1、第十一章第十一章 海洋渔业资源的海洋渔业资源的科学管理科学管理 学习目的学习目的n掌握可更新自然资源的特点、持续产量和最大持续产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；量的概念；n了解传统渔业资源管理模式及有关的持续产量模型、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；动态库模型，明确传统渔业资源管理模式的局限性；n掌握大海洋生态系的基本概念和管理目标，了解生态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
2、原理和实践上管理的意义，了解海洋增养殖业的基本原理和实践上存在的问题。存在的问题。第一节第一节 传统的渔业资源管理模式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的原理（一）持续产量和最大持续产量（一）持续产量和最大持续产量 n持续产量（持续产量（sustainable yield）就是在生态环境基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获量可以年复一年
3、的获得就称为持续产量或平衡渔获量也称剩余产量量也称剩余产量。一个渔业种群生物量的一个渔业种群生物量的自然增长量（自然增长量（dBdt，即种群剩余生产部分）即种群剩余生产部分）与种群大小（与种群大小（B）有关。）有关。n当种群生物量处于极低当种群生物量处于极低水平（水平（B 0）或达到）或达到最大（最大（B=B）时，）时，dBdt为零；为零；n当种群为中等大小时，当种群为中等大小时，dBdt最大最大图图11.l 种群大小与渔业产量关系示意图种群大小与渔业产量关系示意图B为种群生物量，为种群生物量，B为最大种群生物量为最大种群生物量（引自（引自 Pitcher&Hart 1982）最大持续产量最大
4、持续产量 置换线置换线“剩余生产部分剩余生产部分”=持续产量持续产量 B B B2 B1 n在每一生物量水平上在每一生物量水平上(低于环境最大负载量低于环境最大负载量)都都有一个持续产量有一个持续产量 n最大持续产量（最大持续产量（maximum sustainable yield，MSY）：海洋渔业资源科学管理的目标）：海洋渔业资源科学管理的目标n捕捞力量或称捕捞努力量（捕捞力量或称捕捞努力量（fishing effect）通常是指特定时间）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。与种群
5、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（二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系捕捞力量捕捞力量f 平衡渔获量平衡渔获量 Y c a b 图图11.2 不同种类的总渔获量不同种类的总渔获量和和捕捞力量的关系捕捞力量的关系 p n m 平衡渔获量平衡渔获量 Y 捕捞力量捕捞力量f 0 图图11.3 同一种类不同网目的捕捞力量同一种类不同网目的捕捞力量和总渔获量的关系和总渔获量的关系 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量不断下降，表现在总渔获量和单位捕捞力量渔获
