Fish and Fisheries

Có sự đồng thuận rộng rãi rằng vấn đề chính đang phải đối mặt với ngành thủy sản toàn cầu là quá nhiều tàu thuyền cạnh tranh với quá ít cá. Thật không may, cũng có thể lập luận rằng có quá nhiều giải pháp được đề xuất và không đủ câu trả lời thực tiễn để cải thiện quản lý thủy sản. Có một sự phân chia ngày càng sâu sắc giữa những người đề xuất các biện pháp kiểm soát quy định thay thế đối với ngư dân, bao gồm việc thiết lập các khu vực rộng lớn vĩnh viễn bị đóng cửa cho hoạt động đánh bắt, và những người lập luận cho việc cải thiện sự đồng bộ hóa của các khuyến khích kết hợp với sự tham gia rộng rãi của người sử dụng tài nguyên trong các quyết định quản lý thủy sản (nói đơn giản, giữa các hệ thống quản trị từ trên xuống và từ dưới lên). Tuy nhiên, mặc dù sự lựa chọn các công cụ chính sách được sử dụng, một kết quả nhất quán là người sử dụng tài nguyên hành xử theo cách mà thường không được các nhà thiết kế của hệ thống quản lý mong muốn. Do đó, trong khi sự không chắc chắn được công nhận rộng rãi như một đặc điểm phổ biến của quản lý thủy sản, cho đến nay hầu hết sự chú ý chỉ tập trung vào một phần của sự không chắc chắn đó - sự không chắc chắn khoa học về tình trạng của các tài nguyên bị khai thác. Ảnh hưởng của sự không chắc chắn được tạo ra từ phía con người trong khoa học và quản lý thủy sản đã nhận được sự chú ý rất ít. Tuy nhiên, sự không chắc chắn do hành vi của người sử dụng tài nguyên không lường trước là rất quan trọng vì nó dẫn đến những hậu quả không tính toán trước và dẫn đến kết quả quản lý không mong muốn. Sử dụng chứng cứ thực nghiệm về hành vi của người sử dụng tài nguyên không lường trước và xem xét các phản ứng hiện tại đối với những kết quả quản lý bất ngờ, chúng tôi xác định các cách tiếp cận khác nhau không chỉ cải thiện khả năng dự đoán hành vi của con người trong các hệ thống thủy sản mà còn xác định các biện pháp quản lý có tính bền vững hơn trước những nguồn không chắc chắn này. Tuy nhiên, trừ khi các yếu tố vi mô tác động đến hành vi con người có thể góp phần vào sự không chắc chắn trong việc thực hiện quy mô vĩ mô được truyền đạt hiệu quả tới các nhà quản lý và được xem xét thường xuyên hơn và một cách sâu sắc hơn, những phản ứng không lường trước đối với các hành động quản lý sẽ tiếp tục làm suy yếu các hệ thống quản lý và đe dọa tính bền vững của ngành thủy sản.

