综述:水生食物系统的未来:气候变化适应与韧性策略——一项叙述性综述

《Environmental Challenges》:The Future of Aquatic Food Systems: Climate Change Adaptation and Resilience Strategies - A Narrative Review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Environmental Challenges CS8.0

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  摘要:在全球的海洋、湖泊和河流中,气候变化正在重塑渔业和水产养殖系统,数十亿人依赖这些系统获取食物,数百万人赖以为生。本叙述性综述总结了2008年至2026年间发表的同行评审文献及精选文献,内容涉及海洋和淡水渔业的气候影响、适应方案及关键知识空白,特别关注热带

  
摘要:在全球的海洋、湖泊和河流中,气候变化正在重塑渔业和水产养殖系统,数十亿人依赖这些系统获取食物,数百万人赖以为生。本叙述性综述总结了2008年至2026年间发表的同行评审文献及精选文献,内容涉及海洋和淡水渔业的气候影响、适应方案及关键知识空白,特别关注热带和非洲内陆渔业。本综述表明,变暖、酸化、脱氧和水文改变正在扰乱鱼类生理机能;使海洋物种的分布以每十年超过70公里的速度向极地方向移动,其速率因分类群、深度和区域而异;并正在破坏关键栖息地。尽管这种快速的极向移动在开阔海洋环境中已有充分记录,但它与内陆或破碎化的淡水系统形成鲜明对比,在后者中水平迁移受到物理限制,这一对比是本综述提出的“气候困局”(climate entrapment)概念的核心。在高排放情景下,热带渔业的最大捕捞潜力(maximum catch potential)可能减少高达40%,这一统计数据基于生物气候包络(bioclimate-envelope)预测,与特定热带专属经济区(Exclusive Economic Zones, EEZs)相关,不应被解读为全球性或普遍性结果。该数字是生物气候包络框架下的模型推导预测,而非观测趋势,实际结果将取决于未来的排放路径。这些生物物理变化加剧了本已严重的压力——过度捕捞、栖息地丧失和污染——而负担最重地落在责任最小的群体身上:小规模渔民、妇女和土著社区。研究人员引入了“气候困局”这一概念,用以描述淡水渔业的独特脆弱性:由于栖息地破碎化和水文屏障,鱼类种群在环境恶化时无法迁移到更安全的水域。尽管存在有前景的适应策略,但在理解什么有效、对谁有效以及在何种条件下有效方面仍存在重大空白。本综述最后提出了研究、政策和实践方面的优先建议。
1. 引言
1.1 背景
鱼类和水生食物不仅仅是商品,它们是至关重要的生命线。对于数十亿人而言,渔业和水产养殖不仅提供关键营养,还支撑着生计、文化认同和经济安全。虽然鱼类和其他水生食物的营养益处对全球约33亿人至关重要(联合国粮食及农业组织(FAO),2022a),但研究人员对气候变化如何影响非洲内陆淡水渔业的理解仍存在显著空白。本综述专门针对这一不足展开。
尽管这些系统至关重要,但它们正日益受到气候变化的威胁。人为温室气体排放已显著改变了地球气候,对水生环境产生了深远影响(政府间气候变化专门委员会(IPCC),2021)。海洋吸收了超过90%的多余热量和约20–30%的二氧化碳排放,导致水温上升、酸化、脱氧和海平面上升(IPCC,2019)。1901年至2018年间,全球平均海平面上升了约20厘米,上升速率从1901–1971年间的每年1.3毫米加速至2006–2018年间的每年3.7毫米(IPCC,2021),使全球低洼三角洲和沿海渔业社区面临风险。与此同时,降雨模式和水文循环的变化影响着对内陆渔业至关重要的河流、湖泊和洪泛平原等淡水生态系统(Lynch等,2016)。
