美国东北部商业刺网与拖网渔业中三种禁捕鲨类的兼捕与到船死亡率：基于长期渔业观察员数据的定量评估

《North American Journal of Fisheries Management》：Bycatch and mortality of three prohibited shark species in northeast U.S. commercial gill-net and trawl fisheries

　　

目标：非目标渔业中的偶然捕获可造成低生产力、种群增长缓慢的禁捕鲨类死亡。在美国西北大西洋，Dusky Shark Carcharhinus obscurus、Sand Tiger Carcharias taurus 和 White Shark Carcharodon carcharias 已被禁止保留超过二十年，但偶然捕获仍持续存在。方法：研究人员利用 National Marine Fisheries Service（NMFS）1993—2024年观察员数据，估计刺网和拖网渔业的年兼捕量，并评估到船死亡率（at-vessel mortality，AVM）的预测因子。通过将观察员记录的单位努力捕获量（catch per unit effort，CPUE）按 Vessel Trip Report（VTR）记录（1996—2024）扩展至总商业努力，估计全船队年兼捕与死亡率。结果：刺网占观察兼捕的71.5%，主要由 Dusky Sharks 驱动。刺网渔业年平均扩展兼捕为128 ± 287尾 Dusky Sharks、20 ± 17尾 Sand Tigers 和4 ± 3尾 White Sharks；拖网渔业分别为85 ± 160、45 ± 88和4 ± 3尾。刺网年平均到船死亡率更高（72 ± 191、5 ± 7、3 ± 3尾），拖网分别为34 ± 85、3 ± 6、1 ± 1尾；锚定沉刺网死亡率最高。物种特异性二项模型表明，Dusky Sharks 和 Sand Tigers 的死亡率随鲨体大小增加而升高，且刺网到船死亡率始终高于拖网。Dusky Sharks 和 Sand Tigers 的扩展兼捕与到船死亡率随时间总体下降，White Sharks 无明显时间趋势。观察兼捕以三种鲨类的当年生个体（young-of-the-year，YOY）和幼体为主。空间分析识别出 Middle Atlantic Bight 和 southern New England 反复出现的偶然捕获聚集区，并与幼体基础栖息地（Essential Fish Habitat，EFH）广泛重叠。结论：这些结果为禁捕鲨类兼捕与到船死亡率提供了跨数十年的定量基线，并说明长期观察员数据集可用于表征非目标渔业中受保护鲨类的稀有偶然捕获和死亡。作为案例研究，这项工作凸显了未充分利用的渔业观察员数据在直接评估数据仍稀少的鲨类管理中的更广泛价值。

研究背景与目的：许多鲨类因生长慢、成熟晚、繁殖输出低而易受过捕。美国西北大西洋的 Dusky Shark Carcharhinus obscurus、Sand Tiger Carcharias taurus 和 White Shark Carcharodon carcharias 均与渔业死亡相关并显著下降；前两者被国际自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature，IUCN）列为濒危或极危，White Shark 全球易危且部分区域风险更高。三种鲨类在联邦管理中禁止保留逾二十年，但非目标刺网和拖网兼捕仍发生，AVM 和释放后死亡可能影响恢复。释放后死亡率难以无标记研究量化，而 AVM 可由观察员直接量化；此前美国商业延绳钓研究较多，刺网和拖网中的兼捕规模与驱动因子仍缺乏定量评估。研究目的：利用 NMFS 观察员数据首次定量评估这三种禁捕鲨类在美国东北部刺网和拖网中的兼捕，估计全船队年兼捕与 AVM、识别预测因子、刻画空间格局，建立管理基线并展示稀有事件观察员数据的价值。

方法概括：研究人员使用 National Marine Fisheries Service（NMFS）Northeast Fisheries Observer Program（NEFOP）与 At-Sea Monitoring Program 1993—2024年Maine至North Carolina商业航次观察员数据，并按 Standardized Bycatch Reporting Methodology（SBRM）分层；以 Vessel Trip Report（VTR）1996—2024年商业航次总努力进行航次计数扩张，辅以季节丢弃比生物量扩张。采用物种特异性二项广义线性模型（generalized linear model，GLM；logit链接）和立方B样条筛选 AVM 预测因子，以小样本校正赤池信息准则（AIC_c）选择模型并以广义方差膨胀因子（generalized variance inflation factor，GVIF）<2.0控制共线性。空间上将观察捕获聚合至30-min经纬网格并叠加 EFH 图层作定性解释。

