《Global Change Biology》：Global Marine Fishery Stock Productivity Under Climate Change
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本文通过全球最大的渔业数据库（RAM Legacy）和地球系统模型（ESM），重构了710个重要商业渔业种群的“生产力”（单位生物量提供的剩余产量），揭示了其在气候变化（特别是海温T、叶绿素CHL和混合层深度MLD）驱动下的时空异质性。研究发现，尽管存在明显的“赢家”和“输家”物种，但全球平均生产力在“一切照旧”情景（SSP5-8.5）下到本世纪末仅会温和下降约3.0%（-6.3% 至 +0.4%），这一结论与以往研究预测的渔业产量大幅下降形成对比，为基于物种特异性响应的气候适应性渔业管理提供了关键见解。
海洋捕捞渔业在全球水生蛋白质供应和数百万人生计中扮演着至关重要的角色。人为气候变化已成为一项叠加的威胁，尤其对那些自然适应于有限环境波动的物种而言，可能需要对收获控制规则或资源重建计划进行重大调整。种群生产力，定义为每单位种群生物量所提供的剩余产量，是评估这些影响的一个重要但未得到充分利用的指标。
本研究借助全球渔业相关数据库和地球系统模型，利用先进的统计方法，将种群生产力估计值与关键的生物物理驱动因素联系起来，旨在阐明气候变化如何已经并将在未来继续影响这种收获潜力。研究采用了包含四个步骤的分析框架：生产力回溯、潜在趋势识别、气候效应确定和生产力预测，核心是使用“又一个贝叶斯生物量评估”（JABBA）工具拟合剩余产量模型来估算生产力。
在背景信息方面，对八个生物物理变量（1993-2020年）的分析揭示了全球海洋在过去三十年中经历了大规模变化，其中最显著的是全球变暖，并伴随着一系列其他生物物理变化，如部分区域盐度、海面高度、叶绿素浓度、溶解氧、pH值和混合层深度的改变，且地理区域间影响差异显著。
在种群生产力回溯方面，研究对710个商业鱼类种群（285个物种）的分析显示，其生产力在种间和区域间均表现出显著的异质性。从1980年到2022年，全球平均生产力呈现整体下降趋势。按生物类群划分，生命周期策略偏向于r选择（如生长快、繁殖力高、世代时间短）的种类，如小型中上层鱼类（沙丁鱼、鳀鱼、鲱鱼）、鳕科鱼类和无脊椎动物（鱿鱼）生产力较高；而偏向于K选择（生长慢、繁殖力低、世代时间长）的种类，如软骨鱼类（鲨、鳐）和胎生石斑鱼（目前限于岩鱼），生产力则较低。在1981年至2022年间，约一半的种群未表现出明显的线性趋势，而呈现显著趋势的种群中，生产力上升和下降的数量基本平衡。动态因子分析进一步揭示了北半球种群生产力趋于下降，而南半球趋于增加的总体潜在趋势。
关于气候对种群生产力的影响，研究人员从八个生物物理变量中筛选出相关性较低的海温、叶绿素和混合层深度进行深入分析。广义线性混合模型（GLMM）结果显示，在1993年至2020年期间，气候变化显著影响了略超过一半（139/265）的研究物种。其中，海温是最具信息性的变量，但并未引发跨物种的一致影响：约40%的物种生产力受温度变化显著影响，且增加和减少的物种（及相应种群）数量几乎相等。温度的影响更多地沿着纬度而非经度梯度变化。相比之下，叶绿素（作为浮游植物生物量和食物可得性的代理指标）则主要与生产力的正向效应相关，其回归斜率从北极到南极水域近乎线性增加。混合层深度的扩大则与生产力呈微弱的负相关关系，这可能与光照、营养供应及浮游生物浓度的变化有关。
转向对未来（2021-2100年）的预测，研究基于三个地球系统模型（IPSL-CM6A-LR, MPI-ESM1-2-LR, NorESM2-LM）和三个共享社会经济路径（SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP5-8.5）进行了模拟。预测结果显示，到本世纪末，尽管“一切照旧”情景（SSP5-8.5）下全球平均生产力代理指标将出现约-0.005（相当于-3.0%）的相对温和下降，但在“可持续发展”情景（SSP1-2.6）下，下降幅度仅为-0.002（-1.0%）。区域层面的预测差异显著：例如，在SSP5-8.5情景下，东南大西洋、西北太平洋和东北大西洋预计将经历最显著的下降（约-10%），而东北太平洋、东印度洋和西南太平洋的生产力则可能增加（约+5.4%）。重要的是，研究在所有情景下均发现“赢家”（生产力预计上升的种群）和“输家”（生产力预计下降的种群）的数量基本保持1:1的平衡状态。例如，东北大西洋的牙鳕（whiting, Merlangius merlangus）因偏好变暖的栖息地而成为主要赢家，而波罗的海的欧洲鲽（European plaice, Pleuronectes platessa）等比目鱼则因局部升温成为明显的输家。
这项研究是迄今为止对海洋渔业种群生产力在气候变化背景下响应最全面的分析。其核心结论指出，气候变化对全球渔业生产力的总体影响相对温和，但存在明显的物种特异性赢家和输家。这一发现与以往描绘未来渔业产量显著下降的研究形成了对比。然而，这种聚合层面的表观稳定性，可能掩盖了物种层面因补偿性动态而发生的实质性生物重组。研究强调了在气候适应性渔业管理中，理解物种特异性响应、优先保护易受损种群（输家）以及合理利用受益种群（赢家）的极端重要性，尽管实现低排放情景（如SSP1-2.6）的全球目标对于最大限度降低风险依然至关重要。
