生态与社会 生态与社会
以下是引用本文的既定格式:
Dinesen, g.e., K. Timmermann, E. Roth, S. Markager, L. Ravn-Jonsen, M. Hjorth, M. Holmer和J. G. St ø ttrup。2011.丹麦利姆峡湾的贻贝生产和水框架指令目标:用于基于系统管理的综合评估。生态与社会 16(4): 26。
http://dx.doi.org/10.5751/ES-04259-160426
研究,部分进行了专题介绍沿海地区可持续发展的系统方法

丹麦Limfjord的贻贝生产和水框架指示目标:用于基于系统管理的综合评估

格雷特·e·迪内森 1,凯伦·蒂默曼2伊娃·罗斯3.,斯蒂格·马卡格2拉尔斯·拉文·琼森3.莫滕·霍约斯2——玛丽安·霍尔默4乔斯安·g·圣特鲁普 1
1丹麦技术大学国家水产资源研究所海岸生态科,2AU NERI,罗斯基勒,3.信号分配装置、埃斯比约4信号分配装置,欧登塞

摘要

人类活动的增长往往与自然保护的要求相冲突,为了建立可靠的管理方案,综合评估是必要的。在丹麦最大的河口利姆峡湾(Limfjord),为了满足欧盟的法规标准(如《水框架指令》(WFD)),减少营养物负荷是必要的。养分负荷的减少不一定会导致富营养化影响的相应减少,也不一定会改善初级和更高营养水平的产量。同样,贻贝渔业和水产养殖生产的社会经济后果是复杂和难以预测的。本研究的重点是系统方法框架(SAF)实施的有用性,以帮助利益相关者理解复杂系统和可持续管理的发展。生态-社会-经济(ESE)模型模拟清楚地展示了贻贝渔民和贻贝养殖户实施WFD的潜在问题。模拟贻贝渔业的关闭导致迄今为止可捕捞的贻贝生物量增加了十倍,浅水贻贝和深水中型贻贝的生物量也出现了类似的减少。完全关闭贻贝渔业可能导致每年损失620万欧元。引入1、2、3和4个约19 ha的贻贝养殖场的情景模拟表明,引入线贻贝会减少浅水和深水野生贻贝的生物量,影响渔民的捕捞和利润。SAF包括在各个阶段与利益相关者进行协商,与传统的公众咨询程序不同的是:(1)沟通是口头和多边的,(2)促进了利益相关者之间的讨论,(3)利益相关者的意见和优先事项构成了ESE评估的重点。
关键词:水产养殖;bioeconomical建模;蓝贻贝;丹麦的河口;富营养化;渔业;海岸系统综合评估;利益相关者的参与

介绍

世界各地的沿海系统都遭受着迅速增加的人为压力,需要综合管理解决方案来确保资源的可持续利用(Moksness等人,2009年)。在欧洲沿海水域,由耕地和城市地区的养分浸出引起的富营养化既威胁着生态系统的健康,也威胁着重要经济发展的机会。丹麦最大河口利姆峡湾(Limfjord)的氮(N)和磷(P)含量自1900年以来增加了6倍,在20世纪80年代中期达到峰值。到20世纪70年代,鳍鱼渔业急剧下降。同时增加的蓝贻贝(贝壳类)的生物量支持了蓬勃发展的贻贝渔业,这成为峡湾最大的收获产量(Hoffmann 1994,2005)。近年来,贻贝生物量和产量随着营养负荷的下降而下降。随着各国实施欧盟的《水框架指令》(WFD),需要进一步减少养分负荷,这引起了贻贝生产者的更多关注,他们预计资源将继续减少。疏通野生贻贝种群会造成暂时的栖息地干扰(Hoffmann和Dolmer 2000, Dolmer等,2009),并且已经开发了其他贻贝生产方法,如河床(Dolmer等,2008)和线培养(Dolmer和Geitner 2004, Christensen等,2008)。然而,随着营养负荷的进一步下降,这一行业的未来以及贻贝渔民和贻贝养殖户之间日益增加的冲突令人担忧。

