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渔业科技前沿

2017-02-02杨林林

渔业信息与战略 2017年1期
关键词:鱼类海洋研究

渔业科技前沿

渔业捕捞影响海洋动物未来

研究认为,当今海洋中大型海洋生物比小型生物更容易濒临灭绝,这在地球生命史上是破天荒的,很有可能是人类捕捞导致的。

斯坦福大学地球、能量和环境学院古生物学家Jonathan Payn及其同事研究了两种主要海洋生物—软体动物和脊椎动物的生态属性,如个体大小和灭绝危机程度在过去500年里的相关性,一直追溯到44 500万年前,主要与6 600万年前进行比较。Payne指出,当代海洋生物的灭绝风险和个体大小密切相关。这很可能是人类倾向于捕获大个体生物导致的。基于他们的分析,个体大小系数增加10,灭绝几率系数增加13左右。大个体动物选择性灭绝对海洋生态系统的健康造成严重影响,因为他们一般处于食物网顶端,而且他们在不同水层的移动促进了海洋营养物质的循环。

国家科学基金地球科学方向负责人,本研究的资助者Judy Skog表示,海洋管理如渔业管理应该将这个发现纳入考虑因素。虽然Payne和他的同事没有直接探讨大型海洋生物为什么面临高死亡率,但是他们的发现和越来越多的科学研究一致,都认为人类行为是主要原因。

因此,Payne强调,对于迅速阻止海洋变暖和酸化这些现实且必须解决的威胁人类显得无能为力,但是可以改变捕捞的方式。鱼类数量相比气候和海洋化学更具恢复潜力,可以通过在国家或国际层面利用合适的管理策略快速改变现状。康涅狄格大学和加州大学圣塔芭芭拉分校的学者也参与了这项研究。

杨林林译自USA: Fishing could affect larger marine animals' future, FIS, 2016-9-17

2050年全球渔业面临巨额亏损

英属哥伦比亚大学(UBC)新的研究预测,如果气候变化持续,到2050年全球渔业每年将损失大约100亿加元(77.5亿美元)。

UBC海洋渔业研究所之前的研究发现,气候变化如气温上升、海水盐度、PH和含氧量变化可能造成捕捞下降。研究人员将结果与2000年比较,评估了2050年所有捕捞国家可能面临的经济损失。本研究的主要完成人,UBC海洋渔业研究所博士后Vicky Lam指出,发展中国家对捕捞食品的依赖较大,收入受到的冲击最大。有必要实施根据气候变化来修复种群的新型海洋管理方法。UBC研究人员表示,一些地区考虑通过养殖来缓解渔业损失所带来的经济负担,并同时提高气候变化下的食品安全。但是在评估该蓬勃发展的行业时发现,水产养殖可能会加剧收入的恶化。UBC海洋渔业研究所副教授,本研究的参与者William Cheung表示,气候适应计划,如发展养殖业看似是一个解决方法。然而,相比减少渔业损失造成的经济负担和提高食品安全,养殖业可能会造成海产品价格下降,导致渔业收入进一步下降。

研究者使用联合国跨政府气候变迁小组提供的气候模型检验了两种排放效应对鱼类种群和渔业收入的影响。在高排放效应下,海洋温度持续不受约束的升高;而低排放效应意味着海洋升温被控制在两摄氏度以下。UBC海洋渔业研究所教授,研究的另一位参与者Rashid Sumaila表示,全球渔业收入每年大约1 000亿加元。模型表明高排放效应会降低10 %的全球渔业收入,而低排放效应则会降低7 %。那些高度依赖渔业的国家冲击最大,包括一些岛屿国家如托克劳、开曼群岛和图瓦卢。同时,许多发达国家如格陵兰岛和冰岛收入会增加,这是因为鱼类向冷水区域迁徙。

杨林林译自Worldwide: UBC research predicts heavy losses for global fisheries by 2050, FIS, 2016-9-9

鱼类副产品可用于收集压电能量

印度加尔各答贾达普大学的研究人员探索出一种用鱼类副产品回收压电能量的方法,迈出了合理利用鱼类副产品的积极一步。

这项工作的前提较为简单,即鱼类需含有压电性能的胶原纤维,这意味着施加机械应力即有电荷产生。因此科学家们就可以利用这种特性来制造生物压电的纳米发电机。贾达普大学物理系有机纳米压电实验室副教授Dipankar Mandal表示,研究人员首先在鱼类加工市场收集硬的鱼鳞片,通过软化过程使其变得透明和柔软。处理后的鱼鳞胶原质可以作为一个活跃的压电元件。科学家们就能依此制作生物压电纳米发电机,也叫能量采集器。众所周知,单一的胶原纤维具有压电性,但还没有人专注于鱼鳞中的组织胶原质。研究人员想探究鱼鳞中一束束胶原纤维自组性排列好时的压电产能。结果发现,鱼鳞中胶原质的压电性能相当强,并且可以直接测量确认。此外,极化电场的磁滞回线和应变电场的磁滞回线,证明了由非线性的电致伸缩效应产生的逆压电效应。

