På Sydorkneyøerne forvandler ekkolod, droner og satellittelemetri havovervågning til et middel til bevarelse og forvaltning.

Sæsonbestemte fangster af antarktisk krill viser en progressiv koncentration af mængder og en større forekomst af nogle flåder: af denne grund bevæger fiskeriforvaltningen sig i retning af indbyggede sensorer, rutekontrol og integreret aflæsning af miljødata (graf: Institute of Marine Research/CCAMLR.org). Fremtiden for antarktisk fiskeri er i stigende grad mindre afhængig af net og mere af datakvaliteten. I det sydlige Ocean, hvor Antarktisk krill Som en industriel, økologisk og geopolitisk ressource bliver evnen til at måle biomasse, distribution, demografisk sammensætning og interaktioner med rovdyr et teknisk krav for at styre økonomisk aktivitet i et ekstremt miljø. Nøglen er ikke blot at vide, hvor meget krill der er til stede, men at forstå, hvor den koncentreres, hvornår den bevæger sig, hvilke arter der bruger den som føde, og i hvilket omfang fiskeri kan overlappe med hvalers, sælers og pingviners fourageringsområder.

2023-rapporten fraInstitut for Havforskning En norsk undersøgelse af Sydorkneyøerne beskriver netop denne transformation. Siden 2011 har instituttet udført årlig overvågning langs fem faste transekter i underområde 48.2 under Kommissionen for Bevarelse af Marine Levende Ressourcer i Antarktis (CCAMLR). Dette tilsyneladende gentagne arbejde er faktisk strategisk: gentagelse muliggør konstruktionen af ​​tidsserier, reducerer usikkerhed og forbinder dynamikken i en kommerciel ressource med sundheden i det økosystem, der understøtter den.

Den økonomiske kontekst forklarer, hvorfor disse tal er vigtige. Antarktisk krillfiskeri begyndte i begyndelsen af ​​1970'erne og toppede i slutningen af ​​1980'erne med fangster på op til 500.000 tons om året. I det sydvestlige Atlanterhav er den årlige forsigtighedsgrænse, der er fastsat af CCAMLR, 620.000 tons, kaldet "triggerniveauet". I sæsonen 2021/22 var den samlede fangst 415.510 tons: 35 % i underområde 48.1, 46 % i 48.2, 19 % i 48.3 og nul i 48.4. Den norske industri tegnede sig for 72 % af det samlede antal, efterfulgt af Kina, Sydkorea, Chile og Ukraine.

Disse tal beskriver ikke blot en forsyningskæde. De afslører et system, hvor videnskabelig forskning, international regulering, fødevare-, nutraceutiske og dyrefoderindustrier samt havbevarelse nu er indbyrdes afhængige. To storstilede akustiske undersøgelser anslog en samlet krillbiomasse på 62,6 millioner tons i 2019 for fiskeriområderne 48.1-48.4, en værdi, der anses for at være lig med det synoptiske estimat fra 2000 på 60,3 millioner tons. Tilsyneladende stabilitet i stor skala eliminerer dog ikke behovet for lokale kontroller, fordi krill aggregerer i sværme, reagerer på variable oceanografiske forhold og lever af rovdyr, der er afhængige af meget specifikke rumlige og tidsmæssige vinduer.

Fem transekter forvandler havet til et gitter

Kampagnen i 2023 blev gennemført med fragtskibet Antarktis-udbyder, afgik fra Puerto Williams den 23. januar og ankom til Montevideo den 24. februar. Prøveudtagningsdesignet dækkede 60.360 kvadratkilometer farvand omkring South Orkneys, med fem parallelle transekter fra nord til syd og et lille yderligere lag langs kontinentalsoklens grænse, hvilket beløber sig til 2.368 kvadratkilometer, hvor mange fangster historisk set har været koncentreret. Dette er ikke en lille detalje: sokkelgrænsen og undersøiske kløfter er områder, hvor bundtopografi, cirkulation og næringsstoftilgængelighed kan favorisere tætte aggregeringer.

