海洋渔业资源的科学管理课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,http:/ 海洋渔业资源的科学管理,学习目的,掌握可更新自然资源的特点、持续产量和最大持续产量的概念；,了解传统渔业资源管理模式及有关的持续产量模型、动态库模型，明确传统渔业资源管理模式的局限性；,掌握大海洋生态系的基本概念和管理目标，了解生态系统动力学基本理论及其对海洋生物资源开放利用和管理的意义，了解海洋增养殖业的基本原理和实践上存在的问题。,docin/sundae_meng,第十一章 海洋渔业资源的科学管理 学习目的docin/s,1,第一节 传统的渔业资源管理模式,一、持续产量和最大持续产量的原理,（一）持续产量和最大持续产量,持续产量（,sustainable yield,）,就是在生态环境基本稳定的条件下，每年从该种群资源中捕捞一定的数量而不影响资源量继续保持在一定的水平上，这种渔获量可以年复一年的获得就称为持续产量或平衡渔获量也称剩余产量,。,docin/sundae_meng,第一节 传统的渔业资源管理模式 一、持续产量和最大持续产量,2,一个渔业种群生物量的自然增长量（,d,B,d,t,，即种群剩余生产部分）与种群大小（,B,）有关。,当种群生物量处于极低水平（,B,0,）或达到最大（,B,=,B,）时，,d,B,d,t,为零；,当种群为中等大小时，,d,B,d,t,最大,图,11.l,种群大小与渔业产量关系示意图,B,为种群生物量，,B,为最大种群生物量,（引自,Pitcher&Hart 1982,）,最大持续产量,置换线,“,剩余生产部分,”,=,持续产量,B,B,2,B,1,docin/sundae_meng,一个渔业种群生物量的自然增长量（dBdt，即种群,3,在每一生物量水平上,(,低于环境最大负载量,),都有一个持续产量,最大持续产量（,maximum sustainable yield,，,MSY,）：海洋渔业资源科学管理的目标,docin/sundae_meng,在每一生物量水平上(低于环境最大负载量)都有一个持续产量 d,4,捕捞力量或称捕捞努力量（,fishing effect,）通常是指特定时间内投入渔业的捕捞生产工具设备的数量和强度，网目大小则与种群中被捕捞的年龄有关。,（二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系,捕捞力量,f,平衡渔获量,Y,c,a,b,图,11.2,不同种类的总渔获量,和,捕捞力量的关系,p,n,m,平衡渔获量,Y,捕捞力量,f,0,图,11.3,同一种类不同网目的捕捞力量,和总渔获量的关系,0,docin/sundae_meng,捕捞力量或称捕捞努力量（fishing effect）通常是,5,如果捕捞量超过种群本身的自然增长能力，将导致资源量不断下降，表现在总渔获量和单位捕捞力量渔获量随捕捞力量的增加而减少，同时捕捞对象的自然补充量也不断下降，引起资源衰退（甚至最终形成不了渔汛）。,生物学捕捞过度：,生长型捕捞过度：过度捕捞小个体,补充型捕捞过度：过度捕捞亲体,经济学捕捞过度,（三）过度捕捞（,overfishing,）,docin/sundae_meng,如果捕捞量超过种群本身的自然增长能力,6,有关渔业管理的数学模型很多，其目的均为在可持续利用的前提下，尽可能获得最大产量。,剩余产量模型为其中较为简单,一种，其,特点是只考虑产量因素,。,1,在未开发利用的情况下,种群增长模式可表达为：,d,B,/d,t,rB,（,B,B,）,/,B,上式为抛物线图形,二、持续产量模型（,sustainable yield model,）,0,B,/,2,B,d,B,/d,t,图,11.4,未开发利用时自然增长,率,与生物量的关系,docin/sundae_meng,有关渔业管理的数学模型很多，其目的均为,7,要使,d,B,/d,t,达到最大值，只要对其求导并令其为零：,d,2,B,/d,t,2,rB,2,rB,0,，得：,B,B,/2,时增长速率最快,2,在开发利用的情况下，种群的增长速率还受捕捞的影响,设捕捞死亡系数为,F,，则：,d,B,/d,t,rB,（,B,B,）,/,B,FB,（,F,：捕捞死亡系数）,假设捕捞死亡系数,F,与捕捞力量,f,成直线正比，即,F,q f,（,q,：可捕系数）,d,B,/d,t,rB,（,B,B,）,/,B,q f,B,q f,B,rB,rB,2,/,B,时，,d,B,/d,t,0,，种群生物量不变，达持续产量或平衡渔获量，以,Y,表示,。