Mariculture

Definition

Mariculture definieras ofta som vattenbruk i marina miljöer.Vissa begränsar mariculture till kultur av marina växter och djur i själva havet (EEA, 2008). Andra inkluderar också arter från bräckt vatten och inkluderar odlingsmetoder som äger rum i salt och bräckt vatten som inte ligger i havet (CBD, 2004; Wecker, 2006). Här hänvisas till denna bredare definition.Mariculture kan särskiljas från fångstfiske med två kriterier: ägande av beståndet och avsiktligt ingripande i produktionscykeln (djurhållning) (Naylor et al., 2000).

Inledning

Fig. 1. Globala trender inom olika typer av fiske, vilket visar den snabba ökningen av vattenbruket. År 2018 motsvarade vattenbruksproduktionen produktionen av fångstfiske (vild). Produktionen av inlandsvatten var ungefär dubbelt så stor som produktionen av mariculture. Källa: FAO (2020).

Mariculture innehåller ett brett utbud av arter och kulturmetoder.Det är globalt en snabbt växande aktivitet (CBD, 2004), Se Fig. 1.Detta beror på att många vilda fiskbestånd är överfiskade och fångsterna minskar (Neori et al., 2004; Wecker, 2006). Samtidigt ökar världens befolkning och därmed behovet av dietprotein.Utvidgningen av mariculture kan minska trycket på vildfisk, räkor och blötdjur, eftersom de sänker sitt marknadspris och därmed investeringarna i fiskeflottor. De kan dock också öka trycket på grund av användningen av fiskmjöl i foder för vissa mariculture-arter (Naylor et al., 2000).

vissa former av mariculture ger mat av god kvalitet och produktionen är effektivare än för landdjur.ungefär hälften av foderinmatningen per enhetsproduktion är nödvändig (CBD, 2004).

på grund av sötvattenbrist i många delar av världen förväntas att mariculture kommer att bli den dominerande formen av vattenbruk (Wecker, 2006).De viktigaste arterna som används i mariculture anges i fliken. 1.Produkter som erhålls från mariculture används inte bara för mat, men också som råvara för t. ex. kosmetika, neutroceuticals, läkemedel, livsmedelstillsatser och många fler.

Tabell 1: Topp 10 arter av mariculture år 2000 (CBD, 2004); m = Marin, b = bräckt.

trots den snabba tillväxten av mariculture och den stora potentialen för livsmedelsproduktion kommer endast en liten del av världens livsmedelsförsörjning från mariculture. Uppskattningar från omkring år 2010 visar att cirka 98% av världens livsmedelsförsörjning tillhandahålls av den markbundna domänen (jordbruk). Endast 1,4% kommer från den marina domänen: fiske (~ 1%) och mariculture (~0,4%) (Olsen, 2015). Dessa siffror visar att maricultures potential som matkälla fortfarande är långt underutnyttjad. Havsområdet som är lämpligt för mariculture är flera gånger större än det område som för närvarande används (Oyinlola et al., 2018).

flera miljöproblem är förknippade med mariculture. Dessa problem beror på art, odlingsmetod, lagertäthet, Fodertyp, djurhållning, hydrodynamiska platsförhållanden och känsligheten hos det mottagande ekosystemet (Troell et al., 1999; Wu, 1995). Många av dessa problem kan mildras med lämpliga åtgärder. Jordbrukarna är i allmänhet medvetna om att mariculture själv i det långa loppet beror på god miljökvalitet.

Mariculture kan spela en viktig roll, särskilt på landsbygden, för livsmedelssäkerhet, ekonomisk och social welfare.In tätbefolkade kustområden, mariculture konkurrerar med andra mänskliga aktiviteter för utrymme och andra resurser. Dessa andra aktiviteter kan till exempel vara: fiske, turism, hamnverksamhet, naturvård och industri. Integrerad förvaltning av kustområden (ICZM) försöker föra samman dessa aktiviteter i kustzonen på ett hållbart sätt (Wu, 1995; Read och Fernandes, 2003; Wecker, 2006).Lagstiftningen om mariculture och dess verkställighet varierar mycket i olika länder runt om i världen. Ingen ytterligare övervägning ges här om detta ämne.

typer av mariculture

Figur 2: räkor dammar i Ecuador (www.fishfarming.com 2008).

olika typer av mariculture presenteras här enligt en indelning efter artstyp. Olika typer av arter kräver olika system som har olika egenskaper och effekter. Endast de vanligaste systemen nämns (CBD, 2004).

blötdjursodling

stam – /frötillförsel: musslor samlas antingen från naturliga grunder med material som de fäster vid eller produceras i kläckerier genom konstgjord befruktning.

