拖网选择性对鱼类生活史性状影响的模拟研究

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:slgull
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最近几十年,许多海洋渔业开发种群的表型性状发生了很大的变化,这些变化主要表现在种群生长特征方面,例如个体小型化、低龄化和性早熟(也存在性晚熟)等现象。目前,引起鱼类表型性状发生变化的原因和机制尚缺乏系统的分析和实证性研究,仅仅是把影响鱼类种群的表型性状变化的因素以鱼类自适应等相关概念来解释,并且认为只要限制捕捞强度渔业开发种群的表型性状就会得到恢复。实际上对鱼类种群表型性状变化的影响因素可以从环境压力和捕捞压力两个方面来考虑,环境压力主要体现在人为因素引起的气候环境的变化即海表温度的变化、海洋酸化的变化趋势、养分的载荷等方面对鱼类种群的分布、产量和生物学特征的影响,最终导致种群的衰弱,分布范围的变化以及种群生物学结构和生物学性状方面的进化。除了各种环境因素会影响到鱼类的表型特征外,捕捞网具也会对鱼类种群个体表型特征产生影响,捕捞网具具有定向的选择性,这种定向的选择长期作用是导致鱼类种群表型性状发生变化的重要因素,此变化很可能具有自然不可逆性。渔业捕捞生产作业中,拖网作为主要的作业工具,其长期的捕捞会对鱼类开发种群的表型性状产生很大的影响,最终导致鱼类生活史性状的变化。针对这一现象,本文以拖网渔具的选择性特点为基础,利用计算机数值模拟的方法模拟一组具有一定生物学特征的鱼类生活史理论模型,模型分别模拟单年生鱼种群和多年生鱼种群两个研究对象的生活史过程,模拟拖网渔具对种群长期的捕捞作用。捕捞过程中考虑种群的世代遗传因素,把数量遗传学中的表性遗传特征方法和育种学中数量性状个体水平的遗传研究方法引入模型,模拟多年的拖网捕捞对单年生鱼种群和多年生鱼种群中个体生物学特征的影响,分析模拟持续的拖网选择性捕捞以及去除捕捞对鱼类生活史特征的影响,探究捕捞压力对种群生物学特征的影响是否会导致种群个体表型特征的进化。其中,在多年生的种群模拟过程中我们主要研究多年生鱼类种群在拖网长期的捕捞压力和去除捕捞压力后,种群的年龄组成和年龄体长的变化趋势,单年生则主要关注生物学特征中的体长特征的变化趋势,最后分析在去除捕捞压力后这些生物学特征是否会得到恢复。研究结果表明,首先对于单年生种群长期的捕捞选择会使模拟种群的体长特征逐渐减小,去除拖网的捕捞选择后,种群的体长特征不会得到恢复,并始终处于小型化。多年生种群的模拟结果则表明,在持续多年的拖网捕捞压力下,模拟鱼种群的年龄结构以低龄鱼为主,年龄体长出现小型化,去除捕捞压力后,年龄体长并不会随着时间的变化而慢慢的得到恢复,而是随着时间的增加种群的生物学特征很难恢复到初始种群的状态,并且始终处于小型化的状态,种群的年龄组成在捕捞压力下会出现低龄化的状态,去除捕捞压力后低龄化的状况得到恢复。通过以上两组数值模拟试验,最终可以得出结论,长期的捕捞选择压力会导致模拟种群的生物学特征发生很大的变化,这些变化均不会随着捕捞压力的去除而得到改变。如果把这些变化解释为表型的可塑性,那么在持续的捕捞环境不再存在时,这些变化的生物学特征应该得到恢复,本文的实验室结果表明模拟种群个体的生活史性状是不会因为去除捕捞环境而得到恢复,那么很可能在生物学特征发生变化的同时,种群的遗传发生了变化,在此变化中可能存在个体的进化,最终导致种群生活史的进化。因此本文的研究结果,可以为捕捞选择性是导致鱼类种群小型化和低龄化的显著因素提供一个理论依据,同时本研究以期为渔业资源的管理策略提供一些启示和参考依据。
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