识别海水鱼类养殖的潜在适宜区域和高产区对于海洋空间资源的合理使用和全球粮食安全保障至关重要。在生理模型（热生长性能模型）中纳入海洋环境的时空异质性是实现这一目标的潜在有效方法。
为了准确量化海水养殖鱼类的生长速率并绘制全球潜在海水养殖区，本研究考虑了两个关键问题：①使用非线性模型来计算海洋鱼类的生长速率（图1A），相比于简化的TPCs，该模型能更准确地描述海水养殖物种的热生长性能。②在绘制潜在的全球海水养殖区时，我们将深度可调节的海水养殖模式整合到评估体系中，海水养殖网箱可以在不同深度之间进行调节，从而使海水养殖活动能够有效利用海洋环境的时空异质性（图1B）。本研究为全球27种重要经济鱼类构建热生长性能模型，并整合海洋环境异质性，识别潜在海洋养殖适宜区和高产区。
图1. 基于热生长性能评估全球海水养殖鱼类潜在适宜区和高产区
(a)热生长性能曲线；(b) 通过调整网箱深度可以获得适宜的海水养殖环境
在气候变化情景下，海水养殖鱼类的潜在适宜区和高产区面积将逐渐增加（图2）。到2050年，SSP1-2.6和SSP5-8.5情境下的适宜区面积将分别增加至（8.44 ± 0.41）× 106（比当前面积增加2.55%）和（8.63 ± 0.42）× 106 km2（比当前面积增加5.47%）。高产区面积将分别增加到（6.12 ± 0.12）× 106（与当前面积相比增加5.59%）和（6.30 ± 0.15）× 106 km2（与当前面积相比增加7.87%）。
图2. 全球海水养殖鱼类潜在适宜区和高产区的面积
(a)气候变化影响下，全球海水养殖鱼类潜在适宜区的面积；(b)气候变化影响下，全球海水养殖鱼类潜在高产区的面积
在全球海水养殖鱼类潜在高产区域内，北海、阿根廷东部海域和中国东海具有较高的平均相对生长潜力。在SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下，白令海东北部和纽芬兰岛附近高产区的平均相对生长潜力将增加，阿根廷东部海域的平均相对生长潜力降低。到2050年，黄海、东海、越南南部水域和印度尼西亚水域的平均相对生长潜力增加（图3）。
图3. 海水养殖鱼类的潜在高产区及平均相对生长潜力对气候的响应
(a)当前条件下海水养殖鱼类的潜在高产区和平均相对生长潜力；(b–m)在气候变化背景下，潜在高产区域内海水养殖物种的平均相对生长潜力的变化
不同物种的潜在养殖适宜区和高产区对气候变化的响应不同（图4）。暖水性鱼类受其不同种类间复杂的热生态位差异等因素而产生不同响应模式。温水性鱼类的养殖区域面积预计将呈现下降或相对稳定的趋势。相比之下，冷水性鱼类预计将从气候变化中受益。
图4. 不同鱼类潜在海水养殖适宜区和高产区对气候变化的响应
本模型整合了海水养殖鱼类生长的非线性温度-生长性能曲线（TPCs）和海洋环境的时空异质性，用于准确评估全球海水养殖鱼类的生长潜力。本研究的TPCs突破了此前研究中简化TPCs固有的局限性。相比之下，深度可调节的海水养殖模式能够更好地利用不同深度和时间下适宜的海洋环境条件。基于整合模型，本研究评估全球海水养殖鱼类的潜在适宜区和高产区，量化区域生长潜力，估算养殖区域面积，并预测各区域生长潜力对气候变化的响应。为全球海水养殖鱼类的高效生产提供了基于生长潜力的关键底图。
本研究以“Mapping Potential High-Yield Areas for Finfish Mariculture Using Physiological Models”为题发表在Engineering（中科院一区，IF=10.1）。于双恩为论文第一作者，董云伟教授为论文通讯作者，海水养殖教育部重点实验室齐鑫教授对本研究作出重要贡献。海水养殖教育部重点实验室为本研究第一单位，自然资源部第三海洋研究所为第二单位。本研究受国家自然科学基金项目（42025604）和中国海洋大学中央高校基本科研业务费专项资金的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.01.023
文章转自：潮声海韵海洋生理生态研究