6、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，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）引起资源衰退（甚至最终形成不了渔汛）。n生物学捕捞过度：生物学捕捞过度：生长型捕捞过度：过度捕捞小个体生长型捕捞过度：过度捕捞小个体 补充型捕捞过度：过度捕捞亲体补充型捕捞过度：过度捕捞亲体n经济学捕捞过度经济学捕捞过度（三）过度捕捞（三）过度捕捞（overfishingoverfishing）有关渔业管理的数学模型很多，其目的均为在可持续利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。用的前提下，尽可能获得最
7、大产量。剩余产量模型为其中较为简单剩余产量模型为其中较为简单 一种，其一种，其特点是只考虑产量因素特点是只考虑产量因素。1 1在未开发利用的情况下在未开发利用的情况下 种群增长模式可表达为：种群增长模式可表达为：dB/dtrB（BB）/B 上式为抛物线图形上式为抛物线图形 二、持续产量模型（二、持续产量模型（sustainable yield modelsustainable yield model）0 B/2 B dB/dt 图图11.4 未开发利用时自然增长未开发利用时自然增长率率与生物量的关系与生物量的关系 要使要使 d dB B/d/dt t 达到最大值，只要对其求导并令其为零：达到最
8、大值，只要对其求导并令其为零：d d2 2B B/d/dt t2 2 rBrB2 2rBrB0 0，得：，得：B B B B/2/2 时增长速率最快时增长速率最快2 2在开发利用的情况下，种群的增长速率还受捕捞的影响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设捕捞死亡系数为F F，则：，则：d dB B/d/dt trBrB（B BB B）/B B FBFB （F F：捕捞死亡系数）：捕捞死亡系数）假设捕捞死亡系数假设捕捞死亡系数 F F 与捕捞力量与捕捞力量 f f 成直线正比，即成直线正比，即F F q fq f （q q ：可捕系数）：可捕系数）d dB B/d/d
9、t trBrB（B BB B）/B B q fq f B B q fq f B B rBrBrBrB2 2/B B时，时，d dB B/d/dt t0 0，种群生物量不变，种群生物量不变，达达持续产量或平衡渔获量，以持续产量或平衡渔获量，以Y Y 表示表示。持续产量模型：持续产量模型：Y Y f q B f q B r r B B rBrB2 2/B B（表示平衡状态下渔获量与种（表示平衡状态下渔获量与种群生物量呈抛物线关系，此外群生物量呈抛物线关系，此外 Y Y 有多个有多个 ）由于实际现存的生物量难以确定，将由于实际现存的生物量难以确定，将Y Y-B B关系转换为关系转换为Y Y-f f
10、关系：关系：由由Y Y f q B f q B r r B BrBrB2 2/B B，得：，得：B B B B f q Bf q B /r r，代入上式，代入上式得：得：Y Y f qB f qB f qf q（B Bf qf q/r r）（）（qBqB）f f（q q2 2 B B/r r）f f 2 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。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。设设 a a q Bq B ，b b q q2 2 B B/r r 即即 Y Y a a f f b b f f 2 2 或或 Y/fY/f a bf a bf 表明平衡状态下，单位捕
