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ISSN : 1225-827X(Print)
ISSN : 2287-4623(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries Technology Vol.54 No.2 pp.116-123
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFOT.2018.54.2.116

CPUE standardization of Pacific bluefin tuna caught by Korean offshore large purse seine fishery (2003-2016)

Sung Il LEE, Doo-Nam KIM*, Mi-Kyung LEE, Heon-Ju JO, Jeong-Eun KU, Jung-Jin KIM1
Distant Water Fisheries Resources Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
1Coastal Water Fisheries Resources Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
Corresponding author : doonam@korea.kr, Tel: +82-51-720-2330, Fax: +82-51-720-2337
20180430 20180516 20180523

Abstract


Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) has been mostly caught by the Korean offshore large purse seine fishery in Korean waters. The annual catch of Pacific bluefin tuna caught by the offshore large purse seine fishery in Korean waters showed less than 1,000 mt until the 1990s except for 1997. The catch sharply increased to 2,401 mt in 2000 and recorded the highest of 2,601 mt in 2003, but the catch has generally decreased with a fluctuation thereafter. The main fishing ground of Pacific bluefin tuna of this fishery is formed around Jeju Island. However, it expanded to the Yellow Sea, the coastal of Busan, and the East Sea, which depends on the migration patterns of Pacific bluefin tuna by season. The CPUE standardization of Pacific bluefin tuna was conducted using Generalized Linear Model (GLM) to assess the proxy of the abundance index. The data used for the GLM were catch (weight), effort (number of hauls), catch ratio of Pacific bluefin tuna, moon phase by year, quarter and area. The standardized CPUE from 2004 to 2011, except for 2003 and 2010, showed a steady trend, and then increased until 2014. The CPUE in 2015 decreased, and in 2016 was higher than that in 2015. The result of GLM suggests that the effect of the catch ratio of Pacific bluefin tuna is the largest factor affecting the nominal CPUE.



우리나라 대형선망어업에서 어획된 태평양참다랑어의 CPUE 표준화(2003-2016)

이 성일, 김 두남*, 이 미경, 조 헌주, 구 정은, 김 중진1
국립수산과학원 원양자원과
1국립수산과학원 연근해자원과

초록


    National Fisheries Research and Development Institute
    R2018025

    서 론

    참다랑어는 농어목(Perciformes) 고등어과(Scombridae) 에 속하는 온대성 어종으로, 전 세계에 태평양참다랑어 (Pacific bluefin tuna, Thunnus orientalis), 대서양참다랑 어(Atlantic bluefin tuna, T. thynnus), 남방참다랑어 (Southern bluefin tuna, T. maccoyii) 등 3종이 분포한다. 참다랑어는 다랑어류 중에도 특히 고가 어종으로 취급 되는데, 관련 지역수산관리기구들(Regional Fisheries Management Organizations, RFMOs)에서 어획쿼터제로 관리해 왔음에도 불구하고, 과도한 어획은 근래 이들 자원을 급격히 감소시켰다. 따라서 참다랑어를 관리하 고 있는 RFMOs인 중서부태평양수산위원회(Western and Central Pacific Fisheries Commission, WCPFC), 전미열대다랑어위원회(Inter-American Tropical Tuna Commission, IATTC), 대서양다랑어보존위원회 (International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas, ICCAT) 및 남방참다랑어보존위원 회(Commission for the Conservation of Southern Bluefin Tuna, CCSBT)에서는 최근 이들 자원을 회복시키고자 자 원회복계획 및 목표를 수립하여 철저히 관리하고 있다.

    참다랑어 중에서 태평양참다랑어는 우리나라, 일본, 대만, 미국, 멕시코 해역 등에 회유ㆍ분포하는데, 관할 수역에 따라 중서부태평양 수역에서의 어획은 WCPFC, 동부태평양 수역에서의 어획은 IATTC가 각각 관리하 고 있다.

