黄河口及其邻近海域渔业资源现状

高 涵,王 蕾,邱盛尧,高克忠

(1.烟台大学海洋学院,山东 烟台 264005;2.山东省水生生物资源养护管理中心,山东 烟台 264003)

黄河为我国第二大河,年输沙量超过亿吨,仅有机碳便达0.4 Gt(4×1014g),有机碳排放可影响至莱州湾及黄河口西北部沿岸,为河口地区及周边海域带来大量营养物质[1]。温带季风气候使黄河口与周边海域相互作用,形成适宜、稳定的生态环境[2-3],成为许多经济生物的重要产卵场、索饵场,其所在的莱州湾也是自古以来的重要渔场[4]。但随着气候变化、人类活动和环境污染,该地区生态遭到破坏,部分渔业资源生存面临挑战[5];另一方面,底拖网作业及石油钻井平台[6]容易破坏底质环境,造成生境破碎化、栖息地碎片化和生态功能单一化,导致渔业资源的持续性衰退[7]。

闫朗等[8]研究指出该海域底栖生物群落结构差异性与污染状况有关;同时,黄河径流量变化也会影响这一海域渔业资源状况,淡水区的扩大有利于营造低盐产卵环境[9]。整体来看,已有的研究存在以下限制:(1)年份早,多为2017年以前[7,9];(2)范围窄,调查通常围绕黄河口周边(30′以内)进行[7,9-10];(3)外部环境不同,2016年至2017年黄河调水调沙中断,此后这一海域泥沙流量等重要影响因素存在重大转变[10],同时2016年山东东营黄河口生态国家级海洋特别保护区总体规划得以批复通过,相关保护措施深刻转变;(4)未从资源量方面进行考虑。因此有必要针对整个泛黄河口影响区深入探索,对渔业资源数量和种类等方面的变化进行研究。

本文使用相对重要性指数(Index of Relative Importance,IRI)计算渔业资源优势组成,结合生物多样性相关指数,并通过扫海面积法计算资源量,参考历史数据,分析黄河口及其临近海域的渔业资源现状及可捕量,对黄河口近况提供参考,并为进一步调查实践提供数据,也为该海域渔业资源的保护和持续利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文选用2019年4月份、8月份及9月份在黄河口及其临近海域进行的渔业资源调查数据。依照经纬度每10′设置一处站位,调查范围为118°E—119°40′E,37°20′N—38°20′N,总计21个站位(图1)。

图1 调查站位

调查采用专用底拖网渔业调查船,功率260 kW;调查网具为近海渔业资源调查专用底拖网,网口1400目,网口周长78.4 m,囊网网目20 mm。每个站点调查设计理论拖速3 kn/h,拖网时间1 h。

渔获物样品依照《海洋调查规范第6部分:海洋生物调查(GB/T 12763.6—2007)》[11]有关规定测定,鉴别至种,并分种类测定重量、尾数等。分类依照《中国海洋生物名录》[12],栖息类型与适温类型参考《中国北部海洋无脊椎动物》[13]和刘静等[14]的研究。

1.2 数据处理

对于实际调查中拖速、拖网时间存在的差异,本文以拖网时间1 h、拖速3 kn/h为基准,对数据进行标准化处理。利用Shannon-Wiener多样性指数(Shannon-Wiener diversity index,H′)[15]、Pielou均匀度指数(Pielou evenness index,J′)[16]和Margalef种类丰富度指数(Margalef richness index,D)[17],确定调查海域生物多样性状况;利用 Pinkas相对重要性指数(Index of Relative Importance,IRI)确定群落优势组成。资源量计算和评估采用国际普遍使用的扫海面积法,该方法适合大面积拖网调查的资源量计算[18-20]。Shannon-Wiener多样性指数

Pielou均匀度指数

J'=H'/lnS。

Margalef种类丰富度指数

D=(S-1)/lnN。

式中,S为渔业资源种类数,Pi为该渔获物标准捕捞量与总标准捕捞量的比例,N为标准渔获捕捞数量。

Pinkas相对重要性指数

IRI=(N+W)×F。

式中,W为该种渔获物标准重量占总标准重量的百分比,N为该种渔获物的标准尾数占总标准尾数的百分比,F为该种渔获物出现的频率,当IRI≥1 000时,该种群认定为优势种;100≤IRI<1 000时,为重要种;10≤IRI<100时,为常见种;1≤IRI<10时,为一般种;IRI<1时,为少见种。

