近海渔业资源承载力的研究进展

冯菲，周文礼，陈森，周艳波，谢恩阁，吴洽儿，通信作者

近海渔业资源承载力的研究进展

冯菲1,2，周文礼1，陈森2，周艳波2，谢恩阁2，吴洽儿2，通信作者

（1. 天津农学院 水产学院，天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300392; 2. 中国水产科学研究院 南海水产研究所，农业农村部外海渔业开发重点实验室，广州 510300）

梳理了承载力的概念、发展历程以及与可持续发展理论的关系，介绍五种渔业资源承载力的评估方法以及存在的问题，结合国内外研究现状提出近海渔业资源承载力评估方案，以期探索出一条近海海域渔业资源承载力的综合评估方法，为渔业科学管理提供借鉴。

承载力；可持续发展理论；渔业资源

海洋一直被视为潜力巨大的资源宝库，海洋渔业作为海洋资源的重要组成部分，约占世界水产品总量的70%[1-2]。近海渔业是我国优质蛋白的重要来源，能够提供90%以上的海洋捕捞产量[3]。近海捕捞渔业是我国国民经济的重要组成成分，在维护国家渔区稳定，维护海洋权益，缓解渔民就业压力等方面发挥重要作用[4]。在近海渔业经济快速发展、资源产量提高的同时，近海渔业捕捞现象日益加剧，导致生物多样性降低、渔业资源枯竭[5]等现象频繁发生。再加上油价补助政策的影响，内陆农民不断涌入渔业领域，捕捞强度已经远远超过渔业资源的再生能力，小型化、低龄化种群趋势明显[6]，渔业群落结构丧失了原有的恢复能力。渔业资源并非是取之不尽、用之不竭。海洋渔业捕捞强度、资源的再生能力与生境是渔业资源承载力的重要指标，也是衡量海洋渔业是否可持续发展的重要因子。目前，海洋渔业资源的阈值已经成为海洋经济可持续发展的重要研究热点，近海渔业资源承载力是海洋可持续发展评价的重要依据和前提条件，渔业资源承载力作为描述这种阈值的限度对渔业经济可持续发展具有非常重要的意义。目前常用的渔业资源承载力的评估方法主要有生态足迹法、指标体系法、系统动力学法、能值分析法和资源与需求生物差量分析方法等。现如今，国内不少学者利用这些方法开始研究有关承载力的问题，包括资源承载力[7]、生态承载力[8-9]、海域承载力[10]等。但是，对近海渔业资源承载力的研究却鲜有报道。

为加强渔业资源管理，开展近海渔业资源承载力的研究，本文介绍五种渔业资源承载力的评估方法以及所存在的问题，结合国内外研究现状提出近海海域渔业资源承载力的评估方法，以便指导生产生活、发展临海产业规模、维护海洋生态平衡和增加渔民收入，实现海洋经济又快又好发展。

1 渔业资源承载力

1.1 承载力概念

承载力经历了从人口承载力、资源承载力、环境承载力到生态承载力的历程（图1），1798年，MALHTUS提出了著名的“马尔萨斯陷阱”理论[11]，拉开了承载力发展的序幕。1921年，RE和BURGESS最早将承载力用于生态领域的研究，概括出承载力的概念：在一种特定的环境条件下，某种个体的存在数量所能达到的最高极限[5]。1968年，日本学者首次提出环境容量的概念，环境容量开始成为环境承载力研究的起点。20世纪70年代，生态承载力概念形成，70年代以后，开始从以往单要素限制的承载力转向生态系统整体的多要素间关系的研究，使承载力的概念更加完善。20世纪80年代，联合国教科文组织（UNESCO）提出资源承载力的概念：一个国家或地区的资源承载力指在预见的期限内，在符合与当地文化物质生活相同的条件下，利用当地的自然资源或者技术等所养活的人口数量[12]，进入21世纪，承载力的概念在不同学科领域得到延伸，直到2009年，霍军将近海渔业承载力定义为在一定时期和空间范围内，以不破坏海洋生态平衡和不降低人们的生活质量为前提，以渔业资源的可持续发展为前提，在拥有一定技术水平的条件下，近海渔业资源所能承载的人口数量和临海产业规模的阈值[13]。随着世界人口数量持续增长和经济不断发展，环境矛盾和资源问题日益突出，严重阻碍人类社会的可持续发展，环境与资源承载力等方面的研究也越来越成为热点与焦点。承载力包括承载体和承载对象两部分，承载体指的是整个系统中所能够供给的环境、资源等相关自然要素；承载对象指的是人为开发活动和社会经济活动等相关社会因素和经济因素[14]。从海洋渔业资源开发角度来看，海洋渔业资源承载力是指在海洋渔业资源可持续利用前提下，对海洋渔业的最大开发程度，主要内涵是追求海洋渔业生态平衡和对渔业资源的永续性发展。

