通过一个空间明确的生物经济模型，揭示了气候变化对北海底栖渔业经济轨迹的影响

时间：2026年2月24日

来源：Ocean & Coastal Management

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气候变化与海洋空间竞争对北海鳕鱼等目标物种的影响及渔业经济模拟研究，应用FishRent模型分析德国、挪威、英国三个渔场在经济增长型、可持续发展型、国家经济优先型三种气候情景下的利润变化，发现经济开放与可持续发展情景下利润稳步增长，而国家主义情景因过度捕捞导致经济受损，揭示社会经济效益在传统渔业模型中的缺失。

德国不来梅港的蒂伦海洋渔业研究所（Thünen Institute of Sea Fisheries, Bremerhaven）

摘要

北海的底层渔业正面临日益增加的压力。气候变化及其社会经济后果，以及海上能源生产、运输和保护的海洋空间开发多样化，对这些渔业产生了特别影响，改变了目标鱼类的状况，并切断了通往渔场的通道。为了评估这些发展的影响，我们应用了空间明确的生物经济模拟和优化模型FishRent，来模拟三种不同气候变化情景对来自德国、挪威和英国的三个底层渔船队捕捞鳕鱼、黑线鳕和鳕鱼的经济效益的影响。我们的情景基于宏观经济模型预测，并由气候变化和渔业专家制定，包括价格、管理策略和空间发展的预测。模拟结果显示，在注重经济发展和开放市场的情景下，利润持续增加；而在以可持续发展和保护为中心的情景下，利润增长虽然稳定但幅度较小。关注国内经济并减少全球贸易的情景导致利润下降，这与过度利用经济上至关重要的北海鳕鱼资源有关。在所有情景中，价格变化和管理策略的影响远远超过了海洋空间竞争的影响，后者相对较小。渔船队的空间动态显示出区域差异：燃料价格上涨和在节能技术上的投资不足导致英国渔船队退回到距离较近的渔场，未能充分利用分配的配额。我们的结果突显了渔业中复杂的社会经济动态，而这些在大多数渔业模型中并未得到充分体现，并揭示了研究空白，特别是对区域封闭和鱼类资源补充动态的机制理解不完整。然而，这些结果也说明了一个基本的渔业管理原则：对鱼类资源的不可持续利用会导致经济崩溃，并对参与的渔船队造成长期的经济损失。

引言

气候变化，特别是海水温度上升和极端天气事件频率的增加，正在深刻影响海洋生态系统（Hoegh-Guldberg和Bruno，2010；Halpern等人，2019）。海洋变暖已被证明会改变物种的新陈代谢率（Arnberg等人，2013；Carozza等人，2019）、分布（Wieland，2005；Engelhard等人，2011，2014；Gervais等人，2021）和繁殖（Dippner，1997；Pankhurst和Munday，2011；Capuzzo等人，2018）。除了持续的温度升高外，海洋热浪的频率和强度也在增加（Oliver等人，2018；Laufkötter等人，2020），这对海洋生物造成了即时和长期的压力（Laufkötter等人，2020）。与此同时，对海洋资源的经济需求也在增加，导致了对空间的竞争（Jentoft和Knol，2014a；Bastardie等人，2015；Jouffray等人，2020；Letschert等人，2021）。海上能源生产的激增，包括化石燃料和可再生能源，加上日益强烈的海洋保护政治和社会愿望（如欧盟的“30 by 30”倡议，目标是在2030年前保护30%的欧盟水域（欧盟，2020），进一步复杂化了空间管理，并可能与传统产业（包括渔业）产生潜在冲突。

北海提供了一个特别复杂且有价值的场所来研究这些相互交织的压力。作为一个浅层、半封闭的大陆架海域，它拥有悠久的人类使用历史（Roberts，2007），支持着世界上最繁忙的货运航线、成熟的渔业以及不断扩大的海上能源生产（Martins等人，2023）。该地区密集的人类使用促使该地区率先进行了海洋空间规划（MSP），如今，大多数北海沿岸国家正在其领海内开发或已经实施了MSP框架（Ehler，2021）。然而，这些MSP努力往往忽视了渔业，或者即使考虑到渔业，也只将国家专属经济区（EEZ）的一小部分划为渔业优先区。相反，它们主要关注海上能源生产、航运和海洋保护区（MPAs）。虽然这些MPAs可以提高生物多样性（Erm等人，2024），作为育苗栖息地（Russ等人，2003；Halpern等人，2009），并可以战略性地抵御气候变化的影响（Queirós等人，2021），但同时追求保护和海上能源生产的需求使得四分之一的北海海域被用于风电场（Martins等人，2023），给传统渔业带来了巨大压力。此外，这些设施的生态影响仍不确定；一些研究表明它们可能为鱼类和甲壳类物种提供庇护和育苗作用（Bergström等人，2013；Krone等人，2017；Methratta和Dardick，2019；Gimpel等人，2023；Werner等人，2024），而其他研究则指出由于水柱混合增加可能导致初级生产力发生变化（Carpenter等人，2016；Schultze等人，2020）。

