南极磷虾:小生物背后的大产业和海洋生态足迹

科学家正试图弄清南极磷虾渔业和气候变化对南极食物链的这个重要组成部分将产生怎样的影响。

Underwater photograph of wild Antarctic krill

冷战形势最严峻的时期,饥肠辘辘的苏联为了降低对西方粮食进口的依赖,使出了剑走偏锋的一招:这个超级大国派出数百艘渔船,到南极捕捞磷虾。

磷虾是一种甲壳纲动物。虽然它跟对虾和龙虾是亲戚,但磷虾的体型更小。一只磷虾没有多少肉,不过如果把全世界所有的磷虾加在一起,重量大约在3亿到5亿吨之间。海洋中数以百万亿计的磷虾,是除了细菌等单细胞生物体之外,地球上最大的野生动物生物量。

在没有竞争对手的情况下,苏联船队满载而归。苏联科学家将富含蛋白质的磷虾碾碎,制成了营养丰富的磷虾酱,并将其命名为“Okean”(俄语“海洋”)。这种酱可以混入蔬菜或者汤里食用。1973年,英国官员弄到了一些磷虾酱,并报告称这种酱尝起来“味道不错”。但那个时候磷虾酱并没有真正普及起来。到了20世纪80年代,苏联捕捞的磷虾的相当一部分已经被用作动物饲料。

当然,到了20世纪90年代初,苏联与它对磷虾酱的欲求一起成为了历史。从此再也无人打扰的磷虾可以自由自在地在南极海域畅游。在那里,它们是其他海洋生物——企鹅、海鸟、海豹、鱼类和鲸类重要的猎物。

谁是最大磷虾捕食者
数据根据多个来源汇总。制图:Manuel Bortoletti / 中外对话海洋

“我有点担心日益增加的捕捞活动对当地海洋生物造成的影响,因为渔业捕捞活动现在无论是在空间上还是在时间上都非常集中,”德国不莱梅哈芬(Bremerhaven)阿尔弗雷德·维格纳极地与海洋研究院(Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research)的磷虾研究者贝蒂娜·迈尔(Bettina Meyer)表示。“目前磷虾种群规模仍然很大,而且我们也有磷虾捕捞管理措施。所以,现在来看风险不大。但我们仍然要非常、非常谨慎地关注这个问题。”

南极磷虾

全球海洋中生活着多个品种的磷虾,但南极磷虾(学名“Euphausia superba”)是目前为止发现的体型最饱满的品种,因此捕捞价值最高。南极磷虾常常大群出没,规模可达数百万只,绵延数英里。由于人们尚未对南极磷虾在各个季节的活动进行系统的研究,因此科学家仍然没有完全弄明白其生命周期的一些关键问题,所以很难对不同年份南极磷虾种群的数量和分布,以及气候变化不断加速的情况下捕捞会造成的影响进行预测。

已知某些地区的磷虾种群丰度波动巨大,但这背后的原因仍然无从知晓。另一个未被完全理解的问题是南极磷虾的种群数量的动态规律:需要多少只成年的磷虾产卵才能繁育出足够的后代,从而使种群数量维持在足够高的水平上。最后,我们对幼年磷虾在生命的第一年迁徙到何处也知之甚少。

迈尔认为,这些不确定性都有助于解释为什么研究人员对于判断捕捞可能给磷虾种群带来的影响一直持谨慎态度。

“在这方面,我们的认识还有很大的空白,”她说。“举例来说,如果你把磷虾幼体的分布图与整个磷虾种群的分布图进行对比的话,你会发现,整个种群更新换代的重任似乎落在了一小部分磷虾的身上。”

换言之,尽管每年从南大洋捕捞的磷虾仅占磷虾种群数量的一小部分,但如果捕捞到的恰巧是正在繁育后代的成年磷虾,那么这种捕捞行为就可能产生过大的影响。

按照官方的说法,这种情况不可能发生。南极磷虾捕捞受到严格管理,并且号称是“可持续的”。与其他有争议的领域不同的是,在南极磷虾捕捞的问题上,科学家、环保人士、以及捕捞产业之间在很大程度上保持着合作和建设性的关系。“我认为这种关系是非常友好、非常开放的,”迈尔表示。 