11、捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。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 3MSYMSY与与f fMSYMSY 由由Y Y a a f f b b f f 2 2求求Y Y最大值，须令最大值，须令 d dY Y/d/df f a 2bf a 2bf 0 0得：得：f f f fMSYMSY a/2ba/2br r B B/2q/2q，MSY MSY a a2 2/4b/4b r r B B2 2/4/4只要算得参数只要算得参数a a、b b就可计算得就可计算得MSYMSY及其相应的及其相应的f fMSYMSY 4、参数估算、参数估算（1）f 标准化：用于当量计算标准化：用于
12、当量计算标准船、作业时间、网次标准船、作业时间、网次（2）估算）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，进行直线回归如果获得平衡状态下的第如果获得平衡状态下的第i年平衡渔获量年平衡渔获量Yi 及其相应的捕捞力量及其相应的捕捞力量f i的资料。可根据的资料。可根据Yi/f i a b f i 进行回归进行回归 应用上的主要问题：应用上的主要问题：Yi 与与 f i 是否处于平衡状态难以确定，可能出现是否处于平衡状态难以确定，可能出现f 不断变化，难以不断变化，难以达稳定或达稳定或f 一直不变，始终处于
13、一点平衡的状况。一直不变，始终处于一点平衡的状况。“一年滞后法一年滞后法”原理：种群在外来压力下，有恢复到平衡状态的能力或趋原理：种群在外来压力下，有恢复到平衡状态的能力或趋势势Y Y（i i1 1）/f /f（i i1 1）a bf a bfi i“一年滞后法一年滞后法”的推广的推广 动态库模型把种群作为个体的总和，处于连续的补充、生长与死亡之中，通动态库模型把种群作为个体的总和，处于连续的补充、生长与死亡之中，通过分析这些因素与人类捕捞的关系，作出模型，指导捕捞。又称为单位补充群体过分析这些因素与人类捕捞的关系，作出模型，指导捕捞。又称为单位补充群体产量模型。产量模型。（一）同龄群体在生命
14、周期中的数量和生物量变动（一）同龄群体在生命周期中的数量和生物量变动 原因：平衡状态下，一个种群一年内提供的渔获量等于一个同龄群体一生所提供原因：平衡状态下，一个种群一年内提供的渔获量等于一个同龄群体一生所提供的渔获量。的渔获量。对某一鱼类种群中的同龄群体，其一生中的数量因死亡随年龄增加而减少；各年对某一鱼类种群中的同龄群体，其一生中的数量因死亡随年龄增加而减少；各年龄组的平均体重由于生长随年龄的增加而增加到最大体重。龄组的平均体重由于生长随年龄的增加而增加到最大体重。生物量（数量乘以个体平均重量）呈开始增加，至最大值后又逐渐下降的过程，生物量（数量乘以个体平均重量）呈开始增加，至最大值后又逐
15、渐下降的过程，同龄群体在其生命周期中所能提供的捕捞量也随之不断变化。同龄群体在其生命周期中所能提供的捕捞量也随之不断变化。三、动态库模型（三、动态库模型（dynamic pool model）图图11.5 鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和重量的鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和重量的变化变化 同龄群体总体重同龄群体总体重 最大体重（最大体重（W）数量或重量数量或重量 补充年补充年 龄（龄（t r）捕捞年捕捞年 龄（龄（t c）年龄（年龄（t）个体体重个体体重Wt 通过分析补充、生长与死亡选择何时抓，捕捞力量多大。通过分析补充、生长与死亡选择何时抓，捕捞力量多大。设某一时期初资源重量为设某一时