该研究首次证明了在生物纳米发电机的机械刺激下鱼鳞能够产生压电效应,且不需要任何电极化处理。为了探究鱼鳞胶原质自排列的现象,研究人员使用近边X射线获得微细结构光谱,并在印度印多尔的Raja Ramanna高级技术中心进行测算。实验测试帮助科学家们了解了生物压电纳米发电机的能量性能。它可以转化几种类型的环境中的机械能,包括机体运动、机器和声音的震动、风等。甚至在一个手指头反复接触生物压电纳米发电机后可以点亮50个蓝色的LED灯。该研究成果可以应用在透明电子、生物相容性和可生物降解的电子产品、可食用电子、自供电的植入式医疗装置、外科手术、医疗监控、体外和体内的诊断以及无数的电子产品。Mandal表示,未来的目标是利用生物压电纳米发电机制作植入心脏的起搏器,为心脏起搏器提供源源不断的动力。而当不需要时,动力会自然降低。由于心脏也有胶原质,生物压电纳米发电机有望与心脏实现完美兼容。生物压电发电机还有助于定向靶药的传送,体内癌细胞以及不同类型受损组织的恢复。该研究成果发表在最新一期的《应用物理快报》杂志上。

杨林林译自India: Fish 'biowaste' converted into piezoelectric energy harvester, FIS, 2016-9-8

IUCN揭示海洋酸化对鱼类的影响

国际自然保护联盟(IUCN)全面介绍了全球变暖对鱼类种群、粮食产量、更极端的天气以及水传播疾病风险增加的影响。题为《海洋变暖:原因、规模、影响和结果》的报告总结了海洋变暖对物种、生态系统以及人类的影响。

该报告由来自12个国家的80名科学家共同完成,强调了海洋变暖对从微生物到哺乳动物等所有海洋生物影响的科学证据。即使在低排放的情况下,这种影响的证据也越来越多。IUCN总干事Inger Andersen表示,海洋变暖是我们这一代面临的最大的挑战之一,而且人类对此完全没有准备。保护海洋物种多样性的唯一方法就是迅速而实质地减少温室气体的排放。海洋变暖以及影响到从极地到热带地区的所有生态系统,驱使浮游生物、水母、海龟、海鸟等生物向两极迁徙10个纬度,导致海龟和海鲷繁殖地的丧失,影响海洋哺乳动物的繁殖成功率。受栖息地破坏、鱼类迁移至更冷水域的影响,海洋变暖将持续影响热带地区鱼类资源的丰度。

在东亚和西印度洋,海洋变暖会破坏一部分珊瑚礁,这将会显著减少一些依赖珊瑚礁鱼类的丰度,加上过度捕捞和破坏性捕捞方式,这部分鱼类资源将会雪上加霜。在东南亚,照目前鱼类迁移速度以及温室气体的高排放量,海洋渔业产量预计到2050年将相比1970~2000年下降10 %~30 %。有证据表明,海洋变暖将导致动植物的疾病增加,影响人类健康的病原体在温暖的水域更容易传播,包括霍乱细菌、有害藻华引起的能引发神经性疾病的雪卡病毒等。海洋变暖也影响天气,每增加一度飓风数量将增加25 %-30 %。海洋变暖还会导致中纬度和季风区的降水量增加,亚热带地区的降水量减少。这些变化将对重要粮食产区的作物产量造成严重影响,如北美洲和印度。

海洋及其生态系统给人类的保护,如吸收大量的二氧化碳、免受风暴和侵蚀都将因海洋变暖而减少。报告建议重新认识海洋变暖对生态系统的影响及海洋生态系统给人来带来的好处;扩大海洋保护区;引入法律保护公海;更好地评估海洋变暖带来的社会和经济风险;迅速而实质地减少温室气体的排放。该报告在夏威夷举办的IUCN世界自然保护大会上提出。

杨林林译自Worldwide: IUCN report reveals impacts of ocean acidification on fish, FIS, 2016-9-7

南极磷虾可以生成海洋天然肥料

科学家们发现,南极鳞虾在南大洋扮演着重要的铁施肥角色,促进了浮游植物的生长,形成了海洋食物网基础。该研究由自然环境研究委员会(NERC)和英国环境、食品和农村事务部(DEFRA)共同资助,旨在了解海洋的碳捕获能力。研究结果发表在最新一期的《当代生物学》杂志上。

研究人员描述了富含铁的岩石颗粒如何溶解在磷虾的酸性消化道中。这个发现有助于人们了解这个星球上生物最丰富地区食物网生物关键进程。研究发现,通常沉入海底的颗粒被磷虾摄食。在酸性的消化道中,铁从颗粒中游离通过磷虾、微生物分解磷虾排泄物或鲸类、海豹和企鹅的捕食进而释放到海洋中。磷虾也产生铁化合物(配体),能防止铁重新被吸附。这个自然的铁施肥促进了浮游植物在南极夏季无冰水母的生长,形成了南大洋食物网的基础。这一过程也提高了南大洋二氧化碳的自然储存能力。

