本篇摘自全球海洋生态系动态研究计划（Global Ocean Ecosystem Dynamics；GLOBEC）主席R. Ian Perry于今年6月参加北海道大学水产科学研究院主办之市民论坛“海洋生态系及水产粮食资源的永续科学─为保护水产粮食资源与海洋生态系”时的基调演讲─“地球生态系及人类粮食资源的确保”。

一、无法预测的海洋变化

    当前世界正处于变动的时代，特别是海洋变化剧烈，以超乎人类预期的速度不停变动。以前，所谓的科学是以过去为借鉴，找出和未来的相处之道。然而，现在人类已无法描绘出海洋的未来模样，过去的方法已行不通。我们正处于看不到海洋生态系与水产粮食资源可永续的危机之中。

    我今天的演讲将分为3个部分。第1部分是简单说明全球海洋的变动情形。这个部分的重点是，海洋的变化发生在很多的场所，而且是朝人类无法预测的方向前进。在第2部分，我会提到生态系会随气候变迁做出反应，而海洋生态系的反应可能已受到渔业等人类活动的影响。也就是说，渔业使得海洋生物的群体及包括这些种群在内的生态系变得敏感且脆弱。在最后的第3部分，我会说明海洋生态系和人类社会如何交互作用。特别是一旦海洋生态系出现变化，就会对人类社会造成影响，而人类如何因应这样的影响，又会反过来对海洋生态系产生冲击。

二、二氧化碳增加导致海洋酸性化

    如各位所知，海洋正持续暖化中。自1955年迄今，从海水表面至水深700米处的热量，尽管有上下波动，但大致而言是不断地在上升。海洋确实是在持续暖化之中，据联合国跨政府气候变迁小组（Intergovernmental Panel on Climate Change；IPCC）的推估，海水温度每10年上升0.1℃，即每100年上升1℃。

    海洋暖化的现象并非是全球各地皆然。愈是高纬度的地方，温度上升的幅度愈大，反之赤道一带的海水温就不怎么上升。另外，涌升流区因风强的缘故，甚至出现海水温度下降的情形。

    提到地球暖化的影响，首先要提的是海平面上升。根据最新的研究，到了21世纪末，海平面将比现在高出1.5至2米。另一个问题是，由于大气中的二氧化碳增加，溶入海水中的二氧化碳量也随之增加，进而造成海洋的酸性化。此外，海水的盐分浓度亦发生变化，各海域间的差异逐渐扩大。而海流及循环的模式也正在发生变化。

三、鱼类、浮游生物亦受冲击

    这样的变化对鱼类而言有何影响呢？首先是鱼群的分布产生变化，而这已经发生了。原本栖息在暖水域的鱼类，其栖地正逐渐向南北两极靠拢，例如北半球的鱼类逐渐向北极移动。但对原本就栖息在冷水域的鱼类而言，其可栖息水域却愈来愈狭小。然而，事情并非如此单纯，实际上海水暖化对鱼类的影响并不能一概而论加以预测，其机制非常复杂。

    海洋的环境变化，并非只对鱼类造成影响。被鱼类当成饵料的浮游生物亦受冲击。科学家预测，以浮游植物为例，从现在到2050年，纬度愈高，浮游植物的产量就会增加的愈多，反之低纬度的浮游植物数量则将减少。而且各地区的差异颇大，难以进一步准确预测其变化。

    其次是海洋的酸性化。过去对这方面所知不多，一直到最近才有比较清楚的认识。倘酸性化持续进行，所有拥有钙骨骼的生物都将受到极大影响。

    困难的是，海水温度上升和海洋的酸性化除个自的变化外，也会交互作用，而目前人类对这两者间的复合影响却几乎完全不了解。

    海洋，特别是北太平洋，原本就容易产生变化，而要预测这些变化，却是非常困难。再加上各地区间的差异性，使得预测难上加难。

四、顾及包含人类在内的生态系

    水产粮食资源对人类的重要性是无庸置疑的。全球有超过4,200万人从事渔业或养殖渔业以维持生计。水产资源提供全球约40％的人口（约28亿人）生存所需的动物性蛋白质的20％。

    我的演讲从头到尾都强调一点，即人类也是海洋生态系的一员。我个人把它称之为“海洋社会生态系”，其中也包含人类在内。过去所称之“海洋生态系”，系指海洋生物资源、区域海洋生态系、气候、栖息环境等，我认为应该再加上水产业、经济活动、管理机关、政治社会环境，并统称为“海洋社会生态系”才对。