16、期初资源重量为P1，这一时期末资源重量为，这一时期末资源重量为P2，则：，则：P2 P1（R G）（）（F M）R：因繁殖增加的资源量（补充量），：因繁殖增加的资源量（补充量），G：因生长而增加的重量，：因生长而增加的重量，F：因捕：因捕捞而减少的生物量，捞而减少的生物量，M：因自然死亡而减少的生物量。：因自然死亡而减少的生物量。要维持持久产量，就要使这种群保持平衡，即要维持持久产量，就要使这种群保持平衡，即P2 P1，必须：，必须：R G F M 在资源未利用时期内，生产量和补充量与自然死亡相平衡。当开始利用资在资源未利用时期内，生产量和补充量与自然死亡相平衡。当开始利用资源时还要考虑捕捞造
17、成的死亡损失。源时还要考虑捕捞造成的死亡损失。（二）补充量（二）补充量 t r为进入补充群的年龄（人为确定），为进入补充群的年龄（人为确定），t c为开始被捕捞的年龄为开始被捕捞的年龄（网目大小），（网目大小），t 为该鱼种群的最大年龄。为该鱼种群的最大年龄。t c t r t t c 由于补充量预报困难，在动态库模型中，主要是研究单位补充由于补充量预报困难，在动态库模型中，主要是研究单位补充渔获量（渔获量（YR）模型，而不是产量（）模型，而不是产量（Y）模型。即估算单位）模型。即估算单位补充最大持续产量补充最大持续产量MYR（maximum yieldrecruit），而不），而不是最大持续
18、产量是最大持续产量MSY。补充时期补充时期 捕捞阶段捕捞阶段 未捕捞阶段未捕捞阶段 t c t t r 未补充未补充 时时 期期 年年 龄龄t 图图11.6 鱼类种群生命周期示意图鱼类种群生命周期示意图 1、经验公式：、经验公式：伯塔兰菲（伯塔兰菲（Von Bertalanffy）体重增长方程式可表示）体重增长方程式可表示为：为：Wt W1eK(t t 0)3 （三）鱼类的生长（三）鱼类的生长 n2、生长参数计算：生长参数计算：n由体重生长方程式可推导得：由体重生长方程式可推导得：体重体重 W 0 时间时间t W 图图11.7 鱼类体重生长曲线鱼类体重生长曲线 ZFM 为简化，模型假设为简化，
19、模型假设M是常数，讨论如何控制是常数，讨论如何控制F达到合理开发。达到合理开发。1自然死亡系数自然死亡系数 dN/dtMN t 定积分，得：定积分，得：N t N 0 eM(tt0)设设t 0为生命周期开始时间，为生命周期开始时间，t 00，则上式为：，则上式为：N t N0 eM t 在补充年龄为在补充年龄为t r，补充量为，补充量为R 时：时：N t ReM(ttr)2捕捞死亡系数捕捞死亡系数 当当M 0 N t N 0 eF t 3总死亡系数总死亡系数 在捕捞阶段，在捕捞阶段，N t N 0 e(F+M)t （四）鱼类的死亡（四）鱼类的死亡 N0/N1e(F+M)e t ln（N0/N1
20、）F+M Z ln（n0/n1）同一世代同一世代t龄到龄到t 1龄的总死亡龄的总死亡Z：Z ln（Yt/ft）/（Y（t+1）/f（t+1）（2）瞬时自然死亡系数和瞬时捕捞死亡系数的分离）瞬时自然死亡系数和瞬时捕捞死亡系数的分离 Z F M 若能估算出若能估算出M，即可求得，即可求得F根据根据 Z q f M设设q、M为常数，通过一系列为常数，通过一系列Z与与f，经直线回归，可得出。，经直线回归，可得出。上述各方程参数的估算需用一些实践参数，包括年龄鉴定、各年龄体重、各上述各方程参数的估算需用一些实践参数，包括年龄鉴定、各年龄体重、各年龄数量、捕捞力量和渔获量。年龄数量、捕捞力量和渔获量。（五
21、）动态库模型（五）动态库模型 模型推导：模型推导：在一定捕捞强度下，某世代群体在在一定捕捞强度下，某世代群体在t龄时的可能渔获量龄时的可能渔获量YW和相应的捕捞和相应的捕捞死亡系数死亡系数F，可用微分方程表示：，可用微分方程表示：dYW/dt F N t Wt 15 14 12 10 8 6 4 2 0 t F 图图11.8 北海鲽的等产量曲线图北海鲽的等产量曲线图 传统管理模式往往以环境保持基本稳定为前提条件，但传统管理模式往往以环境保持基本稳定为前提条件，但海洋生态过程是动态过程，许多生态因子（自然与人为）始海洋生态过程是动态过程，许多生态因子（自然与人为）始终处于变动之中，都会对渔业产量
