西北太平洋太平洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)年龄与生长曲线研究:基于年龄鉴定不确定性的双阶段模型构建

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:ICES Journal of Marine Science 3.4

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  本研究针对太平洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)种群评估中年龄与生长参数不确定性问题,整合耳石微增量计数与背鳍棘切片技术,结合历史数据与炸弹放射性碳定年法,首次建立覆盖全尺寸范围的性别特异性双阶段生长模型(TSGM)。通过贝叶斯误差变量方法量化年龄鉴定误差,显著提升生长曲线拟合精度,为西北太平洋(WCNPO)区域渔业资源管理提供关键参数。

  

在广袤的西北太平洋海域,太平洋蓝枪鱼(Makaira nigricans)作为顶级掠食者,其生态地位与经济价值备受关注。然而,这种高度洄游性鱼类的年龄鉴定始终是种群评估的瓶颈——传统背鳍棘切片法易受血管化核心和假年轮干扰,而耳石微增量技术仅适用于幼体。更棘手的是,现有研究多局限于局部海域或特定尺寸阶段,导致生长参数估算存在显著偏差。国际科学委员会(ISC)近年评估报告明确指出,这种不确定性已直接影响太平洋蓝枪鱼资源评估的可靠性。

为突破这些限制,台湾大学海洋研究所的研究团队联合日本、美国等多国机构,开展了一项跨越15年的系统研究。他们创新性地整合了台湾海域采集的504份背鳍棘样本与ISC国际旗鱼生物采样计划(IBBS)的历史数据,覆盖从17.2 cm幼鱼到330.5 cm"巨无霸"的完整尺寸谱。研究团队通过耳石微增量验证幼体年龄,采用改进的背鳍棘切片技术分析成体生长,并结合炸弹放射性碳(14C)定年法校准最大年龄。这项发表于《ICES Journal of Marine Science》的研究,首次建立了考虑年龄鉴定不确定性的双阶段生长模型,为太平洋蓝枪鱼资源管理提供了革命性工具。

关键技术方法包括:(1)耳石微增量日龄鉴定技术(样本来自台湾海域13尾115-152 cm幼鱼及ISC数据库27尾个体);(2)背鳍棘年轮分析(台湾海域504尾115-269.4 cm个体+ISC数据库591尾样本);(3)边缘增量比(MIR)分析确定年轮形成周期;(4)贝叶斯误差变量(EIV)模型整合年龄测定误差;(5)双阶段生长模型(TSGM)构建,结合Gompertz模型(0-1龄)与Schnute模型(1龄以上)。

【年龄鉴定技术创新】

通过耳石微增量分析,研究发现幼鱼日龄与体长呈显著Gompertz曲线关系,预测1龄个体眼叉长(EFL)为146.92 cm。背鳍棘分析揭示年轮主要形成于9-10月,MIR值在该时期显著降低(P<0.001)。特别重要的是,研究首次在8尾<1龄个体中识别出假年轮,其半径集中在4.02±0.15 mm,为年龄校正提供关键阈值。

【生长模式性别二态性】

性别特异性分析显示,雌性生长速率显著高于雄性:2龄雌鱼平均达170 cm EFL,9龄突破240 cm;而雄性2龄仅158 cm,6.5龄后生长明显放缓。这种差异可能与性成熟尺寸相关(雌性157.8 cm vs 雄性131 cm EFL)。

【模型比较与优选】

传统von Bertalanffy模型(VBGM)严重低估高龄个体生长(如>5龄雌鱼体长),而双阶段模型(TSGM)的拟合优度显著更优(雌雄DIC值分别降低451和293)。TSGM预测雌性最大平均体长(L2)达267.2 cm(95% CrI: 253.9-282.9 cm),雄性198.6 cm(95% CrI: 188.3-212.0 cm),与渔业观测数据高度吻合。

【长寿新认知】

通过整合炸弹放射性碳定年数据,研究确认太平洋蓝枪鱼最大年龄约20年,但发现Hill等(1989)报道的27龄个体可能存在年轮高估。值得注意的是,330.5 cm雌性个体的存在,暗示该物种具有远超平均值的生长可塑性。

这项研究的意义深远:首先,建立的TSGM模型首次完整刻画了太平洋蓝枪鱼生活史生长转换特征,解决了传统VBGM无法反映阶段性生长变化的难题;其次,贝叶斯EIV方法量化了年龄测定误差(雌雄σA分别为0.13和0.19),为种群模型参数估计提供不确定性区间;最后,覆盖WCNPO全域的样本策略,弥补了区域研究的局限性。正如通讯作者Yi-Jay Chang强调的,这套方法论框架可推广至其他高度洄游鱼类研究,为全球渔业资源可持续管理树立新标杆。

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