生物拖网论文（精选7篇）
生物拖网论文 篇1
摘要：针对拖网在海洋环境监测中的应用,设计并实现了一款具有粒径计数功能的可视化浮游生物拖网系统,通过使用搭配水下照明设备的高清摄像机以及激光浮游生物计数器收集浮游生物图像及粒径谱数据。该系统使用千兆以太网、光纤网络和TCP/IP的实时传输协议将水下采集的数据发送到甲板视频监控平台,可以接收、显示、存储生物图像和传感器数据,并控制摄像机和灯的工作状态。该系统所使用的高清摄像机和千兆以太网通信架构使其能够实现高品质的图像效果,激光浮游生物计数器使其能够实现水下浮游生物粒径谱实时采集,以获得便捷使用的效果。
关键词：浮游生物,粒径谱,高清摄像,生物拖网
0 引言
随着科技进步与人类发展,人类日益增加的资源消耗与陆地资源逐渐匮乏的矛盾越来越突出。 近些年的浅海开发很多,但是对深海的开发却很有限。 浮游生物粒径谱反映了海洋生态系统结构、功能以及系统内部的联系,因此具有粒径计数功能的设备能更好地帮助进行海底环境监测和资源开发。 另外,可视化技术是一种直观的海洋观测技术, 过去可视化观测主要依赖于传统相机,视频存储依靠存储卡,不具备实时监控功能,也无法实现长期的可视化观测。 本文设计了具有粒径技术功能的可视化浮游生物拖网系统,同时搭载浮游生物计数器及高清摄像头, 并结合以太网传输解决上述问题, 实现了高品质实时视频监控以及浮游生物粒径谱检测,弥补了深海探测这一领域的不足。
1 系统结构
1 . 1 系统框架
本系统以千兆以太网框架作为传输途径, 提出了一种设计方案, 该系统集成了多种技术, 其系统结构框图如图1 所示。 系统包括甲板视频监控平台和水下电子系统两部分, 其中甲板视频监控平台由LOPC PC端软件、拖网甲板控制单元、 甲板控制端、 甲板通信机组成。 另外, 水下电子系统由水下控制仓、IP摄像机、LOPC主机、拖网主机和传感器组成。
1 . 2 系统工作原理
甲板视频控制平台与水下电子系统通过光缆连接,光缆长度约为10 km, 电源通过光缆为水下电子系统提供高压电源,甲板操作监控平台与水下系统的数据与控制命令交互也通过光缆传输。
甲板操作监控平台上的PC主机用于显示浮游生物形态图像及粒径谱数据。 水下控制仓用于控制摄像机、探照灯、 高度计等设备的工作状态, 控制命令通过甲板操作监控平台发送控制命令进行控制;水下电源转换模块将高压转换为各个模块所需的工作电压;光纤转换器用于光/电信号的转换,方便光缆与以太网电缆的转接;串口转以太网模块配合光纤转换器和交换器将以太网电缆信号与串口信号互相转换,从而连接甲板操作监控平台与水下控制单元的通信;交换机用于各个模块与设备的连接。
LOPC主机与拖网主机通过RS - 232 总线与水下控制仓进行数据通信, 水下控制仓将从LOPC主机、 拖网主机收到的数据打包,分别通过串口转以太网模块及光纤收发器发送至甲板监控平台,甲板监控平台再将数据分别通过千兆以太网发送至LOPC上位机、 拖网上位机、 甲板控制端上位机, 甲板控制端上位机通过千兆以太网发送指令给水下控制仓,水下控制仓根据指令控制继电器的开断, 继而控制控制仓外接设备的工作状态,同时上传控制仓内GY85 九轴传感器、 高度计等传感器数据至甲板控制端上位机并显示。
1 . 3 浮游生物粒径谱监测及生物图像采集
系统对浮游生物粒径谱的监测使用了来自劳斯莱斯公司发明的激光浮游生物计数器(LOPC) 及拖网应用,如图2 所示。 它能为用户提供高分辨率、高密度的实时浮游生物数据采集以及显示, 对于1 500 μm~35 000 μm范围内的多要素浮游生物可显示微粒的外形轮廓,浮游生物数量采集范围高达1 000 μm~35 000 μm, 并且具有很低的重复几率。 此外还能通过上位机界面实现实时的数据采集及显示,从而使得用户可以在线对采集的数据进行快速、高效的观察和处理。
本系统针对水下浮游生物的可视化监测使用了来自Imaging Source公司23Series TIS_Gig E系列DFK23G274摄像机,最高帧数达到20 f/s。 视频数据通过千兆以太网发送至甲板监控平台,甲板监控平台通过上位机软件进行图像的显示和回放。
2 系统硬件
系统由于需要长期工作于深海中, 因此当甲板上的供电电源电压较低时, 系统的工作电流相对较大; 又由于为水下系统供电的电缆较长, 因而线缆上的损耗较大,导致系统功耗增加。 所以本系统采用高效率的高电压低电流模式,甲板监控平台为水下设备提供300 V直流高压,300 V高压经过VICOR模块转换为3 路24 V,并通过水下DC/DC模块产生12 V、5 V、3.3 V电压, 为不同的模块供电。
水下控制仓由控制单元、 电源模块、 串口转以太网模块、光纤收发器、以太网交换机、2 路搭配照明设备的高清摄像头、 拖网主机以及高度计组成, 其结构组成如图3 所示。 控制单元中包含提供9 自由度分量参数测量的GY85 九轴传感器,4 路继电器能够控制高清摄像头、照明设备、 高度计的工作状态, 另外还为串口转以太网模块提供工作电压,控制单元通过与上位机的数据交互来控制外部设备的状态, 并上传视频数据、 浮游生物粒径谱数据及九轴传感器数据至上位机,并通过人机交互界面显示传感器数据。