22、产生终处于变动之中，都会对渔业产量产生影响。四、传统渔业资源管理模式的局限性四、传统渔业资源管理模式的局限性 第二节第二节 大海洋生态系的管理大海洋生态系的管理 一、大海洋生态系的内涵一、大海洋生态系的内涵（一）大海洋生态系的一般概念（一）大海洋生态系的一般概念 1984年，美国海洋大气局的年，美国海洋大气局的K.Sherman和罗得岛大学和罗得岛大学的的L.Alexander首先提出大海洋生态系（首先提出大海洋生态系（large marine ecosystems，LMEs）的概念：）的概念：l大海洋生态系的面积一般要在大海洋生态系的面积一般要在20万万km2以上，主要包括从沿岸到陆架边缘以
23、上，主要包括从沿岸到陆架边缘水域；水域；2具有独特的海底深度、海洋学特征和生产力特征；具有独特的海底深度、海洋学特征和生产力特征；3生物种群具有适宜的繁殖、生长和营养（食物链）的依赖关系，组成一生物种群具有适宜的繁殖、生长和营养（食物链）的依赖关系，组成一个自我发展的循环系统；个自我发展的循环系统；4对污染、人类捕捞和海洋环境等因素的压力具有相同的影响和作用。对污染、人类捕捞和海洋环境等因素的压力具有相同的影响和作用。大海洋生态系的观点使海洋综合管理大海洋生态系的观点使海洋综合管理(主要是资源和环主要是资源和环境管理境管理)从行政区划管理走向生态系统管理。从行政区划管理走向生态系统管理。有利于
24、跨国研有利于跨国研究、监测、管理和持续利用海洋生物资源，已引起各国的广究、监测、管理和持续利用海洋生物资源，已引起各国的广泛关注和积极响应。泛关注和积极响应。现在大海洋生态系的概念有所扩展，不再强调现在大海洋生态系的概念有所扩展，不再强调20万万km2的面积，事实上有少数大海洋生态系的面积不到的面积，事实上有少数大海洋生态系的面积不到 10万万km2。目前全球已确定诸如波罗的海、地中海、我国东海、黄海等目前全球已确定诸如波罗的海、地中海、我国东海、黄海等50个大海洋生态个大海洋生态系，大多数大海洋生态系面临捕捞过度、环境污染严重、海洋生物栖息地质量系，大多数大海洋生态系面临捕捞过度、环境污染严
25、重、海洋生物栖息地质量下降等问题的困扰下降等问题的困扰人为因素人为因素：1、人类不合理捕捞活动是导致大海洋生态系变化的重要原因。人类不合理捕捞活动是导致大海洋生态系变化的重要原因。2、污染成为系统外部人为影响的另一重要因素。、污染成为系统外部人为影响的另一重要因素。3、沿岸大型海岸工程建设会导致变水流方向改变、加快淤泥沉积、沿岸大型海岸工程建设会导致变水流方向改变、加快淤泥沉积和阻断溯河鱼类的洄游通道等。和阻断溯河鱼类的洄游通道等。（二）影响大海洋生态系质量的因素（二）影响大海洋生态系质量的因素自然因素：自然因素：1、全球气候异常全球气候异常 2、海流流向改变、海流流向改变 3、“自然猎捕自然
26、猎捕”大海洋生态系的质量主要以系统的稳定性和生产力水平大海洋生态系的质量主要以系统的稳定性和生产力水平为判断的依据。为判断的依据。Sherman博士等人提出博士等人提出5个指数评价海洋生态系的健康：个指数评价海洋生态系的健康：生物多样性、稳定性、产量、生产力和弹性。生物多样性、稳定性、产量、生产力和弹性。（一）管理目标一）管理目标 世界海洋渔业的管理方向将由过去的开发型向管理型转变，从单种世界海洋渔业的管理方向将由过去的开发型向管理型转变，从单种到多种资源管理并向着整体、系统水平发展。大海洋生态系管理的基本到多种资源管理并向着整体、系统水平发展。大海洋生态系管理的基本目标包括：目标包括：1 1
