李大命,楊子萍,,劉燕山,殷稼雯,唐晟凱,楊家新
(1.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所,江蘇省內(nèi)陸水域漁業(yè)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210017;2.南京師范大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210023)
翹嘴鲌(Culter alburnus),隸屬鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、鲌亞科(Culterinae)、鲌屬(Culter),是東亞特有魚類,我國除青藏高原和新疆外,從黑龍江到珠江以及海南省的各江河、湖泊、水庫等水系中均有分布[1]。翹嘴鲌體呈銀白色,俗稱大白魚,其營養(yǎng)豐富,肉質(zhì)細(xì)嫩,味道鮮美,享有中國古代四大名魚之一和“太湖三白”的美譽(yù),具有較高的經(jīng)濟(jì)價值[2]。翹嘴鲌性兇猛,以水中小型野雜魚類為食,在改善魚類群落結(jié)構(gòu)及維持生態(tài)系穩(wěn)定方面,發(fā)揮了重要作用,在水域生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的生態(tài)價值[3]。多年來,受過度捕撈、生態(tài)環(huán)境污染、涉水工程等多種因素的影響,翹嘴鲌?zhí)烊毁Y源量明顯減少,種群小型化、低齡化趨勢加劇[4-5],因此亟待加強(qiáng)翹嘴鲌種質(zhì)資源管理保護(hù)。魚類年齡和生長的研究是魚類生態(tài)學(xué)的基本內(nèi)容之一,也是評價天然水域魚類資源變化趨勢的依據(jù),可為漁業(yè)資源保護(hù)及合理利用提供重要參考[6]。
長蕩湖(又名洮湖)屬太湖水系,是太湖流域的第三大湖泊,為江蘇省十大淡水湖之一,水域面積85.3 km2,平均水深0.8~1.2 m,蓄水量約108m3,為典型過水型淺水湖泊,具有供水、防洪、養(yǎng)殖、灌溉和旅游等多重功能[7-8]。歷史上長蕩湖水草叢生,水生生物資源豐富,有“一斛水中半斛魚”“日出斗金,夜出斗銀”之美譽(yù)[9]。近年調(diào)查結(jié)果顯示,長蕩湖富營養(yǎng)化嚴(yán)重,水生植物物種豐度和覆蓋度急劇下降,魚類生物多樣性指數(shù)不高,物種貧乏[10-11]。翹嘴鲌為長蕩湖漁業(yè)資源的優(yōu)勢物種,也是重要的漁業(yè)對象和主要兇猛魚類之一[12]。文獻(xiàn)[13]報道了長蕩湖翹嘴鲌的遺傳多樣性?,F(xiàn)采集長蕩湖翹嘴鲌樣本,以鱗片為年齡鑒定材料,研究翹嘴鲌的年齡組成和生長特征,以期為長蕩湖翹嘴鲌資源的管理保護(hù)和開發(fā)利用,提供基礎(chǔ)資料。
分別于2021 年和2022 年5 月和10 月,在長蕩湖采集翹嘴鲌。
采用三重刺網(wǎng)采集翹嘴鲌,并從長蕩湖捕撈公司收購翹嘴鲌,共獲得翹嘴鲌樣本113 尾。測量其體長、體質(zhì)量,在背鰭下方、側(cè)線上方中間處采集鱗片,數(shù)量為5~10 枚,通過鱗片鑒定其年齡。將鱗片浸泡于4%的NaOH 溶液中12 h,用毛刷清除鱗片表面結(jié)締組織及黏液,用自來水沖洗干凈,將鱗片夾在載玻片中間,置于解剖鏡下開展年齡鑒定。
采用冪函數(shù)擬合體長和體質(zhì)量關(guān)系:
式中:W——體質(zhì)量,g;
L——體長,cm;
a——常數(shù);
b——冪指數(shù)。當(dāng)b 值與3 之間沒有顯著性差異時,表明魚類種群為勻速生長類型[14]。
采用Von Bertalanffy 生長方程描述魚類的生長過程。體長生長方程為:
式中:t——年齡;
t0——假設(shè)的理論生長起點(diǎn)年齡;
Lt——t 齡時的體長,cm;
k——生長系數(shù);
L∞——漸近體長,cm。
體質(zhì)量生長方程為:
Wt=W∞[1-e-k(t-t0)]b。
式中:t——年齡;
t0——假設(shè)的理論生長起點(diǎn)年齡;
b——體長-體質(zhì)量關(guān)系式指數(shù);
k——生長系數(shù);
