Marikultura

definicja

Marikultura jest często definiowana jako akwakultura w środowisku morskim.Niektóre ograniczają marikulturę do kultury morskich roślin i zwierząt w samym oceanie (EEA, 2008). Inne obejmują również gatunki ze słonawej wody i obejmują metody hodowli, które odbywają się w słonej i słonawej wodzie, która nie znajduje się w oceanie (CBD, 2004; Wecker, 2006). Tutaj odnosi się do tej szerszej definicji.Marikulturę można odróżnić od złowionych łowisk dwoma kryteriami: własność zapasów i celowej interwencji w cyklu produkcyjnym (hodowla) (Naylor et al., 2000).

Wprowadzenie

Fig. 1. Światowe trendy w różnych rodzajach rybołówstwa, wykazujące szybki wzrost akwakultury. W 2018 r. produkcja akwakultury zrównała się z produkcją łowisk łowieckich (dzikich). Produkcja akwakultury śródlądowej była około dwukrotnie wyższa od produkcji marikultury. Źródło: FAO (2020).

Marikultura obejmuje szeroki zakres gatunków i metod hodowli.Jest to globalnie szybko rosnąca aktywność (CBD, 2004), patrz Rys. 1.Wynika to z faktu, że wiele dzikich zasobów rybnych jest przełowionych, a połowy maleją (Neori et al., 2004; Wecker, 2006). W tym samym czasie światowa populacja rośnie, a wraz z nią zapotrzebowanie na białko w diecie.Ekspansja marykultury może zmniejszyć presję na dzikie ryby, krewetki i mięczaki, ponieważ obniżają one ich cenę rynkową, a tym samym inwestycje we floty rybackie. Jednak mogą również zwiększyć ciśnienie z powodu stosowania mączki rybnej w paszy dla niektórych gatunków marikultur (Naylor et al., 2000).

niektóre formy marykultury zapewniają żywność dobrej jakości, a produkcja jest bardziej wydajna niż produkcja zwierząt lądowych; około połowa poziomu wsadu paszowego na jednostkę produkcji jest konieczna (CBD, 2004).

ze względu na niedobór wody słodkiej w wielu rejonach świata oczekuje się, że hodowla ryb morskich stanie się dominującą formą akwakultury (Wecker, 2006).Główne gatunki, które są wykorzystywane w marikultury są wskazane w Tab. 1.Produkty pozyskiwane z marykultury wykorzystywane są nie tylko do produkcji żywności, ale także jako surowiec np. do produkcji kosmetyki, neutraceutyki, leki, dodatki do żywności i wiele innych.

Tabela 1: 10 najlepszych gatunków marikultury w 2000 r. (CBD, 2004); m = morskie, b = słonawe.

pomimo szybkiego wzrostu marykultury i wielkiego potencjału produkcji żywności, tylko niewielka część światowych zasobów żywności pochodzi z marykultury. Szacunki z około 2010 roku wskazują, że około 98% światowych dostaw żywności pochodzi z ziemi (Rolnictwo). Tylko 1,4% pochodzi z domeny morskiej: rybołówstwo (~ 1%) i marykultura (~0,4%) (Olsen, 2015). Liczby te pokazują, że potencjał marikultury jako źródła pożywienia jest nadal w znacznym stopniu niewykorzystany. Obszar Oceanu nadający się do uprawy marikultury jest kilkakrotnie większy niż obszar obecnie używany (Oyinlola et al., 2018).

kilka problemów środowiskowych jest związanych z marikulturą. Problemy te zależą od gatunku, metody hodowli, gęstości obsady, rodzaju paszy, praktyki hodowlanej, warunków hydrodynamicznych i wrażliwości ekosystemu przyjmującego (Troell et al., 1999; Wu, 1995). Wiele z tych problemów można złagodzić za pomocą odpowiednich środków. Rolnicy są na ogół świadomi, że sama hodowla marikultury w dłuższej perspektywie zależy od dobrej jakości środowiska.