Growout: Larver som har satt till sitt substrat odlas i hängande kulturer (suspenderade från flytande flottar eller långa linjer på strängar, brickor, staplar eller nätpåsar), vertikal eller rackkultur (pinnar eller plattformar), bottenkultur (skal, stenar, stenar eller cementplattor läggs till marken) eller i landbaserade system (CBD, 2004).

Figur 3: traditionell Nori-odling (www.seaweed.ie 2008).

Kräftdjurskultur (Fig. 2)

stamstock/fröförsörjning: Under det senaste århundradet förlitade sig den globala industrin främst på vildfångade larver eller bär (= äggbärande) kvinnor. Numera finns det en trend mot kläckerier.

Growout: äger rum i jorddammar, betongbanor och tankar (CBD, 2004).

Figur 4: laxodling (www.dfo-mpo.gc.ca 2008).

Marin Växtkultur (Fig. 3)

detta inkluderar makro-och mikroalger samt sjögräs.

Broodstock/seed supply: odlade vattenväxter har komplicerade livscykler med flera mellanstadier. Den största källan till stamstock är wild collection. De flesta kulturer är nu beroende av kläckningsproduktion av de tidiga livsstadierna (monosporer, zoosporer, gametofyter, sporofyter) som är knutna till växande media och överförs till Marina platser. Andra förökningsmetoder innebär fragmentering.

Growout: unga växter odlas med 3 olika metoder: suspenderad (långlinje och flotte), bottenkulturer vid havet (stora stenar eller konstgjorda former av betong placeras på havsbotten) och inre tankkulturer (CBD, 2004).

Finfiskodling (Fig. 4)

stamstock/fröförsörjning: stamstocken kan tämjas eller en blandning av tamdjur och vilda djur.De flesta arter odlas av larver eller yngel som produceras i kläckerier. Spawning stimuleras ofta med en hormonapplikation.

Growout: Burkultur kan delas in i kust-och offshore-burar och kan fixeras, flytande eller nedsänkas. Kustburar ligger i skyddade, grunda områden med mindre vattencirkulation. Offshore burar ligger i djupt vatten och öppna områden med mindre skydd mot storm men med bättre vattenutbyte. Nät och fiskpenna ligger i grunt vatten och deras kanter är förankrade i botten.Ett typiskt fiskdammssystem består av följande grundläggande komponenter: dammfack inneslutna av vallar, kanaler för tillförsel och dränering av vatten och grindar eller vattenkontrollstrukturer (CBD, 2004).

Diagram 5: de viktigaste skillnaderna mellan omfattande, halvintensiva och intensiva havsbrukssystem när det gäller resursanvändning och potentiell miljörisk (Tacon and Foster, 2003).

Enhancement eller Sea Ranching är mestadels utvecklad med marina fiskar. Båda termerna hänvisar till avsiktlig frisättning av organismer från kläckerier till det naturliga ecosystem.In förbättring, yngel släpps för att förnya vild populations.In sea ranching, fisk skördas från artificiellt slutna områden (CBD, 2004).

det är också möjligt att samodla olika arter: detta kommer att beskrivas ytterligare i avsnittet om begränsning.

en annan möjlighet att gruppera olika typer av mariculture är beroende på intensiteten av jordbrukssystem (Fig. 5).

negativa miljöeffekter

miljöpåverkan beror på djurhållningsparametrar (Art, odlingsmetod, Fodertyp) och den mottagande miljöns natur (fysikaliska, kemiska och biologiska egenskaper).Tillståndet för det mottagande ekosystemet beror också på utsläpp av avfallsprodukter från andra antropogena källor (t.ex. avloppsvatten från industri eller mänskliga bosättningar eller jordbruksavrinning).

