贝叶斯资源评估中先验误设的识别与修正：基于先验预测检验的南大西洋长鳍金枪鱼案例分析

本研究针对贝叶斯鱼类资源评估中先验分布与模型结构的潜在冲突问题，通过南大西洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的三种复杂度递增模型（SPM/SPM-H/APM），系统揭示了两类典型先验误设：模型结构隐式修正导致的生物量计算偏差，以及均匀先验对衍生参数的非预期信息传递。研究提出通过先验预测分布检验优化联合先验编码，为数据有限渔业的管理决策提供更可靠的统计推断基础。

　　

在渔业资源管理中，贝叶斯评估模型如同精密的导航仪，通过整合历史数据(先验)与实时观测(似然函数)指引管理决策。然而这个导航系统存在隐蔽的校准缺陷——当模型结构(如必须满足"捕捞量<生物量"的约束条件)与预设的先验分布产生冲突时，系统会悄然篡改原始设定，导致导航结果偏离真实航道。这种"先验扭曲"现象在数据匮乏的渔业中尤为危险，可能使管理建议建立在失真的统计基础上。dragonfly data science的kyuhan kim与philipp neubauer团队在《fisheries>

研究采用南大西洋长鳍金枪鱼的捕捞数据，构建了标准剩余产量模型(SPM)、显式捕捞率模型(SPM-H)和年龄结构生产模型(APM)三重验证体系。关键技术包括：1)基于Stan平台的贝叶斯推断实现先验-后验一致性检验；2)通过随机模拟生成先验预测分布；3)比较初始先验(预设分布)与实现先验(经模型结构调整后的实际分布)的差异；4)针对衍生参数(如B_MSY
)的敏感性分析。

【自我一致性检验】
模型验证显示标准SPM和APM中，数据平均后验与实现先验高度重叠，证实了模型结构对初始均匀先验的强制性调整。这种调整在SPM中表现为避免负生物量的隐式截断，在APM中则导致种群规模参数的先验质量迁移。

【先验-似然函数冲突】
在SPM-H模型中，直接参数化年捕捞率虽规避了结构约束，但对捕捞率施加的均匀先验(U[0,1])产生反直觉效应：看似中立的设定实际上赋予极端捕捞概率(如接近1的灭种风险)与中等策略相同的权重，导致B_MSY
估计系统性偏低。

【先验预测检验的校正作用】
通过模拟先验预测分布发现：当初始先验预测的B₀
(原始生物量)中位数超过观测最大捕捞量3倍时，可实现先验与初始设定的偏差<5%。这为选择符合生物现实的先验提供了量化阈值。

这项研究揭示了贝叶斯资源评估中两类"隐形陷阱"：模型结构对先验的强制性修正，以及表面非信息性先验对衍生参数的隐性支配。通过先验预测检验这一"X光机"，研究人员能够透视先验分布在模型黑箱中的真实形态，进而优化参数化方案。对于数据有限的南大西洋长鳍金枪鱼等资源，该方法可降低管理参考点(B_MSY
, F_MSY
)估计偏差达30%，其价值如同为资源评估者配备了偏差矫正镜。研究强调：任何忽略先验-结构交互作用的贝叶斯评估，都可能沦为"用精密算法包装的主观猜测"，这一警示对全球5,000余种数据有限鱼种的管理具有普适意义。