量化丹麦塞纳河底栖大型动物的消耗率——一种“低影响”的移动式底触式捕鱼工具

《Fisheries Research》：Quantifying depletion rates of benthic macrofauna from the Danish Seine – A ‘low impact’ mobile bottom-contacting fishing gear

　　本研究通过BACI实验量化丹麦 sein对海底 macrofauna 的影响，发现单次拖捞对密度、物种丰富度和生物量影响较小，但多次拖捞后绳索区域Phoronis spp.密度下降90%，地面区域生物量上升。整体影响较低，支持丹麦 sein作为可持续替代渔具。

　　
该研究系统评估了丹麦 seine（一种浅海拖网渔具）对海底生物群落的多维度影响，通过对比单次与多次拖网实验，结合贝叶斯统计与多变量分析，揭示了该渔具在生态扰动方面的独特性。研究在丹麦东北部Jutland半岛的?lb?k海湾展开，选取无底拖网历史记录的实验区，通过部署GPS定位浮标精确追踪渔具部件（绳索与地脚装置）对海底的物理扰动范围，并采集120个Van Veen抓斗样本进行生物量、密度及物种多样性分析。

研究发现，单次拖网后，渔具对海底生物群落的整体影响有限。密度、生物量及物种丰富度等核心指标仅呈现±8%至24%的波动，且置信区间普遍包含零值，表明观测变化可能源于自然波动而非渔具直接作用。值得注意的是，地脚装置覆盖的1%海底区域反而出现密度提升12%、生物量增长11%的现象，这可能与拖网作业引发的碎屑再沉积或浮游生物聚集有关，但未达统计学显著水平。

在关键物种层面，管状蠕虫Phoronis spp.的密度在单次拖网后下降3%，但经GPS定位确认的绳索扰动区，其密度在三次连续拖网后骤降90%，且该变化与管状生物群落的总生物量下降（-35%）形成显著关联。多变量分析显示，绳索扰动区在集群结构上与对照区存在明显分离，星fish Asterias rubens和桡足类Melita obtusata等指标物种的分布模式发生显著改变。这种差异在多次拖网后尤为突出，管状蠕虫的密度下降幅度达到统计学显著水平（BACI概率99%），其扰动范围覆盖99%的渔具作业区。

地脚装置的生态效应呈现复杂特征。单次拖网后，地脚区密度反而上升24%，生物量增长11%，但该现象未通过BACI比率（11%）和CI贡献度（79%）验证。多次拖网虽未引发密度下降，但管状生物群落的总生物量仍出现-64%的显著下降。这种矛盾现象可能与地脚装置的物理特性有关：15cm直径的橡胶滚筒与8cm间距的铅块形成非连续扰动模式，仅局部区域（约33%）达到传统拖网渔具的扰动强度。同时，海底木桩的天然屏障作用（实验区位于废弃网具分布区）可能影响了扰动范围的扩散。

研究创新性地引入"组件分离分析"方法，将渔具作业分解为绳索（99%作业面积）和地脚装置（1%面积）的独立影响评估。结果显示，绳索扰动区的生物量损失率（0.068）虽低于传统拖网（0.057-0.09），但累积效应显著。当拖网频次从单次增至三次时，Phoronis spp.的密度下降概率从单次的87%提升至99%，管状生物群落总生物量损失率从单次的-4%扩大至-35%。这种剂量-效应关系与海底沉积物的抗剪切强度（SSI）密切相关，在低SSI区域（<10N/m2）拖网后，底质结构破坏程度提升3倍。

生态功能分析表明，管状生物群落的破坏可能引发级联效应。Phoronis spp.作为关键结构物种，其管巢系统每年可固定约15kg沉积物，拖网作业导致其密度下降90%的同时，相关微生物群落的代谢活性降低37%。这种结构破坏与功能退化的关联性，与2017年欧洲海域的研究结论一致——管状生物群落的消失将导致海底碳封存能力下降42%。

研究进一步发现，渔具作业后海底沉积物中的孔隙度（从28%降至22%）和有机质含量（+19%）变化，与商业拖网作业的长期监测数据（平均孔隙度变化±5%）形成对比。这种短期扰动（单次拖网后孔隙度恢复至基准值）与长期累积效应（三次拖网后孔隙度持续下降12%）的分化，为渔业管理提供了重要依据。建议将单次拖网后的孔隙度变化作为生态恢复阈值，超过该阈值需控制拖网频次。

在管理应用层面，研究提出"选择性扰动"理论：丹麦 seine的作业方式（液压回收替代机械拖曳）和结构设计（浅层扰动+表层扰动）使其对海底生态的扰动呈现"双峰分布"——99%的作业面积仅造成表层扰动（最大深度2cm），而1%的地脚装置产生深层扰动（最大深度15cm）。这种空间异质性要求渔业管理必须区分不同扰动模式的生态效应：表层扰动（绳索区）对浮游生物和表层沉积物敏感型物种影响显著，而深层扰动（地脚区）对底栖滤食性生物更具破坏性。

研究特别指出，传统评估模型存在"生态放大效应"偏差。以Phoronis spp.为例，其密度仅占底栖生物总量的0.7%，但通过食物链传递效应，导致表层沉积物中硅酸盐含量下降8%，这种级联效应在BACI模型中未完全体现。建议在渔业影响评估中增加"效应传递系数"，将直接生物量损失与生态功能退化的关联性纳入计算。

最终结论显示，丹麦 seine在单次拖网作业下对海底生态系统的整体影响指数（IHI）为0.032，低于行业标准的0.05阈值，但三次拖网后的IHI达到0.075，接近传统拖网的0.09水平。这提示需要建立"拖网频次-面积-时间"的三维管理模型，建议在生态敏感区实施"单次拖网+休渔期"的轮作制度，配合渔具改造（如加装减震垫使地脚装置重量降低40%）可将IHI控制在0.02以下。

该研究为可持续渔业管理提供了新的工具箱：通过开发"扰动模式识别算法"，可将渔具作业分解为12种空间-时间扰动模式，并建立对应的生态响应矩阵。例如，绳索扰动对悬浮食性生物（如桡足类）的致死率（ODM）为0.015，但对底栖固着生物的ODM达0.078，这种差异化的影响模式为精准管理提供了可能。研究最后建议将丹麦 seine纳入"选择性渔具"目录，适用于生态恢复区（建议作业密度<2次/月）和传统拖网禁区的替代渔业方案。