南極磷蝦的資源概況與生態(tài)系統(tǒng)功能

劉永新，李夢(mèng)龍，方輝，李樂(lè)，王書

（中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)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(guó)動(dòng)物性蛋白的重要來(lái)源和未來(lái)小康社會(huì)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(yán)酷形勢(shì)下，走向深藍(lán)，積極開發(fā)南極海洋生物資源已成為我國(guó)海洋漁業(yè)的重要戰(zhàn)略選擇[7,8]。南極磷蝦產(chǎn)自尚無(wú)明確權(quán)屬而被多國(guó)覬覦的潔凈南極海洋，資源儲(chǔ)量極其豐富且渾身是寶，具有打造我國(guó)第二個(gè)遠(yuǎn)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(lái)，隨著國(guó)際科技投入的不斷增加和技術(shù)進(jìn)步的不斷積累，世界漁業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(dòng)、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(guó)的投入欲望。國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)海洋漁業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見》（國(guó)發(fā)〔2013〕11號(hào)）明確指出：積極參與開發(fā)南極海洋生物資源。因此，在“藍(lán)色圈地”和資源搶占日益激烈的國(guó)際大環(huán)境下，加快南極磷蝦資源開發(fā)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)與跨越發(fā)展、培育海洋新興產(chǎn)業(yè)、保障糧食安全和爭(zhēng)取南極海洋開發(fā)權(quán)益具有重大戰(zhàn)略意義。本文重點(diǎn)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(duì)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(gè)南大洋均有分布，生物學(xué)年可捕量達(dá)1億t，于當(dāng)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(guó)第二個(gè)遠(yuǎn)洋漁業(yè)的首要選擇，其可成為海洋漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

1.1 群特征

南極水域蘊(yùn)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(zhǎng)額磷蝦E.longirosteis Hansen、長(zhǎng)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(duì)優(yōu)勢(shì)，體長(zhǎng)范圍40～60mm。南極大磷蝦以群集方式生活，密度達(dá)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(yíng)養(yǎng)層級(jí)生物的重要食物來(lái)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(yíng)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(guó)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(qiáng)國(guó)發(fā)展海洋生物新興產(chǎn)業(yè)競(jìng)相追逐的目標(biāo)。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(chǎng)，印度洋側(cè)其次，太平洋側(cè)最低[17-23]。為綜合評(píng)估南極海域南極磷蝦資源，2000年南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)委員會(huì)（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(duì)象海域擴(kuò)大，在未調(diào)查時(shí)被推測(cè)為資源量為零或?yàn)榉浅５偷暮Ｓ虻馁Y源量增加。綜合調(diào)查結(jié)果認(rèn)為，48區(qū)的總資源量為4 429萬(wàn)t，58.4.1和58.4.2海區(qū)的南極磷蝦資源量分別為483萬(wàn)t和390萬(wàn)t，而整個(gè)南極洲地區(qū)南極磷蝦的生物量估計(jì)為6.5～10億t。根據(jù)南極磷蝦資源調(diào)查評(píng)估結(jié)果，南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)委員會(huì)對(duì)48區(qū)南極磷蝦的最大可捕產(chǎn)量從150萬(wàn)t修正為400萬(wàn)t。2010年，CCAMLR改進(jìn)和完善了南極磷蝦的調(diào)查評(píng)估方法，又將48區(qū)南極磷蝦最大可捕產(chǎn)量從400萬(wàn)t調(diào)整為561萬(wàn)t；將58.4.1和58.4.2區(qū)的許可捕撈量設(shè)定為89萬(wàn)t?？梢娔蠘O磷蝦資源蘊(yùn)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(yuǎn)、漁場(chǎng)安全環(huán)境惡劣，對(duì)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(xiàng)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、專業(yè)性強(qiáng)的漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)?，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(guó)際上南極磷蝦資源商業(yè)化開發(fā)始于20世紀(jì)70年代，而我國(guó)進(jìn)入南極磷蝦產(chǎn)業(yè)僅有5年，捕撈量和捕撈效率等與國(guó)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(gè)主要階段，第一階段為20世紀(jì)70年代初至80年代未的前蘇聯(lián)為主導(dǎo)階段，主要捕撈國(guó)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(cè)計(jì)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(wàn)t，到1982年已升到49.17萬(wàn)t；1986年之后產(chǎn)量保持在30.00萬(wàn)t。第二階段為日本主導(dǎo)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(dǎo)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(wàn)t以上，其中，1988—1989年創(chuàng)歷史最高記錄，年捕撈量達(dá)7.89萬(wàn)t；2001年達(dá)到發(fā)展頂峰，產(chǎn)量維持6.00～7.50萬(wàn)t/年。第三階段為挪威主導(dǎo)階段，隨著新型高效捕撈技術(shù)的引入，挪威開始引領(lǐng)當(dāng)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(guó)家，因船齡老化等因素，逐步淡出磷蝦生產(chǎn)。我國(guó)南極磷蝦雖然起步較晚，至今僅6年，但在國(guó)家引導(dǎo)和政策支持下，無(wú)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(shì)，但受研究基礎(chǔ)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(qiáng)國(guó)尚存在較大差距。

