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科学家如何利用实时数据帮助渔民避免捕捞濒危动物?

 科技行者 2020-10-12

科技行者

▲ 科学家与海洋环境倡导者们希望找到一种方法,用以保护海龟及其它受威胁物种,同时帮助渔民继续谋生。 

从1990年到2000年,在加利福尼亚海岸寻找旗鱼的渔民们意外捕获并杀死了超过100只棱皮龟与海龟,受伤的动物则更多。 

2001年,联邦政府建立起太平洋棱皮龟保护区——这是一片位于加利福尼亚海岸之外的25万平方英里区域,每年 8月至11月禁止渔船进入。  

环保倡导者们表示,自那时开始,因兼捕活动而杀死的海龟数量开始显著下降。然而,每年仍有少数动物死于渔网纠缠——在环保倡导者们看来,这里的“少数”值得商榷。与此同时,巨大的海洋区域关闭则意味着原本价值1500万美元的旗鱼捕捞产业现在已经缩水至200万美元,而且沿海水域的船只数量也开始大幅减少。  

科学家与海洋环境倡导者们希望找到一种方法,从而在保护海龟及其它受威胁物种的同时,帮助渔民继续谋生。为此,许多人正在研究动态海洋管理,这项战略利用实时数据收集领域的新兴成果帮助渔船准确找到所在位置处的特定鱼类,并避免因兼捕造成的额外损失。  

▲ 因兼捕而被杀死的海龟数量得到显著下降,但每年仍有少数动物因加利福尼亚海岸附近的渔网缠绕而死亡。  

第一篇论文指出,浮游鱼类——即生活在开阔海域中的鱼类,其往往拥有令人印象深刻的群体迁徙习惯——应该拥有流动且不断变化的保护区,而非像2000年那样硬性划定的静态保护区。斯坦福大学霍普金斯海洋站海洋生态学家及保护学教授Larry Crowder提到,“这种想法很好,但却永远无法奏效。”在2000年,科学家还没有充足的计算资源对统计模型或者卫星数据进行成本低廉且速度理想的处理。此外,他们也没有充足的数据对海洋环境中的鱼类或相关卫星拍摄结果进行跟踪。如今,这一切终于迎来了改变。 

现在,科学家们可以在几分钟之内下载海洋卫星数据,并由研究人员通过加装在鱼类身上进行运动跟踪的装置对卫星数据进行标记,从而顺利研究金枪鱼、旗鱼以及海龟等大型海洋动物的生活情况。综合而言,这代表着一场技术革命,使得科学家与渔业管理人员能够以前所未有的方式预测鱼类位置,并借此避免兼捕状况的发生。 

这里对整套系统的运作方式进行简要说明:科学家首先对物种进行标记,收集渔船报告或者利用其它跟踪方法收集鱼类或其它“目标物种”的数据。接下来,他们将这些数据与天气状况、季候以及能够远程感知的全部其它数据进行比较。Crowder表示,“只要建立起良好的统计关系……并与这些动物的位置信息相匹配,大家就可以利用遥感海洋数据预测动物们所处的可能位置。”  

举例来说,加利福尼亚海狮比较喜欢海岸附近凉爽的海水,而棱皮龟则聚集在上升洋流的前缘附近——这里是两股水团的汇合位置,因此海水表面的营养物质将更为丰富。在这种情况下,海狮与棱皮龟很可能成为渔船捕捞旗鱼时的意外牺牲品,这是因为旗鱼会长期生活在加利福尼亚海域。 

Crowder补充称,“我们无法通过设立静态保护区的方式保护这些动物免受人类伤害。如果要关闭一切已知出现过海龟的区域,那么整个太平洋都将被划为禁渔区。”但是,如果我们利用天气数据与统计模型来证明省钱更偏好某些水温,则可以根据每天水温的变化情况关闭与之对应的海洋区域。Crowder和他的同事们在美国国家海洋与大气管理局投入了超过二十年里头,共同利用收集到的数据开发出一款名为EcoCast的工具。这款工具能够向渔民提供每日地图,确保作为捕捞目标的旗鱼在数量上远超兼捕对象。统计模型显示,如果渔民在2012年与2015年的开渔季使用EcoCast(这两年分别是水温接近平均水平的年份,以及水温较高年份),那么他们至少可以在12万5千平方英里的海域内活动,且不会对海龟造成明显的兼捕伤害。而驱动渔民们使用这款工具的另一大因素在于,到目前为止,其数据还仅供参考而非要求强制执行。Crowder也表示,他们并不打算因为与濒危物种之间存在大量相互作用而逼迫渔业从业者们就此转行。

