《Marine Pollution Bulletin》：Evaluating connectivity of fisheries-derived marine debris from northwest African upwelling regions and entanglement exposure risk in the Canary Islands
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针对加那利群岛特有海洋生物面临的缠绕威胁，以及漂浮垃圾来源不清、保护地内暴露风险不明的问题，研究人员整合了反向拉格朗日轨迹模型、长期缠绕记录、实地垃圾数据与全球渔业活动数据，开展了一项关于西北非上升流区渔业源垃圾与加那利群岛连通性及缠绕暴露风险的研究。研究揭示了不同岛屿、季节和垃圾受风漂系数影响的差异性区域连通模式，量化了渔业废弃、遗弃和丢失渔具对海洋生物的突出威胁，并明确了特定特殊保护区（SACs）与漂浮垃圾热点及高缠绕记录区的空间重叠，强调了在动态连通的海洋系统中，保护地既是生物多样性避难所也可能是暴露热点。该研究为理解跨边界的东部边界流系统内，上升流驱动的渔业活动、垃圾传输与生物影响之间的机制性联系提供了综合框架。
在广阔海洋的表层，一股主要由废弃、遗弃和丢弃的渔具（Abandoned, Lost, or otherwise Discarded Fishing Gear, ALDFG）构成的“幽灵渔具”，正无声地漂行，持续捕获和缠绕海洋生物，上演着“幽灵捕捞”的悲剧。全球每年有高达数百万公吨的塑料流入海洋，其中约20%来自海洋源，渔业活动是主要贡献者。位于东北大西洋的加那利群岛，坐拥欧洲水域最丰富的鲸豚和海龟多样性，却也是海洋垃圾，特别是渔业塑料的“热点”区域。这里设立了多个旨在保护关键物种和栖息地的特殊保护区（Special Areas of Conservation, SACs），但一个令人担忧的问题是：这些旨在提供庇护的SACs边界，是否恰好与区域海流输运带来的垃圾积聚热点重合，从而使其中的珍稀物种面临更高的缠绕暴露风险？同时，那些导致海龟和鲸豚被缠绕的渔网、绳索，究竟来自哪里？是本地渔业活动的残留，还是遥远大陆沿岸渔业区通过洋流“快递”而来的“跨洋包裹”？为了理清这些漂浮垃圾的“来龙去脉”及其生态影响，西班牙拉斯帕尔马斯大学的Marina Vargas Ferraz及其合作者开展了一项多学科交叉的综合研究，并发表于《Marine Pollution Bulletin》。
为了探究加那利群岛海洋垃圾的潜在来源路径、评估其对保护区内物种的暴露风险，研究人员采用了多种技术方法。他们首先整合了来自科学文献、区域搁浅网络和监测项目（如富埃特文图拉海洋垃圾观测站OBAM）的长时序（1987-2020年）海洋生物缠绕和搁浅记录。同时，利用全球渔业观察的自动识别系统数据分析了2023年东北大西洋区域的工业捕鱼努力量空间分布。研究的核心是使用开源的OpenDrift拉格朗日粒子追踪框架，针对特内里费岛、大加那利岛和富埃特文图拉岛周边的三个SACs，开展了反向（追溯来源）轨迹模拟。模拟考虑了三种风漂系数（α = 0, 0.01, 0.03），分别代表不受风影响、低露出水面（如渔网）和高露出水面（如卡夫罐）的漂浮物，并在春、夏、秋、冬四个季节各进行了为期90天的模拟。研究人员定义了西北非沿海上升流系统和马德拉群岛周边海域两个潜在上游源区，并计算了模拟粒子轨迹与此区域相交的比例，以此量化潜在的“源-受体”连通性。最后，他们将模拟得到的粒子密度场、记录的缠绕事件位置和工业捕鱼努力量数据进行空间叠加分析，以评估其空间耦合关系。
3.1. 加那利群岛记录的海洋垃圾类型
基于OBAM在2020-2021年间收集的数据分析显示，在富埃特文图拉海岸清除的垃圾中，塑料占主导地位（70%）。在可分类的44万余件物品中，瓶盖、渔网、瓶罐、包装袋等塑料制品最为常见。尽管渔网在数量上不占绝对优势，但其在缠绕事件中扮演了关键角色，凸显了其单位物品更高的生态危害潜力。
3.2. 主要威胁与模型模拟的垃圾暴露在SACs中的空间重叠
