(渔业)生物资源评估全套教学课件

生物资源评估全套可编辑PPT课件研究海洋生物，主要是经济种类即渔业生物种群动态、数量变动的一门学科。生物资源评估(fishstockassessment)捕捞渔业产量呈现下降趋势Year海洋捕捞渔业产量FAO报告“TheStateofWorldFisheriesandAquaculture”,2014全球海洋渔业产量重新估计：small-scalefisheriesillegalfisheriesdiscardedbycatch.前置课程鱼类学渔业资源生物学（渔场学）渔具渔法生物统计教材及参考书目渔业资源评估,詹秉义编著,中国农业出版社，1995.渔业建模和定量评估方法，迈尔科姆·海登，海洋出版社，2015Hilborn,R.andC.J.Walters.Quantitativefisheriesstockassessment.ChapmanandHall.1992.渔业资源学,邓景耀、叶昌臣著，重庆出版社，2001.海洋渔业生物学，邓景耀、赵传絪、唐启升等，农业出版社，1991.水产资源学，费鸿年、张诗全著，中国科技出版社，1990.渔业生物数学—资源评估与管理,叶昌臣，黄斌等，农业出版社，1990.水产资源学，能势幸雄、石井丈夫、清水诚著，东京大学出版社，1992.水产资源管理概论，松宫义晴著，日本水产资源保护协会，1996.Gulland,J.A.1983.Fishstockassessment:Amanualofbasicmethods.JohnWiley&Sons,NewYork.Cadima,E.L.2003.FishStockAssessmentManual.FAOFISHERIESTECHNICALPAPER393.

/DOCREP/006/X8498E/X8498E00.HTM考核形式：考勤：10%作业：

10%期中考试：10%主题演讲：20%期末考试：50%了解渔业资源数量变动的原因和规律，特别要理解人为捕捞对渔业资源和渔获量所产生的影响；掌握鱼类生长和死亡参数的估算方法，理解捕捞努力量的概念及其标准化的基本方法；掌握渔业资源评估的几个主要的数学模型以及渔业资源和渔获量的估算与预报的几个主要方法；课程要求能运用渔业管理理论结合实测的生物学资料、环境资料和所收集的渔业统计资料所得到的评估结果判断渔业资源利用状况，利用EXCEL做分析分析和简单的渔业资源评估，根据管理目标和渔业资源合理利用及渔业可持续发展的要求，选择恰当的管理措施。课程要求绪论

渔业资源：水域中的经济鱼类和其它水生动物就是通常所谓的渔业资源。包括鱼类、虾蟹类、头足类、贝类、藻类等。

特点:

渔业生产的基础是渔业资源，属于再生资源，短期几个月，长期几年。但是其再生能力有限，捕捞强度增加，资源衰竭，渔获量下降，所以要合理利用资源。

渔业资源的开发利用FishingMethods：拖网围网定置网刺网笼壶等Trawlstowingoneormoretrawlnetsbehindaboatorinbetweentwoboatseitherthroughthewatercolumnoralongtheocean’sfloorusuallyshapedlikeaconeorfunnelwithawideopeningtocatchfishorcrustaceansandanarrowclosedendcalledacod-endusedinwaterofvariousdepthsdowntoaround3000m;netsdifferbytheirmeshsizeDemersalTrawl: tocatchfishorprawnsthatliveonthebottomoftheoceanMidwatertrawl: netsmayincorporateacoustictechnologytotelltheskipper thepositionofthenetinthewatercolumnSeinesusuallylongflatnetslikeafencethatareusedtoencircleaschooloffish,withtheboatdrivingaroundthefishinacirclePurseSeine: -topofthenetisfloatedattheocean’ssurface,thebottomisheld underthewaterbyleadweights -wirethatisthreadedthroughthebottomofthenetcanbetightened toclosethebottomofthenettrappingthefishinsideDanishSeine: -moresimplyconstructedwithnootterboardsandverylongwarps Gillnetlongrectangularpanelsofnettingwithdiamond-shapedmeshthatareheldverticallyinthewatercolumnanchoredeithersothatthenettouchesthebottomorsoitissuspendedabovetheoceanfloorfishswimintothenetandareentangledbythegills,finsandspinesLonglinessethorizontallyeitherontheoceanfloor(demersallonglines)ornearthesurfaceofthewater(pelagiclonglines)canbetensofkilometreslongandcarrythousandsofhooksbaitedhooksareattachedtothelonglinebyshortlinescalledsnoodsthathangoffthemainlineDemersalLongline: -sethorizontallyontheoceanfloorPelagicLongline: -setnearthesurfaceofthewater -usuallyusedtocatchlargetunaandbillfishspecies