表1 近八年主要國(guó)家南極磷蝦捕撈產(chǎn)量（萬(wàn)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(jì)顯示，隨著挪威、中國(guó)等新興漁業(yè)國(guó)家的加入，以及實(shí)際捕撈產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，南極磷蝦計(jì)劃捕撈產(chǎn)量增幅明顯，近幾年計(jì)劃捕撈產(chǎn)量穩(wěn)定在50～60萬(wàn)t左右[24,25]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示（表1），2011年6個(gè)成員國(guó)捕撈總產(chǎn)量為17.9萬(wàn)t，捕撈產(chǎn)量較2010年減少了3.21萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的15.18%。其中，挪威、韓國(guó)捕撈產(chǎn)量下降幅度較大，達(dá)1.76萬(wàn)t和1.58萬(wàn)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(wàn)t，占11.8%，而中國(guó)的產(chǎn)量增加了1.4萬(wàn)t。2012年，僅有5個(gè)成員國(guó)參與南極磷蝦捕撈，捕撈總產(chǎn)量為15.63萬(wàn)t，產(chǎn)量減少了2.4萬(wàn)t，降幅達(dá)到12.75%。2013年至2016年，捕撈國(guó)家基本穩(wěn)定在5個(gè)國(guó)家，即挪威、中國(guó)、韓國(guó)、智利和烏克蘭，挪威捕撈產(chǎn)量基本穩(wěn)定在10～16萬(wàn)t；中國(guó)產(chǎn)量逐年上升，從2013年的3.2萬(wàn)t躍升至2016年的6.5萬(wàn)t，產(chǎn)量已翻番；韓國(guó)產(chǎn)量變化最明顯，產(chǎn)量從4萬(wàn)多t下降至2萬(wàn)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(dòng)，但對(duì)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(wàn)t相比，2010—2017年8年的平均產(chǎn)量近22萬(wàn)t較前20年平均產(chǎn)量提高了55%，生產(chǎn)形勢(shì)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(lái)講，其可能是地球上最成功的動(dòng)物物種（蘊(yùn)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(dòng)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(xué)者和遠(yuǎn)洋漁業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注[29]。

3.1 生態(tài)習(xí)性

自然生活狀態(tài)的南極磷蝦殼上具鮮艷的紅色斑點(diǎn)，并具有結(jié)群習(xí)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(dòng)習(xí)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(yáng)光和餌料的水表層后，開始生長(zhǎng)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(jìn)而影響南極磷蝦的生長(zhǎng)過(guò)程。磷蝦幼體對(duì)食物來(lái)源的波動(dòng)極為敏感（成磷蝦可耐較長(zhǎng)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(huì)波及生態(tài)系統(tǒng)的其他部分。目前正在進(jìn)行大量的研究，探討溫度更高、酸性更強(qiáng)的海洋水體對(duì)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(xiàn)

