新疆阜康水库东方欧鳊生长特征研究

doi:10.14012/j.cnki.fjsc.2023.01.006

新疆阜康水库东方欧鳊生长特征研究

陈朋^,, 祁峰, 谢春刚, 韩军军, 封永辉, 马燕武^,^*

新疆维吾尔自治区水产科学研究所,农业部西北地区渔业资源环境科学观测实验站,新疆乌鲁木齐 830000

The growth characteristics of Abramis brama orientalis Berg in Fukang reservoir,Xinjiang

CHEN Peng^,, QI Feng, XIE Chungang, HAN Junjun, FENG Yonghui, MA Yanwu^,^*

Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources and Environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Xinjiang Uygur Autonomous Region Fishery Research Institute, Urumqi 830000, China

通讯作者: 马燕武(1973-),男,研究员,研究方向为渔业生态。E-mail:763310440@qq.com

收稿日期: 2022-06-30

基金资助:

新疆维吾尔自治区农业发展资金(渔业可持续发展)

Received: 2022-06-30

作者简介 About authors

陈朋(1983-),男,正高级农艺师,主要从事渔业生态与鱼类保育研究。E-mail:290189260@qq.com

摘要

为了解新疆阜康水库东方欧鳊(Abramis brama orientalis Berg)的种群状况,促进其资源的合理开发,本文对2021年5月采集的45尾东方欧鳊样本的年龄组成和生长特征进行了研究。结果表明:东方欧鳊年龄组成为1⁺~4⁺龄,属于匀速生长类型,回归方程为W =0.020 8SL^{3.001 7};以退算体长拟合Von Bertalanffy生长方程,体长生长参数:生长系数为0.180、极限体长为43.066 8 cm、理论生长起点年龄为-0.179 5龄,体质量生长参数:生长系数为0.180、极限体质量为1 672.056 2 g、理论生长起点年龄为-0.197 4龄;生长特征指数为5.811,拐点年龄为5.9龄。当种群生物量最大时,东方欧鳊年龄在4.4龄,因此建议其4龄起捕。

关键词： 新疆; 阜康水库; 东方欧鳊; 生长特征

Abstract

To evaluate the current status of Abramis brama orientalis Berg population in Fukang reservoir,Xinjiang Uygur Autonomous Region,and promote reasonable exploiting resources, based on 45 specimens collected in May 2021, the age composition and growth characteristics of A.brama orientalis Berg were studied. The results showed that the age composition of the captured A.brama orientalis Berg was 1⁺~4⁺ years old. Growth of A.brama orientalis Berg takes on a constant speed style. The relationship between body length and body mass relationship could be described by the following equations: W=0.020 8SL^{3.001 7}. Growth could be described by Von Bertalanffy equation with the growth parameters. Body length growth parameters: SL_∞=43.066 8 cm,k =0.180,t₀ =-0.179 5 years old. Body mass growth parameters: W_∞ =1 672.056 2 g,k =0.180,t₀ =-0.197 4 years old, ϕ= 5.811. The inflexion point of age for body mass growth and the corresponding body length and body mass was at 5.9 years old. The age of maximum biomass of the population was at t=4.4 years old. It was suggested that catchable age was 4 years old.

Keywords： Xinjiang; Fukang reservoir; Abramis brama orientalis Berg; growth characteristics

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本文引用格式

陈朋, 祁峰, 谢春刚, 韩军军, 封永辉, 马燕武. 新疆阜康水库东方欧鳊生长特征研究[J]. 渔业研究, 2023, 45(1): 40-45 DOI:10.14012/j.cnki.fjsc.2023.01.006

CHEN Peng, QI Feng, XIE Chungang, HAN Junjun, FENG Yonghui, MA Yanwu. The growth characteristics of Abramis brama orientalis Berg in Fukang reservoir,Xinjiang[J]. Journal of Fujian Fisheries, 2023, 45(1): 40-45 DOI:10.14012/j.cnki.fjsc.2023.01.006

