丹江口水库(河南辖区)主捕渔具调查研究

2023-07-13董传举张晓詹世盈李学军1

河南师范大学学报（自然科学版） 2023年4期

董传举,张晓,詹世盈,李学军1,,4

(1.河南师范大学法学院;三农法律问题研究中心,河南新乡 453007;2.河南师范大学水产学院,河南新乡 453007;3.南召县农业农村局,河南南阳 474650;4.河南省丹江口水库水域生态系统野外科学观测研究站,河南南阳 474450)

丹江口水库属于长江流域汉江中上游,跨鄂豫两省,总面积846 km2.其作为南水北调中线工程唯一的水源地,有效改善了我国水资源北缺南丰、时空分布极不均衡的局面[1].丹江口水库具有丰富的鱼类资源,但近年研究发现,过度捕捞等现象导致丹江口水库鱼类物种丰富度逐年下降.1986年至1987年丹江口水库鱼类资源调查共采集到67种鱼类[2],而2018年至2019年的调查只采集到33种鱼类[3].鱼类是水域生态系统的重要组成,鱼类群落结构的降低不仅会导致鱼类资源的严重衰退,也会导致水体富营养化,影响水库渔业资源的可持续发展.

三重定置刺网结构简单、操作便捷,是丹江口水库(河南辖区)(以下简称“丹江口水库”)最常用的渔具之一.但是丹江口水库使用的三重定置刺网网目尺寸、网衣数量是否科学以其对水库鱼类资源有何影响的相关研究均尚未开展.因此,本文对丹江口水库主捕渔具(三重定置刺网)进行调查,结合其结构特征、装配技术、渔获物等数据进行综合研究[4],探索渔具对渔获物的影响,以期为有关部门禁渔政策的完善和法规制定提供依据.

1 材料与方法

1.1 调查地点

调查地点选择在河南省南阳市淅川县的丹江口水库,淅川县共有17个乡镇,考虑到区域之间的差异性,选择了香花镇、金河镇、上集镇、老城镇、仓房镇、马镫镇6个乡镇设置为采样点(附表Ⅰ),2021-2022年对渔具的使用情况进行调查研究.

1.2 渔具调研

丹江口水库渔民使用的捕捞工具是由2片网目尺寸50 cm的外网衣夹1层网目尺寸8 cm的内网衣组成的刺网,利用浮子的浮力和沉子的重力将网衣展开,定置于库区某处水域,根据渔具结构特征、作业方式,推定该渔具为三重定置刺网(见图1).

1.2.1网衣

渔民所用网衣结构大多相似,均由缘网衣和主网衣构成(见图2).

缘网衣有两层,采用优质的绵纶胶丝材料,透明无色且网线细.网目呈方形,单个网目的长和宽均为25 cm.横向网目数为120目,纵向网目数为8目.主网衣夹在两层缘网衣中间,采用同样的胶丝材料和方形结构,同样网目长和宽均为5 cm.网横向目数为600目,纵向目数为40目.

1.2.2纲索与属具

纲索包括浮子纲、沉子纲、上叉纲3部分[5].浮子纲连接网衣和浮子,处于网衣上缘,采用聚乙烯的网线材料,直径0.15 cm.沉子纲连接网衣和沉子,处于网衣下缘,采用聚乙烯的网线材料,直径0.15 cm.上叉纲带网纲,网线材料绵纶胶丝,直径0.21 cm,长度6.9 cm.

属具包括浮子、沉子、固定杆、浮筒4部分.浮子附着于浮子纲,材料为硬质塑料,矩形,长5.5 cm,宽1.8 cm,高0.2 cm,质量3.7 g.沉子附着于沉子纲,材料铅质,矩形,长4.3 cm,宽0.9 cm,高0.7 cm,质量12.1 g.固定杆材质一般为竹竿,长度2.0～5.0 m不等,置于水中.浮筒一般为材质硬质塑料,矩形,大小不等,直接绑在叉纲或插在竹竿上定置于水面.