Dự đoán hành vi của ngư dân là cần thiết cho việc quản lý thủy sản thành công. Trong số những khái niệm khác nhau đã được phát triển để hiểu hành vi của từng ngư dân, các mô hình tiện ích ngẫu nhiên (RUMs) đã thu hút sự chú ý đáng kể trong ba thập kỷ qua, và đặc biệt hơn kể từ những năm 2000. Nghiên cứu này nhằm tóm tắt và phân tích thông tin thu thập từ RUMs được sử dụng trong ba thập kỷ qua trên toàn cầu. Một phương pháp đã được phát triển để chuẩn hóa thông tin giữa các nghiên cứu khác nhau và so sánh kết quả của RUM. Các nghiên cứu đã được lựa chọn tập trung vào việc phân bổ nỗ lực đánh bắt. Sáu loại yếu tố hành vi của ngư dân đã được xem xét: sự hiện diện của các tàu khác trong cùng một khu vực đánh bắt, truyền thống, doanh thu dự kiến, mục tiêu loài, chi phí và rủi ro. Các phân tích đã được thực hiện sử dụng ba phương pháp mô hình hóa tuyến tính riêng biệt để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến hành vi của ngư dân trong ba loại đội tàu: đội tàu đánh cá các loài đáy sử dụng thiết bị đánh bắt chủ động, đội tàu đánh cá các loài đáy sử dụng thiết bị đánh bắt thụ động và đội tàu đánh cá các loài pelagic. Ngư dân bị thu hút bởi doanh thu dự kiến cao hơn, truyền thống, mục tiêu loài và sự hiện diện của người khác, nhưng tránh những lựa chọn liên quan đến chi phí lớn. Kết quả cũng cho thấy rằng ngư dân đánh cá các loài đáy sử dụng thiết bị đánh bắt chủ động thường bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi các mẫu mùa vụ trước (dài hạn) so với thông tin mới nhất (ngắn hạn). Cuối cùng, việc so sánh doanh thu dự kiến với các yếu tố hành vi ngư dân khác nêu bật rằng các tàu đánh cá đáy có xu hướng tránh rủi ro và rằng truyền thống cũng như mục tiêu loài ảnh hưởng nhiều hơn đến quyết định của ngư dân so với doanh thu dự kiến.

Các quá trình phụ thuộc mật độ như tăng trưởng, sinh tồn, sinh sản và di chuyển được coi là bù đắp nếu tỷ lệ của chúng thay đổi theo sự biến đổi của mật độ quần thể (hoặc số lượng) sao cho kém phát triển dân số bị chậm lại ở mật độ cao và thúc đẩy sự gia tăng số lượng quần thể ở mật độ thấp. Sự phụ thuộc mật độ bù đắp là rất quan trọng trong quản lý nghề cá vì nó hoạt động nhằm bù đắp tổn thất của các cá thể. Mặc dù khái niệm bù đắp rất dễ hiểu, nhưng nó vẫn là một trong những vấn đề gây tranh cãi nhất trong động lực học quần thể. Những khó khăn phát sinh khi chuyển từ các khái niệm chung sang các quần thể cụ thể. Bù đắp thường được định lượng bằng cách sử dụng một số sự kết hợp của phân tích cá đẻ - cá tuyển dụng, giám sát hiện trường lâu dài hoặc các nghiên cứu can thiệp và mô hình máy tính. Các vấn đề phát sinh do có những hạn chế đối với từng phương pháp này, và những hạn chế này thường xuất phát từ sự không chắc chắn cao liên quan đến các phép đo thực địa. Chúng tôi đưa ra một cách tiếp cận phân cấp để dự đoán và hiểu bù đắp, dao động từ rất chung, sử dụng lý thuyết lịch sử sống cơ bản, đến rất cụ thể, sử dụng các mô hình quần thể chi tiết. Chúng tôi phân tích một cơ sở dữ liệu về cá đẻ - cá tuyển dụng để kiểm tra các dự đoán về bù đắp và dự trữ bù đắp mà xuất phát từ một hệ khung lịch sử sống ba điểm được thiết kế cho cá. Chúng tôi sau đó tóm tắt các ví dụ thực địa về tính phụ thuộc mật độ trong các quá trình cụ thể. Các nghiên cứu giám sát hiện trường lâu dài được chọn, các nghiên cứu can thiệp và các ví dụ về mô hình máy tính sẽ được nêu bật để minh họa cách mà các quá trình phụ thuộc mật độ dẫn đến các phản ứng bù đắp ở mức quần thể. Một số tiến bộ lý thuyết và thực nghiệm cung cấp hy vọng cho tiến bộ trong tương lai về vấn đề bù đắp sẽ được thảo luận. Chúng tôi ủng hộ một cách tiếp cận đối với bù đắp liên quan đến việc hiểu các cơ chế nền tảng ở cấp độ quá trình, lý thuyết lịch sử sống, phân tích cẩn thận dữ liệu thực địa, và mô hình ma trận cũng như dựa trên cá thể. Luôn có các cuộc tranh luận nếu việc định lượng bù đắp không bao gồm một mức độ hiểu biết về các cơ chế nền tảng.