Teknologisk kombinerer kampagnen forskellige instrumenter. Simrad EK80 og EK60 ekkolodder, der opererer ved flere frekvenser, fra 18 til 200 kilohertz, blev brugt ombord på Antarctic Provider og indsamlede akustiske data op til 600 meters dybde. Ekkoloddene blev kalibreret på Signy Island ved hjælp af standardsfæremetoden, mens fartøjets nominelle hastighed under undersøgelserne var 10 knob. Det akustiske signal fortolkes ikke som et simpelt billede af havbunden: det filtreres, klassificeres og omdannes til biomassetæthed ved hjælp af anerkendte protokoller, der skelner krill fra andre biologiske mål.

Parallelt blev akustiske og oceanografiske fortøjninger med hydrofoner, ekkolod, akustiske Doppler-strømprofiler og CTD-sensorer til temperatur og saltindhold implementeret. Resultatet er en lagdelt observationskæde: skibet måler langs transekterne, fortøjningerne registrerer over tid, nettoprøvetagning verificerer den biologiske sammensætning, og hydrografiske sensorer forbinder de observerede fordelinger med vandsøjlens fysiske forhold. I henhold til den operationelle logik, der fremgår af overvågningen,

"Værdien kommer ikke fra en enkelt sensor, men fra integrationen af ​​akustiske målinger, biologisk prøveudtagning, oceanografiske profiler og rovdyrobservationer. I et fjerntliggende miljø som Sydhavet reducerer denne arkitektur afhængigheden af ​​episodiske undersøgelser og gør det muligt at omdanne en videnskabelig kampagne til en gentagelig vidensinfrastruktur, der er nyttig både til forebyggende forvaltning og til vurdering af virkningen af ​​kommercielle aktiviteter."

Biomasse ændrer skala mellem sokkel og hav

Foreløbige resultater bekræfter skalaens betydning. I 2023 blev de højeste akustiske værdier tilskrevet krill observeret omkring platformkant og kløfter, mens der i den nordlige del af det dækkede område blev fundet lavere værdier end tidligere observeret. Estimatet for hyldekantlaget indikerer en densitet på 202,9 gram pr. kvadratmeter og en biomasse på 0,48 millioner tons. For det samlede lag er den estimerede densitet 36,7 gram pr. kvadratmeter, med en biomasse på 2,21 millioner tons og en høj variationskoefficient, hvilket indikerer en ujævn rumlig fordeling.

Denne heterogenitet er afgørende for forvaltningen. En samlet biomasse kan synes rigelig, men den faktiske økologiske tilgængelighed afhænger af dens koncentration i områder, der er tilgængelige for rovdyr og samtidig fiskerfartøjer. Hvis meget tætte sværme er lokaliseret på få steder, øges risikoen for overlapning. Det er her, teknologisk innovation får en regulatorisk værdi: den producerer ikke kun videnskabelige data, men giver også et operationelt leksikon til diskussion af kvoter, områder, årstider, forsigtighedstærskler og forenelighed med bevaring.

Biologisk prøveudtagning forstærker dette fund. I løbet af kampagnen blev 27 trawlstationer færdiggjort, hvoraf én kun blev udtaget op til 90 meter på grund af dårligt vejr. Den samlede fangst var domineret af euphausiaceaner, der tegnede sig for 40,0 procent, amfipoder, der tegnede sig for 28,3 procent, og salemas, der tegnede sig for 25,6 procent. Fire euphausiacean-arter blev identificeret, herunder Euphausia superba, Antarktisk krill i ordets strengeste forstand. Arten var til stede på 24 stationer, men 96,7 procent af den samlede E. superba-prøve var koncentreret på station B2, et tal der viser, hvor polariseret fordelingen kan være.

