精准剖析浮游生物拖网中网目尺寸对哲水蚤(Calanus spp.)捕捞的影响:开启可持续渔业新征程

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Reviews in Fish Biology and Fisheries 5.9

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  为解决捕捞哲水蚤时网目尺寸对捕捞效率影响不明的问题,研究人员开展了不同网目尺寸拖网对哲水蚤尺寸选择性的研究。结果表明不同网目尺寸会导致哲水蚤捕获量和个体大小结构改变。这为优化拖网设计提供依据,助力可持续渔业发展。

  在广阔的海洋世界里,挪威水产养殖业正急切地寻找可持续且经济实惠的原料来源,以满足国内饲料生产的需求。海洋桡足类动物哲水蚤(Calanus finmarchicus)凭借其在北方水域的庞大数量和丰富的营养价值,成为备受瞩目的潜在资源。据估计,北大西洋的哲水蚤生物量在 2 - 4 亿吨之间,然而,其开发利用率却相对较低。
目前,捕捞哲水蚤面临着诸多挑战。由于哲水蚤体型微小,体长小于 5mm,为了有效捕捞,通常需要使用细网目拖网。但细网目拖网在使用过程中会产生较高的阻力,进而增加拖网所需的能源消耗。此前,虽然有研究表明网目尺寸会影响小型浮游生物的捕获量,但对于不同网目尺寸在商业捕捞中对哲水蚤的具体捕获效率和尺寸选择性,仍缺乏明确的量化数据。而且,以往研究使用的网目尺寸范围较小,与当前商业捕捞中使用的网目尺寸(约 500μm)存在差异。在这种情况下,为了更深入地了解网目尺寸对哲水蚤捕捞的影响,挪威北极大学(UiT the Arctic University of Norway)和丹麦技术大学(Technical University of Denmark)的研究人员 Enis N. Kostak、Bent Herrmann 等人展开了深入研究,相关成果发表在《Reviews in Fish Biology and Fisheries》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,通过实验拖网捕捞,同时使用 4 种不同网目尺寸(250μm、500μm、750μm 和 1000μm)的网囊进行作业,确保实验的准确性和可比性。其次,利用基于图像分析和人工智能的 “哲水蚤检测与测量系统”(CDMS 应用程序)对捕获的哲水蚤进行快速、准确的尺寸测量,该系统能有效排除非目标物种干扰,保证测量数据的可靠性。最后,运用多种数学模型和统计分析方法,如配对渔具估计法、最大似然法等,对捕捞数据进行处理和分析,以量化网目尺寸对哲水蚤尺寸选择性和捕获效率的影响。

不同网目尺寸对捕获群体大小结构的影响


研究人员通过对不同网目尺寸网囊中捕获的哲水蚤进行长度频率分布和累积长度频率分布分析发现,随着网目尺寸的增大,捕获的哲水蚤中较小个体的比例逐渐降低,频率峰值向较大长度方向移动。例如,M250 网囊捕获的哲水蚤中位数长度(QL50)为 2.44mm,而 M1000 网囊的 QL50 增加到 2.67mm;在高百分位数(Q95)方面,M250 的 Q95 是 2.74mm,M1000 则达到 3.17mm。这表明较大网目尺寸的网囊更倾向于捕获较大个体的哲水蚤,呈现出明显的尺寸选择性。

尺寸选择性曲线


研究人员运用 9 种不同的尺寸选择模型对实验数据进行拟合,结果显示这些模型能较好地描述不同网目尺寸网囊的尺寸选择性。不同网目尺寸的 L50 值差异显著,M500 的 L50 为 1.62mm,M750 增加到 2.39mm,M1000 进一步增至 4.09mm,这意味着随着网目尺寸增大,网囊释放的哲水蚤尺寸也在增大。同时,选择范围(SR)也从 M500 的 0.15mm 显著增加到 M1000 的 1.16mm,表明较大网目尺寸的网囊对哲水蚤尺寸的选择性更强。

捕获损失预测


研究人员以 M250 网囊捕获的哲水蚤群体为基础,利用其他网囊的尺寸选择曲线预测捕获损失。结果显示,M500 网囊保留了 M250 网囊捕获群体的 90.35%,M750 网囊保留 55.2%,而 M1000 网囊仅保留 0.62%,即使用 M1000 网囊时,超过 99% 的哲水蚤会逃脱。这进一步证实了较大网目尺寸会导致更多较小个体哲水蚤的逃逸。

综合研究结果,该研究明确了不同网目尺寸对哲水蚤捕捞的影响,揭示了网目尺寸与捕获群体大小结构之间的关系,以及尺寸选择过程在网囊中确实存在。这一发现解释了之前研究中不同网目尺寸网囊捕获效率差异的原因,也表明之前较大网目尺寸网囊较高的捕获率可能受到非目标物种的影响。此外,研究还为未来哲水蚤拖网的设计提供了重要参考,在考虑到大型哲水蚤含油量高、商业价值大的情况下,可以根据研究结果设计具有特定尺寸选择功能的拖网,在一定程度上降低网具阻力和能源需求。同时,研究中使用的 CDMS 应用程序具有广阔的应用前景,可扩展到其他浮游生物研究领域,为海洋生物学和渔业科学研究提供更高效、准确的研究方法,有助于推动可持续渔业的发展,对合理开发和利用海洋生物资源具有重要意义。

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