Droplinessimilartolonglinesbutaresetverticallyeitherdownunderwatercliffsorjustinthewatercolumnaweightatthebottom,aseriesofhooksattachedtosnoods,andafloatatthetopofthelinenotusuallyaslongaslonglinesanddon’thaveasmanyhooksSquidJigs

carriedoutusingeithermechanicallypoweredorhandoperatedjigsoverheadlightsilluminatethewaterandattractthesquidwhichgatherintheshadedareaundertheboatSquidarecaughtusingbarblessluresonfishinglineswhicharejiggedupanddowninthewater=>luresarerecoveredovertheendrollers,thesquidfalloffintotheboatDredges

usedtocollectshellfishsuchasscallopsfromtheseafloorconstructedofaheavysteelframecoveredwithsteelmesh,openonthefrontsidewhichistowedandusedtodigscallopsoutofthesandandmudthedredgeistowedalongthebottomuntilitisfull,liftedontotheboatandthecontentstippedoutTrapstrapsarebaitedsothatfishareenticedtoswimintothemsetupwithmazesorfunnel-shapedentrancessothatfishcannotescapeonceinsidethetrapBycatchReductionDevicesusedintrawlfisheriestoallowfishthatarenottargetedbythefisherstoescapefromthenetbeforeitishauledbackintotheboatreducestheamountofbycatchthatdiesasaresultoftrawlingTurtleExcluderDeviceusedinnorthernprawntrawlfisheriesasanescapehatchforturtlesconsistofagridacrossthecod-endofthenetwhichforcesturtlesandotherlargeobjectsoutofthenetwithouttheprawncatchescapingSealExcluderDeviceverysimilartoTurtleExcluderDevices(TEDs)buttheyaredesignedforusebysealsinsteadofturtlesTheyareusedinthesoutherndemersaltrawlfisherieswheresealsaremorelikelytobecaught渔具技术的演变1870Smallsailingvessels(smacks)werefishingwithbeamtrawls(<20m).Towardstheendofthedecadethefirststeamtrawlerscameintooperationwhichincreasedtowingpower.1880Otterboardswereintroducedthatenabledlargernetstobedeployed.Mechanicaliceproductionenabledvesselstoremainatseaforlongerperiodsasthecatchstayedfreshforlonger.1890Steampowereddriftnetterswereintroducedthattargetedthepelagicstocksoffishessuchasherring.1900SmackfishingfleethaddwindledinnumbersandwasconfinedtosolefishinginthesouthernNorthSea.Fishproductswereconsideredusefulasanimalfeeds,promptingfisherstomakebulkcatchesofsmallerspecies.TheInternationalCouncilfortheExploitationoftheSeawasinstigated.1910WorldWarIcausesreductioninfishingpressure.1920Trawlingforherringintroduced.Bridlesandbobbinsintroducedtoottertrawlinggearforroughergrounds.Anchorandflyseiningintroducedforbottomdwellingspecies.Fishmealproductionbegins,leadingtothemoreintensivefishingofsmallpelagicspecies.1930Radiotelephonesintroduced.Echosoundersintroduced.Poweredlineandgill-nethaulerswereintroducedinsetgearfisheriesandenabledlargerfleetsofgeartobehandled.1940WWIIcauseda70%reductionincatches.Sterntrawlingwithottertrawlsintroduced.Midwaterpairtrawlingforpelagicspeciesintroduced.Late1940sDECCAnavigationsystemimplemented.1950Echo-soundersusedasfishfinders.Syntheticfibreusedfornetandropemanufacture.Powerblocksforhaulingnets.Ship-boardfreezingfacilities.Icelandiccodwars.DanishindustrialfisheriesforsandeelandNorwaypoutbegin.1960NorthEastAtlanticFisheriesCommissioninstigated.UKdistantwaterfleetdiminishes.Doublebeam-trawlingintroduced.Singlevesselmid-watertrawlingcommences.Quotasonherringcatchesintroduced.Norwegiansandeelindustrialfisherycommences.1970Icelandiccodwarsin1975-76.UK,DenmarkandIrelandjointheEEC.200nauticalmilefisherylimitsimposed.TACforgadoidfishspecies,sole,plaice.TotalbanonNorthSeaherringfishery.Poutboxintroducedasaconservationmeasure.1980EECCommonFisheriesPolicysigned.SpainandPortugaljointheEEC.EECinstigatescodbox,plaicebox,andspratboxasconservationmeasures.HerringbancontinuesincentralandnorthernNorthSea.渔业资源评估(FishStockAssessment)

是研究渔业生物（主要是经济鱼类）种群动态、数量变动的一门学科，属渔业种群生态学，是渔业资源学的核心部分。“渔业资源评估”又称“渔业生物学”，“水产资源学”，“种群数量变动”。虽然所作定义文字上有所不同，但本质上则大同小异，即该学科属应用科学范畴，研究的主要目的是为生物资源的开发和管理，为渔业生物资源的最佳和可持续利用提供科学依据。一、渔业资源评估的含义和内容Gulland(1983)定义：渔业资源评估包括为确定某一渔业资源的生产率，捕捞对资源的影响，捕捞格局变化（如管理或发展政策的执行）所产生的效果（对资源和渔业）等进行的一切科学研究。简言之，就是利用各种方法对渔业资源进行评估和估算没有清楚的定义与渔业资源评估专家一样多（二）渔业资源评估的研究内容1、用数学手段进行定量分析另外还有初级生产力法、水声学法、生物调查法等在实验室内进行样本分析、鉴定、生物学测定拍摄生物照片脊腹褐虾Crangonaffinis枯瘦突眼蟹Oregoniagracilis大泷六线鱼Hexagrammosotakii陶氏太阳海星Solasterdawsoni开展重要海洋经济物种的胃含物分析定量分析方法