1.2 近海渔业承载力的影响因子

近海渔业资源在满足于人类需求，支撑临海产业发展的同时，也不断与外界进行物质和能量交换，无休止的人类活动和临海产业布局，如滩涂围垦、捕捞强度、环境污染等均会影响海洋生态系统的稳定性，从而导致近海渔业资源承载力发生变化。

影响近海渔业资源承载力的因素多种多样，包括自然环境因素（气候、海水水质、各种污染物和营养物质等），社会因素（人口规模、人均GDP等），人类因素（捕捞量、渔船数量、环境容纳量等），自身因素（近海渔业资源的分布状况，生活习性）。近海渔业资源承载力本质上不同于生态承载力和环境承载力等，但它们之间也都相互联系，相互制约，应根据不同的实际情况选取不同的指标体系对不同领域的承载力进行分析研究。

1.3 与可持续发展理论的关系

渔业资源可持续发展是渔业可持续发展的核心和主体，是渔业经济发展的基础，是保持渔业资源动态平衡的前提条件[15-16]。渔业资源的可持续利用要以可持续发展理论为基础，要求人类生产过程中所产生的废弃物或者所消耗的渔业资源量必须在海洋环境承受的限值内，以渔业资源的永续利用为目的，充分考虑人口、环境、资源的协调关系，实现海洋经济和生态环境持续发展。从某一方面来讲，承载力为可持续发展理论提供前提条件和物质保障，而可持续发展理论为承载力提供理论基础。二者相互反馈，共同维护海洋生态平衡。

2 渔业资源承载力评估分析方法

2.1 生态足迹法

生态足迹由加拿大生态经济学家REES教授首次提出，于1996年进行改进，开始在不同的学科领域推广使用[17]。生态足迹是指生产这些区域人口所消费的所有资源和排放的废弃物所需要的生物生产总面积（包括陆地和水域）[18]，将生态足迹同该区域所能提供的生物生产面积对比，来判断该地区是否超载[19]（图2）。

在海洋渔业方面，FOLKE等最先提出评估渔业生态足迹的设想[20]，现如今被定义为在特定的区域人口和生活条件下，渔业资源的消费量所占有的生物生产性面积[21]，通过渔业生态足迹指数（渔业生态足迹和渔业承载力的差值与渔业承载力的比值）来计算、分析未来可持续发展程度。因其简单易懂特性，生态足迹法成为国内外定量测定可持续发展的重要手段。近年来，国内对海洋生态足迹的研究较多，包括生态足迹的理论研究进展[22-23]、渔业生态足迹的计算方法[24-25]和海洋渔业案例研究[26-27]，国内学者王子超利用生态足迹法原理建立渔业资源承载力SD模型，探讨捕捞强度与渔业资源承载力的关系，但是此模型仅考虑捕捞强度变化的影响，未考虑经济、文化、环境等因素的影响，仅为对理论分析的初步探究，不易用于具体的实践[28]。张靳等人通过计算渔业生态足迹和渔业生态承载力指数，表明海洋渔业资源处于生态超载状态[16]，但是此方法仅考虑捕捞量、养殖量及渔业人口数，未考虑影响渔业资源的其他因素，如渔船功率、渔业生态环境等。

2.2 系统动力学法

系统动力学（Systems Dynamics, SD）是以信息反馈为基础，定性定量构建模型，通过构造一阶微分方程组来反映系统内要素间互为因果反馈关系的特点（图3），从系统内部结构开始，对不同发展方案、决策变量进行方针模拟和预测。

北京交通大学郑素娟建立了渔业资源三维模型，探索复杂的动力学原理。但是此模型适用于理想状态，对于现实状态下渔业资源变化尚不适用[29]。顾恩国等人建立了渔业资源存储量、捕捞量、市场价格三者相互作用的动力学模型，给出渔业资源处于平衡状态的条件。但是此条件是在假设捕捞成本函数为捕捞量线性函数的基础上使用[30]，对于近海复杂的系统假设前提不适用。刘莉莉对山东省中国对虾增殖放流渔业进行了系统动力学模型建模仿真，此模型仅在增殖放流领域对单一品种进行研究，且多处采用简化处理，部分参数采用估计值[31]。

统动力学模型的构建较为复杂，需要以人的主观性来判断影响的主要因素。利用系统动力学模型对渔业资源承载力的研究还处于初级阶段，其概念理论和评估方法也在摸索中，近海渔业资源承载力涉及到环境、资源、初级生产力等多方面的因素，因此在选取参数时要尽可能选取关键性较高的参数，提高准确性，系统动力学评价指标相对完善，但是需要考虑多要素细致变量才能准确反映承载力的大小。

