《Global Change Biology》：Prioritizing Shark, Ray, and Chimaera Conservation in Rapidly Changing Polar Waters
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气候驱动的海冰动态（sea-ice dynamics）变化和渔业活动的转移正在重塑北极和南极的生态系统，但有关软骨鱼类（chondrichthyans，包括鲨鱼、鳐和银鲛）的保护信息仍然有限。研究人员首次对极地水域的重要鲨鱼和鳐区（Important Shar
气候驱动的海冰动态（sea-ice dynamics）变化和渔业活动的转移正在重塑北极和南极的生态系统，但有关软骨鱼类（chondrichthyans，包括鲨鱼、鳐和银鲛）的保护信息仍然有限。研究人员首次对极地水域的重要鲨鱼和鳐区（Important Shark and Ray Areas，ISRAs）进行了评估，整合了物种分布、灭绝风险、关键栖息地证据、空间保护覆盖、表观捕鱼努力（apparent fishing effort，2013–2018年与2019–2024年对比）以及海冰浓度（sea-ice concentration）趋势。在极地水域报告的86种软骨鱼类物种中，只有15种（17.4%）有足够证据满足ISRA标准，28种（32.6%）面临灭绝威胁。研究人员识别出35个ISRA（27个北极；8个南极），覆盖极地水域区域的0.75%。ISRA的划定主要基于科学渔业调查和捕捞渔业的数据。大多数南极ISRA是根据标准B（Criterion B）——范围受限（Range Restricted）划定的，反映了特有性和稀缺的生活史证据。主要知识空白仍然存在，特别是对于高度适应的极地物种（10种）和深水类群（占区域软骨鱼类区系的72.1%）。在2013年至2024年间，拖网渔船和延绳钓渔船的捕鱼空间足迹在南北两极均有所扩大，尽管部分船队的捕鱼小时数保持稳定或下降。捕鱼努力增加和海冰浓度下降的重叠区域仍然很小。然而，表观捕鱼努力与大多数ISRA重叠，表明关键栖息地正面临持续的捕鱼压力。海洋保护区（Marine Protected Area，MPA）覆盖仍然不均衡：北极ISRA面积的8.2%与MPA重叠（0.8%为禁捕区），而南极这一比例为43.8%（14.8%为禁捕区），在国家管辖范围以外区域的有效覆盖不足。这些结果揭示了软骨鱼类关键栖息地、捕鱼暴露度与现有保护措施之间的严重不匹配。将ISRA纳入现有管理框架，如《全球生物多样性框架》（Global Biodiversity Framework）目标3、公海条约机制和渔业治理机构，对于在海冰浓度下降和暴露风险增加的情况下保护脆弱的极地软骨鱼类至关重要。
**论文解读：极地水域鲨鱼、鳐和银鲛保护优先区的识别与挑战**
**研究背景、问题与意义**
生物多样性与气候变化深刻关联，极地地区（北极和南极）作为受气候变化影响最剧烈的区域，海冰减少正在重塑海洋生态系统的结构和功能。同时，渔业活动向高纬度、深水区扩张，给脆弱的极地生态系统带来额外压力。软骨鱼类（chondrichthyans，包括鲨鱼、鳐和银鲛）作为中上层或顶级捕食者，在生态系统中扮演关键角色，但多数极地软骨鱼类具有生长缓慢、成熟晚、繁殖力低等生活史特征，对捕捞死亡率极为敏感。然而，目前对极地软骨鱼类关键栖息地的识别和保护严重不足，现有管理框架（如海洋保护区（Marine Protected Area，MPA）和渔业治理机构）缺乏针对性的栖息地保护措施。为填补这一空白，研究人员开展了首次极地水域重要鲨鱼和鳐区（Important Shark and Ray Areas，ISRA）评估，整合物种分布、灭绝风险、关键栖息地证据、空间保护覆盖、渔业努力和海冰趋势，以揭示保护缺口并为气候适应性空间管理提供科学依据。该研究发表于《Global Change Biology》，其核心结论是：极地软骨鱼类关键栖息地与渔业暴露度及现有保护措施之间存在严重不匹配，亟需将ISRA纳入全球和区域治理框架。
**主要关键技术方法**
研究采用以下关键技术方法：（1）物种数据汇编：基于国际自然保护联盟（IUCN）红色名录、分类学文献和专家知识，确定极地水域软骨鱼类名录及灭绝风险状态。（2）ISRA划定：通过2024年5月的地拉那区域专家研讨会，应用ISRA标准（脆弱性、范围受限、生活史、特殊属性）对候选区域进行同行评审，最终划定35个ISRA。（3）空间叠加分析：使用R语言terra包，计算ISRA与专属经济区（EEZ）、国家管辖范围以外区域（ABNJ）、MPA（世界保护区数据库（WDPA））的空间重叠比例。（4）渔业努力数据：从全球渔业观察（Global Fishing Watch）获取基于自动识别系统（AIS）的表观捕鱼努力数据（2013–2024年），分析拖网和延绳钓的时空变化。（5）海冰浓度趋势：采用哥白尼气候变化服务（C3S）的海冰浓度数据集，结合Mann–Kendall检验评估季节和年际趋势，并与渔业努力进行像素级关联分析。