东方欧鳊(Abramis brama orientalis Berg),俗称鳊花、鳊鱼,隶属于鲤科(Cyprinidae)、雅罗鱼亚科(Leuciscinae)、欧鳊属(Abramis),原分布于欧洲阿尔卑斯山脉以北、比利牛斯山脉以东、巴尔干半岛、爱尔兰北部、黑海、亚速海、波罗的海、白海和巴伦支海东部等水域,1924年被移殖到西伯利亚地区^[1]。20世纪50年代前后,前苏联渔业工作者向哈萨克斯坦境内的斋桑泊和巴尔哈什湖分别移植东方欧鳊3 800尾及598尾,至60年代末形成捕捞产量,后进入我国额尔齐斯河与伊梨河水系 ^[2]。有关东方欧鳊生长的研究,有分布来源于新疆额尔齐斯河、伊犁河、乌伦古湖的报道^[1⇓⇓-4]。阜康水库是21世纪初建成的平原型水库,位于新疆阜康市境内,水面面积约2 400 hm²,水深3.2~18.0 m,年均水温约9.4℃,全年水温在15℃以上约119 d。东方欧鳊是阜康水库重要的捕捞对象之一,年捕捞产量约6.0 t,占捕捞总产量的12.0%。本文通过对2021年5月在阜康水库采集的45尾东方欧鳊样本的年龄和生长进行研究,旨在为更加合理地开发利用其资源提供科学依据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 样本采集与处理

2021年5月,对在阜康水库采集到的118尾东方欧鳊的体长(mm)、体质量(g)等形态指标进行测量。随机取其中45尾样本进行年龄鉴定与生长研究,每尾采集背鳍下方侧线上方的鳞片5~10片作为年龄鉴定材料;用温水浸泡20 min后刷去表皮和黏液,再选取5片形状完整、规则的鳞片进行制片,于Leica MZ75体视解剖镜下,统计年龄并拍照保存;轮径测量采用Fish BC 3.0.1软件。

1.2 数据处理与分析

实验数据采用Excel 2013、SPSS 13.0进行分析;鳞片图片采用FiSATⅡ进行处理。

1)体长与体质量的关系拟合方程采用Keys公式 ^[5]:

W = a S L^{b}

(1)

采用Pauly D^[6]提出的t检验方法,检验回归方程生长指数与匀速生长理论值(3.0)的偏离程度:

T = \frac{S D (S L)}{S D (W)} + \frac{|b - 3|}{\sqrt[]{r^{2}}} + \sqrt[]{n - 2}

(2)

式(1)~(2)中:W为体质量;SL为体长;a为常数;b为生长指数;T为t检验统计量值;SD(SL)、SD(W)分别为体长、体质量对数的标准差;r为相关系数;n为样本数。

2)体长的退算采用Dahl-Lea公式 ^[7]:

S L_{i} = \frac{s_{i}}{s_{c}} S L_{C}

(3)

式(3)中:SL_i为i龄时退算体长;SL_c为实测体长;S_i为第i年鳞片鳞径;S_c为鳞片轮径。

3)体长、体质量与年龄的关系采用Von Bertalanffy生长方程拟合^[8],如公式(4);生长参数SL_∞、k和t₀值通过Ford方程和Beverton法获得^[9],如公式(5)和公式(6)。

S L_{t} = S L_{\infty} [1 - e^{- k (t - t_{0})}]

(4)

S L_{t + 1} = S L_{\infty} [1 - e^{- k}] + e^{- k} S L_{t}

(5)

l n (S L_{\infty} - S L_{t}) = l n (S L_{\infty}) + k t_{0} - k t

(6)

4)比较不同种群间生长特性的差异使用生长特征指数(φ)^[10]:

φ = l n k + 2 l n S L_{\infty}

(7)

5)自然死亡系数(m)使用费鸿年等^[11]提出的方法估算:

\begin{array}{l} l o g m = - 0.2107 - 0.0824 l o g W_{\infty} + \\ 0.6757 l o g k + 0.4627 l o g t \end{array}

(8)

6)临界年龄( $t_{α}$ )根据孙雪兴等^[12]提出的方法估算:

t_{α} = \frac{[l n (b \times k + m) - l n m]}{k} + t_{0}

(9)

式(4)~(9)中:SL_t为t龄鱼体长;SL_∞为极限体长;k为生长系数,通过FiSAT Ⅱ软件中的ELEFANI方法获得^[13];t为年龄;t₀为体长或体质量理论生长起点年龄;S ${L_{t}}_{+ 1}$ 为t+1龄鱼体长;m为自然死亡系数;W_∞为极限体质量;b为生长指数。

2 结果与分析

2.1 体长和体质量的关系

阜康水库东方欧鳊体长与体质量呈显著的幂函数关系,回归方程为:W=0.020 8SL^{3.001 7}(r²=0.978 4,n=118)(图1)。t检验表明,b值(3.001 7)与匀速生长理论值(3.0)之间差异不显著(T=0.04<t_0.05118=1.658,P>0.05),表明东方欧鳊属于匀速生长类型。