    태평양참다랑어는 우리나라 수역에서 대형선망어업 으로 대부분 어획되고 있다. 태평양참다랑어의 어장은 주로 제주도 인근 해역에서 형성되고 있으나, 이들의 회유 패턴에 따라 시기별로 서해안, 부산 연안, 그리고 동해안까지 형성되기도 한다(NFRDI, 2002; Yoo et al., 2012). 우리나라에서 대형선망어업에 의한 태평양참다 랑어의 어획량은 1997년을 제외하고 1990년대까지는 1 천톤 이하였으나, 2000년에 어획량이 약 24백톤으로 증 가하여 2003년에 2,601톤으로 최고치를 기록하였고, 그 이후 변동을 보이면서 감소하였다(Fig. 1).

    태평양참다랑어에 대한 자원상태는 북태평양 다랑어 및 다랑어 유사종 국제과학위원회(International Scientific Committee for Tuna and Tuna-like Species in the North Pacific Ocean, ISC)에서 중서부태평양과 동부태평양에서 어획되는 참다랑어를 하나의 계군으로 간주하여 두 해역 에서 어획된 참다랑어의 조업 및 생태학적 정보 등을 이용 해서 평가하고 있다. 자원평가에 사용되는 자료 중에서 표준화된 자원량 지수(CPUE)는 중요하게 활용되는데, 태평양참다랑어의 주요 조업국인 일본, 대만 등은 자국 의 어업에 대한 참다랑어의 CPUE 표준화를 분석하여 ISC에 제공하고 있다(Fukuda et al., 2018; Sakai and Tsukahara, 2018; Sakai et al., 2018). 그러나 우리나라는 태평양참다랑어에 대한 어획량 및 노력량 등의 정보 부 족으로 현재까지 관련 연구가 거의 전무하였다.

    따라서 본 연구에서는 우리나라 대형선망어업에 어 획된 태평양참다랑어의 자원량 지수를 개발하기 위해 분석에 필요한 자료를 수집하고, 태평양참다랑어에 대 한 우리나라 대형선망의 조업특성을 분석하였으며, 일 반선형화모델(Generalized Linear Model, GLM)을 이용 하여 CPUE 표준화를 수행하였다.

    재료 및 방법

    대형선망어업에 의한 태평양참다랑어(이하 “참다랑 어”라 칭함)의 CPUE 표준화를 위해 사용한 자료는 부산 공동어시장과 무선국에서 수집한 것으로, 조업일자, 위 치(해구), 시간(낮/밤), 노력량(인망수) 및 어획량(중량) 자료이다. 대형선망어업은 일반적으로 고등어 등과 같 은 소형 부어류를 주 목표종으로 조업하며, 참다랑어는 제주도 주변 해역에서 일시적으로 어획되고 있다(Shin et al., 2018). 따라서 참다랑어 CPUE 표준화를 위해 수 집된 대형선망어업의 조업정보 중에서 참다랑어 어획실 적이 있는 자료만을 사용하였으며, 이번 연구에서는 CPUE 표준화 시 어획량이 “0”인 경우는 고려하지 않았 다. 또한 2003년 이전 자료는 참다랑어의 어획량 정보 가 전혀 없어 사용할 수 없었고, 2003-2016년까지의 자 료가 분석에 사용되었다. 그리고 조업일자는 연도(Year) 와 계절(Quarter)로 변환하였고, 조업위치는 위ㆍ경도 (1°x1°)로 변환하여 분석하였다.

    대형선망어업에 의한 어획분포를 알아보기 위해 참다 랑어의 어획량을 위ㆍ경도 1°x1° 기준으로 집계하여 시 기별 어장도를 분석하였다.

    Shin et al. (2018)에 따르면, 참다랑어는 대형선망어 업에 의해 주로 제주도 주변 해역에서 일시적으로 어획 또는 혼획된다. 따라서 대형선망어업에서 참다랑어의 어획비율은 CPUE에 영향을 미치는 중요한 요소가 될 수 있으므로, 각 인망당 총 어획량에서 참다랑어의 어획 비율을 CPUE 표준화 분석에 사용하였다.

    참다랑어의 CPUE 표준화를 위해 GLM을 다음과 같 이 설정하고, 가장 적합도가 높은 모델의 결과를 참다랑 어 CPUE 표준화 결과로 선택하였으며, R 통계 패키지 를 분석에 사용하였다.