Wt——體質(zhì)量,g;
W∞——漸近體質(zhì)量,g。
通過對生長方程求一次、二次導(dǎo)數(shù),獲得生長速度方程和生長加速度方程,生長拐點(diǎn)年齡:ti=ln b/k+t0。
使用Microsoft Excel 2013 和SPSS19.0 軟件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用Origin8.0 軟件進(jìn)行繪圖。
113 尾翹嘴鲌體長為18.15~74.63 cm,平均值為37.24 cm,20~60 cm 個體占比為94.7%(圖1);體質(zhì)量為58.5~4 524.6 g,平均值為701.8 g,體質(zhì)量<500 g 的個體占比為55.8%,體質(zhì)量為500~1 000 g的個體占比21.2%(圖2)。
圖1 翹嘴鲌體長分布
圖2 翹嘴鲌體質(zhì)量分布
翹嘴鲌由1~6 齡組成,其中2 齡個體占比為28.3%,1 齡和3 齡個體占比均為22.1%,6 齡個體占比僅為3.5%(圖3)。
圖3 翹嘴鲌年齡組成
翹嘴鲌體長和體質(zhì)量關(guān)系呈冪函數(shù)關(guān)系:W=0.010 3L2.9928(n=113, R2=0.993 1)(圖4)。冪指數(shù)為2.992 8,接近于3,且差異不顯著,說明翹嘴鲌為勻速生長類型。
圖4 翹嘴鲌體長與體質(zhì)量關(guān)系
翹嘴鲌符合勻速生長模式,因此可用von Bertalanffy生長方程來擬合其生長方程。參照文獻(xiàn)[15]的方法,獲得生長參數(shù):L∞=109.28 cm,k=0.123 2,t0=-0.646 8,W∞=12 993.47 g。將參數(shù)帶入von Bertalanffy 方程,得到翹嘴鲌的體長和體質(zhì)量生長方程:Lt=109.28[1-e-0.1232(t+0.6468)]和Wt=12 993.47[1-e-0.1232(t+0.6468)]2.9928。
翹嘴鲌體長、體質(zhì)量生長曲線見圖5(a)(b)。由圖5 可見,體長生長曲線沒有拐點(diǎn),隨年齡增長逐漸趨于平緩并接近極限體長;體質(zhì)量生長曲線呈不對稱的“S”形,隨年齡的增長,呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢,最后逐漸接近極限體質(zhì)量。
圖5 翹嘴鲌體長、體質(zhì)量生長曲線
為了解翹嘴鲌生長過程中的生長速度和生長加速度變化,對翹嘴鲌體長和體質(zhì)量生長方程進(jìn)行一次求導(dǎo)和二次求導(dǎo),獲得翹嘴鲌的生長速度和生長加速度方程:
體長生長速度和加速曲線沒有拐點(diǎn),生長速度為正值,隨著年齡增加逐漸下降并趨近于零;生長加速度為負(fù)值,隨著年齡增加逐漸遞減并趨近于零,表明翹嘴鲌在低齡時生長速度較高,隨著年齡增長,其遞減速度變緩(圖6、7)。
圖6 翹嘴鲌體長生長速度曲線
圖7 翹嘴鲌體長生長加速度曲線
體質(zhì)量生長速度有1 個拐點(diǎn),呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢。在拐點(diǎn)年齡之前,體質(zhì)量生長速度逐漸快速增加,拐點(diǎn)年齡之后,體質(zhì)量生長速度逐漸下降,體質(zhì)量生長速度在拐點(diǎn)年齡時達(dá)到最大值(圖8)。拐點(diǎn)年齡ti=8.25 齡,對應(yīng)的體長和體質(zhì)量分別為72.76 cm 和3 656.34 g。體質(zhì)量生長加速度具有2 個拐點(diǎn),從第一個拐點(diǎn)到8.25 齡時,生長加速度為正值且呈下降趨勢。拐點(diǎn)年齡后生長加速速度變?yōu)樨?fù)值且逐漸下降,約14 齡時達(dá)到最低點(diǎn),而后又逐漸上升并趨近于零,說明生長加速度逐步趨緩,體質(zhì)量接近極限值,生長進(jìn)入衰老期階段(圖9)。
圖8 翹嘴鲌體質(zhì)量生長速度曲線
圖9 翹嘴鲌體質(zhì)量生長加速度曲線
魚類的鱗片、耳石、鰭條、匙骨、脊椎骨、鰓蓋骨、舌骨等,均可以作為年齡鑒定的材料,不同魚類的最佳年齡鑒定材料也不盡相同,應(yīng)根據(jù)魚類種類選擇合適材料用于魚類年齡鑒定[16]。相比其他年齡鑒定材料,鱗片取材簡單,處理過程方便,年輪標(biāo)志較為明顯,便于觀察,是翹嘴鲌年齡鑒定的首選材料[17-18]。