这些环境变化是持续、相互关联的压力源,尽管其严重程度因生态系统和区域而异。它们共同破坏了生态系统的结构和功能,降低了生物生产力,并威胁到全球渔业和水产养殖的经济可行性(Barange等,2018)。重要的是,其影响并非平均分配:气候变化加剧了包括过度捕捞、栖息地退化和污染在内的现有压力。最严重的影响发生在热带地区和小规模渔业中,在这些地方,鱼类对粮食安全和减贫至关重要(Barange等,2018;Lam等,2020)。研究人员旨在区分气候相关影响(如变暖、脱氧和水文改变)与非气候影响(如过度捕捞、沉积和土地利用变化)。当研究无法在统计上区分这些因素时(这种情况经常发生),研究人员将其描述为多种压力源共同作用的结果,而非仅归因于气候变化。人们越来越需要更综合地理解气候变化影响和应对方案。本综述通过以下方式综合了当前知识:(1)审视对鱼类种群和栖息地的影响,(2)评估社会经济和治理挑战,(3)评估适应和减缓策略,以及(4)识别关键知识空白和研究优先事项,以建立更具气候韧性的水生食物系统。
1.2 综述依据
尽管过去二十年关于气候变化与渔业的学术和政策文献呈指数级增长,但它仍沿学科、生态系统和地理区域的界限呈现碎片化状态(Barange等,2018;Free等,2019)。现有综述侧重于特定问题,如物种分布变化、海洋酸化对贝类的影响以及小规模渔业的适应(Kroeker等,2010)。虽然Barange等人(2018)和Lam等人(2020)等综合研究已取得重大进展,但这些综合研究在范围上仍主要集中于海洋和全球尺度的系统。
很少有综述在社会和生态背景下明确整合非洲内陆淡水渔业的气候影响和响应,而这正是本综述的具体关注点。这种差异因证据本身的更大偏差而加剧。大多数关于气候变化和渔业的同行评审研究来自温带、海洋和英语来源。因此,研究人员所依赖的定量结论(如下文所述关于漂移和捕捞量下降的数据)可能不太适用于热带、内陆或非英语记录的系统。因此,研究人员在最相关的地方明确强调了这些局限性,而不是将其局限于方法或讨论部分的单一注释中。
这是一篇叙述性而非系统性或范围界定性综述。研究人员根据文献与四个主题维度的相关性来选择文献:(i)生物物理影响,(ii)社会经济和治理挑战,(iii)适应和减缓策略,以及(iv)知识空白,特别关注来自热带地区、内陆水域和非洲背景的证据,这些在全球综合研究中往往代表性不足。
除了综合现有知识外,本综述还试图通过将生态响应、社会经济后果和治理挑战在统一的社会-生态视角下明确联系起来,来推进对气候变化对渔业影响的理解。特别关注热带和非洲内陆渔业,尽管它们对粮食安全和生计至关重要,但在全球气候评估中仍然代表性不足。本综述还引入了“气候困局”这一概念,即由于水文隔离、栖息地破碎化或人为屏障(这些屏障因气候变化而加剧),淡水鱼类种群无法追踪适宜的环境条件。这一视角有助于解释为什么许多内陆渔业可能特别容易受到气候变化的影响,并强调了维持生态连通性和系统韧性的适应策略的必要性。
2. 综述方法与范围
气候和环境变化是粮食安全和可持续发展研究中最显著、最具政治敏感性且经验发展最完善的主题之一。因此,本综述侧重于气候变化对水生系统的影响以及与渔业和水产养殖科学相关的适应和减缓方案,而非试图涵盖更广泛气候辩论所触及的每个学科。为清晰起见,研究人员使用“气候变化对渔业和水产养殖的影响、挑战及韧性路径”这一总括性短语,涵盖气候变化对水生食物系统的影响及相关减缓方案。
本叙述性综述综合了2008年至2026年间发表的同行评审和灰色文献。综述主要借鉴了同行评审期刊上发表的实证研究,特别是过去十年发表的研究。研究人员还纳入了同行评审期刊上的概念性和观点性文章,这些文章描述了气候变化影响的科学证据,并确定了潜在的适应和减缓方案。本综述反映了作者在气候变化和水生系统方面的跨学科专业知识,特别强调热带和非洲水域渔业和水产养殖的影响、挑战和韧性路径。研究人员还使用Google Scholar对水生食物系统和气候影响的文献进行了有针对性的系统搜索。调查侧重于气候变化、渔业、水产养殖、适应、减缓、脆弱性和韧性的研究,特别关注非洲、亚热带和热带地区、内陆渔业和治理。通过将气候、环境和渔业术语与适应、减缓、韧性和脆弱性相结合来确定相关出版物。通过查阅关键综述论文、IPCC报告和FAO出版物的参考文献列表,进一步确定了其他来源。
为搜索目的,使用Google Scholar来识别结合了“气候变化”、“气候变率”、“渔业和水产养殖”、“淡水”、“适应与减缓”、“脆弱性”以及“热带”、“亚热带”和“岛屿地区”等术语的研究。如果研究未涉及气候对渔业或水产养殖的影响、与适应、减缓或脆弱性明显无关,或非英文可用,则予以排除。