该研究的主要完成人,英国南极调查局的Katrin Schmidt指出,南大洋浮游植物的大量繁殖在维持生态系统和吸收大气中二氧化碳方面起到至关重要的作用。在气候变暖的情况下,从陆地进入海洋的矿物颗粒将增加,调查将揭示海洋如何应对未来的这种变化。研究发现了富含铁的岩石颗粒如何被这些了不起的动物形成海洋肥料。极地冰层内磷虾肌肉中的铁含量是大陆架磷虾的三倍以上。磷虾不仅为动物和人类提供丰富的蛋白质和欧米伽3不饱和脂肪酸,它们在营养和碳循环过程中也发挥了重要作用。铁是生命的一个重要元素,但世界上大部分海洋的铁浓度都有限。陆地衍生的颗粒,如冰川侵蚀的岩石颗粒、风沙和河流排放是海洋中铁的潜在来源,但绝大部分都沉到了海底。研究合作者,普利茅斯海洋研究所的Angus Atkinson博士强调,众所周知磷虾可以回收铁元素将其纳入生物循环。但本次研究首次发现了磷虾的能力超越了自身的利用。这种能力将铁变成铁肥,促进海洋循环,提高海洋应对未来可能发生变化的能力。研究人员发现,南乔治亚岛浮游植物在磷虾丰度较高时会大面积暴发性生长。

杨林林译自UK: Antarctic krill may act as ocean natural fertiliser, FIS, 2016-9-23

商业性鱼类体内发现高浓度的微小塑料颗粒

西班牙海洋研究所(IEO)的研究人员分析了西班牙大西洋和地中海沿海鱼类微小塑料的摄入量。研究结果显示,一些重要商业价值的鱼类胃中微小塑料颗粒的比例很高。

研究人员分析了212尾商业价值较高的底栖鱼类,包括72尾小点猫鲨(Scyliorhinuscanicula)、12尾欧洲无须鳕(Merlucciusmerluccius)和128尾须鲷(Mullusbarbatus)。其中37尾发现了微小塑料颗粒,比例约为六分之一。研究结果发表在最新一期的《海洋污染通报》杂志上。IEO穆尔西亚和维哥海洋学中心的研究人员在西班牙巴利亚利群岛等沿岸进行样本收集。须鲷的微小塑料颗粒的检出率最高,其次是欧洲无须鳕和小点猫鲨。在地理分布上,地中海鱼类的塑料浓度较高,靠近巴塞罗那的须鲷的检出率高于比斯开湾和加的斯开湾的小点猫鲨。这些鱼类通常被用作监测海洋污染的生物指标种。

该研究的作者Juan Bellas表示,没有证据表明鱼体内的塑料对人类健康有负面影响,但仍然值得研究。另外一个研究成果发表在《环境污染》杂志上。IEO巴利阿里群岛海洋学中心的研究人员Salud Deudero和Carmen Alomar发现常见于地中海巴利阿里群岛的半深海鱼—牛眼鲷(Boopsboops)的胃肠道中含有大量的微小塑料颗粒。70 %的牛眼鲷胃里含有小于5 mm的塑料聚合物纤维。马洛卡和伊比萨地区取样的鱼类胃中,塑料占胃含物的42 %-80 %。取样鱼类的空间分布度高,这表明微小塑料污染的扩散广泛,来自多个扩散源。研究结果为海洋环境中这些微小塑料颗粒的存在并在食物链中传递提供了证据。研究为在“海洋战略框架方针”下监测塑料污染物及其对海洋生物环境的影响提供了切入点。

杨林林译自Spain: High microplastic content found in commercial fish, FIS, 2016-9-22

科学家首次发现深海动物摄取塑料微粒

ERC资助的CACH合作项目宣布首次发现深海动物摄取进入全球海洋系统的塑料微粒。

这个声明的提出正值一个敏感的时刻,一些国家政府正在考虑禁止在化妆用品和清洁用品中添加微粒。塑料微粒对环境造成的不良影响近几个月来成为了一个迫切的问题。英国政府计划到2017年年底禁止化妆用品和清洁用品中使用塑料微粒。此前英国下议院的环境审计委员会报道称,一次淋浴可能导致10万个塑料粒子进入海洋。法国和美国也已采取措施加强限制条件。

在皇家调查船“James Cook”号上工作的来自布里斯托大学和牛津大学的研究人员,在大西洋中部和印度洋西南部水深300~1800米深的地方发现了寄居蟹、东方扁虾和海参等动物体内含有微胶粒的证据。他们一共检测了8种生物,其中6种含有塑料微粒。这是首次发现该深度水域的海洋动物摄取塑料微粒。

塑料微粒一般指长度小于5 mm的包括微纤维在内的颗粒,常用在如牙膏、沐浴液等日用化妆品中。这次在深海动物研究中发现的塑料主要为聚酯、聚丙烯、粘胶、尼龙和丙烯酸。塑料微粒的大小近似“海洋雪花”,游离的微粒从上层水域沉降至深海,众多栖息于此的海洋生物可能将其摄入。布里斯托大学地球科学教授Laura Robinson表示,研究结果令人震惊,这提醒人们塑料污染已经抵达了地球的尽头。该研究的主要完成人,牛津大学Michelle Taylor博士表示,研究的目的是从深海沉积物中收集塑料微粒,研究人员找到了很多。由于生物和底层沉积物之间的密切联系,比如栖息于此或以此为食,因此研究人员想深入了解这些海洋生物是否摄入了塑料微粒。值的引起警惕的是,塑料微粒不是在沿海区域发现,而是在远离污染源的深海。

研究团队还包括伦敦自然历史博物馆和斯塔福德大学司法和犯罪学院的成员,确保研究结果的可靠性,且没有潜在的污染。该研究结果发表在最新一期的《科学报告》杂志上。

杨林林译自EU: First evidence that deep-sea animals are ingesting microplastics, FIS, 2016-10-10

