《Reviews in Fish Biology and Fisheries》：Technical mitigation measures to reduce the bycatch of sharks: there is no silver bullet
引言
全球渔业是导致海洋生态系统生物多样性和种群数量下降的主要驱动力，尤其对鲨鱼种群造成了严重威胁。过去50年间，由于全球捕捞压力，鲨鱼种群数量持续下降，一些大洋性物种的丰度减少了超过70%。鲨鱼因其K-选择的生活史策略（生长缓慢、性成熟晚、繁殖力低）而特别容易受到任何形式人为死亡率增加带来的长期种群影响。兼捕，即在捕捞其他更有价值物种时意外捕获非目标物种，是鲨鱼捕捞的重要组成部分，其中许多个体被丢弃且未报告，导致总死亡率被低估。缺乏准确的鲨鱼捕捞数据使得对种群和种群大小及趋势的定量评估变得困难。本研究在早期工作和差距分析的基础上，对旨在减少商业渔具中鲨鱼兼捕的技术缓解措施进行了全面的全球综述，评估了其有效性和可行性，并为所有主要商业捕捞技术提供了鲨鱼兼捕缓解的最佳实践建议，同时指出了需要进一步关注的领域。
范围
本综述的 taxonomic 范围限于鲨鱼，不包括鳐鱼和嵌合体。技术范围涵盖了主要渔具类型：拖网、围网、延绳钓、刺网和笼壶渔具，包括中上层和底层定置渔具。其他兼捕缓解策略，如管理措施、操作调整和空间/时间闭海等，不在本次综述范围内。
文献检索与评估方法
我们通过多个数据库和灰色文献进行了有针对性的文献检索，最终分析了148篇文献。采用保护证据（Conservation Evidence, CE）评估框架对每项研究进行评估，考量研究质量（确定性分数）、有效性（有效性分数）以及措施对鲨鱼或其他物种造成的危害（危害分数）。最终为每项措施给出整体CE评级，并综合考虑对目标物种单位努力渔获量（CPUE）的影响以及实际应用的可行性，使用“交通灯”指标提供总体建议。
结果
防止捕获：感官途径
感官驱避剂旨在通过针对鲨鱼的关键感官系统（如嗅觉、电感受和视觉）来减少兼捕，阻止鲨鱼接近渔具。
化学驱避剂
化学驱避剂的研究历史悠久，包括源自 sole 物种的 pardaxins 以及表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）。实验室试验表明这些物质能引起鲨鱼的厌恶反应，但在实际渔业部署中面临挑战，如需要大量化学品维持局部高浓度、输送方法不切实际以及潜在环境毒性。近年来，研究焦点转向 necromones（来自同种个体腐烂产生的信号化学物质）。实验室和野外实验表明，某些鲨鱼物种在接触同种或异种 necromones 后会退缩。初步延绳钓试验表明，将商业化的鲨鱼驱避剂罐（如‘SuperPolyShark’）放入饵料中可减少鲨和鳐的捕获率，但效果随浸泡时间延长而减弱，且对虎鲨等物种无效。虽然将 necromones 部署在延绳钓渔业中似乎是可行的，但其成本、对不同觅食策略鲨鱼的有效性以及随时间推移效果递减的问题仍需进一步研究。
主动电驱避剂
主动电驱避剂利用外部电源产生电场，干扰鲨鱼的高度发达的电感受系统，而硬骨鱼类不具备此系统，故不受影响。多数商业化的此类设备主要用于保护潜水员和冲浪者。实验和野外试验表明，一些设备能有效减少大白鲨、公牛鲨、黑鳍鲨等与饵料的相互作用。小型延绳钓野外试验报告称，使用‘SharkGuard’主动电驱避剂可使蓝鲨捕获率降低91.3%，但目标CPUE也有非显著性的41.9%下降。刺网试验也报告了鲨鱼捕获量的减少。然而，在实际渔业中部署的实用性需要进一步测试，包括解决初始设置成本（可能需要数百个驱避装置）、维护频率和成本、小型化以及锂电池安全问题。
电正性金属