1.2.3渔具装配

(1)上下纲装配:上纲是由捻度相反的两条线和浮子构成的浮子纲,浮子被两条上缘线等距离缠绕固定,共有241个浮子结附于浮子纲上,间隔为72 cm.下纲是由捻度相反的两条线和沉子构成的沉子纲,沉子被两条下缘线等距离缠绕固定,共有518个沉子结附于沉子纲上,间隔为530 cm.上下两纲并行组成,中间穿入三层网衣.上叉纲多由浮子纲的两端延伸出来,上叉纲的两端分别连接浮子纲和浮子(或浮子杆).

(2)纲索与网衣装配:上下纲通过使网目穿过纲索、与纲索缠绕的方式,使纲和网衣连接,每米上、下纲均穿扎4个缘网衣网目和20个主网衣网目.

1.3 渔具使用情况

三重定置刺网的捕捞一般要经历放网、起网、收纳安置3个步骤.下网前将渔船行驶到捕捞的特定渔场,确定渔具固定点,固定网衣一侧后,随着渔船的前进放网,待网衣呈一字展开,能够保持垂直张开的状态后,固定网衣另一侧,完成放网工作.渔民通常选择当日下午放网,次日清晨起网.起网是从一侧网衣,顺着带网纲以此将网衣及上下纲收起并进行整理.将所有网具都归置后,开始集中处理渔获物.将网具冲洗晾干,倘若禁渔期开始,或出现长期不捕捞的情况,便将渔具收纳置于仓库或放置在阴凉处,以避免因暴晒而导致的网衣风化.

1.4 渔获物采集方法

分别使用三重定置刺网和地笼两种渔具在样点水域进行捕捞.静水或微流水持续监测12 h,流水区域每天不少于3网次,每网次30 min.对采集到的鱼类进行体长、体重、数量等生物学参数的测量,拍照记录,冷冻保存带回实验室进行种类鉴定与生物学测定[6].

1.5 数据处理

1.5.1渔获物生态结构

将丹江口水库鱼类资源进行生态结构分析[7].按照生活的水层垂直分布划分为底栖、中上层和中下层;按照食性划分为杂食、肉食和植食;按照栖息环境划分为喜流水性、喜静缓水性、洄游性.

1.5.2渔获物优势种分析

渔获物优势种的确定通常采用相对重要指数(IRI)[8]来确定,其表达式如下:

IRI=(N+W)F×10 000,

(1)

式中,N为某一种渔获物个体数占总渔获物个体数的比例,W为某一种类渔获物质量占总渔获物质量的比例,F为某一种渔获物出现的网次数占试验总网次的比[9].IRI>1 000为优势种,100

1.5.3渔获物多样性

采用Margalef丰富度指数(D),Shannon-Wiener多样性指数(H),Pielou均匀度指数(J)分析选择性试验渔获物群落的多样性指数[11].

Margalef种类丰富度指数D:

D=(S-1)/lnN或D′=(S-1)/lnW;

(2)

Shannon-Wiener多样性指数H:

(3)

Pielou均匀度指数J:

J=H/lnS或J′=H′/lnS,

(4)

式中,S为此群落的总物种数;N为此群落物种的个体数之和;W为此群落物种的质量之和.Pi为此物种个体数占总个体数的比例;Pj为此物种重量占总质量的比例.

1.5.4渔获物体长差异性

根据丹江口水库三重定置刺网渔获物的测量数据,使用Excel 2010进行试验数据的分析处理,并使用IBM SPSS Statistics 22.0软件对统计数据进行显著性检验,计算渔获物性状的表型参数,包括表型均值(mean)、标准差(Standard Deviation,SD)等.采用单因素方差分析,首先进行均值和标准差的计算,用均值±标准差表示不同鱼类种类的体重、全长、体长的数值,然后采用最小显著性差异法(Least Significant Difference,LSD test)进行多重比较.统计显著性水平为0.05.