通过有针对性的Google Scholar搜索和引文追踪,共识别出94条记录。在筛选标题、摘要和引文信息后,保留了70条记录进行进一步审查,排除了24条记录,即排除率为25.5%。由于这是一篇非系统性综述,这些数字仅用于描述通过定向搜索发现和保留的文献,不应被解释为系统性综述的正式筛选程序。重要的是,25.5%的排除率仅适用于通过此搜索方法获得的94条记录。它并不代表综述中排除的海洋文献总覆盖率。许多海洋研究未被搜索标准捕获,因此未包含在最初的94条记录中。因此,本综述未涵盖的海洋文献比例可能远高于25.5%。
地理覆盖范围涵盖全球的海洋和淡水系统,并有意过度抽样了非洲内陆案例研究:表2中的四个系统(塔纳湖、维多利亚湖、坦噶尼喀湖以及乍得湖和萨赫勒洪泛平原系统),涵盖综述时间线定义的2008-2026年期间。如果呈现相互矛盾的发现或效应大小,则两者均报告,并注明分歧来源(例如,不同情景、空间范围或分类群),而非通过选择来解决。这一策略使研究人员能够汇集关于气候变化如何影响水生生物多样性和渔业的基于数据的研究和概念性研究,同时也反映了文献中所代表的学科和方法的广泛多样性。
研究人员发现,在整个综述中区分四种类型的证据是有用的:来自实地或实验研究的观测发现、基于模型的预测(始终标明为情景依赖)、研究人员用于联系各部分发现的自身解释,以及向利益相关者或政策制定者提出的建议(这些是建议而非经过验证的结果)。研究人员试图通过措辞本身来表明哪一种是哪一种,使用“观测到的”、“计划的”或“提议的”等术语来帮助读者判断每项主张背后证据的强度。
研究人员优先考虑同行评审文章、机构报告(FAO、IPCC、世界银行)和书籍章节。当灰色文献覆盖了同行评审文献未涉及的重要地理或主题空白时,会有选择地纳入,特别是在正式研究稀缺的非洲内陆渔业领域。
根据叙述性综述的最佳实践,这类综述特别适合综合大量、复杂或有争议的文献,同时允许解释和批评,本叙述性综述围绕四个主题领域构建,这些领域基于作者团队的专业知识:(1)生物物理影响,(2)适应和减缓策略,(3)知识空白,以及(4)研究优先事项。鉴于本综述的叙述性质,研究人员未使用正式的质量评估工具,而是寻求跨学科的主题整合,以识别模式、不一致之处和未来研究的优先事项。
3. 气候变化对渔业和水产养殖系统的影响
3.1 生理压力与物候变化
水温上升提高了变温鱼类的代谢需求,仅维持生存和生长就需要更多能量。当食物供应无法跟上时,结果是身体状况下降、生长受阻和成体体型变小(Neubauer & Andersen, 2019;Koenigbauer等,2025)。繁殖的主要触发因素是温度;变暖干扰了许多物种的产卵行为(Koenigbauer等,2025)。
这些物候变化可能在仔鱼与浮游动物猎物高峰期之间产生营养错配,对补充成功率产生潜在严重后果(Asch等,2019)。在某些依赖温度决定性别的水生脊椎动物中,包括鲟鱼和海龟,水温上升可能改变性别比例,威胁种群的长期生存(Ospina-Alvarez & Piferrer, 2008)。世界海洋吸收了人为温室气体排放的多余热量的90%以上(IPCC,2019)。自1971年以来,海洋以每十年约0.11°C的速度变暖;这种累积的热量正在改变海洋生态系统、物种分布、生产力和渔业(IPCC,2021)。尽管每次增量上升看似微小,但海洋储存的累积热量代表了一种非凡的行星能量不平衡,其生态后果已在全球范围内得到记录。这些变化对渔业产生了严重后果,在高排放情景下,热带渔业机会预计将大幅下降(Lam等,2020)(表1,表2)。
3.2 分布变化与群落重组
也许气候变化对水生生物多样性最一致记录的指纹是物种的广泛重新分布。随着温度上升,物种通过向极地方向或更深、更冷的水域移动来追踪其热偏好。Poloczanska等人(2013)利用来自208项同行评审研究的1,735个海洋生物响应的元数据库,记录了每十年平均72 ± 13.5公里的极向移动,与气候变化的预测趋势一致(综合分布、物候、丰度和钙化响应)。
这些重新分配已经对当地生物多样性产生影响,并改变了渔场(Pinsky等,2020;Poloczanska等,2013)。这些变化正在推动“热带化”(tropicalization),暖水物种越来越多地定居于温带生态系统,改变捕食者和猎物的动态,并相互竞争(Vergés等,2016)。这些群落层面的变化预计将产生新的物种组合,即没有历史类似物的分类群组合,这对建立在历史物种分布和丰度数据基础上的管理框架构成了重大挑战(Pinsky等,2020)。
