补充量体制转变下收获控制规则的评估：来自南 Humboldt 生态系统鳀鱼渔业静态与动态参考生物量（BMSY）的证据

《Ecological Solutions and Evidence》：Evaluating harvest control rules under recruitment regime shifts: Evidence from static and dynamic reference biomass in the anchovy fishery of the southern Humboldt ecosystem

　　

最大可持续产量对应的生物量（B_MSY）传统上既用于评估渔业状态，也通过收获控制规则（HCR）设定捕捞限额。这些B_MSY可以是固定的或动态的，取决于数据可得性和管理目标。尽管B_MSY通常被视为固定参考，但补充量变动和体制转变可能需要动态的生物量参考，这对短寿命物种（如小型中上层鱼类）的管理和可持续性具有重要影响。本研究调查了南 Humboldt 生态系统鳀鱼渔业中的补充量变动，以及渔业管理对此类变动的适应性。研究人员通过HCR和代表不同补充量情景的多种操作模型，评估了种群状态指标（B/B_MSY）的表现。结果表明，HCR的表现因所采用的B_MSY标准而异，种群状态指标的有效性同时受HCR和生产力情景的影响。静态参考点与斜坡型HCR结合时，在高不确定性下导致更高的生物量和更低的过度开发风险；而动态参考点与能够缓冲变动的预防性规则结合时，增强了对持续生产力转变的适应性。实际意义：不存在单一的最优策略；渔业管理应采用综合、适应性的方法，考虑参考点、HCR和种群动态之间的组合，并定期开展管理策略评估（MSE），同时采取预防性措施以确保在生产力变动下的可持续性。

**研究背景与问题**
小型中上层鱼类（如鳀鱼）的补充量（recruitment，指新个体进入种群的过程）具有高度变异性，显著影响最大可持续产量对应的生物量（B_MSY）。B_MSY传统上作为参考生物量（RB）用于评估种群状态和设定捕捞限额，但通常被视为固定值。然而，气候和环境变化可引起补充量体制转变（regime shift，即丰度或生物量在特定时期内的突变和持续变化），导致种群生产力变化，进而影响B_MSY的适用性。在智利中南部（34°–40°S）的鳀鱼（*Engraulis ringens*）渔业中，过去三十年出现高低交替的补充量时期，但管理仍采用固定的B_MSY（即未开发产卵生物量B₀的55%），未纳入适应性参考点。因此，研究人员旨在评估在补充量体制转变下，静态与动态参考生物量如何影响收获控制规则（HCR）的表现及管理结果。

**研究内容与方法概述**
研究人员基于管理策略评估（Management Strategy Evaluation, MSE）框架，构建了四个操作模型（Operating Model, OM）模拟不同的补充量情景：随机（OM1）、体制转变（OM2）、下降趋势（OM3）和上升趋势（OM4）。每个OM模拟15年（三个5年世代周期），重复100次。管理中考虑了三种HCR：恒定的F_MSY（HCR1）、阶梯式（HCR2）和斜坡式（HCR3），并结合静态或动态B_MSY，形成五个管理程序（MP）：MP1（HCR1+静态）、MP2（HCR2+动态）、MP3（HCR3+动态）、MP4（HCR2+静态）、MP5（HCR3+静态）。性能通过五个指标评估：健康（生物量超过B_MSY的比例）、平均生物量、平均渔获量、稳定性（1-变异系数）和不过度捕捞概率（W/O）。

**关键技术方法**
研究人员采用的管理策略评估（MSE）框架包括操作模型和观测模型。种群动态模型为年龄结构（5个年龄组），使用ADMB实现的Stock Assessment Model（SAM）拟合声学调查指数、渔获量、年龄组成等数据。OM在SCILAB中编码，对选择性和体重等参数进行蒙特卡洛抽样。补充量情景通过设定长期平均补充量R₀的比例因子ρ实现。动态参考生物量B*_MSY(t)基于年度未捕捞生物量B₀(t)计算。数据来自IFOP的智利中南部鳀鱼渔业评估（Feltrim & Zenteno, 2024）。共进行5个MP×4个OM=20种组合，每种重复100次。

