南极磷虾作为南极海洋生态系统的关键物种，是鲸鱼、海豹和企鹅等众多生物的重要食物来源。然而，随着渔业发展，磷虾捕捞量增加，对南大洋生态系统造成重大影响，如何减少捕捞对磷虾及其捕食者的负面影响成为亟待解决的问题。

近日，阿尔弗雷德·韦格纳研究所和挪威卑尔根海洋研究所的研究团队取得重要进展。他们利用渔船常规记录的声学记录，成功识别出捕捞活动与磷虾捕食者活动重叠增加的区域和时期，相关研究成果发表在《美国国家科学院院刊》上。

亥姆霍兹极地和海洋研究中心 (AWI) 阿尔弗雷德韦格纳研究所的多米尼克·巴尔堡介绍，研究团队与挪威同事分析了三艘磷虾捕捞船六年间在南大洋收集的超30,000小时回声测深仪记录。通过分割模型和人工智能，过滤掉鲸鱼、企鹅和海豹潜入渔船下方时发出的信号，从而系统地分析船只与磷虾捕食者竞争的空间和时间动态，确定两者互动密切的地点和时间。

该技术揭示了不同磷虾捕食者特有的季节性模式。例如，渔场在夏季和冬季会于南奥克尼群岛和南乔治亚岛遇到企鹅和海狗，但很少遇到鲸鱼。南奥克尼群岛是遇到企鹅的热点地区，然而在关于磷虾捕捞影响的争论中，该区域受关注较少，且许多受影响群体未受到定期监测。值得注意的是，渔船在夏季企鹅主要繁殖季节，会在繁殖地附近遇到企鹅，而渔业自愿在南极半岛设立的限制区，并未真正减少企鹅与渔船相遇，反而将相遇转移到了南奥克尼群岛。此外，研究还发现渔场与企鹅、海狗在冬季相遇频率与夏季一样高，这一情况可能需要重新评估磷虾捕捞集中在冬季这一发展。

与南奥克尼群岛不同，南极半岛的回声测深仪数据中很少发现海豹和企鹅，秋季捕鱼活动与鲸鱼争夺磷虾现象激烈，此时鲸鱼正积累脂肪储备为迁徙做准备。

挪威海洋研究所的塞巴斯蒂安·门泽指出，海豹、企鹅和鲸鱼的这些模式在六年间相当稳定，表明渔船的声学数据和机器学习可作为快速便捷评估渔业与生态系统相互作用的可靠基础。渔船几乎全年在南大洋不同地点航行，提供巨大的时间和空间覆盖范围，且记录数据经济高效，可作为捕捞“副产品”收集，部分数据甚至可通过公共数据平台访问。

AWI科学家、南极海洋生物资源保护委员会(CCAMLR)德国科学代表Bettina Meyer强调，该方法拓展了磷虾捕捞回声测深仪数据在生态问题中的潜在用途，展示了渔船积极参与磷虾渔业管理的新且经济有效的方法。声学数据能快速初步了解渔业管理或船队行为变化对南极生态系统的影响，尤其对现有研究项目未充分覆盖的时间段或区域意义重大。未来，此类分析还可帮助评估和优化现有及未来管理措施。

更多信息： Dominik Bahlburg 等人，利用渔业声学数据绘制南极磷虾捕捞船与呼吸空气的磷虾捕食者之间的相遇图，《美国国家科学院院刊》(2025)。