2、定量分析方法是指在一定的假设前提下，建立简单和抽象的数学模型来描述渔业的各种变化。步骤：（1）确定生物学特征：年龄（日龄）、生长、体长、体重、群体组成、繁殖力，对捕捞对象的生长、死亡和补充规律进行研究。（2）通过渔业统计资料（捕捞努力量、渔获量）来评估资源的数量和质量。（3）最佳利用方案（捕捞强度，可捕规格）。（4）实施管理。二、资源评估的目的

根据性质不同，分为两类：

决策性资源评估：管理策略及管理效应，如MSY。（长期）生产性资源评估：预报下一年或下一季渔业产量，如中心渔场、渔期）。（短期）三、渔业资源评估简史始于19世纪后半叶的欧洲北海，大西洋东北部的鲱鱼流刺网渔业，和大西洋蒸气拖网渔业。三种主要学说：1、繁殖论2、稀疏论或生长论3、波动论1、繁殖论（德国•耿克）：如果所有海洋比目鱼在捕捞前能够产卵一次，就可以有持续资源，因此要限定捕捞鱼体的长度。 捕捞过度则年龄组成趋低和渔获量下降。 “本金”与“利息”2、稀疏论或生长论（丹麦•彼得逊）：北海比目鱼饵料基础与生长有关。认为捕捞对种群有利，使种群密度减少，个体生长加速。而渔业本身又受经济因素的影响。但稀疏有一定限度，如果稀疏过分，资源衰退。3、波动论（挪威•约尔特）：挪威沿岸鳕鱼和鲱鱼渔获量变动的原因。丰产世代的影响会持续几年。世代数量取决于饵料数量及非生物因素（流，温，盐），鱼类早期生活阶段的育肥条件是年间波动的主要原因。数学分析方法

1918年，苏联的巴拉诺夫用数学分析方法研究了捕捞对种群的数量影响，提出计算产量的数学模型，建立了捕捞效率和捕捞强度等基本概念，用体长分布计算鱼类死亡率，把总死亡率分解为自然死亡和捕捞死亡。1931年，Russell原理影响种群数量四个因素：补充、生长、捕捞死亡与自然死亡与种群数量间关系

1/B•dB/dt=R(B)+G(B)-Z(B)1935年，Graham首次将LogisticS型增长曲线近似描绘鱼类种群的增长1945年，Ricker将生长、死亡和产量结合在一起，建立

Ricker平衡产量模型；

1954年，建立Ricker繁殖模型。1954年及1957年Schaefer建立平衡剩余产量模型，阐明了当资源处于中等水平并用适当捕捞强度可获得最大持续产量（MSY）。1957年，Beverton-Holt建立Beverton-Holt单位补充量渔获量模型和Beverton-Holt繁殖模型。

1965年，GullandandMurphy实际种群分析法（VPA）;1972年，Pope改为世代分析法（CA）;1974年，Jones建立体长VPA;1979年Pope和1982年PopeandYang建立多鱼种VPA，称MSVPA。

总之50年代前以生物学为基础，着重从世代变迁来估计产量和预报种群数量。定性研究；50年代后，以数学模型、计算机为手段，定量研究。目前许多国家所制定的限额捕捞等一系列渔业管理措施，都是以资源评估数学模型作为科学依据的。我国的生物资源调查我国从50年代，开始大规模的资源调查。包括大面试捕、标志放流、重点渔场调查，为以后的定量研究积累了大量的渔业生物学、渔场环境和种群数量分布资料。1955年，辽东湾毛虾预报（吴敬南）；

1964年，辽东湾小黄鱼的B-H模型（叶昌臣）；

1974年，万山春汛蓝圆鯵的Schaefer模型（费鸿年）；1980年，FAO在上海水产大学举办渔业资源评估讲习班。1985年，渤海对虾预报（邓景耀）1985-1994年，黄海、东海鳀鱼资源声学评估。70年代中期前，以渔场、渔汛和渔获量预报为中心。70年代中期后，以近海渔业资源的保护、管理和增殖以及持续利用为中心。章节结构：共十一章内容：资源数量变动的一般规律，生长、繁殖、第一章渔业资源数量变动的一般规律资源数量变动的基本单位资源数量变动的基本原因及其一般规律捕捞对鱼类资源数量变动和渔获数量与质量所产生的影响

第二章鱼类的生长体长与体重生长方程，生长参数的估计生长速度、加速度和生长拐点体长—年龄换算第三章捕捞努力量与渔获量捕捞努力量标准化捕捞努力量标准化的方法66第四章鱼类的死亡渔获量方程总死亡系数的估算自然死亡系数和捕捞死亡系数的估算672024/4/268第五章动态综合模型