Dự đoán tác động của sự ấm lên và axit hóa đại dương đối với hệ sinh thái biển đòi hỏi một góc nhìn tiến hóa, vì đối với hầu hết các loài biển, những thay đổi môi trường này sẽ diễn ra qua nhiều thế hệ. Việc thích nghi thông qua tính linh hoạt hình thái và thích nghi qua chọn lọc di truyền có thể giúp quần thể của một số loài đối phó với các đại dương trong tương lai ấm hơn và có độ axit cao hơn. Các loài sinh vật sống trên rạn san hô được dự đoán sẽ là một trong những loài dễ bị tổn thương nhất trước biến đổi khí hậu bởi vì chúng sống gần giới hạn nhiệt độ tối ưu của mình. Tuy nhiên, lịch sử tiến hóa của chúng có thể chỉ ra rằng chúng sở hữu những sự thích nghi cho phép chúng đối phó với môi trường có nồng độ CO₂ cao. Ở đây, chúng tôi sẽ khám phá lịch sử tiến hóa của cá rạn và cách mà lịch sử của chúng đã hình thành những sự thích nghi sinh lý ứng phó với nhiệt độ môi trường và nồng độ pCO₂. Chúng tôi khảo sát các môi trường nhiệt độ và CO₂ hiện tại mà các loài cá rạn san hô đang trải qua và tóm tắt các nghiên cứu thực nghiệm đã kiểm tra cách chúng phản ứng với nhiệt độ tăng cao và các mức pCO₂ cao. Chúng tôi sau đó xem xét bằng chứng về sự thích ứng và tiến hóa đối với sự ấm lên và axit hóa đại dương được dự đoán. Thực tế, các nghiên cứu mới đã chứng minh tiềm năng cho tính linh hoạt qua nhiều thế hệ và biến thể di truyền có thể di truyền sẽ cho phép một số loài cá duy trì hiệu suất khi các đại dương ấm lên và trở nên axit hơn. Chúng tôi kết luận bằng cách phác thảo các phương pháp quản lý – đặc biệt là những biện pháp có thể giúp bảo tồn sự biến thiên di truyền bằng cách duy trì quy mô quần thể – nhằm tăng cường khả năng thích nghi di truyền với biến đổi khí hậu.

Sự sụp đổ của nghề cá gây ra thiệt hại kinh tế và sinh thái đáng kể, nhưng các biện pháp quản lý thông thường thường thất bại trong việc ngăn chặn khai thác quá mức. Giới hạn chiều dài tối thiểu có lẽ là quy định đánh cá phổ biến nhất được sử dụng trong cả nghề cá thương mại và giải trí, nhưng lợi ích bảo tồn của chúng có thể bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ chết cuốn theo của cá bị đánh bắt và thả lại dưới chiều dài hợp pháp. Chúng tôi đã xây dựng một mô hình máy tính để đánh giá cách mà tỷ lệ chết cuốn theo có thể ảnh hưởng đến hiệu quả bảo tồn của các quy định về chiều dài tối thiểu. Chúng tôi đã đánh giá hiệu suất chính sách trên hai loại lịch sử sinh học cá khác nhau: loài ngắn sống có năng suất cao (SLHP) và loài dài sống có năng suất thấp (LLLP). Đối với các loại lịch sử sống này, tỷ lệ tử vong do đánh bắt và các giới hạn chiều dài tối thiểu mà chúng tôi xem xét, các giới hạn chiều dài một mình nói chung không đạt được tính bền vững khi