《Regional Studies in Marine Science》:Quantitative Assessment and Cleanup Time Estimation of Abandoned, Lost or otherwise Discarded Fishing Gear in the Yellow Sea and Bohai Sea of China
编辑推荐:
•对中国黄海和渤海废弃渔具(ALDFG)状况进行了问卷调查。•基于调查结果,估算了拖网和刺网的总损失量。•根据不同情景,计算了主要渔场中废弃渔具的清理周期。•废弃渔具的清理时间取决于扫海区域的总面积。•提出的最优策略:20,000艘渔船工作412.7天,清除60%的废弃渔具。
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对中国黄海和渤海废弃渔具(ALDFG)状况进行了问卷调查。
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基于调查结果,估算了拖网和刺网的总损失量。
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根据不同情景,计算了主要渔场中废弃渔具的清理周期。
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废弃渔具的清理时间取决于扫海区域的总面积。
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提出的最优策略:20,000艘渔船工作412.7天,清除60%的废弃渔具。
引言
废弃、遗失或丢弃的渔具(ALDFG)是最具隐蔽性和广泛传播的海洋垃圾形式之一(Odhiambo等人,2025),也是全球海洋塑料污染的主要贡献者(Richardson等人,2021)。其影响范围从沿海浅水区延伸到近海和深海区域(Gilardi等人,2020),对海洋生态系统、渔业资源和社会经济系统造成严重破坏(Song,Chen 2019)。废弃渔具主要由尼龙、聚乙烯和聚丙烯等合成材料制成,这些材料在海水中不可降解,可能是海洋污染的严重来源,其对海洋生物和栖息地的影响可能比其他形式的海洋垃圾更为严重(Macfadyen等人,2009)。因此,每年约有100万吨废弃渔具在海洋中积累,对海洋物种和生态系统产生严重影响(Jambeck等人,2015;Geyer等人,2017;Odhiambo等人,2025)。此外,主要由塑料构成的废弃渔具可降解为微塑料(Gewert等人,2015),对海洋生态系统造成更为严重的负面影响(Lusher等人,2017)。不可降解的废弃渔具是长期幽灵捕捞的主要成因,会导致海洋生物死亡(Song,Chen 2019)。目前,全球近700种海洋物种受到包括废弃渔具在内的海洋垃圾的影响(Gall,Thompson 2015),某些物种可能面临灭绝风险(Dulvy等人,2016)。从1997年到2015年,因缠绕或吞食废弃渔具而导致的海洋野生动物伤亡数量翻了一番,海豚吞食渔具、海鸟和企鹅被缠绕等事件频发(Powell,Wells 2011)。此外,废弃渔具不仅危害海洋生态系统和海洋生物,还与正常使用的渔具产生竞争,降低渔业生产力,直接威胁渔业产量和渔民收入(Arthur等人,2014;Gilman,2015),进而阻碍商业渔业的可持续发展(Willig等人,2003)。
由于针对不同目标鱼种和不同渔区使用的渔具存在差异,废弃渔具的定量评估方法局限于特定类型的渔具或渔场。目前的量化方法包括抽样统计(Radomski等人,2006;Maselko等人,2013;Uhrin,2016)、问卷调查(Santos等人,2003;Kim等人,2014;Y?ld?z和Karakulak,2016)以及侧扫声呐探测(Sullivan等人,2019)等。抽样统计方法是按区域或时间段随机选取渔场,在现场采集废弃渔具信息并记录。Uhrin(2016)采用分层随机抽样设计,通过拖曳和潜水技术收集保护区内渔具废品的丰度、组成、空间分布和密度数据。