27、持续利用海洋生物资源持续利用海洋生物资源 2 2保护业已衰退的某种渔业资源保护业已衰退的某种渔业资源3 3最终实现增加经济效益和渔民收入的目标。最终实现增加经济效益和渔民收入的目标。（二）大海洋生态系管理的实践与存在问题（二）大海洋生态系管理的实践与存在问题 资源保护：控制捕捞力量、扩大网目和禁渔期、禁渔区等资源保护：控制捕捞力量、扩大网目和禁渔期、禁渔区等 资源增殖：种苗放流和保护幼鱼、投放人工鱼礁以吸引鱼类和防止有害的拖资源增殖：种苗放流和保护幼鱼、投放人工鱼礁以吸引鱼类和防止有害的拖网作业等方面采取一些措施。网作业等方面采取一些措施。二、大海洋生态系的管理目标与实践二、大海洋生态系的管理
28、目标与实践 主要的问题：主要的问题：1、如何做好不同国家之间的合作与协调如何做好不同国家之间的合作与协调 单个国家容易管理，如澳大利亚，南极单个国家容易管理，如澳大利亚，南极 国家内部不同部门的利益协调国家内部不同部门的利益协调2、还有另外一些必须深入研究的重要课题还有另外一些必须深入研究的重要课题 一些种群存活、生长、繁殖、分布等情况及影响因素还不清楚。一些种群存活、生长、繁殖、分布等情况及影响因素还不清楚。大海洋生态系出现的问题不是靠短期的、局部的努力就能解决的大海洋生态系出现的问题不是靠短期的、局部的努力就能解决的,甚至甚至不是一个国家单独能解决的。不是一个国家单独能解决的。UNDP、U
29、NEP、FAO、和、和World BankI等国际等国际组织以及美国国家海洋大气局组织以及美国国家海洋大气局(NOAA)正在推动大海洋生态系国际计划正在推动大海洋生态系国际计划。大海洋生态系的管理过程分为大海洋生态系的管理过程分为4个阶段：个阶段：1、收集历史资料、综合分析、评估生态系统现状；、收集历史资料、综合分析、评估生态系统现状；2、管理规划，在综合分析了解生态系统的基础上，制定生态系、管理规划，在综合分析了解生态系统的基础上，制定生态系统综合管理的目标和详细的实施方案，分析社会经济效益；统综合管理的目标和详细的实施方案，分析社会经济效益；3、实施管理方案，包括进行连续的、长期的、大尺度
30、的监测；、实施管理方案，包括进行连续的、长期的、大尺度的监测；4、管理计划的反馈阶段，根据实际行动结果适时调整实施方案。、管理计划的反馈阶段，根据实际行动结果适时调整实施方案。研究背景及目的：研究背景及目的：在世界面临着人口、资源及环境三大问题的今天，海在世界面临着人口、资源及环境三大问题的今天，海洋资源的开发、海洋环境的保护与利用等已成了各沿海国洋资源的开发、海洋环境的保护与利用等已成了各沿海国家普遍关注的问题家普遍关注的问题三、生态系统动力学研究三、生态系统动力学研究 基本目的是为保护海洋环境及海洋资源的开发利用提供基本目的是为保护海洋环境及海洋资源的开发利用提供理论依据，生态系统动力学是
31、大海洋生态系管理的理论基础。理论依据，生态系统动力学是大海洋生态系管理的理论基础。“全球海洋生态系统动力学研究计划（全球海洋生态系统动力学研究计划（GLOBEC）”已于已于2019年被确年被确定为国际地圈生物圈计划（定为国际地圈生物圈计划（IGBP）的核心计划。）的核心计划。目标：提高对全球海洋生态系统及其主要亚系统的结构、功能以及它对物目标：提高对全球海洋生态系统及其主要亚系统的结构、功能以及它对物理压力响应的认识，预测海洋生态系统对全球变化的响应。理压力响应的认识，预测海洋生态系统对全球变化的响应。主要任务包括：主要任务包括：（1）认识多尺度的物理环境过程如何强迫大尺度的海洋生态系统变化；
32、）认识多尺度的物理环境过程如何强迫大尺度的海洋生态系统变化；（2）确定生态系统结构与海洋系统动态变异之间的关系，重点研究营养动力）确定生态系统结构与海洋系统动态变异之间的关系，重点研究营养动力学通道、它的变化以及营养质量在食物网中的作用；学通道、它的变化以及营养质量在食物网中的作用；（3）使用物理、生物、化学耦合模型确定全球变化对群体动态的影响；）使用物理、生物、化学耦合模型确定全球变化对群体动态的影响；（4）通过定性、定量反馈机制确定海洋生态系统变化对整个地球系统的影响。）通过定性、定量反馈机制确定海洋生态系统变化对整个地球系统的影响。GLOBEC实施计划由国际核心研究计划、区域研究计划实施