养护委员会

对包括磷虾在内的南极海洋物种的捕捞活动受到南极海洋生物资源养护委员会(Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources,缩写为“CCAMLR”)的管理,该机构由25个对南极地区存在利益诉求的国家和欧盟组成。委员会负责监测种群规模、评估捕捞活动健康程度, 并设置年度捕捞量上限。

南极海洋生物资源养护委员会将南极地区的海洋分为三个大区,并根据2010年对其中一个大区——即大西洋一侧的48区——磷虾种群规模的估算(总计约6030万吨)设定捕捞上限。在此基础上,委员会设定了捕捞的绝对上限——称为“审慎捕捞上限”(precautionary catch limit),即每年561万吨。每年的实际捕捞量远远达不到这个上限。委员会仅允许在七个“亚区”(sub-area)及“分区”(division)内开展捕捞,而每个区域都有自己的上限——每年不超过62万吨——这也被称作 “触发水平”(trigger level)。不过目前,捕捞活动仅在四个亚区开展,并且它们都位于48区。其中, 捕捞活动最活跃的区域是南极半岛附近的48.1区,年捕捞量上限为15.5万吨。

来源:南极海洋生物资源养护委员会(CCAMLR)。制图: Manuel Bortoletti / 中外对话海洋

2020年,各区实际磷虾捕捞总量达45.0781万吨。这一数字在过去五年中虽然已经翻了一番,但仍然显著低于触发水平。

所以,是不是一切都好,不必担心了呢?其实不是。

位于英国剑桥的英国南极调查局(British Antarctic Survey)保护生物学负责人菲利普·特雷森(Philip Trathan)指出,允许在大面积海域内进行看似相对少量捕捞活动的渔业管理策略最终可能仍然会被证明是不可持续的。“重要的是在何处捕捞,”他说。“举例来说,假设允许你从一个划定的海域中捕捞100吨磷虾。这个上限其实在假定渔船会在这片海域中均匀地捕捞磷虾的前提下设定的。但现实中可能不是这样。你肯定会选择把握最大、最容易获利的区域。而这些区域可能恰巧也是企鹅、海豹、鲸鱼会去的地方。”

换言之,磷虾捕捞业受到批准的、且在审慎上限之内的捕捞量可能恰恰是从以磷虾为食的海洋生物嘴里夺来的。这一点非常重要,因为不同年份之间磷虾种群规模的变化——包括受捕捞影响而发生的波动——被认为会波及到以磷虾为食的捕猎者,尤其是企鹅。2020年一项对南极半岛以北约120公里的南设得兰群岛(South Shetland island)的企鹅种群的研究表明,该岛周边水域磷虾捕捞程度与企鹅健康水平的下降存在关联。

领导这项研究的是位于加州拉由拉(La Jolla)的美国国家海洋与大气管理局的乔治·沃特斯(George Watters)。他通过20世纪80年代至今的数据发现,当磷虾捕捞量急剧增加时,企鹅找到食物的时间更长,健康幼鸟的数量也更少。

特雷森认为,现有渔业管理方式的一个问题在于,它实际上导致渔船之间每年都会为了在尽可能短的时间内捕捞到尽可能多的渔获而展开一场混战。比如,48.1区今年的捕捞量上限在6月初就达到了,因此从现在到12月该区处于禁渔期。这种“奥运会式”的管理方式使得渔业捕捞活动的区域缩小、捕捞期缩短。

很多科学家和环境保护团体都希望对磷虾捕捞的区域和时间段实施更严格的管控。相关措施可能包括,将现有亚区划分为面积更小的区域,而且为每个小区域设定各自(更小的)最大捕捞上限。

有些国家则更进一步,支持在包括南极半岛周边在内的海域建立新的海洋保护区,并基于此实施更严格的管控,甚至干脆禁止在最敏感的海域开展磷虾捕捞。

由于迫切希望避免此类严格监管措施的推出,磷虾捕捞业已经采取行动表明他们完全可以自行管理过度捕捞的威胁。去年12月,一个名为“负责任磷虾捕捞企业协会”(Association of Responsible Krill Harvesting Companies)的行业组织自发在南极半岛三个企鹅栖息地附近实施为期十二个月的磷虾禁捕期。此外,该行业此前已经在企鹅栖息地附近建立了一系列缓冲区,在企鹅孵化和育雏阶段暂停捕捞磷虾。