在淡水系统中,温度上升也正在减少冷水专家的数量。应当指出,海洋和淡水之间的这种对比基于不一致的证据。上述移动幅度的估计几乎完全基于温带海洋分类群,而热带和非洲淡水鱼类的可比数据尚不存在。因此,以下关于淡水范围缩减的讨论必然比海洋证据所暗示的更具定性。
随着低地河流的温度越来越超出其热耐受极限,鲑科鱼类等物种正在向更高海拔和纬度退缩,而适应温暖的物种则正在扩散到以前不适合的栖息地(Dahal等,2025)。在流入高地塔纳湖的埃塞俄比亚河流中,这些热变化可能对已经承受过度捕捞和沉积物入侵压力的特有Labeobarbus spp.构成进一步威胁。
3.3 栖息地退化与丧失
珊瑚礁常被描述为海洋的热带雨林,维持着巨大的生物多样性。它们特别容易受到全球范围内发生的变暖和海洋酸化综合影响。温度上升导致珊瑚排出其共生藻类(白化),在压力下导致饥饿和死亡。海洋酸化阻止珊瑚和藻类构建其碳酸钙骨骼,减缓珊瑚礁生长并削弱其结构完整性。2014-2017年间,全球约51%的珊瑚礁经历了中度或极端白化;15%经历了大量死亡(Eakin等,2026);IPCC(2018,2022)预测,在全球变暖1.5°C时,珊瑚礁将进一步减少70-90%,在2°C时减少>99%。这种广泛的珊瑚礁退化直接影响与珊瑚礁相关的鱼类物种的丰度,并对渔业构成威胁,而渔业对热带国家的粮食安全至关重要(Hoegh-Guldberg等,2017)。
在沿海生态系统中,红树林、海草床和盐沼是许多鱼类和贝类物种的重要育苗场。它们受到海平面上升的威胁,海平面上升可加速垂直沉积物的积累,导致海岸侵蚀和栖息地丧失。水温升高和盐度变化给这些生态系统带来进一步压力(IPCC,2022;McLeod等,2011)。在淡水系统中,气候变化正在改变水文循环,增加洪水和干旱的频率。洪水增加可能破坏河岸植被并导致侵蚀,而长期干旱破坏河流系统,隔离洪泛平原,并将鲑鱼和鳟鱼等冷水物种的水温提高到致命水平(Dahal等,2025)。
3.4 脱氧、酸化与内陆水域系统的独特脆弱性
对全水柱溶解氧的全球综合显示,自1960年以来下降了2%以上,其中北太平洋的损失最大,其他海盆的损失相对较小(Schmidtko等,2017);模型预测,随着持续变暖,这种情况将持续到2100年。这种下降扩大了缺氧区域,减少了大型活动鱼类(如金枪鱼和蓝鳍金枪鱼)的栖息地。此外,自1950年以来,开阔海洋中缺氧(无氧)水域的体积翻了两番,低氧(缺氧)沿海栖息地的数量增加了十倍以上,威胁着沿海渔业和底栖生态系统(Breitburg等,2018)。
吸收大气中的CO?会降低海水pH值,这一过程称为海洋酸化。自工业化前以来,海洋pH值已下降约0.1(从约8.2降至8.1),相当于酸度增加约30%,预计在高排放情景下,到2100年将进一步下降0.3-0.4(再增加100-150%)(IPCC,2019;IPCC,2021)。这降低了碳酸盐(CO?2?)离子的可用性,而商业上重要的软体动物(牡蛎、贻贝和蛤蜊)、甲壳类动物以及翼足类等浮游关键物种的钙化需要这些离子。这阻碍了它们的生长、生存和幼体发育,对海洋食物链产生级联效应。海洋变暖还降低了氧气的溶解度,增加了水柱分层,减少了来自表层的氧气供应。这加剧了自然存在的氧气最低区,并导致海洋死区的形成(Breitburg等,2018;Czajka等,2025)。由此产生的栖息地压力将金枪鱼和蓝鳍金枪鱼等大型洄游物种推向更浅、含氧量更高的表层水域,使它们更容易受到表层渔具和捕食的影响(Breitburg等,2018;Stramma等,2010)。
在非洲内陆渔业中,与海洋系统不同,海洋物种可以沿纬度梯度水平迁移以追踪其热包络(Poloczanska等,2013),内陆淡水鱼在物理上被限制在封闭或破碎化的河流流域内。在埃塞俄比亚裂谷系统(如兹怀湖、哈瓦萨湖和阿巴亚湖)中,气候引起的蒸发浓缩了盐分和农业污染物。这导致了一种协同多重压力综合征,研究人员称之为“热-缺氧压缩”(thermal-anoxic compression):(1)地表温度上升加速了深水区的氧气消耗,压缩了可居住空间,增加了鱼类同时面临热应激和手工刺网的风险;(2)在Gilgel Abay和Gumara(塔纳湖子流域)等系统中失去侧向连通性,气候变化、水文改变和灌溉相关取水切断了主要河道与季节性洪泛平原之间的联系。这阻止了洄游性河流产卵者(如独特的Labeobarbus spp.群体)进入关键的上游繁殖地(Mequanent等,2022)。这种侧向断开部分是由为应对气候相关粮食安全压力而进行的灌溉扩张驱动的。热-缺氧压缩描述了在这些裂谷系统中观测到的物理机制,即来自上方的变暖和来自下方的脱氧同时收缩了可居住栖息地的水柱。它更像是一个直接生态路径,而非独立概念;与迁移屏障结合,可能形成下文定义的气候困局。
