德克萨斯河口幼年许可鱼 (Trachinotus falcatus) 的季节性占据与种群趋势

《Environmental Biology of Fishes》：Seasonal occupancy and population trends of juvenile permit (Trachinotus falcatus) in Texas estuaries

　　

摘要：随着热带化改变墨西哥湾的海洋群落，浅滩渔业可能受到影响。许可鱼 (Trachinotus falcatus) (Linnaeus, 1758) 是一种广受欢迎的浅滩物种，在佛罗里达（美国）和加勒比地区常被作为捕捞对象。目前关于许可鱼的研究多集中于佛罗里达，而在西部墨西哥湾地区此类研究较为缺乏。本研究旨在深入了解德克萨斯（美国）的许可鱼种群，包括丰度、分布、季节动态及相关环境条件。研究人员利用来自袋状围网和刺网样本的长期渔业独立数据（1983–2024年）评估种群趋势，并采用提升回归树 (Boosted Regression Trees, BRT) 确定对许可鱼存在最具预测作用的环境变量。在袋状围网中采集到的小型幼鱼（12–208 mm TL）在时间序列上显著增加，但刺网中采集到的大型幼鱼（127–519 mm TL）及成鱼未呈现显著趋势。许可鱼在中部和下部海岸分布密度较高，尤其是在墨西哥湾-河口通道附近。许可鱼的观测时间分布于4月至12月，较佛罗里达记录的季节时长更短，但与其估计的产卵季节相符。与许可鱼相关的环境条件包括中等盐度（20–40 ppt）和高温（>25 °C），且许可鱼的出现概率随溶解氧升高和浊度降低而增加。本研究具有创新性，是德克萨斯许可鱼种群的首次研究，可为未来的管理策略提供基础。

论文解读：德克萨斯河口幼年许可鱼的季节性占据与种群趋势

一、研究背景与问题

墨西哥湾（Gulf of Mexico）的海洋环境正在经历显著变化，尤其是水温升高和冬季最低温度趋于温和，这一过程被称为“热带化”（tropicalization）。热带化已经导致河口群落结构重组，并对运动鱼类及其支撑的渔业产生影响。浅滩渔业（flats fisheries）通常指在浅水清澈（水深<3米）、具有海草床或其他栖息地的沿海镶嵌生境中针对热带或亚热带运动鱼类的渔业，具有很高的经济价值。由于这些渔业依赖于沿海栖息地，因而特别容易受到气候变化加剧的人类活动影响。

许可鱼（Trachinotus falcatus）分布于西大西洋、加勒比海和墨西哥湾，从马萨诸塞州延伸至巴西东南部。该物种在佛罗里达（美国）和加勒比地区尤为常见，利用近岸海草浅滩和离岸珊瑚礁等多种栖息地。许可鱼是南佛罗里达和加勒比地区广受欢迎的运动鱼类，支撑着具重要价值的休闲渔业。许可鱼的渔业可分为两类：一类是浅滩渔业，以低捕获率、低释放后死亡率和以钓获-释放为主为特征；另一类是围绕离岸珊瑚礁产卵聚集区发展起来的渔业，其特征为较高捕获率、增加的渔获量以及比浅滩渔业更高的被捕食率。许可鱼为多批次群产卵鱼类。在佛罗里达群岛，许可鱼的产卵季节约为3月至9月，高峰期在4月和5月；而在伯利兹较低纬度地区则从2月持续至10月。目前关于许可鱼生命周期和生态学的研究主要集中在物种分布范围中的狭窄区域（佛罗里达和伯利兹），而佛罗里达以外地区、包括整个墨西哥湾区域，相关研究十分匮乏。与此同时，其他暖水运动鱼类如锡马鮨（common snook，Centropomus undecimalis）和灰笛鲷（gray snapper，Lutjanus griseus）在德克萨斯已有数量增加的记录。鉴于德克萨斯温暖的水域、广阔的海草栖息地和活跃的人工鱼礁项目，许可鱼在该区域应存在一定程度的占据，但具体状况尚不清楚。

二、研究目的与研究方法

本研究旨在利用长期渔业独立数据（1983–2024年），描述德克萨斯河口许可鱼的（1）丰度、分布和季节性，以及（2）与许可鱼存在相关的环境条件。研究区域为德克萨斯十个主要沿海海湾。研究人员使用两种捕捞网具：袋状围网（bag seine，18.3 m长、1.8 m宽，19-mm网目翼网和13-mm网目袋网）和刺网（gill net，182.9 m长，76、102、127和152-mm网目）。袋状围网采样于1983年至2024年进行，刺网采样于1983年至2023年进行。采样采用分层随机抽样设计，将河口水域划分为1分×1分的采样网格。袋状围网主要在白天作业，目标为小型幼鱼（<160 mm TL）；刺网在春季和秋季各10周的季节内作业，目标为大于1龄的较大个体（>160 mm TL）。