Näringsföroreningar / övergödning

Figur 6: algblomning .

övergödning definierad som näringsberikning (främst N och P) anses av vissa vara det viktigaste föroreningshotet mot marina vatten (Wu, 1999; Bouwman et al., 2013).Detta problem nämns ofta i samband med intensiv kultur av fisk och räkor, där mycket artificiellt foder används. Avfall består av oätat foder och avföring som rör sig ner i benthos: under fiskburar i områden med låga strömmar leder avfallssedimentering till en förskjutning av bentiska populationer mot förorenande resistenta arter. Denna effekt är mestadels begränsad till ett avstånd på 50-100 m från mariculture facilities.En annan del av avfallsprodukterna består av CO2, upplöst organiskt kol och olika lösliga näringsämnen (t.ex. ammoniak och fosfat) som sprids i vattenspelaren (CBD, 2004; Troell et al., 1999).

hittills har antropogen inmatning av näringsämnen (inte bara av mariculture) orsakat stora förändringar i struktur och funktion av fyto – och zooplankton, bentiska och fisksamhällen (Wu, 1999; Troell et al., 1999). Till exempel visar observationer under en två decennium period att långvarig exponering för vattenbruksavlopp med höga näringsämneskoncentrationer är ett allvarligt hot mot kustekosystemen längs hela den kinesiska kusten, och särskilt för sjögräsängar, som till stor del har försvunnit (Thomsen et al., 2020). Områden med begränsat vattenutbyte löper ännu större risk. Utflödena från fiskodling har höga n / P-förhållanden, som anses vara en trolig orsak till utvecklingen av giftiga algblomningar (Fig. 6), Se även skadlig algblomning.

algblomningar kan skugga havsbotten vegetation och när de kollapsar kan deras förfall på havsbotten leda till hypoxi eller anoxi och därmed massdödlighet hos benthos och fisk (Troell et al., 2003).Om algarterna producerar giftiga ämnen finns det också en folkhälsorisk förknippad med dem, främst via konsumtion av filtermatande skaldjur förorenade med biotoxiner (Wu, 1995).Motsatsen till eutrofiering kan förekomma vid intensiva öppna havskulturer: de tar bort näringsämnen från den marina matwebben. Överdriven näringsutarmning begränsar tillväxten av andra växtätare och fytoplankton och de som lever av dem.Bortsett från det filtrerar musslor suspenderade partiklar och ändrar det till tätare partiklar som faller till botten (fekalpellets). Detta kan också påverka bentiska samhällen (CBD, 2004).

förorenande kemikalier

en annan grupp av avfallsprodukter från mariculture som ofta släpps ut i miljön är vissa kemikalier, se fliken. 2.

Tabell 2: Kemikalier som används i mariculture practice som kan bli föroreningar, deras källor / användningsområden och påverkan (CBD, 2004).

spridning av parasiter och sjukdomar

på grund av trånga och stressiga förhållanden i intensiv mariculture finns det frekventa utbrott av sjukdomar. Patogenerna kan spridas till tidigare sjukdomsfria regioner genom transport av kläckningsprodukter som räkor-postlarvae. När djur med infektioner eller parasiter flyr kan patogenerna spridas till vilda bestånd (CBD, 2004).

Escapes / Aliens / Biodiversity / Genetics

icke-inhemska arter som härrör från rymda kulturbestånd kan etablera sig långt ifrån sitt hemområde. I vissa fall kan detta berika biologisk mångfald, men ofta förekommer eller konkurrerar de med inhemska arter och kan så småningom eliminera dessa (CBD, 2004). Till exempel visar undersökningar spridningen av främmande invasiva arter från skaldjurskulturområden forsränning på flytande skräp i den venetianska lagunen och den portugisiska Algarve-regionen, inklusive den ökända störningsarten H. sanctaecrucis (Rech et al., 2018). Det uppskattas att flykt från icke-inhemska arter från finfiskgårdar hotar nästan en tredjedel av havsekosystemen (Atalah och Sanchez-Perez, 2020). Se även artikeln invasioner av främmande arter.