3.4.1 内陆渔业的气候困局
海洋和内陆渔业之间的主要区别在于鱼类种群通过空间重新分配来响应环境变化的能力。许多海洋物种可以响应变暖温度,将其分布范围向更高纬度或更深水域移动。另一方面,淡水鱼类种群通常被限制在湖泊、水坝和破碎化的河流系统中,这限制了它们在变化的气候条件下寻找合适栖息地的能力,在这种情况下,由于地理、水文或人为屏障阻止了向更有利栖息地的迁移,鱼类种群日益受到环境压力。这一概念与许多非洲内陆渔业特别相关,在这些地方,水坝建设、取水、沉积和栖息地破碎化往往与温度和水文模式的气候变化同时发生。因此,气候困局是一种复合脆弱性,其中物理和地理隔离将广泛的气候变化转化为局部生态陷阱。值得澄清气候困局与文献中相关术语的区别。生态陷阱是物种被吸引到看起来合适但实际上不合适的栖息地;气候陷阱不需要这种线索与栖息地质量之间的不匹配。气候避难所是保持气候兼容的区域;气候陷阱是完全无法到达这样的区域,无论它是否仍然存在。栖息地破碎化可能因与气候无关的原因而发生,而气候困局特指气候导致的栖息地质量下降与预先存在或同时存在的迁移物理屏障相吻合的情况。研究人员提出了检测系统中气候诱导困局的三个诊断标准:(i)有记录或预测的气候诱导的栖息地质量退化(例如,变暖、脱氧、盐碱化或流量减少);(ii)有证据或合理推断,所涉种群无法通过剩余的连通路线转移到替代的合适栖息地;(iii)证明栖息地的隔离是由于独立于或先于气候压力本身的物理、水文或人为屏障(例如,水坝、沉积或取水)造成的,从而将气候困局与单纯的气候退化区分开来。塔纳湖系统中洄游性特有Labeobarbus spp.依赖河流产卵栖息地,这些栖息地日益受到流量制度变化、灌溉发展、河流退化以及可能的气候变化的威胁(Dejen等,2020;Mequanent等,2021)。在非洲其他淡水系统中也观察到类似模式,水位下降、盐度上升和水文连通性降低正在限制物种的移动和适应能力。认识到困局是一种独特的脆弱性机制,有助于改进内陆渔业的气候适应规划,并指导保护工作以维持生态完整性。
3.5 社会经济与治理影响
3.5.1 对生计和粮食安全的威胁
气候驱动的鱼类丰度下降和物种分布变化正给渔业系统带来深刻的不稳定性。不可预测的渔获量推高了运营成本,并成倍增加了经济风险。对于约4000万直接依赖小规模渔业的人(FAO,2022a)来说,这种波动可能是毁灭性的;大多数家庭几乎没有储蓄,在冲击来临时获得信贷的机会也极少。在宏观层面,对2005年至2055年气候变化情景下1,066种鱼类和无脊椎动物的建模预测,热带和亚热带渔业的最大捕捞潜力平均下降高达40%,印度尼西亚、智利和中国受影响最大,而高纬度专属经济区(如挪威、格陵兰和阿拉斯加)可能增加30%至70%。这种重新分配正威胁着鱼类是主食和铁、锌和omega-3脂肪酸等关键微量营养素来源的国家的粮食安全(Cheung等,2010;FAO,2022a;Maire等,2021)。
3.5.2 社会脆弱性的加剧
气候变化的影响与现有的社会不平等相关联并加剧了这些不平等。最脆弱的社区是那些高度依赖渔业、生计替代选择少、基础设施差和治理薄弱的社区。土著人民、妇女(通常在收获后加工和贸易中占主导地位)和穷人受到不成比例的影响(Sultana等,2023)。他们有限的适应能力使其难以从气候冲击中恢复,例如气旋对船只和港口造成的损害,这可能导致根深蒂固的贫困模式和社区流离失所(Sultana等,2023)。
在撒哈拉以南非洲,湖泊渔业社区也记录了类似的分化脆弱性模式,妇女在收获后价值链中占主导地位,并且不成比例地暴露于渔获量下降带来的收入冲击中(Kawarazuka & Béné, 2011;Ogutu-Ohwayo等,2016)。
3.5.3 与气候变化相关的治理和管理挑战
传统渔业管理建立在相对生态稳定性的假设之上——使用历史基线来设定捕捞配额和界定领土边界。气候变化正在几个相互关联的维度上瓦解这些基础(Barange等,2018;FAO,2018;Poloczanska等,2013)。气候引起的物种分布变化已经导致跨界冲突,因为鱼类种群在专属经济区之间迁移,如下文治理和管理路径中所讨论的,这突显了环境变化如何破坏长期存在的治理结构(Pinsky等,2020;Spijkers & Boonstra, 2017)。
