南極磷蝦的資源概況與生態(tài)系統(tǒng)功能

劉永新，李夢龍，方輝，李樂，王書

（中國水產(chǎn)科學研究院，北京 100141）

海洋漁業(yè)資源作為可再生食物資源，已成為我國動物性蛋白的重要來源和未來小康社會提升膳食結(jié)構(gòu)的重要戰(zhàn)略性生物資源[1-6]。在近海資源亟需休養(yǎng)生息的嚴酷形勢下，走向深藍，積極開發(fā)南極海洋生物資源已成為我國海洋漁業(yè)的重要戰(zhàn)略選擇[7,8]。南極磷蝦產(chǎn)自尚無明確權(quán)屬而被多國覬覦的潔凈南極海洋，資源儲量極其豐富且渾身是寶，具有打造我國第二個遠洋漁業(yè)和海洋生物戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的巨大潛力。近年來，隨著國際科技投入的不斷增加和技術(shù)進步的不斷積累，世界漁業(yè)發(fā)達國家已將南極磷蝦漁業(yè)打造成由高效捕撈技術(shù)支撐、高附加值產(chǎn)品拉動、集捕撈與船上精深加工于一體的全新性海洋生物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)，激發(fā)了世界各國的投入欲望。國務院發(fā)布的《國務院關(guān)于促進海洋漁業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2013〕11號）明確指出：積極參與開發(fā)南極海洋生物資源。因此，在“藍色圈地”和資源搶占日益激烈的國際大環(huán)境下，加快南極磷蝦資源開發(fā)，對促進我國遠洋漁業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級與跨越發(fā)展、培育海洋新興產(chǎn)業(yè)、保障糧食安全和爭取南極海洋開發(fā)權(quán)益具有重大戰(zhàn)略意義。本文重點闡述了南極磷蝦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及其生態(tài)系統(tǒng)功能，對南極磷蝦的發(fā)展提出管理性建議。

1 資源概況

南極磷蝦資源極為豐富，環(huán)繞南極大陸的整個南大洋均有分布，生物學年可捕量達1億t，于當今全球海洋捕撈產(chǎn)量的總和，然其開發(fā)利用程度仍很低。南極磷蝦漁業(yè)的健康發(fā)展是打造我國第二個遠洋漁業(yè)的首要選擇，其可成為海洋漁業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的新增長點。

1.1 群特征

南極水域蘊藏著豐富的海洋生物資源，已知南極磷蝦類有8種：大磷蝦Euphausia superb Dana、晶磷蝦E.cystallorophisa Holt and Tattersall、冷磷蝦E.friacantha Hasnesn、三刺磷蝦E.triacantha Holt and Tattersall、瓦氏磷蝦 E.vallentini Stebbing、長額磷蝦E.longirosteis Hansen、長額櫻磷蝦 Thysanoessa macrura G.O.Sar和近櫻磷蝦Thysanoessa vicini Hansen。其中，南極大磷蝦數(shù)量占絕對優(yōu)勢，體長范圍40～60mm。南極大磷蝦以群集方式生活，密度達10 000～30 000尾/m3，是地球上數(shù)量最大的單種生物資源之一，也是維持南極生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物種和高營養(yǎng)層級生物的重要食物來源[9,10]。南極磷蝦不僅富含高蛋白，還具有人體所必需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，如磷脂型多不飽和脂肪酸、甲殼素、蝦青素以及低溫活性酶等[11-13]，在醫(yī)藥化工及功能食品方面具有巨大的開發(fā)前景[14-16]。目前國內(nèi)外已有多家生物技術(shù)公司從事磷蝦高值產(chǎn)品研發(fā)，專利產(chǎn)品涵蓋了功能食品、蝦油保健品、濃縮蛋白以及各種蝦殼水解物等原料產(chǎn)品，形成了高值產(chǎn)業(yè)鏈，成為世界各海洋強國發(fā)展海洋生物新興產(chǎn)業(yè)競相追逐的目標。南極磷蝦資源的有效開發(fā)與高值化利用具有打造海洋生物戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的巨大潛力。