det finns också farhågor om att den förrymda fisken kan leda till en minskning av intraspecifik genetisk variation genom blandning av förrymda odlade djur med vilda bestånd. Adaptiva egenskaper hos lokala fiskpopulationer kan gå förlorade genom korsning med genetiskt mindre varierande och mindre anpassad odlad fisk (Miralles et al., 2016). Fiskeriforskning i havet runt Färöarna visade att 20-30% av laxen finns rymlingar från gårdar (Read och Fernandes, 2003). Genetiskt modifierad fisk kan också bli ett problem i framtiden (CBD, 2004).

jordbruk upp och fiske ner i livsmedelskedjan / livsmedelssäkerhet

högvärdig marin köttätande finfisk behöver animaliska proteinkällor. Det mesta av detta kommer från marina fiskar i form av fiskmjöl. Fiskmjölet är tillverkat av små pelagiska vilda fiskar, t.ex. ansjoveta och Atlantisk sill. Denna praxis väcker två huvudfrågor. En är att mindre mat finns kvar för marina rovdjur som sälar och sjöfåglar och för kommersiellt värdefull rovfisk som torsk (CBD, 2004).Det andra problemet är mänsklig livsmedelssäkerhet. Ofta läggs 2-5 gånger mer fiskprotein i den odlade arten än vad som levereras av den odlade produkten. En sådan oro finns inte för växtätande filtermatare, som är nettoproteinproducenter (Naylor et al., 2000). Kultur av mer låg trofisk nivå arter eller grupper (t.ex. allätare fisk, blötdjur och tång) bör stimuleras. Tyvärr finns det få attraktiva växtätande fiskarter i den marina miljön.

fånga stamstock från naturen

denna praxis medför flera hot mot miljön.De naturliga bestånden i målprovet är utarmade, vilket leder till problem för arter som normalt matar på dem (t.ex. räklarver är en matkälla för många organismer). Det finns också andra biverkningar: bifångst kan vara mycket hög i vissa fall och ibland används destruktiva redskap som muddringsnät (CBD, 2004).

habitatnedbrytning / modifiering

beroende på odlingsmetod kan mariculture ta mycket utrymme, vilket kan störa migrationsvägar, utfodringsmönster och reproduktion av icke-målarter. Ett exempel är omvandlingen av mangrover till räkdammar. En gång i drift utgör avloppsvattnen i dessa dammar ett hot mot intilliggande mangroveekosystem. Saltvattenintrång på grund av aktiv pumpning av grundvatten i dammarna kan orsaka ytterligare problem (p Bisexez-Osuna, 2001; CBD, 2004).

akustiska enheter

undervattensexploders används ibland i mariculture för att avskräcka rovdjur från de odlade djuren. Detta kan också betona icke-måldjur (CBD, 2004).

möjligheter till begränsning

många av de ovan nämnda möjliga negativa miljöeffekterna av mariculture kan mildras. I följande avsnitt diskuteras några möjliga åtgärder.

användning av slutna recirkulationssystem för räkor och fiskar

slutna system förhindrar flykt och luftade sedimenteringstankar eller andra (bio-)filter förhindrar att de flesta partikelformiga näringsämnen och delar av de upplösta näringsämnena kommer in i de naturliga ekosystemen. Ett problem är att de kräver höga initiala investeringar (CBD, 2004).

integrerat (multitrofiskt) vattenbruk

Polykultur definieras av konventionen om biologisk mångfald (CBD) som växande två eller flera arter som tillhör olika trofiska nivåer i samma system (CBD, 2004). Detta kallas också integrerat (multitrofiskt) vattenbruk, medan termen polykultur endast används om inga andra trofiska nivåer ingår. Denna form av mariculture är en hanterad imitation av naturliga ekosystem.Utflödena från intensivt matade kulturer av finfisk eller räkor tas upp av musslor och växter. Marina växter använder solljus och assimilerar upplösta oorganiska näringsämnen från vattnet, medan musslor filtrerar organiska suspenderade partiklar som kan vara överfoder eller fytoplankton från utflödena. De marina växterna kan vara fytoplankton som sedan äts av musslor eller tångar som kan säljas (som musslor). Integrerat vattenbruk inkluderar produktion av larver i mariculture-anläggningar istället för att ta dem från naturen (CBD, 2004).