扫海面积评估法计算公式为

式中:B表示所计算单种渔获资源量;A是渔场总面积,黄河口海域所在莱州湾渔场面积约为2.22×1010m2;N为相对资源密度,即平均渔获量;a是每个调查网次的扫海面积,本次调查单网次扫海面积为44 448 m2;p为捕捞系数,根据网具和生物种类取相应的捕捞系数,底层鱼类、虾蟹类和其他底栖动物取0.80,中上层鱼类、头足类取0.5,上层鱼类取0.25,蓝点马鲛取0.05[21](该鱼种游速较快,底拖网捕捞效率低)。

2 结 果

2.1 渔获物种类组成及优势度

三次调查共捕获渔获物79种,其中鱼类46种、甲壳类29种、头足类4种,分属14目42科67属。依照栖息环境划分,底栖渔获物46种、底层渔获物23种、中上层渔获物10种。依照适温性划分,暖水种12种、暖温种52种、冷水种1种、冷温种7种、广温种7种(图2)。

4月份捕获的渔获物中,优势种有口虾蛄、矛尾虾虎鱼、焦氏舌鳎和脊腹褐虾,IRI指数在1 285～3 524之间;有10个重要种,IRI指数在106～927之间;常见种6种;一般种9种;少见种4种。8月份捕获的渔获物中,优势种有矛尾虾虎鱼、口虾蛄、焦氏舌鳎、日本枪乌贼、鹰爪虾、日本蟳6种,IRI指数在1 078～5 900之间;有13个重要种,IRI指数在101～545之间;常见种10种;一般种16种;少见种25种。9月份捕获的渔获物中,优势种有矛尾虾虎鱼、鹰爪虾、焦氏舌鳎、日本蟳4种,IRI指数在1 416～6 112之间;有8个重要种,IRI指数在127～911之间;常见种10种;一般种7种;少见种9种(表1)。

2.2 生物多样性

本次调查中,渔业资源丰富度指数最高的月份为8月份,最低为9月份,分别是5.78和3.31;多样性指数8月份达到峰值,9月份为低值,分别是2.67和2.47;均匀度指数为4月份达到峰值,8月份为低值,分别为0.71和0.63(图3)。

图2 渔获物分布

表1 渔业资源优势种和重要种

表1(续)

2.3 渔获物状况

2019年三次调查结果显示,渔业资源数量4月份最低,9月份次之,8月份为峰值,平均渔获数量分别为734.41尾/h、5 219.50尾/h、7 221.94尾/h;渔业资源重量4月份最低,8月份大幅上升,9月份达到峰值,平均渔获重量4.59、41.52、56.89 kg/h。

根据平均渔获数量、平均渔获重量占比超过5%的站位分布,4月份渔业资源主要集中在黄河口外海至莱州湾南部海域,少量分布于莱州湾西北部海域;8月份主要集中在黄河口北部外海至莱州湾西北海域和黄河口南部至莱州湾南部两部分;9月份主要集中在黄河口外海、莱州湾南部海域和莱州湾西北部海域(表2,图4、5)。

图3 生物多样性相关指数季节变化趋势

表2 渔业资源站位分布统计

2.4 资源量

2019年4月份资源量4 056.97 t;其中底栖渔业资源63.75%,底层渔业资源35.15%,中上层渔业资源1.10%。现存资源量在100～1 000 t的有短蛸、日本枪乌贼、长蛸、脊腹褐虾、焦氏舌鳎、口虾蛄、矛尾虾虎鱼、日本鼓虾、日本蟳9种,占总资源量的85.55%。现存资源量在10～100 t之间的有14种,占13.83%。现存资源量在10 t以下的有10种,占0.62%。