Beverton-Holt模型不完全函数渔获量方程(Jones法)Ricker模型Thompson和Bell模型现代动态综合模型模型的假设条件和平衡产量Graham模型Schaefer模型Fox模型Pella-Tomlinson模型模型参数和最大持续产量的估算

第六章剩余产量模型

第七章亲体与补充量关系模型

(Stock-RecruitmentModel)

Ricker繁殖模型B-H繁殖模型不同环境条件的一簇亲体补充量曲线从亲体-补充量关系来推断资源状态的土井法第九章渔具选择性

拖网的选择性拖网选择曲线的估算刺网选择性放大网目尺寸的长期效果

第十章资源量估算和渔获量预报资源量的估算渔获量预报

第十一章实际种群分析年龄结构的实际种群分析（TVPA）年龄结构的世代分析（TCA）体长结构的世代分析法（LCA）

第十二章世界渔业管理现状与研究进展ThestatusofglobalfisheriesEcosystemimpactsoffisheriesCausesforoverfishingFisheries

managementPossiblesolutionsConclusions第一章渔业资源数量变动的一般规律第一节研究资源数量变动的基本单位第二节资源数量变动的基本原因及其一般规律第三节捕捞对鱼类资源数量变动和渔获数量与质量所产生的影响第一节研究资源数量变动的基本单位1、渔业资源总量：海洋和内陆水域中鱼类资源蕴藏量，还包括非鱼类的海洋经济动植物2.

经济渔业资源：海洋与淡水中达到捕捞规格的经济水生动物的总量。3.

预备资源：未达到可捕规格的补充群体总量。TypesoffisheriesresourcesFishspecies:pelagicfishdemersalfish(King2007)TypesoffisheriesresourcesShellfishspeciesCrustaceansMolluscs(King2007)TypesoffisheriesresourcesMajorgroupofcommerciallyimportantspecies渔业统计年鉴2015年全国海洋捕捞产量（吨）TypesoffisheriesresourcesMajorgroupofcommerciallyimportantspecies渔业统计年鉴2015年全国部分海洋鱼类捕捞产量（吨）渔业资源分类与管理Short-livedspecieswithhighfecundityLargefluctuationsinrecruitsandstocksizesDensity-independentfactorsmoreimportantLargevariationsincatchLong-livedspecieswithlowfecundityStrongstock-recruitsrelationshipDensity-dependentfactorsmoreimportantMoreconstantyieldLifehistorytypes:rselectionandKselection(Pinaka,1970)(King,2007)LifeHistoryTypes:(Winemiller2005)

TypesoffisheriesresourcesProtected:

Marinemammals,

Seabird

SeaturtlesEndangered:

Otherlong-livedspeciesInvasivespecies渔业资源的分布Distributionpattern:SunlightandnutrientsPhytoplanktonPrimaryproductivityFisheriesMechanismsforhighnutrientsinphoticzonesTerrestrialsourcesforinshoreareaConvectioncurrentUpwelling渔业资源的分布Latitude:highspeciesdiversitybutlowpopulationsizesintropicalarea

lowspeciesdiversitybuthighabundanceintemperatewatersTemperatewaters:world’slargefisheriesbasedonrelativelyfewcool-waterspeciesCoastalandtropicalwaters:smallcatchesfromamuchgreatervariety

of

species种群（Population)种以下的分类单位，见“渔业资源生物学”定义及鉴定方法。指在特定时间内,占据特定空间的同种有机体的集合群，是仅次于种的一个分类单位，也是渔业资源评估的单元。密度、出生率、死亡率、年龄分布、生物潜能、分散和增长型Stock亚种群或种下群（Subpopulation):

比种群范围更小，作为数量变动的基本单位更合适。单位资源群体（UnitStock):相同品种的一群个体，它基本是一个具有自身产卵场而且不会因洄游迁入迁出而变化的独立的群体，有时多品种鱼群也可作为单位资源群体。费鸿年（1990）种族、种群、群体、亚种群是物种存在的具体形式鱼类群体是由可充分随机交配的个体群所组成，具有时间或空间的生殖隔离以及独立的洄游系统，在遗传离散性上保持着个体群的生态、形态、生理性状的相对稳定，是水产资源研究和管理的基本单位。第二节资源数量变动的基本原因及其一般规律一、资源数量变动的基本原因内因：生物因素外因：环境因素（自然环境、人为环境）1.生物因素繁殖：亲体数量，成活率生长：饵料和水文条件，密度、水温死亡：自然死亡（饵料、疾病、外界环境剧变）卵受精卵仔稚鱼成鱼补充死亡率达99.9%

2、环境因素：水温、盐度、海流种间关系、敌害生物捕捞因素二、资源数量变动的基本模型1、Russell(英国，1931)

影响资源数量变动的四个因素

B2=B1+(R+G)-(M+Y)

B2=B1+(R+G)-(M+Y)