tỷ lệ chết cuốn theo vượt quá khoảng 0,2 đối với loài SLHP và 0,05 đối với loài LLLP. Tại các mức tỷ lệ chết cuốn theo này, việc giảm tỷ lệ tử vong tổng thể do đánh bắt (ví dụ: giảm cường độ đánh bắt) là cần thiết để ngăn chặn việc khai thác quá mức nguồn giống nếu tỷ lệ tử vong do đánh bắt cao. Tương tự, tỷ lệ chết cuốn theo tương đối thấp (>0,05) khiến năng suất tối đa không thể đạt được và gây ra sự thay đổi đáng kể trong hình dạng của các bề mặt phản ứng năng suất. Phân tích hiệu quả nghề cá cho thấy rằng các giới hạn chiều dài làm cho các nghề cá mô phỏng kém hiệu quả hơn, có thể khiến loài mục tiêu và hệ sinh thái chịu tác động tiêu cực lớn hơn từ quá trình đánh bắt. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng đối với những nghề cá bị khai thác quá mức với tỷ lệ chết cuốn theo trung bình đến cao, các biện pháp giảm tỷ lệ tử vong do đánh bắt sẽ là cần thiết để đạt được các mục tiêu quản lý. Các nhà quản lý tài nguyên nên xem xét cẩn thận các tác động của các nguồn tử vong ẩn (ví dụ: tử vong cuốn theo) đến tính bền vững của nghề cá, đặc biệt là trong nghề cá giải trí nơi tỷ lệ thả cá cao và cường độ nỗ lực đang gia tăng ở nhiều khu vực trên thế giới.

Các chương trình tái thả rái cá (Castor spp) có thể hỗ trợ phục hồi các môi trường sống nước ngọt, cung cấp một phương tiện cải thiện điều kiện sinh thái bền vững và tiết kiệm chi phí. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu, thảo luận và tư vấn, nhưng có một sự đồng thuận chung về tác động của rái cá đối với cá vẫn khó đạt được do sự biến đổi trong phản ứng sinh học. Bài báo này cung cấp một đánh giá hệ thống về tác động của các đập rái cá lên cá và môi trường sống của chúng dựa trên một phân tích tổng hợp tài liệu và ý kiến chuyên gia. Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào Bắc Mỹ (88%). Những lợi ích được trích dẫn nhiều nhất từ các đập rái cá là tăng tính đa dạng của môi trường sống, môi trường nuôi dưỡng và tránh lạnh, và sự sản xuất động vật không có xương sống. Các tác động tiêu cực thường được trích dẫn nhất là việc cản trở sự di chuyển của cá do đập, sự lấp bùn của môi trường đẻ trứng và mực oxy thấp trong các ao. Lợi ích (184) được trích dẫn thường xuyên hơn chi phí (119). Các tác động có sự biến đổi theo không gian và thời gian và khác nhau giữa các loài. Đa số 49 chuyên gia Bắc Mỹ và châu Âu đều coi rái cá có tác động tích cực tổng thể lên quần thể cá, thông qua ảnh hưởng của chúng đến sự phong phú và năng suất. Các tác động tiêu cực được nhận thức liên quan đến sự di chuyển của các sinh vật dưới nước trong các dòng suối nhánh, bao gồm các loài cá hồi di cư lên và xuống, cũng như sự sẵn có của các môi trường đẻ trứng phù hợp.

