评估快速生长小型中上层鱼类耳石二次抽样策略对资源评估数据质量的影响

这篇研究通过比较固定抽样(FOS)、比例抽样(POSs)和混合抽样(Hybrid)三种耳石二次抽样策略，评估了太平洋沙丁鱼(Sardinops sagax)年龄组成和体长-年龄比例估算的准确性与可靠性。研究提出混合抽样策略（30耳石+30%比例抽样）在保证数据质量的同时显著提高效率，推荐年样本量300-500枚耳石可满足资源评估需求，为小型快速生长鱼类的年龄抽样方案优化提供了重要依据。

　　

摘要

研究针对太平洋沙丁鱼(Sardinops sagax)这一小型、快速生长的中上层鱼类，系统评估了三种耳石二次抽样策略对年龄组成和体长-年龄比例估算的影响。通过分析2004-2021年声学拖网调查采集的9500枚耳石数据，发现混合抽样策略（固定30枚耳石+30%比例补充抽样）在保持数据质量的同时显著提升效率，推荐年样本量300-500枚可满足资源评估需求。

1 引言

太平洋沙丁鱼作为典型的集群性小型鱼类，具有体长-年龄高度重叠的特征（220-260 mm体长区间含5-8个年龄组），导致传统年龄长度密钥(ALK)构建困难。研究基于两阶段抽样设计（阶段1：全部测量体长；阶段2：耳石收集；阶段3：耳石年龄鉴定），重点解决"如何在有限资源下优化阶段3抽样"这一核心问题。

2 方法

2.1 方法概述

采用蒙特卡洛模拟比较固定抽样（10-50枚/10 mm体长组）、比例抽样（10%-90%+定向补充）和混合抽样（30/40枚固定+10%-50%比例）三种策略。以绝对百分比偏差(APD)<10%且可靠性≥80%作为评估标准。

2.4 抽样策略设计

混合抽样创新性地结合两种策略优势：对极端体长个体保证最低样本量（30-40枚），同时对多年龄组重叠的体长区间（如220-260 mm）增加比例抽样。这种设计显著提高了高龄组（5+龄）的估算准确性。

3 结果

3.1 多年合并数据分析

混合抽样30+30%方案仅需1535枚样本即实现MAPD<10%，优于固定抽样1751枚的表现。90%比例抽样虽全面准确（MAPD 6.2%），但需8551枚样本，性价比低。

3.2 年度特异性分析

2021年数据验证了混合策略优势：40+30%方案以361枚样本实现全部年龄组可靠估算。高龄组（6-8龄）在多数年份仍需≥50枚/体长组的固定抽样才能达标。

4 讨论

研究突破在于揭示了体长-年龄变异程度对抽样策略选择的决定性影响。对于体长区间含>5个年龄组的物种，传统比例抽样会低估高龄组比例，而固定抽样则可能遗漏关键生长拐点。提出的混合策略特别适用于：

1）环境敏感型鱼类（如秘鲁鳀Engraulis ringens）

2）管理需求高的衰退种群（当前太平洋沙丁鱼北系群已过度捕捞）

3）多物种联合调查场景

实际应用建议：

• 体长<90 mm个体可直接判定为0龄

• 优先保证220-260 mm区间的抽样强度

• 结合声学调查的集群特征优化阶段2抽样

该框架已应用于美国西海岸沿岸中上层鱼类调查，未来可扩展至其他高变异种类（如日本鳀E. japonicus）的资源评估优化。