3 系统软件设计
系统软件由水下控制仓程序、 甲板控制端上位机程序两部分组成。 本设计程序中, 下位机程序在Keil下编译、 调试, 上位机程序均在Microsoft Visual Studio 2012下编译调试。
3 . 1 甲板控制端上位机程序设计
甲板控制端上位机程序设计可以分为2 个步骤:
( 1 ) 系统初始化。 打开上位机后, 对各个窗口组件、 摄像头进行初始化配置。
( 2 ) 发送控制命令并接收传感器数据。 上位机对水下控制仓发送4 种命令帧, 对应执行4 种操作, 命令帧与对应操作关系如表1 所示。
3 . 2 水下控制仓程序设计
甲板控制端上位机程序设计可以分为3 个步骤:
( 1 ) 系统初始化。 对系统时钟及外设进行初始化配置。
( 2 ) 接收上位机指令并控制。 水下控制仓接收到控制命令后, 判断是否为心跳信号, 在1 分钟内未接收到心跳信号, 系统将切断所有外接传感器的电源; 接收到操作指令,则完成对应操作。
( 3 ) 上传传感器数据。 水下控制仓采集好传感器数据后,按照@#,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 55* / r / n的数据格式上传传感器数据( 数字n代表第n路传感器数值) 。
水下控制仓下位机程序流程图与甲板控制端上位机程序流程图如图4 所示。
3 . 3 LOPC数据
LOPC的二进制数据流包含3 种数据格式: 计数数据、粒径数据和CTD数据(或其他串行数据输入)。 数据帧的基本布局如下:
< 分隔符> < 帧标识> < 数据包> < 分隔符> < 结束符>
分隔符采用波浪线符号(~),帧标识是字母L、M、C,其中L代表计数数据,M代表粒径数星号(*)。 计数数据与粒径数据的数据包是二进制格式,CTD或串行输入数据通常是ASCII码格式。 其中粒径数据是对浮游生物轮廓采集得到的数据,PC通过对粒径数据的分析处理得到浮游生物轮廓图像,浮游生物轮廓图像如图5 所示。
4 系统安装与测试
将各个模块电路在仓体内安装完毕后进行系统测试。
甲板控制端上位机如图6 所示, 左侧图像窗口为水下高清摄像头的数据, 并提供录像功能,Gig Ethernet摄像头采用了索尼公司的ICX274 CCD传感器, 感光尺寸高达1/1.8″,最高帧数达到20 f/s,为水下图像采集提供性能上的保证。 上位机右侧面板显示水下控制仓上传的传感器数据,并有按钮控制水下摄像机、高度计、照明灯的工作状态。
LOPC上位机如图7 所示, 左侧直方图显示不同粒径的浮游生物的个数, 右侧为上位机描绘的生物轮廓,下方面板为水下LOPC主机的工作状态以及相关参数的显示。 LOPC主机与甲板控制单元有电力线载波和RS - 232 总线两种通信方式, 本系统采用RS - 232 总线方式将LOPC数据发送至水下控制仓, 再通过千兆以太网发送至LOPC上位机,并进行显示。
5 结论
本文设计了一款基于以太网架构的具有粒径技术功能的可视化浮游生物监测系统,这种架构大大提高了水下数据传输质量和速率,改善了实时性能。 该系统不但能应用于深海生物观测,同时也被应用于海洋资源的勘探、 水资源污染检测及灾害预测、 海底养殖观测等诸多领域,为海洋资源开发提供了一种高效的探测方式。
参考文献
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生物拖网论文 篇2
关键词：南沙西南陆架,种类组成,多样性指数,底拖网渔获物
近年来,南海北部近海渔业资源因过度捕捞出现衰退,导致底拖网渔获物产量和整个区域的渔业资源生物多样性都呈现较大幅度的降低[1,2]。然而,南海外海蕴藏丰富的大洋性渔业资源,目前还没能得到有效的开发和利用[3,4]。自1985年中国恢复南沙渔业生产以来,南沙群岛西南陆架海域一直是中国底拖网渔业的主要作业区域[5]。中国南沙综合科考队在1990年 ~ 1993年对西南陆架进行了5个航次的底拖网渔业资源调查,系统研究了西南陆架海域底拖网鱼类组成[6]、主要经济鱼种的生物学[7]以及水文状况[8]等,2003年中国水产科学研究院南海水产研究所夏、秋季又进行了2个航次底拖网渔业资源补充调查,对主要渔场位置和经济鱼种生物学特征进行了较全面的研究[9,10],但是对于渔获物组成和生物多样性的报道较少。文章利用“南锋”号调查船2013年对南沙西南陆架海域进行的4次底拖网调查资料,分析渔获物组成、优势种以及生物多样性的现状和季节变化,结合历史调查数据,比较分析南沙群岛西南陆架海域渔业资源生物多样性的变化情况,为进一步开发利用和管理保护该海域渔业资源提供科学依据。
1材料与方法
1.1数据收集