利姆峡湾海岸地带

生态系统描述
利姆峡湾海岸线1000公里,表面积1526平方公里,平均深度5.5米,西接北海,东接卡特加特(图1)。利姆峡湾集水区面积7528平方公里,其中62%为可耕地(Christiansen et al. 2006, Markager et al. 2006,2010)。在过去的100年里,河口的总氮(N)和总磷(P)负荷增加了6倍,在20世纪80年代中期达到峰值,年负荷为12吨N/km²和0.92吨P/km²表面积(Christiansen et al. 2006)。从那时起,装载量分别下降了40%和71%。大约有一半的夏季会发生分层。从7月到9月,海水清晰度降低,缺氧和缺氧有规律地发生(Markager et al. 2006, Dolmer et al. 2008),尤其在河口东南部内陆地区,有害藻类大量繁殖(hab)很常见(E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup)。未出版的手稿;图二).鳗草(目前)覆盖了20世纪90年代广阔草甸的不到5%,今天浮游植物主导了初级生产(Krause-Jensen等,在新闻)。鱼类区系已从鳕鱼(Gadus morhua20世纪初比目鱼(Flintegaard et al. 1982)的优势地位,在20世纪60年代下降,被远洋物种,特别是鲱鱼和鲱鱼所取代(Hoffmann 19941994, 2005, Mouritsen et al. 2005)。新的证据支持这一观点,即在20世纪90年代初发生了政权转移,机会有机体取代了周期平衡,生态系统恢复力下降(T. T. Tomczak, G. E. Dinesen, E. Hoffmann, S. Markager和J. Støttrup)。未出版的手稿)。

历史、文化和经济活动
利姆峡湾是一个农村地区,传统上夏季从事农业活动,冬季从事渔业活动。渔业曾经是一个繁荣的产业,作为当地的食物来源,它比农业更重要(Møllgaard 1992)。第二次世界大战后,渔业和农业都发生了工业化,增加了化肥的使用和产量,并对资本和技术提出了相关要求。

今天的农业主要由大型专业化单位主导,主要生产以进口饲料为基础的猪,因为土壤肥沃,沙质土壤。在20世纪60年代,蓝贻贝渔业取代了有鳍鱼渔业,其产量在20世纪90年代达到了10万吨的峰值(Hoffmann 1994, 2005, Mouritsen et al. 2005)。2006-2008年,贻贝渔业下降到约3万吨(数据可在http://fd.fvm.dk/landings-_og_fangststatistik.aspx?ID=24363)。

治理
为了应对日益增长的富营养化问题,河口周围的四个县于1982年开始了一项联合监测计划。2007年1月,县被取消,其职责由市和国家行政部门共同承担。2010年,遵守《世界生态日》建设良好生态环境的行动计划进入公众咨询阶段。除了WFD,其他欧盟指令,如NATURA 2000年栖息地指令(HD)和鸟类指令(BD)也适用于利姆峡湾,贻贝生产活动现在需要由渔业局进行环境影响评估(EIA)评估。

渔业管理在国家一级进行,不受地方当局管辖。丹麦渔业部法案(LBK nr. 978 af 26/09/2008,§6和§6a)规定成立两个咨询委员会,以协助食品、农业和渔业部长实施渔业和贻贝生产管理。这两个委员会都有来自行业、劳动力市场合作伙伴和非政府组织的广泛代表,并就渔业和水产养殖管理的监管和实施事项提供建议。

贻贝渔业通过51个可转让的个人许可证进行管理,分配给39艘船。任何船只都不能持有两个以上的执照。每周配额、最小贻贝大小、肉类含量以及食品安全法规均由渔业部管辖(BEK nr. 155/03/2000, BEK nr. 372 af . 15/05/2009)。渔民之间的协议设定的每周配额(≤45吨/周)低于管理层设定的官方配额(85吨/周)。利姆峡湾的第一个青口养殖许可证于2003年颁发(Christensen等人,2008年)。目前有18个贻贝养殖场投入生产。每个许可证覆盖250 x 750平方米(约19公顷),但贻贝养殖户试图通过合作解决方案利用规模经济,有效的平均农场面积为34公顷(Ahsan和Roth 2010年)。