Marykultura może odgrywać ważną rolę, zwłaszcza na obszarach wiejskich, dla bezpieczeństwa żywnościowego, gospodarczego i społecznego welfare.In gęsto zaludnione obszary przybrzeżne, marykultura konkuruje z innymi działaniami człowieka o przestrzeń i inne zasoby. Innymi rodzajami działalności mogą być na przykład rybołówstwo, Turystyka, działalność portowa, ochrona przyrody i Przemysł. Zintegrowane zarządzanie strefą przybrzeżną (iczm) stara się połączyć te działania w strefie przybrzeżnej w zrównoważony sposób (Wu, 1995; Read and Fernandes, 2003; Wecker, 2006).Przepisy dotyczące marikultury i ich egzekwowania różnią się znacznie w różnych krajach na całym świecie. Nie ma tu dalszych rozważań na ten temat.

rodzaje marikultury

Rysunek 2: stawy z krewetkami w Ekwadorze (www.fishfarming.com 2008).

różne rodzaje marikultury są tu prezentowane w zależności od podziału na rodzaje. Różne rodzaje gatunków wymagają różnych systemów, które mają różne cechy i efekty. Wymieniane są tylko najczęściej spotykane systemy (CBD, 2004).

Hodowla mięczaków

Zaopatrzenie w stock/materiał siewny: larwy małży są zbierane z naturalnych terenów przy użyciu materiału, do którego przylegają, lub produkowane w wylęgarniach przez sztuczne nawożenie.

Growout: Larwy osadzone na podłożu są hodowane w hodowlach wiszących (zawieszonych na pływających tratwach lub długich liniach na sznurkach, tacach, stosach lub workach siatkowych), w hodowli pionowej lub stojakowej (patyczki lub platformy), w hodowli dennej (muszle, kamienie, skały lub płyty cementowe dodawane do podłoża) lub w systemach lądowych (CBD, 2004).

Rysunek 3: tradycyjna uprawa Nori (www.seaweed.ie 2008).

Kultura Skorupiaków (Rys. 2)

zapas materiału rozmnożeniowego/nasiennego: W ubiegłym wieku globalny przemysł opierał się głównie na larwach złowionych w dziko lub berried (= niosących jaja) samice. Obecnie istnieje tendencja do wylęgarni.

Growout: odbywa się w ziemnych stawach, betonowych torach i zbiornikach (CBD, 2004).

Rysunek 4: Hodowla łososia (www.dfo-mpo.gc.ca 2008).

Kultura Roślin Morskich (Rys. 3)

obejmuje to makro-i mikroalgi, a także trawy morskie.

Zaopatrzenie w stock/nasiona: hodowane rośliny wodne mają skomplikowane cykle życia z kilkoma etapami pośrednimi. Głównym źródłem hodowli jest kolekcja dzika. Większość hodowli jest obecnie uzależniona od wylęgarni wczesnych stadiów życia (monospory, zoospory, gametofity, sporofity), które są przyłączone do pożywek uprawnych i przenoszone na stanowiska morskie. Inne metody propagacji obejmują fragmentację.

Growout: młode rośliny są hodowane za pomocą 3 różnych metod: zawieszonych (taklowych i tratw), kultur dennych w morzu (duże skały lub sztuczne kształty betonu są umieszczane na dnie morskim) i kultur zbiorników śródlądowych (CBD, 2004).

Hodowla Ryb (Rys. 4)

Zaopatrzenie w potomstwo/materiał siewny: potomstwo może być udomowione lub mieszaniną zwierząt udomowionych i dzikich.Większość gatunków wyhodowana jest z larw lub narybku produkowanego w wylęgarniach. Tarło jest często stymulowane przez stosowanie hormonów.

Growout: hodowla klatek może być podzielona na klatki przybrzeżne i przybrzeżne i może być ustalona, pływająca lub zanurzona. Klatki przybrzeżne znajdują się w chronionych, płytkich obszarach o mniejszej cyrkulacji wody. Klatki Morskie znajdują się na głębokich wodach i otwartych obszarach o mniejszej ochronie przed burzami, ale z lepszą wymianą wody. Sieci i zagrody ryb znajdują się w płytkiej wodzie, a ich brzegi są zakotwiczone w dnie.Typowy system stawów rybnych składa się z następujących podstawowych elementów: przegród stawowych zamkniętych przez wały, kanałów do dostarczania i odprowadzania wody oraz bram lub struktur kontroli wody (CBD, 2004).