该研究数据来自2013年中国水产科学研究院南海水产研究所在南沙西南陆架海域进行的底拖网调查,分为4个季节,具体作业时间和网次见表1。调查船为中国水产科学研究院南海水产研究所的“南锋”号。采用底层单拖网调查,网具规格为128. 00 m × 92. 26 m ( 48. 90 m ) ,网衣全长92. 26 m,网口周长128. 00 m,浮纲长48. 90 m,沉纲长59. 40 m,网口目大300 mm,网囊目大50 mm。
调查范围为4°30'N ~ 7°30'N,108°30'E ~ 113 30'E,调查海域面积为1. 14 × 105km2,调查按照 《海洋调查规范》( GB /T 12763-2007) 和相关调查与分析技术规范及规程进行。
1.2数据分析
采用PINKAS等[11]提出的相 对重要性 指标 ( IRI) 进行比较确定渔获物中的优势物种。
式中W为质量百分比,N为数量百分比,F为出现频率。根据陈国宝等[12]的分类标准,IRI≥ 500为优势种,100 ≤IRI < 500为主要种,10 ≤IRI < 100为一般种,IRI < 10为少见种。
鱼类群落多样性采用丰富度指数( D) 、多样性指数( H') 、优势度指数( λ) 和均匀度指数( J') 等指标来进行分析。其计算公式如下:
Margalef丰富度指数[13]:
Shannon-Weiner多样性指数[14]:
Simpson优势度指数[15]:
Pielou物种均匀度指数[16]:
以上式中S为样品中种类数; N为样品中包含的生物个体; Pi为i物种所占生物量的比例,即Pi= Ni/ N。
通过以上4个指标比较分析南沙群岛西南陆架海域4个季节的物种多样性的变化。借助Primer 6软件计算生物多样性参数以及聚类分析各季节的优势物种结构。
2结果
2.1渔获物种类组成
经现场鉴定测量,4个航次调查期间共收集并记录渔获物251种,83 339尾,6 483. 55 kg, 包括鱼类202种、头足类16种( 包括11种乌贼和5种柔鱼) 以及甲壳类33种( 包括虾类15种, 蟹类12种,虾蛄类6种) ,各季节的渔获情况见表2。结果显示,夏季渔获物的种类最多,达143种; 其余3个季节渔获种类数无明显变化,其中冬季最少,只有79种。鱼类渔获物夏季出现种类最多( 122种) ,占当季度所有渔获物种类的85. 31 % ,冬季出现 最少, 较夏季种 类减少49. 18 % ; 甲壳类冬季出现最多 ( 13种) ,春季出现最少( 8种) ; 头足类春季出现最多( 12种) ,冬季出现最少( 4种) 。
2.2渔获优势种
通过IRI公式计算出各渔获物种类的IRI( 表3) ,此数值作为生态优势度的度量指标。2013年4个航次的底拖网调查中短尾大眼鲷都是处于绝对优势种地位,冬季优势度最高,秋季居次,其他2个季节优势度较低且相差不大。春季IRI≥100的优势种群有15种,其中IRI≥500的优势种有4种, 包括短尾大眼鲷、多齿蛇鲻、剑尖枪乌贼和深水金线鱼,100≤IRI < 500的主要种有11种; 夏季的优势种群12种,只有短尾大眼鲷和剑尖枪乌贼是优势种,主要种有10种; 秋季的优势种群有14种, 优势种有短尾大眼鲷、大头狗母鱼、鳞首方头鲳、 长体圆鲹和黑5种,主要种有9种; 冬季的优势种群最多,达到23种,其中优势种有5种,分别为短尾大眼鲷、蛇鲭、多齿蛇鲻、无齿鲳和箭天竺鲷,主要种有18种。
统计各季节优势种、主要种、一般种和少见种的数量,聚类分析各季节优势物种分布相似性( 图1) ,显示夏季优势种群结构相对独立,而春季和秋季具有更高的相似性。
2.3物种多样性
计算D、H'、λ 和J'( 表4) ,其中D在夏季达到最高( 14. 2) ,冬季最低; H'同样在夏季达到最大值( 3. 088) ,但最小值出现在秋季( 2. 65) ,春季和冬季差别不大; 秋季的J'最低,其他3个季节变化不大,最大值出现在春季; 秋冬季的 λ 相对较高,春夏季较低 。
3讨论
南沙西南陆架海域作为中国渔业生产的传统渔场,其丰富的渔业资源应该得到开发和利用。此次调查收集的渔获物样品种类数较20世纪90年代和2003年的调查有较大程度的减少,可认为南沙西南陆架海域的渔业资源状况出现了衰退,部分原因也可能与此次调查持续时间短、拖网作业范围较小有关。渔获物种类数在夏季最多,冬季最少,与江艳娥等[17]对南海北部陆架底拖网渔获物组成的研究结果一致,说明南沙西南陆架海域和北部陆架海域的渔业资源的季节性变化具有很高的相似性。张鹏等[18]在研究南海区大型罩网渔场渔期和渔获组成分析时发现罩网作业渔获组成存在区域和时间上的差别,与该研究的结果也基本一致 。 南沙西南陆架海域拥有丰富的渔业资源,而中国由于地缘原因,对西南陆架海域的渔业资源利用极少,适时有效的开发利用西南陆架的渔业资源显得尤为重要, 既可以提高捕捞产量和经济效益,为大批过剩的渔船和渔民找到新的出路,又可以缓解南海北部近海和北部湾 [ 19 ] 的捕捞压力,为其生态环境和渔业资源获得休养和恢复的时间
