8月11日，“世界磷虾日”！海洋中的小虾虾，竟是地球生态的无名英雄？
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2024年8月11日，我们迎来了“世界磷虾日”（World Krill Day）。这一特殊的日子旨在提高公众对磷虾这一关键物种的认识。磷虾，尽管它们的体型微小，但在全球生态系统中却扮演着极为重要的角色。通过这一节日，希望能让更多人了解到磷虾的生物学特性、生态作用以及它们在应对气候变化中的重要性。
磷虾是一类微型的甲壳类动物，它们的外形类似于虾，但体型要小得多。磷虾生活在海洋中，尤其是在南极海域，它们往往成群结队地出现，数量庞大。
其实，“磷虾”（krill）一词，源于挪威语，本意指代那些在海洋中自由游弋的“小鱼苗”。然而，随着海洋生物学的发展，人们才逐渐知道，原来这种看似不起眼的生物，竟是无数海洋生命的“粮仓”。
磷虾家族非常庞大，目前已知的磷虾种类有85种左右。它们分布在世界各大洋，从寒冷的南极到温暖的热带海域，都能找到它们的踪迹。（比如在我国海域，就有太平洋磷虾，冬春季节喜欢聚集在东海北部，而夏秋季节则分布在黄海冷水团的底层水域）
诸多磷虾中，最有名的，无疑是南极磷虾。它们在南极海域大量聚集，是南极生态系统中最重要的物种之一。
除了南极磷虾，还有很多其他种类的磷虾，例如太平洋磷虾、北方磷虾等。不同种类的磷虾分布在世界各大洋中，具有不同的生态特性和适应能力。这些磷虾在不同的海洋生态系统中扮演着不同的角色，但它们都有一个共同点，那就是——它们都是海洋食物链中非常重要的一环。
尽管磷虾的个体微不足道，但它们的集体数量却惊人，足以对整个海洋生态系统产生深远的影响。南极磷虾（Euphausia superba）被认为是地球上生物量最大的动物之一，其总重量估计可达5亿吨！
磷虾的生活方式和繁殖特点，也是颇具趣味的。磷虾的繁殖能力非常强，它们能够在短时间内，迅速地恢复种群数量。这种强大的繁殖能力，使得磷虾能够在面对环境变化和捕食压力时，依然维持其庞大的种群规模。
此外，磷虾富含蛋白质、脂肪和矿物质，是海洋生态系统中的重要食物来源。这些营养丰富的磷虾不仅对海洋生物至关重要，也对人类有着实际的经济价值。
磷虾的存在不仅仅是食物链中的一环，它们在碳循环中也扮演着至关重要的角色。碳循环是地球生态系统中的一个关键过程，其中涉及到大气中的二氧化碳如何被吸收、转化和释放。磷虾通过摄食浮游植物，将碳从海洋表面带到深海。磷虾体内的有机物质在它们死亡或排泄后沉积到海底，这些沉积物最终形成深海沉积物，从而将碳封存到深海中。这个过程有助于减少大气中的二氧化碳含量，进而减缓气候变化的速度。这一过程被称为“生物泵”，它是全球碳循环中的一个重要机制。（后面细讲）
海洋食物链的基石
小小磷虾，这些看似不起眼的生物，却是海洋食物链的基石。就拿南极磷虾来说，从蓝鲸、座头鲸等巨型鲸类，到海豹、企鹅等南极标志性动物，都依赖南极磷虾作为主要食物来源。甚至一些不直接捕食磷虾的物种，如豹海豹和虎鲸，也通过捕食其他以磷虾为食的动物而间接地受益。
磷虾在生态系统中的重要性，可以从多个角度来理解。如上所述，磷虾是海洋食物链的关键环节。它们以浮游植物为食，这些浮游植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，磷虾的摄食活动不仅帮助维持了浮游植物的数量平衡，也为自己和其他生物提供了充足的营养。而磷虾本身又是许多其它大型海洋动物，如鲸鱼、海豹和企鹅等的重要食物来源。没有磷虾，那么，这些大型海洋动物将面临食物短缺的困境——大家都得饿肚子，从而可能影响整个海洋生态系统的稳定性。
对深海碳汇的贡献
磷虾的活动也与深海碳汇密切相关。深海被认为是地球上最大的碳库，磷虾的活动有助于将碳输送到深海，从而增加了海洋的碳储存能力。通过将大气中的二氧化碳转移到深海，磷虾帮助调节全球气候，减缓气候变暖的速度。这一机制的存在，使得磷虾不仅在海洋生态系统中发挥作用，还对全球气候变化产生影响。
为了更好的理解磷虾的这种“生物泵”角色，咱们来看看下面的这个示意图（图源：Cavan, E.L., Belcher, A., Atkinson, A. et al. 2019年发表的）。
上图展示了海洋“生物泵”的工作原理。在海洋生物泵的作用下，每年大气中约900亿吨的二氧化碳（CO₂）被输送到海洋表层，并由浮游植物转化为有机碳（POC），这一过程被称为“初级生产”，大约每年生成50亿吨碳。浮游植物随后被磷虾和其他小型浮游动物摄食，而这些浮游动物，又成为更高营养级动物的猎物。
