渔业种群亲体与补充量关系研究

摘要

由于我国长期以来海洋捕捞业的盲目发展和近海捕捞强度增长的失控及环境污染等原因，已经导致了许多重要传统渔业资源的衰退和它们赖以生存的海洋生态环境的恶化。这些问题正严重制约着我国渔业生物资源的可持续利用。严峻的现实迫切要求我们加大渔业资源评估及管理的研究力度，以为我国渔业资源在21世纪的可持续利用提供科学的依据。 目前，预防性的渔业管理措施已成为当今世界渔业资源管理的一个热门话题。预防性管理措施中的生物学参考点是为了防止补充型过度捕捞的出现而定义的。补充型的过度捕捞是指由于捕捞强度过大，使得亲体量水平减少到已不能产生足够的补充量来保持捕捞压力与再生产能力之间的平衡。因此，亲体一补充量关系是用来判定补充型过度捕捞的主要依据。补充是渔业资源得以持续利用的基础。目前，我国许多重要经济鱼种已经衰败，渔业资源长期处于补充型过度捕捞状态。所以，在我国渔业中开展亲体一补充量关系研究及以其为基础的生物学参考点的确定具有重要的现实意义。 在渔业资源评估研究工作中，一个准确而又有效的评估模型的建立通常需要两个步骤：一是选择出一个合适的模型的表达形式；二是尽可能准确地估算出模型中的各个参数。然而在亲体一补充量关系研究中，由于补充量的剧烈变动、亲体量的测量误差以及时间序列的相关性和空间分布上的变动性常常使参数的估计及模型的选择存在很大的误差和偏差。亲体一补充量关系的估计成为渔业资源评估中最困难的任务之一。本论文主要以科学、有效的亲体一补充量关系模型的选择方法和参数估算过程中的不确定性及其在渔业管理中的应用为主要研究内容。 论文采用AIC(Akaike Information Criterion)与BIC(BayesiaJl InfomationCriterion)作为模型选择标准，以6种不同的亲体一补充量关系模型的模拟数据作为观测数据，参数的估算方法为最大似然法，研究了AIC与BIC在亲体一补充量关系模型选择中的应用。模拟研究结果显示，对于每一组模拟数据，AIC与BIC都准确地选择了最初产生它的“正确”的模型。因此，我们可以得出结论，AIC与BIC在模型选择中是有效的。但是，当采用8组实际的亲体-补充量数据进行验证时，AIC与BIC的选择结果有一些差异(具有嵌套关系的模型之间)，对于嵌套模型，BIC可能比AIC更有效。 以以上研究结果为基础，本论文以黄海鳀鱼(Engraulis japonicus)亲体-补充量数据为例，首先采用BIC进行了亲体-补充量关系模型的选择，用最大似然法估算出了模型的参数。对于参数的不确定性，采用Bootstrap方法研究了各个参数的置信区间和频数分布，并在此基础上采用年龄结构的产量模型计算了渔业管理中各生物学参考点的置信区间和频数分布。采用此结果对黄海鳀鱼评估显示，黄海鳀鱼种群正处于过度捕捞状态。 近年来，贝叶斯方法在渔业科学中的应用也越来越多。与传统的统计方法相比，其优点在于，它能把参数的事前信息同研究对象的观测数据结合起来，这样使得参数的估算结果更合理。模型和参数的不确定性以参数事后概率分布的形式来表示，因而参数的估算结果不仅仅是一个点值或置信区间。另外，贝叶斯参数估算结果还可以用来进行贝叶斯现代渔业决策，对未来不同管理方案可能产生的效果进行评价。本研究仍以黄海鳀鱼为例，首先采用贝叶斯方法研究了黄海鳀鱼亲体-补充量关系，在此基础上计算了渔业管理中各生物学参考点的事后概率分布。最后采用MontoCarlo模拟方法，预测了在未来几种不同的捕捞方案下黄海鲲鱼资源量的可能变化，并提出了黄海鳀鱼渔业预防性的保护和管理措施。 到目前为止，国内学者对于渔业种群亲体一补充量关系的研究，主要是根据研究对象的生物学特性来进行亲体-补充量关系模型的选择，用最小二乘法来进行参数的估算。尚未见采用其他有效的统计方法和参数估算方法来进行亲体一补充量关系的研究，亦未见有关参数不确定性及现代贝叶斯决策理论在我国渔业管理中的应用研究。所以拟通过本论文的研究，以期为我国渔业资源的评估和管理提供一个科学、有效的理论框架。这将对我国渔业资源在21世纪的持续利用具有重要的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章AIC与BIC在亲体—补充量关系选择中的应用及其比较

第三章黄海鳀鱼(Engraulis japonicus)亲体—补充量关系基础上的渔业生物学参考点的不确定性分析

第四章黄海鳀鱼(Engraulis japonicus)亲体—补充量关系基础上的生物学参考点的贝叶斯估算

第五章综合讨论

参考文献

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