南极磷虾的资源概况与生态系统功能

刘永新，李梦龙，方辉，李乐，王书

（中国水产科学研究院，北京 100141）

海洋渔业资源作为可再生食物资源，已成为我国动物性蛋白的重要来源和未来小康社会提升膳食结构的重要战略性生物资源[1-6]。在近海资源亟需休养生息的严酷形势下，走向深蓝，积极开发南极海洋生物资源已成为我国海洋渔业的重要战略选择[7,8]。南极磷虾产自尚无明确权属而被多国觊觎的洁净南极海洋，资源储量极其丰富且浑身是宝，具有打造我国第二个远洋渔业和海洋生物战略性新兴产业的巨大潜力。近年来，随着国际科技投入的不断增加和技术进步的不断积累，世界渔业发达国家已将南极磷虾渔业打造成由高效捕捞技术支撑、高附加值产品拉动、集捕捞与船上精深加工于一体的全新性海洋生物资源开发利用产业，激发了世界各国的投入欲望。国务院发布的《国务院关于促进海洋渔业持续健康发展的若干意见》（国发〔2013〕11号）明确指出：积极参与开发南极海洋生物资源。因此，在“蓝色圈地”和资源抢占日益激烈的国际大环境下，加快南极磷虾资源开发，对促进我国远洋渔业的产业升级与跨越发展、培育海洋新兴产业、保障粮食安全和争取南极海洋开发权益具有重大战略意义。本文重点阐述了南极磷虾资源开发利用现状及其生态系统功能，对南极磷虾的发展提出管理性建议。

1 资源概况

南极磷虾资源极为丰富，环绕南极大陆的整个南大洋均有分布，生物学年可捕量达1亿t，于当今全球海洋捕捞产量的总和，然其开发利用程度仍很低。南极磷虾渔业的健康发展是打造我国第二个远洋渔业的首要选择，其可成为海洋渔业经济发展的新增长点。

1.1 群特征

南极水域蕴藏着丰富的海洋生物资源，已知南极磷虾类有8种：大磷虾Euphausia superb Dana、晶磷虾E.cystallorophisa Holt and Tattersall、冷磷虾E.friacantha Hasnesn、三刺磷虾E.triacantha Holt and Tattersall、瓦氏磷虾 E.vallentini Stebbing、长额磷虾E.longirosteis Hansen、长额樱磷虾 Thysanoessa macrura G.O.Sar和近樱磷虾Thysanoessa vicini Hansen。其中，南极大磷虾数量占绝对优势，体长范围40～60mm。南极大磷虾以群集方式生活，密度达10 000～30 000尾/m3，是地球上数量最大的单种生物资源之一，也是维持南极生态系统的关键物种和高营养层级生物的重要食物来源[9,10]。南极磷虾不仅富含高蛋白，还具有人体所必需的多种营养物质，如磷脂型多不饱和脂肪酸、甲壳素、虾青素以及低温活性酶等[11-13]，在医药化工及功能食品方面具有巨大的开发前景[14-16]。目前国内外已有多家生物技术公司从事磷虾高值产品研发，专利产品涵盖了功能食品、虾油保健品、浓缩蛋白以及各种虾壳水解物等原料产品，形成了高值产业链，成为世界各海洋强国发展海洋生物新兴产业竞相追逐的目标。南极磷虾资源的有效开发与高值化利用具有打造海洋生物战略性新兴产业的巨大潜力。

1.2 资源分布

南极磷虾主要生活在南纬50°以南水域的南大洋中，环绕极地分布。历史资料显示，在环绕南极大陆的大西洋、太平洋和印度洋海域中南极磷虾的分布并不均匀，以大西洋侧密度最高，是目前南极磷虾捕捞的主要渔场，印度洋侧其次，太平洋侧最低[17-23]。为综合评估南极海域南极磷虾资源，2000年南极海洋生物资源养护委员会（Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources，CCAMLR）组织南极磷虾资源共同调查作业小组调查了各海域的南极磷虾分布密度和资源量。此次南极磷虾资源共同调查的对象海域扩大，在未调查时被推测为资源量为零或为非常低的海域的资源量增加。综合调查结果认为，48区的总资源量为4 429万t，58.4.1和58.4.2海区的南极磷虾资源量分别为483万t和390万t，而整个南极洲地区南极磷虾的生物量估计为6.5～10亿t。根据南极磷虾资源调查评估结果，南极海洋生物资源养护委员会对48区南极磷虾的最大可捕产量从150万t修正为400万t。2010年，CCAMLR改进和完善了南极磷虾的调查评估方法，又将48区南极磷虾最大可捕产量从400万t调整为561万t；将58.4.1和58.4.2区的许可捕捞量设定为89万t。可见南极磷虾资源蕴藏量丰富，开发潜力巨大。