2019年4月11日的EcoCast地图    

有其他研究人员在开发类似的工具以保护其它特种。特拉华大学的研究人员已经创建出一款绘图与建模工具,以帮助渔民找到鲈鱼及黄花鱼这样的小体形经济鱼类,同时回避濒临灭绝的大西洋鲟——这将是一场双赢,因为平均体重达到300磅的大型鱼类会破坏掉那些用于捕捞小型鱼类的渔网。在太平洋西北地区,海洋非营利性组织Oceana正在开发一套系统,用于暂时叫停对珍宝蟹的捕捞——或者根据观鲸队方面发回的鲸鱼活动报告禁用某些特定类型的渔具。  

也有人认为,动态海洋管理并不是什么万灵药。加利福尼亚州竞选州长兼Oceana资深科学家Geoff Shester表示,太平洋区域旗鱼渔业的真正问题在于渔民对渔具的使用。在这里的渔业活动中,渔船往往会在一夜之间设置长达1英里的渔网。这些“漂流刺网”会在海洋中自由浮动,直到渔船第二天早上回收渔网。这种作法“没有任何选择性”。Shester同时补充称,相关评估表明,渔民往往会将漂流网中捕获量的60%丢弃。他指出,如果渔民能够利用预测模型帮助避免捕获海龟,“只会证明我们在关注海洋稀有物种方面迈进了重要的一步,但加利福尼亚州目前还无法借此真正解决这些热点问题。”(Crowder认为,他的团队主要「解决了对主要受关注物种的保护」,但他也认同「只有在彻底关闭渔业的前提下才能真正避免兼捕问题」这一结论。)  

在其它地方,动态海洋管理策略则取得了更大的成功。NOAA的太平洋岛屿渔业中心一直在提供名为TurtleWatch的日常地图,以帮助旗鱼渔民们在过去十年中避开夏威夷群岛以北的海龟群体。NOAA收集到的数据表明,当海龟被捕捉到时(即被钓鱼线钩住或者被渔网捕获时),其周边环境温度有半数比例下介于63.5华氏度与65.5华氏度之间。NOAA几乎每天都会发布指导性地图,帮助渔船了解该如何避开这些海龟活动较为活跃的区域。 

NOAA渔业海龟生物学与项目评估首席科学家Todd Jones表示,“这是一种非常独特的成果,能够帮助渔民避免海龟兼捕问题。”TurtleWatch还能够与渔具管理新规相结合,从而将40万平方海里中的海龟兼捕量由每年400次削减至10次。  

但是,TurtleWatch在大获成功的同时也带来了一些不利影响。由于海龟兼捕问题的缓解,渔民们已经不用太担心捕捞到海龟的可能性。他们开始逐渐消除对海龟的回避习惯,导致最近两年渔业活动对海龟的影响可能又会达到峰值。一旦出现这种情况,那么政府方面可能立即下令启动今年的禁渔期。  

▲ 在接下来动态海洋管理项目的早期阶段,Crowder的团队将为哥斯达黎加海岸周边的旗鱼部署跟踪标签。

再回到加利福尼亚州,在Shester看来,卫星图像似乎也无法拯救海龟的命运。Oceana方面也因此全力推动立法,并最终使得加州计划于2023年全面禁止使用漂流刺网。(加利福尼亚州州长Jerry Brown已经于2018年9月27日将这项措施定性为法律。)  

但这项禁令本身也属于动态海洋管理的形式之一。Shester介绍称,加利福尼亚州渔业可能会将漂流刺网替换为深海浮标,其饵钩的布设深度有可能达到海下一千英尺以上。 

Shester表示,“在白天,旗鱼主要会在这一深度区间内活动。因此,深海浮标装置基本上属于一种动态的封闭装置。如果渔船未来必须在海底1200英尺处部署渔具,则相当于对海面生态系统的一种动态封闭措施。这显然是基于目标渔获的活动规律所制定。” 

Shester指出,大家可以将动态海洋管理视为一系列选项的集合。例如可以在特定时段、地点或者季节随意使用渔具,也可以在任意时段、地点或者季节使用特定渔具。“在谈到保护区这个议题时,我们不应只通过两个维度进行思考,而是引入三个维度。深度是个非常重要的因素,因此我们应该重视时间、面积以及深度。”  

他同时补充道,“这虽然不能说是万灵药,但动态海洋管理确实有望开辟一种新的机遇,最终在解决兼捕问题的同时拯救渔业活动。未来,我们将推出能够利用技术手段解决这些问题的有力工具。”

Crowder总结称,“关键在于,我们先要找到相对无风险的商业捕鱼场所。也许我们能够实现双赢的书面,即在保护珍稀物种的同时维持渔业生存。”  

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