墨西哥湾南部海域 mutton snapper (Lutjanus analis) 基于年龄的生命史特征:首次多模型生长评估及其渔业管理意义

《Fisheries Research》:Age-based life history of Lutjanus analis from the southern Gulf of Mexico

【字体: 时间:2026年01月06日 来源:Fisheries Research 2.3

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  本研究针对墨西哥湾南部海域具有重要经济价值的 mutton snapper (Lutjanus analis) 种群,首次通过耳石年龄鉴定技术,并结合 von Bertalanffy (VBGM)、Gompertz 和 Logistic 三种生长模型进行多模型推断,系统解析了其年龄结构、生长参数、性成熟年龄及自然死亡率等关键生活史参数。研究证实该种群具有生长中等、寿命较长(最大年龄28年)、性成熟较早(雌性1.6年,雄性<1年)等特征,并确定VBGM为最优生长模型(L∞= 76.08 cm FL, K = 0.17 yr?1)。这些结果为该区域L. analis种群的资源评估与可持续管理提供了不可或缺的科学依据。

  
在广阔的墨西哥湾,一种名为 mutton snapper (Lutjanus analis) 的鱼类因其鲜美的肉质而成为商业性、个体和休闲渔业的重要目标。然而,这种广泛分布于温带和热带海域的物种,其种群正面临着严峻的挑战。在佛罗里达、美国南大西洋和墨西哥湾北部,其种群数量已显著下降,商业上岸量在27年内减少了高达60%。在古巴和巴西,其种群已被视为过度开发,世界自然保护联盟(IUCN)将其列为“近危”物种,并报告其总体生物量在30-60年间下降了20%。在墨西哥湾南部,情况同样不容乐观。由于主要经济鱼类红石斑鱼(Epinephelus analis)的过度开发导致其渔业衰退,渔民们将捕捞努力转向了如L. analis等高价值的鲷科鱼类。然而,该地区缺乏针对L. analis的具体渔业管理工具,且基础生活史参数(生长、繁殖、死亡率)的缺失,严重阻碍了任何进行种群评估和制定管理策略的整体性方法的发展。L. analis 是一种生长缓慢至中等、能达到较大体长且寿命较长的物种,这类生活史特征使其对过度捕捞尤为脆弱。以往的研究多预先假设von Bertalanffy生长模型(VBGM)为最优模型,而未评估其他可能模型的拟合优度,这可能导致参数估计偏差。因此,准确获取其年龄与生长数据,并选择最优生长模型,对于评估捕捞影响和制定科学的保护策略至关重要。
为了填补这一知识空白,由Andy Manuel Escalante-Domínguez、Ximena Renán、Gabriela Galindo-Cortes、Teresa Colás-Marrufo和Thierry Brulé组成的研究团队,在2018年1月至2023年7月期间,从墨西哥湾南部坎佩切银行海域,通过半工业和个体渔业渔船,采集了433尾L. analis样本(叉长FL范围19.0–79.3 cm,总体重TW范围0.13–9.10 kg)。本研究主要运用了几项关键技术:1. 耳石年龄鉴定:提取矢耳石,制作900 μm厚度的薄片,在显微镜下计数生长轮纹(明带OZ与暗带TZ交替)以确定年龄,并通过边缘增量分析(MI)验证轮纹形成的年周期性。2. 多模型生长评估:使用von Bertalanffy (VBGM)、Gompertz和Logistic三种生长模型拟合年龄-体长数据,并基于Akaike信息准则(AICc)选择最优模型。3. 性成熟年龄确定:通过性腺组织学分析确定性别和性成熟状态,利用逻辑回归计算50%个体性成熟时的年龄(A50)。4. 自然死亡率估算:基于最大年龄和VBGM生长参数,运用Then等人和Gislason等人的方法估算总体和年龄别自然死亡率(M)。
3.1. 年龄验证
