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1、第十一章 实际种群分析 一、实际种群分析 二、世代分析法 三、体长结构的世代分 析 1 资源评估模型： YPR model Surplus production model Stock-recruitment model VPA and CA 特点： 1. 不使用捕捞努力量 2. 从最高年龄组回溯，能够逐渐提高精度 3. 可充分利用体长数据 2 VPA They are the most commonly used models in stock assessment of temperate fish species; Input data usually include a time se
2、ries of catch-at-age data; Outputs usually include estimates of stock abundance, recruitment, and fishing mortality, historically and currently. 3 4 Year j Age i 1 2 3 4 5 6 7 1 345672 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 21 N 22 N 33 N 44 N 55 N 66 N 77 N 27 N 37 N 47 N 57 N 67 N 31 N 41 N 51 N 61 N 71 N r
3、tc t 一、实际种群分析 （Virtual Population Analysis） 又称有效种群分析、现实种群分析法 Gulland（1965）提出年龄结构的实际种群分析（TVPA）。 资料：（1）分年龄组的成时间序列的产量数据； （2）自然死亡系数M 特点：计算较为繁琐，不能直接得出F的显函数表达式，Fr通过 反复迭代法进行计算。 5 二、世代分析法 （CA，Cohort Analysis） Pope（1972）对TVPA方法进行了简化 又称股分析法TCA（年龄结构） 是在TVPA简化基础上提出的，但亦可以有其独立的推 导。 在某些研究中，其概念上是一样的 6 三、体长结构的世代分析 J
4、ones（1974)，Pauly（1981）运用Von-Bertalanffy生 长方程 将TCA LCA， TVPA LVPA 特点： （1）避免难以测量和收集的捕捞努力量； （2）提高信息量； （3）LVPA和LCA直接使用体长资料, 无需对渔获物进行年 龄鉴定 7 8 根据某些年份实际种群的世代结构（年龄组或体长组）， 估算： （1）往回计算以往年份的捕捞死亡系数和资源数量（历史 重现） （2）根据未来的捕捞策略，预测以后的资源量和渔获量变 化（预测） （短期（生产性）渔业资源评估） 第一节第一节 年龄结构的实际种群分析年龄结构的实际种群分析(TVPA)(TVPA) Gulland（19
5、65）综合了以下研究： Fry（1949）实际种群VPA的概念 Baranov（1918）渔获方程 Berverton-Holt（1957）捕捞方程 估算的变量：Ci ，Ni，Mi，Fi 9 基本概念 如果已知一个世代的当前资源量、自然死亡系数与每个年龄 组的渔获量，便能计算出该世代早期的资源量，并可逆算到 补充群体的资源量。 当若干年内的渔获量中出现有几个世代，并对其中的每个世 代作这些计算时，其结果可综合显示出种群（或资源群体） 的大小和年龄组成，及其因捕捞而发生的变化 并可看出补充量如何随产卵群体大小而变化，为亲体量和补 充量关系繁殖模型的分析估算提供了有效的数据资料。 10 三种情况：
6、 1. 已知 Ci , Fi和 Mi ，估算Ni 2. 已知Ci , Ni和 Mi ，估算Fi 3. 已知Ci , Ni+1和 Mi ，估算Fi 11 12 计算公式：（已知 Ci , Ni+1和 Mi ( i=1,2,.,n ) ） 假设 () () () MF i i i i MF ii i i eN MF F C eNN + + + + = = 1 1 () () () () MF i MF i i i i i eF eMF C N + + + + = 1 , 1 MMM= 21 13 已知 MCN ii , 1+ 1 1 21 1 , , N F FN FN F ii ii i 由 代
7、入 代入由 代入由 由 Year j Age i 1 2 3 4 5 6 7 1 345672 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 21 N 22 N 33 N 44 N 55 N 66 N 77 N 27 N 37 N 47 N 57 N 67 N 31 N 41 N 51 N 61 N 71 N r tc t 一般动态综合模型中的年龄结构（Pitcher和Hart，1982） 图 形 中 表 示 渔 业 中 被 跟 踪 了 一 系 列 年 份 的 某 一 补 充 量 为 R 的 世 代 15 迭代求解F的方法： （1）二等分法图： （2）牛顿法： （3）线性内插法： 2
8、 21 3 xx x + = ( )( ) 1112 xfxfxx= ( ) ( )( ) 12 12 223 xfxf xx xfxx = 16 ( )( ) 2 00 32 4 23 xx x xfxf + = 则 ； 二等分法 1 x 2 x 3 x ( ) 1 xf ( ) 2 xf ( ) 3 xf ( )xf 17 作切线，逐步逼近4-5次逼近 牛顿法 切线 1 x 2 x ( )xf ( )( ) 1112 xfxfxx= 18 2 x 1 x 3 x 直线， 正负二值 线性内插法 ( )xf ( ) ( )( ) 12 12 223 xfxf xx xfxx = 第二节 年龄结