2 产业发展

南极海域路途遥远、渔场安全环境恶劣，对从业者的专业素质和船舶状况和性能要求极高，因此南极磷虾资源开发是一项成本高、风险大、专业性强的渔业生产活动。现代南极磷虾产业具有典型的高技术、高投入和高产出的特征。国际上南极磷虾资源商业化开发始于20世纪70年代，而我国进入南极磷虾产业仅有5年，捕捞量和捕捞效率等与国外相比还有较大差距。

2.1 开发历史

南极磷虾产业发展史可分为3个主要阶段，第一阶段为20世纪70年代初至80年代未的前苏联为主导阶段，主要捕捞国家为前苏联和日本，前苏联占南极磷虾捕捞产量的80%以上。1972年，苏联公布“南极探测计划”，在南大洋开展调查和捕捞作业，产量由此迅速增加。1977年，前苏联南极磷虾产量为10.50万t，到1982年已升到49.17万t；1986年之后产量保持在30.00万t。第二阶段为日本主导阶段，主要由于前苏联的解体，日本南极磷虾产量占主导地位,开始替代前苏联。自1986年开始，日本南极磷虾年捕捞量保持在6万t以上，其中，1988—1989年创历史最高记录，年捕捞量达7.89万t；2001年达到发展顶峰，产量维持6.00～7.50万t/年。第三阶段为挪威主导阶段，随着新型高效捕捞技术的引入，挪威开始引领当前南极磷虾捕捞的生产，年捕捞产量约占总产量的50%，而日本等早期南极磷虾开发国家，因船龄老化等因素，逐步淡出磷虾生产。我国南极磷虾虽然起步较晚，至今仅6年，但在国家引导和政策支持下，无论参与企业、投入船舶、生产规模和捕捞产量总体呈稳步发展趋势，但受研究基础薄弱，资源掌控能力不足，相关管理措施限制等因素，发展受到了一定的制约，离南极磷虾捕捞强国尚存在较大差距。

表1 近八年主要国家南极磷虾捕捞产量（万t）Tab.1 Production （million ton）of Antarctic shrimp in major countries in the past 8 years

2.2 生产现状

CCAMLR统计显示，随着挪威、中国等新兴渔业国家的加入，以及实际捕捞产量的稳定增长，南极磷虾计划捕捞产量增幅明显，近几年计划捕捞产量稳定在50～60万t左右[24,25]。统计数据显示（表1），2011年6个成员国捕捞总产量为17.9万t，捕捞产量较2010年减少了3.21万t，占总产量的15.18%。其中，挪威、韩国捕捞产量下降幅度较大，达1.76万t和1.58万t，分别占其产量的14.6%和36.0%。日本捕捞产量小幅下降为0.35万t，占11.8%，而中国的产量增加了1.4万t。2012年，仅有5个成员国参与南极磷虾捕捞，捕捞总产量为15.63万t，产量减少了2.4万t，降幅达到12.75%。2013年至2016年，捕捞国家基本稳定在5个国家，即挪威、中国、韩国、智利和乌克兰，挪威捕捞产量基本稳定在10～16万t；中国产量逐年上升，从2013年的3.2万t跃升至2016年的6.5万t，产量已翻番；韩国产量变化最明显，产量从4万多t下降至2万多t，近4年产量减少了一半。智利和乌克兰产量比重较小，虽产量也有较大波动，但对总产量影响较小。与1993年至2012年20年间的南极磷虾年平均捕捞产量14.12万t相比，2010—2017年8年的平均产量近22万t较前20年平均产量提高了55%，生产形势明显好转[26-28]。

3 生态功能

南极磷虾是维持南极生态系统平衡与稳定的关键物种，若以生物质能来讲，其可能是地球上最成功的动物物种（蕴藏量约为5～10亿t）。巨大的生物数量使其成为南大洋许多鱼类、鸟类和哺乳动物的主要猎物，处于南极食物链系统的核心位置。南极磷虾特殊的生态地位和潜在开发的重要资源引起了学者和远洋渔业企业的高度关注[29]。

3.1 生态习性

自然生活状态的南极磷虾壳上具鲜艳的红色斑点，并具有结群习性，常在200m以下的水层形成密集群体；白天生活在深水中，夜幕降临后才浮到水面摄食，呈典型的昼夜垂直移动习性[30]。夏季南极磷虾在大洋表层产卵，受精卵下沉至深海1 000m以下孵化成磷虾幼休，之后，幼体上浮至有阳光和饵料的水表层后，开始生长和变态[31,32]。南极磷虾幼体发育与冬季海洋结冰体积大小息息相关，南极气候变化使每年南极洲附近结冰数量、面积的增加或减少，进而影响南极磷虾的生长过程。磷虾幼体对食物来源的波动极为敏感（成磷虾可耐较长期的饥饿）。资料显示，磷虾受到了海洋酸性不断增高的影响[33]。影响磷虾的环境变化也会波及生态系统的其他部分。目前正在进行大量的研究，探讨温度更高、酸性更强的海洋水体对生活在南大洋中磷虾数量的潜在影响[34]。