    身处这个不确定的变动时代，我们该怎么做，才能加强“海洋社会生态系”的免疫力，以确保海洋资源和人类生存可永久持续？在考虑这个问题之前，必须先做两个假设。第一，尽管我们期待海洋生物会和过去一样逐渐适应环境，但未来和过去并不相同。第二，鱼类对环境变化的适应力，是否能维持迄今的水平？遗憾的是，过去的经验大概不能套用在未来上。

五、渔业所带来的冲击

    在第2部分，我要说明人类从事的渔业活动如何改变海洋生态系因应气候变动的方式。具体而言，我将说明渔业是如何改变鱼类的群体与海洋生态系，并使之对气候变动变得脆弱。

    所谓的渔业，有捕获较大型高龄鱼的倾向。这样的结果造成鱼类群体愈来愈小型化，年龄也愈来愈小。以加拿大英属哥伦比亚省的粉红鲑为例，分析从1950年代至1980年代的体长变化，可发现其鱼体愈来愈小，体重也愈来愈轻（以同年龄的鱼做比较）。造成此现象的原因是饵料生物不足，或是捕捞压力增加。

    再来看挪威的大西洋真鳕。在1950年代，几乎都是10岁以上的鱼，但受到持续不断的沉重捕捞压力的影响，到了1990年代，其年龄组成几乎以6至8岁为主。因为这样的变化，使得其族群对水温的变化变得敏感。也就是说，最近这几年，其群体的丰度和水温的关连性变得愈来愈密切。

    渔业更进一步改变了鱼类群体的数量及其生活领域。几乎所有的鱼类，都是单一物种却有多个的群体。特别是鲑类特别明显，虽然是同一物种，但在不同的河川或湖泊里拥有多个群体。在不同的场所里拥有同一物种的群体，有其特别意义，亦即为了存活，不同群体的数量可进行调整以取得平衡，例如某个群体增加后另一个群体就减少。

六、渔业使多数鱼类群体单纯化

    因为渔业是捕获多数群体，故会使该鱼种对气候的变动变得愈来愈脆弱。

    以阿拉斯加的红鲑为例，在1900年代初期的温暖期，是由某一系群支撑其资源量，到了1990年代的温暖期，则是由另一个系群支撑。这意味着，即使发生气候变迁，也会由不同的系群维持其整体的资源量。

    由于渔业活动削减了鱼类的群体数，只抓高龄鱼，甚至削减其栖息场所的结果，使得原本以多个型态存在的鱼类群体变得单纯化。由于渔业改变了鱼类群体的动态及时空特性，进而改变了鱼类对气候的适应方式，导致渔获对象鱼种对气候的变动变得愈来愈脆弱。

    渔业对海洋生态系带来的冲击又是如何？海洋科学家定义了两个控制海洋生态系的主要过程。其中之一称为「自下而上（bottom up）控制」，即环境对生物金字塔底部的浮游植物数量发生作用后，进而对金字塔顶端的生物产生影响。另一个则称之为「自上而下（top down）控制」，亦即由金字塔最顶端的掠食性生物控制饵料生物的数量，进而依序向下产生影响。

    例如，假设在从事渔捞活动前，有多项的掠食性生物及数量适当的饵料生物。倘渔业活动仅捕获金字塔顶端的掠食性生物，其结果将造成掠食性生物数量减少，相对的饵料生物的数量就会增加。

七、维持生态系的自然恢复力

    自1950年左右起，黑海的大型鱼丰度即因渔业活动而逐渐下降。大型鱼减少使得其所掠食的小型鱼加快增殖，再加上同时期偶然发生水母游入黑海内，导致小型鱼和水母共同的饵料生物─浮游动物的数量急剧减少。

    因浮游动物数量减少，使得其掠食的饵料生物─浮游植物大量增殖。大量的浮游植物没有进到浮游动物的肚子里，反而在水中腐败，进而导致水中的溶氧量大为减少。换言之，倘人类从事集中性的渔业，在食物链中处于低阶且繁殖速度快的小型物种就会增加。其结果使得低阶物种控制了生态系，进而使得海洋生态系对气候变迁变得愈来愈脆弱。

    归纳第2部分的内容，即因渔业活动捕获大型高龄鱼及多个系群，使得鱼类族群对气候的变迁变得敏感且脆弱。那么，我们该如何是好呢？为了在从事渔业的同时，亦能维持海洋生态系的可持续性，我们必须考虑气候变迁和渔业间的复合影响，维持鱼类族群和海洋生态系所拥有的自然恢复能力。