图 1

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图 1 阜康水库东方欧鳊体长与体质量的回归曲线

Fig.1 Relationship between body length and body mass of A. brama orientalis Berg in Fukang reservoir

2.2 年轮特征与年龄结构

如图2所示,东方欧鳊的鳞片为圆鳞,形状较规则;鳞片年轮特征是疏密和碎裂,大多数鳞片在其前区和侧区可同时见到疏密和碎裂两种结构;在离鳞焦很近之处,无明显的由疏到密的过渡带,也无碎裂型结构存在,表明东方欧鳊的鳞片无幼轮,“1”可视为第一个年轮。

图 2

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图 2 阜康水库东方欧鳊鳞片的年轮特征

注:图中数字表示鳞片年轮。

Fig.2 Annual ring characteristics on the scale of A. brama orientalis Berg in Fukang reservoir

Note:Number in the figure indicated annual ring of scale.

鳞片年轮鉴定结果表明,阜康水库东方欧鳊年龄范围为1⁺~4⁺龄,其中样本最小年龄为1⁺龄,共7尾,占总样本量的15.6%;最大年龄为4⁺龄,共3尾,占总样本量的6.3%;2⁺龄为优势年龄组,共27尾,占总样本量的60.0%(图3)。

图 3

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图 3 阜康水库东方欧鳊年龄频率分布

Fig.3 Distribution of age frequency for A. bramis brama orientalis Berg in Fukang reservoir

2.3 生长退算

东方欧鳊体长(SL)与鳞径(R)的直线回归方程为:

S L = 0.9266 R (r^{2} = 0.7068, n = 45)

采用Dahl-Lea进行体长退算,渔获物各龄退算体长和退算体质量见表1。将东方欧鳊各龄的理论体长、理论体质量分别与各龄的实测体长、实测体质量进行χ²检验,计算得到 ${χ^{2}}_{L}$ =0.611 < ${χ^{2}}_{0.05}$ =14.067(P=0.894)和 ${χ^{2}}_{W}$ =1.521 < ${χ^{2}}_{0.05}$ =14.067(P=0.982),表明差异不显著,可用来计算生长参数。

表1 阜康水库东方欧鳊各龄鱼退算体长和退算体质量

Tab.1 Back-calculated body length and boby mass at each age class for A.brama orientalis Berg in Fukang reservoir

年龄 Age	样本数 Number of specimens	体长/cm Body length		体质量/g Body mass		退算体长/cm Back-calculated body length
年龄 Age	样本数 Number of specimens	极值 Extremum	均值 Mean value	极值 Extremum	均值 Mean value	SL₁	SL₂	SL₃	SL₄
1⁺	7	10.3~14.8	12.9	22.4~70.0	46.0	8.38	-	-	-
2⁺	27	13.4~22.0	17.9	55.5~219.9	128.5	7.84	14.70	-	-
3⁺	8	16.8~23.8	20.5	105.9~269.1	184.2	7.89	13.09	17.59	-
4⁺	3	25.0~25.4	25.2	299.6~318.8	308.4	7.80	15.02	17.41	22.71
平均退算体长/cm Average of back-calculated body length						8.0	14.3	17.5	22.7
平均退算体质量/g Average of back-calculated body mass						10.6	60.7	112.0	244.9

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2.4 生长方程

利用体长与体质量关系式退算体长、体质量数据: $S L_{\infty}$ =43.066 8 cm,W_∞=1 672.056 2 g,k=0.180,体长理论生长起点年龄t₀=-0.179 5,体质量理论生长起点年龄t₀=-0.179 4。采用Von Bertalanffy生长方程模拟东方欧鳊体长和体质量生长方程,分别为:

\begin{matrix} S L_{t} = 43.0668 [1 - e^{- 0.180 (t + 0.1795)}] \end{matrix}

\begin{matrix} W_{t} = 1672.0562 {[1 - e^{- 0.180 (t + 0.1794)}]}^{3.0017} \end{matrix}