Den demografiske struktur er også signifikant. Den gennemsnitlige længde af de målte prøver var 45,79 millimeter, med en standardafvigelse på 5,4 millimeter og et interval fra 24 til 59 millimeter. Sammensætningen var domineret af unge og subadulte: unge repræsenterede 14,8 procent, subadult FIIB-hunner 23,2 procent, FIIIA-hunner 11,5 procent og subadult MIIA2-hanner 13,7 procent. Voksne MIIIB-hanner var også til stede og tegnede sig for 13,9 procent, og drægtige hunner var til stede på nogle nordvestlige og sydøstlige stationer.

Den oceanografiske komponent tilføjer et yderligere lag af fortolkning. CTD-profilerne monteret på slæbebjælken registrerede en termoklin omkring 50-60 meter på de fleste stationer, stigende til 100 meter på stationerne A4 og A5, mens der ikke blev observeret nogen tydelig termoklin på stationerne B1, B3, D3 og D4. For en ressource, der lever i vandsøjlen, er temperatur, saltindhold og lagdeling ikke randvariabler: de definerer habitat, energitilgængelighed og sandsynligheden for aggregering.

Droner og telemetri forbinder hvaler, sæler og pingviner

Det mest innovative aspekt af 2023-kampagnen involverer udvidelse af overvågningen ud over kommercielle ressourcer. Observationer af marine rovdyr blev udført i dagslys langs transekterne med dedikerede operatører på broen. Forholdene var gennemsnitlige, med hav, vind og tåge, der begrænsede sigtbarheden. På trods af dette blev der observeret 570 finhvaler, 46 antarktiske pelssæler, 30 pukkelhvaler og 177 uidentificerede hvaler. Dette er ikke et sekundært fund: hvaler er ikke kun indikatorer for biodiversitet, men også vigtige forbrugere af krill.

Mellem 28. januar og 10. februar fra skibet Antarktisk udholdenhed Der blev også udført et pilotdroneprojekt for at estimere hvalernes størrelse og kropstilstand. Den primære platform var en Freefly Alta 6 med et 24-megapixel Sony A6000-kamera, et videokamera til dyredetektion, en Lightware SF 11-C laserhøjdemåler og et GoPro Fusion 360-graders kamera. En DJI Mavic 2 Enterprise Dual blev også brugt. Vertikale billeder blev behandlet med Python-pakken Morphometrix, som muliggør estimering af længde, bredde og andre kropsmål ved at konvertere pixels til virkelige enheder ved hjælp af elevationsdata.

Projektet producerede 1.314 billeder, der blev vurderet som egnede til morfometriske målinger og individuel identifikation. Forskerne identificerede 43 hvaler, herunder 12 pukkelhvaler og 31 finhvaler. De fulde analyser var endnu ikke afsluttet på rapporteringstidspunktet, men foreløbige data indikerede en bred variation i kropsstørrelse og tilstedeværelsen af ​​mor-kalv-par hos begge arter. Et prøvebillede, taget fra 46,7 meters afstand, estimerede en finhval til at være 21,6 meter lang, med en maksimal bredde på 2,7 meter og et volumen på 64,6 kubikmeter, med en estimeret vægt på cirka 64 tons.

Disse målinger åbner en interessant grænse for miljødataindustrien. Hvis krillbiomasse beskriver fødeforsyningen, hjælper hvalmorfometri med at estimere forbrugernes energibehov. Kombinationen af ​​ekkolodning, luftfotogrammetri og transektprøvetagning kan derfor producere mere robuste modeller af krillforbrug hos nøglearter, især finhvaler og pukkelhvaler. Dette er ikke en akademisk øvelse: i et system, der forvaltes af forsigtighedsgrænser, er forståelse af økologisk efterspørgsel lige så afgørende som måling af kommerciel tilgængelighed.

Et autonomt overfladekøretøj på Powell Island

For forskere, der beskæftiger sig med økosystemovervågning,

Udfordringen er at bevæge sig fra et ressourcecentreret syn til en funktionel forståelse af forholdet mellem byttedyr, rovdyr og menneskelige aktiviteter. Krill er ikke blot en biomasse, der skal estimeres, men en knude i et fødenet: Når fiskeri, hvaler og pingviner samles i de samme områder og på samme tidspunkter, bliver geografiske data et værktøj til at mægle mellem produktion, bevaring og internationalt ansvar.

