Марикультура , иногда называемая морским земледелием или морской аквакультурой , [1] — это специализированная отрасль аквакультуры ( которая включает пресноводную аквакультуру), включающая выращивание морских организмов для производства продуктов питания и других продуктов животного происхождения на закрытых участках открытого океана ( шельфовая марикультура ), рыбные фермы , построенные в прибрежных водах (прибрежное марикультура) или в искусственных резервуарах , прудах или водоемах , заполненных морской водой (береговое марикультура). Примером последнего является выращивание морской рыбы , включая рыбу и моллюсков , таких как креветки , или устриц и морских водорослей в прудах с морской водой. К непищевым продуктам, производимым марикультурой, относятся: рыбная мука , питательный агар , ювелирные изделия (например, культивированный жемчуг ) и косметика .
Подобно выращиванию водорослей , моллюсков можно выращивать разными способами: на веревках, в мешках или клетках или непосредственно на (или внутри) приливно-отливного субстрата. Марикультура моллюсков не требует использования кормов или удобрений, а также инсектицидов или антибиотиков, что делает аквакультуру моллюсков (или «марикультуру») самоподдерживающейся системой. [2] Моллюсков также можно использовать в методах выращивания нескольких видов , где моллюски могут утилизировать отходы, образующиеся организмами более высокого трофического уровня .
После испытаний в 2012 году [3] в заливе Флиндерс , Западная Австралия, было создано коммерческое «морское ранчо» для выращивания морских ушек . Ранчо основано на искусственном рифе , состоящем из 5000 (по состоянию на апрель 2016 года [update]) отдельных бетонных блоков, называемых абитатами ( местами обитания морских ушек ). На абитатах массой 900 кг (2000 фунтов) может разместиться по 400 морских ушек каждый. Риф засеян молодыми морскими ушками из берегового инкубатория .
Морское ушко питается морскими водорослями, которые естественным образом растут в местах обитания; Обогащение экосистемы залива также приводит к росту численности дхуфиша , горбуша , губана , рыбы-самсона и других видов.
Брэд Адамс из компании подчеркнул сходство с дикими морскими ушками и отличие от береговой аквакультуры. «Мы не занимаемся аквакультурой, мы занимаемся скотоводством , потому что, попав в воду, они позаботятся о себе сами». [4] [5]
Одним из методов марикультуры, который широко используется в отрасли, является морское скотоводство. Морское скотоводство приобрело популярность в отрасли примерно в 1974 году. Чтобы оценить эффективность этого метода производства рыбы, его необходимо организовать в подходящей среде. Когда морское разведение осуществляется в подходящей для этого вида среде, оно может оказаться прибыльным методом производства урожая при соблюдении правильных условий роста. Многие виды были изучены с помощью морского животноводства, в том числе лосось , треска , морские гребешки , некоторые виды креветок, европейские омары , морские ушки и морские огурцы . [6] Виды, выращиваемые методами морского животноводства, не нуждаются в каких-либо дополнительных искусственных кормах, поскольку они живут за счет естественных питательных веществ, содержащихся в водоеме, в котором создан морской загон . Типичная практика, связанная с использованием морского скотоводства и морских загонов, требует, чтобы молодь видов сельскохозяйственных культур высаживалась на дно водоема внутри загона, и по мере того, как они растут и развиваются, они начинают использовать большую часть водного столба. в их морском загоне. [7]
Выращивание морских организмов в контролируемых условиях в открытой, высокоэнергетической океанской среде за пределами значительного прибрежного влияния является относительно новой [ когда? ] подход к марикультуре. Некоторое внимание было уделено тому, как марикультура в открытом океане может сочетаться с морскими энергетическими системами, такими как ветряные электростанции , чтобы обеспечить более эффективное использование океанского пространства. [8] В аквакультуре открытого океана (OOA) используются садки, сети или ярусы, которые пришвартовываются, буксируются или свободно плавают. Научно-исследовательские и коммерческие объекты аквакультуры в открытом океане действуют или строятся в Панаме, Австралии, Чили, Китае, Франции, Ирландии, Италии, Японии, Мексике и Норвегии. По состоянию на 2004 год [update]в водах США работали два коммерческих объекта в открытом океане: Threadfin возле Гавайев и Cobia возле Пуэрто-Рико . Операция по уничтожению большеглазого тунца недавно получила окончательное одобрение. Все коммерческие объекты США в настоящее время расположены в водах, находящихся под юрисдикцией штата или территории. Крупнейшая глубоководная ферма в открытом океане в мире выращивает кобию в 12 км от северного побережья Панамы на сильно уязвимых участках. [9] [10]
Велась активная дискуссия о том, как марикультуру морских водорослей можно проводить в открытом океане как средство восстановления уничтоженных популяций рыб, обеспечивая одновременно среду обитания и основу трофической пирамиды морской жизни. [11] Было высказано предположение, что естественные экосистемы морских водорослей можно воспроизвести в открытом океане, создав условия для их роста посредством искусственного апвеллинга и с помощью подводных трубок, обеспечивающих субстрат. Сторонники и эксперты по пермакультуре признают, что такие подходы соответствуют основным принципам пермакультуры и, таким образом, представляют собой морскую пермакультуру . [12] [13] [14] [15] [16] Концепция предусматривает использование искусственного апвеллинга и плавучих подводных платформ в качестве субстрата для воспроизведения естественных экосистем морских водорослей, которые обеспечивают среду обитания и основу трофической пирамиды морской жизни. [17] Следуя принципам пермакультуры, морские водоросли и рыбу из морских массивов пермакультуры можно устойчиво вылавливать с потенциалом также связывания атмосферного углерода, если морские водоросли затонут на глубину ниже одного километра. По состоянию на 2020 год ряд успешных испытаний прошел на Гавайях, Филиппинах, Пуэрто-Рико и Тасмании. [18] [19] [20] Эта идея привлекла значительное внимание общественности, в частности, она была показана в качестве ключевого решения в документальном фильме Дэймона Гамо «2040» и в книге «Спад: самый всеобъемлющий план, когда-либо предложенный для обращения вспять глобального потепления» под редакцией Пола . Хокен .
