Op de Zuidelijke Orkney-eilanden transformeren echoloodsystemen, drones en satelliettelemetrie de monitoring van het mariene milieu tot een instrument voor natuurbehoud en -beheer.

Seizoensgebonden vangsten van Antarctische krill laten een progressieve concentratie van volumes en een grotere aanwezigheid van bepaalde vloten zien: daarom verschuift het visserijbeheer naar sensoren aan boord, routecontrole en geïntegreerde analyse van milieugegevens (Grafiek: Institute of Marine Research/CCAMLR.org). De toekomst van de Antarctische visserij is steeds minder afhankelijk van netten en steeds meer van de kwaliteit van de gegevens. In de Zuidelijke Oceaan, waar de Antarctische krill Als industriële, ecologische en geopolitieke hulpbron is het meten van biomassa, verspreiding, demografische samenstelling en interacties met roofdieren een technische vereiste voor het beheren van economische activiteiten in een extreme omgeving. De sleutel is niet alleen weten hoeveel krill er aanwezig is, maar ook begrijpen waar het zich concentreert, wanneer het zich verplaatst, welke soorten het als voedsel gebruiken en in hoeverre de visserij overlapt met de foerageergebieden van walvissen, zeehonden en pinguïns.

Het rapport van 2023 van deInstituut voor Marien Onderzoek Een Noorse studie over de Zuid-Orkney-eilanden beschrijft deze transformatie. Sinds 2011 voert het instituut jaarlijkse monitoring uit langs vijf vaste transecten in subgebied 48.2 van de Commissie voor het behoud van Antarctische mariene levende hulpbronnen (CCAMLR). Dit ogenschijnlijk repetitieve werk is in feite strategisch: herhaling maakt het mogelijk om tijdreeksen op te stellen, waardoor de onzekerheid afneemt en de dynamiek van een commerciële hulpbron gekoppeld kan worden aan de gezondheid van het ecosysteem dat deze ondersteunt.

De economische context verklaart waarom deze cijfers van belang zijn. De krillvisserij op Antarctica begon begin jaren zeventig en bereikte een piek eind jaren tachtig, met vangsten tot wel 500.000 ton per jaar. In het zuidwesten van de Zuid-Atlantische Oceaan is de jaarlijkse voorzorgslimiet, vastgesteld door CCAMLR, 620.000 ton, ook wel het "drempelniveau" genoemd. In het seizoen 2021/22 bedroeg de totale vangst 415.510 ton: 35% in deelgebied 48.1, 46% in 48.2, 19% in 48.3 en nul in 48.4. De Noorse industrie was goed voor 72% van het totaal, gevolgd door China, Zuid-Korea, Chili en Oekraïne.

Deze cijfers beschrijven niet alleen een toeleveringsketen. Ze onthullen een systeem waarin wetenschappelijk onderzoek, internationale regelgeving, de voedingsmiddelen-, nutraceutische en diervoederindustrie en de bescherming van het mariene milieu nu onderling afhankelijk zijn. Twee grootschalige akoestische onderzoeken schatten de totale krillbiomassa in 2019 op 62,6 miljoen ton voor de visgebieden 48.1–48.4, een waarde die vergelijkbaar wordt geacht met de synoptische schatting uit 2000 van 60,3 miljoen ton. De schijnbare stabiliteit op grote schaal sluit echter de noodzaak van lokale controlemaatregelen niet uit, omdat krill zich in zwermen verzamelt, reageert op variabele oceanografische omstandigheden en zich voedt met roofdieren die afhankelijk zijn van zeer specifieke ruimtelijke en temporele periodes.

Vijf dwarsdoorsneden transformeren de oceaan in een raster.

De campagne van 2023 werd uitgevoerd met het vrachtschip. Antarctische leverancierDe expeditie vertrok op 23 januari vanuit Puerto Williams en arriveerde op 24 februari in Montevideo. Het bemonsteringsplan omvatte 60.360 vierkante kilometer water rond de Zuidelijke Orkney-eilanden, met vijf parallelle transecten van noord naar zuid en een kleine extra laag langs de rand van het continentaal plat, goed voor 2.368 vierkante kilometer, waar zich historisch gezien veel vangsten hebben geconcentreerd. Dit is geen onbelangrijk detail: de rand van het continentaal plat en de onderzeese canyons zijn gebieden waar de bodemtopografie, de stroming en de beschikbaarheid van voedingsstoffen dichte concentraties kunnen bevorderen.