仿真分析

评估了系统方法框架(SAF)在促进决策者、公众和科学家(包括我们的团队)之间的知识转移方面的适用性,目的是增强可持续的综合管理解决方案(Hopkins et al. 2011)。在生态-社会-经济(ESE)评估中,我们的目标是整合基于经验的过程描述和与利益相关者确定的具体政策问题相关的活动。由于系统知识的限制和数据的缺乏,一个主要的挑战是合并空间和时间尺度的数据近似值。需要建立一个概念模式,以确定系统边界和选择对所处理的政策问题重要的ESE组成部分和联系。

目标

本研究的目的是描述SAF的两个选定方面:(1)情景模拟,以帮助利益相关者理解生态系统响应的复杂性和潜在管理选项的经济后果;(2)SAF实施和利益相关者参与可持续管理的有效性。

材料与方法

Policy-stakeholder参与

利姆峡湾利益相关者小组(图3)由与环境、渔业和水产养殖管理有关的现有论坛的成员组成,并扩大到包括其他部门,如旅游业、农业和休闲渔业。

虚拟机系统

边界
该研究的生态组成部分的虚拟系统覆盖了Limfjord的一个海湾Skive Fjord,而社会经济组成部分覆盖了整个Limfjord(图1)。这反映了与不同立法问题相关的监测策略之间现有的规模差异,如渔业、水产养殖、WFD和NATURA 2000。来自国家环境监测的信息(Berg et al. 1988, Kronvang et al. 1993, Kaas and Markager 1998, Conley et al. 2002)为生态模型组件提供了外部输入。后者包括基于经验模型(Broadhurst et al. 1997, Markager et al. 2006, 2008)和缺氧数据(E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup)的营养负荷和浮游植物初级产量之间的联系。未出版的手稿)。水产养殖经济组成部分的外部投入包括劳动力优化和利润最大化的新数据(Ahsan和Roth 2010年)。贻贝渔业部分的外部投入包括帐户统计、由于赤潮事件(夏季)和肉含量低(冬季)而暂时关闭贻贝渔业、配额和许可证数量。水产养殖部分的外部投入包括幼虫定居时间(5月)和收获时间(8 - 9月,视市场机会而定)。

验证数据
叶绿素的测量一个(排名一个)、蓝贝生物量和蓝贝年着陆量对生态模型进行了标定和验证。Chl数据一个浓度和贻贝生物量来自国家环境监测计划(数据可在www.dmu.dk / en /水/ marinemonitoring /尼/)。模型校准使用了斯基夫峡湾贻贝登陆和整个利姆峡湾养殖收获的年度报告。

ESE-model
生物经济模型是一个完全耦合的模型,由生态模型、基于主体的贻贝捕捞模型和线贻贝培养模型组成(图4)。该ese模型使用盆地模型软件(ExtendSim®v.7.1.5;Støttrup等人2010年的模型细节;Dinesen等,在新闻;E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup,未出版的手稿;可以在http://dataportals.pangaea.de/spicosa/SPICOSA_model_library.html)。

林姆峡湾盆地之间的水文和生态条件差异很大,生态模型必须是盆地特有的,才能获得可信度(Kronvang和Bruhn 1996年,Bøgestrand 2001年,Markager等人2006年)。由于资源有限,我们选择在生态模型组件中只包括一个盆地,Skive Fjord。它描述了N和P负荷对浮游植物初级产量和蓝贻贝生物量的转化,由浮游植物和5组贻贝(单位:mmol C/m²)6个状态变量组成,即浅水< 2 m贻贝,深水3个大小类贻贝(壳长,SL < 2.0 cm, 2.0-4.5 cm, > 4.5 cm,深度,≥2 m)和线贻贝(mmol C/线米)1)。采用前向选择多元线性回归(Sokal和Rohlf 2000)对1984-2003年的数据(Markager et al. 2008;Dinesen等,在新闻)。初级产值(mmol C m-2一天-1)由每年12-48次测量计算(14C方法)从Skive Fjord站获得。同时得到Chl一个通过分光光度法(在两个深度)和原位荧光测量(10厘米深度分辨率)校准的测量结果转换为浮游植物生物量的月平均值(mmol C/m²),以供ese模型使用。缺氧被模拟为7月至9月期间的随机事件,频率基于过去26年来Skive Fjord每周的氧浓度测量。