3.2 生态贡献

南极磷虾为南极洲生态系统中的重要物种，是鲸（Cetacea）、海豹（Phocidae）、海狗（Arctocephalinae）、南极鱼类（Antarctic ice fish）、企鹅（Spheniscidae）、信天翁Diomedea exulans及其他鸟类的主要食物来源。以海豹为例，食蟹海豹Lobodon carcinophagus是世界上数量最多的海豹，其98%的食物来源于南极磷虾；豹形海豹Hydrurga leptonyx 45%食物来源于南极磷虾。据不完全统计，南极磷虾作为食物的供应量，海豹年均消耗6300～13000万t，鲸消耗3400～4300万t，鸟类消耗1500～2000万t，鱿消耗3 000～10 000万t，鱼类消耗1 000～2 000万t，各类生物资源年度消耗总计15 200～31 300万t[35]。在食物链中，南极磷虾与其猎物之间涉及3～4层级；而南极磷虾与鲸之间层级最大，这只存在于南极生态系统中。南极磷虾能够建立如此庞大的生物蕴藏量是因为南大洋拥有世界最大的浮游生物总量，亦是拥有浮游植物生物量最多的海洋。当海水由深海区上升至透光带，食物亦由世界各地的海洋运至此供生物所食用[36]。在过去的几十年间，南极磷虾总生物质能不断下降，部分科学家认为下降的幅度可达80%。这可能是温室效应引起的浮冰区域减少所致。南极磷虾幼体阶段需要浮冰结构提供天然洞穴，有助于南极磷虾避开捕猎者，提高生存率。近年来浮冰区域面积减少，促使南极磷虾趋向让位于海鳟Cynoscion nebulosus[37]。

4 管理趋势

随着全球变暖，南北极资源宝库渐露真容，近年南极主权及其资源开发权益之争也再次暗潮涌动。在各国对南极海洋生物资源开发投入不断增加的情势下，CCAMLR正在逐步加强对其所辖渔业的管理与限制；同时，相关国家还竭力推进南极海洋保护区建设进程，欲将广阔的海域纳入禁渔范围。

4.1 捕捞控制

目前正采用一系列措施监管南极磷虾的捕捞，明确规定了可允许捕捞量、捕捞地点、附带捕捞物的可接受量及运营要求，通过预防性捕捞限额（precautionary catch limit，PCL）确定每年可捕捞磷虾量。具体某一地区的可允许捕捞量根据该地区磷虾数量和长期年度产量来确定。实际可捕捞量根据该生物总量的百分比制定，磷虾产业捕捞规模目前限制在每年62万t，约合生物总量的1%。在南大洋进行磷虾捕捞的所有区域均受到这些PCL限额的管辖。在尚未进行磷虾存量测量，且没有确立可捕捞量的区域内，仅允许进行非常有限的实验性捕捞。可捕捞量的计算是对单生物体量估算值的预测，由独立科学调查衍生而来，调查利用配备生物探测仪的研究船于1996年、2000年和2006年分别开展。尽管磷虾捕捞管理不进行年度调查，但CCAMLR仍然综合考虑年度科学研究中所指出的磷虾存量变化。部分磷虾可捕捞量还被分成更细化的小区域，以确保不会在受限区域内捕捞大比例的年度限额，危害生态系统。

4.2 管理措施

南极磷虾捕捞作业受一系列措施管辖，包括：副渔获物监管、通知规则、环境法规、观测员要求以及捕捞限额制定[38,39]。南极和南大洋联合会（Antarctic and Southern Ocean Coalition,ASOC）持续呼吁改进南极磷虾渔业综合管理，建立反馈管理程序，通过加强南极海洋生物资源保护委员会生态系统监测计划来改进监测方式和主要内容，重点监测以南极磷虾为主要食物的动物的生存状态的变化，以确定该变化是否由捕捞活动造成。同时，ASOC敦促CCAMLR采取进一步的保护措施，降低南极磷虾集中作业重点区域的捕捞强度。例如2010—2013年间，南极磷虾渔业主要集中在48.1分区，总渔获量的一半以上来自于该分区，造成南极半岛西部海岸的捕捞活动显著增加。2013年6月，由于达到了区域捕捞渔获物限制水平，提前关闭了48.1分区年度捕捞季，防止破坏区域内生物资源与食物链系统。南极磷虾渔业管理的部分补充措施正在出台，CCAMLR将强制成员在磷虾捕捞报告程序中说明如何估算鲜重，在所有南极磷虾捕捞渔船上100%配备科学观察员，用于建立有效的南极磷虾捕捞反馈管理机制[40,41]。