太平洋金枪鱼标记顺利完成

为了更好的评估和了解金枪鱼的种群状态,一队科学家在西太平洋区域对2135条金枪鱼进行了标记,其中75 %为大眼金枪鱼。

这项报告来自太平洋共同体秘书处(SPC)。“Gutsy Lady 4”号为期36天的航行是太平洋金枪鱼标签计划的一部分,包括马绍尔群岛的、密克罗尼西亚、瑙鲁、所罗门群岛、图瓦卢等岛屿国家专属经济区部分。科学调查受到韩国政府、欧盟、中西太平洋渔业委员会和国际海产品可持续基金会(ISSF)的资助。

研究人员使用高度专业化的的拖网设备,该设备最初在夏威夷使用,金枪鱼聚集在漂浮的鱼群聚集装置(FAD)和定锚的海洋浮标附近。本项目还得到了Trimarine渔业公司的帮助,为科研队伍提供了实时的金枪鱼聚集的位置信息,这对本航次的成功至关重要。该区域的另一家渔业公司SoPacTuna同样做好了随时为科研队伍提供实时位置信息的准备。SPC渔业、养殖和海洋经济部的John Hampton博士表示,SPC从2008年开始这类的航次调查,极大地拓展了太平洋金枪鱼标记项目的覆盖区域。8年的时间里已经标记了3800尾大眼金枪鱼,这使用传统的活饵竿钓法很难做到。主动标记的结果对未来大眼金枪鱼的种群评估以及为当地政府提供科学建议有着重要意义。

在该航次中,4个FAD装配了卫星声听装置,用于记录和发送被植入声波发射器的金枪鱼传送的数据。这些数据有助于科学家通过回声探测数据区分不同种群,有助于研究金枪鱼和非金枪鱼物种的行为。ISSF参与本航次的科学家对该物种诸如栖息时间、垂直运动和每天的出现和不出现的模式特别感兴趣。精确的时序信息,如每个物种白天不同时间所处的相对深度,可以帮助确定通过设置定时围网来避免某些物种的捕捞是一个可行的管理办法。

研究人员尽力设置了档案标签(本次共123个),其中76 %植入了大眼金枪鱼。通过一个快速的手术,将这些标签植入鱼的体腔内,标签的传感器可以收集和存储金枪鱼在不同水层的运动、放流及再捕获地点的高度详细数据。研究人员表示他们还用卫星标签标记了25尾丝鲨,可用于研究其洄游路径。

杨林林译自New Caledonia: Pacific tuna stock tagging cruise finishes successfully, FIS, 2016-10-29

个别鱼类的寄生虫或许利大于弊

菲律宾大学洛斯巴诺斯分校(UPLB)生物科学研究所的科学家进行的一项研究发现,一种可以感染罗非鱼的寄生虫给罗非鱼带来的好处要多于坏处。

寄生虫Acanthogyrussp.也称为棘头虫,是一种鱼类寄生虫,在宿主的鳃和肠道中积累重金属。因此,感染了这种寄生虫的鱼体内重金属水平低于未感染的鱼。研究人员表示,感染和未感染鱼之间的组织差异明显。棘头虫感染仅会影响宿主的体重和体长,对鱼的急性健康没有显著影响。UPLB残留监控生物学家Vachel Gay V. Paller博士表示,小个体的罗非鱼不一定不健康,一部分可能感染了寄生虫,但是这些寄生虫可能有助于宿主减少摄入重金属。此外,寄生虫存在于鳃和肠道中,这两部分是消费者丢弃的部分。

对拉古纳圣巴勃罗的七个湖泊(Bunot、Calibato、mohicap、palakpakin、Pandin、Sampaloc和Yambo)进行的研究,旨在帮助人们了解和控制湖泊中鱼类的棘头虫感染。Acanthogyrussp.主要在O.niloticus、P.managuensis、Viejasp.和Red Nile tilapia四种罗非鱼中的感染率最高,感染强度最大的湖泊是Palakpakin。七个湖泊重金属污染主要来自交通运输以及这几年未被摄食的积累在渔网中的含有必须矿物质的饲料。其它污染源包括医院、生活和工业未处理垃圾以及附近地区使用的农药。该研究由菲律宾国家研究委员会科学技术部(NRCP-DOST)资助,与当地政府推进更干净的环境密切相关,尤其是在大量人口居住和生活的沿海地区。

杨林林译自Philippines: Certain fish parasites may do more good than harm, FIS, 2016-10-20

环境DNA彻底变革鱼类追踪技术

俄勒冈鱼类和野生动物部(ODFW)正在测试一种基于环境DNA(eDNA)科学的方法快速而准确地识别河流和湖泊中的鱼类,以便监测鱼类种群,制定管理决策。

ODFW打算采用这种革命性的方法取代传统的监测手段,比如诱捕、网捕、电捕等,这些传统方法需要大量的时间和经费,有时还无法提供所需的结果。新方法的倡导者认为eDNA测量法作为一种具有成本效益的手段可以补充监测鱼类的分布、丰度以及鱼类、两栖类、河狸和其他水性物种的健康。环境DNA指所有活的生物体(包括人)自然释放到环境中的DNA。在河流和湖泊中含有数百万计的DNA微粒,每一个都有独特性。通过采集水样、解码DNA,研究人员就可以了解DNA来自银鲑、河狸、斑点蛙还是其他物种。ODFW科学家Shaun Clements博士表示,这是一项走向未来的工作,生物学家可以收集一个水样分析,确定哪些俄勒冈本地种和非本地种在附近地区通常生活在一起。eDNA技术有可能彻底改变鱼类的监测手段。这一切正逐渐成为可能,研究人员需要了解eDNA如何在河流和湖泊中移动。这意味着要回答如下问题:鱼类在上游多远,100英尺还是10英里?鱼类最近何时出现在这个地区?如果鱼类eDNA释放到有小船、垂钓者、捕食者的河流中如何区分?