integrerat vattenbruk har många fördelar:

• avfall av en art kan omvandlas till produkter som har ett ekonomiskt värde, vilket ger en högre inkomst och diversifiering av mariculture-produktionen samtidigt som de minskar finansiella risker;
• de negativa miljöeffekterna av intensiv odling av köttätare minskas och hållbarhet kan uppnås, eftersom sjögräs inte bara absorberar näringsämnet från fisk-och räkkulturerna utan också minskar andra effekter relaterade till upplöst syre, surhet och CO2 ;
• tillgång till den lukrativa marknaden för miljövänliga livsmedel.

detta system anses vara en bra lösning av många forskare (Chopin et al., 2001; Neori et al., 2004; CBD, 2004; Troell et al., 2003).

platsval

ett exempel är att välja platser med höga vattenkurser och strömmar som spädar avfallet (CBD, 2004). Huruvida utspädning är en långsiktig lösning är dock tveksamt.

minskning av eutrofieringseffekter

åtgärderna består i att noggrant välja odlade arter och sätta en gräns för djurtätheten. Ekosystemets bärförmåga att bearbeta avfallsprodukter bör också beaktas (CBD, 2004). Effektiviteten av dessa åtgärder är dock svår att bedöma, särskilt i kustzoner med kumulativt tryck från andra antropogena aktiviteter.

en annan begränsningsteknik består av att fixera burar vid endast en förtöjning på en lång linje så att de kan flyta över ett stort område (rörd av t.ex. vind-och tidvattenströmmar) kan bidra till att minska lokala mängder sedimentering (Goudey et al., 2001). Detta kan bidra till att förhindra nedbrytning av bentiska livsmiljöer.

foderhantering: för att minska avfallet …

ett exempel är förbättringen av fodersammansättningen genom att minska N och P i dieterna (N är ofta det begränsande näringsämnet för fytoplanktontillväxt i marina vatten). Ett annat exempel är användningen av effektiva stammar av odlad species.In räkdammar, naturliga foderartiklar som zooplankton och bentiska organismer kan användas som ett komplement till artificiella dieter (CBD, 2004).Det är viktigt att bättre informera lantarbetare och öka deras medvetenhet om dessa frågor.

… och förbättra livsmedelsförsörjningen:

att minska fiskmjöl i foder och förbättra fodereffektiviteten är redan prioriteringar inom mariculture-industrin, eftersom foder är den största kostnadsposten i många intensiva kultursystem och priserna på fiskmjöl fortsätter att stiga (Naylor et al., 2000). Odling av fisk med låga trofiska nivåer och minskning av fiskmjöl och oljor i foder bör stimuleras (Naylor et al., 2000).

minskning av sjukdomsutbrott och överföring och användning av bekämpningsmedel, piscicider och parasiticider och antibiotika

detta kan uppnås genom att fastställa lägre djurtäthet och hålla större avstånd mellan enskilda gårdar. Probiotika kan användas för att förbättra vattenkvaliteten.Vaccination är tillgänglig mot vissa viktiga infektionssjukdomar.Förbättrade övervaknings-och karantänstationer kan också visa positiva effekter (CBD, 2004).

minska användningen av hormoner

alternativ kan vara lämpliga genetiska urvalsprogram och användningen av fotoperiodhantering i industriell produktion av lax (CBD, 2004).

Se även

Interna Länkar

• fiskets effekter på den marina biologiska mångfalden
• skadlig algblomning
• ALGADEC-detektion av giftiga alger med en halvautomatisk nukleinsyrabiosensor
• invasioner av främmande arter

tillståndet för världens fiske och vattenbruk, FAO 2014 bedömning av effekterna av Mariculture, Ospar-kommissionen 2009

• för andra artiklar av denna författare SE Kategori: artiklar av Honnens, Hilke
• för en översikt över bidrag från denna författare Se Special:Bidrag / Hilke