未被捕食的浮游植物会聚集并沉降，和浮游动物的粪便颗粒一起，快速地沉入到深海层，每年约有12亿吨碳被排除在混合层之外。磷虾、浮游动物以及微生物会在海洋表层捕捉浮游植物，并在深层截留下沉的碎屑颗粒，将有机碳（POC）消耗并分解为二氧化碳（CO₂，即溶解无机碳，DIC）。因此，只有一小部分来自表层的有机碳最终会沉入深海（深度大于1000米）。
在摄食过程中，磷虾和小型浮游动物会将颗粒物理性地分解成更小的碎片，这些碎片的沉降速度较慢或无法沉降，从而减缓了有机碳（POC）的输送速度。这一过程还会释放出溶解有机碳（DOC），这些DOC可以直接来自细胞，也可以通过细菌的溶解作用间接释放出来（黄色圆圈表示DOC）。细菌随后会将DOC矿化成DIC（CO₂，即微生物培养）。
此外，垂直昼夜洄游的磷虾、小型浮游动物和鱼类会在夜间在表层水域捕食有机碳（POC），而在白天则在海洋的中层栖息地进行代谢，将碳主动输送到深层。根据物种的生活史，这种主动输送也可能具有季节性变化。上图中的白色方框数字表示碳通量（亿吨碳/年），深色方框数字表示碳含量（亿吨碳）。
因此，不难看出，保护磷虾的健康和数量，对于维护南极海洋生态系统的稳定、应对气候变化都具有重要意义。
为什么要设立世界磷虾日？
磷虾，作为海洋生态系统中举足轻重的物种，正面临着严峻的生存挑战。过度捕捞是其首当其冲的威胁。因为磷虾蕴含的丰富营养价值，使它们成了渔业的“香饽饽”，然而，如果捕捞不加节制，就会严重破坏了海洋生态系统的平衡。所以，为了确保磷虾资源的可持续利用，亟需加强对磷虾种群的保护，建立健全的监管机制，遏制过度捕捞的势头。
据Wikipedia的资料介绍，磷虾自19世纪起，就便被广泛用作人类及家畜的食物，尤其在日本早期就有记录使用这种小型甲壳类动物。但是，大规模的磷虾捕，捞始于20世纪60年代末~70年代初，主要集中在南极水域和日本周边海域。历史上，磷虾捕捞的主力国家包括日本和苏联，苏联解体后，俄罗斯和乌克兰成为主要捕捞国。1983年，南极海域的捕捞量达到了历史最高点，为52.8万吨，其中苏联占据了绝大部分。为了防止过度捕捞，目前的捕捞量已经被严格控制。
1993年，磷虾捕捞行业经历了重大变化，这些变化包括俄罗斯的退出、以及南极海洋生物资源保护公约（CCAMLR）设定的可持续捕捞配额。2011年对捕捞配额的审查结果决定保持现状，年捕捞量稳定在10万吨左右，仅占CCAMLR设定配额的五十分之一。这一捕捞量受限于高昂的成本和复杂的政治、法律问题。此外，日本的捕捞量也已达到饱和状态，约为7万吨。
虽然磷虾在全球范围内分布广泛，最集中的还是在南极海域，因那里磷虾资源最丰富、加上捕捞难度较低，成为了主要的捕捞区域。2018年，几乎所有南极作业的磷虾捕捞公司决定从2020年起，停止在南极半岛周围的大范围区域进行作业，以保护企鹅繁殖地的环境。
需要注意的是，磷虾拖网捕鱼作业，有时会导致信天翁等野鸟的意外死亡。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编查阅资料发现，这些鸟类可能会因为与拖网的缆绳碰撞而受伤，或者翅膀被缆绳缠绕后被拖入水中。在捕鱼过程中，鸟类还可能被网缠住，造成更严重的伤害。目前，国际上已经设立了一个专家组，专门评估和改进磷虾拖网捕鱼中减少意外死亡的措施。
与此同时，全球气候变化也给磷虾的生存带来了不确定性。气候变暖、海洋酸化等因素可能导致磷虾的分布范围缩小、数量减少，进而影响整个海洋食物网的稳定性。作为海洋碳循环的重要一环，磷虾在调节气候变化方面发挥着不可替代的作用。深入研究磷虾的碳封存机制，不仅有助于更全面地认识海洋生态系统，还能为应对气候变化提供新的思路和方法。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，一篇发表在Nature上的研究显示，科学家发现，南极磷虾的栖息地正在发生变化，它们正在向南极更深处迁移。这是因为气候变暖导致海冰减少，影响了磷虾的生活环境。磷虾数量的减少不仅会让企鹅、海豹等动物感到“食物短缺”，还会影响海洋吸收二氧化碳的能力，从而加剧全球气候变暖。
该研究还指出，自20世纪70年代以来，南极磷虾的成年个体密度以及非常密集的群体在南西大西洋北部的出现显著减少。南极磷虾的栖息范围发生了变化。具体来说，它们在南西大西洋（南大西洋的西部）的分布区域正在向南极方向收缩。也就是说，磷虾的栖息地越来越靠近南极。这种现象很可能由海洋变暖、海冰减少以及幼虫栖息地质量变化推动。随着磷虾群体的收缩，它们在南极的生态角色，也在悄然发生着变化。这种收缩，可能会增加渔业和捕食者之间的互动，进而加剧对已经在下降中的企鹅种群和恢复中的鲸类种群的风险。因此，迫切需要制定应对这些风险的缓解措施。