文章通过计算IRI来评价渔获物的优势度,结果表明短尾大眼鲷占最重要的优势地位,其次是多齿蛇鲻、深水金线鱼和剑尖枪乌贼等,与陈铮[6]在相同海域研究经济鱼种在总渔获物中的比例相一致。江艳娥等[17]在研究南海北部大陆架海域的优势种群时发现,相比较1964年 ~ 1965年,南海北部大陆架海域在2006年 ~ 2007年的优势物种发生了较大的变化,分析认为南海北部大陆架受捕捞压力和生态环境变化影响。但是在南沙西南陆架海域未发生这种明显变化,可认为在西南陆架海域渔业资源结构基本稳定。近些年南海北部近海渔业资源已明显衰退,但是该研究调查显示在南沙西南陆架海域捕获的渔获中,主要优势种群短尾大眼鲷、多齿蛇鲻和深水金线鱼等基本都是传统的经济鱼种, 具有很高的开发价值,这为进一步开发利用西南陆架海域的渔业资源提供了依据。聚类分析表明夏季优势种群明显集中,这对于渔业生产渔船的出海时节选择有一定的参考作用。
未来的拖网渔船 篇3
在挪威渔船船东协会2009年度董事会上, 将第一个环境奖颁发给了罗尔斯-罗伊斯海洋部研发的“未来的拖网渔船”。对传统拖网渔船模型和未来的拖网渔船模型进行对比测试结果显示, 修改后的船体以及将螺旋桨从单桨改成双桨后节油显著。船型的改变可减少波浪中的附加阻力, 当发动机功率不变, 则双桨可增加拖力。模型测试和计算结果还显示, 在恶劣天气下要求的拖网操作中, 将曳纲滑轮的横向移动变成卸载式转向器也可以实现节油。通过使用一个热量回收系统, 对废气以及发动机冷却水中的热量进行利用 (用于发电) , 具有节油效果。如果所有的节油举措都加以实施, 平均节油可达25%, 发动机功率可降低32%。柴油机电力推进与ORC相结合节油效果更有效。有了柴油机电力推进, 发动机的安装位置更灵活, 渔船的总体布置可更有效率。
香港环保大动作:禁止拖网捕鱼 篇4
这项举措的力度之大令港人震惊,香港也藉此成为世界上为数不多的全面实施拖网捕鱼禁令的国家和地区之一。拖网捕鱼被认为是破坏性第二大的商业捕鱼形式(名列第一的是电气捕鱼),捕鱼者用坠网拖过海底,在一网打尽所有生物的同时还破坏了珊瑚及海底环境。
联合国和欧盟多年来都力主全面禁止拖网捕鱼,但由于商业捕捞涉及经济、政治和国家利益等复杂因素,成效并不显著,澳大利亚、美国、加拿大、巴西和中国大陆等多个国家和地区虽然都曾颁布过拖网捕鱼禁令,但始终屡禁不止。日本反捕鲸活动的动物保护组织“海洋保护协会”的船甚至被捕鲸渔船撞翻,断为两截。联合国禁止捕捞的范围也仅限于部分区域,像香港这样实施全面禁令的非常少。
从拖网逃逸南极磷虾的死亡率评估 篇5
本研究的总体目标是估算在目前的商业捕捞渔业中从采用最常用网目尺寸( 16 mm) 的网囊中逃逸的南极磷虾的死亡率。在南奥克尼群岛外进行了试验,试验使用了一项网囊包覆采样技术保留住从网囊逃逸的磷虾,随后在容留池中观察,监测磷虾的死亡率。结果表明,体长较小的磷虾死亡率较高。但采样水深、拖网持续时间和渔获积聚,还有船上的处置方式如暴露在不同温度下等差异,可能增加了实验中的磷虾死亡率。实验结果显示,逃出拖网的磷虾的死亡率相对较低,这可能表明,磷虾与许多其它的甲壳类物种一样,对被捕获再逃逸这样一个过程有相当的忍受力。
(《Fisheries Research》Vol.170)
舟山桁杆拖网渔具渔法分析 篇6
1 桁杆拖网捕捞原理
虾类为底栖类生物, 喜贴附在海底, 时常钻入海底的泥沙之中或在泥沙上匍匐运动, 在受到惊扰或环境因子刺激后会迅速向上或斜上方弹跳, 弹跳高度多为25~100 cm。针对虾的行为特点, 虾拖网需要较大的水平张开宽度和较小的垂直高度, 以达到增加水平扫海面积和提高对虾类捕获率的目的。
桁杆拖网是一种使用桁杆作为网具水平扩张装置的单船底拖网, 网体近似二片式结构, 网具上纲装配具有浮力的桁杆, 下纲装配一定数量的混凝土制滚轮和橡胶环, 使得网口扩张, 下纲贴近海底。作业时, 通过曳纲和叉纲拖曳桁杆及网身向前运动, 下纲的滚轮滚动前行, 惊扰虾类弹跳入网, 水体滤过网目, 渔获物留在网中, 又不刺缠网目, 从而达到捕捞目的。
2 桁杆拖网渔具渔法
2.1 渔具结构
2.1.1 网衣
舟山地区的桁杆拖网渔具主尺度150 m×20 m (网口周长及网长) 左右, 由背网、腹网、盖网、网囊和漏斗5部分组成, 网衣使用PE材料, 从盖网到网囊, 左右对称。背网和腹网是网具的主要组成部分, 捕捞作业中引导渔获物进入网囊;盖网是网口主体, 且防止虾类等渔获物向上方逃逸;网囊用以贮纳渔获物, 且与网具稳性相关, 囊底为出虾口, 用来倒出渔获物及清除杂物;漏斗 (又称“倒须”) 用以防止进入网囊的渔获物逃逸。表1为网衣结构规格。
桁杆拖网被引进舟山后, 舟山渔民对桁杆拖网进行了改进, 增加了网囊数目, 使之更加适应舟山地区生产作业。桁杆拖网网囊数目须根据作业渔船参数及网具结构确定, 舟山地区桁杆拖网一般为7~11个网囊。
2.1.2 纲索