B2、B1:时间2、1时的种群数量；R：补充量；G：生长；M：自然死亡；Y：捕捞死亡

当B2>B1，则资源处于增加状态；当B2=B1，则资源处于平衡状态；当B2<B1，则资源处于减少状态。Schaefer&

Beverton(1963)

dB/dt=0,资源处于平衡状态

F(f)=r(B)

+

g(B)

-

M(B)

平衡渔获量:

Y=

F(f)•B=[r(B)

+

g(B)

-

M(B)]•

B

把R、G、M综合考虑：Schaefer剩余产量模型

把R、G、M分别考虑：Beverton-Holt动态综合模型

渔业资源群体可分为两部分，即补充群体（recruitment）和

剩余群体(surplus)。（1）生物学含义（2）渔业上的含义三、补充群体和剩余群体的数量变动1.生物学的观点补充群体：鱼类经卵、仔鱼生长为幼鱼，再进入产卵场的群体。亦即第一次性成熟个体。（客观的）。剩余群体：重复产卵群体为剩余群体。2.渔业的观点补充群体：凡幼鱼长大到一定规格，进入渔场与渔具相遇，并被大量捕捞的群体。（主观的，人为的）。剩余群体：首次捕捞后剩余的群体。定义的外延如果渔场只限于产卵场，如果渔业还利用索饵场、越冬场例如黄海鲱和蓝点马鲛：性成熟年龄为２龄，大量捕捞年龄为１龄和当年生鱼。补充过程：补充量补充年龄补充方式：（1）一次性补充（刀刃型）。（2）分批补充：同一世代随生长速率不同而分批。（3）连续补充：随时生长，随时补充到成体中，主要是热带鱼种。影响因素补充群体数量变动的原因复杂：亲体数量、水文环境（温、盐、流）、敌害、饵料。剩余群体数量变动的原因：捕捞为主要因素，世代数量。一般补充量较产卵量少很多：饵料和死亡除一些中上层鱼类的补充年间波动很大，一般鱼类的补充量都比较稳定，特别是寿命较长的底层鱼类。第三节捕捞对鱼类资源数量变动和渔获数量与质量所产生的影响表1-1，长命鱼类和短命鱼类年存活的比较年死亡率%年龄0123456782010008006405124103282622101687010003009027821表1-2，世代强度相同的各龄存活数（年死亡率20%）在一年中出现的每一年龄的鱼类数字（行，横向）和在其生命期间连续年龄中一个世代的鱼类数目（斜向）相同。在某一年中各年龄的资源数量的下降反映出鱼类的死亡率。年份年龄012341989100080064051241019901000800640512410199110008006405124101992100080064051241019931000800640512410通常世代强度逐年变化不定：表1-3，每一年龄的鱼类存活数及变化的世代强度（年死亡率20%）任何一年资源的年龄组成还取决于世代的波动率。若波动不大，年龄组成仍反映死亡率的平均衰减情况。年份年龄01234198910008809603074101990900800704768246199113007206405636141992600104057651245119931000480832461410自然死亡捕捞死亡Z=

M+F第四节渔业数据Catchdata:commercial&recreationalAge/sizecompositiondataCatch-at-agedataFishingeffortdataAbundanceindexdataWeight-length,age-lengthdataFecunditydataMaturationdataGearselectivitydataTaggingdataSometypicalfisheriesdataFisheries-dependentmonitoringprogram

Logbook,portsampling,seasampling(observerprogram)Fisheries-independentprogram(scientificsurvey)

stratifiedrandomsurvey,systematicsurveySurveyingfishermen

developingquestionnairestounderstandsocialproblemsfishingindustriesface.ProgramstocollectdataforstockassessmentandmanagementMonitoringProgramsFisheriesindependentprogramhasgoodrepresentativeoffishstocks,butexpensiveFisheriesdependentprogramprovidegreaterquantitiesofdataatlowercoststhanfisheriesindependentprogramsExample:sizemeasurementFisheries-dependentMonitoringProgramTarget:fishermen,dealers,processors,buyers,…Logbook:voluntaryandmandatorySeaanddocksampling:Design:

When,where,fromwhom,andhowtosampleImportantconsiderations:randomness,efficiency,practical,cost-effective,achievable,back-upplan.Tomeasure:biological,fisheries,andsocialvariablesAtypicalformforfishermen

FisheriesDependentMonitoringMultiplefisheriesdependentmonitoringprogramsarecommonMultipleprogramsAllowseveraluniquesamplingdesignsHelpaddressproblemswithdataqualitySpatialandtemporalcoverageAddressconcernsofdifferentgroupsQualityoffisheriesdata

Accuracy

Precision

Samplingrepresentative

TemporalandspatialcoverageThequalityofinformationdependsonCoverageofvesselswithon‐boardobserversFishingbehaviorofvessels(1)Typeofdata(2)Designofsurveyprograms(3)Experienceoftechnicians(4)Natureoffisheries(5)Managementstrategy/plan(6)Interactionsoffishermenandmanagers(7)Environmentalfactors(8)Economic,social,and/orecologicalvaluesFactorsinfluencingdataqualityDatadiversity:sourcesofdataLengthoftimeseriesNumberofvariablesSamplesizes:effectivesamplesizes(lotsofdatafromonesamplingsiteversusafewsamplespersitefrommanysites),e.g.,sizecompositiondataestimatesSamplerangesQuantityofthedataFactorsInfluencingDataQuantity(1)Economicand/orsocialvaluesoffisheries