33、计划由国际核心研究计划、区域研究计划和国家研究计划三个部分分别进行又相互衔接。和国家研究计划三个部分分别进行又相互衔接。海洋生态系统动力学研究还处于刚起动阶段，中国是开展海洋生态系统动力学研究还处于刚起动阶段，中国是开展这方面研究较早的国家之一，目前国家层次的这方面研究较早的国家之一，目前国家层次的GLOBEC正在正在实施。实施。我国近海海洋生态系统动力学研究目标的核心是认识海洋我国近海海洋生态系统动力学研究目标的核心是认识海洋生态系统的变化规律，并量化其动态变化，以生态系统的关键生态系统的变化规律，并量化其动态变化，以生态系统的关键物理过程、化学过程和生物生产过程及其相互作用进行重点研物理过
34、程、化学过程和生物生产过程及其相互作用进行重点研究和建模，对生物资源开发利用的可持续性进行探讨和预测。究和建模，对生物资源开发利用的可持续性进行探讨和预测。优先研究的领域包括：优先研究的领域包括：（1）生态系统结构、生产力和容纳量评估研究。）生态系统结构、生产力和容纳量评估研究。（2）关键物理过程研究。）关键物理过程研究。（3）生源元素生物地球化学循环和生物生产过程研究。）生源元素生物地球化学循环和生物生产过程研究。（4）食物网和营养动力学研究。）食物网和营养动力学研究。（5）生物资源补充量动态和优势种交替机制研究。）生物资源补充量动态和优势种交替机制研究。（6）生态系统健康状况评估与可持续性
35、优化技术。）生态系统健康状况评估与可持续性优化技术。（7）生态系统动力学建模与预测。）生态系统动力学建模与预测。第三节第三节 海洋水产生产农牧化海洋水产生产农牧化 一、海洋生产农牧化的原理一、海洋生产农牧化的原理 增殖放流就是根据自然种群补充过程各阶段中，增殖放流就是根据自然种群补充过程各阶段中，幼体的死亡率最高这一规律，通过人工繁殖苗种，经幼体的死亡率最高这一规律，通过人工繁殖苗种，经过中间饲养后放流的方法可提高幼体在海区的成活率，过中间饲养后放流的方法可提高幼体在海区的成活率，也就是等于人为地提高资源种群的补充量。也就是等于人为地提高资源种群的补充量。“耕海渔业耕海渔业”则是在港湾或池塘利
36、用天然饵料则是在港湾或池塘利用天然饵料（营养）或以人工投饵方式进行的（营养）或以人工投饵方式进行的“圈养式圈养式”养殖生养殖生产。产。二、实践状况二、实践状况 我国早就对某些海洋生物（如缢蛏、牡蛎、蚶等）进行过人工或半我国早就对某些海洋生物（如缢蛏、牡蛎、蚶等）进行过人工或半人工养殖，近几十年来，海洋水产养殖业有很大的发展。人工养殖，近几十年来，海洋水产养殖业有很大的发展。藻类：海带养殖南移，年产量已经达到藻类：海带养殖南移，年产量已经达到200万吨（湿重），紫菜、裙万吨（湿重），紫菜、裙带菜、江蓠等大型海藻的养殖也有一定规模。带菜、江蓠等大型海藻的养殖也有一定规模。贝类：贻贝、扇贝、牡蛎、菲
37、律宾蛤仔贝类：贻贝、扇贝、牡蛎、菲律宾蛤仔 对虾：对虾：20年前开始发展，长毛对虾、中国对虾、日本对虾、斑节对年前开始发展，长毛对虾、中国对虾、日本对虾、斑节对虾、南美白对虾等。虾、南美白对虾等。鱼类：近年来内湾网箱养殖发展很快，主要养殖对象是一些产量和鱼类：近年来内湾网箱养殖发展很快，主要养殖对象是一些产量和价值都较高的种类，如石斑鱼、真鲷、黄花鱼、牙鲆等。价值都较高的种类，如石斑鱼、真鲷、黄花鱼、牙鲆等。在海洋牧业方面，我国还处在起步阶段，已有一些种类（如在海洋牧业方面，我国还处在起步阶段，已有一些种类（如对虾、海蜇）进行苗种放流实践。对虾、海蜇）进行苗种放流实践。三、目前面临主要问题三、