数据处理与统计方面，研究人员分别计算了袋状围网和刺网的年度平均单位努力捕获量（catch-per-unit-effort, CPUE），并使用皮尔逊相关系数评估全天候趋势。空间分布采用ArcGIS Pro 3.0.0生成热力图。季节性分析基于袋状围网样本的逐月捕获数量。环境关联分析采用提升回归树（Boosted Regression Trees, BRT），将两种网具的样本合并，CPUE转换为存在/不存在形式。预测变量包括盐度、温度、浊度、溶解氧、距最近通道距离、年份和海湾系统。BRT模型参数设置为伯努利误差分布、树复杂度5个节点、袋分数率0.5、学习率0.01，最优增强树数量通过交叉验证确定，并在R 3.6.1中使用gbm v 2.1.8包实现。

三、研究结果

（一）丰度与体长频率分布

研究期间（1983–2024年），两种网具均观测到许可鱼。袋状围网捕获许可鱼811尾，刺网捕获208尾。尽管总体出现率较低（81,412次袋状围网中344次出现，31,137次刺网中118次出现），但袋状围网CPUE在整个时间序列中呈显著上升趋势（r=0.410，p<0.007），而刺网CPUE无显著趋势（r=0.072，p=0.590）。共测量985尾许可鱼，袋状围网捕获个体体长范围为12–208 mm TL（0–1龄），刺网捕获个体范围为127–519 mm TL（0–3龄）。两种网具捕获体长有重叠处，但袋状围网以20–60 mm TL为主（85%），刺网以220–280 mm TL为主（55%）。

（二）空间分布

除东马塔戈达湾仅袋状围网有记录外，许可鱼在德克萨斯所有沿海海湾中均有出现。多数许可鱼采样于德州中部至下部海岸，该趋势在袋状围网和刺网样本中均显著。最高密度出现在科珀斯克里斯蒂湾与阿兰萨斯湾交汇处、圣安东尼奥湾与马塔戈达湾交汇处，这两个交汇处均为连接墨西哥湾与河口的重要通道。

（三）季节性

许可鱼在4月至12月期间有观测记录，其中7月至11月捕获量占总数的79%。季节性高峰出现在9月（156尾）。12月仅记录到2尾，1月至3月无任何记录。袋状围网中幼鱼逐月均有出现，表明整个季节内存在持续补充。

（四）环境关联

BRT模型（2200棵树）结果显示，距最近通道距离解释了最高的偏差（21.7%），其次为盐度（19.1%）、温度（19.1%）、年份（13.5%）、溶解氧（12.0%）、浊度（9.8%）和海湾（4.7%）。总体而言，许可鱼与墨西哥湾通道、中等盐度（20–40 ppt）、高温（>22°C）以及较近年份（2010–2024年）相关。出现概率随溶解氧升高和浊度降低而增加。

四、讨论

本研究提供了墨西哥湾西北部许可鱼的首批基础生活史数据。袋状围网中幼鱼丰度的时间序列增加可能与该区域的热带化趋势有关。多种热带物种如灰笛鲷和锡马鮨因冬季水温变暖而在德克萨斯变得更加常见，许可鱼可能也从这一趋势中受益。

许可鱼在德克萨斯河口仅于4月至12月出现，较佛罗里达全年记录更为季节性。该季节性模式与佛罗里达4–7月产卵季节及15–20或25–30天的浮游幼体持续时间估计相符。幼鱼在整个季节内逐月持续出现，表明德克萨斯河口提供了适宜的育幼栖息地。

许可鱼幼鱼在南部区域更丰富，这些区域以海草覆盖度更高和水深相对更浅为特征。许可鱼高度集中在墨西哥湾通道附近，表明幼体供应可能未深入河口内部，幼鱼占据了靠近定居点的栖息地。

成鱼观测的完全缺失出乎意料。本研究捕获的个体体长范围为12–519 mm TL，可能代表0–3龄鱼。许可鱼可能经历个体发育栖息地转移，随生长从河口转移到未被采样的栖息地。在德克萨斯，人工鱼礁项目包括92个活跃礁点，可作为成鱼栖息地。已有在离岸约60–170 km的人工鱼礁目击成鱼许可鱼的记录。

总体而言，许可鱼在德克萨斯河口相对少见但持续存在。研究表明长期渔业独立数据在描述幼鱼丰度、季节性和分布方面的有效性，但这些方法不足以描述成鱼种群。目前德克萨斯尚未有针对许可鱼的定向渔业，该物种也未被管理。然而，幼鱼持续补充至德克萨斯河口表明这些区域可能成为其他区域成鱼种群的重要来源。墨西哥湾的环流系统和陆架环流可能对许可鱼幼体运输和定居起关键作用，并可能影响成鱼迁出德克萨斯的格局。理解这些大尺度过程对确定德克萨斯幼鱼对区域成鱼种群的贡献至关重要。