Rysunek 5: Główne różnice między rozległymi, półintensywnymi i intensywnymi systemami marikultury pod względem wykorzystania zasobów i potencjalnego ryzyka dla środowiska (Tacon i Foster, 2003).

Enhancement lub Ranching morski jest w większości rozwinięty z ryb morskich. Oba terminy odnoszą się do celowego uwalniania organizmów z wylęgarni do naturalnych ecosystem.In enhancement, fry są uwalniane do restock wild populations.In morskie ranczo, ryby są zbierane z sztucznie zamkniętych obszarów (CBD, 2004).

możliwe jest również współkultura różnych gatunków: zostanie to szczegółowo opisane w sekcji o łagodzeniu.

inna możliwość grupowania różnych rodzajów marikultury zależy od intensywności systemów rolniczych (rys. 5).

negatywny wpływ na środowisko

wpływ na środowisko zależy od parametrów hodowli (gatunek, metoda hodowli, rodzaj paszy) i charakteru środowiska przyjmującego (właściwości fizyczne, chemiczne, biologiczne).Stan ekosystemu odbiorczego zależy również od uwalniania produktów odpadowych z innych źródeł antropogenicznych (np. ścieków z przemysłu lub osad ludzkich lub spływów rolnych).

zanieczyszczenie / eutrofizacja składników odżywczych

Rysunek 6: zakwit glonów .

eutrofizacja zdefiniowana jako wzbogacenie składników odżywczych (głównie N I P) jest uważana przez niektórych za najważniejsze zagrożenie zanieczyszczeniem wód morskich (Wu, 1999;Bouwman et al., 2013).Problem ten jest często wymieniany w kontekście intensywnej hodowli ryb i krewetek, gdzie stosuje się dużo sztucznej paszy. Odpady składają się z niezjedzonej paszy i odchodów przemieszczających się w dół do bentosu: poniżej klatek ryb na obszarach o niskim prądzie sedymentacji odpadów prowadzi do zmiany populacji bentosu w kierunku gatunków odpornych na zanieczyszczenia. Efekt ten jest w większości ograniczony do odległości 50-100 m od obiektów marynistycznych.Inna część odpadów składa się z CO2, rozpuszczonego węgla organicznego i różnych rozpuszczalnych składników odżywczych (np. amoniaku i fosforanu), które są rozproszone w słupie wody (CBD, 2004; Troell et al., 1999).

do tej pory antropogeniczne wprowadzanie składników odżywczych (nie tylko przez marikulturę) spowodowało poważne zmiany w strukturze i funkcjonowaniu fito – i zooplanktonu, bentosu i ryb (Wu, 1999; Troell et al., 1999). Na przykład obserwacje w ciągu dwóch dekad pokazują, że długotrwałe narażenie na ścieki akwakultury o wysokim stężeniu składników odżywczych jest poważnym zagrożeniem dla ekosystemów przybrzeżnych wzdłuż całego wybrzeża chińskiego, w szczególności łąk trawy morskiej, które w dużej mierze zniknęły(Thomsen et al., 2020). Obszary o ograniczonej wymianie wody są jeszcze bardziej zagrożone. Ścieki z hodowli ryb mają wysoki stosunek N / P, co uważa się za prawdopodobną przyczynę rozwoju toksycznych zakwitów glonów (Fig. 6), patrz także szkodliwy rozkwit glonów.

