改进繁殖力估计以指导北美东部软壳蛤(Mya arenaria L.)的跨境法定最小捕捞尺寸限制

《Fisheries Research》:Improving fecundity estimates to inform transborder legal size limits of soft-shell clams (Mya arenaria L.) in eastern North America

【字体: 时间:2026年06月07日 来源:Fisheries Research 2.3

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  整个北美东部软壳蛤(Mya arenaria L.)的捕捞量和丰度明显下降。虽然这些下降的原因可能因区域而异,但关于繁殖力(fecundity)和生殖种群(reproductive stock)以及最小法定尺寸限制(minimum legal s

  
整个北美东部软壳蛤(Mya arenaria L.)的捕捞量和丰度明显下降。虽然这些下降的原因可能因区域而异,但关于繁殖力(fecundity)和生殖种群(reproductive stock)以及最小法定尺寸限制(minimum legal size limits)有效性的问题已被提出。研究人员提供了对来自南部圣劳伦斯湾(southern Gulf of St. Lawrence,SGSL)和缅因湾(Gulf of Maine,GOM)的软壳蛤估计繁殖力的当代理解,重点关注蛤蜊大小如何影响卵母细胞(oocyte)的产生和活力。研究人员还估计了与当前50?mm(SGSL)和50.8?mm(2英寸;GOM)最小尺寸限制相比,各种尺寸限制管理情景对渔业产量(fishery yields)和雌性生殖种群(female reproductive stock)的可能结果。在SGSL和GOM中,估计卵母细胞产量随着蛤蜊壳长的增加而急剧增加。平均而言,SGSL(产卵前)和GOM(产卵后)分别有58%和63%的卵母细胞是可行的。活力率(viability rates)在蛤蜊大小上是一致的,但变化很大。在法定尺寸限制的背景下,研究数据表明,在SGSL设置65?mm的上限尺寸,在GOM设置88.9?mm的上限尺寸,结合降低的最小法定尺寸限制40?mm,将增加雌性生殖种群,并对渔业产量影响最小。除了阐明软壳蛤生殖生物学(reproductive biology)的各个方面外,这项研究还向资源管理者提供了在考虑软壳蛤法定尺寸限制时的相关信息。此外,研究结果为全球范围内将这种方法应用于蛤蜊渔业管理(clam fisheries management)提供了模板。
论文解读文章:

## 研究背景、问题与目的

软壳蛤(Mya arenaria L.)渔业在北美东部历史悠久,支撑了沿海社区的经济与文化,但近几十年来捕捞量和丰度显著下降。例如,缅因湾(Gulf of Maine,GOM)的下降主要归因于气候变化导致的绿蟹(Carcinus maenas L.)种群增加;而加拿大东部(尤其是南部圣劳伦斯湾,southern Gulf of St. Lawrence,SGSL)的下降原因尚不明确。目前,该区域普遍实施最小法定尺寸限制(minimum legal size limits,如SGSL为50?mm,GOM为50.8?mm或2英寸),旨在保护年轻性成熟个体以维持幼体供应和种群补充,但缺乏经验证据支持其有效性。此外,关于繁殖力(fecundity)与个体大小(或年龄)的关系,以及繁殖活力(viability)是否受大小和年龄影响,现有研究不足。因此,开展本研究旨在:提供当代软壳蛤繁殖力的定量理解,评估蛤蜊大小对卵母细胞(oocyte)产量和活力的影响,并利用所得数据模拟不同法定尺寸限制管理情景对渔业产量和雌性生殖种群(female reproductive stock)的潜在影响。该研究发表在《Fisheries Research》。

## 关键的技术方法

研究采用两种独立方法评估雌性软壳蛤繁殖力。SGSL部分(2025年,采样于加拿大新不伦瑞克省Maisonnette,n=254只蛤蜊)使用中性红(neutral red,NR)染色的组织显微法(whole-mount preparation):从蛤蜊中分离性腺,称重干燥,取少量组织“点样”于载玻片,通过显微镜计数活卵母细胞(live oocyte)、死卵母细胞和闭锁/异常卵母细胞,并推算总卵母细胞数和活力比例。GOM部分(2024年,采样于美国缅因州Jonesport、Bremen和Brunswick三个地点,共6804只蛤蜊)采用热冲击诱导产卵法:将蛤蜊置于温水中刺激排放配子,借助FlowCam 8400计数卵母细胞,并通过受精后第一极体出现评估活力。数据处理使用R语言进行协方差分析(ANCOVA)和广义线性模型(GLM),并基于实测数据模拟三种替代尺寸限制情景(增加上限尺寸、降低下限尺寸等)对渔业产量和生殖种群的影响。

