存活率明显高于对照区。

4.4 试验效果分析

可调控捕捞装置通过与传统“刺网+地笼”捕捞方式试验对比表明：当需要大规格鱼类(10 cm以上)捕捞时，可调控捕捞装置单次捕捞鱼质量是“刺网+地笼”的1.30倍(P=0.002<0.01)，捕捞数量是其2.95倍，鱼类存活率是其3.5倍；当需要小规格鱼类捕捞时，可调控捕捞装置中的鱼类数量、质量、种类明显大于“刺网+地笼”，存活率提升4倍以上。

5 结论

本可调控捕捞装置基本无淡旺季之分，此外，除冬季结冰不能捕捞以及检修工具外，全年作业周期300 d左右，比一般的捕捞方法时间更久。在装置入口设置独特的袖笼结构，通过袖口张合的大小及网孔的规格等结构，可有效实现起捕、分类的功能。由于末端空间较大，鱼类在原水位生存，操作时仅需要1人起网，捕捞效率高，鱼体损伤较低。该网具具有制造简单、成本低、材料来源广等优点，可以使用拦网、秸秆、竹编等材料，经济实用，维修简单，可随时起捕，具有广泛的应用推广前景。同时，具有产量高、收入大、省劳力等优点。该平台还可以根据需要的鱼类大小进行筛选，只捕捞一定规格的鱼类，从而保证了鱼群的生态结构和数量。

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