南极海洋生物资源养护委员会定于11月讨论新的限制措施,但身为该委员会科学顾问小组成员的特雷森表示,恐怕很难有大的进展。“我认为这是一项艰巨的任务,在一定程度上不仅取决于科学证据,也有赖于讨论的过程。应该确保我们有足够的时间充分进行讨论。”

目前工作的重点在于确保现有保护措施落实到位。在七个亚区和分区中分配触发水平上限的管理体系今年即将到期。如果不延期,那么从技术上讲,捕捞者将能够在他们选定的任何区域——包括南极半岛附近的敏感海域——捕捞高达62万吨的磷虾。

各国磷虾捕捞现状

目前,挪威在磷虾捕捞业中占据主导地位。配备了先进的泵吸技术的挪威渔船能够连续不断地将水下渔网中的渔获自动送上甲板。在这种技术的支持下,挪威去年捕获大约25万吨磷虾,是捕捞量第二名的两倍多。除了挪威之外,智利、韩国、乌克兰也是磷虾捕捞大国。中国是一个重要的新利益相关方,去年捕捞磷虾约12万吨(2018年和2019年分别为4.1万吨和5万吨)。

20世纪90年代,在此前的主要捕捞者苏联解体后,南极磷虾的年捕捞量大幅下降(1983/84年的捕捞量下降是由捕捞船队技术困难或者自然界磷虾猎食者数量增加导致的异常情况)。20世纪90年代以及21世纪最初十年,日本成了最大的捕捞国,但在2013年退出了这一领域。2010年以来捕捞量的增加很大程度上缘于挪威。数据来源:CCAMLR。制图:Manuel Bortoletti / 中外对话海洋

澳大利亚麦考瑞大学环境法中心主任刘能冶认为,磷虾捕捞“符合中国发展远洋渔业的政策。”

“因为实际捕捞量距允许捕捞量还存在一定的距离,这其中的增长空间(或只是维持现有捕捞力量的潜力)让中国决策者颇感兴趣,”刘能冶表示。 

气候变化

随着各国都计划在接下来的几年中增加磷虾捕捞量,另一个可能给磷虾种群造成压力的问题也让科学家们感到忧虑。磷虾作为一个冷水物种,研究人员不确定,随着南极海域海水的稳步升温,磷虾能不能活得下来。

“变化会发生,但速度会很慢,所以磷虾或许可以适应。我们不知道,”德国奥尔登堡大学(University of Oldenburg)磷虾研究员卡特莉娜·米歇尔(Katharina Michael)表示。

为了回答上述问题,米歇尔和她的同事们在南极近海捕捉了一些磷虾,并将它们养在灌满不同温度海水的水箱中。经过八个月的观察,他们发现,在水温3.5摄氏度或者更高时,磷虾的反应明显不同:它们的新陈代谢速度显著加快,耗氧量增加,体型也显著变小。

“(高水温环境下)能量需求增加,这可能对长期进程产生影响。能量可能被从生长和繁殖上拿走,”米歇尔表示。“我们现在还不知道,还需要进一步调查。但水温升高肯定会产生一些影响。”磷虾栖息地的水温随季节和天气大幅波动,但目前一般处于零下1.8到5.5摄氏度之间。

阿尔弗雷德·维格纳研究院的迈尔称,未来应密切监测水温升高对磷虾体型的潜在影响,同时还应关注种群分布和密度等重要信息。

为了获得真实世界数据,迈尔希望充分利用目前磷虾研究人员与磷虾捕捞者之间的友好关系。由于科研船和野外工作站中席位有限,迈尔希望更多的捕捞船可以为科研活动提供帮助,无论是通过搭载科学家,还是自行采集样本以供研究的方式。

有了更可靠的测量结果,就可以提高管理体系的响应能力,可以根据磷虾资源的真实情况每年收紧或者放松捕捞上限。“南极海洋生物资源养护委员会需要找到一种方式,在允许捕捞活动的同时,降低给企鹅、海豹、鲸等捕食动物带来的风险,”特雷森表示。“但归根结底,捕捞的磷虾越多,产生影响的可能性就越大。”

翻译:子明