南极磷虾(Euphausia superba)密度年际变化研究：2013-2019年南设得兰群岛声学调查揭示生物量分布格局

本研究针对南极半岛海域磷虾资源动态监测需求，通过中国捕捞船"福荣海"号2013-2019年夏季声学调查，首次系统报道了南设得兰群岛周边磷虾生物量密度年际变化（18.6-70.6 g m-2），发现超过50%生物量集中于不足20%的高密度集群（>100 g m-2），为CCAMLR渔业管理提供了关键基线数据。

　　

在南极冰封的海域中，一种不足6厘米的小型甲壳动物——南极磷虾(Euphausia superba)维系着整个南极生态系统的运转。作为"海洋粮仓"，它们不仅是企鹅、鲸类等顶级捕食者的主要食物来源，更是全球规模最大的未开发渔业资源之一。然而，气候变化与人类活动的双重压力下，这种关键物种的种群动态却长期缺乏系统监测。尤其在南设得兰群岛周边——全球90%磷虾渔业的作业区域，自2011年美国AMLR调查结束后便再无连续观测数据。这种数据断层严重制约着CCAMLR（南极海洋生物资源养护委员会）实施基于生态系统的渔业管理。

为填补这一空白，中国水产科学研究院黄海水产研究所王新亮、赵宪勇团队创新性地利用"福荣海"号捕捞船，在2013-2019年间开展了5次夏季声学调查。这项发表在《ICES Journal of Marine Science》的研究，首次揭示了该海域磷虾生物量呈现18.6-70.6 g m^-2的年际波动，并发现惊人的空间异质性——超过50%的生物量竟来自不足20%的高密度集群。这些发现不仅更新了南极磷虾资源评估的基线数据，更揭示了渔业管理必须关注"生物量热点"的特殊分布模式。

研究团队采用三大关键技术：1）船载多频声学系统（Simrad EK60，38/70/120 kHz）结合SDWBA（随机畸变波玻恩近似）模型进行生物量反演；2）基于渔业观察员采集的8200尾磷虾样本建立长度-质量转换因子；3）采用Jolly-Hampton分层法计算区域生物量。所有声学数据均通过南极水域校准，确保跨年度数据可比性。

空间分布特征

通过分析1海里间隔的NASC（ nautical area scattering coefficient）值发现，磷虾分布呈现显著年际差异。2015年T8、T13航线的平均NASC值不足2 m² n.mile^-2，而2019年A3航线却高达606.6 m² n.mile^-2。密度分布图显示，近岸水域尤其是象岛西北部陆架断裂带频繁出现生物量热点。

集群结构解析

累计分布曲线揭示出惊人的聚集特征：2018-2019年，虽然80%的调查区域密度低于100 g m^-2，但其贡献的生物量不足总量的25%。相反，仅占15-20%的高密度区间（>100 g m^-2）却贡献了70%以上的总生物量。这种"少数关键区域决定整体资源量"的模式，在2018年SSIW（南设得兰群岛西部） stratum表现尤为突出，其77.0 g m^-2的平均密度是BS（布兰斯菲尔德海峡） stratum的2.2倍。

年际变化趋势

结合 strata的生物量估算显示，总资源量从2013年的94.9万吨波动增长至2019年的291.3万吨。特别值得注意的是2016与2019年出现的峰值，与南极环极波4-6年周期相吻合，暗示大尺度气候振荡可能驱动磷虾种群波动。

这项研究开创性地证明了捕捞船监测网络的科学价值，为CCAMLR正在推行的"三要素管理框架"（B₀生物量评估、Γ预防性捕捞率、α空间分配）提供了关键参数。研究者特别指出，未来需重点解决两大问题：1）声学设备性能的船载实时监测技术；2）生物量热点区与捕食者栖息地的空间重叠分析。这些发现不仅对南极渔业管理具有直接指导意义，也为理解气候变化下极地生态系统响应提供了新视角。

研究团队在讨论部分强调，磷虾集群的极端聚集特性意味着传统均质化管理的失效。2019年象岛周边发现的超密集群体（贡献该区域62%生物量）警示：现行基于大面积平均密度的捕捞配额分配，可能无法有效保护关键生态区的磷虾资源。这为CCAMLR 2022年提出的"基于空间显性模型的管理策略"提供了实证支持，也将推动《南极海洋保护区》划建标准的优化。