1.2 資源分布

南極磷蝦主要生活在南緯50°以南水域的南大洋中，環(huán)繞極地分布。歷史資料顯示，在環(huán)繞南極大陸的大西洋、太平洋和印度洋海域中南極磷蝦的分布并不均勻，以大西洋側(cè)密度最高，是目前南極磷蝦捕撈的主要漁場，印度洋側(cè)其次，太平洋側(cè)最低[17-23]。為綜合評估南極海域南極磷蝦資源，2000年南極海洋生物資源養(yǎng)護委員會（Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources，CCAMLR）組織南極磷蝦資源共同調(diào)查作業(yè)小組調(diào)查了各海域的南極磷蝦分布密度和資源量。此次南極磷蝦資源共同調(diào)查的對象海域擴大，在未調(diào)查時被推測為資源量為零或為非常低的海域的資源量增加。綜合調(diào)查結(jié)果認為，48區(qū)的總資源量為4 429萬t，58.4.1和58.4.2海區(qū)的南極磷蝦資源量分別為483萬t和390萬t，而整個南極洲地區(qū)南極磷蝦的生物量估計為6.5～10億t。根據(jù)南極磷蝦資源調(diào)查評估結(jié)果，南極海洋生物資源養(yǎng)護委員會對48區(qū)南極磷蝦的最大可捕產(chǎn)量從150萬t修正為400萬t。2010年，CCAMLR改進和完善了南極磷蝦的調(diào)查評估方法，又將48區(qū)南極磷蝦最大可捕產(chǎn)量從400萬t調(diào)整為561萬t；將58.4.1和58.4.2區(qū)的許可捕撈量設定為89萬t。可見南極磷蝦資源蘊藏量豐富，開發(fā)潛力巨大。

2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

南極海域路途遙遠、漁場安全環(huán)境惡劣，對從業(yè)者的專業(yè)素質(zhì)和船舶狀況和性能要求極高，因此南極磷蝦資源開發(fā)是一項成本高、風險大、專業(yè)性強的漁業(yè)生產(chǎn)活動?，F(xiàn)代南極磷蝦產(chǎn)業(yè)具有典型的高技術(shù)、高投入和高產(chǎn)出的特征。國際上南極磷蝦資源商業(yè)化開發(fā)始于20世紀70年代，而我國進入南極磷蝦產(chǎn)業(yè)僅有5年，捕撈量和捕撈效率等與國外相比還有較大差距。

2.1 開發(fā)歷史

南極磷蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展史可分為3個主要階段，第一階段為20世紀70年代初至80年代未的前蘇聯(lián)為主導階段，主要捕撈國家為前蘇聯(lián)和日本，前蘇聯(lián)占南極磷蝦捕撈產(chǎn)量的80%以上。1972年，蘇聯(lián)公布“南極探測計劃”，在南大洋開展調(diào)查和捕撈作業(yè)，產(chǎn)量由此迅速增加。1977年，前蘇聯(lián)南極磷蝦產(chǎn)量為10.50萬t，到1982年已升到49.17萬t；1986年之后產(chǎn)量保持在30.00萬t。第二階段為日本主導階段，主要由于前蘇聯(lián)的解體，日本南極磷蝦產(chǎn)量占主導地位,開始替代前蘇聯(lián)。自1986年開始，日本南極磷蝦年捕撈量保持在6萬t以上，其中，1988—1989年創(chuàng)歷史最高記錄，年捕撈量達7.89萬t；2001年達到發(fā)展頂峰，產(chǎn)量維持6.00～7.50萬t/年。第三階段為挪威主導階段，隨著新型高效捕撈技術(shù)的引入，挪威開始引領當前南極磷蝦捕撈的生產(chǎn)，年捕撈產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的50%，而日本等早期南極磷蝦開發(fā)國家，因船齡老化等因素，逐步淡出磷蝦生產(chǎn)。我國南極磷蝦雖然起步較晚，至今僅6年，但在國家引導和政策支持下，無論參與企業(yè)、投入船舶、生產(chǎn)規(guī)模和捕撈產(chǎn)量總體呈穩(wěn)步發(fā)展趨勢，但受研究基礎薄弱，資源掌控能力不足，相關(guān)管理措施限制等因素，發(fā)展受到了一定的制約，離南極磷蝦捕撈強國尚存在較大差距。

表1 近八年主要國家南極磷蝦捕撈產(chǎn)量（萬t）Tab.1 Production （million ton）of Antarctic shrimp in major countries in the past 8 years

