北部湾渔业种群生活史特征的演化趋势及驱动机制

The evolution of life history is one of the main contents in theoretical ecology. In recent years, precocity and miniaturization in marine commercial fishes has aroused more and more concern throughout the world. However, we cannot indicate the dynamic mechanism for these phenomena. This project plans to take Nemipterus virgatus (demersal fish species) and Decapterus maruadsi (pelagic fish species) as research objects, according to relevant methods and models in fishery biology and fish population dynamic, we describe their population structure, growth, death, feeding habits, reproduction, and sexual maturity based on biological data during 1959-2015; we will modify the Probabilistic Maturation Reaction Norms and analyze the contribution of fishing stress and environmental factors to reveal the dynamic mechanism for evolution of life history. The results will illuminate the responsiveness of fishery stocks in Beibu Gulf to human activities and climatic variations, and be significant to fishery resources protection and formulating scientific management strategies.

生活史演化是理论生态学研究的主要内容之一。近年来，海洋经济鱼类出现的性早熟和小型化等现象引起了全球的广泛关注。然而，目前我们尚不能明确这些演化现象的驱动机制。本项目拟选定北部湾金线鱼（代表底层鱼类）和蓝圆鲹（代表中上层鱼类）这两个重要经济种群为研究对象，以1959-2015年积累的生物学数据为基础，根据渔业生物学和鱼类种群动力学的有关理论和模型，系统刻画它们的种群结构、生长、死亡、食性、生殖力及性成熟等生活史特征的演化趋势；对概率性成熟反应范式进行修正，分析捕捞胁迫和环境因子对鱼类生活史特征演化的影响及贡献，从而揭示北部湾渔业种群生活史演化的驱动机制。研究结果将阐明北部湾渔业种群对人类活动和气候变化等的响应性机制，对保护渔业资源和制定科学的管理策略均有重要意义。

生活史演化是理论生态学研究的主要内容之一。近年来，海洋经济鱼类出现的性早熟和小型化等现象引起了全球的广泛关注。然而，目前我们尚不能明确这些演化现象的驱动机制。本研究选取了北部湾蓝圆鲹、金线鱼、短尾大眼鲷和二长棘犁齿鲷等四种主要经济鱼类作为研究对象，收集了20世纪60年代以来的生物学测定和调查数据，分析了其生长、死亡、性成熟等生物学表型特征参数的长期演变趋势。通过构建概率性成熟反应范式（PMRNs）和基于生活史特征参数的种群动力学评估模型，评估了主要类群的开发状态和可捕量，探讨了性成熟个体规格的变化轨迹。研究结果表明，四种鱼类在20世纪60年代后至21世纪初期均出现了个体小型化、性成熟提前和生长加快的现象。平均体长、初次性成熟体长L50均不同程度的减小，生长参数K均有不同程度的增加，种群结构趋于不稳定；根据生活史特征参数的评估结果，构建了数据有限条件下的南海渔业资源可捕量评估模型，对南海区11个重要经济类群的可捕量进行了评估，结果显示这些类群在20世纪90年代后均遭受过不同程度的过度捕捞，目前有6个恢复力较高的类群未处于过度捕捞状态；对金线鱼和蓝圆鲹的L50和A50进行分析，并评估了其变化轨迹，蓝圆鲹自1998年到2007年，L50的下降速率为0.26 mm/yr，之后以0.99 mm/yr的速率恢复。金线鱼自1960年到2006年L50的下降速率为L50的下降速率为0.23 mm/yr，之后以0.70 mm/yr的速率恢复。综合以上结果，北部湾渔业资源自20世纪60年代到20世纪末期在捕捞压力不断升高的影响下，发生了表型特征的演变，这种小型化、性成熟提前的现象自21世纪初期开始有所缓解。因此，我们认为北部湾主要渔业种群生活史特征的演变是可逆的，是由于捕捞引起的表型可塑性，而不是捕捞驱动进化发生的基因型改变。本研究为南海渔业资源可持续利用和科学管理提供了技术支撑。