2.5 生长特征

根据公式(7)、 $S L_{\infty} = 43.0668 c m$ 、k=0.180计算生长特征指数φ, $φ =$ 5.811。

对东方欧鳊体长和体质量生长方程进行求导变换,得到体长和体质量的生长速度(dSL/dt、dW/dt)及加速度( $d^{2} S L / d t^{2} 、 d^{2} W / d t^{2}$ )的方程^[5]:

\begin{matrix} \frac{d S L}{d t} = 7.7505 [1 - e^{- 0.180 (t + 0.1795)}] \end{matrix}

\begin{array}{r} d W / d t = 903.2340 e^{- 0.180 (t + 0.1794)} \\ {[1 - e^{- 0.180 (t + 0.1794)}]}^{2.0017} \end{array}

\begin{matrix} \frac{d^{2} S L}{d t^{2}} = - 1.3948 [1 - e^{- 0.180 (t + 0.1795)}] \end{matrix}

\begin{array}{r} d^{2} W / d t^{2} = 162.5515 e^{- 0.180 (t + 0.1794)} \\ {[1 - e^{- 0.180 (t + 0.1794)}]}^{1.0017} \\ [3.0017 e^{- 0.180 (t + 0.1794)} - 1] \end{array}

如图4a所示,东方欧鳊体长生长曲线无拐点,生长速度、生长加速度一直小于0,说明其体长生长速度随年龄增长而降低。如图4b所示,体质量生长曲线具有拐点,拐点年龄为5.9龄,对应L₅_.₉=28.6 cm,W₅_.₉=489.4 g。在5.9龄前,东方欧鳊体质量生长加速度为正值,之后为负值,说明其体质量生长加速度随年龄增长而降低。

图 4

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图 4 阜康水库东方欧鳊体长、体质量生长速度与加速度曲线

Fig.4 Growth rate, accelerated rate of body length and body mass of A. brama orientalis Berg in Fukang reservoir

2.6 临界年龄

临界年龄是指同一世代的渔业资源群体在未被利用的条件下,资源群体生物量达到最大值时的年龄,或者个体质量相对生长速度与群体瞬时自然死亡率相等时的年龄^[6]。

通过公式(8)计算,得到m=0.4。将m值、b值(3.001 7)、k值(0.180)和t₀值(-0.179 4)带入公式(9),计算得到临界年龄t_α=4.4龄,即4.4龄时东方欧鳊种群生物量达最大值。再将临界年龄带入2.4部分求得的生长方程,得到临界体长为24.2 cm,临界体质量为295.6 g。

3 讨论

3.1 不同水域东方欧鳊生长比较

来源于阜康水库的东方欧鳊的生长系数(k)为0.180,大于额尔齐斯河(0.123)^[1]、乌伦古湖(0.054)^[3]和伊犁河(0.168)^[4],而渐进体长(L_∞)小于乌伦古湖和伊犁河,大于额尔齐斯河。表明阜康水库东方欧鳊生长性能较好,但生长潜力较乌伦古湖和伊犁河小,较额尔齐斯河大。从生长速率看,Stankus S^[14]认为东方欧鳊的生长速率通常随纬度的降低而升高。但本研究东方欧鳊生长特征指数(5.811)高于高纬度的额尔齐斯河(4.176)^[1]和乌伦古湖(4.037)^[3],而明显高于低纬度的伊犁河(3.01)。由此可见,不同纬度地区东方欧鳊的生长速率并不完全遵循这一规律,推测饵料可能是重要的影响因素,阜康水库东方欧鳊食物来源广泛,食物由摇蚊幼虫、水生昆虫以及水生植物的嫩茎叶等组成,充塞度1级及以上占85.90%,而伊犁河河道中饵料生物相对匮乏,东方欧鳊充塞度1级及以上仅占31.88%。总体而言,阜康水库东方欧鳊较额尔齐斯河、乌伦古湖和伊犁河表现出较好的生长优势,并适应阜康水库栖息环境条件。

3.2 东方欧鳊拐点年龄与起捕年龄的确定

试验结果表明,阜康水库东方欧鳊体质量生长拐点年龄为5.9龄,理论上该龄起捕可以最大限度地发挥其生长性能;生长拐点之后,随着年龄增加,生长速度减慢,饵料系数增大^[15]。但该龄种群生物量并非最大,即捕捞效率无法达到最高,这是因为种群数量随年龄增长呈幂函数减少。阜康水库东方欧鳊在种群生物量达最大值时的临界年龄为4.4龄,因此建议起捕年龄为4龄,以发挥其生长性能并提高捕捞效率。

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乌伦古湖东方欧鳊的生物学及开发利用研究

2003

... ⇓⇓-4].阜康水库是21世纪初建成的平原型水库,位于新疆阜康市境内,水面面积约2 400 hm²,水深3.2~18.0 m,年均水温约9.4℃,全年水温在15℃以上约119 d.东方欧鳊是阜康水库重要的捕捞对象之一,年捕捞产量约6.0 t,占捕捞总产量的12.0%.本文通过对2021年5月在阜康水库采集的45尾东方欧鳊样本的年龄和生长进行研究,旨在为更加合理地开发利用其资源提供科学依据和理论基础. ...