    具体而言，渔业管理不应仅重视鱼类的生物量，而应保留族群中的大型、高龄鱼，并设法维持鱼类的分布模式、再生场所及初次产卵年龄等。

八、渔业的因应之道

    最后一部分，我想着重在以渔业为中心的人类社会的可持续性。不安定的地球规模变动，再加上渔业及其它人类活动所带来的环境变化，非但无法预测，也许还会将海洋生态系引导至一个我们并不乐见的状况。海洋生态系的变化是突如其来的，一旦其影响波及人类社会，人类一样会惊慌失措，而把它称之为「渔业的危机」。另一方面，人类社会如何因应这样的事态，也会左右海洋生态系的未来。

    以东北太平洋的鲑类为例，1980至1990年代，海水温一直维持在温暖状态。这样的水温并不利鲑类生长，但有利于沙丁鱼。结果洄游至加拿大英属哥伦比亚省的鲑类数量变少，而沙丁鱼的生物量及渔获量反而增加。由于鲑类对英属哥伦比亚省的经济、文化而言极为重要，鲑渔业系该省赖以为生的重要产业。鲑类洄游量减少后，导致当地的鲑渔业及相关加工业因而衰退。

    同样现象也发生在其它地区。有学者针对格陵兰西部的两个城镇做过比较研究。1960至1970年代，海水温急剧下降。由于这样的水温对真鳕而言过低，导致真鳕群体减少，这两个地方的真鳕渔业因而崩溃。

    相对的，这样的水温却有利虾类生长，故虾类族群反而增加。对这样的变化，格陵兰西部的这两个城镇采取了完全相反的因应方式。其中一个城镇决定不完全依赖真鳕渔业，因此大力发展捕虾业，并成功地找回当地原有的活力。反观另一个原本也是真鳕渔业传统基地的城镇，对此气候变迁却是束手无策，结果人口逐渐流失，变得疲弱不振。

九、长期策略的重要性

    我在这里稍做整理。面对气候变迁，不包含人类在内的自然海洋生态系所做出的回应中，短期性的包括鱼类栖息领域的分布与洄游模式的变化、掠食关系的变化、物种组成的变化等。而长期性的则包括物种寿命的变化（即变得短命）、生态系因应气候变化的时间产生变化等。

    那么人类社会又是如何因应？短期来说，包括捕捞压力的增强、渔业种类与渔具的多样化、作业水域的移动、在环境改善前从事其它活动、接受政府的援助进行休渔等。长期性的响应则包括渔业种类的异动、提升教育水平与技术水平、放弃渔业转而从事其它产业、迁徙到其它区域等。

    若只是小规模的环境危机，不论是短期或长期性策略，对自然生态系及人类生态系而言，都能收到成效。然而，若是大规模的环境危机，或是危机期拉长，短期策略就完全无用武之地，仅长期性的适应策略才能发挥效果。

    我来把第3部分做个归纳。对于小规模的危机，自然生态系与人类生态系所采取的策略类似。人类生态系所捕捞的渔获对象集中化与多样化的策略，就类似自然生态系中，饵料生物的集中掠食与多样化。人类社会为了捕鱼而进行短期性的移动，鱼类则是为了掠食饵料生物而移动，两者极为相似。

    另一方面，面对长期持续的变动，人类生态系与自然生态系的适应方式就大不相同。自然生态系能够早一步面对气候变迁做出反应，反观人类却欠缺弹性。因为诸如放弃渔业转而从事其它产业，或是迁徙到其它区域，都是不能立刻为之的。因此，人类所采取的策略，有的策略也许从长远来看，甚至还会对自然生态系带来威胁。

十、打造可持续的海洋社会生态系

    最后，我要将今天的演讲归纳成4个重点。

    第一，有关海洋及海洋资源，现阶段我们并无法明确描绘出其未来的样子。特别是限定某一特定海域的情形，如北海道周边海域，要做出预测更是困难。

    第二，为了适应环境变化，我们必须维持海洋生物的族群及海洋生态系所拥有的自然恢复能力。这里所指的是，让族群的年龄与体长保持在自然范围外、维持产卵场所的多样性及不过度减少鱼类的生物量。

    第三，倚赖海洋的人类社会必须拥有广泛的适应能力及策略。例如增加渔业所捕捞的对象鱼种，而不只限定于单一鱼种，或是发展渔业相关产业，以创造就业机会。为此，提升教育水平及技术水平就变得很重要。

    最后，身处这个看不见未来的变动时代，我们的目标是，加强对环境变化的免疫力，打造可持续的海洋社会生态系。