电正性金属（EPMs）是另一种主动电驱避剂，通过与水反应（氧化）产生电势，过度刺激鲨鱼的电感受系统。它们不需要外部电源。大多数研究测试了各种镧系金属在延绳钓渔业中的应用。实验室研究表明，EPMs 能影响加拉帕戈斯鲨、沙条鲨和棘角鲨的摄食行为。随后的野外试验对针对棘角鲨、沙条鲨和锤头鲨的延绳钓也显示出成功。但结果在物种内部和物种间存在差异，其有效性受习惯化、食欲、同种个体密度、年龄和猎物探测策略等因素影响。此外，有研究报道目标物种剑鱼的CPUE显著降低。EPMs 形状可定制用于渔具（如SMART钓钩），但它们溶解快，需要频繁更换，可能成本高昂、制造危险（碎屑易燃），并可能有毒性。目前，EPMs 似乎不是减少鲨鱼兼捕的实用选择。
磁铁
永久磁铁通过电磁感应起作用，同样被认为会过度刺激鲨鱼的电感受系统。实验研究表明，永磁铁（如铁氧体、钡铁氧体、钕铁硼）能显著降低澳大利亚黑鳍鲨、灰礁鲨、乳鲨、锤头鲨等物种的摄食率或反应距离。但结果不一致，有些物种（如格陵兰睡鲨、沙虎鲨）对磁铁没有反应，且观察到习惯化效应。磁铁材料也影响结果，钕铁硼磁铁没有驱避效果，而钡铁氧体磁铁则有显著效果。在实际渔业条件下，一项研究报告钕磁铁处理过的钓钩上蓝鲨CPUE显著增加，而另一项报告静态海洋鱼笼使用铁氧体磁铁使盲鲨兼捕减少，目标CPUE增加。考虑到其费用、高维护要求、磁铁相互吸引导致的缠绕问题，磁铁目前在延绳钓和围网中似乎不是可行的鲨鱼兼捕减少措施，但可能在静态渔具（如刺网或笼壶）中有用。
频闪灯
增加渔具对鲨鱼的可见性可能降低兼捕率。一项实验室研究发现频闪灯减少了 Port Jackson Shark 和 Epaulette Shark 与饵料的相互作用，但对野生大白鲨无效。频闪灯在静态渔具渔业中可能值得进一步研究，但在延绳钓等其他渔具中部署可能昂贵且技术困难（需要大量灯）。缺乏对目标CPUE影响的研究，目前该措施似乎不可行。
移除固定灯光和光棒
许多渔民使用光棒和/或灯光来增加照明，以期提高目标物种捕获率。对鲨鱼的影响因渔具类型而异。在延绳钓中，添加灯光（尤其是绿光）通常会增加蓝鲨的捕获量。然而，在刺网中，人工照明可能降低或对鲨鱼捕获率没有影响。主要区别在于延绳钓使用饵料，而刺网研究未使用饵料。饵料可能在人工照明下更易被鲨鱼探测到，而刺网中的人工照明可能增加渔具可见性，警示鲨鱼避开。模型研究表明，在 Shortfin Mako 高捕获率区域，从延绳钓上移除光棒可能减少18%的兼捕。尽管结果对比鲜明，避免在延绳钓渔业中部署光棒可能是一个实用且易于实施的兼捕减少措施，并具有减少海洋污染的额外好处。在刺网中保留或添加人工照明可能有益或对鲨鱼捕获率无影响，并可能因处理兼捕减少而节省时间。鉴于对比结果，在渔业中应用或移除人工照明需要在当地对相关物种进行试验以确认有效性。
声学驱避剂
目前没有专门研究声学驱避剂在渔业中对鲨鱼有效性的研究。实验和野外研究发现一些鲨鱼（如灰鲛、沙条鲨、Scalloped Hammerhead、Silky Shark、Lemon Shark）对大幅快速增加振幅的人工和自然声音有反应，这有时能减少与饵料的相互作用，但其他物种仅在声音与视觉驱避剂结合使用时才有反应。尽管部署声学驱避剂显示出潜力，但实验结果不一、缺乏渔业背景下的实证证据、换能器尺寸和成本、习惯化的可能性以及对其他海洋动物可能的环境影响，可能阻碍其在商业渔业中的使用。
将饵料类型从鱿鱼改为鱼类
饵料类型是钩具渔业选择性的主要驱动因素。将饵料从鱿鱼改为鱼类可以减少海龟兼捕，并且荟萃分析发现，总体而言，使用鱼饵时鲨鱼和多种目标物种的捕获风险较低。一些研究报道使用鱼饵时目标物种剑鱼CPUE增加，但金枪鱼CPUE减少。结果因物种而异，例如沙条鲨偏好鱼饵，而锤头鲨捕获率不受饵料类型影响。鱼饵显著增加了 Shortfin Mako 和 Porbeagle 的捕获量，但减少了蓝鲨的捕获量。然而，蓝鲨对饵料的偏好在不同研究中不一致。此外，研究报告了危害问题，包括使用鱼饵时蓝鲨的内钩率更高，以及 Bigeye Thresher 的船上死亡率更高。因此，虽然改变饵料类型可以改变鲨鱼的捕获率，但在广泛实施前应进行本地试验，并根据待缓解物种的优先顺序确定饵料类型，并与对目标渔获物的影响相平衡。