该技术在外来物种入侵预警方面也具有较高的潜力,如斑驴贻贝危害俄勒冈的环境,造成整州数百万美元的损失。Clements表示,这种方法可以检测到的DNA的量非常小,毕竟没有直接接触鱼类。研究人员需要了解eDNA检测方法的积极意义。与传统方法相比,eDNA方法还可以改进灵敏度以检测珍稀濒危物种。ODFW计划在未来几个月内在阿尔西盆地以开创性的自我方式开展试点工作。目前,研究人员正通过锁定河流中的鱼类或释放养殖场含eDNA水的方式来研究eDNA的扩散。Clements表示,这些方法都不同程度地存在负面影响,因为很难控制释放eDNA的数量、大小和时间。为了解决这一问题,ODFW的研究人员将该技术率先运用在食品安全行业。研究人员自定义eDNA作为示踪器校准收集的河流水样中的自然eDNA。每一个示踪器都是一个独特的代码,它将告诉研究人员当eDNA被释放时,释放的数量以及大小。在食品工业中,这种技术被用来追踪食物的源头。研究人员利用它来追踪水里eDNA在时间和空间上的精确点。在2017年初,全国各地的河流将实施全面研究。根据Clements的说法,该技术和其他的配套研发工作将节约鱼类监测工作的大量资金,引导资金流向优先用途。

杨林林译自USA: ‘Environmental DNA’ could revolutionise fish tracking, FIS, 2016-10-13

新的生态高效技术减少罐头产业污染

西班牙的巴斯克鱼类罐头食品厂、比斯开省毕尔巴鄂水务联盟、巴斯克水务机构(URA)以及海洋和食品技术研究中心AZTI将共同解决中小型食品企业的污染排放问题,以控制的方式将废水纳入城市卫生系统。

该计划是欧洲“LIFE VERTALIM”项目的一部分,由URA资助,毕尔巴鄂水务联盟主导,AZTI参与合作。除此之外,CETI-IK4、Aguirreoa、Guenaga、Heisa 和Marmar等食品厂也参与其中。该项目在罐头产业较为集中的Lea-Artibai地区进行试验示范,罐头厂排放的废水是Ondarroa污水处理厂(EDAR)的主要来源,受毕尔巴鄂水务联盟管理。该项目试图缓解鱼罐头厂排放废水到下水道造成的影响。这些废水的主要特点是含有较高的有机物、油、脂肪和盐。该地区所有企业排污时会严重阻碍废水的正常处理和管理,导致EDAR产生操作问题。项目旨在解决城市污水处理厂应对小食品企业的排污问题,达成以下目标:1、实现罐头企业废物排放最小化,实施生态高效的生产技术,最大限度地减少排放量和排放到收集器的污染负荷;2、在不同排放前景下模拟废水收集网络和污水处理厂的操作方式;3、污水处理网络实现远程管理系统,使其能够实现不同城市和工业排放的远程和智能管理。

AZTI强调这种投资将提高企业的生产效率,减少对卫生基础设施的压力,优化城市污水处理系统。这是一个很好的示范,不损害下水道系统和污水处理厂,实现食品企业污染源的最小化和城市卫生系统的安全处理。这将作为欧洲其他地区处理同样问题的范例。新的生态高效技术将降低罐头厂30 %排放到环境中的污染物;减少10 %的食品损失;提高1 %的生产率;从而更具有竞争力和可持续性。此外,对毕尔巴鄂水务集团意味着要验证工业规模的实时控制系统,允许城市污水处理厂优化有机物和盐的处理,确保处理后的污水安全排放到自然环境中。AZTI强调,应该将罐头加工企业、管理公司和水务部门等涉及这一问题的所有相关方集合起来制定一个全面的解决方案,以便能够共同应对水资源的可持续发展问题。

杨林林译自Spain: New eco-efficient technology to reduce canning industry pollution, FIS, 2016-10-21

水产养殖标准不利于野生鲑鱼的保护

Gardner Pinfold咨询公司的研究显示,加拿大、美国缅因州以及挪威的鲑鱼养殖准则不符合鲑鱼野生资源保护的国际标准。

该咨询公司分析了新不伦瑞克、新斯科舍、纽芬兰岛、拉布拉多、英属哥伦比亚、缅因州和挪威的养殖法规和准则,并与水产养殖管理委员会(ASC)鲑鱼标准进行了比较。结果显示,没有一个地区的准则完全满足大西洋鲑鱼和其他物种保护的最低要求。ASC鲑鱼标准是国际公认的可持续的具有社会责任性的水产养殖指导方针。这一标准经历了参与行业、政府和环保组织历时8年的发展。大西洋鲑鱼联合会(ASF)主席Bill Taylor表示,开放性的鲑鱼养殖会传播疾病,导致野生鲑鱼感染寄生虫;逃逸的养殖鲑鱼与野生鲑鱼繁殖会改变野生鲑鱼基因库。该分析显示,监管机构没有采取足够的监控措施,也没有与公众分享信息。因此,ASF要求所有鲑鱼养殖地区采用一致的养殖高标准。