每个贻贝群的生物量取决于招募、生长速度和死亡率。生长率由食物摄取量、消化量和呼吸量决定,死亡率由捕食、缺氧和捕获量决定。只有深水贻贝会受到缺氧的影响。占统治地位的掠食者是滨蟹(Carcinus maenas;Frandsen和Dolmer 2002)。Støttrup et al.(2010)提供了所使用的方程和参数值。该模型从6月到9月每月向小型班级招聘,并每月向中型和可收获的规模班级转移。该模型覆盖19年(1985-2003年),每月时间步长为228步,并对四个状态变量的观测年平均值进行校准(表1)。

生态和社会经济模型组成部分之间的联系是bbb ~ 0 m深度底栖贻贝生物量和Skive峡湾线贻贝生物量的可收获产量。一种新的方法是从食品安全监测中获得的二次数据的经验纳入,以确定由于有毒藻类发生而导致贻贝渔业关闭的频率(Støttrup等人,2010年;E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup,未出版的手稿)。渔业部分描述了捕鱼努力、相关成本、渔民的潜在收益及其自愿配额制度。捕捞努力子模型估计贻贝渔民提供的努力。该子模型将渔民视为适应性主体,他们根据贻贝生物量、允许的配额、收益和贻贝捕捞成本、由于赤潮事件导致的渔业临时关闭以及由于缺氧导致的贻贝死亡率做出有关其努力的决定。Limfjord贻贝渔业渔船数据由丹麦2000-2006年渔业生产国民核算统计数据提供,包括可变成本、固定成本和一手销售价格。

在ese模型的线上贻贝培养组件中,贻贝生长11-18个月,总生物量取决于食物供应、温度以及农场的数量和规模。可能价格的范围符合会计统计的范围,但价格与劳动强度之间没有关系。

后浇模拟及灵敏度分析
ese模式的表现在1985年至2003年的一次重大政策变化期间得到了检验,当时实施了几项水行动计划。后铸模拟结果在整个期间平均,并与测量的Chl的年平均值进行比较一个浓度、浅水(z < 2 m)和深水(z > 2 m)贻贝生物量和贻贝收获量。观测值和估计值之间的良好一致性表明,这个ese模型充分代表了生态系统(表1)。例如,如果可以获得放牧压力、死亡率和贻贝生长的速率测量,则验证可能会得到改进。

生态模型组件的校准包括浮游植物死亡率(不包括贻贝摄食)、贻贝死亡率(缺氧和疏浚除外)、大小类别之间的转移、自愿关闭疏浚所需的最小生物量以及贻贝床内浮游植物浓度的耗竭。初级产量测量不能用于验证目的,因为它们被用于建立纳入模型的经验关系。

ese模型代表实际的渔业活动,受配额、封闭季节和许可证等共同协议的管制。没有包括的一个方面是渔民在利姆峡湾以外作业或捕捞贻贝以外物种的机会,因为没有有关机会收入的所需数据。在虚拟系统中,贻贝捕捞者即使在利润空间很小的情况下,也可能会继续捕捞,直到达到配额为止。在现实世界中,渔民可能会在达到配额之前停止捕鱼。经济效益与模拟的最优解决方案密切相关,与农业部设定的配额的后果相比,最优解决方案的着陆量更低,生物量更高。贻贝养殖生产模型建立在这样一个假设上:每个养殖面积的资本和原材料成本是恒定的,贻贝养殖户的行为是由该区域的许可证限制所驱动的(E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup)。未出版的手稿)。

选择方面

场景模拟
利益相关者优先考虑的问题是“营养负荷增加”、“没有鱼”和“没有氧气”。“需要解决的政策问题是:(1)调节营养物流出以减少富营养化,(2)由于国家执行国际指令而可能关闭贻贝渔业,以及(3)贻贝渔民和贻贝养殖户之间潜在的资源冲突。所选择的模拟情景为:(1)总氮和总磷的减少,(2)野生贻贝种群渔业的关闭,(3)引入线贻贝养殖。这些情景与目前的情况进行了比较。

