融合传统标记回捕与声学遥测提升高目标礁鱼gag（Mycteroperca microlepis）放流后绝对存活估计

《ICES Journal of Marine Science》：Integrating conventional tagging and acoustic telemetry improves estimates of post-release survival for a highly targeted reef fish

　　

准确估计放流后存活（post-release survival）是渔业资源评估（stock assessment）和有效管理的基础。传统标记回捕研究（conventional tag-return studies）和声学遥测（acoustic telemetry）常用于估计该概率，但单独应用时每种方法均有局限。研究人员以gag（Mycteroperca microlepis）为案例，将大规模传统标记计划（conventional tagging program）和声学遥测实验的数据整合到离散时间统计建模框架（discrete-time statistical modeling framework）中，该框架将相对重捕风险（relative recapture risk）与遥测推断的个体命运（telemetry-derived fate）相联系。该方法使研究人员能够在代表休闲渔业（recreational fishery）条件的广泛深度梯度上估计放流后存活。估计存活率在浅水区较高（≈96%），但随深度增加而下降，这与深度相关气压伤（depth-related barotrauma）一致。将模型预测应用于休闲渔业数据，得到年和月放流后存活概率。年度估计与近期资源评估（stock assessments）中采用的值一致，而月度值突出了与管理相关的季节格局。该整合框架通过结合传统标记数据所具备的大样本量和环境覆盖范围，与声学遥测提供的个体水平命运推断，推进了放流后存活估计，并提供了一种可迁移方法，适用于其他高目标渔业物种。

研究背景与问题：工业化国家的海洋渔业中休闲渔业（recreational fishery）占比上升，一些地区休闲渔获超过商业渔获；对高目标、强管理物种，监管性丢弃（regulatory discards）可能远多于保留渔获。在此条件下，被丢弃鱼的放流后存活（post-release survival，释放后个体存活概率）可显著贡献总捕捞死亡（fishing mortality），并可能削弱管理目标和保护目标。准确估计该概率对资源评估（stock assessment）和管理至关重要。传统标记回捕（conventional tagging/tag-return）可覆盖大空间、样本量大并跨越广环境梯度，但报告率（reporting rate，重捕后渔民报告标记的概率）常未知，通常只能估计相对存活（relative survival/relative risk），绝对存活需特殊条件或假设。声学遥测（acoustic telemetry）依据个体命运可估计绝对存活，但受后勤与成本限制，空间范围和样本量有限。已有研究将两类数据整合用于种群生命率估计，但用于绝对放流后存活估计仍有限。为此，研究人员以gag（Mycteroperca microlepis）为案例，在Tampa Bay近海构建离散时间统计模型，整合大规模传统标记与声学遥测数据，估计跨深度梯度的放流后存活，并投影至休闲渔业观测，以提供管理相关估计。

关键技术方法：研究人员整合两类数据：2009—2012年Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (FWC) Fish and Wildlife Research Institute (FWRI) For-Hire At-Sea Observer Survey（Observer Program）的3363尾gag传统标记回捕记录；2013—2017年Tampa Bay近海30个声学监测站的90尾声学标记gag，其中58尾水面释放个体纳入分析，使用带压力传感器的外部V9/V13声学标签，并以释放后2天检测阈值判定死亡。模型为离散时间生存框架（discrete-time survival framework），联合拟合传统标记的重捕过程（即时存活ψ、保持风险φ、遭遇η、报告ξ）与声学遥测的个体命运；以logit链接估计放流后存活，深度为主预测变量，并纳入体长、钩伤和底水温度（BWT, bottom water temperature）协变量；在Stan中贝叶斯拟合，采用调和回归（harmonic regression）和空间随机效应建模遭遇，考虑尺寸选择性（size-selectivity）；随后将模型投影至2023—2025年Observer Program丢弃记录，并以Florida State Reef Fish Survey（SRFS）月丢弃量加权。

