厦门大学：《海洋生态学》课程教学资源（PPT课件）第十一章 海洋渔业资源的科学管理

第十一章 海洋渔业资源的 科学管理 学习目的 ◼ 掌握可更新自然资源的特点、持续产量和最大持续产 量的概念； ◼ 了解传统渔业资源管理模式及有关的持续产量模型、 动态库模型，明确传统渔业资源管理模式的局限性； ◼ 掌握大海洋生态系的基本概念和管理目标，了解生态 系统动力学基本理论及其对海洋生物资源开放利用和 管理的意义，了解海洋增养殖业的基本原理和实践上 存在的问题

第十一章 海洋渔业资源的 科学管理 学习目的 ◼ 掌握可更新自然资源的特点、持续产量和最大持续产 量的概念； ◼ 了解传统渔业资源管理模式及有关的持续产量模型、 动态库模型，明确传统渔业资源管理模式的局限性； ◼ 掌握大海洋生态系的基本概念和管理目标，了解生态 系统动力学基本理论及其对海洋生物资源开放利用和 管理的意义，了解海洋增养殖业的基本原理和实践上 存在的问题

第一节 传统的渔业资源管理模式 一、持续产量和最大持续产量的原理 （一）持续产量和最大持续产量 ◼ 持续产量（sustainable yield）就是在生态环境基 本稳定的条件下，每年从该种群资源中捕捞一定的数 量而不影响资源量继续保持在一定的水平上，这种渔 获量可以年复一年的获得就称为持续产量或平衡渔获 量也称剩余产量

第一节 传统的渔业资源管理模式 一、持续产量和最大持续产量的原理 （一）持续产量和最大持续产量 ◼ 持续产量（sustainable yield）就是在生态环境基 本稳定的条件下，每年从该种群资源中捕捞一定的数 量而不影响资源量继续保持在一定的水平上，这种渔 获量可以年复一年的获得就称为持续产量或平衡渔获 量也称剩余产量

一个渔业种群生物量的 自然增长量（dB／dt， 即种群剩余生产部分） 与种群大小（B）有关。 ◼ 当种群生物量处于极低 水平（B ≈ 0）或达到 最大（B = B∞）时， dB／dt为零； ◼ 当种群为中等大小时， dB／dt最大 图 11.l 种群大小与渔业产量关系示意图 B 为种群生物量，B∞为最大种群生物量 （引自 Pitcher & Hart 1982） 最大持续产量 置换线 “剩余生产部分” = 持续产量 B∞ B2 B1

一个渔业种群生物量的 自然增长量（dB／dt， 即种群剩余生产部分） 与种群大小（B）有关。 ◼ 当种群生物量处于极低 水平（B ≈ 0）或达到 最大（B = B∞）时， dB／dt为零； ◼ 当种群为中等大小时， dB／dt最大 图 11.l 种群大小与渔业产量关系示意图 B 为种群生物量，B∞为最大种群生物量 （引自 Pitcher & Hart 1982） 最大持续产量 置换线 “剩余生产部分” = 持续产量 B∞ B2 B1

◼ 在每一生物量水平上(低于环境最大负载量)都 有一个持续产量 ◼ 最大持续产量（maximum sustainable yield， MSY）：海洋渔业资源科学管理的目标

◼ 在每一生物量水平上(低于环境最大负载量)都 有一个持续产量 ◼ 最大持续产量（maximum sustainable yield， MSY）：海洋渔业资源科学管理的目标

◼ 捕捞力量或称捕捞努力量（fishing effect）通常是指特定时间 内投入渔业的捕捞生产工具设备的数量和强度，网目大小则 与种群中被捕捞的年龄有关。 （二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系 捕捞力量 f 平衡渔获量 Y c a b 图 11.2 不同种类的总渔获量 和捕捞力量的关系 p n m 平衡渔获量 Y 捕捞力量 f 0 图 11.3 同一种类不同网目的捕捞力量 和总渔获量的关系 0

◼ 捕捞力量或称捕捞努力量（fishing effect）通常是指特定时间 内投入渔业的捕捞生产工具设备的数量和强度，网目大小则 与种群中被捕捞的年龄有关。 （二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系 捕捞力量 f 平衡渔获量 Y c a b 图 11.2 不同种类的总渔获量 和捕捞力量的关系 p n m 平衡渔获量 Y 捕捞力量 f 0 图 11.3 同一种类不同网目的捕捞力量 和总渔获量的关系 0

如果捕捞量超过种群本身的自然增长能力，将导致资源 量不断下降，表现在总渔获量和单位捕捞力量渔获量随捕捞 力量的增加而减少，同时捕捞对象的自然补充量也不断下降， 引起资源衰退（甚至最终形成不了渔汛）。 ◼ 生物学捕捞过度： ①生长型捕捞过度：过度捕捞小个体 ②补充型捕捞过度：过度捕捞亲体 ◼ 经济学捕捞过度 （三）过度捕捞（overfishing）

如果捕捞量超过种群本身的自然增长能力，将导致资源 量不断下降，表现在总渔获量和单位捕捞力量渔获量随捕捞 力量的增加而减少，同时捕捞对象的自然补充量也不断下降， 引起资源衰退（甚至最终形成不了渔汛）。 ◼ 生物学捕捞过度： ①生长型捕捞过度：过度捕捞小个体 ②补充型捕捞过度：过度捕捞亲体 ◼ 经济学捕捞过度 （三）过度捕捞（overfishing）