通过对1987-2020年间记录的缠绕事件分析发现，对于海龟，缠绕是其主要威胁（占45%），夏季是高发期（40%）；而对于鲸豚，主要威胁是兼捕（35%）和船舶碰撞（25%），缠绕占15%，且多发于春季（70%）。空间分析表明，在特内里费岛和大加那利岛，垃圾的主要积累区域与当地SACs的边界高度重合，且这些区域也正是记录的缠绕事件高发区。然而在富埃特文图拉岛，主要的垃圾积累区位于其SAC的南部外围。将模型模拟的高粒子密度区（即潜在的垃圾暴露热点）与记录的缠绕事件位置进行叠加，在特内里费和格拉纳达的SACs内观察到了显著的空间重叠。
3.3. 反向轨迹
模拟结果揭示了显著的岛屿间、季节间和风漂系数间的差异：
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富埃特文图拉：在秋季和冬季显示出与西北非上升流区/马德拉区域的极高连通性（秋季α=0时达98.1%，冬季达100%），表明这两个季节从非洲大陆到该岛的跨洋运输通道非常活跃。春季和夏季连通性则很低。
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大加那利岛：连通性模式更复杂且受风漂影响大。春季在较高风漂系数下连通性增加；夏季几乎没有连通性；秋季在无风漂时连通性最高（51.9%）；冬季连通性普遍较低。
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特内里费岛：整体连通性较低，大部分模拟粒子的轨迹在90天内局限于群岛附近，表明该岛周边的SACs可能更多受到区域再循环和局部滞留过程的影响，而非持续的远程输送。
3.4. 东北大西洋区域渔业努力量的空间分布
基于AIS数据的分析显示，2023年最高的工业捕鱼努力量集中在西北非大陆边缘（摩洛哥和西撒哈拉沿岸），这与加那利洋流上升流系统的高生产力区域重合。而加那利群岛周边水域的捕鱼努力量相对较低，但在特内里费岛和大加那利岛周边仍有中等强度的捕鱼活动，并且与部分SACs的边界存在空间上的交叉。
这项研究的结论和讨论部分清晰地整合了各项发现，并阐明了其深远意义。研究表明，在加那利群岛，虽然小型消费塑料是海洋垃圾中数量最多的类别，但来自渔业的废弃物，特别是渔网，尽管数量上不占优，却因其持久性、缠绕性和在海洋中的长时间悬浮，对海龟和鲸豚构成了不成比例的高风险。这解释了为何在记录的缠绕事件中，渔网和麻袋是主要“元凶”。研究最重要的贡献之一，是通过整合物理输运模型和生态观测数据，为“保护地内物种缠绕风险”这一现象提供了机制性解释。反向拉格朗日模型揭示了群岛内不同SACs暴露于外来垃圾风险的模式存在显著差异：富埃特文图拉岛的SACs在秋冬季节极易受到来自西北非大陆架远程输送垃圾的影响，具有高度的“受体”属性；而特内里费岛周边的SACs则更像一个“滞留区”，其风险更多来自区域环流导致的本地积累。这种差异性对于制定针对性的管理和缓解策略至关重要。
研究进一步指出，记录在案的缠绕事件空间分布与模型模拟的垃圾暴露热点，在特内里费岛和大加那利岛的SACs内高度重合。这强烈暗示，这些旨在保护生物多样性的SACs，在区域海洋动力学的背景下，可能同时扮演了“生物多样性避难所”和“垃圾暴露热点”的双重角色。这种空间重叠并非偶然，而是区域海洋环流（如加那利洋流）、上升流驱动的渔业活动（产生ALDFG）以及岛屿地形的综合结果。捕鱼努力量数据显示，尽管SACs内的工业捕鱼活动强度可能不高，但它们并非孤立的“净土”，而是被嵌入一个从非洲大陆边缘延伸而来的、高强度渔业活动和活跃洋流通道的更大海洋景观中。
因此，该研究超越了单纯描述缠绕现象，提出了一个综合的过程框架，将上升流驱动的渔业活动、渔业源“幽灵渔具”的产生、区域环流动力学以及SACs内空间分辨的缠绕模式联系起来。它强调了解决加那利群岛海洋垃圾和缠绕问题，不能仅局限于本地管理，而必须采取跨边界、区域协同的策略，尤其需要关注西北非沿岸的渔业管理和废弃物处理。该框架也为世界上其他类似的东部边界流系统（如加利福尼亚洋流、本格拉洋流等）评估渔业源垃圾的传输和生态风险提供了可借鉴的方法。最后，作者也坦率指出了研究的局限性，如缠绕记录存在监测和报告偏差，鲸豚的缠绕事件可能被低估；AIS数据主要反映工业化渔业，可能遗漏了大量小规模、手工渔业的影响；反向轨迹模型识别的是概率性的连通路径而非确切的来源。但这些并不削弱研究的主要结论，反而指明了未来需要改进监测和数据整合的方向。