Câu cá giải trí trên biển (MRF) là một hoạt động có mức độ tham gia cao với giá trị kinh tế lớn và lợi ích xã hội toàn cầu, và nó có tác động đến một số nguồn cá. Mặc dù việc báo cáo sản lượng câu cá MRF là yêu cầu theo luật pháp của Liên minh châu Âu, nhưng ước tính chỉ có sẵn cho một số nước. Tại đây, dữ liệu về số lượng ngư dân, tỷ lệ tham gia, số ngày câu, chi tiêu và sản lượng của hai loài mục tiêu phổ biến đã được tổng hợp để cung cấp các ước tính về MRF ở châu Âu và đặt trong bối cảnh toàn cầu. Đánh giá về độ không chắc chắn là không khả thi do thiếu sót trong kiến thức về phân bố lỗi; thay vào đó, một đánh giá thiên lệch bán định lượng đã được thực hiện. Có khoảng 8.7 triệu ngư dân câu cá giải trí biển ở châu Âu tương ứng với tỷ lệ tham gia là 1.6%. Ước tính có 77.6 triệu ngày câu đã được thực hiện và chi tiêu hàng năm lên tới 5.9 tỷ euro. Sự tham gia, số lượng ngư dân, số ngày câu và chi tiêu đều cao hơn ở Đại Tây Dương so với Địa Trung Hải, nhưng các ước tính của Địa Trung Hải nhìn chung ít chắc chắn hơn. So sánh với các khu vực khác cho thấy tỷ lệ tham gia và chi tiêu của MRF ở châu Âu nằm trong khoảng giữa, với tỷ lệ tham gia cao hơn tại Châu Đại Dương và Hoa Kỳ, chi tiêu cao hơn ở Hoa Kỳ, và tỷ lệ tham gia và chi tiêu thấp hơn tại Nam Mỹ và Châu Phi. Đối với cả hai nguồn cá chẽm biển Bắc châu Âu (Dicentrarchus labrax, Moronidae) và cá tuyết Baltic Tây (Gadus morhua, Gadidae), MRF chiếm 27% tổng lượng khai thác. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của MRF và sự cần thiết phải thu thập dữ liệu chuyên biệt, thường xuyên và có độ tin cậy thống kê để hỗ trợ quản lý nghề cá ở châu Âu. Các giải pháp được đề xuất cho việc thu thập dữ liệu MRF trong tương lai ở châu Âu và các khu vực khác nhằm hỗ trợ quản lý nghề cá bền vững.

Các vụ tràn hóa chất tập trung đã được chứng minh là có tác động tiêu cực đến quần thể cá và thậm chí gây ra sự tuyệt chủng tại các khu vực cụ thể. Tuy nhiên, việc đánh giá tác động ở cấp độ quần thể do tiếp xúc với nồng độ dưới ngưỡng gây chết là rất phức tạp và bị ảnh hưởng bởi các áp lực môi trường khác. Việc áp dụng các biện pháp tác động được rút ra từ các nghiên cứu tiếp xúc hóa chất trong phòng thí nghiệm vào tác động trên quần thể cá hoang dã bị hạn chế bởi sự không chắc chắn về cách các biện pháp phản ứng sinh hóa (các dấu hiệu sinh học) chuyển đổi thành các kết quả sức khỏe, thiếu dữ liệu có sẵn cho các trạng thái tiếp xúc mãn tính và nhiều vấn đề không chắc chắn trong các mô hình quần thể cá hiện có. Hơn nữa, cá hoang dã cho thấy tính biến đổi kiểu hình và có thể xảy ra những điều thích nghi địa phương làm tăng sự biến đổi theo địa lý và thời gian về phản ứng. Những yếu tố ở cấp độ quần thể như vậy hiếm khi được xem xét trong quá trình đánh giá rủi ro hóa chất và có thể chỉ được rút ra từ các nghiên cứu trên cá hoang dã. Các công nghệ phân tử, bao gồm định danh vi vệ tinh và gen SNP, và RNASeq cho các nghiên cứu biểu hiện gen, đang nâng cao hiểu biết của chúng ta về các cơ chế phản ứng sinh thái độc, khả năng chịu đựng, thích nghi và chọn lọc trong các quần thể hoang dã. Chúng tôi xem xét một cách nghiêm túc ứng dụng của những cách tiếp cận này với các ví dụ bao gồm việc sử dụng vi vệ tinh đã xác định các quần thể roach (Rutilus rutilus) sống trong các con sông bị ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt mà vẫn duy trì tự nhiên, và các nghiên cứu về stickleback (Gasterosteus aculeatus) và killifish (Fundulus heteroclitus) đã xác định các vùng gen bị chọn lọc có khả năng liên quan đến khả năng chịu ô nhiễm. Việc tích hợp dữ liệu về các tác động sinh học giữa các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quần thể hoang dã, cũng như xây dựng sự hiểu biết về phản ứng thích nghi với sự tiếp xúc dưới ngưỡng gây chết là một số khu vực nghiên cứu ưu tiên để đánh giá hiệu quả hơn về rủi ro và khả năng phục hồi của quần thể trước sự tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm.