9、构的世代分析(TCA) Pope(1972)在对TVPA作灵敏度分析时,提出了他的“世代 分析法” 一、理论与公式 Pope（1972）提出了有关年初和年末资源残存尾数之 间关系的近 似方程，该方程把年渔获量假设全部在年中 瞬间被捕获处理。 20 21 Pope对资源残存曲线的近似假设。 年初至年中： 年中： 年中至年末： 2M ie NN = i CNN= () () 22 1 2 1 2 1 M i M ii M ii M i eCeNN eCNN eNN + + + = = = 22 计算过程 设最大年龄为11，则 () 22 1 M i M ii eCeNN+= + () () ()
10、2 2 2 21 2 9 2 109 2 10 2 1110 MM MM MM eCeNN eCeNN eCeNN += += += 又可计算各年S，Fi值 23 2 1 M it M tt tt eCeNN NN += = t N 24 二、误差分析和初始值估计 假设实际的当前资源量为Nt，当前资源量的 估计值为 Year j Age i 1 2 3 4 5 6 7 1 345672 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 21 N 22 N 33 N 44 N 55 N 66 N 77 N 27 N 37 N 47 N 57 N 67 N 31 N 41 N 51 N 61
11、 N 71 N r tc t 25 () () = += += += += j k Mkj kt MjM tjt M t M t M t M t MM t M t M t M tt eCeeNN eCeCeN eCeeCeN eCeNN 1 2 2 2 23 1 2 2 2 2 1 2 212 26 设相对误差： () () ttt tttt NN NNN += = 1 , 则 () jM tt jM t jM ttjt eNECeN ECeNN += += 1 27 )exp( )exp( )exp()exp( ) ( 1 1 1 = = = = = = = = = += += t jtK
12、Ktjt t jtK K jM jt t t jtK kjtt jM t jt t jt jtjtjtjt jM ttjtjt jM ttjtjt jM tjt F Fe N N FjMNN e N N NNN eNNN eNNN ECeNN 代入上式 28 上式说明,随着 t-j 龄到无捕捞量 t 龄前的 t-1 龄为止的 累计捕捞死亡系数的增加，相对误差 t-j也随之减少。 大小大 时 时 jtK tK tK Fjt F F = = ,)exp(, %14,2 %37,1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1234567891011 Age N的%误差 29 0 5
13、10 15 20 25 30 1234567891011 Age F的%误差 30 31 32 33 三、TVPA和TCA在资源量和渔获量预报上的应用。 回答问题： 1、在预定的捕捞死亡系数的条件下，总的渔获重量预报值应 是多少？ 2、在产卵群体没有降低到某一定水平以下时，总渔获重量是 多少？ 3、如果捕捞努力量和捕捞死亡系数和去年一样(status quo)， 那么总渔获量、渔获率和种群资源量是多少？ 34 用世代分析法进行预报时，必须对新补充进入渔业群体世 代数量进行估计，其估计方法视材料而定： 1、从前几年中世代分析所得到的平均补充量作为预报年份 的新补充量。 2、根据以往年份世代分析资
14、料，计算亲鱼数量和补充量关 系。用以预报新补充量。 3、进行鱼卵、仔鱼调查，求出资源量指数。根据多年统计 资料，推算新补充量。 35 36 四、在预报上应用的实例 科威特褐虾（Garcia和Van Zaliibnge 1982） 表11-8，自然死亡系数 计算步骤： 1 0 . 3 =年M ( )() () ( ) ()月如 月如 年月 12957051000: 2 17.7041000: 0833.01,1 0833.002.4 = = = + + ttt tZ ttt NN e teNN 37 ( )() () ( ) () ( )() ()() ( ) ()月如 产值 月龄如 月如 月龄
15、如 14.35073.0480: 6 148000833.02.1480: 5 14807.52.84: 4 12.84 20.4 20.1 295: 3 = = = = = = = = + tt ttt ttt t t tttt VY g tFYB g WCY Z F NNC 如果捕捞努力量增加20%(或F, F 1.2 ), 则将增加到495g, 图11-2,总渔获重量,总产值和总平均资源生物量 随捕捞死亡系数比率变化曲线. ICES(东北大西洋)及其他地方广泛应用. Y 38 7465=产值 39 40 VPA的初始值可用以下两种方法之一得到： （1）每个世代的当前绝对资源量可以通过调查
16、船的直 接调查估计（Recruitment survey）。 （2）按照捕捞努力量当前水平估计当前的捕捞死亡系 数，然后通过渔获量，估计每个世代的大小（Status quo F）。 41 12/14/202042 of 27 Tuned VPA using survey data Extra information is required to estimate either F or N at terminal age for a cohort (year class) incomplete in catch-at-age matrix. VPA tuned by abundance index estima