Technologisch gezien combineert de campagne verschillende instrumenten. Aan boord van de Antarctic Provider werden Simrad EK80- en EK60-echoloodsystemen gebruikt die op meerdere frequenties werken, van 18 tot 200 kilohertz, om akoestische gegevens te verzamelen tot een diepte van 600 meter. De echoloodsystemen werden gekalibreerd op Signy Island met behulp van de standaardbolmethode, terwijl de nominale snelheid van het schip tijdens de metingen 10 knopen bedroeg. Het akoestische signaal wordt niet geïnterpreteerd als een eenvoudig beeld van de zeebodem: het wordt gefilterd, geclassificeerd en omgezet in biomassadichtheid met behulp van erkende protocollen, waarbij krill wordt onderscheiden van andere biologische doelen.

Parallel daaraan werden akoestische en oceanografische meetboeien met hydrofoons, echoloodsystemen, akoestische Doppler-stroomprofielmeters en CTD-sensoren voor temperatuur en zoutgehalte ingezet. Het resultaat is een gelaagde observatieketen: het schip meet langs de transecten, de meetboeien registreren gegevens over tijd, netbemonstering verifieert de biologische samenstelling en hydrografische sensoren koppelen de waargenomen verdelingen aan de fysieke omstandigheden van de waterkolom. Volgens de operationele logica die uit de monitoring naar voren komt,

"De waarde komt niet van één enkele sensor, maar van de integratie van akoestische metingen, biologische bemonstering, oceanografische profielen en waarnemingen van roofdieren. In een afgelegen omgeving zoals de Zuidelijke Oceaan vermindert deze architectuur de afhankelijkheid van incidentele onderzoeken en maakt het mogelijk om een ​​wetenschappelijke campagne om te zetten in een herhaalbare kennisinfrastructuur, die zowel nuttig is voor preventief beheer als voor het beoordelen van de impact van commerciële activiteiten."

De biomassa verandert op verschillende schaal tussen het continentaal plat en de oceaan.

Voorlopige resultaten bevestigen het belang van de schaal. In 2023 werden de hoogste akoestische waarden die aan krill werden toegeschreven, waargenomen rond platformrand In het noordelijke deel van het onderzochte gebied werden lagere waarden gevonden dan eerder waargenomen, met name in de canyons. De schatting voor de laag aan de rand van het continentale plat geeft een dichtheid aan van 202,9 gram per vierkante meter en een biomassa van 0,48 miljoen ton. Voor de gehele laag is de geschatte dichtheid 36,7 gram per vierkante meter, met een biomassa van 2,21 miljoen ton en een hoge variatiecoëfficiënt, wat wijst op een ongelijkmatige ruimtelijke verdeling.

Deze heterogeniteit is cruciaal voor het beheer. Een totale biomassa kan overvloedig lijken, maar de werkelijke ecologische beschikbaarheid hangt af van de concentratie ervan in gebieden die toegankelijk zijn voor roofdieren en tegelijkertijd voor vissersschepen. Als zeer dichte zwermen zich op enkele plekken concentreren, neemt het risico op overlapping toe. Dit is waar technologische innovatie een regulerende waarde krijgt: het levert niet alleen wetenschappelijke gegevens op, maar biedt ook een operationeel lexicon voor het bespreken van quota, gebieden, seizoenen, voorzorgsdrempels en de verenigbaarheid met natuurbehoud.

Biologische bemonstering bevestigt deze bevinding. Tijdens de campagne werden 27 sleepnetstations voltooid, waarvan er één vanwege slecht weer slechts tot 90 meter diepte werd bemonsterd. De totale vangst werd gedomineerd door euphausiaceae (40,0%), amfipoden (28,3%) en salema's (25,6%). Vier soorten euphausiaceae werden geïdentificeerd, waaronder Euphausia superbaAntarctische krill in de strikte zin van het woord. De soort was aanwezig op 24 stations, maar 96,7 procent van het totale E. superba-monster was geconcentreerd op station B2, een cijfer dat laat zien hoe gepolariseerd de verspreiding kan zijn.