研究人员通过边缘增量分析(MI)验证了耳石轮纹形成的年周期性。结果显示,无论是整体样本还是按年龄组(3-7个轮纹)分析,MI的最低值均出现在3月至6月,表明L. analis每年在此期间形成一个年轮。对耳石边缘生长带编码的分析也证实了这一点,3月至6月间边缘生长带完全形成(Code 1)的比例最高。这表明耳石轮纹的形成与春季至初夏的繁殖季节生理节律相关联。
3.1.1. 年龄
在分析的432个个体(199雌,233雄)中,年龄范围从当年生幼鱼(0+)到28龄。雌性最大年龄为23龄,雄性为28龄。最常见的年龄组为4-6龄。年龄读数显示出可接受的精确度,平均百分比误差(APE)为4.76%,平均变异系数(CV)为6.06%,均低于推荐的参考值(APE > 5.5%, CV > 7.6%),表明年龄鉴定结果可靠。
3.2. 多模型生长评估
研究人员比较了三种生长模型对全体及分性别数据的拟合效果。似然比卡方检验表明,三种模型的生长参数在雌雄性别间均无显著差异。基于AICc准则的模型选择显示,von Bertalanffy生长模型(VBGM)获得了最高的Akaike权重,被确定为描述L. analis生长的最优模型。其生长参数为:全体个体L= 76.08 cm FL, K = 0.17 yr?1, t0= -1.57;雌性L= 77.81 cm FL, K = 0.15 yr?1, t0= -1.67;雄性L= 74.46 cm FL, K = 0.19 yr?1, t0= -1.42。模型残差分析显示数据离散均匀,无明显趋势。计算得出的寿命(tmax)全体为16.07年,雌性为18.33年,雄性为14.37年。生长性能指数(?')全体为2.99。
3.3. 性成熟年龄
通过逻辑回归模型计算了50%个体达到性成熟的年龄(A50)。结果显示,雌性L. analis的A50为1.6年,而雄性则更早,小于1年(约0.6年)。最年轻的成熟个体在两性中均为1龄。到7龄时,雌雄个体的成熟率均达到100%。这表明L. analis在墨西哥湾南部海域具有较早的性成熟特性,且雄性成熟早于雌性。
3.4. 自然死亡率
基于Then等人的公式,估算出墨西哥湾南部L. analis种群的总体自然死亡率(M)为0.35 yr?1。进一步根据Gislason的公式计算了年龄别自然死亡率。结果显示,M值随年龄增长呈指数下降。在0+至6龄期间,M从1.16 yr?1迅速下降至0.24 yr?1;对于7龄及以上的个体,M从约0.21 yr?1逐渐下降至28龄时的0.13 yr?1。这种随年龄增长而下降的死亡率模式是鱼类的典型特征,反映了幼体阶段较高的捕食压力随着个体长大而减小。
本研究首次系统地报道了墨西哥湾南部海域L. analis基于耳石年龄鉴定的生命史参数,并首次在该物种的生长分析中应用多模型推断方法,确定了von Bertalanffy模型为其最适生长模型。研究结果清晰地表明,该区域的L. analis种群具有中等生长速率、较长的寿命和较早的性成熟特征。与其它地理种群相比,其渐近体长(L)相对较低,但最大观测年龄(28龄)则与佛罗里达种群相近,高于古巴和巴西的报道。这些生活史参数,特别是生长、成熟和自然死亡率,是进行种群动态分析、产量 per recruit 模型估算以及制定科学管理策略(如最小可捕尺寸、捕捞配额)的关键输入参数。该物种“生长慢-寿命长-性成熟早”的组合特征,使其在面对捕捞压力时既表现出一定的恢复潜力(早成熟),又具有高度的脆弱性(生长慢、寿命长)。因此,采取预防性的管理措施至关重要。本研究强调,在未来的资源评估模型中,应考虑自然死亡率随时间(年龄)变化的特性,以更准确地评估种群的真实状态。这项研究为理解和保护墨西哥湾南部这一重要经济鱼种提供了坚实的科学基础,对推动该地区鲷科鱼类的可持续渔业管理具有重要的理论和实践意义。该研究成果已发表于国际期刊《Fisheries Research》。
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