人工饵料
人工饵料已在商业渔业中用于吸引目标物种，特别是在加入特定摄食引诱剂时。这些饵料有可能通过加入嗅觉驱避剂来避免鲨鱼与饵料相互作用，从而减少鲨鱼兼捕和渔民因饵料被食造成的损失。初步野外试验表明人工饵料可以降低兼捕率，并对目标CPUE有不同影响（增加、减少或无影响）。对鲨鱼的影响具有物种特异性，例如 Grey Reef Shark、mako sharks、hammerheads 在人工饵料上捕获为零，但蓝鲨和 Oceanic Whitetip Shark 的捕获率与常规饵料无差异。棘角鲨的捕获在阿拉斯加延绳钓试验中几乎被消除。人工饵料的开发部分源于传统饵料的高成本和供应稳定性需求，但令人惊讶的是，商业制造商很少。如果人工饵料可用，并且可以成功地将鲨鱼驱避化学物质（如necromones）与目标物种引诱剂结合，且成本具有竞争力，那么它可能是可行的兼捕缓解选择，但这仍有待探索。如果人工饵料可用，则需要进行本地试验以确定鲨鱼的反应后才能使用。
避免使用饵料
对于一些渔业，如果目标物种偏好诱饵等引诱剂，完全避免使用饵料可以减少鲨鱼兼捕。例如，在针对 Barramundi 的游钓渔业中，禁用饵料可能减少两种濒危河流鲨鱼的兼捕，且对目标渔业影响最小。虽然这种方法在大规模商业渔业中可能不可行，但在小型渔业中的应用可能使某些鲨鱼物种受益。
防止捕获：非感官途径
移除 tickler chains
Tickler chains 是底拖网的可选部件，用于惊扰海底目标底栖物种，提高拖网捕获效率。但它们也可能通过增加捕获率对非目标底栖鲨鱼和鳐鱼物种产生负面影响。研究发现，移除 tickler chain 后，Blackmouth Catshark、Smallspotted Catshark 和棘角鲨的相对捕获率显著降低。大多数目标物种的捕获率不受影响，但珍贵的 anglerfish 除外。这可能会影响该措施的可行性，在实施前需要进行本地试验以确定对目标物种捕获的影响。然而，移除一个可选的齿轮部件实施起来很简单。
移除鲨鱼线
‘鲨鱼线’是附在浮子而非主线上的浅水饵钓线，专门用于以鲨鱼为目标（或更常见的是保护有价值的目标物种免受鲨鱼掠夺）。停止使用鲨鱼线可将 Silky Shark、Oceanic Whitetip Shark 和 Pelagic Thresher 等上层水层物种的兼捕减少20-50%，且不影响目标物种捕获率。也有报道称停止使用鲨鱼线可降低 Silky Shark 和 Oceanic Whitetip Shark 的船上死亡率。鉴于其被渔民专门用于针对鲨鱼，移除鲨鱼线应能减少兼捕率，特别是考虑到移除鲨鱼线时对其他受关注的兼捕物种群没有明显影响。对目标CPUE的影响尚不清楚，但掠夺率可能增加，这可能影响采纳。鉴于其被渔民用于故意 targeting 鲨鱼，移除鲨鱼线可能需要强制规定而非作为自愿措施实施。
增加钓钩尺寸
钓钩尺寸的选择可以避免捕获特定规格/年龄等级的个体（如需要补充的幼体）。关于增加钓钩尺寸/宽度对CPUE影响的研究结果不一致，有的报告 Silky Shark CPUE 减少30%，目标物种CPUE减少23%；但有的报告蓝鲨和 Oceanic Whitetip Shark 的CPUE增加。研究发现蓝鲨在中号宽度钓钩上的捕获率高于小号或大号钓钩，不同目标物种偏好不同钓钩尺寸。增加某些鲨鱼物种CPUE和减少某些目标物种CPUE的影响可能会影响更广泛的实施。这说明在广泛实施之前需要进行钓钩尺寸的本地试验。
优化刺网网目尺寸