南极，海边的企鹅。摄影：Joys ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）（图文无关）
可以说，在健康的生态系统中，磷虾是个“大英雄”。磷虾在海洋生态系统中扮演着不可或缺的角色。它们不仅是海洋食物链的基础，还在碳封存和气候调节方面发挥着至关重要的作用。
自从2022年来，每年的8月11日，世界各地的生态保护组织和科学家都会庆祝“世界磷虾日”，这一天专门用来向这种对南极生态系统至关重要的生物“致敬”。
在“世界磷虾日”这一天，全球各地将举办各种活动，让更多人意识到磷虾的重要性。科学家们、环保组织和公众都会一起参与这个节日，分享磷虾的知识，并强调保护磷虾的必要性。通过这一节日，希望唤起大家对磷虾的关注，认识到磷虾及其在生态系统中的作用，并鼓励全球范围内的保护行动。推动相关政策的出台和实施，从而更好地保护这一关键物种，并帮助维护全球生态平衡。
通过庆祝“世界磷虾日”，希望更多人关注这些不起眼的“基石性”的海洋生物，了解它们的境遇和重要性，开展保护行动、可持续消费。
思考题·举一反三
Q1、磷虾种群的减少和栖息地的收缩，如何影响其在全球碳循环中的作用？这一变化，对气候变化应对策略有什么潜在影响？
Q2、气候变化如何具体影响南极磷虾的栖息地分布，以及这种影响可能对整个南极生态系统造成什么样的连锁反应？
Q3、磷虾的商业捕捞对生态系统产生了压力，尤其是对信天翁等海鸟的偶然死亡。面对日益增加的捕鱼活动和磷虾资源的经济价值，如何制定有效的政策来平衡商业利益与生态保护，以确保这些鸟类的长期生存？
Q4、建立海洋保护区（MPAs）能否有效保护磷虾栖息地及相关物种？如何评估已有的海洋自然保护区在应对磷虾栖息地变化、以及渔业压力方面的实际效果？
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本文仅代表资讯，不代表平台观点。供参考。
编译 | 王芊佳
编辑 | Linda
排版 | 绿叶
【参考资料】
https://www.asoc.org/news/world-krill-day/
https://www.pewtrusts.org/en/research-and-analysis/articles/2022/07/15/first-world-krill-day-celebrates-key-to-southern-ocean-food-web
https://en.wikipedia.org/wiki/Krill
Kawaguchi, S., Atkinson, A., Bahlburg, D. et al. Climate change impacts on Antarctic krill behaviour and population dynamics. Nat Rev Earth Environ 5, 43–58 (2024). https://doi.org/10.1038/s43017-023-00504-y
Cavan, E.L., Belcher, A., Atkinson, A. et al. The importance of Antarctic krill in biogeochemical cycles. Nat Commun 10, 4742 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-12668-7
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12668-7
https://www.gbif.org/species/2227978
https://www.fws.gov/species/krill-euphausiacea
https://www.acap.aq/latest-news/acap-celebrates-the-inaugural-world-krill-day
https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=110690
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