(2)Stageoffisheriesdevelopment

(3)Ecologicalimportanceoffisheries

(4)SpatialandtemporaldistributionsSourceofError

•Measurementerror•Modelerror•Processerror•OperatingerrorNatureoftheerrorsMagnitudeoftheerrorsMethodtocollecttheinformationon-boardobserverprogramlog-bookThequalityofinformationdependsonCoverageofvesselswithon-boardobserversFishingbehaviorofvesselsExample:BiasedErrorsinCatchdataDiscardingAt-seadiscarding:discardpartofthecatchbackintotheseabeforelanding10%ofthetotalworldcatchdiscarded(e.g.80millioncoddiscardedinthecodfisheryoffthenortherncoastofNorwayinthe1986-87fishingseason)Factorsinfluencingdiscarding:MarketHoldingcapacityRegulationsNatureoffisheriesBiasedestimatesofthetotalcatchBiasedestimatesofagecompositionBiasedestimatesofstocksize?Biasedestimatesofexploitationrate?Directionofthebiases?Consequencestofisheriespopulationdynamicsstudyifwedon’tincludediscardedcatchSampleSurveyDesignsBasedonstatisticalprincipleWhy?Where?When?How?TypesofSamplingNonprobabilitySamplesJudgmentUseexperiencetoselectsampleExample:sentinelfixedstationsQuotaSimilartostratifiedsamplingexceptnorandomsamplingChunk(convenience)UseelementsmostavailableSimpleRandomSampleEachpopulationelementhasanequalchance

ofbeingselectedSelecting1subjectdoesnotaffectselectingothersMayuserandomnumbertable,computerSimpleRandomSampleX1,X2,…Xn

Samplingvarianceofmean

Finitepopulationcorrection

StratifiedRandomSampleDividepopulationintosubgroupsMutuallyexclusiveExhaustiveAtleast1commoncharacteristicofinterestSelectsimplerandomsamplesfromsubgroupsStratifiedSample

TheNeymanAllocationofSampleSizesAmongStrata

DesigneffectClusterSampleDividepopulationintoclusters IffishingportsareclustersthenlandingsareelementsSelectclustersrandomlySurveyallorarandomsampleofelementsinclusterClusterSample

=totalnumberofsampleinthejthcluster

=Numberofclustersampled

SystematicSampleSkipinterval,k,is

Populationsize/SamplesizeEverykthelementisselectedafterarandomstartwithinthefirstkelementsOftenusedintelephonesurveysSystematicSample

其它调查采样设计：Model-based

methods第二章鱼类的生长体长与体重关系生长方程体长—年龄换算

第一节体长与体重的关系一、体长与体重关系表达式一般公认的是幂函数：

wi=aLib

Li：全长、体长或叉长，指第i龄或第i体长组或第i个个体。Wi：总重，有时也指纯重。a、b参数的估算方法：wi=aLib

对数化：log(wi)

=log(a)+

b

log(Li)回归：如果对于变量X的每一个可能的值Xi，都有随机变量Y的一个分布相对应，则称随机变量Y对变量X存在回归（regression）关系。X称自变量（independentvariable），Y称因变量（dependentvariable）（1）最小二乘法（LeastSumofSquares）一元线性回归求解

若：log(wi)

=log(a)+

b

log(Li)线性回归的例子：excel衡量线性回归好坏的标志：（2）函数回归系数法使体长、体重转换时减小误差（1）,（2）参数间关系：B函=b预/

r（3）Ricker(1979)方法假设：b=3;曲线通过原点，并通过平均值点a=

w/L3二、关于幂指数b和条件因子a

b值用来判断鱼类是否处于等速生长当b=3时，一生中体形、比重不变；长、宽、高方向的生长速度相等，称匀速生长。当b≠3时，长、宽、高方向生长速度不等，称异速生长。鱼类、虾蟹类、头足类一般b＝2.5-3.5为简化计算，设b＝3，Wi=aLi3a