有关渔业管理的数学模型很多，其目的均为在可持续利 用的前提下，尽可能获得最大产量。 剩余产量模型为其中较为简单 一种，其特点是只考虑产量因素。 1．在未开发利用的情况下 种群增长模式可表达为： dB/dt＝rB[（B∞－B）/B∞] 上式为抛物线图形 二、持续产量模型（sustainable yield model） 0 B∞/ 2 B∞ dB/dt 图 11.4 未开发利用时自然增长 率与生物量的关系

有关渔业管理的数学模型很多，其目的均为在可持续利 用的前提下，尽可能获得最大产量。 剩余产量模型为其中较为简单 一种，其特点是只考虑产量因素。 1．在未开发利用的情况下 种群增长模式可表达为： dB/dt＝rB[（B∞－B）/B∞] 上式为抛物线图形 二、持续产量模型（sustainable yield model） 0 B∞/ 2 B∞ dB/dt 图 11.4 未开发利用时自然增长 率与生物量的关系

要使 dB/dt 达到最大值，只要对其求导并令其为零： d 2B/dt 2＝ rB∞－2rB＝0 ，得： B＝ B∞/2 时增长速率最快 2．在开发利用的情况下，种群的增长速率还受捕捞的影响 设捕捞死亡系数为F，则： dB/dt＝rB[（B∞－B）/ B∞]－ FB （F：捕捞死亡系数） 假设捕捞死亡系数 F 与捕捞力量 f 成直线正比，即 F ＝ q f （ q ：可捕系数） dB/dt＝rB（B∞－B）/ B∞－ q f B q f B ＝rB－rB 2/ B∞时， dB/dt＝0，种群生物量不变， 达 持续产量或平衡渔获量，以Y 表示

要使 dB/dt 达到最大值，只要对其求导并令其为零： d 2B/dt 2＝ rB∞－2rB＝0 ，得： B＝ B∞/2 时增长速率最快 2．在开发利用的情况下，种群的增长速率还受捕捞的影响 设捕捞死亡系数为F，则： dB/dt＝rB[（B∞－B）/ B∞]－ FB （F：捕捞死亡系数） 假设捕捞死亡系数 F 与捕捞力量 f 成直线正比，即 F ＝ q f （ q ：可捕系数） dB/dt＝rB（B∞－B）/ B∞－ q f B q f B ＝rB－rB 2/ B∞时， dB/dt＝0，种群生物量不变， 达 持续产量或平衡渔获量，以Y 表示

持续产量模型：Y ＝ f q B ＝ r B － rB 2/ B∞（表示平衡状态下渔获量与种 群生物量呈抛物线关系，此外 Y 有多个 ） 由于实际现存的生物量难以确定，将Y-B关系转换为Y-f 关系： 由Y ＝f q B ＝ r B－rB 2/ B ∞，得： B ＝ B ∞ － f q B ∞ / r，代入上式 得： Y ＝f qB ＝f q（B∞－f q/r）＝（qB∞）f－（q 2 B ∞ / r）f 2 表明在平衡状态下，平衡渔获量与捕捞力量亦呈抛物线关系。 设 a ＝ q B ∞ ， b ＝ q 2 B ∞/ r 即 Y ＝a f －b f 2 或 Y / f＝ a — bf 表明平衡状态下，单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。 3．MSY与fMSY 由Y ＝ a f －b f 2求Y最大值，须令 dY /df ＝ a — 2bf ＝0 得：f ＝ f MSY ＝a / 2b＝r B ∞ / 2q，MSY ＝ a 2 / 4b＝ r B ∞ 2 / 4 只要算得参数a、b就可计算得MSY及其相应的fMSY

持续产量模型：Y ＝ f q B ＝ r B － rB 2/ B∞（表示平衡状态下渔获量与种 群生物量呈抛物线关系，此外 Y 有多个 ） 由于实际现存的生物量难以确定，将Y-B关系转换为Y-f 关系： 由Y ＝f q B ＝ r B－rB 2/ B ∞，得： B ＝ B ∞ － f q B ∞ / r，代入上式 得： Y ＝f qB ＝f q（B∞－f q/r）＝（qB∞）f－（q 2 B ∞ / r）f 2 表明在平衡状态下，平衡渔获量与捕捞力量亦呈抛物线关系。 设 a ＝ q B ∞ ， b ＝ q 2 B ∞/ r 即 Y ＝a f －b f 2 或 Y / f＝ a — bf 表明平衡状态下，单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。 3．MSY与fMSY 由Y ＝ a f －b f 2求Y最大值，须令 dY /df ＝ a — 2bf ＝0 得：f ＝ f MSY ＝a / 2b＝r B ∞ / 2q，MSY ＝ a 2 / 4b＝ r B ∞ 2 / 4 只要算得参数a、b就可计算得MSY及其相应的fMSY

4、参数估算 （1）f标准化：用于当量计算 标准船、作业时间、网次 （2）估算 原理：根据平衡状态下单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系，进行直线回归 ①如果获得平衡状态下的第i年平衡渔获量Yi及其相应的捕捞力量f i的资料。可根据 Yi / f i ＝ a — b f i 进行回归 应用上的主要问题：Yi 与 f i 是否处于平衡状态难以确定，可能出现f 不断变化，难以 达稳定或f 一直不变，始终处于一点平衡的状况

4、参数估算 （1）f标准化：用于当量计算 标准船、作业时间、网次 （2）估算 原理：根据平衡状态下单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系，进行直线回归 ①如果获得平衡状态下的第i年平衡渔获量Yi及其相应的捕捞力量f i的资料。可根据 Yi / f i ＝ a — b f i 进行回归 应用上的主要问题：Yi 与 f i 是否处于平衡状态难以确定，可能出现f 不断变化，难以 达稳定或f 一直不变，始终处于一点平衡的状况