网口上纲:长30 m, 直径8 mm, PE绳, 同桁杆绑缚在一起。
网口下纲:长30 m, 直径8 mm, PE绳, 同沉子纲连结在一起。
沉子纲:长30 m, 材料为直径14 mm的钢丝。其作用是利用其重力使网口下缘沉降, 并使网具维持一定的形状。
曳纲:夹棕钢丝绳制成, 直径42 mm, 曳纲的放出长度须根据作业水深确定。曳纲是连接船与网具的纽带, 还要承受整个网具的全部载荷, 此外曳纲还有调节网具水深的作用。
叉纲:7根不同长度、直径为40 mm的PE绳, 左右等距离对称, 连接曳纲与桁杆。
吊纲:数十根直径5 mm的PE绳, 长2.6~3.5 m。连接上纲与下纲, 网具在拖曳时使网口等距离高度垂直张开, 使虾类等渔获物进入网囊。
2.1.3 属具
桁杆:无缝空心钢管焊接而成, 桁杆长度根据作业渔船长度决定, 一般与船体长度相当或略短于船体长度。以“浙定渔11188号”渔船装配桁杆参考, 桁杆长30 m, 由5根长6 m的空心钢管焊接而成, 外径220 mm, 内径210 mm, 其作用是水平张开网口, 使网具维持一定的形态。
滚轮 (沉子) :混凝土或陶瓷制, 椭球形, 每个重2 kg, 外径100 mm, 内径16 mm, 共200个。使网具作业时下纲贴紧海底, 并与下纲一起惊扰虾类入网。
橡胶环:外径45 mm, 内径25 mm, 装配在滚轮与滚轮之间。
2.2 渔船
桁杆拖网渔船的功率大小不一, 功率和吨位较小的渔船基本都分布在近海渔场, 功率和吨位较大的渔船则主要分布在外海。目前, 舟山地区的桁杆拖网渔船大多为主机功率202 k W及以上的大型钢质渔船, 作业海域多在东海。桁杆拖网船一般有船员6~7人, 上配有导航仪器、对讲机、雷达, 绞纲机等仪器设备。渔船参数以舟山长白岛“浙定渔11188号”为参考:船长32.6 m, 宽6.2 m, 吃水深度3.0 m, 总吨位200 t, 主机功率202 k W, 最大航速11 kn。
2.3 渔法
舟山各地的桁杆拖网渔法因拖虾渔船大小、传统习惯等因素的不同而有所差异, 但基本的渔法大体一致。总结舟山地区桁杆拖网渔法如下:
(1) 放网准备:将网囊、桁杆、吊纲、叉纲等整理清楚, 人员就位, 放网人员应先检查船侧及其附近有无钩住网衣之物。 (2) 放网:放网时一般在船右舷横风放网, 顶流或顺流放网。先放网囊, 后吊起桁杆和滚轮到船舷外放下, 松动叉纲, 之后放出曳纲, 待曳纲放出3/4时停车, 依靠船舶前进的惯性力, 让曳纲全部放松, 此时船首转向90°, 系好纲索后进行拖曳。 (3) 拖网:拖网时间一般为3~5 h, 绝对拖速常为1~1.5 kn, 曳纲长度一般水深的5~6倍。 (4) 起网:右舷起网, 船掉头转向顶流或横流。顺车绞起曳纲, 待叉纲转环绞上甲板时, 锁住转环, 使船与桁杆平行, 收绞叉纲, 待桁杆靠近船舷时, 用桁杆两侧的绳索将桁杆捆绑在船舷上, 并将滚轮吊上甲板, 然后收拉网囊, 取出渔获物, 分拣鱼虾等;整理好网具纲索和属具, 准备下一次放网[1]。
3 存在问题及对策建议
3.1 现存问题
3.1.1 副渔获物所占比例大
副渔获物及其处理是拖虾渔业尤为突出而又棘手的问题之一。在实际拖网作业过程中, 副渔获物所占比例相当大, 调查结果显示, 虾类的数量和重量分别占总渔获的87.88%和33.42%, 而副渔获的数量和重量分别占总渔获12.12%和66.58%。副渔获物组成中, 未达成熟体长的底杂鱼及蟹类占有相当大的比例。虾渔获与副渔获重量之比为1:2[2], 意味着每捕获1 kg虾就兼捕了2 kg的鱼类、蟹类等副渔获物, 并且这些副渔获物商业价值很低或没有商业价值, 为节省储存空间和燃料, 渔民通常将绝大部分副渔获物丢弃到大海里, 造成很大的浪费。根据测算, 2012年舟山市虾类总的渔获产量24万t, 实际作业生产中废弃的副渔获物就达到40余万t, 数据触目惊心。此外, 由于渔获物种类繁多, 分拣渔获增加了渔民的劳动时间和强度, 同时渔获相互挤压降低了虾类渔获的质量。
3.1.2 违法作业仍然存在
在拖虾作业过程中, 电脉冲惊虾仪的使用曾对提高单船的产量起到了很重要的作用。2000年开始, 国家规定禁止制造、销售、使用电脉冲惊虾仪, 电脉冲惊虾仪也成为渔业行政主管部门的重点打击对象, 但调查结果显示, 实际的执行效果并不尽如人意。随着舟山海域虾类资源的衰退, 桁杆拖虾作业产量每况愈下, 安装电脉冲惊虾仪后的产量是安装前产量的4~10倍, 在巨大经济利益的驱使下, 渔民多都铤而走险, 使用电脉冲惊虾仪进行非法捕捞作业。极少数没有使用惊虾仪的渔船, 为了能起到惊吓虾类的目的, 也通常会在网具上安装惊虾链或使用较重的沉子纲, 这一结构同样会对渔场的海底环境造成破坏, 导致渔场生态环境的恶化和资源的破坏。
3.1.3 网目规格普遍小于国家标准
