利用标记-重捕和贝叶斯方法估算北卡罗来纳州蓝蟹（Callinectes sapidus）的存活率、生长和形态测量关系

《Animals》：Estimating Survival, Growth, and Morphometric Relationships of Blue Crab (Callinectes sapidus) in North Carolina Using Mark–Recapture and Bayesian Approaches

　　

北卡罗来纳州蓝蟹（Callinectes sapidus）的若干生活史参数，例如生长率、自然死亡率以及甲壳宽-体重关系，若得到更新或本地化将会受益。为此，研究人员设计了一项使用编码金属丝标签（Coded Wire Tags, CWTs）的标记-重捕研究，以估算北卡罗来纳州蓝蟹种群的甲壳宽（Carapace Width, CW）-体重关系、生长和自然死亡率。研究人员利用捕获的蓝蟹数据估计其甲壳宽-体重关系，并采用重捕数据通过Fabens方法（同时使用频率学派和贝叶斯学派方法）估算生长率。此外，研究人员构建了一个Cormack–Jolly–Seber（CJS）模型来估算表观存活率（Apparent Survival, ?）。研究人员的甲壳宽-体重估计值大部分介于切萨皮克湾（Chesapeake Bay）和佛罗里达（Florida）种群的甲壳宽-体重估计值之间，表明可能存在区域变异。研究人员的频率学派和贝叶斯学派生长率估计值具有比基于有限生长重捕数量的其他估计值更高的k值。没有单一的CJS模型得到数据的强有力支持，但研究人员识别出了重要的协变量，这些变量可为未来研究提高CJS模型的精度和准确性。我们的结果表明，编码金属丝标签可用于对无永久硬壳物种的标记-重捕研究，但可能需要相当大的努力才能产生可行的结果。

研究人员基于北卡罗来纳州蓝蟹（Callinectes sapidus）种群参数更新需求，开展了标记-重捕研究。该研究旨在解决当前蓝蟹种群评估中生长率、自然死亡率和甲壳宽-体重关系等关键参数依赖旧数据或跨区域借用数据的问题，以提高评估的准确性和可持续性管理。论文发表在《Animals》。
研究人员于2022-2024年，在北卡罗来纳州纽波特河河口（Newport River estuary）的三个盐沼样点（Haystacks、Prytherch Creek和Morehead City Sign）进行采样，使用编码金属丝标签（CWT）对蓝蟹进行标记。主要关键技术方法包括：基于Fabens方法的von Bertalanffy生长函数（VBGF）参数估计（频率学派和贝叶斯学派），以及Cormack–Jolly–Seber（CJS）模型用于估算表观存活率（?）和重捕概率（p）。样本来源为北卡罗来纳州纽波特河河口本地种群。
**3.1. 甲壳宽-体重关系**
通过测量标记和重捕个体的甲壳宽（CW）和体重，研究人员建立了性别特异性异速生长方程。与切萨皮克湾和佛罗里达的已有方程比较发现，北卡罗来纳州蓝蟹的CW-体重关系大多介于两者之间，且与切萨皮克湾数据存在显著差异（p<0.001），而与佛罗里达数据无显著差异。这表明区域变异的存在，并建议未来北卡罗来纳州评估中避免使用切萨皮克湾的CW-体重方程。
**3.2. 生长**
采用贝叶斯Fabens方法（BFa）和频率学派Fabens方法估计VBGF参数。BFa模型收敛后的L_∞为205.24，k为2.28；频率学派估计的L_∞为235.32，k为1.83。与其他地区（如切萨皮克湾、特拉华湾）的估计值相比，本研究的L_∞落在BFa的95%置信区间内，但k值显著高于其他研究，导致生长曲线斜率更陡。研究人员认为，这可能是由于生长重捕样本量小（仅22个生长个体）且采样集中在夏季（蓝蟹快速生长期），导致k值偏高。
**3.3. CJS模型比较**
研究人员对五个数据集（PC含2022年、PC不含2022年、HS、MS及联合数据集）运行了多种CJS模型，AICc分数差异较小，无法确定单一最佳模型。但分析揭示了分组和协变量的影响：甲壳宽（CW）与?通常呈负相关；年份分组显示2022年?较低，2024年较高；性别分组显示雌性?高于雄性；地点分组下?值差异较大；陷阱类型（如peeler pots）对p有影响。总体而言，模型估计的?精度低于p，且分组变量（如年份、地点）对?估计具有重要信息量。
**讨论部分总结**
研究人员讨论了CW-体重关系的地理差异，认为可能与纬度、水温及采样季节有关，并建议北卡罗来纳州未来评估中避免使用切萨皮克湾数据。生长方面，高k值可能源于样本量小和季节性采样偏差，但贝叶斯Fabens方法在数据有限的情况下仍能收敛，展示了其应用潜力。CJS模型虽未选出最佳模型，但识别了影响?和p的关键协变量（如CW、年份、性别、地点和陷阱类型），为未来研究设计提供了参考。研究人员指出，使用CWT进行标记-重捕是可行的方法，但需投入大量努力以提高捕获率和重捕率，并建议采用近封闭样点、高频率采样、高陷阱饱和度和短浸泡时间，以获取更稳健的结果。
**研究结论（翻译原文）**
本研究的结果提供了使用频率学派和贝叶斯Fabens方法的新生长率估计值。尽管研究人员的k估计值产生的斜率比蓝蟹生长的一般真实值更陡，但这证明了贝叶斯Fabens方法在数据有限物种中的有用性。研究人员对雄性和雌性蓝蟹的甲壳宽-体重估计值大多介于佛罗里达和切萨皮克湾的估计值之间，表明更本地化的估计值可能有助于未来的北卡罗来纳州种群评估。最后，虽然研究人员的CJS模型未能确定估算表观存活率的最佳拟合模型，但研究人员确实识别了以有意义方式影响CJS模型估计值的协变量和分组。这些结果有助于确定在获得更多标记-重捕数据时哪些分组变量和协变量具有信息量。本研究建议，编码金属丝标签可以成为用于测量无永久硬壳动物（包括其他甲壳类和无脊椎动物物种）生长的标记-重捕调查的可行选择。也就是说，未来使用CWT进行甲壳类标记-重捕研究应预期投入相当大的努力才能获得有意义的生长和死亡率估计结果。为了产生有意义的结果，研究人员建议使用近封闭样点、频繁捕获事件、高陷阱饱和度和短浸泡时间以提高捕获和重捕率。此外，贝叶斯Fabens方法在数据有限的情况下成功收敛，表明其在数据有限物种（包括濒危物种、低密度物种或难以捕获的物种）中的应用潜力。同样，应仔细考虑标记-重捕方法，并进行全年采样以确保为模型收集准确和精确的数据。