传统设计的静态海洋保护区(Marine Protected Areas, MPAs)可能随着物种和生态系统超出其历史分布范围而变得无效;然而,具有动态边界和连通性规划的气候适应性MPA网络已被证明在温暖条件下稳定珊瑚礁鱼类种群方面有前景(Benedetti-Cecchi等,2024;Hunter, 2024)。这些发现强调了迫切需要动态和气候友好的空间渔业管理方法(Free等,2019)。
3.5.4 气候正义与社会公平
气候变化对渔业的影响远远超出生态和经济范畴;其核心是提出了深刻的公平和正义问题。对全球温室气体排放贡献最小的社区往往承受着最严重的气候影响。小规模渔业社区、妇女、土著人民和其他边缘化群体通常获得资金、技术、社会保护和决策过程的机会有限,这限制了她们有效适应的能力。
在许多发展中国家,妇女在渔业整个价值链中发挥核心作用,特别是在加工、运输和营销方面。因此,鱼类产量下降可能对家庭营养、收入生成和社会福利产生级联影响。不考虑社会不平等的适应策略可能无意中强化现有弱点。因此,建立气候韧性渔业部门不仅需要环境适应,还需要促进包容、参与以及公平获取资源和机会的政策。
3.6 气候变化对非洲内陆渔业的影响
非洲内陆渔业对粮食安全和生计至关重要,但在全球气候变化研究中仍然代表性不足(IPCC,2022;Lynch等,2016)。这些系统对气候变率特别敏感,因为它们高度依赖降雨、河流流量和湖泊水位。
特别是,在埃塞俄比亚最大湖泊和青尼罗河源头的塔纳湖,地表水温度在过去三十年中显著上升,而森林砍伐溪流的沉积作用降低了水的清澈度,减少了小型鱼类的栖息地。该湖支持特有的Labeobarbus spp.物种,其中一些现已因过度捕捞、栖息地退化和气候压力的综合作用而濒危(Dejen等,2020;Mequanent等,2022;Mequanent等,2021)。在兹怀、哈瓦萨和阿巴亚等裂谷湖泊中,温度上升和流量减少导致湖泊水位下降和盐度增加,为对盐度敏感的物种创造了不适宜的条件。这些动态突显了一种复杂的多重压力综合征:因为气候变化被流域变化、农业径流和无管制渔业强烈放大,将气候变化作为单一独立驱动因素分离出来仍然是一个主要的分析挑战。
土地和水利用决策的综合管理是在东非部分地区已经试点的模式,但尚未在埃塞俄比亚实施(FAO,2022a;Ogutu-Ohwayo等,2016)。分解每个压力源的相对贡献需要长期、多变量的监测框架,而目前大多数埃塞俄比亚湖泊系统缺乏这一点。在东非,维多利亚湖流域委员会是一个部分制度模式,协调肯尼亚、乌干达和坦桑尼亚的渔业管理与流域管理和农业政策(Ogutu-Ohwayo等,2016)。一个适应埃塞俄比亚联邦治理结构的可比框架,将渔业部门与水、农业和环境部门联系起来,尚未系统开发。建立此类机构,并辅以持续的水文和生物监测,是本综述确定的当务之急的研究和政策优先事项之一。
社会经济影响也很显著,因为内陆渔业支持数百万小规模渔民,他们通常有限的替代生计选择。因此,气候变化导致的鱼类供应波动可能对家庭收入和粮食安全产生直接影响(FAO,2022a)。妇女尤其受到影响,因为她们深度参与鱼类加工和营销(Kawarazuka & Béné, 2011)。
尽管存在这些挑战,仍有有前景的适应方式。这些包括加强社区为基础的治理,例如湖泊渔业协会的共同管理,这在建立当地能力、水产养殖与农业的整合以及改善水资源管理方面显示出前景(Allison等,2009;FAO,2018)。然而,有限的数据、薄弱的监测系统和制度挑战限制了进展,并突显了未来有针对性的投资和研究的必要性。
当并排阅读时(表2),本综述涵盖的非洲内陆水道系统似乎具有共同的结构,尽管表面驱动因素因湖泊而异。在每种情况下,气候压力源都遇到现有的物理约束,正是这种组合产生了环境响应,而非气候压力源本身。在塔纳湖子区域,从洪泛平原引水灌溉是一个约束,导致失去进入产卵地的通道。在裂谷湖泊(兹怀、哈瓦萨和阿巴亚)中,水位受蒸发损失的限制,导致盐度增加,减少了可居住面积。在坦噶尼喀湖和维多利亚湖中,热分层是一个约束,导致日益扩大的缺氧区。值得注意的是,最有证据支持的适应方案——社区主导的管理、基于流域的管理和生计多样化——都侧重于这些路径的社会和制度方面。在这些特定系统中重新连接侧向联系或确定环境流量分配的环境和水文方面在很大程度上仍未得到测试。弥合这一差距是未来干预研究更明显的优先事项之一。