根据走访调查, 由于多年来针对桁拖网渔具的技术标准或技术规范的缺失, 舟山地区桁杆拖网渔具的网囊网目尺寸普遍较小, 一般为20~25 mm, 最小网目尺寸甚至减至13 mm。在渔获过程中, 较小规格的网目导致大量的虾类幼体被捕获, 加之捕捞努力量巨大, 加速了舟山渔场虾类资源的过度开发以及虾类资源的衰退。2013年11月, 农业部正式发布了关于实施《海洋捕捞过渡渔具最小网目 (或网囊) 尺寸相关标准》的通告[3], 专门对桁杆拖网的最小网目尺寸作出规定, 标准规定自2014年6月1日起, 东海海区全面实施单船桁杆拖网网具最小网目为25 mm。对照国标, 舟山桁杆拖网网目尺寸普遍小于国家标准。
3.2 对策与建议
3.2.1 加装分隔网片
分隔装置是实现拖网渔获分离的主要装置之一。开展分隔式桁拖网研究, 实现不同种类的渔获分离, 对于改善渔具作业性能、提高目标种类渔获质量[4,5]、实现选择性捕捞均有重要的意义。分隔装置按材质可分为二类:柔性和刚性装置。柔性装置 (多数为网片形式) 相比刚性装置具有结构简单、对网具结构影响较小、取材方便等优点, 在很多国外拖网渔业中被采用[5,6]。
分隔网片是指选择合适的网片, 剪裁加固成一定的形状后加装在网囊前部, 将网囊分为两层即上层的虾袋和下层的鱼袋。在进行捕捞作业时, 混杂在一起的鱼虾到达网内的分隔网片时, 虾类会直接通过分隔网片进入虾囊, 而体型大的鱼类无法通过分隔网片被迫随着水流通过漏斗网进入下面的鱼囊。分隔网片的使用可有效降低副渔获物与虾类的比率, 对实现选择性捕捞和海洋资源保护具有积极意义。
罗炎标等[7]在大鹏湾做了相关试验, 分隔率达到50%以上, 其对鱼虾的分离效果是显而易见的。但其结论只是通过模型试验对渔获数据的分析所得, 在实际作业中, 由于桁杆拖网桁渔具结构特点 (网具呈扁平状、网囊规格较小) 、渔民的操作习惯等原因, 柔性分隔网片等分隔装置并没有得到推广。所以应加快对分隔装置的优化和改进, 使之适应渔具结构特点, 符合渔民操作习惯, 尽快在实际作业中加以推广应用。
3.2.2 改善网目结构
研究表明[8,9], 很多因素影响捕虾拖网网囊网目的选择性, 其中网目结构是除网目尺寸以外的一个重要因素。实际作业的桁杆拖网网囊网目的结构为尺寸较小的菱形, 拖曳过程中菱形网目几近闭合, 幼虾逃脱的可能性很小。同菱形网目相比, 方形网目结构因其纬线不受力而扩张较大, 使得进入网囊的渔获对象更容易穿越网目逃逸, 具有较好的选择性能, 在国外捕虾拖网渔业中得到了普遍使用[10]。此外, 将传统菱形网目转向90°后使用可以改善网囊对捕捞对象的尺寸选择性[11]。因为传统的网衣制作工艺使得结节对网衣横向扩张具有一定的抵抗力, 转向90°后, 网衣在横向更容易扩张, 有利于渔获个体的逃逸, 已有试验结果证实了这一点[12]。
但是, 由于网目结构改变后的网具在装配上较传统网目结构更为复杂, 加之在捕捞作业中的操作习惯等原因, 渔民通常不认可对网目结构的改变。即便如此, 网目结构对网囊选择性影响的研究仍然具有重要的意义。
3.2.3 加大执法力度, 保障渔民利益
加强桁杆拖网渔具监管, 提高渔业执法机构的执行力, 严格执行农业部《海洋捕捞过渡渔具最小网目 (或网囊) 尺寸相关标准》, 确保制度顺利实施。除检查网目大小外[13], 还要对电脉冲惊虾仪等违规设备进行检查, 彻底杜绝电脉冲惊虾仪的使用。针对桁杆拖网渔具安装较为沉重的沉子纲或者采用惊虾链等结构扫刮海底, 对海底环境造成严重的破坏的问题, 有关部门应引起重视, 尽快开发能减轻这些影响的技术手段。同时应研究出台相关政策, 切实解决因资源衰退给渔民带来的效益下降的问题。
摘要：桁杆拖虾是20世纪80年代以后迅速发展起来的新兴捕捞作业方式, 主要用于开发沿海渔场虾类资源。桁杆拖虾作业方式引进舟山后, 迅速成为舟山海洋捕捞业的主要作业方式之一。2013年5—11月通过实地调查, 对舟山地区桁杆拖网的捕捞对象、渔具结构、操作方法等进行了分析研究, 指出当前舟山桁杆拖虾作业中存在的问题:底杂鱼及蟹类等副渔获物所占比例大, 数量和重量占总渔获12.12%和66.58%;使用电脉冲惊虾仪等违法作业仍然存在;网目规格普遍小于国家标准。根据上述问题提出:加装分隔网片, 改善网目结构, 加大执法力度等相应建议。
生物拖网论文 篇7
1 材料和方法
1.1 拖虾区域
捕捞调查于2006年10～11月在珠江口浅水域 (即伶仃洋附近水域) 进行, 拖网覆盖范围位于东经113°44′～113°48′, 北纬22°33′～22°35′。这是珠江三角洲一带沿海渔民捕捞鱼虾的传统渔场, 作业水深4.6～8.3 m, 底质主要为沙泥。
1.2 调查渔船
调查渔船租用广州市番禺区莲花山渔港的家庭式木质小型虾拖网船“粤番禺01310”号, 船长18.0 m, 型宽3.45 m, 型深1.70 m, 总吨20 GT, 主机功率88.2 kW (120 HP) 。船上装配卫星定位系统 (GPS) 和单边带对讲机。
1.3 拖虾网具