    • Case 1: Ln(CPUE + c) ~ Y + Q + R + Long + error

    • Case 2: Ln(CPUE + c) ~ Y + Q + R + Lat*Long + error

    • Case 3: Ln(CPUE + c) ~ Y + Q + R + Long + moon + error

    여기서, CPUE는 인망당 어획량, c는 CPUE 평균의 10% 값이고, Y는 연도, Q는 계절, Long은 경도, Lat*Long은 위도와 경도간의 상호작용, R은 참다랑어 의 어획비율, moon은 달의 위상(Moon phase)에 대한 요소이며, 그리고 error는 오차를 나타낸다.

    결과 및 고찰

    어장분포

    대형선망어업에 의한 참다랑어의 어획분포 특성을 파 악하기 위해 연도별 및 계절별 어장분포를 분석한 결과 는 Fig. 2 및 Fig. 3과 같다.

    Fig. 2는 5년 단위로 해구별 어획량을 합산하여 나타 낸 것으로, 제주도 주변 해역에서 참다랑어의 어획밀도 가 높음을 알 수 있다. 어획량이 높았던 2000년대에는 참다랑어 어장이 서해안과 동해안까지 확장되어 형성되 었고, 2010년대 전반기에는 어획량 감소와 함께 어장이 이전에 비해 축소된 것으로 나타났다. 2010년대 후반기 에는 참다랑어의 어장이 더욱 축소되어 제주도 주변 해 역을 중심으로 남해안 및 동해남부 해역에 국한되었다. 그러나 이러한 참다랑어의 어장 축소는 참다랑어의 회 유 또는 내유량의 변화라고 해석하기보다는 WCPFC에 서 참다랑어의 자원회복을 위해 2015년부터 어획 한도 량을 50% 감축시킨 보존관리 조치의 이행과 보다 밀접 한 관계가 있는 것으로 보인다. 따라서 이러한 최근의 조업환경을 감안할때, 참다랑어의 회유 또는 어장분포 를 정확히 파악하기 위해서는 쿼터제로 인한 어획 제한 으로 선박에서 해상에 투기하는 참다랑어 폐기량에 대 한 정보가 추가로 수집되어야 할 것이다.

    계절별 참다랑어의 어장분포를 살펴보면(Fig. 3), 겨 울철(1-3월, Q1)과 봄철(4-6월, Q2)에 제주도 주변 해역 을 중심으로 어획밀도가 높았다. 여름철(7-9월, Q3)과 가을철(10-12월, Q4)에는 다른 계절에 비해 어획밀도가 상대적으로 낮았지만, 어장이 서해안까지 형성되어 어 장범위는 더 넓었다.

    참다랑어의 어획비율

    대형선망어업에 의한 참다랑어의 목표조업 여부를 알 아보기 위해 조업당 참다랑어의 어획비율 및 어획량을 시기별로 분석한 결과, 참다랑어의 어획비율이 100%인 경우도 있었지만, 대부분이 20% 미만이었고(Fig. 4(a)), 참다랑어의 어획량 역시 일부 조업에서 다량 어획되었 으나, 대부분이 5톤 미만으로 낮았다(Fig. 4(b)). 특히, 2008년 이후 참다랑어의 어획비율이 80% 이상 되는 조 업들이 이전 연도에 비해 많아진 것으로 나타나 일부 조업은 어탐을 통해 참다랑어를 어획했을 가능성도 시 사한다. 그러나 우리나라 대형선망어업은 일반적으로 고등어 등을 목표로 조업하고, 참다랑어에 대한 조업은 이들의 출현시기 및 내유량에 따라 기회적으로 이루어 지기 때문에, 참다랑어의 어획비율 또는 어획량만으로 그것이 목표조업에 의한 것인지 아니면 부수적으로 이 루어진 것인지를 판단하기 위한 기준을 설정하는 것은 쉽지 않다. 따라서 대형선망어업에서 참다랑어의 목표 조업 여부는 조업기술 및 전략에 변화가 있었는지에 대 한 세부적인 조사와 함께 조업정보에 대한 다각적인 통 계 분석이 선행된 이후 판단 가능할 것으로 보인다.