2.2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

CCAMLR統(tǒng)計顯示，隨著挪威、中國等新興漁業(yè)國家的加入，以及實際捕撈產(chǎn)量的穩(wěn)定增長，南極磷蝦計劃捕撈產(chǎn)量增幅明顯，近幾年計劃捕撈產(chǎn)量穩(wěn)定在50～60萬t左右[24,25]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示（表1），2011年6個成員國捕撈總產(chǎn)量為17.9萬t，捕撈產(chǎn)量較2010年減少了3.21萬t，占總產(chǎn)量的15.18%。其中，挪威、韓國捕撈產(chǎn)量下降幅度較大，達1.76萬t和1.58萬t，分別占其產(chǎn)量的14.6%和36.0%。日本捕撈產(chǎn)量小幅下降為0.35萬t，占11.8%，而中國的產(chǎn)量增加了1.4萬t。2012年，僅有5個成員國參與南極磷蝦捕撈，捕撈總產(chǎn)量為15.63萬t，產(chǎn)量減少了2.4萬t，降幅達到12.75%。2013年至2016年，捕撈國家基本穩(wěn)定在5個國家，即挪威、中國、韓國、智利和烏克蘭，挪威捕撈產(chǎn)量基本穩(wěn)定在10～16萬t；中國產(chǎn)量逐年上升，從2013年的3.2萬t躍升至2016年的6.5萬t，產(chǎn)量已翻番；韓國產(chǎn)量變化最明顯，產(chǎn)量從4萬多t下降至2萬多t，近4年產(chǎn)量減少了一半。智利和烏克蘭產(chǎn)量比重較小，雖產(chǎn)量也有較大波動，但對總產(chǎn)量影響較小。與1993年至2012年20年間的南極磷蝦年平均捕撈產(chǎn)量14.12萬t相比，2010—2017年8年的平均產(chǎn)量近22萬t較前20年平均產(chǎn)量提高了55%，生產(chǎn)形勢明顯好轉(zhuǎn)[26-28]。

3 生態(tài)功能

南極磷蝦是維持南極生態(tài)系統(tǒng)平衡與穩(wěn)定的關(guān)鍵物種，若以生物質(zhì)能來講，其可能是地球上最成功的動物物種（蘊藏量約為5～10億t）。巨大的生物數(shù)量使其成為南大洋許多魚類、鳥類和哺乳動物的主要獵物，處于南極食物鏈系統(tǒng)的核心位置。南極磷蝦特殊的生態(tài)地位和潛在開發(fā)的重要資源引起了學者和遠洋漁業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注[29]。

3.1 生態(tài)習性

自然生活狀態(tài)的南極磷蝦殼上具鮮艷的紅色斑點，并具有結(jié)群習性，常在200m以下的水層形成密集群體；白天生活在深水中，夜幕降臨后才浮到水面攝食，呈典型的晝夜垂直移動習性[30]。夏季南極磷蝦在大洋表層產(chǎn)卵，受精卵下沉至深海1 000m以下孵化成磷蝦幼休，之后，幼體上浮至有陽光和餌料的水表層后，開始生長和變態(tài)[31,32]。南極磷蝦幼體發(fā)育與冬季海洋結(jié)冰體積大小息息相關(guān)，南極氣候變化使每年南極洲附近結(jié)冰數(shù)量、面積的增加或減少，進而影響南極磷蝦的生長過程。磷蝦幼體對食物來源的波動極為敏感（成磷蝦可耐較長期的饑餓）。資料顯示，磷蝦受到了海洋酸性不斷增高的影響[33]。影響磷蝦的環(huán)境變化也會波及生態(tài)系統(tǒng)的其他部分。目前正在進行大量的研究，探討溫度更高、酸性更強的海洋水體對生活在南大洋中磷蝦數(shù)量的潛在影響[34]。

3.2 生態(tài)貢獻

南極磷蝦為南極洲生態(tài)系統(tǒng)中的重要物種，是鯨（Cetacea）、海豹（Phocidae）、海狗（Arctocephalinae）、南極魚類（Antarctic ice fish）、企鵝（Spheniscidae）、信天翁Diomedea exulans及其他鳥類的主要食物來源。以海豹為例，食蟹海豹Lobodon carcinophagus是世界上數(shù)量最多的海豹，其98%的食物來源于南極磷蝦；豹形海豹Hydrurga leptonyx 45%食物來源于南極磷蝦。據(jù)不完全統(tǒng)計，南極磷蝦作為食物的供應量，海豹年均消耗6300～13000萬t，鯨消耗3400～4300萬t，鳥類消耗1500～2000萬t，魷消耗3 000～10 000萬t，魚類消耗1 000～2 000萬t，各類生物資源年度消耗總計15 200～31 300萬t[35]。在食物鏈中，南極磷蝦與其獵物之間涉及3～4層級；而南極磷蝦與鯨之間層級最大，這只存在于南極生態(tài)系統(tǒng)中。南極磷蝦能夠建立如此龐大的生物蘊藏量是因為南大洋擁有世界最大的浮游生物總量，亦是擁有浮游植物生物量最多的海洋。當海水由深海區(qū)上升至透光帶，食物亦由世界各地的海洋運至此供生物所食用[36]。在過去的幾十年間，南極磷蝦總生物質(zhì)能不斷下降，部分科學家認為下降的幅度可達80%。這可能是溫室效應引起的浮冰區(qū)域減少所致。南極磷蝦幼體階段需要浮冰結(jié)構(gòu)提供天然洞穴，有助于南極磷蝦避開捕獵者，提高生存率。近年來浮冰區(qū)域面積減少，促使南極磷蝦趨向讓位于海鱒Cynoscion nebulosus[37]。