,docin/sundae_meng,要使 dB/dt 达到最大值，只要对其求导并令其为零：do,8,持续产量模型：,Y,f q B,r,B,rB,2,/,B,（表示平衡状态下渔获量与种群生物量呈抛物线关系，此外,Y,有多个）,由于实际现存的生物量难以确定，将,Y,-,B,关系转换为,Y,-,f,关系：,由,Y,f q B,r,B,rB,2,/,B,，得：,B,B,f q B,/,r,，代入上式,得：,Y,f qB,f q,（,B,f q,/,r,）（,qB,）,f,（,q,2,B,/,r,）,f,2,表明在平衡状态下，平衡渔获量与捕捞力量亦呈抛物线关系。,设,a,q B,，,b,q,2,B,/,r,即,Y,a,f,b,f,2,或,Y/f,a bf,表明平衡状态下，单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。,3,MSY,与,f,MSY,由,Y,a,f,b,f,2,求,Y,最大值，须令,d,Y,/d,f,a 2bf,0,得：,f,f,MSY,a/2b,r,B,/2q,，,MSY,a,2,/4b,r,B,2,/4,只要算得参数,a,、,b,就可计算得,MSY,及其相应的,f,MSY,docin/sundae_meng,docin/sundae_meng,9,4,、参数估算,（,1,）,f,标准化：用于当量计算,标准船、作业时间、网次,（,2,）估算,原理：根据平衡状态下单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系，进行直线回归,如果获得平衡状态下的第,i,年平衡渔获量,Y,i,及其相应的捕捞力量,f,i,的资料。可根据,Y,i,/f,i,a b f,i,进行回归,应用上的主要问题：,Y,i,与,f,i,是否处于平衡状态难以确定，可能出现,f,不断变化，难以达稳定或,f,一直不变，始终处于一点平衡的状况。,docin/sundae_meng,4、参数估算docin/sundae_meng,10,“,一年滞后法”,原理：种群在外来压力下，有恢复到平衡状态的能力或趋势,Y,（,i,1,）,/f,（,i,1,）,a bf,i,“,一年滞后法”的推广,5,、评述：,优点：不需要鉴定研究对象的年龄、生长率、出生率、死亡率和补充率等参数，只要有多年的渔获量和捕捞力量资料，即可满足计算要求，简便，适合一些生活史短，年龄鉴定困难的种类。,缺点：不易获得数据；人为与自然因素影响较多。,docin/sundae_meng,“一年滞后法”5、评述：docin/sundae_men,11,动态库模型把种群作为个体的总和，处于连续的补充、生长与死亡之中，通过分析这些因素与人类捕捞的关系，作出模型，指导捕捞。又称为单位补充群体产量模型。,（一）同龄群体在生命周期中的数量和生物量变动,原因：平衡状态下，一个种群一年内提供的渔获量等于一个同龄群体一生所提供的渔获量。,对某一鱼类种群中的同龄群体，其一生中的数量因死亡随年龄增加而减少；各年龄组的平均体重由于生长随年龄的增加而增加到最大体重。,生物量（数量乘以个体平均重量）呈开始增加，至最大值后又逐渐下降的过程，同龄群体在其生命周期中所能提供的捕捞量也随之不断变化。