zakwity glonów mogą zacienić roślinność dna morskiego, a kiedy zapadają się, ich rozkład na dnie morskim może prowadzić do niedotlenienia lub niedotlenienia, a tym samym masowej śmiertelności bentosów i ryb (Troell et al., 2003).Jeśli gatunki alg wytwarzają substancje toksyczne, istnieje również ryzyko dla zdrowia publicznego związane z nimi, głównie poprzez spożycie przez ludzi skorupiaków karmionych filtrami zanieczyszczonych biotoksynami (Wu, 1995).Przeciwieństwem eutrofizacji mogą być intensywne Kultury Małży oceanicznych: pobierają one składniki odżywcze z pożywienia morskiego. Nadmierne wyczerpanie składników odżywczych ogranicza wzrost innych roślinożerców i fitoplanktonu oraz tych, które z nich żyją.Oprócz tego, małże filtrują zawieszone cząstki i zmieniają je w gęstsze cząstki, które opadają na dno (granulki kału). Może to mieć również wpływ na społeczności bentosowe (CBD, 2004).

chemikalia zanieczyszczające

inną grupą odpadów pochodzących z marikultury, które często są uwalniane do środowiska, są pewne chemikalia, patrz Zakładka. 2.

Tabela 2: Chemikalia stosowane w praktyce marykulturowej, które mogą stać się zanieczyszczeniami, ich źródłami/zastosowaniami i wpływem (CBD, 2004).

rozprzestrzenianie się pasożytów i chorób

ze względu na zatłoczone i stresujące warunki w intensywnej marikulturze występują częste ogniska chorób. Patogeny mogą być rozproszone do wcześniej wolnych od choroby regionów przez transport produktów wylęgarni, takich jak krewetki-postlarvae. Kiedy zwierzęta z infekcjami lub pasożytami uciekają, patogeny mogą rozprzestrzeniać się na dzikie stada (CBD, 2004).

Escapes / Aliens / Biodiversity / Genetics

gatunki nierodzime powstałe w wyniku ucieczki zasobów kulturowych mogą ustanowić daleko od swojego rodzimego zasięgu. W niektórych przypadkach może to wzbogacić bioróżnorodność, ale często wyprzedzają One lub konkurują z gatunkami rodzimymi i mogą ostatecznie je wyeliminować (CBD, 2004). Na przykład badania pokazują rozproszenie obcych gatunków inwazyjnych z obszarów hodowli skorupiaków rafting na pływającej ściółce w Lagunie Weneckiej i portugalskim regionie Algarve, w tym notorycznie uciążliwych gatunków H. sanctaecrucis (Rech et al., 2018). Szacuje się, że ucieczki gatunków obcych z hodowli ryb zagrażają prawie jednej trzeciej ekosystemów oceanicznych (Atalah i Sanchez-Perez, 2020). Zobacz również artykuł inwazje gatunków obcych.

istnieje również obawa, że ocalałe ryby mogą prowadzić do zmniejszenia wewnątrzspecyficznej zmienności genetycznej poprzez mieszanie ocalałych hodowanych zwierząt z dzikimi stadami. Cechy adaptacyjne lokalnych populacji ryb mogą zostać utracone przez krzyżowanie się z genetycznie mniej zróżnicowanymi i mniej przystosowanymi rybami gospodarskimi (Miralles et al., 2016). Badania ryb w morzu wokół Wysp Owczych wykazały, że 20-30% łososia pochodzi z hodowli (Read and Fernandes, 2003). Genetycznie modyfikowane ryby również mogą stać się problemem w przyszłości (CBD, 2004).

rolnictwo w górę i rybołówstwo w dół łańcucha żywnościowego / bezpieczeństwo żywnościowe

wysokowartościowe morskie mięsożerne ryby potrzebują zwierzęcych źródeł białka. Większość z nich pochodzi z ryb morskich w postaci mączki rybnej. Mączka rybna jest wytwarzana z małych ryb pelagicznych np. sardeli i śledzia atlantyckiego. Praktyka ta porusza dwie główne kwestie. Jednym z nich jest to, że mniej żywności pozostaje dla morskich drapieżników, takich jak foki i ptaki morskie, oraz dla cennych handlowo ryb drapieżnych, takich jak dorsz (CBD, 2004).Innym problemem jest bezpieczeństwo żywnościowe ludzi. Często 2-5 razy więcej białka rybiego jest umieszczane w gatunkach hodowlanych niż jest dostarczane przez produkt hodowlany. Taki problem nie istnieje dla roślinożernych podajników filtrów, którzy są producentami białka netto(Naylor et al., 2000). Należy stymulować hodowlę gatunków lub grup o niższym poziomie troficznym (np. ryb wszystkożernych, mięczaków i wodorostów morskich). Niestety w środowisku morskim występuje niewiele atrakcyjnych gatunków ryb roślinożernych.