文獻(xiàn)[2,18]報道,江蘇地區(qū)的翹嘴鲌雌魚的性成熟年齡為3 齡,雄魚的性成熟年齡為2 齡。本研究中,翹嘴鲌由1~6 齡年齡段構(gòu)成,其中1~3 齡的個體占比為72.6%,4~6 齡的個體占比為27.4%;從年齡組成和體長、體質(zhì)量分布均可看出,長蕩湖翹嘴鲌種群組成呈現(xiàn)出低齡化、小型化特征,這可能是由于長蕩湖漁業(yè)捕撈強(qiáng)度較大,漁網(wǎng)孔徑較小。
一般來說,可通過魚類的體長-體質(zhì)量方程來判斷魚類的生長模式。當(dāng)冪指數(shù)為“3”或接近于“3”時,表明魚類是勻速生長類型;當(dāng)冪指數(shù)與“3”有顯著性差異時,表明魚類為異速生長型[14]。本研究中,長蕩湖翹嘴鲌的體長-體質(zhì)量生長方程為W=0.010 3L2.9928,冪指數(shù)接近“3”,表明翹嘴鲌為勻速生長模式,這與其他水域的翹嘴鲌生長模式一致[17-18]。von Bertalanffy 生長方式是描述魚類生長規(guī)律最常用的模型之一,其能夠準(zhǔn)確闡明魚類的體長與體質(zhì)量隨年齡變化而變化的內(nèi)在規(guī)律[15]。本研究體長-體質(zhì)量生長方程顯示,翹嘴鲌為勻速生長模式,滿足了von Bertalanffy 生長方程的前提條件[19]。
本研究采用von Bertalanffy 生長方程,描述了翹嘴鲌的生長特征,并與其他水域種群的生長模式進(jìn)行了比較[17-18,20-31](表1)。由表1 可見,不同水域的翹嘴鲌種群生長情況有較大差異,長蕩湖翹嘴鲌的極限體長和體質(zhì)量大于其他多數(shù)種群,表明長蕩湖種群具有較高的生長潛能。這可能是不同水域的種質(zhì)資源遺傳差異所致,同時受到餌料豐度、生態(tài)環(huán)境好壞等因素的影響[18]。
表1 不同水域的翹嘴鲌種群生長參數(shù)
魚類的生長分為3 個階段:即性成熟前的生長迅速階段、性成熟后的生長穩(wěn)定階段以及生長衰老階段[32]。本研究中,長蕩湖翹嘴鲌的生長拐點(diǎn)年齡為8.25 齡,遠(yuǎn)大于初始性成熟年齡,說明長蕩湖翹嘴鲌的迅速生長階段,最長可延續(xù)到性成熟后的5 年,以保證較高的繁殖力,有利于維持種群數(shù)量的不斷增長。生長拐點(diǎn)年齡對應(yīng)的體長和體質(zhì)量分別為72.76 cm 和3 656.34 g,遠(yuǎn)超現(xiàn)有種群中大多數(shù)個體,也表明長蕩湖的翹嘴鲌捕撈強(qiáng)度過大。
翹嘴鲌是長蕩湖常見的定居肉食性魚類,也是長蕩湖主要的捕撈對象之一,兼有較高的經(jīng)濟(jì)價值和重要的生態(tài)作用。本研究中,長蕩湖翹嘴鲌種群呈現(xiàn)出低齡化和小型化,種群大小組成普遍低于拐點(diǎn)生長年齡對應(yīng)的體長和體質(zhì)量,說明翹嘴鲌資源開發(fā)利用強(qiáng)度過大。根據(jù)長蕩湖翹嘴鲌資源現(xiàn)狀和研究結(jié)果,建議采取以下保護(hù)措施。
(1)加強(qiáng)漁政執(zhí)法力度,控制捕撈強(qiáng)度。強(qiáng)化漁業(yè)資源管理,對捕撈總量進(jìn)行管控,限定捕撈漁網(wǎng)的孔徑大小,明確起捕規(guī)格為8 齡,起捕規(guī)格體長和體質(zhì)量分別為71.62 cm 和3 480.35 g。
(2)修復(fù)水域生態(tài),保護(hù)棲息環(huán)境??刂坪喘h(huán)境污染和富營養(yǎng)化,開展水域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和保護(hù),通過種植水草、設(shè)置人工魚巢、生態(tài)浮床等措施,為翹嘴鲌的生長和繁殖提供良好的生態(tài)環(huán)境。
(3)開展增殖放流,加強(qiáng)資源監(jiān)測。科學(xué)、合理、規(guī)范實(shí)施翹嘴鲌人工增殖放流活動,加強(qiáng)種群和資源動態(tài)監(jiān)測,逐步恢復(fù)長蕩湖翹嘴鲌資源量。