4 管理趨勢

隨著全球變暖，南北極資源寶庫漸露真容，近年南極主權(quán)及其資源開發(fā)權(quán)益之爭也再次暗潮涌動。在各國對南極海洋生物資源開發(fā)投入不斷增加的情勢下，CCAMLR正在逐步加強對其所轄漁業(yè)的管理與限制；同時，相關(guān)國家還竭力推進南極海洋保護區(qū)建設進程，欲將廣闊的海域納入禁漁范圍。

4.1 捕撈控制

目前正采用一系列措施監(jiān)管南極磷蝦的捕撈，明確規(guī)定了可允許捕撈量、捕撈地點、附帶捕撈物的可接受量及運營要求，通過預防性捕撈限額（precautionary catch limit，PCL）確定每年可捕撈磷蝦量。具體某一地區(qū)的可允許捕撈量根據(jù)該地區(qū)磷蝦數(shù)量和長期年度產(chǎn)量來確定。實際可捕撈量根據(jù)該生物總量的百分比制定，磷蝦產(chǎn)業(yè)捕撈規(guī)模目前限制在每年62萬t，約合生物總量的1%。在南大洋進行磷蝦捕撈的所有區(qū)域均受到這些PCL限額的管轄。在尚未進行磷蝦存量測量，且沒有確立可捕撈量的區(qū)域內(nèi)，僅允許進行非常有限的實驗性捕撈?？刹稉屏康挠嬎闶菍紊矬w量估算值的預測，由獨立科學調(diào)查衍生而來，調(diào)查利用配備生物探測儀的研究船于1996年、2000年和2006年分別開展。盡管磷蝦捕撈管理不進行年度調(diào)查，但CCAMLR仍然綜合考慮年度科學研究中所指出的磷蝦存量變化。部分磷蝦可捕撈量還被分成更細化的小區(qū)域，以確保不會在受限區(qū)域內(nèi)捕撈大比例的年度限額，危害生態(tài)系統(tǒng)。

4.2 管理措施

南極磷蝦捕撈作業(yè)受一系列措施管轄，包括：副漁獲物監(jiān)管、通知規(guī)則、環(huán)境法規(guī)、觀測員要求以及捕撈限額制定[38,39]。南極和南大洋聯(lián)合會（Antarctic and Southern Ocean Coalition,ASOC）持續(xù)呼吁改進南極磷蝦漁業(yè)綜合管理，建立反饋管理程序，通過加強南極海洋生物資源保護委員會生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測計劃來改進監(jiān)測方式和主要內(nèi)容，重點監(jiān)測以南極磷蝦為主要食物的動物的生存狀態(tài)的變化，以確定該變化是否由捕撈活動造成。同時，ASOC敦促CCAMLR采取進一步的保護措施，降低南極磷蝦集中作業(yè)重點區(qū)域的捕撈強度。例如2010—2013年間，南極磷蝦漁業(yè)主要集中在48.1分區(qū)，總漁獲量的一半以上來自于該分區(qū)，造成南極半島西部海岸的捕撈活動顯著增加。2013年6月，由于達到了區(qū)域捕撈漁獲物限制水平，提前關(guān)閉了48.1分區(qū)年度捕撈季，防止破壞區(qū)域內(nèi)生物資源與食物鏈系統(tǒng)。南極磷蝦漁業(yè)管理的部分補充措施正在出臺，CCAMLR將強制成員在磷蝦捕撈報告程序中說明如何估算鮮重，在所有南極磷蝦捕撈漁船上100%配備科學觀察員，用于建立有效的南極磷蝦捕撈反饋管理機制[40,41]。