wyławianie stad hodowlanych na wolności

praktyka ta wiąże się z kilkoma zagrożeniami dla środowiska.Zasoby naturalne okazu docelowego są wyczerpane, co prowadzi do problemów dla gatunków, które normalnie się nimi żywią (np. larwy krewetek są źródłem pożywienia dla wielu organizmów). Istnieją również inne skutki uboczne: przyłów może być bardzo wysoki w niektórych przypadkach i czasami stosuje się destrukcyjne narzędzia, takie jak siatki pogłębiarskie (CBD, 2004).

degradacja / modyfikacja siedlisk

w zależności od metody uprawy, marikultura może zajmować dużo miejsca, co może zakłócać szlaki migracyjne, wzorce żerowania i rozmnażanie gatunków niebędących przedmiotem zwalczania. Jednym z przykładów jest przekształcenie namorzynów w stawy krewetkowe. Po uruchomieniu ścieki z tych stawów stanowią zagrożenie dla sąsiednich ekosystemów namorzynowych. Wtargnięcie wody morskiej w wyniku aktywnego pompowania wód gruntowych do stawów może powodować dodatkowe problemy (Páez-Osuna, 2001; CBD, 2004).

urządzenia akustyczne

Podwodne eksplodery są czasami używane w marikulturze do odstraszania drapieżników od zwierząt hodowlanych. Może to również stresować zwierzęta niebędące przedmiotem zwalczania (CBD, 2004).

możliwości łagodzenia

wiele z wyżej wymienionych możliwych negatywnych skutków dla środowiska związanych z kulturą marynistyczną można złagodzić. W poniższej sekcji omówiono niektóre możliwe środki.

zastosowanie zamkniętych systemów recyrkulacyjnych dla krewetek i ryb

zamknięte systemy zapobiegają ucieczkom, a napowietrzane osadniki lub inne (bio)filtry zapobiegają przedostawaniu się większości składników odżywczych w postaci cząstek stałych i części rozpuszczonych składników odżywczych do naturalnych ekosystemów. Problemem jest to, że wymagają one wysokich początkowych inwestycji (CBD, 2004).

akwakultura Zintegrowana (multi troficzna)

Polikultura jest zdefiniowana w Konwencji o różnorodności biologicznej (CBD) jako hodowla dwóch lub więcej gatunków należących do różnych poziomów troficznych w tym samym systemie (CBD, 2004). Jest to również nazywane akwakulturą zintegrowaną (multi troficzną), podczas gdy termin polikultura jest używany tylko wtedy, gdy nie uwzględniono innych poziomów troficznych. Ta forma marykultury jest zarządzaną imitacją naturalnych ekosystemów.Ścieki z intensywnie żywionych hodowli ryb lub krewetek są pobierane przez małże i rośliny. Rośliny morskie wykorzystują światło słoneczne i przyswajają rozpuszczone nieorganiczne składniki odżywcze z wody, podczas gdy małże filtrują organiczne zawieszone cząstki, które mogą zostać resztki paszy lub fitoplanktonu ze ścieków. Rośliny morskie mogą być fitoplanktonem, który jest następnie spożywany przez małże lub wodorosty morskie, które mogą być sprzedawane (podobnie jak małże). Zintegrowana akwakultura obejmuje produkcję larw w zakładach marykulturowych zamiast ich pozyskiwania z dziko żyjących (CBD, 2004).

zintegrowana akwakultura ma wiele zalet:

• odpady jednego gatunku można przekształcić w produkty o wartości ekonomicznej, zapewniając wyższy dochód i dywersyfikację produkcji marikultury, a jednocześnie zmniejszając ryzyko finansowe;
• negatywny wpływ intensywnej hodowli zwierząt mięsożernych na środowisko jest ograniczony i można osiągnąć zrównoważony rozwój, ponieważ wodorosty nie tylko absorbują uwalnianie składników odżywczych z hodowli ryb i krewetek, ale także zmniejszają inne skutki związane z rozpuszczonym tlenem, kwasowością i CO2 ;
• dostęp do lukratywnego rynku żywności przyjaznej dla środowiska.

