基于体况指数（BCI）的西海岸海洋虾（Pandalus jordani）种群丰度评估新方法及其在可持续渔业管理中的应用前景

《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》：Body condition index of a pandalid shrimp, a novel method for assessing ocean shrimp populations

为解决短寿命海洋无脊椎动物种群丰度难以实时评估的渔业管理难题，本研究创新性地利用码头生物采样数据，分析了海洋虾体况指数（BCI）与单位捕捞努力量渔获量（CPUE）的强相关性（r = -0.86），并发现季初（四月）的BCI是预测年度渔获量的最佳指标。该方法为海洋虾等“补充型渔业”提供了一种快速、准独立的同期种群丰度评估工具，有助于改进渔获控制规则，提升渔业可持续性。

　　

准确评估捕捞种群的实时丰度，对于渔业管理和产业发展至关重要，但这往往面临时机和成本的限制。对于像美国西海岸海洋虾（Pandalus jordani）这样的短寿命“补充型渔业”，由于物种寿命短、分布零散和预算限制，传统的独立渔业资源调查往往不切实际。目前的管理高度依赖于回顾性的虚拟种群评估（VPA）和对环境因子的模型预测，但这些方法无法提供当代种群的实时评估，且随着近年来东北太平洋环境条件发生巨大变化，过去模型的可靠性已经下降。管理上目前依赖两个参考点：六月平均渔获量（一个粗略的丰度指标）和克雷森特市海平面高度（SLH，一个与一龄补充量相关的环境变量）。然而，前者受捕捞效率、市场条件等因素影响，后者仅能预测一龄补充量。因此，开发一个不依赖于历史环境条件、且能快速获得的精准同期种群丰度评估方法，对于提升渔业管理的可持续性和规避过度捕捞风险显得尤为迫切。为了回应这一挑战，一篇发表在《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》上的研究，探索了一种新颖的方法：利用体况指数（Body Condition Index, BCI）来评估和预测海洋虾的种群丰度。

研究者们为这项研究综合运用了多方面的数据和方法。关键技术方法包括：1. 码头生物采样：通过在整个渔季（4月1日至10月31日）对渔获物进行系统采样，测量个体虾的头胸甲长度（CL）和样本总重量，以此获取研究的基础数据。2. 体况指数（BCI）的计算：基于2014-2023年间对25,352尾海洋虾的个体称重和测量数据，通过非线性最小二乘法拟合出长度-重量关系曲线（W_shrimp= a * CL_shrimp^b），进而为每个样本计算出投影总重量。BCI值（K_shrimp）定义为观测总重量与投影总重量之差除以样本虾的数量。3. 多元数据整合与统计分析：研究整合了2001-2023年期间的码头生物采样数据（4,525个样本，包含506,181尾虾）、渔获量数据、基于捕捞日志计算的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）、环境上升流指数以及捕食者（2龄以上太平洋无须鳕）生物量数据。通过线性回归、多元回归结合相对重要性分析，以及留一交叉验证法（LOOCV），评估了BCI与CPUE等指标对年度总渔获量的预测能力。

研究结果主要分为以下几个方面：

3.1. CPUE和BCI作为丰度指标的评估

研究发现，年度平均海洋虾渔获CPUE与BCI之间存在高度负相关关系（r = -0.86，p < 0.0001），。这表明两者都能独立且强有力地指示种群丰度。随后，研究验证了BCI和CPUE都能很好地预测西海岸年度虾总渔获量，相关系数分别为-0.72和0.69。

3.2. 多元回归/变量选择

为了探究其他已知影响虾种群的因素（如捕食、环境），研究者建立了包含渔获CPUE（或BCI）、上升流指数和2龄以上太平洋无须鳕生物量的多元回归模型。结果显示，即使在考虑了这些额外变量后，CPUE或BCI仍然是解释渔获量方差最主要的因子，贡献率均超过50%，而上升流和捕食者指数各自的贡献均不足10%。这进一步强化了种群密度（通过CPUE或BCI反映）是影响渔获量的首要因素。

3.3. 季前数据的预测能力

一个关键目标是利用季初数据预测年度渔获。研究者聚焦于渔季第一个月（四月）的数据。结果表明，四月的BCI和四月CPUE均与年度总渔获量显著相关（r分别为-0.74和0.61）。然而，在预测准确性上，四月BCI（均方根误差RMSE = 7,252,707，R²= 0.459）优于四月CPUE（RMSE = 8,761,250，R²= 0.225），。

结论与讨论部分强调了此项研究的深远意义。本研究成功将海洋虾的体况指数（BCI）确立为一个与种群丰度高度相关的强预测因子。其核心价值在于提供了一种快速、准独立（quasi fishery-independent）的同期种群评估新方法。BCI相较于传统CPUE具有两大突出优势：一是可以快速计算（在渔季内即可完成），解决了当前渔获控制规则依赖延后数据的问题；二是它本质上不受捕捞船队效率变化的影响，提供了更具时间韧性的预测能力。通过使用渔季初期（四月）的BCI数据，管理者能够更早、更准确地预测当年渔获潜力。因此，将BCI纳入未来的渔获控制规则设计，有望大幅提升美国西海岸海洋虾渔业管理的科学性、前瞻性和可持续性。该方法的成功应用，也为全球其他面临类似评估困境的短寿命、高补充波动性渔业提供了宝贵的新思路和可行路径。