SAF实施和利益相关者参与
基于利益相关者优先级和数据可用性构建概念模型。模型设计在制定前与利益相关者进行讨论。同样,在制定和评估过程中,每个模型组件的细节和场景都在会议上提出和讨论。在建立模型组件连接后,开发了用户友好的模型布局,并用于向利益相关者传播ese模型(Støttrup等人,2010年)。模型布局使涉众能够自行运行场景并检查结果,并且只需要最少的帮助。

结果

ESE-model场景

场景1:总氮和磷负荷的减少
图5显示了基线负荷(1985-2003年的后抛平均值)和氮的单独减少(图5A)以及氮和磷同时减少(图5B)之间的相对差异(以%表示)。将氮负荷降低到WFD实施的预期目标(表2,54%)表明浮游植物生物量减少可以忽略不计(< 5%),浅水贻贝(~25%)和深水贻贝(~20%)的一些生物量减少,贻贝渔业利润几乎减半(图5A)。氮素减少到69%(表2)将导致渔业利润减少25%。氮和磷同时减少到约50%的水平,表明浮游植物生物量轻微下降(约20%),浅水和深水贻贝生物量显著下降(约50%),贻贝渔业几乎崩溃(图5B)。同时减少N和P比单独减少N的影响更大。对贻贝生产者来说,模拟养分减少显示了食物链中自下而上的影响传播是一个令人惊讶的结果。他们没有预料到这种负面影响的规模,他们的重点是贻贝和生态系统中其他滤食性动物之间的竞争。磷负荷的WFD目标水平(60%)已接近达到(64%),这可能是贻贝渔业从~10万吨/年下降到~3万吨/年的部分原因。最新的WFD仅以减氮为目标。这将允许贻贝渔业继续下去,尽管是在一个较低的水平。 In contrast, if both N and P were reduced to a similar level, the mussel fishery would cease.

浮游植物生长的经验模型需要定期更新,特别是当养分负荷低于后抛模拟期的范围时。浮游植物多样性和产量的季节性通过半年春季和秋季浮游植物生物量的区分来体现。从经验模型建立的关系通过允许长时间的快速模拟提高了ese模型的性能。另一方面,我们没有关于氮预算的信息,包括外流、再生产量和沉积物再矿化。后者是重要的量化,因为年代际积累水平和未知的再矿化持续时间。

情景2:野生贻贝渔业的关闭
模拟贻贝渔业关闭导致迄今为止可捕捞的贻贝生物量增加了十倍以上,浅水和中型深水贻贝生物量也出现了类似的减少(图6)。这主要是由浮游植物的可用性和大型深水贻贝对食物的竞争加剧控制的。深水中最小的贻贝群体受影响较小,因为这一群体由固定的招募控制。从2000年到2006年,利姆峡湾的平均总登陆量为每年约5万吨-1.完全关闭贻贝渔业可能导致每年损失约620万欧元的利润。这一数值是根据国民核算统计中记录的平均利润计算出来的。

由于空间和时间尺度的不平等,将生态和经济组成部分联系起来是一项重大挑战。我们之所以决定缩小到Skive Fjord,而不是扩大到整个Limfjord,是因为次盆地的异质性很高。然而,高度富营养化的斯基夫峡湾可能支持的贻贝渔业比例比1/7用于降级的区域。因此,模型模拟结果为渔业和鱼线养殖提供了保守估计。

ese模型考虑了由于贻贝生物量、价格和Limfjord贻贝渔业法规的变化而引起的渔民的适应行为。Frost等人(2009)估计了在不同外源设定的渔获制度下(总渔获量分别为7.3万吨和3万吨/年),参与该渔业的船只减少对该行业资源租金(即经济盈余)的影响。目前51艘船舶每年7.3万吨的登陆资源租金估计约为2133333欧元(相当于1600万丹麦克朗)。减少到效率最高的23艘船将使资源租金增加到600万欧元,与丹麦其他渔业企业相比,这是一个更高的回报。减少到7艘船将获得320万欧元的资源租金,并将这些船东的收入提高到远远高于正常利润的水平。按照今天的利姆峡湾贻贝捕捞水平(3万吨/年),最初51艘获批船只的经济盈余估计为损失320万欧元。