system ten jest uważany przez wielu naukowców za dobre rozwiązanie (Chopin et al., 2001; Neori et al., 2004; CBD, 2004; Troell et al., 2003).

wybór miejsca

przykładem jest wybór miejsc o wysokich kursach wymiany wody i prądach, które rozcieńczają odpady (CBD, 2004). Wątpliwe jest jednak, czy rozcieńczenie jest roztworem długotrwałym.

ograniczenie skutków eutrofizacji

środki polegają na starannym doborze gatunków hodowlanych i ustaleniu limitu gęstości obsady. Należy również wziąć pod uwagę zdolność ekosystemu do przetwarzania produktów odpadowych (CBD, 2004). Skuteczność tych środków jest jednak trudna do oceny, zwłaszcza w strefach przybrzeżnych, w których skumulowana presja ze strony innych działań antropogenicznych.

inna technika łagodzenia polega na mocowaniu klatek tylko przy jednym cumowaniu na długiej linii, aby mogły unosić się na dużym obszarze (poruszanym np. przez wiatr i prądy pływowe), co może pomóc w zmniejszeniu lokalnych ilości sedymentacji (Goudey et al., 2001). Może to pomóc w zapobieganiu degradacji siedlisk bentosowych.

Zarządzanie żywieniem: w celu zmniejszenia ilości odpadów …

jednym z przykładów jest poprawa składu paszy poprzez zmniejszenie N I P w diecie (N jest często ograniczającym składnikiem odżywczym dla wzrostu fitoplanktonu w wodach morskich). Innym przykładem jest zastosowanie skutecznych szczepów hodowanych species.In stawy z krewetkami, naturalne produkty paszowe, takie jak zooplankton i organizmy bentosowe, mogą być stosowane jako uzupełnienie sztucznej diety (CBD, 2004).ważne jest, aby lepiej informować pracowników rolnych i podnosić ich świadomość na te tematy.

… i poprawy bezpieczeństwa żywnościowego:

redukcja mączki rybnej w paszach i poprawa wydajności pasz są już priorytetami w przemyśle marykulturowym, ponieważ pasza jest największą pozycją kosztową w wielu systemach intensywnej hodowli, a ceny mączki rybnej nadal rosną (Naylor et al., 2000). Należy stymulować hodowlę ryb o niskim poziomie troficznym i zmniejszenie ilości mączki rybnej i olejów w paszy (Naylor et al., 2000).

ograniczenie epidemii i przenoszenia chorób oraz stosowanie pestycydów, piscycydów i pasożytniczych oraz antybiotyków

można to osiągnąć poprzez ustanowienie mniejszej gęstości obsady i utrzymywanie większych odległości między poszczególnymi gospodarstwami. Probiotyki mogą być stosowane w celu poprawy jakości wody.Dostępne są szczepienia przeciwko niektórym ważnym chorobom zakaźnym.Ulepszone stacje monitorowania i kwarantanny mogą również wykazywać pozytywne efekty (CBD, 2004).

ograniczenie stosowania hormonów

alternatywami mogą być odpowiednie programy selekcji genetycznej i zastosowanie zarządzania światłoczułego w przemysłowej produkcji łososia (CBD, 2004).

Zobacz także

linki wewnętrzne

• wpływ rybołówstwa na różnorodność biologiczną morza
• szkodliwy rozkwit glonów
• ALGADEC-wykrywanie toksycznych glonów za pomocą półautomatycznego biosensora kwasu nukleinowego
• inwazje gatunków obcych

the State of World Fisheries and Aquaculture, FAO 2014 Assessment of Impacts of Mariculture, OSPAR Commission 2009

• Inne artykuły tego autora zobacz kategorię: Artykuły Honnens, Hilke
• przegląd artykułów tego autora zobacz specjalne:Składki / Hilke