    본 연구에서는 참다랑어의 어획조건을 CPUE 표준화 에 반영하기 위해 어획비율 20%를 기준으로, 20% 이상 은 어획이 좋았던 조업(good), 그리고 20% 미만은 어획 이 저조했던 조업(poor)으로 구분하여 분석하였다.

    CPUE 표준화

    CPUE 표준화를 위해 먼저 예측변수(predictor variable) 와 참다랑어 어획량간의 관계를 분석하였으며(Fig. 5), 예측변수는 GLM에서 요소로 사용한 위도(Latitude), 경 도(Longitude), 연도(Year), 계절(Quarter), 참다랑어의 어획비율(PBF ratio), 달의 위상(Moon phase)이다. 어획량은 조업해역에 있어서는 위도 32-33°N, 그 리고 경도 126-129°E에서, 계절적으로는 겨울(Q1)과 봄 (Q2), 그리고 어획비율이 높았던 조업(X=2.0)에서 높았 다. 그러나 어획량이 연도 및 달의 위상과는 뚜렷한 경향 을 보이지는 않았으며, 최근 2014-2016년에, 그리고 달 의 위상이 보름달(X=1.0)에 가까워지는 시기에 다른 시 기 보다 높은 어획량을 기록하였다.

    참다랑어의 CPUE 표준화에 가장 적합한 모델을 선택 하고자 각 GLM 추정 결과에 대해 Akaike Information Criterion (AIC) (Akaike, 1973)를 분석ㆍ비교하였으며, 이중에서 AIC가 가장 낮은 Case 3을 참다랑어 CPUE 표준화를 위한 모델로 선정하였다(Table 1).

    대형선망어업에 의한 참다랑어의 연도별 일반(nominal) CPUE는 2003년부터 2011년까지 감소 추세를 보였으 나, 2012년 이후부터 증가하여 2014년에 크게 증가하였 으며, 최근(2015-2016년)에는 평균 1.6 mt/haul 수준을 보였다(Figs. 1 and 6). 표준화한 연도별 CPUE는 2003년 과 2010년을 제외하고 2004년부터 2011년까지 상대적 으로 일정한 수준을 보였고, 그 이후 2014년까지 증가추 세를 보였으나, 2015년에 다시 감소하였다(Fig. 6). 전 기간에 대한 CPUE 평균값으로 연도별 상대비율을 구하 여 비교해 본 결과, 일반 CPUE와 표준화한 CPUE간에 그 경향은 전반적으로 비슷하였으나, 일반 CPUE가 표 준화한 CPUE 보다 2009년과 2011년에 크게 낮았고, 2015년과 2016년에는 높아 연간 변동폭이 표준화한 CPUE 보다 상대적으로 컸다. 따라서 표준화한 CPUE가 참다랑어의 자원량 지수로 보다 타당한 것으로 보인다. 그리고 Fig. 7은 참다랑어의 계절별 CPUE 표준화 결과 를 나타내는데, 이전 결과(Figs. 3 and 5)와 같이, 겨울 철과 봄철에 CPUE가 높았다. 2003년의 높은 CPUE는 조업자료가 부족하여 편차가 컸기 때문인 것으로 사료 되며, 추가 자료수집을 통한 재검토가 필요한 것으로 생각된다.

    GLM에 의한 각 요소의 추정치, 표준오차 및 통계치 에서, 참다랑어의 CPUE에 가장 큰 영향을 미치는 요소 는 참다랑어의 어획비율(R)이었다(Table 2).

    CPUE 표준화는 CPUE에 가장 영향을 미치는 요소들 이 무엇이고, 또한 자원밀도와 무관한 요소들이 무엇인 지를 파악하여 그 요소를 제거하기 위해 수행된다. 우리 나라 대형선망어업에서 어획되는 참다랑어의 CPUE 표 준화를 위해 연도, 계절, 참다랑어의 어획비율, 달의 위 상에 대한 요소들을 고려하였고, 모두가 CPUE에 미치 는 영향이 유의한 것으로 나타났다. 특히, 이중에서 참다 랑어의 어획비율이 CPUE에 가장 큰 영향을 미쳤다 (Table 2).