4. 韧性路径:适应与减缓策略
4.1 综合适应策略
适应包括为减少气候风险暴露或利用新出现的机会而对环境、社会和经济系统做出的有意调整(IPCC,2014;IPCC,2022)。在渔业和水产养殖中,此类调整已从愿望变为必要;生态系统的健康及其支撑的生计现在依赖于它们。例如,恢复红树林生态系统不仅保护沿海地区免受风暴、侵蚀和海平面上升的影响,还为鱼类和其他水生生物提供重要的育苗场(Czajka等,2025;Duarte等,2013;Worthington等,2022)。更广泛地说,基于生态系统的渔业管理(Ecosystem-Based Fisheries Management, EBFM)超越了单一物种方法,考虑了生态系统、栖息地条件和环境过程的相互作用。这种更广阔的视角有助于维持生物多样性,并增强对气候变率和长期环境变化的韧性(FAO,2022a;Mequanent等,2022)。
气候智能型土地利用规划进一步强化了适应努力。通过将气候预测纳入海洋保护区(MPAs)和渔业管理,这些方法有助于维持生态连通性,并使物种能够适应不断变化的环境条件(Benedetti-Cecchi等,2024;Fraz?o Santos等,2024;Hunter, 2024;Liu等,2025)。此外,将科学知识与土著和地方知识(Indigenous and Local Knowledge, ILK)相结合的共同管理制度可以改善治理、建立信任并加强社区应对变化的能力(Berkes, 2009)。
除了环境方法外,技术和社会经济策略也发挥着关键作用。例如,预警系统帮助渔民预测风暴、热浪和有害藻华,使他们能够做出更安全、更明智的决策。在水产养殖中,选择性育种提高了物种对热、酸化和疾病的耐受性。综合多营养级水产养殖(Integrated Multi-Trophic Aquaculture, IMTA)等其他创新提高了效率并减少了废物,而围栏养殖可以在多变的气候中提供稳定的生产(Abisha等,2022)。
同时,社会和经济措施对于减少脆弱性至关重要。通过将渔业与水产养殖、农业或旅游业相结合来实现生计多样化,可以帮助家庭更好地应对气候变化。指数型保险计划等金融工具可以支持从极端事件中更快恢复,但必须精心设计以避免意外后果。
在非洲内陆渔业中,实际适应措施包括社区为基础的管理系统、将水产养殖与农业相结合,以及改善流域管理以减少沉积和维持水质。虽然这些行动主要支持适应,但它们也可以提供额外的减缓效益(表3)。为避免混淆,有必要区分实际协同效益和假定协同效益。红树林恢复是真正的协同效益:它在同一干预中缓冲海岸线并封存碳,因此两种效应都可以直接归因于它。社区为基础的管理是一个较弱的案例:它明显增强了适应能力,但其减缓效应(如果有的话)尚未量化,因此称其为气候友好措施是高估了实际取得的成果。因此,表4在单独的列中列出了适应策略和减缓措施;如果一项措施出现在两者中,这反映了已记录的双重功能,而非假设的功能。
虽然选择性育种和自动化物联网(Internet of Things, IoT)监测等高科技解决方案正在温带海洋水产养殖中获得关注,但需要低技术、基于生态系统的工程来确保热带内陆系统的韧性。综合水产养殖:在撒哈拉以南非洲,适应气候变化涉及将水产养殖与陆基农业相结合(例如,使用池塘沉积物作为耐旱作物的营养肥料,以及使用农业副产品作为补充饲料)。这使小农户免受降雨不稳定导致的作物歉收影响。集群生物絮团和附着生物系统:在公共罗非鱼池塘中引入分裂竹基质可刺激附着生物的生长。这提供了天然食物,保护水体免受温度波动影响,稳定溶解氧水平,并减少对昂贵的商业鱼粉饲料的依赖(Abisha等,2022)。
表3中的适应方案并非都同样准备就绪;它们在证据基础、成本和可行性方面差异很大。动态捕捞限额和气候智能型MPA在温带、监测良好的渔业(例如,美国和挪威的种群评估以及加利福尼亚和大堡礁的MPA网络)中拥有最多的实证支持,但需要数据和制度能力,而非洲大多数内陆渔业目前缺乏这些。预警系统和生计多样化具有相对较低的资本成本,可以逐步实施,但其有效性取决于最后一英里的通信基础设施以及吸收多样化的当地劳动力和产品市场,而这些市场薄弱。选择性育种和IMTA在受控水产养殖环境中提供了明确的生产力和韧性效益,但它们涉及显著的进入成本(亲本种群、基础设施和技术培训),这限制了在没有补贴获取情况下小农户的采用。指数型保险可以提供快速的灾后补偿,但如果环境指数不能反映家庭的实际损失,则容易受到基差风险的影响,并且需要运作良好的金融基础设施,而这在偏远的内陆渔业社区往往缺乏。蓝碳恢复在沿海红树林和海床系统中提供了有据可查的生态系统和碳效益,但不直接适用于所审查的淡水湖泊和河流。在所有这些问题上,研究人员对干预措施是否有效知之甚多,但对谁将真正受益以及在何种治理和金融条件下受益知之甚少。在扩大任何这些方案或给予政治优先之前,必须弥合这一差距。