结果：
1. 观察到的鲨类兼捕与体长结构：通过1993—2024年观察员记录汇总，三种鲨类共记录1,745尾，刺网占71.5%，以 Dusky Sharks 为主；固定或锚定沉刺网捕获最多（Dusky 773尾、Sand Tiger 253尾、White 64尾），拖网以 otter bottom trawl 为主（94、318、84尾）。Dusky 87%为YOY、12%幼体、1%成体；Sand Tiger 59% YOY、40%幼体、1%成体；White 90% YOY、10%幼体、无成体。结论：观察兼捕主要由早期生活史个体构成。
2. 兼捕估计与到船死亡率：通过航次计数扩张（观察覆盖约6%，扩张因子1.1—32.1）和VTR努力估计，平均年扩展兼捕以刺网 Dusky 最高（128.0 ± 287.0尾），其次拖网 Dusky（85.2 ± 160.0）和拖网 Sand Tiger（45.3 ± 87.5）；White 两渔具均低（3.8 ± 3.2、4.0 ± 3.5）。平均年扩展 AVM 以刺网 Dusky 最高（72.4 ± 191.0），拖网 Dusky 34.4 ± 85.1；Sand Tiger 和 White 较低。年值在1990s末至2000s初较高，近年多数年份每物种少于50尾；Dusky 和 Sand Tiger 总体下降，White 无一致趋势。生物量扩张显示刺网一般高于拖网，累计兼捕生物量以 Dusky 刺网约123,000 lb最高，Sand Tiger 刺网约90,000 lb、White 刺网约40,000 lb、Sand Tiger 拖网约36,000 lb；AVM 生物量以 Dusky 刺网约68,000 lb最高。结论：计数扩张更适合稀有禁捕物种，生物量扩张为补充比较。
3. 到船死亡率的预测因子：通过物种特异性二项GLM，Dusky 最佳模型含叉长（fork length，FL）、水温非线性、月份、年份和渔具；FL与渔具最强，刺网预测 AVM 从<100 cm约0.25升至>250 cm>0.90，拖网<0.70。Sand Tiger 最佳模型含FL和渔具，约100 cm<0.25，>200 cm在刺网>0.75，拖网<0.40。White 最佳模型仅含渔具，刺网预测 AVM>0.95，观察到的拖网个体均存活。结论：刺网 AVM 高于拖网，Dusky 和 Sand Tiger 随体长增加死亡率升高。
4. 兼捕区域的空间分析：通过30-min网格（少于3尾的格元排除）制图并叠加EFH，观察兼捕主要在30—46°N、80—65°W，集中在中大西洋和南新英格兰。拖网记录较分散；刺网在 Middle Atlantic Bight（Delaware、Maryland、Virginia沿岸）及 New Jersey、southern New England 形成聚集，并与所有三种鲨类的幼体和成体EFH重叠；White 刺网记录少，局限于 Cape Cod 和 Long Island 近岸并对应幼体EFH。EFH仅用于可视化，不作统计预测。结论：刺网兼捕热点与幼体栖息地重叠。

讨论总结：
兼捕规模与趋势：扩展估计表明当代东北部和中大西洋刺网、拖网兼捕风险低于历史，尤其 Dusky 和 Sand Tiger；下降与禁捕规定、渔业操作和生态变化及监测强度变化同时发生。禁捕规定不管理这些渔业，其目的不是消除偶然捕获，而是禁止保留、激励避让并减少死亡；长期下降可能反映努力转移和空间时间管理。生物量丢弃比扩张对稀有物种受稀疏观察影响大，计数扩张更可解释。兼捕不会完全消除，空间格局提示物种和区域特异性监测机会，但空间分析非努力标准化，不能定量解释为风险。
渔具特异性死亡与生活史阶段脆弱性：刺网 AVM 高与被动缠结时间长、妨碍冲压通气有关；拖网时间较短但捕捞和起网应激强。模型和观察均显示刺网高于拖网。三种鲨类兼捕以未成熟个体为主；Dusky 和 Sand Tiger 体长越大 AVM 越高。管理应优先降低遭遇频率和捕获严重性（网具配置、浸泡时间、空间部署），仅依赖释放不足；释放后死亡会使总渔业死亡被低估。
种群影响：Dusky AVM 最高且幼体为主，种群对低渔业死亡敏感；Sand Tiger AVM 较低但生产力极低，幼体损失影响大，且反复使用育幼和聚集栖息地可集中暴露；White 记录少且为YOY或幼体，刺网 AVM 高但稀有性限制种群尺度推断，幼体存活对种群动态重要，释放后死亡率数据仍有限。
管理启示与未来优先：当代兼捕率不太可能造成全种群过渔，主要价值在风险识别：风险不均，刺网及与幼鲨反复重叠的区域和季节最高。进一步降低死亡需减少遭遇和严重性，如网具改造、减少浸泡时间、减少甲板暴露和处理时间、避开幼体高发期。持续渔业依赖监测、电子监控、物种鉴定和标记或生理研究可加强推断。长期观察员数据对稀有事件物种管理有广泛价值。

研究结论翻译：这些结果共同为禁捕鲨类兼捕与到船死亡率提供了跨数十年的定量基线，并说明长期观察员数据集可用于表征非目标渔业中受保护鲨类的稀有偶然捕获和死亡。作为案例研究，这项工作凸显了未充分利用的渔业观察员数据在直接评估数据仍稀少的鲨类管理中的更广泛价值。