金属线码标记技术在渔业生物增殖放流中的应用

徐开达，徐汉祥，王 洋，卢占晖，张洪亮，王伟定，周永东，王好学

(1 浙江省海洋水产研究所，农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江 舟山 316021；2 浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江 舟山 316022)

近年来，由于渔业资源过度利用及环境污染等问题不断出现，致使中国近海海洋生物资源不断衰退，开展人工增殖放流成为修复渔业资源较有效的方式之一，其中放流种类标志技术是评价放流效果的重要手段[1-2]。自20世纪80年代增殖放流工作开展以来，有学者采用标志放流方法估算封闭水域中放流生物生长死亡参数来评价增殖放流效果，鱼类标志技术也随之逐渐发展起来[3]。目前应用较多的标志技术有体外标志法(挂牌标记法、切鳍法、烙印法等)和体内标志法(荧光标记法、分子标记法、线码标记法、档案式标记法等)[4-5]，不同的标志方法有各自优缺点及适用标记种类[6]。国内外关于水生生物标志放流技术的研究报道较多，如金头鲷(Sparusaurata)[7]、鲑鱼(Salmosalar)[8-9]、牙鲆(paralichthysolivaceus)[10-11]、鮸鱼(Miichthysmiiuy)[12]、黑鲷(Sparusmacrocephalus)[13]、石斑鱼(Epinephelusawoara)[14-15]、大黄鱼(Larimichthyscrocea)[16-18]、日本黄姑鱼(Nibeajaponica)[19]、半滑舌鳎(CynoglossussemilaevisGünther)[20]、曼氏无针乌贼(Sepiellajaponica)[21-22]、金乌贼(Sepiaesculenta)[23]、中华鲟(Acipensersinensis)[24]、西伯利亚鲟(AcipenserbaerⅡ)[25]等多种渔业生物的标志方法应用和探讨，均取得了一定的研究进展，这些为水生生物的大规模增殖放流奠定了良好的基础。

金属线码标志法(Coded Wire Tag，CWT)作为一种体内标志的重要方法，国外于20世纪90年代开始规模化应用[4-5]，2000年后国内也有相关报道[26-30]。本文整理了国内外开展金属线码标记研究的相关资料，综述标志原理、发展历史、特点及应用效果，并展望未来发展方向，以期为今后开展规模化标志及效果评价提供参考依据。

1 金属线码标记技术的工作原理及发展

CWT是一种宏观生物的标志方法，用以区分生物亚群，发明于20世纪60年代，又称数字式线码标记系统(decimal coded wire tag)，由美国西北海洋技术公司设计制造，当时为评价孵化场效果而实施标记幼体大麻哈鱼而产生[8]。金属线码个体为长1.1 mm、直径0.25 mm的磁性不锈钢丝[7]。线码段上刻有一系列激光蚀刻的多位数字码(图1)，用于识别该线码所属线圈(每个线圈含1万个线码段)、所属批次或所对应的标记个体。

图1 金属编码示意图

最早的金属线码是用不同颜色的线圈作为标志，回捕后线圈颜色易脱落，难以辨认。而后改进为二进制编码，不仅增加了编码的稳定性，而且扩大了编码的利用范围。随后，十进制编码代替了二进制编码，使得编码更加清晰地刻在金属线上，更易快速读取。CWT数字编码的唯一性是确保增殖放流效果评价的前提条件。

CWT主要工作原理是将刻有多位数字码的金属线码注入到特定亚群的生物体内，可长时间保留，当生物被捕捉后，可通过检测多位码对生物的亚群进行鉴别。图2为金属线码标志工作原理，整个系统由注射系统和探测系统组成。主要部件为线码标志器和质量控制仪。前者主要用来对动物体实施金属线码注入，后者有矩形管道式线码检测器和手持式线码检测器(即便携式探测器)两种，用于扫描被检物体是否含标志线码[31]。1988年，第一届鱼类标志技术教育工作组及国际研讨会召开后出版的鱼类标志指导书将这项技术普及开来[32]。之后，微电子技术的迅速发展提升了对标志鱼类的远程跟踪和监测能力，使得CWT技术可以有更大的应用空间。

鉴于CWT可提供大尺度辨别种群的能力，且操作便利、数据存储能力强，其逐渐成为增殖放流及渔业管理研究的关键技术，并且应用该技术的标记鱼数量有超过其它标志方式的趋势[6]。