研究结果：
原始数据格局：通过汇总传统标记和声学遥测原始数据，传统标记gag深度为3—93 m（中位22 m），总长（TL）248—1012 mm（中位490 mm），BWT为13.5—30.6 °C（中位21.4 °C）；声学标记gag深度6—37 m，TL 443—803 mm，BWT 15.2—31.0 °C。钩伤发生率低，传统标记为3%，声学标记为4%。传统标记中356尾被重捕并报告，返回率10.6%，重捕鱼中位在野时间57天（范围1—1058天）。58尾声学标记鱼中54尾放流后存活（93.1%）。重捕比例和声学存活均随深度增加而下降，≤25 m释放的声学标记gag未观察放流后死亡。结论是原始数据支持深度相关存活下降。
验证与诊断：通过模拟验证、后验预测检查（posterior predictive checks）和数据退化实验，模拟表明模型可靠恢复真参数；后验预测检查显示模型预测与观测数据一致；声学样本减少时后验不确定性增加、最大后验（MAP, maximum a posteriori）估计向零收缩，但参数可识别且80%可信区间（CI, credible interval）覆盖真值；估计的遭遇概率季节变化与独立本地休闲gag捕获率估计一致。结论是放流后存活、遭遇概率和报告率可在整合框架中联合可估计并分离。
模型结果与协变量效应：通过联合模型估计，深度效应β₁为负且80% CI不含0，表明放流后存活随深度增加而下降；401—600 mm鱼在浅水、较冷且无钩伤条件下基线存活为0.96（80% CI：0.93—0.99）；200—400 mm鱼存活低于401—600 mm和601+ mm鱼；钩伤和BWT的MAP估计为负，但80% CI跨0；报告率ξ的MAP为0.14（80% CI：0.13—0.17），保持风险φ为0.98（80% CI：0.97—0.99）。结论是深度相关气压伤（barotrauma，深度变化所致气体膨胀损伤）主导存活变化，体长有次要贡献，钩伤因发生率低而对种群尺度影响有限，BWT未获强支持。
月度与年度放流后存活预测：通过将模型投影至2023—2025年Observer Program丢弃记录，丢弃gag中位深度在晚夏至春季最低，约10—20 m，对应MAP存活约0.93—0.85；4月后中位深度上升，6月达季节最大39 m，对应MAP存活0.74；加权年度MAP存活分别为2023年0.86（80% CI：0.79—0.91）、2024年0.86（80% CI：0.78—0.91）、2025年0.88（80% CI：0.80—0.92）。结论是年度估计与最近墨西哥湾gag资源评估假设接近，月度估计显示夏季较低等季节格局。

讨论总结：讨论指出，整合遥测推断的个体命运与大规模传统标记数据可克服两类方法单独应用的限制。Sauls曾分析同一传统标记数据以估计相对放流后存活，但无法分离存活与报告率，需外部假设置于绝对尺度；单独声学遥测虽可估计绝对存活，却受阵列空间和环境范围限制。整合后，研究人员无需外部基线存活或报告行为假设，即可在休闲渔业所遇环境范围内估计绝对放流后存活。结果支持深度相关气压伤为主要驱动、体长为次要因素；该深度格局与Burns等船载笼养实验、Observer Program观察和声学遥测结果一致。较小个体存活较低，与处理应激、环境暴露和释放后捕食易感性一致，体长超过阈值后存活趋稳。钩伤个体风险可能较高，但其发生率约3%，故对整体丢弃死亡估计贡献有限；这提示渔业尺度生命率受单尾效应大小和压力源流行率共同影响。BWT在该研究温度范围内解释力小，尽管其他礁鱼中热效应已有记录。与Beno?t等的整合框架相比，本研究框架牺牲时间分辨率以估计跨环境梯度的连续存活关系，便于投影到当代渔业观测。投影可随捕捞行为和环境变化动态更新，并连接资源评估；年度估计与最近墨西哥湾gag评估采用的88%接近，但月度估计显示夏季努力转向深水时存活较低。框架可推广至已有或拟建标记计划的渔业；显式估计报告率ξ可将推断扩展至更广时空或多物种共享报告过程。局限包括：模型假设被渔民遇到但未报告的鱼均移出风险池，这一假设可能不现实；gag高站点忠实性可能夸大深度与存活关系；未设置阴性对照以识别捕食；假设保持风险恒定（自然死亡、迁出和脱标恒定）；Observer Program对私人休闲船队的代表性需假设；预测隐含预测变量与存活关系平稳，下降装置（descending device）采用增加可能影响该假设；还假设不同实验间释放鱼的操作条件等价。
研究结论部分翻译：在渔业相关尺度上估计放流后存活所需信息很少能由任何单一来源提供。传统标记提供了在表征捕捞活动的条件下估计相关预测变量与放流后存活之间连续关系所需的样本量和环境对比，而声学遥测将这些关系锚定到绝对概率尺度。当观察员计划（observer programs）或其他数据收集工作与标记工作同步开展时，它们提供了将存活关系投影到准确资源评估和有效渔业管理所需尺度所必要的环境与行为背景。随着渔业管理日益寻求计入丢弃死亡（discard mortality），将个体命运与船队尺度结果相联系的方法对于生成生物学上现实且与管理相关的放流后存活估计将至关重要。