该组织指出,相关合作协议已经存在于加拿大联邦政府和省政府间。此外,加拿大与挪威和美国也达成了类似的合作协议。这些合作协议旨在协调野生鲑鱼的监管和保护,以达到和超过ASC标准。ASF解释道,一些鲑鱼养殖公司在多个司法管辖区内运营,这样当一个公司如果满足挪威的高标准,那么有理由期待在新布伦克、纽芬兰和拉布拉多也采用同样的标准。政府的职责是确保养殖不破坏野生鲑鱼资源。封闭式的养殖或许是消除对野生资源影响的唯一方法,但与此同时,监管机构和整个行业必须付出更多努力来保护环境免遭养殖业的破坏。

杨林林译自Canada: Aquaculture rules fail to protect wild salmon, study concludes, FIS,2016-10-12

气候变化可能导致鱼群游向捕食者

英国埃克塞特大学的海洋生物学家认为气候变化正在干扰鱼群的感觉系统,甚至可能导致他们游向捕食者而非逃离捕食者。

这些生物学家认为气候变化正在干扰鱼群的感觉系统,包括嗅觉、听觉和视觉。高浓度的二氧化碳会影响鱼群的行为,包括让他们游向有捕食者气味的方向,甚至忽视往常阻止他们靠近危险区域的声音。这些反常行为都和二氧化碳影响大脑处理感官系统发出的信号有关。海洋二氧化碳浓度预计在本世纪末将增加2.5倍。

Robert Ellis博士和Rod Wilson博士都认为鱼类养殖场是研究二氧化碳对海洋生物长期影响的关键。他们提到两个高二氧化碳世界:未来海洋和高密度养殖场。智利的Urbina博士也认为养殖场的二氧化碳浓度是野外环境的10倍。当前养殖鱼类的供应量已经和野生捕捞量近似,科学家开始关注养殖鱼类的研究,认为这对了解水生动物如何应对气候变化十分关键。养殖场的鱼一直处在高二氧化碳浓度下,已然是大型长期的实验环境。水产养殖意外的提供了一个长期实验样本,这有助于气候变化预测。Ellis博士表示,鱼虾世代生活在高二氧化碳浓度的养殖环境里,可以为研究野生动物应对未来增加的二氧化碳提供有价值的信息。

养殖业同样也受益于气候变化研究。野生动物的异常行为对养殖鱼类的影响不大,因为养殖鱼类有足够的食物供给也不需要躲避捕食者。然而,虽有研究表明过高的二氧化碳会降低鳕鱼的消化效率,但是最新的研究也发现相对较高的二氧化碳含量可能会刺激一些鱼的生长。Rod Wilson博士表示,研究将帮助养殖户优化养殖环境,适当的二氧化碳浓度会促进鱼类的生长和健康,提高收益,有助于行业的长期稳定发展。养殖是唯一解决人们日益增长的水产品需求的方法。

杨林林译自UK: Climate change may make fish swim towards predators, FIS, 2016-10-25

浮游动物显示海洋正在响应气候变化

新西兰惠灵顿维多利亚大学的科学家认为,新西兰东部地区浮游生物“白潮”表明海洋正在对气候变化做出应答。

Bella Duncan研究的球石藻是一种白色藻类,也叫颗石藻。在温暖适宜的环境下快速生长,将海表面变成奶白色。卫星和船只观测发现球石藻爆发正随着海洋变暖而南迁,这与13万年前最后温暖期发生的情况相似。研究表明在最后温暖期,海洋温度比现在高1~2度,海底沉积物主要是球石藻。球石藻在海底沉积,形成白土,类似7千万年前温暖时期形成的英国自然地标多弗白岩。维多利亚南极研究中心Lionel Carter教授强调,相同的事情似乎正在发生,新西兰海洋对现阶段的全球变暖已经做出了应答。这个趋势同样在世界各地不断被发现。虽然气候变化对鱼类资源的影响、二氧化碳吸收和海洋健康等问题尚未进行评估,但是很明显变化正在发生中。Duncan的研究工作还受到了维多利亚南极研究中心Gavin Dunbar博士和国家水和大气研究中心(NIWA)Helen Bostock博士的指导。

为了进行这项研究,研究团队检测了亚南极圈新西兰坎贝尔高原南部水域沉积物的核心成分,Duncan利用激光来确认这些样本中球石藻的存在。在两米核心内有20万年沉积的记录。对样品核心进行均匀间隔的取样来观测球石藻在过去的发生情况。该研究利用过去极端温暖气候下的海洋环境变化记录来评估当下全球变暖条件下海洋环境可能给出的响应。

杨林林译自New Zealand: Plankton shows oceans are responding to climate change, FIS, 2016-10-19

马尔代夫进一步改善新的渔业信息系统

全球海产品可持续发展非营利组织“鱼的未来”(Future of Fish)表示,最近马尔代夫新上线的渔业信息系统(FIS)对于金枪鱼渔业是真正的创新,并推动了现代渔业管理。