,三、动态库模型（,dynamic pool model,）,docin/sundae_meng,动态库模型把种群作为个体的总和，处于连续的补充、,12,图,11.5,鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和重量的,变化,同龄群体总体重,最大体重（,W,）,数量或重量,补充年,龄（,t,r,）,捕捞年,龄（,t,c,）,年龄（,t,）,个体体重,W,t,docin/sundae_meng,图11.5 鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和重量的变化,13,通过分析补充、生长与死亡选择何时抓，捕捞力量多大。,设某一时期初资源重量为,P,1,，这一时期末资源重量为,P,2,，则：,P,2,P,1,（,R,G,）（,F,M,）,R,：因繁殖增加的资源量（补充量），,G,：因生长而增加的重量，,F,：因捕捞而减少的生物量，,M,：因自然死亡而减少的生物量。,要维持持久产量，就要使这种群保持平衡，即,P,2,P,1,，必须：,R,G,F,M,在资源未利用时期内，生产量和补充量与自然死亡相平衡。当开始利用资源时还要考虑捕捞造成的死亡损失。,docin/sundae_meng,通过分析补充、生长与死亡选择何时抓，捕捞,14,（二）补充量,t,r,为进入补充群的年龄（人为确定），,t,c,为开始被捕捞的年龄（网目大小），,t,为该鱼种群的最大年龄。,t,c,t,r,t,t,c,由于补充量预报困难，在动态库模型中，主要是研究单位补充渔获量（,Y,R,）模型，而不是产量（,Y,）模型。即估算单位补充最大持续产量,MYR,（,maximum yield,recruit,），而不是最大持续产量,MSY,。,补充时期,捕捞阶段,未捕捞阶段,t,c,t,t,r,未补充,时,期,年,龄,t,图,11.6,鱼类种群生命周期示意图,docin/sundae_meng,（二）补充量 补充时期 捕捞阶段 未捕捞阶段 t,15,1,、经验公式：,伯塔兰菲（,Von Bertalanffy,）体重增长方程式可表示为：,W,t,：年龄,t,的平均体重；,W,：随年龄增长而增长的渐近体重；,K,：,生长曲线的曲率，决定趋向,W,的变动率的一个常数；,t,0,：体重为零时的理论年龄，小于零。,W,t,W,1,e,K,(,t,t,0,),3,（三）鱼类的生长,docin/sundae_meng,1、经验公式：Wt：年龄t的平均体重；Wt W,16,2,、,生长参数计算：,由体重生长方程式可推导得：,体重,W,0,时间,t,W,图,11.7,鱼类体重生长曲线,docin/sundae_meng,2、生长参数计算：体重W 0 时间t W 图11.7,17,Z,F,M,为简化，模型假设,M,是常数，讨论如何控制,F,达到合理开发。,1,自然死亡系数,d,N,/d,t,MN,t,定积分，得：,N,t,N,0,e,M,(,t,t,0,),设,t,0,为生命周期开始时间，,t,0,0,，则上式为：,N,t,N,0,e,M t,在补充年龄为,t,r,，补充量为,R,时：,N,t,R,e,M,(,t,t,r,),2,捕捞死亡系数,当,M,0,N,t,N,0,e,F t,3,总死亡系数,在捕捞阶段，,N,t,N,0,e,(,F,+,M)t,（四）鱼类的死亡,docin/sundae_meng,（四）鱼类的死亡 docin/sundae_meng,18,当捕捞的最初年龄为,t,c,，年龄,t,c,时数量为,R,则：,N,t,R,e,(,F,+,M),(,t,t,c,),或,N,t,R,e,Z,(,t,t,c,),瞬时总死亡系数的估算及其分离：,（,1,）瞬时总死亡系数,Z,的估算,单位捕捞力量渔获量：,CPUE,Y,/,f,CPUE,是某水域中鱼类分布密度的指标数，所以它可以用来表示渔场中种群数量大小的相对特征值，即平均相对种群数量的指标。,假设渔获量与种群数量成正比,设,t,1,时，,CPUE,是,n,0,，,种群数量,N,0,；,t,1,时，,CPUE,是,n,1,，,种群数量,N,1,则,n,0,/,n,1,N,0,/,N,1,由,N,t,N,0,e,(,F,+,M)t,，,得,N,1,N,0,e,(,F,+,M),docin/sundae_meng,当捕捞的最初年龄为tc，年龄tc时数量为R docin/,