图2 金属线码标记方法工作原理

最近20年，电子标志的优势日益显著，可以通过遥感收集标记动物的信息[33]，1994年由美、加两国在太平洋鲑鱼上开始应用并被广泛推广[8-9]。随着编码技术升级，特别是十进制代替原有二进制算法，可以将使用在全世界不同水域的金属线码用不同编码进行区分，目前该标志技术逐渐在全世界普及。鉴于CWT有便捷优势，美、加两国实施了一系列行之有效的标志计划来推进关键种群评估计划[34]。从2002年开始，CWT技术开始引入中国，最早开始应用于大黄鱼、拉萨裂腹鱼(Schizothoraxwaltoni)、中华鲟(Acipensersinensis)[24-26]，研究认为CWT对大黄鱼的抗氧化和非特异性免疫系统产生的影响、对拉萨裂腹鱼幼鱼的生长没有显著影响，人工放流中华鲟的生长和洄游分布与自然种群没有显著差异，并取得了预期效果。

随着追踪技术的持续改进，2009年CWT标记系统已更新至第三代，标记能力更加强大，应用范围也相应扩大[31]。目前，自动金属线码仪主机重约6 kg，检测仪质量约1.5 kg，便于携带，可在养殖场、渔船、海边等不同环境下即时标志。CWT特有的设计已在增殖渔业研究和渔业管理领域产生了积极的影响。

2 CWT在渔业资源增殖放流研究中的应用

2.1 金属线码标志方法的研究

标志方法研究中，标识的保持率、对标记对象生长和存活的影响及操作便利性均是标志技术成功的关键。对欧洲鳗(Anguilla anguilla)[35]、红笛鲷(Lutjanuscampechanus)[36]、长鳍鳗(Anguilladieffenbachii)[37]、斑鱼幼鱼(Cynoscionnebulosus)[38]、大口黑鲈(Micropterussalmoides)[39]、大西洋绒须石首鱼(Micropogoniasundulatus)、金体美鳊(Noetmigonuscrysoleucas)和蓝鳃太阳鱼(Lepomismacrochirus)[40]等研究结果显示，相较其它标志方法，金属线码尺寸小，标记组的生长和存活与未标记组相比基本无差异。其中对长鳍鳗的研究表明，采用CWT的速度达400尾/h[37]，标志速度较快。Okamoto和Davis等[6,41-42]分别用CWT技术对三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)和蓝蟹(Callinectessapidus)进行标志试验，标记后的小型蟹类经过1～2次蜕壳后，其标记保留率均超过80%，而且标记对这两种幼蟹的生长并没有产生影响[43-44]，因此认为CWT对小个体水生动物尤为适合[42,45]。

CWT技术灵敏度高，标记大个体时，为了提高检测灵敏度，选择适当标记位置可以提高标志保持率。对于鲑鳟鱼类标记，通常将 CWT 植入头部效果较好[9]。Brennan等[45]将CWT植入锯盖鱼(Centropomusundecimalis)下颌肌肉内，1年后CWT保持率>97%。杨晓鸽等[29]研究达乌尔鳇(Husodauricus)不同部位的CWT效果，发现背部前、中、后的标志保持率均在90%以上，且无显著差异。对红鲷笛鲷幼鱼在鼻软骨、左颊上肌肉、颈部、背部肌肉和尾柄5个不同标记部位的CWT试验结果显示，6周后背部肌肉的保持率相对较低，其它部位均没有标记损失，建议选择保留时间长、易标记的颈背肌肉实施[36]。针对不同体型鱼类，选择适宜标记部位有助于提高标志效果。

2.2 放流种群跟踪及评估

由于标志与鱼类实际种群相吻合才能确保评估结果的正确性[46]，标志保存的持久性、鱼类回收方法、取样规模以及编码能力均会影响最终结果[21]，因此CWT技术成功的关键在于保证金属线存储特定实验信息的能力以及减少标志强加到鱼类体内后对鱼类生理和行为方面的影响。成功的放流效果评价方案是考虑鱼类生活史及其生物学特征，运用一系列鱼类鉴定识别方法来解决区别放流种群与自然种群的问题。CWT是较好的应用手段之一，目前已在中华鲟、白鲈(Atractoscionnobilis)、澳洲肺鱼(LatescalCarifer)及鲻鱼(Mugilcephalus)的效果评估中得到了准确验证[50-53]，利用该技术能在自然海域识别放流种群，进而掌握研究对象的生长、洄游路线及分布特点。