38、目前面临主要问题过度养殖、病害严重、养殖品种品质退化、对野生种群的影响等等过度养殖、病害严重、养殖品种品质退化、对野生种群的影响等等四、解决途径的研究四、解决途径的研究1、倡导生态养殖、防止病害爆发、倡导生态养殖、防止病害爆发2、开展养殖容量的研究、开展养殖容量的研究容量：一个特定种群在一个时间，在特定的环境条件下，生态系统容量：一个特定种群在一个时间，在特定的环境条件下，生态系统所能支持的种群的有限大小。所能支持的种群的有限大小。n环境容量：自然环境或环境要素（如水、空气、土壤和生物等）对污染环境容量：自然环境或环境要素（如水、空气、土壤和生物等）对污染物质的承受量或负荷量。环境中污染物浓度
39、低于这一数值，人类和生物物质的承受量或负荷量。环境中污染物浓度低于这一数值，人类和生物能耐受适应，不致发生病害；污染物浓度高于这一数值人类和生物就不能耐受适应，不致发生病害；污染物浓度高于这一数值人类和生物就不能适应，并将发生病害。能适应，并将发生病害。n养殖容量：研究开始于养殖容量：研究开始于70年代末年代末80年代初。年代初。70年代，日本科学家首先注年代，日本科学家首先注意到容量对海水贝类养殖的影响。意到容量对海水贝类养殖的影响。1974年到年到1976年北海道大学等单位受年北海道大学等单位受佐吕间湖养殖渔业协同组合的委托进行了环境容量的调查。当虾夷扇贝佐吕间湖养殖渔业协同组合的委托进行
40、了环境容量的调查。当虾夷扇贝放养量从放养量从21108粒增加到粒增加到34108粒时，收获量反而降低了粒时，收获量反而降低了9%,同时病害同时病害的频率和扇贝的死亡率增加。的频率和扇贝的死亡率增加。单位水体内在保护环境、节约资源和保证应有效益的各个单位水体内在保护环境、节约资源和保证应有效益的各个方面都符合可持续发展要求的最大养殖量。方面都符合可持续发展要求的最大养殖量。特定的水域，单位水体养殖对象在不危害环境、保持生特定的水域，单位水体养殖对象在不危害环境、保持生态系统相对稳定、保证经济效益最大，并且符合可持续发展态系统相对稳定、保证经济效益最大，并且符合可持续发展要求条件下的最大产量。要求
41、条件下的最大产量。不同养殖系统的生态学特征不同，养殖容量及其研究方不同养殖系统的生态学特征不同，养殖容量及其研究方向也不相同，某一系统的养殖容量也是可变的。向也不相同，某一系统的养殖容量也是可变的。3、开展水产经济种类种质资源调查、保护与改良的研究、开展水产经济种类种质资源调查、保护与改良的研究 种质种质(Germplasm)，是指决定遗传性状，并将遗传信息传给后代的遗传物质。，是指决定遗传性状，并将遗传信息传给后代的遗传物质。种质资源可以是群体，可以是个体，可以是部分器官或组织，也可以是染种质资源可以是群体，可以是个体，可以是部分器官或组织，也可以是染色体或基因片段。它是水产养殖和品种改良所
42、必不可少的物质基础。色体或基因片段。它是水产养殖和品种改良所必不可少的物质基础。人工繁育和养殖是一种强度很大的定向选择。这两方面因素常常导致养殖人工繁育和养殖是一种强度很大的定向选择。这两方面因素常常导致养殖群体中某些等位基因丧失，引起遗传多样性水平下降，从而降低群体的进化潜群体中某些等位基因丧失，引起遗传多样性水平下降，从而降低群体的进化潜力和适应环境变化的能力。几种常见的经济鱼类力和适应环境变化的能力。几种常见的经济鱼类(黄姑鱼、大黄鱼等黄姑鱼、大黄鱼等)养殖群体养殖群体出现了个体小型化，性成熟提前等种质退化现象。出现了个体小型化，性成熟提前等种质退化现象。养殖个体通过人工放流或逃逸进入野生群体，将某些养殖群体中积累的劣养殖个体通过人工放流或逃逸进入野生群体，将某些养殖群体中积累的劣质基因以较高的频率引入野生种群基因库而造成长期的危害。质基因以较高的频率引入野生种群基因库而造成长期的危害。