Arbejdet med hagerempingviner tilføjer endnu en brik til puslespillet. På grund af forsinkelser fra skibe og dårligt vejr blev den oprindelige plan ændret, og holdet blev sendt til Powell Island den 6. januar 2023. Tidligere viden om fødesøgningsadfærd tillod indsættelse af et autonomt overfladekøretøj, Sejlbøje, i det område, hvor pingviner vides at søge føde. Udstyret med et ekkolod og satellitstyret forblev systemet på plads i 21 dage og indsamlede akustiske data om krilltæthed og -fordeling på trods af barske vejrforhold.

Fremadrettet kan denne arkitektur bidrage til næsten realtidsovervågning af pingvinernes fødesøgningssucces i forhold til byttedyrs mængde i deres fourageringsområde. Dette er et vigtigt konceptuelt skridt: dyrene bliver indirekte biologiske sensorer i økosystemet. Satellitmærker på pingvinerne, akustiske data indsamlet af Sailbuoy og information om fiskeriaktivitet giver os mulighed for at vurdere eventuelle rumligt-tidsmæssige overlap mere præcist end traditionelle metoder.

Havforvaltning kræver fælles standarder

Den norske kampagne illustrerer en bredere tendens i den blå økonomi: innovation handler ikke kun om nye produktionsmidler, men også om nye observationsmuligheder. I tilfældet med krill gør teknologien det muligt at bringe reguleringsskalaen tættere på de økologiske processers. Fiskeriet opererer i bestemte områder, i bestemte sæsoner og på lokaliserede aggregeringer; effektiv forvaltning skal derfor baseres på lige så lokaliserede data, der kan opdateres og sammenlignes over tid.

Et væsentligt aspekt er rollen for samarbejde mellem offentlig forskning og industri. Årlig overvågning i South Orkneys er også baseret på et norsk fiskerifirmas villighed til at støtte regelmæssige kampagner, så længe den kommercielle aktivitet i det sydlige Ocean fortsætter. I 2023 stillede Aker Biomarine Antarctic Provider og besætningen til rådighed for undersøgelsen. Denne model eliminerer ikke behovet for videnskabelig uafhængighed og gennemsigtighed, men den peger på en retning: I marine forsyningskæder med høj miljøeksponering afhænger legitimitet i stigende grad af produktionen af ​​fælles bevismateriale.

Forsigtighed er fortsat nødvendig. Observationerne fra 2023 præsenteres som foreløbige resultater, nogle morfometriske analyser er endnu ikke færdiggjort, og driftsforholdene har påvirket nogle af aktiviteterne. Tåge, hav, vind, begrænsninger ombord og antarktisk logistik minder os om, at automatisering ikke eliminerer usikkerhed. Den reducerer den, dokumenterer den og gør den mere håndterbar. Dette er en væsentlig forskel, fordi forsigtighedsstyring ikke kræver perfekte data, men data, der er pålidelige nok til at træffe beslutninger, før ubalancer bliver irreversible.

For industrien er budskabet klart. Bæredygtigheden af ​​antarktisk krill vil ikke kun afhænge af at overholde en fangstgrænse, men også af evnen til at integrere biomasse, dyreadfærd, oceanografi og fiskeri I en dynamisk ramme. I denne forstand er South Orkneys ved at blive et laboratorium for industriel transformation: fiskeri er ikke længere blot reguleret udvinding, men en kontinuerlig øvelse i viden, hvor konkurrencefordele i stigende grad falder sammen med kvaliteten af ​​overvågningen, dataenes troværdighed og evnen til at tilpasse beslutninger til økosystemets kompleksitet.

Her er tre indsigter, som måske interesserer dig:

Fiskerikrisen i Senegal har nået skræmmende proportioner
Trawlfiskeri koster Europa 90 gange profitten
Beskyttelse af antarktiske farvande og fremtiden: Krillforskning