基于个体终生产卵量(NEL)的渔业种群持续性评估新指标及其生态管理意义

针对渔业管理中种群持续性评估指标复杂难测的问题，研究人员提出全新生物直观性指标——个体终生产卵量(NEL)。通过建立NEL与固有净繁殖率(iNOL)、生物量等参数的数学关系，证明NEL具有随捕捞存活率单调递增的特性，克服了雅可比矩阵主导特征值的局限性。该研究为渔业资源可持续管理提供了可量化、易计算的科学工具。

　　

渔业资源管理长期面临种群持续性量化评估的难题。当前指标如雅可比矩阵主导特征值(λ)仅反映局部稳定性，而固有净繁殖率(iNOL)计算复杂，难以指导实际管理。澳大利亚研究委员会(ARC)资助团队在《Mathematical Biosciences》发表研究，提出革命性的"个体终生产卵量"(Number of Eggs over Lifetime, NEL)指标。

研究采用非线性离散时间年龄结构模型，结合贝弗顿-霍尔特(Beverton-Holt)补充函数，通过矩阵建模分析种群动态。关键技术包括：1)构建包含自然死亡率(M_i)和捕捞存活率(γ_i)的转移矩阵；2)推导NEL与iNOL的标度关系；3)验证NEL对参数变化的单调响应特性；4)对比NEL与传统稳定性指标的敏感性差异。

【模型构建与分析】
建立n龄组种群动态方程，定义x_i(t)为t时刻i龄个体数。引入生产矩阵F(x(t))和转移矩阵T(x(t))，其中γ_i体现捕捞压力对种群结构的调控作用。

【持续性指标】
证明NEL=ψ(γ)=∑(c_i∏γ_je^-M_j)具有关键特性：当γ增大时ψ(γ)单调递增，而λ可能非单调变化。通过Chinook salmon案例显示，NEL比生物量更能反映种群恢复潜力。

【NEL与iNOL关系】
揭示NEL=κ·iNOL的普适规律，κ=α/(α+βs(x))为仅依赖补充函数的比例系数。这使得无需完整参数即可评估种群持续性。

【讨论与结论】
NEL的创新性体现在：1)整合个体繁殖贡献与种群动态；2)规避非线性函数的复杂计算；3)保持对管理措施的敏感响应。该指标为制定差异化的捕捞策略提供量化依据，特别有助于识别需重点保护的高脆弱性物种。Jerzy A. Filar团队的工作推动了数学生态学与渔业管理的交叉融合，其方法论可扩展至Ricker、Deriso-Schnute等补充函数模型。