拖网选择性对鱼类表形性状的选择作用研究

论文摘要

近年来由于对渔业资源的过度开发和不加节制的利用,导致许多海洋渔业开发种群的表形性状都发生了变化,主要表现在生长特征和性成熟等方面,体型小型化、初次性成熟年龄提前等现象普遍出现。鱼类的小型化和低龄化都会降低经济渔业的价值,而且可能会改变相应的生活史特征和种群适应性。目前,导致这些变化的原因还不是很清楚,但捕捞选择性很可能是造成鱼类表形性状变化的主要原因。鱼类的表形性状选择差是鱼类进化必要条件,而且通常这种进化过程都是不可逆转的。因此研究渔具选择性造成的鱼类表形性状中体长的变化,对研究捕捞选择性引起鱼类进化的可能性及保持渔业资源的可持续发展具有重要的意义。对鱼类种群多年的特征变化进行实际的调查需大量的人力、物力,工作难度较大。因此,本文试图参照渔业生物学、渔业资源解析学、数量遗传学等有关理论模型,并应用数值模拟方法,对长期选择性捕捞(重点为渔具选择性)是否参与造成了渔业资源的生物学变化(体长、性成熟等)进行某些基础性探索。其次,本文利用Matlab语言设计程序,模拟了一个具有一定体长遗传特征的模拟鱼类种群,并利用一种具有固定选择性参数的拖网对其进行长期捕捞,同时相应的改变种群数量、开发率、网目尺寸、种群的初始体长范围等相关参数,以探索其对种群体长生长特征的影响。第三,本文利用Random函数随机产生一个体长符合正态分布的虚拟种群,加入白色噪音对种群的体长特征进行修正,将种群的体长划分成不同的体长组,然后按照给定的拖网选择性曲线对每个体长组进行剔除(捕捞)。剩余的群体随机抽取雌雄进行交配,其雌雄比为1:1,子一代的体长由父系、母系的体长特征获得,在繁殖子一代的过程中加入和协系数,以保持子一代的群体数量与初始种群数量相同。最后产生子一代的数据,按照此方法进行多年的模拟,以便观察虚拟种群体长组成的变化情况。第四,模拟结果显示,改变种群的数量,应用模型进行多年的模拟,随着种群数量的增大,体长变化的趋势比较稳定,从而来确定模型的种群数量为5000尾;在种群数量一定的前提下改变开发率、网具选择的范围以及初始体长范围作用于鱼类种群,得出相关参数的改变对鱼类体长特征的影响结果。计算结果显示随着开发率的增大,优势体长组的鱼的体长减小,小体长组的鱼的数量增大,大体长组鱼的数量减少;随着网目选择范围的变化,即网目尺寸由4cm增加到6cm时,L50%(选择率为50%时鱼的体长)由12cm增加到18cm;在种群数量一定的前提下,经过相同开发率和网具选择作用后,种群的体长范围越大,种群保持其原有种群体长特征的趋势越显著,其原因是体长范围增加后,在体长组间隔范围一定的条件下,会相应使体长组增多,导致每个体长组内鱼的数量减少,进而使产生子一代的鱼的数量减少。终止捕捞的情况下种群自然繁衍过程中,种群体长的分布特征总是下一年比上一年更接近群体平均值体长。而且都在小体长组处的某一区间保持平衡,说明多年、持续的捕捞压力使得模拟种群中鱼类体长逐渐减小,而且这种变化很可能伴随种群遗传的变化,具有自然不可逆性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 渔业捕捞对生物种群的影响
• 1.2 捕捞引起鱼类进化的理论观点
• 2 渔具的选择性
• 2.1 渔具的选择性概述
• 2.2 拖网渔具
• 2.3 拖网选择性
• 2.3.1 网目尺寸
• 2.3.2 拖网的选择性曲线（逻辑斯谛曲线）
• 2.3.3 网目尺寸与鱼体高度的关系
• 2.3.4 选择系数与网目尺寸的关系
• 2.4 捕捞死亡系数与拖网选择率关系
• 2.5 鱼类的生长与死亡
• 2.5.1 VBGF（Von Bertalanffy）生长方程
• 2.5.2 自然死亡系数和捕捞死亡系数
• 2.5.3 总死亡系数
• 2.6 鱼类的存活率
• 2.6.1 受捕捞作用鱼类的存活率
• 2.6.2 不受捕捞作用鱼类的存活率
• 2.7 鱼类种群的开发
• 2.8 鱼类的选择作用
• 2.8.1 鱼类种群的特点
• 2.8.2 鱼体的生长规律
• 2.8.3 鱼类的性成熟
• 2.8.4 初次性成熟年龄
• 2.8.5 生物学最小型
• 2.8.6 影响鱼类性成熟的因素
• 2.9 自然选择与捕捞选择
• 2.9.1 自然选择
• 2.9.2 捕捞选择
• 2.9.3 自然选择和捕捞选择的关系
• 3 数值模型的原理
• 3.1 模型的构建
• 3.2 模型的假设条件
• 3.3 数值模拟方法
• 3.3.1 产生白色噪音的方法
• 3.3.2 置信度与置信区间的估算
• 3.3.3 产生随机数的方法
• 3.4 模拟过程
• 3.4.1 模拟种群个体的体长和性比
• 3.4.2 和协系数
• 3.4.3 数量遗传学方法确定子一代的体长
• 4 结果与讨论
• 4.1 种群数量对种群体长分布的影响
• 4.2 开发率对种群体长分布的影响
• 4.3 不同的网目尺寸对种群体长分布的影响
• 4.4 种群初始体长范围对种群体长分布的影响
• 4.5 终止捕捞（禁渔）对种群体长分布的影响
• 5 前景与展望
• 参考文献
• 致谢