2.3 指标体系分析法

指标体系评价是根据研究对象某一特征，分解成各种具体的结构，根据各个指标间相关关系，模拟生态系统的层次结构，根据其影响程度，对不同指标赋予不同的权重，然后逐层加权求和，最后得到反映生态系统承载状况的某一绝对或相对的综合参数[32]，是目前应用范围最广的承载力研究方法（图4）。霍军从影响渔业资源的各个方面初步构建近海渔业资源指标评价体系，指标较多且较复杂，对于某些参数的数据很难获取[13]。叶孙忠等人利用东山湾游泳动物和鱼卵、仔稚鱼等调查资料构建渔业资源承载力指标体系，表明东山湾渔业资源处于超载状态[33]。东山湾是多种重要经济鱼类产卵繁育场所，具有较高的鱼卵、仔稚鱼密度，特别是春、夏季，产卵具有明显的季节洄游习性，对于指标体系法可以适用。但是对于其他无明显洄游的地区不适用。早期的指标体系运用十分困难，但是如果研究系统整体上的非直观性和多层次性的要素，那么指标体系法发展潜力巨大。国内外对渔业承载力的研究较少，大多数的研究集中在陆域上，对于海洋这个持续运动的水体，指标的建立考虑的因素太少，有些问题只能从理论上定性讨论，对研究过程认识不足，内部结构较为模糊。

2.4 能值分析法

能值分析法是将生态系统中各种类别的能量和物质统一转化成标准的太阳能值，进行定量比较和分析“社会-生态-经济”复合生态系统的复杂关系（图5）。海洋环境的开放性、复杂性、异变性等特点，使得能值分析方法处于初步探索阶段，有关能值分析法的研究大多集中在森林[34-35]、草 原[36]、耕地[37]、湿地[38]等稳定性较高的生态系统，对于海域生态系统的研究较少。李睿倩利用能值分析法对海洋港区总体规划进行评价，此方法仅适合经济社会生态价值的综合性评价，对于海洋渔业资源的适用需要进一步研究[39]。能值分析法是能够将自然资源和经济利益考虑在内，全面分析经济系统和生态系统价值的综合性方法，同时可以将生态系统中不同种类不可标量的物质统一标量进行计算分析。能值分析法虽然简单可行，但是存在评价指标体系缺乏统一性、能值转换率计算数据不确定性等问题。

2.5 资源与需求生物差量分析方法

资源与需求生物差量方法主要是得出该地区现有的资源量和社会经济对各种资源的需求量之间的差量关系以及现有的生态环境质量和人们所需要的生态环境质量之间的差量[40]（图6）。差量分析方法简单、可行，能够有效地分析和预测承载力。资源与需求生物差量分析方法未考虑人类生活水平和社会进步等因素对承载力的影响，忽略了复合系统要素间的相互作用，评估结果只能反映环境承载状态，对相关区域经济发展指导较弱。

3 渔业资源承载力研究现状

3.1 国外研究现状

国外对资源承载力的研究主要集中于陆域上，而对海域的研究较少，加拿大学者BARROWMAN于2001年对北大西洋的大西洋鳕进行研究，将多个单项模型结合在一起，建立大西洋鳕数量模型，估计和分析承载力[41]。同年，VASCONCELLOS等通过分析渔业所需的初级生产（PPR），对巴西南部海洋生态系统渔获物的承载能力进行分析，表明渔业可以通过改变食物网的结构和潜在的生产力，直接影响海洋生态系统的承载能力，且巴西南部的渔业已经利用了大部分海洋生态系统承载能力[42]。2011年，AKPALU等根据扩展的生物经济模型，分析捕捞对承载力的影响[43]。同年，美国学者BYRON建立质量平衡生态系统模型，以计算温带泻湖中贝类水产养殖的生态承载能力[44]。2012年，PANHWAR等把承载力作为主要参数考虑在内，使用3种不同的剩余产量模型进行捕获量数据分析（CEDA），进而评估刺龙虾渔业的最大可持续产量[45]，2014年，SRISUNONT通过质量平衡模型评估绿色贻贝养殖的养分去除潜力和承载能力[46]。同年，FILGUEIRA等利用空间分辨率的水动力模型来进行贻贝养殖的承载能力估计，另外还基于经典的营养—浮游植物—浮游动物—碎屑（NPZD）方法建立了一个全空间水动力生物地球化学模型，以探索牡蛎的承载能力[47]。

