魚類的族群動態往往有所謂“非穩態（nonstationary）”特徵，該特徵受具有時間自相關的隨機生物過程所控制，並且受環境變異或氣候變遷所影響，因此我們可以觀察到魚類族群的生物量，加入量及生活史特徵常存在有年間的相關性。
本研究透過國際合作與南非開普敦大學 Henning Winker博士及美國國家海洋漁業局太平洋島嶼漁業科學中 Michelle Sculley博士及臺大海洋所博士生 許蓁完成，研究目的為利用所開發的分析方法（Bayesian autoregressive state-space surplus production modelling，改良自JABBA）探討魚類族群動態過程中的非穩態特性。研究團隊將該方法套用至目前受到國際漁業管理組織所關注的三種太平洋高度洄游性魚類（紅肉旗魚；黑皮旗魚；劍旗魚），探討非穩態特性是否導致上述魚種的資源狀態更容易變成被過度漁撈。這項研究成果發表在2020年Deep-Sea Research Part II期刊（https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2019.104707）
圖一、台東成功魚市場旗魚拍賣盛況。
圖二、太平洋紅肉旗魚；黑皮旗魚；劍旗魚的釣獲率概況（1970年代與2010年代相比）。藍線表示的是中西太平洋漁業委員會及美洲熱帶鮪魚委員會的合併公約水域，紅線為本研究系群定義。
研究結果顯示，紅肉旗魚的族群動態之過程的確存在明顯的非穩態特性，而黑皮旗魚及劍旗魚則較不明顯。我們亦發現劍旗魚的最大持續生產量及族群成長率隨時間呈現震盪波動，而紅肉旗魚則呈現長時間系統性的改變。預測魚類族群數量（或生物量）的改變在漁業管理上相當重要，而上述三種魚種皆顯示當未來漁獲壓力維持在目前水準下時，族群非穩態特性並不會強烈影響族群生物量的預測結果。然而，紅肉旗魚的資源狀態則容易受到族群非穩態特性而容易被過度漁撈（機率增加了20%）。
圖三、（a）生物量誤差及（b）族群成長率之自回歸係數分布圖，該係數的95％信賴區間不包含零時，代表族群呈現“非穩態（nonstationary）”特徵。藍色為黑皮旗魚；橘色為劍旗魚；紅色為紅肉旗魚。
圖四、不同族群動態特性下紅肉旗魚未來可能被過度漁撈的風險。藍線為穩態模型；綠線為非穩態生物量誤差模型；紅線為非穩態族群成長率模型，結果顯示不同族群特性下的過度漁撈的風險明顯不同。
我們的研究建議當進行魚類資源的重建計畫來使其族群數量恢復時，應考慮到族群非穩態特性，雖然這是一大挑戰，本研究針對太平洋的旗魚類提供了一個理論技術框架來解決該問題。
延伸閱讀：Chang, Y.J., Winker, H., Sculley, M.,Hsu, J. (2020). Evaluation of the status and risk of overexploitation of the Pacific billfish stocks considering non-stationary population processes. Deep-Sea Research Part II, 175, 104707.
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