刺网一旦捕获个体，死亡率和受伤率很高，但网目尺寸可以设定以避免非目标物种（当目标和非目标物种大小差异足够大时）。这种选择性在需要保护特定年龄等级（如幼体）时也很有用，野外研究证实，通过优化刺网和三层刺网的网目尺寸范围可以减少幼鲨的捕获。对于物种较少的简单系统，利用渔获物数据建模已有效确定了最大化目标物种CPUE和最小化鲨鱼非目标兼捕的网目尺寸。然而，这种选择性在复杂系统中的有效性需要仔细评估。
聚鱼装置——构造与部署
聚鱼装置（FADs）是锚定（AFAD）或漂流（DFAD）的浮动结构，用于围网渔业，也在竿钓渔业中使用，通过在公海创造微生境和庇护所来聚集鱼群。FADs 使用各种材料建造，估计每年导致约200万条鲨鱼因缠绕和溺水死亡。被遗弃的FADs继续进行的幽灵捕捞是另一个未记录的兼捕死亡率来源。改变设计和建造方法，制造可生物降解的无缠绕FADs，可能是减少鲨鱼捕获和海洋污染的最实用方法。相对简单的改变包括优化网片材料的网目尺寸、加重网片以保持张力、将网片材料卷成“香肠状”，或者理想情况下，用绳索或其他可生物降解材料完全取代网片材料。创建更长的附属物并将其放置在更深的水层也可能减少某些物种的兼捕。虽然短期内可能无法完全消除FADs，但这些措施可以大大减少其影响。尽管有多项研究提出了FAD设计的改变，但尚无实验比较旨在减少鲨鱼相互作用的FAD设计。尽管存在这一空白，所有热带金枪鱼RFMOs已通过措施要求使用低缠绕风险FADs或无缠绕FADs。应继续进行野外试验以测量有效性，并注意到在公海研究FADs的困难。
改变渔具
虽然在大多数商业渔业（尤其是公海作业的延绳钓和围网）中使用替代渔具可能不可行，但在某些条件下，改变渔具可以降低鲨鱼兼捕率。配对试验表明，在以大比目鱼为目标的条件下，延绳钓捕获了15条格陵兰睡鲨，而笼壶渔具则未捕获，同时保持了目标CPUE。笼壶设计的改进在同一渔业中也未捕获格陵兰睡鲨，并减少了其他非目标物种的兼捕率。因此，该措施在某些情况下可以成功实施。然而，用笼壶代替延绳钓可能导致不良的环境影响，如对底栖环境（如软珊瑚）的破坏，以及如果渔具丢失或遗弃可能继续幽灵捕捞。
增加逃脱机会
一旦被捕获，在水中逃脱或被释放的鲨鱼比那些被捞上船的个体有更大的生存机会。对渔民来说，在水中释放鲨鱼也有安全益处，可以最大限度地减少在脱钩或解开渔获物时被咬伤和身体碰撞的风险。
单丝支线材料
在许多商业金枪鱼、长嘴鱼和剑鱼作业中被禁止的金属支线，其鲨鱼捕获率和船上死亡率高于尼龙支线。鲨鱼咬断尼龙支线逃脱的可能性是使用金属支线的四倍。然而，当鲨鱼咬断尼龙支线逃脱时，很可能仍附着有 trailing gear，这已被证明会增加释放后死亡率。缓解这个问题可能很困难，因为鲨鱼已经逃脱，从而失去了移除 trailing gear 的机会。一些研究还报道使用尼龙支线时目标CPUE率增加，这归因于金属支线更可见。在除一项研究外的所有研究中，尼龙支线上捕获的鲨鱼的船上死亡率低于金属支线。一项小规模超高分子量聚乙烯（“spectra”）支线试验报告称，总体鲨鱼捕获量比常规尼龙单丝支线减少50%，且捕获的鲨鱼明显更小。然而，spectra 支线断裂的可能性是常规单丝支线的七倍，这可能会影响目标渔获率，从而影响渔民采纳，并留下附着的 trailing gear。需要对此材料进行更多试验，特别是评估对目标渔获率的影响。从金属支线改为尼龙单丝支线是可行的，并且已在许多渔业中实施，因为目标渔获量的增加可以抵消更换支线材料的成本和咬断造成的渔具损失增加。
编织支线构造
支线（gangion）构造对鲨鱼捕获率的影响尚不清楚。支线可由多股单丝编织而成以增加强度和耐用性，或可作为单股单丝线使用。一项研究发现，编织和焦油多丝尼龙支线捕获的 Shortfin Mako 比单丝支线少三分之一，蓝鲨少一半，但主要目标物种的捕获量也减半。差异归因于多丝支线的更高可见性。另一项比较相同类型支线的研究，在单丝支线上捕获的格陵兰睡鲨少了三倍，但这些结果存在疑问——单丝支线的钓钩丢失率是编织支线的两倍，但原因未知（是咬断还是海底挂住）。该研究还报告了福利问题，因为使用编织支线导致丢弃的主线长度增加了两倍，这些主线经常缠绕在鲨鱼身上。福利问题、对目标渔获的影响以及对比结果意味着该措施目前似乎不可行，特别是对于可能遇到格陵兰睡鲨的渔业。