2014

... [3],而明显高于低纬度的伊犁河(3.01).由此可见,不同纬度地区东方欧鳊的生长速率并不完全遵循这一规律,推测饵料可能是重要的影响因素,阜康水库东方欧鳊食物来源广泛,食物由摇蚊幼虫、水生昆虫以及水生植物的嫩茎叶等组成,充塞度1级及以上占85.90%,而伊犁河河道中饵料生物相对匮乏,东方欧鳊充塞度1级及以上仅占31.88%.总体而言,阜康水库东方欧鳊较额尔齐斯河、乌伦古湖和伊犁河表现出较好的生长优势,并适应阜康水库栖息环境条件. ...

1998

Age,growth and reproductive parameters of the Mediterranean cardinal fish,Apogon imberbis

2007

... 1)体长与体质量的关系拟合方程采用Keys公式 ^[5]: ...

... 对东方欧鳊体长和体质量生长方程进行求导变换,得到体长和体质量的生长速度(dSL/dt、dW/dt)及加速度(

d^{2} S L / d t^{2} 、 d^{2} W / d t^{2}

)的方程^[5]: ...

Fish population dynamics in tropical waters:a manual for use with programmable calculators

1984

... 采用Pauly D^[6]提出的t检验方法,检验回归方程生长指数与匀速生长理论值(3.0)的偏离程度: ...

... 临界年龄是指同一世代的渔业资源群体在未被利用的条件下,资源群体生物量达到最大值时的年龄,或者个体质量相对生长速度与群体瞬时自然死亡率相等时的年龄^[6]. ...

新疆乌伦古湖拟鲤生长退算材料和方法的比较研究

2010

... 2)体长的退算采用Dahl-Lea公式 ^[7]: ...

A quantitative theory of organic growth (Inquries on growth laws.Ⅱ)

1938

... 3)体长、体质量与年龄的关系采用Von Bertalanffy生长方程拟合^[8],如公式(4);生长参数SL_∞、k和t₀值通过Ford方程和Beverton法获得^[9],如公式(5)和公式(6). ...

1995

Age,growth and reproduction of the Caspian roach (Rutilus rutilus caspicus) in the Anzali and Gomishan wetlands,North Iran

2005

... 4)比较不同种群间生长特性的差异使用生长特征指数(φ)^[10]: ...

广东大陆架鱼类生态学参数和生活史类型

1983

... 5)自然死亡系数(m)使用费鸿年等^[11]提出的方法估算: ...

太湖湖鲚年龄与生长的研究

1987

... 6)临界年龄(

t_{α}

)根据孙雪兴等^[12]提出的方法估算: ...

黄河干流河南段黄河鲤的生长特征与资源合理利用

2022

... 式(4)~(9)中:SL_t为t龄鱼体长;SL_∞为极限体长;k为生长系数,通过FiSAT Ⅱ软件中的ELEFANI方法获得^[13];t为年龄;t₀为体长或体质量理论生长起点年龄;S

{L_{t}}_{+ 1}

为t+1龄鱼体长;m为自然死亡系数;W_∞为极限体质量;b为生长指数. ...

Growth parameters of bream (Abramis brama L.) in the Curonian Lagoon,Lithuania

2006

大伙房水库鲢鳙渔业资源评估及合理放养合理捕捞的探讨

1993

... 试验结果表明,阜康水库东方欧鳊体质量生长拐点年龄为5.9龄,理论上该龄起捕可以最大限度地发挥其生长性能;生长拐点之后,随着年龄增加,生长速度减慢,饵料系数增大^[15].但该龄种群生物量并非最大,即捕捞效率无法达到最高,这是因为种群数量随年龄增长呈幂函数减少.阜康水库东方欧鳊在种群生物量达最大值时的临界年龄为4.4龄,因此建议起捕年龄为4龄,以发挥其生长性能并提高捕捞效率. ...

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