2016年8月推出的系统可监控捕捞日志、渔获购买信息、渔船许可证和捕捞许可证信息,实现马尔代夫金枪鱼渔场都达到国际对于渔获和渔船最新的可追溯性要求。该组织的策划总监Keith Flett最近访问了马尔代夫,在渔业水产部(MoFA)和国际竿钓基金(IPNLF)的支持下对新系统进行了评估,并且印象深刻。FIS同时使用了捕捞文件及捕捞信息来核实出口情况。这是一个较大的进步,政府开始核实,渔获在出口这一刻就被真实上报,这符合欧盟和打击IUU渔业的法律。根据追溯技术确定了5个核心功能,以确保完整海产品供应链的透明度。马尔代夫FIS实现了三个最具挑战性的功能:供应链可见度、渔船-码头渔获监督和数据审核,Flett对此印象深刻。该系统显著提高了海产品供应链的安全。

自2010年1月1日欧盟实施预防、遏制和消除非法的、未报告的和无管制的捕捞(IUU),及海洋管理委员会(MSC)2012年成功认证鲣鱼竿钓渔业,对马尔代夫渔业捕捞数据提出新要求后,FIS的工作于2012年7月展开。经过4年的研发,捕捞数据、许可证、捕捞许可、渔获购买转移模块都被加入新FIS。除了给MSC认证提供必要的保障,该数据也为负责在印度洋和周边海域管理金枪鱼和近似物种的印度洋金枪鱼管理委员会(IOTC)提供相关报告。

“鱼的未来”对FIS的评估受到了马尔代夫渔业和农业部长Mohamed Shainee博士的欢迎。FIS的开发受到了IPNLF及其成员:Marks & Spencer、Sainsbury's和World Wise Foods的慷慨支持。现在已进入第二阶段的开发,未来的功能包括渔船渔获的自动报告。

杨林林译自Maldives: New fishing information system in Maldives signals a step ahead, FIS, 2016-11-5

欧洲科学家开创了解海洋生物多样性新方法

在欧盟委员会的推动下,250多名欧洲科学家一起合作开发新方法以了解海洋生物多样性并评估欧洲海洋环境现状。

DEVOTES 项目(了解海洋生物多样性和评估环境现状创新方法开发项目)历时4年,现已结束,共花费1 200万欧元,其中900万欧元由欧盟第七科研框架计划资助。该项目通过遥感技术、建模和基因组学等手段将生态理论和实际情况相结合,通过革新的方法进一步了解生态系统和生物多样性发生的变化。

由AZTI研究员,生物学博士Angel Borja领导的专家组提出满意环境状态的定义,构建了活动、人类的压力、国家福利和政府行为之间关系的新模型,包括在四个区域海洋(波罗的海、大西洋、地中海和黑海)评估生物多样性的统一指标。在此期间,分析完善了当下欧盟监测网的不足之处,研发了新的软件(DEVOTool);收集了欧盟现行的600多个指标用于实施海洋战略框架指令(DMEM),建立一个海洋环境政策领域内的行动框架。此外,29个指标被提出和检验,其中16个为新指标,13个为原有指标更新,覆盖了所有生态和生物描述指标。评估包括描述生物多样性的改变、外来物种的引入、捕捞情况、食物链的扰动、水体富营养化和海底状态。此外,海上人类的主要活动和调节这些活动的社会经济因素也纳入考虑。

工作人员开发了包括新监测系统(生物传感的有害污染预警系统、有害藻类检测系统)和许多物种如微生物、浮游生物和大中型生物(基因库中已有)的测序。开发过程中,包括远程传感器、声学和基因组学等方法被应用于检测新的监测和评价方法,通过整合不同形式的信息来评价海洋环境状态。开发的工具中包括一种新型软件NEAT(嵌套环境状态评估工具)。这个工具已经在欧洲10个案例中验证使用。这个项目将NEAT加入之前的工具(DEVOTool)中,一共包括600多个欧洲国家正在使用或开发的环境指标。此外,通过定期更新和满足用户的需求,该软件包括的新应用程序将允许在线生物多样性评估。

杨林林译自Spain: European scientists develop tools to understand marine biodiversity, FIS, 2016-11-11

人工智能迈向金枪鱼保护领域

非政府组织自然保护协会呼吁科学家们迎接太平洋金枪鱼保护的技术挑战,确保海产品的可持续供应。

该技术挑战在于开发渔业智能视频系统,加上已有的渔船电子监控,将有助于金枪鱼资源的恢复,保护鲨鱼、海龟等脆弱物种,确保太平洋岛屿国家的经济发展。金枪鱼渔业是全球最大的渔业之一,每年因非法的、不报告的、不受管制的捕捞(IUU)造成的损失在500万美元到15亿美元之间。渔业可持续管理的关键在于确定捕捞的方式、地点和产量。自然保护协会认为,10小时的捕捞审查需要花费一个人6个小时的时间,而金枪鱼渔业有成千上万条渔船、每次作业数周到数月不等。因此当这些渔船返回时,需要花费数百个小时进行审查。

加利福尼亚自然保护区首席技术官Matt Merrifield表示,这项技术将是第一个应用到渔船上的人工智能系统。视频系统将有助于了解公海上发生的一切,人工智能系统将减少40 %的审查时间,也为解决全球环境问题提供了手段。研究团队将获得数百小时的捕捞视频以及5个月的时间开发和完善这套人工智能系统。优胜的5个研发团队将获得15万美元的奖金,资金和技术由Paul G. Allen家族基金会和Vulcan公司支持。获胜的方案将与帕劳、密克罗尼西亚、所罗门、日本、马绍尔等国政府合作,应用到在太平洋作业的24艘渔船上。