**研究结果**
**3.1 物种丰富度、地理分布与状态**
极地水域共记录86种软骨鱼类（42种鲨鱼、36种鳐、8种银鲛），占全球物种数的6.8%。北极物种丰富度（73种）显著高于南极（19种）（χ2=41.74，p<0.01）。72.1%的物种为深水类群，97.7%的物种深度范围延伸至200米以下。28种（32.6%）面临灭绝威胁，北极灭绝风险（37.0%）高于南极（15.8%）。10种高度适应极地环境的物种中，3种（30%）受威胁，5种（50%）为无危（LC），2种数据缺乏（DD）。
**3.2 ISRA划定与合格物种**
共划定35个ISRA（27个北极、8个南极），覆盖397,738.6平方公里（占极地水域面积的0.75%）。15种合格物种（7种鲨鱼、7种鳐、1种银鲛）触发ISRA划定，占区域软骨鱼类的17.4%。大多数ISRA依据标准C（生活史）划定，特别是子标准C1（繁殖区，14个）和C5（未定义聚集区，13个）。北极中，格林兰鲨（Somniosus microcephalus）是出现在最多ISRA中的合格物种（10个）；南极中，白肢鳐（Amblyraja taaf）触发最多ISRA（3个）。证据主要来自科学渔业调查（18个ISRA）和捕捞渔业（10个ISRA），南极8个ISRA中有6个完全依赖捕捞渔业证据。
**3.3 MPA覆盖与ISRA重叠**
极地水域MPA覆盖总面积的9.6%（禁捕区4.2%，部分MPA 5.5%）。北极ISRA面积仅8.2%与MPA重叠（0.8%禁捕区），而南极ISRA重叠比例为43.8%（14.8%禁捕区）。国家管辖范围以外区域（ABNJ）的MPA覆盖极不平衡：南极CCAMLR区域包含两个大型MPA（占ABNJ MPA的97.6%），而北极ABNJ无类似覆盖。极地物种与禁捕MPA的重叠率普遍较低，其中白肢鳐和凯尔盖朗鳐（Bathyraja irrasa）的部分分布区被国家部分MPA覆盖（分别为63.1%和42.1%），但多数物种（如北极鳐、刺鳐、格林兰鲨）重叠率低于5%。
**3.4 渔业努力与极地物种及ISRA重叠**
2013–2018年至2019–2024年期间，北极拖网捕鱼小时增加17.8%，空间范围扩大26.1%；延绳钓捕鱼小时减少2.2%，但空间范围扩大34.7%。南极拖网捕鱼小时增加24.7%，空间范围扩大22.6%；延绳钓捕鱼小时减少2.3%，但空间范围扩大39.8%。捕鱼努力与大部分ISRA重叠：22个北极ISRA和全部8个南极ISRA均存在捕鱼活动。北极中，斯卡格拉克海峡ISRA（Skagerrak ISRA）拖网强度最高（76.23小时/平方公里），罗加兰盆地ISRA（Rogaland Basin ISRA）次之（21.3小时/平方公里）。南极中，凯尔盖朗群岛陆架ISRA（Kerguelen Islands Shelf ISRA）延绳钓强度最高（3.1小时/平方公里）。极地物种中，刺鳐（Amblyraja radiata，21.6%）和格林兰鲨（12.7%）的分布区与拖网努力重叠最大，而白肢鳐、凯尔盖朗鳐和默里鳐（Bathyraja murrayi）无重叠。
**3.5 海冰浓度趋势与渔业努力重叠**
北极冬季（12月–2月）海冰浓度显著下降区域达165.3万平方公里（占北极区域的9.7%），而拖网捕鱼活动显著增加区域小于0.5%。仅在格陵兰、加拿大和俄罗斯发现极少区域（0.1%的冬季捕鱼努力）同时出现海冰下降和拖网增加，且不与任何ISRA重叠。南极海冰最大净下降发生在秋季（3月–5月，8.8%）和冬季（6月–8月，8.4%），但像素级分析未发现捕鱼努力增加与海冰下降的显著共现区域。
**讨论与结论**
讨论部分指出，极地软骨鱼类关键栖息地信息严重不足，仅17.4%的物种有足够证据支持ISRA划定，特别是南极的深水特有物种（如暗嘴鳐（Bathyraja arctowskii）和麦凯恩鳐（Bathyraja maccaini））存在重大知识空白。现有证据主要依赖渔业依赖型数据，限制了生活史关键阶段（如繁殖区、育幼区）的识别。尽管当前捕鱼扩张与海冰下降的空间重叠有限，但气候驱动的北方鱼类向北移动和渔业向深水扩展将增加暴露风险。保护覆盖极不均衡：北极ISRA与MPA重叠率低（8.2%），且ABNJ保护严重不足；南极ISRA虽有较高MPA重叠（43.8%），但禁捕区仅占14.8%。研究人员强调，亟需将ISRA纳入《全球生物多样性框架》目标3、公海条约（BBNJ）、区域渔业管理组织（如NAFO、NEAFC、CCAMLR）以及北极治理框架（如CAOFA）中，以建立气候响应型空间管理。研究结论指出：尽管当前ISRA、捕鱼努力与海冰快速消退区域的空间重叠有限，但未来暴露风险的驱动因素已显现——气候驱动的北方鱼类分布变化、海冰减少带来的可及性增加以及软骨鱼类的深度特异性脆弱性，即便没有明显的渔业扩张，也会导致风险加剧。因此，主动、预防性、气候响应的空间规划至关重要，必须在捕鱼活动进入生态敏感区域之前，将ISRA整合到科学和政策中，防止不可逆的生物多样性丧失。