2019年8月份资源量33 802.60 t;其中底栖渔业资源61.97%,底层渔业资源21.83%,中上层渔业资源16.20%。现存资源量在1 000 t及以上的有短蛸、日本枪乌贼、焦氏舌鳎、口虾蛄、矛尾虾虎鱼、日本蟳、三疣梭子蟹、斑鰶、蓝点马鲛9种,占总资源量的80.07%。现存资源量在100～1 000 t之间的有17种,占17.53%。现存资源量在10 ～100 t之间的有18种,占2.11%。其余的资源量不足10 t,有26种,占0.28%。

2019年9月份资源量40 317.95 t;其中底栖渔业资源78.39%,底层渔业资源20.65%,中上层渔业资源0.95%。现存资源量在1 000 t及以上的有短蛸、日本枪乌贼、斑尾复虾虎鱼、焦氏舌鳎、隆线强蟹、矛尾虾虎鱼、日本蟳、三疣梭子蟹、鹰爪虾、鲬10种,占总资源量的88.94%。现存资源量在100～1 000 t之间的有10种,占9.35%。现存资源量在10～100 t之间的有15种,占8.35%。现存资源量在10～100 t之间的有20种,占1.67%。其余的资源量不足10 t的有3种,占0.03%(表3)。

图4 2019年渔业资源数量分布

图5 2019年渔业资源重量分布

表3 各月主要渔业资源量

3 讨 论

3.1 渔业资源状况解析

2019年的三次调查结果表明,4月份资源量较8、9月份资源量明显偏低,因此将对当月资源量贡献率超过1%的物种定义为重要渔业资源。结果表明,三次调查均为重要渔业资源的种类有短蛸、焦氏舌鳎、隆线强蟹、矛尾虾虎鱼、日本枪乌贼、日本蟳,其中底栖渔业资源4种,底层渔业资源2种,没有中上层渔业资源。25种主要渔业资源中,暖温性渔业资源占80%。相关研究表明,黄河口夏季平均水温在24～26 ℃之间[22],整体偏暖,加上饵料丰富[23],因此更有利于暖温性物种生存。

结合相对重要性指数可知,鱼类中矛尾虾虎鱼、焦氏舌鳎资源量最大,为全年优势种,这可能由于二者均为暖温性小型底栖鱼类,繁殖速度快,性成熟时间短,缺少天敌时容易大量增殖[24-25];甲壳动物口虾蛄、日本蟳、三疣梭子蟹、鹰爪虾资源量高,且均为优势种或重要种,其中鹰爪虾夏季、秋季为优势种,而春季未捕获,这可能由于鹰爪虾产卵亲体春季调查时尚未到达该海域[26-27]。头足类资源量和重要性相对较高,反映该海域饵料资源丰富[28]。此外4月份查未发现三疣梭子蟹个体,考虑到该物种增殖放流集中于5—6月份，因此可判断其组成多为当年补充个体[29-30]。蓝点马鲛、银鲳等传统重要经济鱼类资源量得到恢复,这一方面取决于休渔期和相关保护措施,另一方面由于低营养级生物的供给充足,保证其繁衍状况[21]。9月份美白对虾资源量较高,这是由于黄河口及其周边沿岸养殖普遍[31],8月底强台风破坏养殖设施使其入海,尽管这有利于渔民增产增收,但仍应引起重视。

从本次调查数据来看,4月份生物多样性和丰富度最低,均匀度最高,这是由于:(1)部分洄游生物尚未到达,加之持续捕捞,导致渔业资源重量偏小与种类偏少;(2)增殖放流尚未开展,相关物种群体未得到补充,数量偏低(3)由于饵料生物充足,且缺少捕食者,加之丰水期黄河流量大、养分足、散布广,海区整体饵料丰富,种间竞争较弱,有利于各物种生存,均匀度较高。8月份物种丰富度和多样性指数均达到峰值,而均匀度指数则是最低值,分析原因:(1)该海域8月份为重要产卵场、索饵场,渔业资源洄游使生物多样性显著上升;(2)夏季高温提高海域初级生产力,而河口处透明度低,不利光合作用,饵料匮乏,导致该海域区域间差异明显,渔业资源集中分布,种间竞争加剧;(3)增殖放流群体数量庞大,单物种增量明显,导致均匀度指数降低。9月份物种丰富度和多样性指数大幅下降,甚至低于4月份,而均匀度指数则回升,这种现象表明:(1)部分渔业资源产卵后死亡或离开该海域,造成渔业资源种类降低;(2)增殖放流群体和高经济价值物种遭到捕捞,各物种间存量差异减轻,均匀度指数回落。

