时空策略与捕鱼方式决定了西太平洋和中太平洋地区使用固定渔具（FAD）进行的金枪鱼围网渔业中的捕获物构成

《Global Ecology and Conservation》：Spatial-temporal strategy and fishing practices drive catch composition in FAD-associated tuna purse seine fisheries in the Western and Central Pacific Ocean

该研究基于西太平洋和中央太平洋海域345次FAD相关捕捞作业数据，结合INLA-ZINB模型和SPDE空间分析，探讨了时空策略、捕捞操作（如作业持续时间Dvalue和设定时间与日出时间差）及环境因子（SST、SSS、叶绿素a）对总金枪鱼 catches、小金枪鱼 catches和FAL副渔获的影响。结果表明，调整捕捞时间（约30分钟前日出）和缩短作业持续时间（约9分钟）可提升目标鱼 catches并减少副渔获，SST低于29℃、SSS在34.7-35.2‰时效果最佳，空间效应显示北部和东部海域 catches较高，FAD深度80米时平衡 catches与bycatch。

　　近年来，随着全球对可持续渔业管理的重视，关于如何减少非目标物种的捕获率，同时提高目标物种的捕获量，成为了研究的重点。在太平洋中，浮标聚集装置（FADs）的广泛应用，使得这种探索尤为迫切。FADs作为一种工具，被广泛用于吸引和捕捞金枪鱼，但由于其对生态系统的潜在影响，特别是对小型金枪鱼和 silky sharks（如 Carcharhinus falciformis，FAL）的捕获率增加，引发了关于渔业可持续性的讨论。本文通过对西太平洋和中太平洋的345个FAD相关捕捞作业的分析，探讨了时空策略和捕捞实践对捕捞组成的影响，提出了优化捕捞效率和减少生态风险的可行方案。

### 1. 研究背景

金枪鱼资源在全球渔业中占据重要地位，尤其是热带金枪鱼，包括黄鳍金枪鱼（Thunnus albacares）、大眼金枪鱼（Thunnus obesus）和马面金枪鱼（Katsuwonus pelamis），其年捕捞量达到约510万吨，占全球金枪鱼总捕捞量的66%。这些高价值鱼类为太平洋岛国带来了显著的经济效益，并在保障全球粮食安全方面发挥着重要作用。然而，随着FADs的广泛应用，其对生态系统的负面影响也逐渐显现，例如增加了非目标物种的捕捞压力，影响了鱼类的自然聚集行为和迁徙模式，从而可能破坏海洋生态系统的平衡。

此外，FADs的使用还带来了生态风险，特别是对那些生长缓慢、繁殖率低的敏感物种，如鲨鱼和海龟，造成较大的捕捞压力。因此，如何在提高捕捞效率的同时，减少对非目标物种的捕获，成为当前渔业管理面临的重要挑战。为了解决这一问题，多个区域性渔业管理组织（t-RFMOs）已经采取了一系列措施，包括制定FAD管理计划，以减少捕捞对生态系统的干扰。

### 2. 研究方法

本研究采用了一种空间结构化的建模框架，将操作性、环境性和空间性因素纳入模型分析中。研究数据来源于两艘典型的中国金枪鱼围网渔船——“中太6号”和“中太7号”，它们的捕捞活动记录了345个与FAD相关的捕捞作业。通过整合渔业日志数据、科学观察记录以及环境变量（如海表温度、盐度、叶绿素-a浓度等），研究团队构建了零膨胀负二项模型（ZINB模型），并结合集成嵌套拉普拉斯近似（INLA）方法，对模型进行了空间结构化的分析。

模型中，固定效应包括捕捞作业时间与日出时间的关系（Dvalue）、捕捞作业持续时间（Sduration）、海表温度（SST）、海表盐度（SSS）、海表风速（SSW）、海表高度（SSH）和叶绿素-a浓度（Chl-a）。随机效应则包括季节性和FAD的深度。研究还采用了一种基于随机部分微分方程（SPDE）的方法，用于建模空间自相关性。这种方法不仅提高了计算效率，还能够处理不规则分布的采样点，使其在渔业数据分析中更具实用性和可扩展性。