De demografische structuur is ook significant. De gemiddelde lengte van de gemeten exemplaren was 45,79 millimeter, met een standaardafwijking van 5,4 millimeter en een spreiding van 24 tot 59 millimeter. De samenstelling werd gedomineerd door juvenielen en subadulten: juvenielen vertegenwoordigden 14,8 procent, subadulten FIIB-vrouwtjes 23,2 procent, FIIIA-vrouwtjes 11,5 procent en subadulten MIIA2-mannetjes 13,7 procent. Volwassen MIIIB-mannetjes waren ook aanwezig, goed voor 13,9 procent, en drachtige vrouwtjes werden aangetroffen op enkele locaties in het noordwesten en zuidoosten.

De oceanografische component voegt een extra interpretatielaag toe. De CTD-profielen op de sleepkabel detecteerden een thermocline op ongeveer 50-60 meter diepte bij de meeste stations, oplopend tot 100 meter bij stations A4 en A5, terwijl er geen duidelijke thermocline werd waargenomen bij stations B1, B3, D3 en D4. Voor een soort die in de waterkolom leeft, zijn temperatuur, zoutgehalte en stratificatie geen randvoorwaarden: ze bepalen het leefgebied, de beschikbaarheid van energie en de kans op aggregatie.

Drones en telemetrie verbinden walvissen, zeehonden en pinguïns met elkaar.

Het meest innovatieve aspect van de campagne van 2023 is de uitbreiding van de monitoring tot buiten de commerciële visbestanden. Observaties van zeeroofdieren werden overdag langs de transecten uitgevoerd, met speciaal daarvoor aangewezen operators op de brug. De omstandigheden waren gemiddeld, met zee, wind en mist die het zicht beperkten. Desondanks werden 570 vinwalvissen, 46 Antarctische pelsrobben, 30 bultwalvissen en 177 niet-geïdentificeerde walvissen waargenomen. Dit is geen bijkomstigheid: walvissen zijn niet alleen indicatoren van biodiversiteit, maar ook belangrijke consumenten van krill.

Tussen 28 januari en 10 februari, vanaf het schip Antarctische uithoudingsvermogen Er werd ook een proefproject met drones uitgevoerd om de grootte en lichaamsconditie van de walvissen te schatten. Het primaire platform was een Freefly Alta 6 met een 24-megapixel Sony A6000-camera, een videocamera voor het detecteren van dieren, een Lightware SF 11-C laserhoogtemeter en een GoPro Fusion 360-graden camera. Ook werd een DJI Mavic 2 Enterprise Dual gebruikt. Verticale beelden werden verwerkt met het Python-pakket Morphometrix, waarmee lengte, breedte en andere lichaamsmaten kunnen worden geschat door pixels om te zetten naar reële eenheden met behulp van hoogtegegevens.

Het project leverde 1.314 beelden op die geschikt werden geacht voor morfometrische metingen en individuele identificatie. De onderzoekers identificeerden 43 walvissen, waaronder 12 bultrugwalvissen en 31 vinwalvissen. De volledige analyses waren ten tijde van dit rapport nog niet afgerond, maar voorlopige gegevens wezen op een grote variatie in lichaamsgrootte en de aanwezigheid van moeder-kalfparen bij beide soorten. Een voorbeeldfoto, genomen vanaf 46,7 meter diepte, schatte de lengte van een vinwalvis op 21,6 meter, de maximale breedte op 2,7 meter en het volume op 64,6 kubieke meter, met een geschat gewicht van ongeveer 64 ton.

Deze metingen openen een interessant nieuw terrein voor de milieudata-industrie. Als krillbiomassa de voedselvoorraad beschrijft, helpt walvismorfometrie bij het inschatten van de energiebehoefte van consumenten. De combinatie van echoloodmetingen, luchtfotogrammetrie en transectbemonstering kan daarom robuustere modellen opleveren van de krillconsumptie door belangrijke soorten, met name vin- en bultwalvissen. Dit is geen academische oefening: in een systeem dat wordt beheerd door voorzorgslimieten, is inzicht in de ecologische vraag net zo essentieel als het meten van de commerciële beschikbaarheid.

Een autonoom voertuig op Powell Island.

Voor onderzoekers die zich bezighouden met het monitoren van ecosystemen,

De uitdaging is om van een op hulpbronnen gerichte visie over te stappen naar een functioneel begrip van de relaties tussen prooi, roofdieren en menselijke activiteiten. Krill is niet zomaar een biomassa die geschat moet worden, maar een schakel in een voedselweb: wanneer visserij, walvissen en pinguïns zich in dezelfde gebieden en op dezelfde tijdstippen verzamelen, worden ruimtelijke gegevens een instrument om te bemiddelen tussen productie, natuurbehoud en internationale verantwoordelijkheid.