3.2 与历史数据变化比较

1982到2019年期间,黄河口及其附近海域春季渔业资源种类在波动中下降,2019年4月份下降至38种,但4月份洄游物种尚未洄游到黄河口海域产卵,5月份的渔业资源种类预计会比4月份的渔业资源种类增加。1982年到2019年期间夏季渔业资源种类整体上升,但2009到2013年则在波动中下降,之后大幅度上升至2019年8月份的74种(图6)。历史渔业资源春季优势种变化十分明显,鱼类向小型个体转化(表4)。该海域春季多样性指数(H′)从1959年5月份的0.84大幅增加至1982年5月份的1.90[5, 32],之后在波动中上升至2008年的2.48[33],2011和2015相对较低[34-35];均匀度指数(J′),自1959到2019年呈波动上升趋势,2008年达到峰值0.76[33],之后2011和2015年走低[34-35]。该海域夏季多样性指数(H′),1982年至1998年持续下降[32-33],此后大幅上升至3.83,之后继续下降[2-3, 34];均匀度指数(J′),1982年8月份至2009年8月份持续下降[3, 32, 33],2011年8月份到2013年8月份较高,在0.63左右浮动[2-3, 34](图7)。

表4 历史春季渔业资源优势种[3-4,8]

图7 生物多样性相关指数历史变化趋势

相比优势种的历史数据可知,渔业资源小型化、低值化现象依旧存在。杨尧尧等的研究表明,至2013年为止,黄河口一带及莱州湾渔获物种类数、价值度持续降低[3];但本次研究结果显示,渔业资源夏季种类数目显著提升,部分高价值渔获物群体得以恢复,例如带鱼在8月份出现、中国对虾在8—9月份相对常见、三疣梭子蟹则在8—9月份出现频率较高,证明现有保护政策及增殖放流具有一定效果,而春季渔业资源数目较往年下降,也侧面表明捕捞作业对渔业资源的影响。

从历史数据来看,4月份生物多样性和均匀度均大幅高于往年,资源种类数低于往年,这可能由于:(1)捕捞力度依旧较大,对部分物种的选择性捕捞造成这一海域部分种群缺失;(2)保护区相关法律的落实,一定程度上保护了海域生态,使部分种类得以繁衍。8月份均匀度指数同2013年基本持平,多样性指数明显下降,而渔业资源种类却不降反增,原因可能为:(1)由于生物多样性计算方法同渔业资源重量有关,所以生物个体的小型化、早熟化会导致多样性降低;(2)洄游性渔业资源在海域之外保护有欠缺,到达这一海域的个体数目下降[36]。(3)增殖放流个体此时依旧较小,导致整体渔业资源重量偏低,生物多样性下降:(4)伏季休渔制度让海域减轻人为干扰,群落结构得到优化,因此均匀度指数能够维持。目前针对这一现象的理解相对浅薄,接下来可做进一步调查研究。

4 结 语

近海渔业资源的海洋、渔业双重属性决定了对其开发利用应格外重视,而黄河口及其邻近海域更是具备重要生态功能。2019年调查结果表明,在相关政策的支持下,黄河口及其邻近海域生态有所恢复,休渔期内渔业资源状况得以改善,可在开捕后释放巨大产量红利,经济物种相对往年也有所恢复,部分重要渔业资源开始形成规模。但高强度捕捞对其生境的破坏也显而易见,开捕后一个月内休渔期形成的资源红利便大幅消耗,包括三疣梭子蟹、中国对虾在内的经济物种严重依赖增殖放流补充,导致其野外种群始终难以恢复。因此,应进一步加强保护措施,规范控制捕捞作业,确保该地区生态得以恢复,渔业资源群体进一步加强;另一方面,可尝试性开展高营养级物种的引入和放流保护工作,防止小型生物过量增殖。