场景3:增加贻贝养殖
引入1、2、3和4个约19公顷的线贻贝养殖场的情景模拟显示,浅水和深水的野生贻贝生物量都减少了(图7),对渔民的捕捞量和利润产生了不利影响。捕捞量和利润的小幅下降表明在可捕捞生物量方面与野生贻贝渔业的冲突可能性较低(图7)。线贻贝产量的增加对浅水贻贝生物量的影响很小(图7)。模型结果表明,引入线养殖将增加可捕捞贻贝的总生物量,例如,引入两个养殖场将生产> 400吨/年,但减少野生种群的捕捞量< 200吨/年。

贻贝渔民的企业观点认为该模型非常可信,因为渔业模型的结果支持他们自己减少配额的解决方案。尽管模型模拟的可捕捞贻贝生物量由于贻贝群体之间的食物竞争而下降,但模拟结果显示,其影响低于利益相关者的预期(图7)。除了渔业之外,线贻贝养殖还会增加总量贻贝产量,表明提高了浮游植物资源的利用和更高的系统生产力。由于线贻贝的市场价格高于捕捞贻贝,引入线贻贝养殖的利润将超过渔业减少造成的经济损失的200%。然而,在利益相关者会议期间,很明显,用养殖取代贻贝渔业是不可行的,因为几乎没有利益相关者参与这两种生产类型。此外,规模经济受到地块许可制度规模和农民和投资者在当前风险条件下都不愿筹集足够资金的限制(Ahsan和Roth 2010)。因此,目前这一部门对正规经济的贡献为负。

SAF实施和利益相关者参与

利益相关者的主要关注点和意见在第一次会议上被绘制出来(表3)。全体会议和小型小组研讨会的会议形式在利益相关者中很受欢迎,给了他们强烈的参与感和主人翁意识。在四年的时间里,该项目的科学团队与利益相关者会面了六次。这些会议有助于为设置虚拟系统的边界、相对于现实世界的模型调整、确定模型仿真的场景以及促进在不同管理场景下的仿真结果的讨论提供信息。

场景模拟结果既提供了可识别的结果,也提供了意想不到的结果,这引发了利益相关者之间的讨论。与此同时,情景结果提供了一个比迄今为止所理解的更高的生态系统复杂性的认知。参与产出会议的利益相关者对模型的用户友好性及其提供他们所熟悉的生态系统的可靠概述的能力表示了积极的反应。自然保护代表彻底改变了他们关于管理解决方案的意见,从完全禁止贻贝渔业到更全面的方法,因为他们更好地理解了可捕捞贻贝和可供觅食鸟类使用的贻贝之间的潜在竞争。利益相关者观念的变化促使相互冲突的利益相关者进行公开对话,更好地理解彼此的意见和需求。此外,它还导致在共同关心的其他政策问题上进行新的合作。

区域环境管理人员同意从设计到输出的模型系统组件细节。他们认为这个模型给出了一个透明而可信的复杂系统的观点。特别是,有人认为列入经济部分是新颖的,对评价可能的管理解决办法是有用的。管理人员支持SAF方法,并建议将该模式发展为市政管理人员执行世界fd职责的工具。

讨论

ese模型模拟清楚地展示了贻贝渔民和贻贝养殖户实施WFD的潜在问题。尽管贻贝产量受到由于养分过剩而引起的频繁和长时间缺氧事件的负面影响,但模型模拟表明,养分减少增加了贻贝群体之间的竞争,从而减少了可收获生物量。广泛的缺氧事件是沿海系统富营养化最具破坏性的影响之一(Ærtebjerg等人,1998年,Hansen等人,1999年,Thomsen等人,2002年),并导致高死亡率,影响贻贝产量。在缺氧增加和营养负荷之间的预期关系无法从经验上建立(Markager et al. 2006,2008)。最可能的原因是沉积物中有大量的营养物质和有机物,当它们降解时,直接消耗氧气,导致水柱持续的内源营养补充。利姆峡湾的结果显示,从外部负荷减少到总氮和总磷浓度达到新的平衡需要8-12年的时间(Markager等人,2006年)。由于滞后时间尚不清楚,由于营养相关的浮游植物产量减少而导致贻贝生长减少的确切阈值将超过贻贝存活率的预期增长,因此很难预测。因此,随着WFD的实施,很难预测贻贝生物量何时会因为氧气条件的改善而增加。