## 研究结果

### 3.1 Southern Gulf of St. Lawrence (SGSL)

通过组织显微法分析91只雌性蛤蜊,发现总卵母细胞产量随壳长指数级增加(幂指数b=7.7,R2=0.53),活卵母细胞、死卵母细胞和闭锁/异常卵母细胞数量均与壳长显著相关(ANCOVA,p<0.0001),且采样日期无独立或交互效应。平均活力率为58.5%±17.9%,其中死卵母细胞占34.2%±16.7%,闭锁/异常卵母细胞占7.3%±5.9%。活力率不受壳长或采样日期影响(GLM,p>0.05),但闭锁/异常比例在7月9日采样时显著升高(0.17±0.07),并出现壳长与日期的交互效应(p=0.0396)。

### 3.2 Gulf of Maine (GOM)

通过诱导产卵法分析60只雌性蛤蜊,总卵母细胞产量同样随壳长显著增加(幂指数b=3.8,R2=0.42),站点、采样日期及其交互效应不显著。平均活力率为63.3%±26.3%,且与壳长、站点无关(GLM,p>0.05)。

### 3.3 Comparing size-fecundity relationships between the SGSL and GOM

两个区域的总卵母细胞(活+非活)在数值上有大量重叠,但SGSL蛤蜊壳长范围(34.7–75.2?mm)小于GOM(37.9–99.8?mm)。ANCOVA显示壳长与区域存在显著交互效应(p<0.0001),表明区域差异主要由最大壳长驱动。

### 3.4 Management application

模拟结果显示:在SGSL,维持50?mm最小尺寸并增加65?mm上限尺寸,可使系统中卵母细胞数量增加877%(≈9倍),但捕捞数量减少17%、生物量减少27%;若将最小尺寸降至40?mm并保留65?mm上限,卵母细胞增加787%,捕捞数量增加30%、生物量仅减少7%。在GOM,维持50.8?mm最小尺寸并增加88.9?mm上限,卵母细胞增加803%,捕捞数量和生物量分别减少16%和28%;将最小尺寸降至38.1?mm并保留88.9?mm上限,卵母细胞增加704%,捕捞数量增加6%、生物量减少23%。总体而言,增加上限尺寸可大幅提升生殖种群(7–9倍),同时对渔业产量影响较小(生物量下降2–28%,捕捞数量变化从减少17%到增加54%)。

## 讨论与结论

讨论部分指出:软壳蛤卵母细胞产量随壳长呈指数增长,且无生殖衰老(reproductive senility)证据,活力率约60%且不依赖大小;SGSL与GOM的繁殖力关系重叠,但最大壳长差异显著,暗示地理环境对生长策略的影响。活力率的高变异性支持“抽彩繁殖成功”(Sweepstake Reproductive Success,SRS)假设——少数个体在生殖过程中具有高成功率,因此保护高产卵母细胞的大型个体对种群延续至关重要。闭锁/异常卵母细胞比例在产卵前升高,可能反映程序性细胞死亡的时间依赖性。

**研究结论**:研究数据表明,在SGSL设置65?mm上限尺寸、在GOM设置88.9?mm上限尺寸,结合降低的最小法定尺寸限制(40?mm或38.1?mm),可使系统中卵母细胞数量增加7–9倍,并对渔业产量产生最小影响(短期生物量下降20–25%但补充潜力大幅提升)。这种方法类似于本区域其他无脊椎动物渔业(如美洲螯龙虾,Homarus americanus)的最大尺寸限制,旨在增加生殖种群并减少过度捕捞风险。尽管短期可能减少渔获量,但长期将通过加强补充来稳定捕捞量、支持沿海社区的文化与经济遗产。研究还强调,该方法可推广至全球蛤蜊渔业管理,但需结合当地生长率和环境条件进行区域化调整。
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