Gần 40% hải sản được trao đổi thương mại trên toàn cầu và một tỷ lệ còn lớn hơn bị ảnh hưởng bởi thương mại quốc tế, tuy nhiên các nghiên cứu về nghề cá biển chủ yếu tập trung vào các xu hướng toàn cầu về trữ lượng và sản lượng đánh bắt, hoặc vào động lực của từng nghề cá riêng lẻ, với sự chú ý hạn chế cho mối liên kết giữa các nghề cá cá nhân, thương mại toàn cầu và người tiêu dùng ở xa. Bài viết này xem xét tính hữu ích của giá cá như một tín hiệu phản hồi cho người tiêu dùng về tình trạng của nghề cá và hệ sinh thái biển. Chúng tôi cho rằng bản chất hiện tại của hệ thống nghề cá và thị trường toàn cầu ngăn cản việc truyền tín hiệu giá từ nghề cá nguồn đến người tiêu dùng. Chúng tôi đề xuất một số cơ chế phối hợp làm yếu tín hiệu giá, và trình bày một ví dụ - cá bacalao Biển Bắc - để chỉ ra cách thức các cơ chế này có thể được thử nghiệm. Việc thiếu phản hồi giá đáng tin cậy cho người tiêu dùng đặt ra thách thức cho việc quản lý nghề cá bền vững. Do đó, chúng tôi đề xuất ba phương pháp bổ sung để giải quyết vấn đề phản hồi còn thiếu: (i) tăng cường luồng thông tin thông qua việc cải thiện khả năng truy vết và sự hiện diện của từng ngư dân đến người tiêu dùng, (ii) tận dụng các cấu trúc thương mại hải sản đang thay đổi và (iii) vượt qua và bổ sung các cơ chế thị trường bằng cách nhắm trực tiếp vào công dân và các tác nhân chính trị về các vấn đề môi trường biển thông qua các chiến dịch quảng bá và thông tin. Mỗi chiến lược này đều có hạn chế và do đó cần được thực hiện đồng thời để giải quyết thách thức về tính bền vững trong nghề cá biển toàn cầu.

Ngày càng có nhiều yêu cầu về việc truy xuất nguồn gốc của cá và các sản phẩm từ cá, cả nhằm bảo vệ người tiêu dùng và để thi hành quy định, đặc biệt là liên quan đến việc đánh bắt cá bất hợp pháp, không báo cáo và không được quản lý (IUU). Đánh bắt IUU là một vấn đề nghiêm trọng trên toàn cầu và là một trong những trở ngại chính trong việc đạt được nền thủy sản bền vững thế giới. Các dấu hiệu di truyền được sử dụng để xác định loài và quần thể trong sinh học thủy sản và có thể được sử dụng để hỗ trợ các cuộc điều tra và ngăn chặn đánh bắt IUU và gian lận thực phẩm. Bài báo này xem xét sự phát triển và ứng dụng của các kỹ thuật di truyền pháp y không phải con người với mục đích xác định loài, phân bổ quần thể và truy xuất chuỗi cung ứng trong ngành thủy sản toàn cầu. Các vấn đề chính trong việc chuyển giao từ nghiên cứu học thuật sang các phương pháp pháp y được xác thực được trình bày, làm nổi bật sự khác biệt trong cách dữ liệu được sản xuất và diễn giải. Sự gia tăng nhanh chóng trong việc sản xuất dữ liệu gen và tiềm năng trong tương lai cho độ phân giải không gian cao hơn của các stock cá được thảo luận song song với các hạn chế sinh học và thực tiễn trong việc sử dụng các dấu hiệu DNA để thi hành luật trong ngành thủy sản.