南大洋渔业可持续性的协同网络模型：揭示气候变化下巴塔哥尼亚犬牙鱼资源动态机制

面对气候变化与渔业活动对南大洋巴塔哥尼亚犬牙鱼（Dissostichus eleginoides）种群的复合压力，研究者通过知识协同生产（transdisciplinary knowledge co-production）与定性网络建模（Qualitative Network Modelling, QNM），首次构建了克尔格伦高原（Kerguelen Plateau）生物物理-社会经济系统模型。该研究揭示了犬牙鱼种群与渔获量衰退的多重路径（如水温上升、海虱增殖、兼捕效应等），并发现渔业行为响应与温度效应的强度可逆转衰退趋势，为填补海虱生态作用、猎物场响应等关键知识缺口提供方向，推动基于生态系统的渔业管理（EBFM）适应性策略。

　　

论文解读

研究背景：气候扰动下的渔业管理困境

南大洋生态系统正经历前所未有的气候变暖，海水温度异常事件频发（如2016年克尔格伦高原海洋热浪），导致高经济价值的巴塔哥尼亚犬牙鱼渔获量剧烈波动。这一现象难以通过传统单一种群模型解释——犬牙鱼作为长寿命（>50年）、跨水深迁移的物种，其种群动态受水温变化、猎物场转移、渔业行为（如捕捞策略调整）及底栖食腐生物（如海虱LiceMBPs）等多因素交织影响。然而，偏远深水区的生态数据匮乏，亟需整合多源知识以解析复杂机制，支撑长期可持续渔业规划。

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研究方法：协同构建定性网络模型

澳大利亚塔斯马尼亚大学联合渔业企业、管理部门及科研机构，通过迭代式研讨会（2017-2019年）协同构建克尔格伦高原生物物理-社会经济系统模型：

1. 模型框架：基于专家知识提炼12类核心节点（如犬牙鱼生活史阶段PreRecruits/SmallFish/BigFish、环境驱动因子SST/TempDepth、渔业行为ChangeTactic等）及54条相互作用边（图1）；
2. 不确定性处理：针对7条未知效应边（如温度对猎物场影响、渔业策略调整方向），生成128种模型版本；对9条“存疑边”随机50%概率纳入，模拟10,000组权重组合；
3. 扰动测试：对8类驱动因子（表1）施加持续干扰（press perturbation），结合社区矩阵（community matrix）逆矩阵(-A^-1)分析节点响应；
4. 创新分析：提出“效应强度-节点响应”关系模型（图5-6），解析扰动传播路径的依赖性。

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研究结果：衰退路径与逆转机制

1. 总体响应模式：多重衰退路径显现

环境驱动：表层水温（SST）上升通过抑制浅水猎物（ShallowPrey）间接导致犬牙鱼成鱼（BigFish）与渔获量（Catch）下降（图2）。渔业压力：局部资源耗竭（LocalDepletion）、兼捕（Bycatch）直接降低种群丰度，鲸类盗食（Depredation）则显著减少上岸量（Landings）。

0.8为高置信度）。SST、局部耗竭与兼捕引发系统性衰退。'>

2. 条件响应：温度效应符号决定系统走向

水温深层效应：当暖化促进深水猎物（DeepPrey）时，BigFish可能增长；但若同时刺激海虱增殖（LiceMBPs↑），则渔获量因饵料窃取加剧而下降（图3）。渔业行为调节：兼捕压力下，渔业及时调整策略（ChangeTactic→Effort↓）可缓解Catch衰退（图5f）。

3. 效应强度：调控响应方向的关键阈值

温度-猎物场强度：SST对ShallowPrey的正向效应越强，BigFish与Catch越倾向增长（图5a）；反之则衰退。海虱-渔业耦合：LiceMBPs对Catch的抑制效应>0.5时，渔获量确定性下降，但强渔业响应（如更换钓具）可抵消损失（图5c）。

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结论与意义：填补知识缺口，赋能适应性管理

本研究通过跨学科知识融合，揭示犬牙鱼系统对气候与人为扰动的敏感性：

1. 核心机制：确认水温深层上升→海虱增殖→渔获损失、浅层暖化→猎物场退化→种群衰退两条主路径（图7）；
2. 调控机遇：渔业行为灵活性（如策略调整）可缓冲兼捕、海虱压力，凸显社会反馈在生态管理中的价值；
3. 关键知识缺口：亟需量化（1）温度对深水猎物质量的影响