**研究结果**
**3.1 参考生物量对平均性能的影响**
结果表明，参考生物量是影响管理程序性能的关键因素。在强补充量情景下，基于静态B_MSY的MP4和MP5（使用阶梯或斜坡HCR）更具预防性，产生更高的生物量和更低的变异性，尤其是在下降趋势（OM3）下。平均而言，静态B_MSY的MP（MP1、MP4、MP5）倾向于产生更高的产卵生物量和不过度捕捞概率。当前MP1（HCR1，静态）表现中等：健康值0.44，渔获量154,000吨，生物量614,000吨，不过度捕捞概率0.76，但渔获变异性较高。MP4（HCR2，静态）平均渔获量最大（232,000吨），但CV高达0.91，健康值低，不过度捕捞概率仅0.32，表明阶梯式HCR在非平稳补充量下风险较高。MP5（HCR3，静态）则因渔获死亡率随种群恢复成比例增加而维持最高平均生物量（647,000吨），渔获量较低（128,000吨），不过度捕捞概率最高（0.79），说明斜坡式HCR可部分补偿静态参考点的不足。

**3.2 使用动态参考生物量的程序**
采用动态B_MSY的MP2和MP3对HCR配置更敏感，但对生产力变化响应更好。MP2（HCR2，动态）获得较高平均渔获量（225,000吨），但生物量指标最差，健康值0.37，不过度捕捞概率仅0.12，确认HCR2在任何补充量条件下均欠预防。MP3（HCR3，动态）表现最均衡：健康值最高（0.46），渔获变异最低（CV≈0.20），平均生物量601,000吨，但渔获量较低（152,000吨）。这表明动态参考仅在结合渐进、预防性的斜坡规则时才有益。

**3.3 不同补充量状态下的稳健性**
总体上，MP1、MP3和MP5的生物量响应相似，平均生物量超过600,000吨，超过B_MSY的时间比例大于40%。MP3的渔获稳定性最高，MP5次之。在不利补充量情景（如下降趋势OM3）下，静态B_MSY结合非预防性规则（HCR2）导致生物量指标下降，而动态参考结合斜坡HCR（MP3）维持了较高的不过度捕捞概率和稳定性。在增加趋势下，静态与动态参考差异很小。规则类型之间差异显著：斜坡规则（MP3、MP5）产生更高生物量和更低但更稳定的渔获；阶梯规则（MP2、MP4）导致过度捕捞风险更高。研究证实参考生物量并非中性：动态参考可增强对结构性变化的稳健性，但需与预防性规则结合；否则静态参考提供更多生物稳定性。

**讨论与结论**
讨论指出，管理程序的性能受参考生物量和HCR功能形式的共同影响。静态参考点在高不确定性下可提供稳定性，避免对暂时补充量波动或估计误差的过度反应；动态参考点若与斜坡型HCR结合，能在持续生产力变化下降低渔获变异性并维持高生物量。但阶梯式HCR会放大年际渔获变异和生物风险。此外，鳀鱼与智利拟沙丁鱼（*Strangomera bentincki*）存在混合渔获，需设计多物种HCR。研究强调不存在普遍最优的管理策略，应采用综合、适应性方法，考虑参考点、HCR和种群动态的相互作用。结论部分：选择静态还是动态参考点以及HCR的功能形式，是决定管理策略在补充量变动和体制转变下实现生物和渔业目标能力的关键因素。静态参考点与渐进斜坡式HCR结合，在高不确定性下产生更高生物量和更低过度开发风险；动态参考点可增强对持续生产力变化的适应性，但需整合能缓冲波动的预防性规则。管理程序的设计应综合、适应，明确考虑参考点、HCR和种群内在动态的相互作用。