Able等[47]利用CWT野外标记全长<40 mm的底鳉(Fundulusheteroclitus)和斑鳍底鳉(Fundulusluciae)，166 d内回捕率分别达到56.0%和74.4%；William[9]通过试验发现阿拉斯加鲑鱼(Oncorhynchus)的CWT的保持率在98%以上，并由此估算阿拉斯加5个不同放流海域的捕捞产量贡献率分别达到2%、9%、19%、20%和78%；Childerhose等[48]应用CWT技术获得的某种渔业鱼群及海洋分布信息较之前12年的信息还要多。与体外标相比，CWT几乎不影响鱼类的捕食、游泳和生境选择[43]。基于该特点，Drawbridge等[49]用CWT评估了南加尼福尼亚的金眼狼鲈(Moronechrysops)种群的增长情况，并用渔获量进行验证，认为评估结果基本准确。

3 CWT技术的优缺点

3.1 优点

相对于其它标志方法，CWT具有标速度快、对鱼体损伤小、标志保持率高、规模化标记价格低廉等优点。具体表现为以下几方面：(1)标记体积小，被标记鱼类身体的伤口小，愈合快，很少造成其身体组织的损伤，通过多种鱼类试验均显示CWT标记组与对照的生长情况无显著差异[25,29,30,35,37]，且标记保持率均较高；(2)对拉萨裂腹鱼和中华鲟幼鱼采用CWT进行跟踪，显示放流群体和自然群体洄游分布和栖息环境相同[27-28]，认为CWT几乎不影响鱼类的捕食、游泳等行为能力，也不影响鱼类对生境选择；(3)因线码较小且由无毒金属制成，即使与鱼体一起被食用，也不会对人体造成伤害；(4)金属标记是通过自动或手握标志枪将标志体注入鱼体内，尤其是通过自动方式标记，速度明显快于其它标志方法[34]，如对欧洲鳗鲡和长鳍鳗的标记速度是挂牌标记的5倍以上；(5)最新一代的自动金属线码仪操作简单，个体轻便，可在养殖场、渔船、海边等不同环境下即时标记；此外还具有规模化标记价格相对低廉的优点，如批次标记数量超过2万尾以上，费用约0.3元/尾。

3.2 缺点

CWT技术也存在着一些不足之处，主要体现在以下两个方面：(1)金属线码标记在鱼类体外较小，不易被发现，无法从鱼类活体中直接读取储存信息，需要捕获鱼类通过解剖读取标志信息，致使回捕率降低；(2)标记存留率受标志部位影响较大，在实施CWT前需自行选择标记位置，在对某种鱼的吻部标记时，如果标记部位较深，会降低生长速度、影响存活率，甚至存在潜在损伤鱼类嗅觉组织的危险[54-55]，需要寻找合理的标记部位，且力度要适度，应避开对标记金属线包裹力度相对稀松的软骨区域，通常选择鱼体肌肉部位[28]。

由于上岸后的捕捞渔获物可就近销售，渔船亦可在海上直接销售，因此，回收标记鱼的难度较大。相对于体内标志方法，挂牌标记方法较为直观，其应用于大黄鱼、黑鲷、日本黄姑鱼等个体较大的鱼类，易于发现和回收[13,16,19]。CWT作为体内标志法之一，不能直接辨识，目前上岸渔获物未实行分类定点投售，加之回捕时需要借助金属线码检测仪扫描，致使CWT标记鱼被发现概率较小，造成回捕率偏低。在浙江海域的黑鲷和大黄鱼放流试验印证了这些问题[4,13,16]。

4 展望

标志放流是评价渔业资源增殖放流效果、掌握放流鱼种的生长、死亡及其移动分布规律的重要途径[19]。影响标志放流群体回捕率的因素是多方面的，探索这些影响因素也需要标志放流技术的不断进步。因此，推动标志放流技术的发展，是满足资源评估、动物生理与行为学研究，以及保护珍稀物种的迫切需要[5,56-58]。

根据国际上现有标志技术的应用状况，除挂牌标记外，荧光色素标记法、金属线码标记法、分离式卫星标记法、生物遥测标记法等都具有良好的应用和发展前景。但荧光色素标记法操作相对繁琐，卫星标记法和生物遥测标记法价格昂贵，每枚卫星标志的费用高达数千美元以上，因此要有大量配套经费的投入方才可行。CWT具有标记速度快、对鱼体损伤小、标志保持率高、规模化标记价格低廉等优势，具有较广的应用前景。

在众多标志方法中仍以体外挂牌标记为主，其它方法还处于试验阶段。中国的标志技术应用研究水平与发达国家相比还比较薄弱[56]。目前，增殖放流效果评价仍缺乏精确的定量描述，今后仍需要加强投入和研究。随着中国标志关键技术的不断发展及渔业管理制度的不断完善(如渔获物集中交易，便于统计和监管)，作为智能化标志的一种重要方法，CWT技术因其独特的标志原理及其优势，在渔业资源增殖放流领域的应用必将更加广泛，将成为中国标志放流研究的主要发展方向之一。

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