4.2 气候变化影响与综合适应-减缓响应
气候变化已经以多种方式影响渔业和水产养殖,包括鱼类生长变化、物种分布变化、珊瑚礁退化和运营风险增加。由于这些影响相互关联,响应必须将适应策略与减缓策略相结合(Barange等,2018;FAO,2018;FAO,2022a;IPCC,2021),如图1所示。
4.3 减缓策略与碳减排
减缓的目标是解决气候变化的根本原因,特别是温室气体排放和自然生态系统的碳封存。在渔业部门,提高能源效率是最直接的机会之一。捕捞活动仍然严重依赖化石燃料,因此是排放的重要来源。改善发动机效率和优化捕捞方式等简单措施可以在短期内减少燃料消耗。然而,随着时间的推移,需要更广泛地向混合电力系统和低碳能源(包括生物燃料和绿色氨)转变(FAO,2022a;Ma'arif等,2025)。
保护和恢复红树林、海草床和盐沼等蓝碳生态系统同样重要。这些生态系统具有双重功能:储存大量碳并支持渔业和保护海岸。它们的恢复被广泛认为是最有效的自然解决方案之一,每平方公里森林的碳封存量估计比陆地森林高10-100倍。
在水产养殖中,可以通过采用低排放生产系统来加强减缓。这包括使用可再生能源、转向昆虫或藻类等替代饲料来源,以及引入综合多营养级水产养殖(IMTA),这增加了营养循环并减少了环境影响(FAO,2018;Troell等,2014)。例如,用替代饲料替代传统鱼粉可以显著减少对海洋资源的压力,同时保持生产水平(Faccenda等,2026)。总体而言,建立渔业和水产养殖的韧性需要平衡的方法,适应已经发生的变化,同时通过有效的减缓努力降低未来风险。
4.4 治理与管理路径
气候韧性需要强大的治理系统。表5和图1中描述的一些关键策略包括气候智能型海洋空间规划、将气候预测纳入海洋规划、允许灵活的管理余量以及保护未来栖息地(Cross等,2026;Fraz?o Santos等,2020)。
对于适应性渔业管理,结合土著和地方知识(ILK)、科学监测以及物联网(IoT)系统和机器学习工具等现代技术的共同管理方法已显示出明显的好处。通过结合这些知识系统和技术,渔业管理者可以改善资源监测、提高合规性,并促进小规模渔业中更明智的决策。社区为基础的资源管理系统,其中渔业社区定义监测协议、准入规则和执行义务,已被证明比自上而下的监管方法具有更好的合规性、更大的社会合法性和更强的环境成果(Allison等,2009;Berkes, 2009)。将现代传感技术(包括远程IoT监测浮标、卫星船舶监测和用于种群预测的机器学习工具)整合到共同管理中,可以在不取代当地知识系统的情况下扩大其覆盖范围和效率,前提是社区对数据保持有意义的所有权和决策控制。在跨境层面,许多渔业协议仍然缺乏应对气候引起的物种迁移的机制,这造成了治理空白和潜在冲突。因此,越来越需要灵活的配额共享系统,这取决于下文进一步讨论的制度和政治条件(Koubrak & VanderZwaag, 2020;Spijkers, 2019)。
上述治理建议的实施取决于制度和政治条件,这些条件并非普遍存在。IoT监测、卫星船舶监测和用于预测种群的机器学习需要持续的资金、技术人员和可靠的连接,而许多低收入和内陆地区的渔业机构目前不具备这些条件,由此产生的数据的成本和治理要求(在非洲尚未系统评估)也是挑战。与种群重新分布相关的动态配额共享安排需要国家之间一定程度的信任和执行能力,而当前的跨境协议(包括一些非洲湖泊流域委员会)即使在稳定的历史基线下也未能实现,除非辅以强有力的监测和争端解决机制。正式承认土著和地方知识与科学监测并行的共同管理改革也引发了公平问题,即谁的知识被优先考虑,谁承担参与的行政负担,特别是对于妇女和其他时间和决策机会有限的群体。因此,研究人员将其作为制度设计和试点的指导方针,而非其可行性已在大规模上得到证明的措施
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