值为条件因子（Cf）

可用来判断饵料基础、水文等环境条件。鱼类肥满度：C＝W/L3×100C

值一般在性成熟时最大，亦即此时条件因子a最大。若W为纯重，则在育肥阶段最大。三、体长与体重关系式的误差因为a,

b值因海区、季节、年份而变化，所以不能引用其它学者或以往的结果。在海上实习调查中,若已知b=3,则2、由年龄组体长推算该年龄组平均体重宜采用

n:该年龄组样品数而不宜采用，存在一定的误差

对于匀速生长鱼类，与的关系：

或

第二节鱼类的生长生长的定义生长方程生长参数估计方法生长的拐点GrowthGrowthofanindividualorindividualsoveratimeperiodAbsolutegrowthrate:Instantaneous:Average:Relativegrowthrate:Instantaneous:Average:DeterminingAgeofAFishOftenfromcalcifiedtissuessuchasscale,otolith,andfinrays;Annularmarking

determinedfromchangesintissues’densityresultingfromdifferencesingrowthraterelatedtoseasonality;Oftenunder-estimateageforoldfish;Validationandverification.whitesuckerAtlanticcodAtlanticcod生长方程生长方程：用数学模型或数学方程来描述其体长或体重随时间（或年龄）变化的规律。生长曲线：根据生长方程绘出的曲线。样品代表性：研究取样保证低龄→高龄，各龄组均有一定数量的观测样品（50）。von-Bertalanffy生长方程指数生长方程Logistic生长方程Gompertz生长方程一、von-Bertalanffy生长方程VBGF的生理学基础从代谢的角度来研究生长，VBGF体长：体重：lt、wt:t龄时的体长、体重l∞、w∞:渐进（极限）体长、体重

t:理论上lt、wt=0时年龄，一般为负值

k:生长曲线的平均曲率，表示趋近l∞、w∞的相对速度生长的季节性可以在VB生长方程的基础上加入正弦曲线来描述季节变化。ts：称为“夏季点”，取值0-1。c：季节性波动的幅度，即为振幅，取值0-1。二、指数生长方程Ricker(1975)：“在鱼的任何很长的生命周期内不是常为指数生长，但把生长分为成短的时距，任何生长曲线可以作为指数生长来对待。设G为某瞬间t时的体重的相对增长率

若，则瞬时生长率相对生长率三、Logistic

生长方程

人口增长、细胞及动物种群增加、鱼类及甲壳类生长中都适用

r:种群瞬时增长率；N:t时的种群数量；

K:种群数量的最大值（环境容纳量）若将其用来描述鱼类体长生长，则

将上式代入中，则logistic体重生长方程

a、r、l∞、w∞是logistic生长方程的几个参数。四、Gompertz

生长方程鱼类生长的相加度，随着生长的增进而逐渐变小（Ricker,

1975）

g、r:常数；l∞:极限体长；lt:t龄的体长体重：生长参数的估计

一、代数方法（analytical

approach）

Von-Bertalanffy；

Logistic；

Gompertz

二、试值法估算（numerical

approach）仅对下面三种形式的参数估算方法进行介绍:

一、von-Bertalanffy生长参数的估算此直线斜率为e-k，与45o直线交点(lt=lt+1

)为l∞体重方程:x轴→(wt)1/3,y轴→(wt+1)1/3,交点为w∞1/3,斜率e-k(1)肉眼观察误差大

(2)相交角度小,误差大45olt+1l∞lt.......

1.定差图法(Walford,1946)(L1，L2)点之所以偏到右边，是因为第一轮较难鉴定，测定有误差。

2.用高一龄体长对低一龄体长的线性回归法

体长:AB体重:(匀速生长)非匀速生长:ABAB令，则回归求得A,B则斜率3.Gulland法BA由Ricker指数方程回归求得A,Bb:体长、体重的幂指数系数。k,l∞：VB生长参数G：体重增长率04.Bayley法(Bayley1977)中AB{5.代数法(1)、平均法：由Von-Bertalanffy生长方程，得根据各年龄的平均体长，可估算各龄t0值，最后平均法

k:年龄组数；n:年龄组序号6.估算t0值(2)、线性回归法：

用回归法求得A、BAB与平均法比较的优点：（1）渔具中捕捞的可能不包括各个年龄组；（2）对较小的低龄鱼，个体大小估计偏高；（3）对较大鱼(l∞-lt)/l∞的值很小，t0偏大。生长参数的差异是否反映了鱼类群系的特征，尚待今后进一步研究。表2-6，几种经济鱼类生长参数的比较。若体重是由体长体重关系式换算过来的，则生长参数k和t0相等，不必重复测算。测算生长参数的关键除准确的年龄鉴定外还有样品的代表性。在随机取样不足时可补充取样。此外还要注意年轮形成的时间，产卵时间，和取样时间三者不一致而导致的误差。二、逻辑斯谛生长参数的估算由，推出(p40)线性回归，得r、l∞值a值：①代入各龄求平均a；②逻辑斯谛生长方程变形线性回归，得a值。ABAB三、GOMPERTZ

生长参数的估算

四、试值法估算生长参数1.