    본 연구에서는 참다랑어의 CPUE 표준화에 달의 위상 에 대한 요소를 적용하였는데, 이는 우리나라 대형선망 선들의 조업시간이 거의 야간에 100% 조업한 것으로 확인되어, 어획율이 달의 밝기와 관계가 있을 것으로 가정하였다. 그러나 달의 위상은 대형선망어업에 어획 되는 참다랑어의 CPUE에 그렇게 큰 영향을 미치지는 않는 것으로 보인다(Fig. 5). 일반적으로 태평양 열대해 역에서 다랑어류를 어획하는 선망선들의 부상군(free school) 조업이 해가 뜬 이후에 이루어진다는 점을 감안 할 때(Moon et al., 2005; Lee et al., 2015), 우리나라 대형선망선들은 고등어를 주 목표로 조업하기 때문에 참다랑어 조업은 야간에 이루어지는 것으로 생각된다.

    참다랑어는 온대성 어종이기 때문에, CPUE가 수온과 도 밀접한 관계가 있을 것으로 추정되며, Shin et al. (2018)에 의하면, 제주도 주변 해역에서 수심 50 m의 수온이 15-16°C일 때 가장 높은 어획량과 CPUE를 보였 다. 따라서 추후 참다랑어의 CPUE 표준화 연구에서는 수온의 요소를 고려한 분석이 필요할 것이다.

    최근에는 연승어업에 의한 다랑어류의 CPUE 표준화 에 선박(선장)의 영향을 고려하고 있는데(Hoyle et al., 2017), 특히, 선망조업은 어탐을 통해 어군의 유무와 규 모를 확인하고, 투망 속도와 방향, 양망 시점 등의 판단 이 조업 성공과 직접적으로 연관되기 때문에 선장의 어 로기술, 즉 노하우가 CPUE에 큰 영향을 미칠 것으로 사료되므로 이에 대한 자료수집 및 개발도 이루어져야 할 것이다. 그리고 참다랑어의 어획쿼터는 미성어(30 kg 미만)와 성어(30 kg 이상)로 구분하여 관리하고 있으므 로, 향후 연구에서는 어체크기를 고려한 CPUE 표준화 도 고려되어야 한다.

    본 연구에서는 우리나라 대형선망어업에 의한 참다랑 어의 자원량 지수를 개발하고자 수집 가능한 자료를 이 용하여 CPUE 표준화를 수행하였다. 참다랑어 조업에 대한 제한적인 정보 등으로 인해 몇 가지 규명해야 할 과제들이 여전히 남아있지만, 위에서 고찰한 사항들이 추가적으로 개발된다면, 참다랑어에 대한 국제공동 자 원평가에 중요한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

    결 론

    태평양참다랑어는 우리나라 수역에서 대형선망어업 으로 대부분 어획되고 있으며, 대형선망어업의 참다랑 어 어획량은 1990년대까지는 1천톤 이하의 낮은 수준이 었으나, 2000년에 어획량이 크게 증가하여 2003년에 2,601톤으로 최고치를 기록하였고, 그 이후 변동을 보이 면서 감소하였다. 본 연구에서는 태평양참다랑어의 CPUE 표준화를 위해 부산공동어시장과 무선국에서 수 집한 2003-2016년간의 대형선망어업의 조업일자, 위치 (해구), 시간(낮/밤), 노력량(인망수) 및 어획량(중량) 자 료를 사용하여 일반선형화모델(Generalized Linear Model)로 분석하였다. 표준화된(standardized) CPUE는 2003년과 2010년을 제외하고, 2004부터 2011년까지 0.4-0.5 mt/haul 범위의 일정한 수준을 보였고, 그 이후 증가하여 2014년에 1.2 mt/haul로 최고치를 보였으나, 2015년에 다시 0.5 mt/haul 이하로 감소하였다. 그리고 GLM 분석 결과, 태평양참다랑어의 일반(nominal) CPUE 에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 참다랑어의 어획비율 이었다.