没有预料到浅水贻贝生物量会因贻贝渔业的关闭而减少,特别是因为该模型模拟了一个高度富营养化的生态系统。这表明可收获的贻贝生物量和未开发的浅水贻贝种群之间存在潜在的食物竞争。然而,一个探索水和Chl混合的三维生态模型一个需要确定空间分离的贻贝群体之间的食物竞争程度,例如浅水和深水贻贝,并且需要关于营养动态的更明确的信息,例如碳预算和N再生来解决这一具体问题。此外,为了模拟整个Limfjord系统,每个embayment必须被建模为单独的子舱。利益相关者很容易理解上述模拟的潜在消极和积极后果。浅水贻贝生物量的模拟减少是一个利益相关者特别关注的问题,他的重点是觅食鸟类的食物供应。贻贝是鸟类的重要食物来源,例如常见的金眼(单生)及绒鸭(Somateria mollissima;Madsen 1954, Pehrsson 1976, Clausen et al. 2008;另请参阅www.jaegerforbundet.dk)。但是,重要的是要说明模式的局限性在哪些方面不能为特定的管理办法提供可靠的结果。浅水贻贝数量的减少可能会导致贻贝床被其他紧急栖息地所取代,如鳗鱼草草地或裸露的海床,这些栖息地是其他受保护鸟类的重要栖息地(Laursen et al. 2010),并可能有利于增加生物多样性。因此,减少贻贝疏浚很可能有利于河口的生物多样性和环境状况。然而,使用目前的模型,不可能评估对受保护鸟类和生物多样性的影响,即NATURA 2000目标,但模型可以发展到包括这些方面。

WFD的实施侧重于上游解决方案,通过限制农业中的肥料使用来减少营养负荷。从模型模拟来看,仅减少氮负荷就能使浅水贻贝生物量减少~25%。随着P的同时减少,这种减少将增加一倍。类似地,如果考虑到磷的减少,深水贻贝生物量的减少也会增加一倍。由于模型所显示的自下而上的影响传播,如果氮和磷都减少,贻贝渔业将停止。根据目前世界渔业日粮减少氮负荷的目标,贻贝渔业预计将继续下去,尽管是目前水平的一半。

传统贻贝疏浚的负面影响,如机械沉积物扰动、底栖动物、大型藻类变化和鳗草分布的减少(Riemann和Hoffmann 1991年,Dolmer和Frandsen 2002年)没有包括在ese模型中,因为没有这些数据。在鳗草草甸边缘疏浚贻贝可能会阻碍营养扩张(Dolmer et al. 2009),这是用于WFD良好生态状态的指标。ese模式可发展为包括空间生境分布及其与生境结构和功能的关系。

贻贝渔业以高过滤率维持不断增长的种群,因为成年贻贝经常被清除(Jørgensen 1990)。贻贝渔业每年在Skive Fjord移走7000吨,相当于19吨氮和1.2吨磷,分别相当于目前负荷的2%和3.7%。公众对贻贝疏浚的负面看法,加上维持生产的需要,最近鼓励了替代养殖方法的发展。线贻贝的生产不会像传统疏浚那样对底栖生物群落造成干扰(Lindahl et al. 2005),而是利用了整个水柱中的浮游植物,从而使贻贝生长更快,肉质更高(Christensen et al. 2008)。E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup (未出版的手稿)显示,通过捕捞贻贝去除营养物质,目前的负荷减少了< 1%。因此,目前贻贝生产对下游营养物质的去除是微不足道的,但在未来富营养化程度较低的系统中,这可能是一种可行的管理方案。