调查船使用的网具是传统式小型虾拖网, 分类上属于单船底层桁杆拖网, 当地渔民叫做“虾罟网”, 也叫做“扒罟网”, 网衣总长5 m, 拉紧网口周长6.88 m, 网口及其前部网目尺寸为40 mm, 网囊网目尺寸为25 mm, 网囊下部装配防擦网。网口处装配一根网桁杆 (长度1.67 m铁管) 以保持网口正常张开, 网桁杆两端各装配1块15 kg的铁块以保证网具接触海底。作业时共拖曳3顶网, 即在左、右舷船桁杆 (由直径 37mm的铁管制成, 长度3 m, ) 上各曳1顶网, 船尾正中拖曳1顶网。拖速一般为3 kn左右, 每拖网次持续时间为30～40 min。该网具的网衣结构及其规格如图1所示。
1.4 采捕方法
为了获得真实的正常商业捕虾生产数据, 笔者对调查船的捕捞作业不作任何限制, 完全由船长决定渔船的正常捕虾作业。每次起网后将渔获物倒在甲板上, 接着又投网入海, 继续拖网作业。笔者对渔获物进行分类计测, 渔获量大时进行随机抽样 (一般取1/3) 并分类, 首先把目标种类 (虾) 渔获与非目标渔获物 (如鱼类、蟹类等, 称为“副渔获”) 分开, 逐一细分到种, 继而对所有种类分别进行生物学测定。
1.5 数据处理
收集的主要数据包括虾和副渔获种类的个数和体长、抽样渔获的数量和重量以及渔获的总数量和总重量。应用Microsoft excel数据表对渔获数据进行统计、分析。计算公式如下:
虾渔获率undefined
副渔获率undefined
幼鱼比例undefined
2 结果
2.1 基本情况
2006年10月30至11月9日在珠江口浅水域进行了25网次虾拖网渔获组成调查 (表1) , 总渔获量约为109.41 kg, 随机抽样渔获量36.448 kg, 共鉴定了37种经济种类, 其中虾类5种, 鱼类28种、蟹类3种、虾蛄1种 (表2) 。
2.2 渔获种类
珠江口浅水域虾罟网所捕获的种类很多, 主要渔获有: (1) 虾类, 包括周氏新对虾、斑节对虾、刀额新对虾等; (2) 鱼类, 包括峨嵋条鳎、凤鲚、棘头梅童鱼等; (3) 蟹类, 包括矛形梭子蟹、锯缘青蟹和强蟹; (4) 虾蛄类, 如断脊口虾蛄 (表2) 。
2.3 渔获组成
在调查中鉴定的37个渔获种类中, 渔获组成在种间变化很大, 从最大20.75%变化到最小为0.01%。就渔获数量 (尾数) 而言, 所占比例在1%以上的种类有14种, 其中较高的种类 (前4种) 是周氏新对虾 (18.57%) 、矛形梭子蟹 (15.48%) 、脊尾白虾 (11.50%) 和斑节对虾 (11.16%) (表3) ;从渔获重量来看, 所占比例在1%以上的种类有15种, 其中较高的 (前4种) 是矛形梭子蟹 (20.75%) 、锯缘青蟹 (14.56%) 、周氏新对虾 (12%) 和截尾白姑鱼 (11.03%) (表3) 。从表3可以看出, 无论在渔获的数量上还是重量上, 前4种渔获所占比例均在11%以上;基本上, 渔获数量比例较高的种类也是渔获重量较高的种类。
2.4 副渔获组成和虾渔获与副渔获比率
虾拖网的主要捕捞对象是虾类 (目标渔获) , 但在实际捕虾作业中经常兼捕许多非目标种类 (副渔获) , 如鱼类、蟹类、虾蛄等。表4列出了2006年珠江口浅水域虾罟网调查中所鉴定的各种渔获所占比例, 从中可以看出, 目标渔获的重量和数量分别占总渔获数量的25.5%和47.81%, 而副渔获的重量和数量分别占总渔获数量的74.5%和52.19%, 其中鱼类和蟹类的比例较高, 在数量上分别占总渔获数量的30.81%和17.06%, 占总副渔获数量的59.03%和32.68%;在重量上分别占总渔获重量34.83%和35.61%, 占总副渔获重量的46.75%和47.79% (表4) 。
虾渔获与副渔获之比率为1:1.1 (数量比) 和1:2.9 (重量比) 。就渔获重量而言, 虾:鱼=1:1.37;虾:蟹=1:1.40;虾:虾蛄=1:0.16, 也就是说, 每捕获1 kg虾就兼捕了1.37 kg鱼、1.4 kg蟹和0.16 kg虾蛄。
2.5 幼鱼渔获比例
表5列出了珠江口虾拖网调查中虾罟网所捕获的部分种类及其最适开捕长度和幼鱼比例, 从中可以清楚地看出, 刀额新对虾、脊尾白虾、白姑鱼、海鳗和银鲳渔获的实测体长全部小于最适开捕体长[1], 不但是最小个体, 就连其中最大的个体体长也未能达到现行法定可捕规格 (1) , 即幼鱼渔获比例达到100%;凤鲚和棘头梅童鱼幼鱼比例也分别高达87.65%和96.15%。在表5列出的9个种类中, 除了2个鱼种———红狼牙虎鱼 (21.88%) 和孔虎鱼 (7.87%) 外, 其余7个种类均远远超过了广东省现行法定幼鱼渔获比例 (30%) (2) 。
3 讨论