L∞设最小值，最大值，步长2.回归，取最大相关系数r相对应的L∞。

最小二乘法也可用来估算各个生长方程的参数最大似然法(maximumlikelihoodmethod)贝叶斯法(Bayesianmethod)最大似然性Comparinggrowth

FitVBGFtoeachdatasetandcalculatethesumofsquaredresiduals,RSSi,andanassociateddegreeoffreedom,DFi;TheresultantRSSiandDFiforeachcurveareaddedtogivetheRSSiandDFi;FitVBGFtoalldatasetspooledandcalculatethepooledRSSpandDFp;CalculateFteststatistics.参数估计中的问题：Lack

of

old/young

fish,

Smallsamplesize;

Differencebetweenmale~female;

Individualgrowthvariesamongyears;

Dataconflictionsamongdifferentlocations;Amongsub-stocksAgeinguncertaintySpatialcoverageInteractionwithgearselectivityError

structure生长速度、加速度和生长拐点生长速度：某种鱼类或渔业生物在整个生命过程中，每年所增加的长度或重量，也称生长率（对于生命周期短的虾蟹类、头足类等，则用月、半月、旬等作为时间段）。生长加速度：生长方程的二阶导数，表示生长速度变化的程度。生长拐点：生长速度最大或生长加速度为零的对应年龄。在渔业上，为资源利用的最佳阶段。

1.

von-Bertalanffy生长模型

生长速度:生长加速度:体长生长加速度没有生长拐点.

体重生长:

仅当

生长速度：体长生长速度随体长变化曲线：体重生长速度随体重变化曲线：

体重生长拐点:二逻辑斯谛生长模型三Gompertz生长模型第三节体长-年龄换算年龄数据较难获取，而体长数据测定较为简单换算方法一、年龄-体长组成的概率分布二、多元线性方程组的方法三、反复迭代法四、年龄-体长相关表(Age-LengthKey)五、现代方法鱼类各年龄的体长组成的概率分布接近正态分布

t龄的平均体长;体长分布的标准差.

一、鱼类各年龄的体长组成的概率分布混合分析法（MixtureAnalysis）最早由彼得逊（1892）发表。原理（１）鱼类各龄体长分布为正态分布。（２）在自然海区中，由于自然死亡和捕捞死亡的影响，当年世代的鱼数量最多，以后逐年减少。即随着年龄的增加，鱼类个体数逐渐减少。混合分析存在的问题（１）低龄鱼由于生长速度快，波峰容易分开。高龄鱼由于生长速度变慢，甚至停止，因此各龄间平均体长较接近，不易根据分布曲线来确定高龄鱼的年龄组成。（２）鱼类的补充方式必须是不连续的。（３）取样要有代表性，包括从低龄到高龄所有体长组。考虑渔具的选择性。二、多元线性方程组的方法

原理：将渔获的体长组成换算成年龄组成n个未知量，有n个方程组，且方程组行列式不为0，则方程组有唯一解n档体长组各档渔获尾数;n个年龄组各年龄组的渔获样品尾数;i龄组的n个(档)体长组各组的概率.(若能取得某鱼种各龄的平均体长和分布标准差)m:体长分档组数;n:年龄组数;k:计算迭代次数;Ni:第i档的尾数(i=1,2,…m);xijk:迭代数为k时,第j龄第i档的尾数.(i=1,2,…m;j=1,2,…n)

三反复迭代法标准:起始值：作为各龄尾数的迭代计算起始值,样品总数平均分配如果允许误差R=0.001,当时,计算结束.年龄-体长关系表是一张表明对于鱼类每一个长度组,其年龄频率分布的百分数或分数这样的表.根据少量样品的年龄观测资料确定,并将以后所收集的长度频数资料用此表换算成年龄组成.长度组:5-1010-1515-2020-25总数频数:110402210182四年龄-体长相关表(Age-LengthKey)表2-9某种（假设）各体长组年龄鉴定的结果表2-10某种鱼（假定）年龄-体长相关表表2-11用年龄-体长相关表（表2-10）估算大样本的年龄组成样本:5-1010-1515-2020-25总数

120887035178813021041只要资源群体的组成没有变化，同一个年龄－长度相关表可以在若干年中连续使用。如果捕捞强度加大，高龄鱼可能在渔获中消失，此时低龄鱼可能生长加快，同一体长的渔获个体可能年龄偏低，所以产生误差。最好再作年龄鉴定对年龄－体长相关表进行修正。还可以用前述的根据年龄鉴定而得到的各龄平均体长和体长分布标准差而制成各年龄体长概率分布表。如果用于制定年龄－体长相关表的残存率与实际的残存率之间差异很大时，则年龄组成的估算会有很大误差。五、现代统计方法

MIXELEFANMULTIFANSRLCAFISATELEfan方法

electroniclengthfrequencyanalysisforestimatinggrowthparameter（D.

Pauly等，1981）SimulatedAnnealingResponsesurfaceanalysisGeneticAlgorithm第六节实例（作业）一、绿鳍马面鲀二、多齿蛇鲻三、蓝圆鲹一、绿鳍马面鲀（朴炳夏，1985）全长与椎体轮径关系式：全长与体重：年轮形成期：12-3月；产卵期：5-6月。拟合Von-Bertalanffy生长方程：渐近体长为37.76cm，生长系数为0.168，全长为零时的理论年龄为-2.262。二、多齿蛇鲻（费鸿年，1990）表2-13多齿蛇鲻各龄体长（南海水产研究所，1966）已知Logistic生长方程拟合该鱼种最佳，表2-13数据用试值法：体长-体重：得体长、体重的生长方程、生长速度、加速度及其