Расширенное зарыбление (также известное как морское скотоводство) — это японский принцип, основанный на оперантном обусловливании и миграционном характере определенных видов. Рыбаки выращивают птенцов в тесно связанной сети в гавани, подавая подводный сигнал перед каждым кормлением. Когда рыба становится достаточно взрослой, ее освобождают из сети и дозревают в открытом море. В период нереста около 80% этих рыб возвращаются на место своего рождения. Рыбаки подают сигнал, а затем вылавливают пойманную рыбу. [21] [22] [23]
При марикультуре в прудах с морской водой рыбу выращивают в прудах , получающих воду из моря. Преимущество этого заключается в том, что можно использовать питательные вещества (например, микроорганизмы ), присутствующие в морской воде. Это большое преимущество перед традиционными рыбными фермами (например, фермами по выращиванию пресной воды), для которых фермеры закупают корм (который стоит дорого). Другие преимущества заключаются в том, что в прудах можно установить водоочистные сооружения для устранения накопления азота , фекальных и других загрязнений. Кроме того, пруды можно оставить незащищенными от естественных хищников, обеспечив еще один вид фильтрации. [24]
Марикультура быстро расширилась за последние два десятилетия благодаря новым технологиям, усовершенствованию рецептур кормов, лучшему биологическому пониманию выращиваемых видов, повышению качества воды в закрытых фермерских системах, большему спросу на морепродукты , расширению площадей и интересу правительства. [25] [26] [27] Как следствие, марикультура стала предметом некоторых разногласий относительно ее социальных и экологических последствий . [28] [29] Обычно выявляемое воздействие морских ферм на окружающую среду:
Как и в большинстве методов ведения сельского хозяйства, степень воздействия на окружающую среду зависит от размера фермы, выращиваемых видов, плотности поголовья, типа корма, гидрографии участка и методов выращивания . [30] Прилагаемая диаграмма связывает эти причины и следствия.
Марикультура рыбы может потребовать значительного количества рыбной муки или других источников пищи с высоким содержанием белка. [29] Первоначально большое количество рыбной муки выбрасывалось из-за неэффективных режимов кормления и плохой усвояемости комбикормов, что приводило к плохим коэффициентам конверсии корма . [31]
В садковом выращивании используется несколько различных методов кормления выращиваемой рыбы – от простого кормления с рук до сложных систем с компьютерным управлением с автоматическими дозаторами корма в сочетании с датчиками потребления на месте , которые определяют скорость потребления. [32] На прибрежных рыбоводных фермах перекорм в первую очередь приводит к увеличению количества детрита на морском дне (что потенциально приводит к удушению обитающих на морском дне беспозвоночных и изменению физической среды), в то время как в инкубаториях и наземных фермах избыток пищи выбрасывается впустую и может потенциально повлиять на окружающий водосбор и местная прибрежная среда. [29] Это воздействие обычно носит весьма локальный характер и в значительной степени зависит от скорости осаждения отходов, скорости течения (которая варьируется как в пространстве, так и во времени) и глубины. [29] [32]
Воздействие лиц, сбежавших от операций по аквакультуре, зависит от того, есть ли в принимающей среде дикие сородичи или близкие родственники, а также от того, способен ли беглец к воспроизводству. [32] В настоящее время используется несколько различных стратегий смягчения/предотвращения: от разработки бесплодных триплоидов до наземных ферм, которые полностью изолированы от любой морской среды. [33] [34] [35] [36] Беглецы могут отрицательно повлиять на местные экосистемы посредством гибридизации и утраты генетического разнообразия местных популяций, увеличения негативных взаимодействий внутри экосистемы (таких как хищничество и конкуренция ), передачи болезней и изменения среды обитания (от трофические каскады и сдвиги экосистемы в сторону изменения режима отложений и, следовательно, мутности ).