由于北海的浅水特征以及通过英吉利海峡与大西洋的水交换有限，在其北部边缘，北海已成为气候变化的热点地区（Schrum，2001）。剧烈的温度升高已经改变了生态系统的结构和功能（Quante和Colijn，2016）。例如，鳕鱼（Gadus morhua）长期以来一直是该地区底层渔业最重要的目标物种之一（Kurlansky，2011）。北海鳕鱼资源（cod.27.46a7d20，最近更新并分为三个亚种群（ICES，2023））的分布显著向西北方向转移，现在几乎从北海南部消失（Núñez-Riboni等人，2019）。这归因于过度的捕捞压力和不利的环境条件（Cecapolli等人，2025）。这些发展直接导致了依赖该物种的底层渔业的经济损失。在北海，从传统的沿海渔业到远洋工业捕捞船，各种类型的渔船都使用底层拖网，这些拖网渔船对总体渔业收入贡献巨大（STECF等人，2023）。此外，这些渔业对依赖渔业的社区至关重要（Kerby，2013；Natale等人，2013），为当地人口创造了就业机会和收入，并提升了社区的旅游吸引力（Ropars-Collet等人，2017；Pascoe等人，2023；Nielsen等人，2024）。

物种可用性的变化和空间限制会大幅改变渔船队的运营成本，导致燃料成本增加和在海上停留的时间延长（Simons等人，2015）。本研究采用了一个空间明确的模拟模型，整合了鱼类价格、管理实践和海洋空间开发的数据，以预测在不同气候变化情景下的渔船队盈利能力和空间动态。尽管现有模型提供了对这些动态的见解，但气候变化和空间竞争的社会经济后果仍未能得到充分探索。例如，在渔业生态建模中，渔业收入通常直接来自模型中设定的总允许捕捞量（TAC）所提供的生物量，因此假设所有可用的配额都被捕捞，并且达到了目标捕捞死亡率（Dorleta Garcia等人，2017）。实际上，这种情况很少见，如果经济压力阻止渔船队实现总允许捕捞量，配额经常被低估（Errend等人，2018；McQuaw和Hilborn，2020）。填补这一知识空白对于制定有效的、可持续的管理策略至关重要，以应对北海渔业面临的社会生态复杂性。

本研究调查了气候变化对北海渔船队的经济影响，并探讨了可以缓解这些影响的适应策略。通过利用社会经济预测和专家修改的气候情景，提供了对北海渔业面临的经济形势的前瞻性分析。本研究的结果旨在使资源管理者全面了解在快速环境变化时代实现渔业韧性的生态、经济和社会维度。

数据集

我们将模拟模型应用于在北海作业的三个底层渔船队：（1）初始规模为7艘船的德国黑线鳕和鳕鱼渔船队；（2）初始规模为5艘船的挪威南部沿海拖网渔船队；（3）初始规模为42艘船的英国底层围网和拖网渔船队。德国和挪威渔船队的定义采用了一种新的、基于捕捞量的方法来进行分类。

结果

结果部分展示了在三个主要领域（经济趋势、空间动态和生态变化）下的模拟关键发现，这些领域涵盖了世界市场（WM）、全球可持续性（GS）和国家企业（NE）三种情景。所有子部分都关注结合了经济和管理预测（以下简称EMP）以及海洋空间规划（MSP）预测的结果。

讨论

本研究旨在解决关于在不同未来情景下渔业经济和生态韧性的知识空白，强调了在不同市场和监管条件下渔船队盈利能力、空间动态和特定物种资源轨迹之间的相互作用。结果揭示了这些因素之间的几个关键原则和关系，阐明了不同的管理方法和市场条件如何塑造经济和生态结果。

结论

通过整合北海底层渔业的经济、生态和监管方面，我们揭示了影响渔船队盈利能力、空间动态和资源稳定性的复杂相互作用。我们的预测基于模型结果，这些结果预测了社会和经济对气候变化的响应，而这一维度在渔业模型中很少被深入考虑。对模拟结果的全面审查提供了关于经济、

作者贡献声明

埃里克·苏兰克（Erik Sulanke）：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、软件、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。奥伊斯泰因·赫尔曼森（Øystein Hermansen）：撰写 – 审稿与编辑、验证、数据管理。马特·埃利奥特（Matt Elliott）：撰写 – 审稿与编辑、验证、数据管理。阿里娜·莫托娃（Arina Motova）：撰写 – 审稿与编辑、验证、数据管理。玛尔塔·莫兰-昆塔纳（Marta Moran-Quintana）：撰写 – 审稿与编辑、验证、数据管理。萨拉·西蒙斯（Sarah Simons）：撰写 – 审稿与