这项技术开发是“我们的未来”活动内容的一部分,旨在利用科技的进步打造人与自然的和谐相处。自然保护协会渔业执行董事表示,数十年来人类一直在破坏自然,现在是时候重新建立一种平衡,解决问题而不是制造问题。

杨林林译自Worldwide: Artificial intelligence challenge to contribute to tuna fishery protection, FIS, 2016-11-17

科学家研发海水污染实时监测系统

欧盟的一个科学家小组正在开发一个海水质量控制的实时监测系统,以有效和快速地检测污染水平,这将是海洋和沿海地区实现更好管理的基础。

海水污染是一个环境、经济和社会问题,不仅使生物多样性处于危险之中,还会破坏水下脆弱的生态平衡,影响渔业捕捞、水产养殖和旅游等经济活动。海水质量监测的紧迫性和实验室监测方法的不经济性是欧盟SMS项目开展的主要动机。出于这个因素,科学家、中小企业、环境机构和SMS团队正在共同努力,开发一个具有成本效益、易于使用的监测工具。项目协调员Palleschi教授表示,研究的想法是开发一个装置,在海洋中设置一个浮标,这将能够实时分析海水的质量,而不需要人的干预。该装置能够通过无线连接,每2小时传输海水污染数据。科学家们表示,当前检测水污染的方法较为昂贵,且在提醒公共部门和专业人士水质变差之前需要等待5天的时间。此外,传统的检测方法需要专业的人员和设备,还必须乘船去现场采集水样后返回实验室才能检测海水质量。

研发出的传感器能够检测指定的危险物质和四类污染物。罗马大学研发的称为“Tor Vergata”的传感器能够检测海洋藻类毒素,如大田酸、贝类毒素、软骨藻酸和水螅毒素;微生物环境研究机构研发的传感器能够检测有毒藻类;哈桑二世大学研发的传感器能够检测磺胺类药物残留;ICN研发的传感器可以检测化学物质,如农药、除草剂和阻燃剂。所有传感器搜集的数据将储存在浮标平台,通过无线连接发送到远程控制中心。这种实时信息可以采取预警的形式促使主管部门和专业人士在海洋管理方面作出明智而迅速的反应。微生物环境研究机构的Linda Medlin表示,海水质量的监测对人类健康至关重要,这一点容易被忽视。举一个例子,毒素在贻贝、牡蛎、蛤等贝类中积累,一旦人类食用这些贝类将引发严重的健康问题。麻痹性贝类毒素中毒将会影响神经系统,造成呼吸衰竭,在12小时内就可以危及生命。Palleschi教授表示,这样的例子可以通过技术手段避免。该系统为管理者和专业人士提供了一个更好监测海水质量的工具,无论对环境还是人类都大有裨益。

杨林林译自EU: System developed to control seawater pollution in real time, FIS, 2016-11-12

海洋DNA揭示深海生物多样性

一组从事环境DNA研究的科学家开发出了一种新的非侵入DNA方法用以研究海洋生物多样性和资源。这些来自哥本哈根大学和格陵兰自然资源研究所的科学家们发现,几升的的水就能确定海平面以下1公里的鱼类。

该研究的主要完成人,地球遗传学中心的助教Philip Francis Thomsen表示,大部分海洋都没有被开发,甚至都没有开展过鱼类等物种的调查。这主要受限于海洋环境的复杂和调查方式的低效。研究人员强调,海洋生物多样性受到污染和过度捕捞的威胁,对全球经济和人类健康影响巨大。DNA技术因此应运而生。这项技术基于不同物种会在环境中留下DNA痕迹,一小瓶水样就可以收集到DNA信息。这也得益于DNA测序技术的发展。科学家们已经成功地从稍浅的海水样本中提取到了鱼类DNA,接下来将验证这种方法能否应用于深海。研究人员搜集到的DNA至少来自37个种类,28个科中的26个在底拖网中出现,3个科没有在底拖网调查中出现。即使来自海平面以下1公里的海水样本也包含大量的鱼类DNA,它们源自所有商业性捕捞物种,如格陵兰大比目鱼、红鱼、鲨鱼、鳐鱼以及人类知之甚少的深海物种。

研究人员强调,在拖网调查中不经常出现而DNA技术经常检测到的种类是格陵兰鲨,这是因为该种鲨鱼是一个生长缓慢的物种,容易受到过度捕捞的影响。科学家们正致力于研究DNA技术能否用来描述鱼类的个体大小。发现格陵兰大比目鱼和红鱼DNA多的海域鱼类个体数量也多。鱼类总生物量与DNA序列的数量也存在显著相关性。气候变化是很多生活在北极地区物种的巨大威胁,海洋生物以向北迁移作为回应。新的DNA技术也能实时监测这些变化。丹麦自然博物馆鱼类馆馆长Peter Rask MØller副教授表示,鉴于该方法在海洋中的普遍适用性,且采样较为容易,因此可以通过采集水样来对北极水域进行连续监测,这将会洞察气候变化影响的详细信息。杨林林译自Denmark: Marine DNA reveals deep oceans' biodiversity, FIS, 2016-11-18

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