Radomski等人(2006)使用非均匀概率调查法,将抽样日分为两个不重叠的时间段,对返回岸上的垂钓者进行访谈以收集数据。抽样统计方法的优点在于其真实性和高精度,可直接获取废弃渔具的分布数据,但仅限于保护区等小型海域。问卷调查通过当地专家或渔民以现场或远程方式填写问卷,收集年度渔具损失数量、损失频率和损失率等信息。Kim等人(2014)对渔民进行了面对面和电子邮件调查,并通过电子邮件向海洋污染专家补充调查。利用回归分析,他们估算韩国近海每年丢弃11,436吨渔网和38,535吨刺网。问卷调查法的优点是成本低且覆盖面广,但由于渔民的回忆偏差和主观估计,可能产生与实际不符的结果。此外,侧扫声呐探测能够实现快速大范围的调查,Sullivan等人(2019)使用侧扫声呐对新泽西州海底进行调查,估算了废弃渔具的密度。
中国广阔的海洋疆域包含各种复杂的海底条件。黄海和渤海是重要的渔场,包含多个渔区,废弃渔具的长期累积影响必然会影响海底环境。我们借鉴近年来国际上常用的废弃渔具调查方法(Kim等人,2014;Santos等人,2003;Y?ld?z等人,2016),设计了适合在中国实施的问卷内容和形式。通过问卷调查的方式,我们调查了中国黄海和渤海海域中采用主要捕捞方式的渔船所涉及的废弃渔具状况。基于实际调查数据,我们使用ArcMap 10.3软件对黄海和渤海废弃渔具的高发区域进行了分析和可视化展示。随后,我们利用IBM SPSS Statistics 22中的多元线性回归模型,估算了这些水域中拖网和刺网渔具的总损失量。在此基础上,我们构建了多元回归模型,估算黄海和渤海主要渔场废弃渔具的清理时间。我们的目标是深入了解这些水域废弃渔具的数量和分布,并为废弃渔具清理工作提供科学建议和依据。
章节摘要
数据收集
问卷调查于2023年7月至9月的两个月内进行,向渔船船长分发并回收问卷,以调查中国渔具使用和处置的现状。本次问卷调查在江苏、山东、河北和辽宁等省靠近主要渔场的渔村和港口进行。样本量的计算基于各渔区渔船的比例。
问卷调查结果
拖网渔船的平均总吨位为95.9吨,最低为16吨,最高为220吨。刺网渔船的平均总吨位为79.9吨,最低为5吨,最高为205吨。表3展示了所调查拖网渔船和刺网渔船的总吨位分布情况。
拖网渔船的平均年作业时长为4.2个月,刺网渔船为4.7个月。拖网渔船的平均月作业天数为20.2天。
渤海和黄海废弃渔具的分布与成因
渤海和黄海中废弃、遗失和丢弃渔具(ALDFG)的空间异质性从根本上受制于社会-生态系统(SES)框架下人类使用模式与动态海洋环境的耦合关系(Leslie等人,2015)。根据年损失率,可以划分出低、中、较高和高等四个风险类别,每个类别表现出不同的渔具类型驱动因素(表6)。对于拖网渔具,低损失区域主要集中在
结论
渤海和黄海拖网渔船和刺网渔船净损失率最高的渔场分布在渤海区域,集中在渤海湾和莱州湾。拖网渔具高损失区位于北纬35°至36°、东经120°至121°30′以及北纬38°至38°30′、东经119°至119°30′。对于刺网渔具,高损失区位于北纬38°至38°30°、东经120°至121°30′。
多元线性回归模型等统计方法揭示了渔具损失的三大主要原因:
伦理审批与参与同意
本文不包含任何作者对人类参与者或动物进行的研究。
未引用参考文献
(Kelsey等人,2022;Rose,日期不详)
CRediT作者贡献声明
杨海伟:撰写——审阅与编辑、方法论、调查、概念化。张波:撰写——审阅与编辑、方法论、调查、数据整理。李玉伟:撰写——审阅与编辑、概念化。宋利民:撰写——审阅与编辑、验证、监督、资源提供、项目管理、资金支持获取、概念化。卢正伟:撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、软件、方法论、形式化分析。
利益冲突声明
作者声明,他们不存在已知的竞争性经济利益或个人关系,这些利益或关系可能被认为影响本文所报道的工作。
致谢
本项目由中国国家自然科学基金(项目编号32273185)和世界自然基金会(编号Ocean-A000072)资助。
宋利民|卢正伟|杨海伟|张波|李玉伟