Случайная интродукция инвазивных видов также вызывает обеспокоенность. Аквакультура является одним из основных переносчиков инвазивных видов после случайного выпуска выращенных на ферме поголовья в дикую природу. [37] Одним из примеров является сибирский осетр ( Acipenser baerii ), который случайно сбежал с рыбной фермы в устье Жиронды (юго-запад Франции) после сильного шторма в декабре 1999 года (5000 особей рыбы сбежали в устье, где этот вид раньше никогда не был местом обитания). ). [38] Выращивание моллюсков является еще одним примером того, как виды могут быть интродуцированы в новую среду обитания путем «автостопа» на выращиваемых моллюсках. Кроме того, сами выращиваемые моллюски могут стать доминирующими хищниками и/или конкурентами, а также потенциально распространять патогены и паразитов. [37]
Одной из основных проблем, связанных с марикультурой, является возможность передачи болезней и паразитов . Выращенные на фермах поголовья часто разводятся выборочно для повышения устойчивости к болезням и паразитам, а также для улучшения темпов роста и качества продукции. [29] Как следствие, генетическое разнообразие выращиваемых стад уменьшается с каждым поколением – это означает, что они потенциально могут уменьшить генетическое разнообразие в диких популяциях, если они ускользнут в эти дикие популяции. [31] Такое генетическое загрязнение из-за ускользнувших запасов аквакультуры может снизить способность дикой популяции приспосабливаться к изменяющейся природной среде. Виды, выращиваемые в марикультуре, также могут быть переносчиками болезней и паразитов (например, вшей), которые могут быть занесены в дикие популяции при их бегстве. Примером этого являются морские вши, паразитирующие на диком и выращиваемом атлантическом лососе в Канаде. [39] Кроме того, неместные виды, выращиваемые на фермах, могут обладать устойчивостью или переносить определенные болезни (которые они подхватили в своей естественной среде обитания), которые могут распространяться среди диких популяций, если они проникнут в эти дикие популяции. Такие «новые» болезни будут иметь разрушительные последствия для этих диких популяций, поскольку у них не будет иммунитета к ним. [40]
За исключением донных сред обитания непосредственно под морскими фермами, большая часть марикультуры вызывает минимальное разрушение среды обитания. Однако вызывает беспокойство уничтожение мангровых лесов в результате выращивания креветок. [29] [32] В глобальном масштабе выращивание креветок вносит небольшой вклад в уничтожение мангровых лесов; однако на местном уровне это может иметь разрушительные последствия. [29] [32] Мангровые леса обеспечивают богатую основу, которая поддерживает большое количество биоразнообразия – преимущественно молодь рыб и ракообразных. [32] [41] Кроме того, они действуют как буферные системы, посредством чего уменьшают береговую эрозию и улучшают качество воды для животных in situ путем обработки материала и «фильтрации» отложений. [32] [41] [42]
Кроме того, соединения азота и фосфора из продуктов питания и отходов могут привести к цветению фитопланктона , последующая деградация которого может резко снизить уровень кислорода . Если водоросли токсичны, рыба погибает, а моллюски загрязняются. [33] [43] [44] Такое цветение водорослей иногда называют вредоносным цветением водорослей, которое вызвано высоким притоком питательных веществ, таких как азот и фосфор, в воду из-за стоков в результате наземной деятельности человека. . [45]
В ходе выращивания различных видов осадок на дне конкретного водоема становится высокометаллическим с притоком меди, цинка и свинца, которые поступают в этот район. Этот приток этих тяжелых металлов, вероятно, обусловлен накоплением рыбных отходов, несъеденного корма для рыб и краски, которая сходит с лодок и поплавков, которые используются в марикультурных операциях. [46]
Развитие марикультуры может быть поддержано фундаментальными и прикладными исследованиями и разработками в таких основных областях, как питание , генетика , системный менеджмент, обработка продукции и социоэкономика . Один подход использует закрытые системы, которые не имеют прямого взаимодействия с местной средой. [47] Однако инвестиционные и эксплуатационные затраты в настоящее время значительно выше, чем при использовании открытых клеток, что ограничивает закрытые системы их нынешней ролью инкубаторов. [33] По оценкам многих исследований, морепродукты закончатся к 2048 году. [48] Выращенная на фермах рыба также станет иметь решающее значение для питания растущего населения, которое потенциально достигнет 9,8 миллиардов к 2050 году. [49]
Устойчивая марикультура обещает экономические и экологические выгоды. Экономия за счет масштаба означает, что скотоводство может производить рыбу с меньшими затратами, чем промышленное рыболовство, что приводит к улучшению рациона питания людей и постепенному устранению неустойчивого рыболовства. Последовательные поставки и контроль качества позволили интегрироваться в каналы продовольственного рынка. [33] [43] [49]
Научную литературу по марикультуре можно найти в следующих журналах:
Это то же самое, что и основной продукт из дикой природы, за исключением того, что у нас есть преимущество аквакультуры, а именно постоянство поставок.
Поэтому я действительно считаю, что морское скотоводство — это прекрасная возможность для развития некоторых прибрежных сообществ в будущем.
{{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link) CS1 maint: others (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link) CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link) CS1 maint: others (link)