2 结果与分析

2.1 丹江口水库三重定置刺网渔获物组成及生态结构分析

此次调研结果显示,在丹江口水库总共采集到的鱼类有3目8科23属25种,数量总计有3 076尾,质量总计约568 kg.其中,鲤形目2科20属19种,占测量鱼类种类总数的76%,鲤科18种,占72%,鳅科1种,占4%.鲶形目2科2属2种,占测量鱼类种类总数的8%,鲶科、鮠科各占4%.鲈形目4科4属4种,占鱼类种类总数的16%,虾虎鱼科、鮨科、鳢科、刺鳅科均占4%(见表1).

表1 丹江口水库鱼类名录

根据生态结构指标对丹江口水库所采集到的鱼类进行分类(见表1),并对三重定置刺网渔获物的生态结构进行整理分析.按照生活的水层垂直分布划分:中上层鱼类9种(60%)>底栖层鱼类5种(33.33%)>中下层鱼类1种(6.67%).按照食性划分:肉食性7种(46.67%)>杂食性5种(33.33%)>植食性3种(20%).按照栖息环境划分:喜流水性10种(66.67%)>洄游性3种(20%)>喜静缓水性2种(13.33%).对比丹江口鱼类资源的生态结构和三重定置刺网渔获物的生态结构可以发现,丹江口水库所有鱼类按照生活的水层垂直分布划分:中上层鱼类11种(44%)>底栖层鱼类10种(40%)>中下层鱼类4种(16%).其中三重定置刺网的渔获物中上层鱼类有9种,占丹江中上层鱼类总数的81.82%.再对比其他生态结构指标,我们可以发现刺网捕捞选择性多倾向选择中上层、喜流水性、肉食习性的鱼类种群.

丹江口水库的鱼类中按照区系特征划分[12],以中国平原区系复合体为主,有14种,占比为64.85%.三重定置刺网所捕捞的鱼类中有12种属于区系特征中的中国平原区系复合体,占比为80%,其次是晚第三纪早期区系复合体2种,占比13.33%,还有南方平原区系复合体1种,占比6.67%(见表1).

2.2 丹江口水库三重定置刺网渔获物优势种分析

渔获物的优势种为中华鳑鲏(IRI=2 263.69)、子陵吻虾虎鱼(IRI=1 305.86)和乌鳢(IRI=1 209),同三重定置刺网渔获物在种间选择上展现出极大的显著性差异(P<0.01).

2.3 丹江口水库三重定置刺网渔获物群落多样性分析

2.3.1Margalef物种丰富度指数(D)

对比计算三重定置刺网渔获物和地笼渔获物的Margalef物种丰富度指数(D)(见附表Ⅳ和附表Ⅴ),无论是从个体数还是从生物重量来看,D三重定置刺网渔获物>D地笼渔获物,即三重定置刺网捕获的渔获物物种数量比地笼渔获多.

2.3.2Shannon-Wiener多样性指数(H)

对比计算三重定置刺网渔获物和地笼渔获物的Shannon-Wiener多样性指数(H)(见附表Ⅳ和附表Ⅴ),无论是从个体数还是从生物量来看,H三重定置刺网渔获物>H地笼渔获物,即三重定置刺网渔获物的多样性高于地笼.

2.3.3Pielou均匀度指数(J)

对比计算三重定置刺网渔获物和地笼渔获物Pielou均匀度指数(J)(见附表Ⅴ和附表Ⅵ),无论是从个体数还是从生物量来看,J三重定置刺网渔获>J地笼渔获物,即三重定置刺网渔获物物种分配均匀度较高.