围网渔具中的逃逸口/逃逸板
观察到 Silky Sharks 在围网捕获过程中发生分离后，试验了一个逃逸板，但仅释放了100多条被捕获鲨鱼中的2条。另一项试验试图在闭合围网之前，通过一个大的逃逸窗拖曳FAD，将鲨鱼引出网外。然而，没有鲨鱼跟随FAD出来，可能是由于推进器噪音或船只距离。还需要研究网内目标和非目标物种的行为，以确定是否可以将两组分开。鉴于该措施是对现有围网渔具的修改（而非添加），并且在试验中已实施，如果概念被证明有效，似乎实施是可行的。缺乏研究及其结果意味着该措施在得出任何坚定结论之前需要进一步的工作。
拖网中的排除器
有充分证据表明，排除器是减少大型非目标物种兼捕的有效措施，且不会降低目标CPUE率，并可通过减少损伤来提高目标渔获物的价值。排除器最初是为排除海龟和海洋哺乳动物而开发的，但也已用于减少鲨鱼兼捕。对排除器各个方面的研究都报告了兼捕减少，包括：排除器设计和逃逸开口配置、在网内使用漏斗以在使用排除器时保持目标CPUE、排除器的尺寸选择性和栅格间距、栅格颜色、栅格角度和逃逸口位置的影响以及整个渔业的排除器有效性评估。然而，有研究报告使用90毫米排除器栅格配置对 Blackmouth Catshark 的兼捕没有影响，并且目标CPUE显著降低。多项研究也证明了排除器对较小鲨鱼的强烈尺寸选择性。如果管理不当，幼体补充到繁殖年龄的数量可能会下降，影响种群年龄结构。这些结果意味着需要进行本地试验，以便排除器能够定制为排除主要的兼捕物种。
降低船上和释放后死亡率
如果无法完全避免捕获鲨鱼，且允许逃脱的措施无效或不切实际，渔民的最后一个选择是减少捕获和处理后的船上及释放后死亡率。由于兼捕缓解的总体目标是确保非目标个体在种群中保持存活，采取措施确保鲨鱼在不可避免的遭遇中存活下来，可以对兼捕缓解做出重大贡献。
圆形钓钩
比较钓钩类型（包括两项荟萃分析）几乎普遍报道J形钩的船上死亡率高于圆形钩。J形钩比圆形钩更可能导致内脏或肠道钩挂，这两种钩挂都会导致使用J形钩时鲨鱼的船上死亡率更高。许多研究表明，与J形钩相比，圆形钩的内钩率和 subsequent injuries 较低。然而，当鲨鱼被内部钩住时，通常只能通过切断支线来释放，这会留下钓钩，可能导致 internal injuries 或留下附着的 trailing gear，降低释放后存活率。
虽然从J形钩改为圆形钩似乎是降低船上死亡率的有效兼捕缓解措施，但存在 trade-off，即圆形钩对多种鲨鱼的CPUE明显更高。然而，鲨鱼CPUE的增加并非普遍现象，不同物种的反应可能导致捕获率变化。研究钓钩类型影响的不同结果也被一些作者归因于使用的饵料类型以及钓钩类型和饵料类型的相互作用。
尽管报告了各种反应，但普遍认为圆形钩似乎增加了鲨鱼的CPUE。对目标渔获的影响不一，有些研究报告对剑鱼CPUE没有影响甚至增加了目标金枪鱼CPUE，而其他研究报告减少。考虑到不同的渔具、捕捞地点、时间、目标物种、非目标物种、饵料类型以及钓钩尺寸/形状都可能混淆结果，必须在鲨鱼捕获率不理想地增加与受伤率、船上和释放后死亡率降低之间取得平衡。
移除 trailing gear
多项追踪研究表明，释放时 trailing gear 长度较长的鲨鱼，其释放后死亡率高于释放时长度较短的鲨鱼。在船舷切断支线，尽可能靠近钓钩，以最小化 trailing gear 的长度（如<1米或<2.5米），将大大降低多种物种的释放后死亡率。
用于分拣的 water tables 和释放滑道
渔船上的 water tables 和释放滑道可以促进快速分拣和更安全地将兼捕物种放回水中。Water tables