Het onderzoek naar kinbandpinguïns voegt een nieuw puzzelstukje toe. Vanwege vertragingen op de scheepvaart en slecht weer werd het oorspronkelijke plan aangepast en vertrok het team op 6 januari 2023 naar Powell Island. Dankzij eerdere kennis over foerageergedrag kon een autonoom oppervlaktevaartuig worden ingezet. ZeilboeiIn het gebied waar pinguïns zich naar verluidt voedden, werd een systeem geïnstalleerd. Uitgerust met een echolood en geleid door satellieten, bleef het systeem 21 dagen op zijn plaats en verzamelde het akoestische gegevens over de dichtheid en verspreiding van krill, ondanks de barre weersomstandigheden.

In de toekomst zou deze architectuur kunnen bijdragen aan het bijna realtime monitoren van het succes van pinguïns bij het vinden van voedsel, in verhouding tot de hoeveelheid prooien in hun foerageergebied. Dit is een belangrijke conceptuele stap: de dieren worden indirect biologische sensoren van het ecosysteem. Satellietzenders op de pinguïns, akoestische gegevens verzameld door de Sailbuoy en informatie over visactiviteiten stellen ons in staat om eventuele ruimtelijk-temporele overlappingen nauwkeuriger te beoordelen dan met traditionele methoden.

Zeebeheer vereist gedeelde normen.

De Noorse campagne illustreert een bredere trend in de blauwe economie: innovatie gaat niet alleen over nieuwe productiemethoden, maar ook over nieuwe observatiemogelijkheden. In het geval van krill maakt technologie het mogelijk om de schaal van de regulering dichter bij die van ecologische processen te brengen. Visserijen opereren in specifieke gebieden, tijdens specifieke seizoenen en op gelokaliseerde concentraties; effectief beheer moet daarom gebaseerd zijn op eveneens gelokaliseerde gegevens die in de loop der tijd kunnen worden bijgewerkt en vergeleken.

Een belangrijk aspect is de rol van samenwerking tussen publiek onderzoek en de industrie. De jaarlijkse monitoring in de Zuidelijke Orkney-eilanden is mede gebaseerd op de bereidheid van een Noors visbedrijf om regelmatige campagnes te ondersteunen zolang de commerciële activiteiten in de Zuidelijke Oceaan voortduren. In 2023 leverde Aker Biomarine Antarctic Provider en de bemanning voor het onderzoek. Dit model sluit de noodzaak van wetenschappelijke onafhankelijkheid en transparantie niet uit, maar wijst wel een richting aan: in maritieme toeleveringsketens met een hoge blootstelling aan het milieu, hangt legitimiteit steeds meer af van het gezamenlijk produceren van bewijsmateriaal.

Voorzichtigheid blijft geboden. De waarnemingen uit 2023 worden gepresenteerd als voorlopige resultaten, sommige morfometrische analyses moeten nog worden voltooid en operationele omstandigheden hebben invloed gehad op een aantal activiteiten. Mist, zee, wind, beperkingen aan boord en de logistiek in Antarctica herinneren ons eraan dat automatisering onzekerheid niet elimineert. Het vermindert onzekerheid, documenteert deze en maakt deze beter beheersbaar. Dit is een wezenlijk verschil, omdat voorzorgsbeleid geen perfecte gegevens vereist, maar gegevens die betrouwbaar genoeg zijn om beslissingen te nemen voordat onevenwichtigheden onomkeerbaar worden.

Voor de sector is de boodschap duidelijk. De duurzaamheid van Antarctische krill hangt niet alleen af ​​van het halen van een vangstlimiet, maar ook van het vermogen om te integreren. biomassa, diergedrag, oceanografie en visserij In een dynamisch kader. In die zin worden de Zuid-Orkney-eilanden een laboratorium voor industriële transformatie: visserij is niet langer louter gereguleerde winning, maar een voortdurende oefening in kennis, waarbij concurrentievoordeel steeds meer samenvalt met de kwaliteit van de monitoring, de betrouwbaarheid van de gegevens en het vermogen om beslissingen aan te passen aan de complexiteit van het ecosysteem.

Hier zijn drie inzichten die u wellicht interesseren:

De visserijcrisis in Senegal heeft angstaanjagende proporties aangenomen
Trawlvisserij kost Europa 90 keer de winst.
Antarctische wateren en de toekomst beschermen: onderzoek naar krill