    사 사

    이 논문은 2018년도 국립수산과학원 수산시험연구사 업(R2018025)의 지원으로 수행된 연구입니다.

    Figure

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    Annual catch of Pacific bluefin tuna and its nominal CPUE caught by Korean offshore large purse seine fishery in Korean waters, 1982-2016 (Data source: ISC database).

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    Map showing the fishing areas of Pacific bluefin tuna (PBF) of Korean offshore large purse seine fishery, aggregated by 5-year period. Note that the fishing ground of 2000 is for the periods of 2003-2004, and that of 2015 is for the periods of 2015-2016. Red color indicates higher catch and yellow color indicates lower catch.

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    Map showing the fishing areas of Pacific bluefin tuna (PBF) of Korean offshore large purse seine fishery, aggregated by quarter. Red color indicates higher catch and yellow color indicates lower catch.

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    Proportion of catch of Pacific bluefin tuna (PBF) in total catch and the total PBF catch through time.

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    Response (catch of Pacific bluefin tuna) versus predictor variables.

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    Nominal (circle) and standardized (line) CPUE indices of Pacific bluefin tuna by year.

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    Nominal (circle) and standardized (line) CPUE indices of Pacific bluefin tuna by quarter.

    Table

    AIC results for comparison of GLMs
    Results of lognormal (CPUE + c) GLMs

    Reference

    1. H. Akaike (1973) Information theory and an extension of the maximum likelihood principle. In Petrov BN and Csaki F, ed. 2nd International Symposium on Information Theory. Publishing house of the Hungarian Academy of Sciences, Budapest. 268-81. Reprinted in 1992 in Kotz S and Johnson N, ed. Breakthroughs in Statistics 1. Springer Verlag, New York, 610-624.,
    2. Y Fukuda , Y Tsukahara , O Sakai (2018) Updated standardized CPUE for 0-age Pacific bluefin tuna caught by Japanese troll fisheries: Updated up to 2016 fishing year. ISC/18/PBFWG-1/03, 1-11.,
    3. SD Hoyle , C Assan , ST Chang , D Fu , R Govinden , DN Kim , SI Lee , J Lucas , T Matsumoto , K Satoh , YM Yeh , T Kitakado (2017) Collaborative study of tropical tuna CPUE from multiple Indian Ocean longline fleets in 2017. IOTC-2017-WPTT19-32, 1-52.,
    4. M.K. Lee , S.I. Lee , Z.G. Kim , J.E. Ku , H.W. Park , S.C. Yoon (2015) The fishing characteristics of Korean tuna purse seine fishery in the Pacific Ocean., J Korean Soc Fish Technol, Vol.51 (3) ; pp.414-423
    5. D.Y. Moon , W.S. Yang , S.S. Kim , J.R. Koh , E.J. Kim (2005) Characteristics of the Korean tuna purse seine fishery in the Western and Central Pacific Ocean., J Korean Soc Fish Technol, Vol.41 (4) ; pp.263-270
    6. NFRDI (2002) Fishing gear of Korea., Hangeul Graphics Publ. Co., ; pp.1-579
    7. O Sakai , Y Tsukahara (2018) Japanese coastal longline CPUE and catch-at-length for Pacific bluefin tuna: Update up to 2016 fishing year. ISC/18/PBFWG-1/01,1-16.,
    8. O Sakai , K Nishikawa , H Fukuda , S Nakatsuka (2018) Input data of Pacific bluefin tuna fisheries for stock assessment model, Stock Synthesis 3; Simple update for 2018assessment. ISC/18/PBFWG-1/06, 1-33.,
    9. A. Shin , S.C. Yoon , S.I. Lee , H.W. Park , S. Kim (2018) The relationship between fishing characteristics of Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) and ocean conditions around Jeju Island., Fisheries and Aquatic Sciences, Vol.21 (1) ; pp.1-12
    10. JT Yoo , ZG Kim , SI Lee , IJ Yean , SC Yoon , DW Lee (2012) Recent update of Pacific bluefin tuna catch in Korean waters. ISC/12-1/PBFWG/19, 1-9.,