3.2 国内研究现状

目前，我国对资源承载力主要集中于研究土地资源承载力和水资源承载力等，对于海洋渔业资源承载力方面的研究较少，2009年，霍军对近海渔业承载力的概念发展、特征和内涵做了简明的概括[13]。2010年，王若凡利用Ecopath和Ecosim软件构建了中国珠江三角洲潮间带红树林混养系统的营养模型，分析和评价了混养系统中罗非鱼的能量流动、生态系统特性和承载能力[48]。2011年，任光超等首次釆用聚类分析的方法对我国沿海省份海洋资源承载力发展进行了比较分析[49]。2016年，杨洋等利用非平衡产量模型对浙江省海洋渔业资源承载力状况进行评估，表明浙江省大多年份处于超载状态，且捕捞现象严重[50]。2018年，叶孙忠等利用指标体系法对东山湾渔业资源承载力进行分析，为东山湾渔业资源可持续利用提供理论依据[33]。总之，在渔业资源承载力方面，国内外也仅限于对具体的国别、具体的种类进行分析，另外，国内外对近海渔业承载力研究仅限于单方面的研究，未从整体的角度来量化近海渔业资源承载状况。

4 近海渔业资源承载力评估方案

（1）利用文献分析法确定信息的来源以及初步确定各指标，层次分析法构建层次模型计算各指标的承载力。

（2）根据某区域的渔业资源历史发展情况、发展规划等以及查找该地区相关文献，确定该地区未来五年内不可控参数指标的值。

（3）根据近几年变化趋势，预测未来五年内可控指标的值。将预测的变量值代入空间状态模型中，得到未来5年内渔业资源承载力的变化情况，设计调控方案，使承载力处于可载状态下时，各参数值的变化对该地区近海渔业资源提供相应的合理化建议。综合两种方法从人口增长、资源过度利用、环境破坏、经济衰退等各方面为该地区近海渔业资源提供可持续性建议（图7）。

（4）从指标体系法中选取重要性影响因子，建立系统动力学模型，模拟各影响因子对渔业生态足迹的影响，通过计算渔业生态足迹指数，评估近年来近海海域渔业资源可持续性大小。

5 结语

本文梳理近海渔业资源承载力研究现状，提出了运用系统动力学原理与渔业生态足迹法相结合研究近海海域渔业资源承载力的方法，该方法通过构建近海渔业资源承载力模型，以捕捞强度作为决策变量，探究不同类型的捕捞强度对近海海域渔业资源承载力大小的影响，通过计算渔业生态足迹指数，评估近年来近海海域渔业资源可持续性大小，利用指标分析法对近海海域进行综合评价，根据评价结果提出可持续性建议。

通过对各种研究方法进行分析，可以看出每种方法都不能准确地量化海域的承载状态，只有把各种评估方法相结合，建立相关模型，同时利用指标体系法进行综合评价，对渔业资源承载力的评估才更加趋于真实。渔业资源承载力涵盖了海洋资源、环境和初级生产力等不同学科，其研究也参考了其他学科，因此评估渔业资源承载力的大小需要与海洋经济、海洋管理、环境等学科交叉融合，承载力的发展要为区域的发展规划服务，应以长远的眼光分析预测。

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Research progress on the bearing capacity of offshore fishery resources

Feng Fei1,2, Zhou Wenli1,Chen Sen2, Zhou Yanbo2, Xie Enge2, Wu Qiaer2, Corresponding Author

（1. Tianjin Key Laboratory of Aquaculture, College of Fishery,Agricultural University, Tianjin 300392, China; 2. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Open-Sea Fishery Development, Ministry of Rural Agriculture, Guangzhou 510300, China）

This paper sorted out the concept development of bearing capacity and its relationship with sustainable development theory. It introduced five kinds of evaluation methods for fishery resources carrying capacity and problems, and proposed the evaluation plan of offshore fishery resources carrying capacity based on the research status at home and abroad. A comprehensive assessment method for the bearing capacity of fishery resources in offshore waters was explored, and it is hoped to provide reference for the scientific management of fisheries.

carrying capacity; sustainable development theory; fishery resource

S975

A

1008-5394（2021）01-0059-08

10.19640/j.cnki.jtau.2021.01.012

2019-09-10

2019年广东省级促进经济发展专项资金（粤农2019A3）；广东省渔业资源数据采集与分析系统建设及运维项目（GPCGD171198FG149F）；农业农村部外海渔业开发重点实验室2018年度开放基金课题（LOF 2018-05）

冯菲（1993—），女，硕士在读，研究方向为渔业资源评估。E-mail：1210237258@qq.com。

吴洽儿（1966—），男，研究员，硕士，主要从事渔业资源开发战略与管理研究。E-mail：wqe66@qq.com。

责任编辑：张爱婷