### 3. 研究结果

研究结果显示，通过调整捕捞作业的时间和持续时间，可以有效提高金枪鱼的捕捞量，同时减少小型金枪鱼和 silky sharks 的捕获。具体而言，捕捞作业应在日出前约30分钟进行，且作业持续时间控制在约9分钟以内，以减少目标物种的逃脱率，提高捕捞效率。此外，FAD的深度对捕捞结果也有显著影响，中等深度（80米）的FAD有助于提高金枪鱼的捕捞量并减少 silky sharks 的捕获，而较深的FAD（90米）则可能增加小型金枪鱼的捕获。

环境因素方面，海表温度（SST）和盐度（SSS）对捕捞结果的影响尤为显著。在较低的SST和SSS条件下，金枪鱼的捕捞量较高，而 silky sharks 的捕获率则在中等温度范围内最低。这表明，SST和SSS在一定程度上决定了鱼类的聚集行为和分布范围，因此在捕捞规划中应充分考虑这些因素。

### 4. 研究讨论

研究团队指出，捕捞作业的时间和持续时间是影响捕捞效率和生态风险的关键因素。通过将捕捞作业时间调整到日出前，并控制作业持续时间，可以显著减少目标物种的逃脱率，同时降低非目标物种的捕获。此外，FAD的深度也对捕捞结果产生了显著影响，中等深度的FAD能够有效稳定鱼类群体，减少逃脱的可能性，提高捕捞成功率。

从生态角度来看，研究发现，FAD的使用可能改变了鱼类的自然行为，使其更倾向于聚集在特定的深度和位置。例如，小型金枪鱼更倾向于聚集在较深的FAD结构（如90米），而 silky sharks 则更倾向于在较浅的FAD结构中活动。这提示，未来的FAD设计和管理应考虑不同物种的生态特征，以实现更精确的捕捞控制。

在环境因素方面，SST和SSS对捕捞结果的影响尤为显著。较低的SST和SSS条件有利于金枪鱼的捕捞，而较高的SST和SSS则可能增加 silky sharks 的捕获。这表明，温度和盐度在一定程度上决定了鱼类的分布和行为，因此在捕捞规划中应充分利用这些信息，以优化捕捞策略。

此外，研究还探讨了季节性对捕捞结果的影响。在FAD关闭期（即闭渔期）之前，金枪鱼和 silky sharks 的捕捞量较高，而在闭渔期和之后，捕捞量则有所下降。这可能反映了鱼类在不同季节的聚集行为变化，因此在制定捕捞计划时，应考虑季节性因素，以减少对生态系统的干扰。

### 5. 研究结论

综上所述，本研究通过构建一个空间结构化的模型，分析了FAD相关捕捞作业的时空策略和捕捞实践对捕捞组成的影响。研究结果表明，通过优化捕捞时间和持续时间，以及选择合适的FAD深度，可以有效提高金枪鱼的捕捞量，同时减少非目标物种的捕获。此外，环境因素如海表温度和盐度也对捕捞结果产生了重要影响，因此在捕捞规划中应充分考虑这些因素。

研究还强调了数据代表性的重要性。目前的数据来源于两艘具有丰富经验的渔船，这意味着模型结果可能受到船体和操作策略的影响。因此，未来的研究应扩大数据来源，涵盖更多种类的渔船和更广泛的时间范围，以提高模型的适用性和准确性。同时，研究建议进一步整合更细粒度的行为和环境变量，以提升模型的科学价值和实际应用效果。

### 6. 未来展望

为了实现更加可持续的金枪鱼围网渔业，未来的研究应重点关注以下几个方面：

1. **数据多样性**：通过收集更多不同船只和不同地区的数据，提高模型的代表性和适用性，减少由于特定船只经验带来的偏差。
2. **多物种分析**：考虑到不同物种的生态特征和行为模式，开发更具针对性的捕捞策略，以减少对非目标物种的捕获。
3. **技术优化**：探索更先进的FAD设计和捕捞技术，以提高捕捞效率，同时减少对生态系统的干扰。
4. **政策支持**：基于研究结果，制定更加科学和合理的渔业管理政策，推动渔业的可持续发展。

总之，本研究为金枪鱼围网渔业的可持续发展提供了重要的理论支持和实践指导，同时也指出了未来研究的方向和挑战。通过综合考虑捕捞实践、环境因素和生态动态，渔业管理可以更加有效地平衡经济效益和生态保护，实现更加可持续的渔业发展。