2.4 丹江口水库三重定置刺网渔获物体长组成分析

3 讨论

3.1 三重定置刺网渔获物生态结构分析

相较于已有研究[2],本次采集的丹江口水库鱼类种类数目和三重定置刺网捕捞的鱼类种类数目均有所减少.从生态结构来看,已有研究表明丹江口水库的鱼类资源以中、底栖层、肉食性、喜静缓水性鱼类居多[3],与已有研究结果一致.而三重定置刺网渔获物群体多倾向选择中上层、喜流水性的鱼类种类,与丹江口水库的鱼类种类资源整体生态结构相似性较低.通过对比分析发现,地笼渔获物多倾向选择底栖层鱼类,同三重定置刺网的渔获物种类差异较大.说明三重定置刺网的捕捞是有种间选择性的,渔获物生态结构的差异主要源于渔具的选择偏好.渔具结构差异导致渔具具有不同的种间选择,进而导致渔获物的差异性.三重定置刺网是一种置于水域中上层的被动性渔具,鱼类游经时通过刺挂、缠绕等方式被捕获.虽然渔获物情况可能受光照强度、水流速度、诱饵等外部环境的影响,但主要是受渔具本身的特征影响,即渔具结构、网衣结构、网目尺寸、捕捞原理等是导致渔获选择的重要因素.

3.2 三重定置刺网优势种的生物学特征分析

渔具的网目尺寸过小是造成大量未达到性成熟的幼鱼被捕捞的主要原因.渔具的网目尺寸不合理也会导致补充型过度捕捞,补充群体数量减少进一步造成繁殖规模的减小,对当地渔业资源的可持续发展造成阻碍[20].张澄茂等[21]认为网目规格减小会导致渔获物种呈现小型化趋势,梁振林等[22]还提出长期的刺网区间选择会导致种群向小型化方向偏移,以上研究均认为网目尺寸过小会导致渔获物的小型化和低龄化.三重定置刺网作为丹江口水库的主要捕捞渔具,不合理的网目尺寸会导致优势种种群的衰退甚至灭亡,进而造成丹江口水库渔业资源的破坏.

3.3 三重定置刺网渔获选择性分析

4 建议

基于本研究发现,丹江口水库三重定置刺网渔获物幼鱼化、选择性差的问题比较严重,且与其网目尺寸和网衣层数有关.建议渔业行政部门首先全面调查丹江口水库现有鱼类资源情况,并对不同鱼类的经济效益进行数据分析,综合评估后确定当地渔民在未来1至3年的主捕对象.根据主捕对象的生理特征,确定其成熟期体长特征,即主捕对象的最小捕捞体长.其次,鱼类体宽和网目尺寸是决定三重定置刺网中刺挂的捕捞结果的主要影响因素,对鱼体体宽和体长的线性关系展开研究[29],根据目标对象的实际生长特征确定其可捕年龄和最适捕捞体长,再根据线性关系估算最适捕捞体宽,根据体宽确定合适的网目尺寸.最后,科学的网目尺寸和网衣层数的确定仅从理论上进行推断是不够的,仍需在丹江口水库开展针对性模型试验,从渔获物结构、经济效益、对丹江口水库的影响等方面进行对比分析,寻找对水库鱼类资源影响较小的渔具.

除了对渔具进行适当的调整外,也应注意渔具对于渔业资源的影响并非一成不变的,应深入了解渔具与当地鱼类资源状况关系的动态变化,定期对当地渔具进行调查评估.当发现某些因素的改变导致渔具对当地资源造成的影响逐渐恶劣后,应及时调整禁渔政策.不断探索兼顾生态效益与经济效益的替代渔具,并定期交替使用刺网渔具和替代渔具,减少长期使用某一固定类型渔具对当地鱼类资源的影响.

渔具的不合理使用将会对渔业资源和种群结构造成不利影响,因此,合理规范渔具使用是保护渔业资源的一项重要举措.虽然受调研地点、调研时间、调研使用渔具的影响,调研结果具有一定的局限性,但本研究仍可为丹江口水库渔具网目尺寸和网衣层数的调整提供科学依据,为渔具的合理规范提供数据支撑.有关政府或渔业行政部门,需尽快出台水库主捕对象名单和最小可捕规格.在此基础上,按照法律规定尽快对禁渔政策中的禁用渔具名单和可用渔具名单进行合理调整,以更好推动丹江口水库渔业资源的可持续发展.

附录

附表Ⅰ～Ⅵ见电子版(DOI:10.16366/j.cnki.1000-2367.2023.04.004).