如Frost等人(2009)所示,贻贝渔业即使在生产率较低(3万吨/年)的情况下,通过转向不受限制的个人可转让配额许可证,也有可能创造大量的资源租金。以目前的技术知识,通过线贻贝生产无法期望类似的资源租金(E. Roth, G. E. Dinesen, K. Timmermann, L. Ravn-Jonsen, D. Ahsan和J. Støttrup)。未出版的手稿)。开办新企业的动机很低,因为该行业在经济上还不具备可行性。贻贝渔民暗示,由于贻贝生长的空间和营养可用性的竞争,渔民对他们的生意充满敌意。下游通过贻贝养殖去除营养物质在未来可能是一个经济上更可行的选择,并可能成为未来补贴贻贝养殖的一个理由。然而,在目前的营养负荷水平下,线贻贝培养去除的营养负荷仅占目前负荷的百分之几,因此不是一个可行的选择。

利益相关者会议成为以前没有参与的利益相关者之间进行建设性对话的论坛。在研究期间,很明显,对健全的利姆峡湾海洋生态系统感兴趣的利益攸关方,以及在过去10至20年间参加过与管理有关的会议的利益攸关方,很容易参与并留在对话中。尽管所有利益相关者都被邀请参加所有会议,但重要的农业会议只参加了第二次会议,因为农民们觉得这些问题与他们的活动无关。原因之一可能是他们作为国家一级食品提供者的长期传统,已经与政治系统和政治系统内部建立了密切的网络。丹麦法律框架规定更广泛地参与管理过程,包括咨询委员会和公众咨询,以讨论当局提出的建议。不幸的是,结果通常是可以预测的,因为各个利益集团在没有事先与利益相关者协商的情况下,就各自的情况进行双边辩论。具有良好网络和强大政治影响力的特定利益相关者可能从中受益。对于从活动中受益但不直接受到活动影响的涉众来说,情况尤其如此。如果没有确凿的科学信息,就无法估计不同权衡的后果并将其纳入协商过程。然而,如果在设定目标水平时要考虑到公众的偏好和权衡,研究小组可以采用更广泛的调查方法。 In this study, the SAF facilitated this first attempt to form a multilateral network for discussion of policy issues and management options in relation to marine coastal systems. The ESE-model simulation and scenario results led to unexpected new insights into the complexity of the Limfjord system with potential implications for management related to WFD, NATURA 2000, and mussel production. The ESE-model could be developed further to consider potential spatial conflicts between mussel farmers, mussel fishers, and other stakeholders. The SAF seems well qualified for developing a common understanding of the needs and consequences of change as part of the public consultation process and the merging of public and scientific information.

结论

具有多学科和跨部门对话的SAF方法在确定优先政策问题和建立系统评估的ese模式方面很有价值。SAF的方法包括在各个阶段与利益相关者进行协商,与传统的公众咨询程序的不同之处在于:(1)沟通是口头和多边的,(2)促进利益相关者之间的讨论,(3)利益相关者的意见和优先事项构成了ESE评估的重点。此外,在ese模型的开发过程中,利益相关者建议的管理选项构成了模拟的基础。

ESE模型模拟结果在利益相关者之间的探讨和讨论激发了对政策选项和潜在解决方案的新看法。利益相关者的感知包括:(1)模型的所有层次,包括场景模拟的输入、方程和结果的高度透明度,(2)能够跟随模型模拟的所有细节并理解它的首次体验,(3)虚拟系统(模型模拟)与现实世界之间的高度识别,以及(4)对生态系统复杂性的首次理解。因此,ESE评估比以前更容易以更高的复杂性传播结果。

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致谢

本研究由欧盟委员会的欧盟第6框架计划(合同编号036992 - SPICOSA)部分资助;由丹麦食品工业局(DFFE)资助的国家项目利姆峡湾政权转移;丹麦河口的营养负荷和环境质量国家项目,也称为DFFE,以及丹麦科学、技术和创新机构资助的MarBioShell项目。我们感谢高级顾问研究员,Per Dolmer, Per S. Kristensen和Erik Hoffmann, DTU Aqua, Charlottenlund,提供有关Limfjord渔业和贻贝生产的信息和讨论。我们非常感谢伦敦自然历史博物馆的布莱恩·莫顿教授,那不勒斯大学的汤姆·霍普金斯教授,以及本期刊卷的匿名审稿人对手稿的宝贵意见。

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