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(lái)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(lái)源于南極磷蝦；豹形海豹Hydrurga leptonyx 45%食物來(lái)源于南極磷蝦。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，南極磷蝦作為食物的供應(yīng)量，海豹年均消耗6300～13000萬(wàn)t，鯨消耗3400～4300萬(wàn)t，鳥類消耗1500～2000萬(wàn)t，魷消耗3 000～10 000萬(wàn)t，魚類消耗1 000～2 000萬(wàn)t，各類生物資源年度消耗總計(jì)15 200～31 300萬(wàn)t[35]。在食物鏈中，南極磷蝦與其獵物之間涉及3～4層級(jí)；而南極磷蝦與鯨之間層級(jí)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(yùn)藏量是因?yàn)槟洗笱髶碛惺澜缱畲蟮母∮紊锟偭?，亦是擁有浮游植物生物量最多的海洋。?dāng)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(yùn)至此供生物所食用[36]。在過(guò)去的幾十年間，南極磷蝦總生物質(zhì)能不斷下降，部分科學(xué)家認(rèn)為下降的幅度可達(dá)80%。這可能是溫室效應(yīng)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(lái)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(shì)

隨著全球變暖，南北極資源寶庫(kù)漸露真容，近年南極主權(quán)及其資源開發(fā)權(quán)益之爭(zhēng)也再次暗潮涌動(dòng)。在各國(guó)對(duì)南極海洋生物資源開發(fā)投入不斷增加的情勢(shì)下，CCAMLR正在逐步加強(qiáng)對(duì)其所轄漁業(yè)的管理與限制；同時(shí)，相關(guān)國(guó)家還竭力推進(jìn)南極海洋保護(hù)區(qū)建設(shè)進(jìn)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(diǎn)、附帶捕撈物的可接受量及運(yùn)營(yíng)要求，通過(guò)預(yù)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(zhǎng)期年度產(chǎn)量來(lái)確定。實(shí)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(wàn)t，約合生物總量的1%。在南大洋進(jìn)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(jìn)行磷蝦存量測(cè)量，且沒(méi)有確立可捕撈量的區(qū)域內(nèi)，僅允許進(jìn)行非常有限的實(shí)驗(yàn)性捕撈?？刹稉屏康挠?jì)算是對(duì)單生物體量估算值的預(yù)測(cè)，由獨(dú)立科學(xué)調(diào)查衍生而來(lái)，調(diào)查利用配備生物探測(cè)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(jìn)行年度調(diào)查，但CCAMLR仍然綜合考慮年度科學(xué)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(xì)化的小區(qū)域，以確保不會(huì)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(cè)員要求以及捕撈限額制定[38,39]。南極和南大洋聯(lián)合會(huì)（Antarctic and Southern Ocean Coalition,ASOC）持續(xù)呼吁改進(jìn)南極磷蝦漁業(yè)綜合管理，建立反饋管理程序，通過(guò)加強(qiáng)南極海洋生物資源保護(hù)委員會(huì)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)計(jì)劃來(lái)改進(jìn)監(jiān)測(cè)方式和主要內(nèi)容，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)以南極磷蝦為主要食物的動(dòng)物的生存狀態(tài)的變化，以確定該變化是否由捕撈活動(dòng)造成。同時(shí)，ASOC敦促CCAMLR采取進(jìn)一步的保護(hù)措施，降低南極磷蝦集中作業(yè)重點(diǎn)區(qū)域的捕撈強(qiáng)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(lái)自于該分區(qū)，造成南極半島西部海岸的捕撈活動(dòng)顯著增加。2013年6月，由于達(dá)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(bǔ)充措施正在出臺(tái)，CCAMLR將強(qiáng)制成員在磷蝦捕撈報(bào)告程序中說(shuō)明如何估算鮮重，在所有南極磷蝦捕撈漁船上100%配備科學(xué)觀察員，用于建立有效的南極磷蝦捕撈反饋管理機(jī)制[40,41]。