拖虾是南海区海洋捕捞渔业的作业方式之一, 扒罟网是拖虾的主要渔具, 通常在沿岸浅水域作业。网具主尺度小, 网目尺寸也小, 一般是一船拖多网。主捕对象是虾类, 但也兼捕大量底栖种类, 如鱼类、蟹类、头足类、虾蛄、螺等非主捕对象[2,3]。此次研究租用的调查船所使用的网具与广东其它渔港虾拖网船使用的网具结构上基本相同, 但渔获物有所不同。此次调查船的虾渔获主要是周氏新对虾、脊尾白虾、斑节对虾和刀额新对虾 (表3) , 而2005年9月在南鹏岛附近海域 (水深5～20 m) 作业的拖虾船主要虾渔获是周氏新对虾、近缘新对虾Metapenaeus affinis、脊尾白虾、中华管鞭虾Solenocera crassicornis和鹰爪虾Trachypenaeus curvirostris;在硇洲岛附近海域 (水深10～15 m) 作业的拖虾船主要虾渔获是墨吉对虾P.merguiensis和哈氏仿对虾Parapenaeopsis hardwickii[3]。在非目标渔获中, 此次调查以鱼类和蟹类为多数, 其中大部分为沿岸性小、中型底栖种类, 具有较为明显的地方性种群特征, 并没有捕获头足类和螺, 这也许与捕虾作业的地点 (渔场) 、时间 (季节) 等有关。
虾拖网渔获种类繁多, 经常捕获的种类有40种左右, 一般每网次捕获10～20种。此次调查记录到37个渔获种类, 其中鱼类28种, 占种类总数的75.7%;虾类5种, 占13.5%;蟹类3种, 占8.1%;虾蛄1种, 占2.7%。在渔获种类中, 多数为沿岸性小型种类, 尤其是脊尾白虾、斑节对虾、周氏新对虾、刀额新对虾、矛形梭子蟹、锯缘青蟹、断脊口虾蛄、截尾白姑鱼、天竺鲷、凤鲚、棘头梅童鱼等浅水底栖种类所占比例较大。从渔获组成 (表4) 来看, 就个体数而言, 虾类的个体数大于鱼类和蟹类的个体数, 而在重量上正好相反, 鱼类和蟹类的重量均大于虾类的重量。这可能是虾类与鱼类和蟹类的个体尺寸差异所致, 因为前者比后者个体小、单位密度大, 所以在随机抽样时必然是小个体的虾类数量大。又因为在渔业统计上一般是以渔获重量来计算的, 所以认为在计算虾渔获与副渔获之比率时以渔获重量来计算较为合理。
副渔获是长期以来世界海洋捕捞渔业 (尤其热带渔业) 的问题之一, 尤其以热带虾拖网渔业最为突出。世界虾渔业的估算副渔获量为11 207 760 t, 抛弃量为9 511 973 t, 抛弃率为40%～98%[4,5,6]。中国虾拖网船队的副渔获抛弃很少, 几乎全部被利用, 多数用作水产养殖业的饲料。在东南亚, 虾渔业的副渔获通常被人类所消费[5]。由表4得知, 抽样总渔获量约36.45 kg, 其中目标 (虾) 渔获量9.29 kg, 占抽样总渔获量的25.5%, 非目标渔获 (副渔获) 量为27.16 kg, 占抽样总渔获量的74.5%, 虾与副渔获比率为1:2.9。在调查中也注意到, 船上也抛弃一些没有商业价值或极为低值的种类, 例如死虾蛄、小虾蛄、小蟹、小鱼以及海底垃圾, 副渔获抛弃率几乎为零。这一点与ALVERSON等[4]的报告有较大的差异, 可能是不同国家国民饮食习惯和意识、不同国家国民经济生活水平差异等因素所致。
从表5可以看出, 大多数渔获为沿岸性小型种类, 它们的平均体长、体重普遍很小, 绝大多数种类为当年生幼体, 幼鱼所占比例高, 这表明珠江口浅水域的虾拖网渔获低龄化、小型化较严重。表5只列出了9个种类的最适开捕长度和幼鱼比例, 是因为在37个渔获种类中, 其余28个种类不在《南海北部主要捕捞种类最适开捕规格》[1]当中, 所以无法计算出它们的幼鱼比例。可见《南海北部主要捕捞种类最适开捕规格》有待补充完善。
综上所述, 珠江口虾拖网渔业对广东省沿岸浅、近海鱼类资源造成了严重的影响, 应引起渔业行政主管部门的高度重视。笔者认为, 很有必要进行虾拖网渔具渔法调查研究, 努力降低虾拖网渔获中的幼鱼比例, 减少不想要的副渔获, 促进虾渔业可持续发展。因此建议: (1) 在技术措施上优化虾拖网设计, 放大网目尺寸, 研发鱼虾分离技术 (装置) , 实现选择性捕捞作业; (2) 在行政管理上规定虾类最适可捕尺寸和虾渔具最小网目尺寸, 实行渔具准入制度。
参考文献
[1]陈丕茂.南海北部主要捕捞种类最适开捕规格研究[J].水产学报, 2004, 28 (4) :393-400.
[2]杨吝, 卢伙胜, 吴壮, 等.南海区海洋渔具渔法[M].广州:广东科技出版社, 2002.
[3]杨吝, 张旭丰, 张鹏, 等.南海区海洋小型渔具渔法[M].广州:广东科技出版社, 2007.
[4]ALVERSOND L, FREEBERG MH, POPE J G, et al.Aglobal as-sessment of fisheries bycatch and discards[R].Rome:FAO Fish-eries Technical Paper, 1994, 339:233.
[5]CLUCES I J.A study of the options for utilization of bycatch anddiscards from marine capture fisheries[R].Rome:FAO FisheriesCircular, 1997, 928:59.