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世界顶级期刊:回顾全球水产行业20年,雄起水产养殖!【全文解读】

浏览数量:12     作者:本站编辑     发布时间: 2021-04-08      来源:本站

20年来水产养殖的总体变化

20年前《自然》杂志的一篇综述把水产养殖既视为对全球渔业资源衰退的解决方案,也视为渔业资源衰退的导致因素。当时水产养殖业正蓬勃发展,但渔业捕捞量却停滞不前。在1987-1997近十年间,水产养殖产量从1,000万吨增长至2,900万吨(活重),几乎增加了三倍;全球约有300余种水生动植物被养殖。相比淡水鱼和贝类,当时着重强调了海水养殖鱼类的喂饲消耗,并警告称若再不减少饲料对野外的依赖和环境影响,当前全球渔业资源将不足以支撑养殖业的大幅增量。

20年后的2017年,水产养殖业为全球提供了超过8,000万吨鱼贝类、3,200万吨海藻,养殖的种类也增至425种。行业应对风险的成熟为业界发展带来了三大新面貌:淡水养殖业和相关产业链的产量持续增长;鱼类营养学、遗传学和替代饲料研发的进步,降低了饲料的野外依赖;重视扩大养殖双壳贝类和海藻这一在食物多样性、产业附加值以及生态系统服务上具重大潜力的门类。

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水产品是人类对生物多样性的直接利用和反映

这一趋势也表明水体与陆地的产业越发紧密关联。在过去20年间,传统内陆水产养殖业的产量也一直飙涨;以海陆混合原料的复合饲料需求也相应上涨,饲料中的植物成分也在上升;可自由从环境摄取养分的物种如双壳贝、海藻的养殖产量也在增加。总而言之,水产养殖界在快速增长的产量、饵料来源、生产技术、渔场管理、相关产业链的转变下越发融入到全球粮食体系当中。同时,水产养殖的发展让不同收入国家的人群均可全年享受到富含蛋白质和微量元素的水产品。此外,水产行业的发展能供给远超人群直接消费量的鱼类、贝类和海藻,从而为食品加工、饲料、燃料、化妆品、营养品、药品、试剂等各色工业产品提供原料,并带来各种生态系统服务功能。

尽管获得了瞩目的成就,当前水产养殖业仍面临着各种严重的、损害其可持续发展的挑战。总体来说,业界正顺应社会各界对环境友好的呼声改进。全球捕捞业如鲜鱼和甲壳类的国际贸易已通过政府监管、政府和民间联合认证标准及市场激励等手段逐步改善对环境的表现。但是水产界仍缺乏制定可持续发展标准的积极性,这可能是由于目标市场缺乏准入标准和供应商激励措施所致。同时,双壳贝类、滤食性鱼类及海藻无需依赖饲料便直接从水体摄取营养,故自身就具备对环境友好的可持续特征。总而言之,水产行业的扩张逐渐暴露出一系列社会经济和环境问题,并影响其发展。


全球水产行业大扩张与中国的领军地位

截至2017年,全球水产的养殖产量从1997年的3,000万吨飙升至1亿1千万吨,翻了近三倍多。其中海藻、鲤科鱼、双壳贝类、罗非鱼以及鲶类占前75%。虽然期间海水鱼、河海洄游鱼及甲壳类的养殖产量也在飙升,但在海藻、海洋双壳贝和淡水种类的产量下相形见绌。淡水鱼占全球75%的养殖产量,反映了它们相较于贝类、甲壳类的出肉率优势。由于先前综述着重描述高营养级的海洋和河海洄游种类对海源饲料的消耗,故淡水养殖的相关问题尚未系统讨论。目前淡水系统的研究主要集中在育种和饲料改进等方面,以及鲑鱼和虾类养殖对渔业资源影响等早期议题上。

如今水产养殖更趋多样化,全球有超过40%的鱼类、贝类和海藻产量归功于海水、咸淡水及淡水养殖。然而,养殖的种类也更趋集中,仅22种(5%)就占据了全球供食用产量的75%。此外,由于存在大量的坊间养殖以及私人消费,水草和海藻养殖产量往往被低估。

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全球水产品产量的种类构成和总发展走势

亚洲依然是全球最大的生产力量,占据了全球养殖产量的92%。亚洲的水产养殖业也具备更多样化的养殖模式和养殖种类。在水产养殖种类多样性排名中,排名前十的国家有九个在亚洲,而中国遥遥领先。例如在2017年,中国就以不同方式养殖了高达86种水产种类,相比而言而挪威仅主要以海水网箱形式养殖了13种。中国几乎在所有水产领域中都发挥着举足轻重的作用。自2000年以来,该国一直是全球最大的鱼类、甲壳类和贝类生产国、加工国和贸易国,并随着经济的快速增长而成为主要消费国。仅中国就提供了全球水产养殖产量的58%、产值的59%。

同时,水产行业的全球化也有一定的发展。在过去的20年中,南美洲和非洲的增长率超过了亚洲;南亚和东南亚在扩张规模上也超过了东亚。亚洲外最大的水产生产国(占全球总产量的1-2%)是主产大西洋鲑的挪威和智利,以及主产尼罗罗非鱼的埃及。西半球的水产养殖主要单物种或双物种模式为多,并遵循单一养殖方式:如用网箱养殖大西洋鲑和尼罗罗非鱼、以及用塘养斑点叉尾鮰。

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全球各门类水产品的产量走势

水产的主流种类发展主要得益于遗传育种、营养和饲养学的进步,但仍易受市场动荡、极端气候和流行疫病(如COVID-19)的风险。全球水产养殖业的增长主要得益于贸易全球化、野生渔业资源减少、市场竞争导致的价格下跌、居民收入增加和城市化发展,这些都会导致全球人均养殖水产品摄入量的增长。然而,水产品的国际贸易依然局限在少数国家和少数种类,鲑鱼、虾、鲶鱼、罗非鱼虽占据国际贸易的三分之一,但仅占全球产量的8%。东亚市场的水产品主要服务于内销,有约89%的产品没有流入到国际市场。同时,近几十年来南半球国家的收入和市场规模日益增加。这都说明水产贸易的全球化仍充满潜力。


淡水养殖业的发展和独特地位

尽管2000年以来淡水养殖业贡献重大,但其与全球粮食体系和环境相互作用的研究比例较低,仅占相关英语出版文献的四分之一,这或许与没有将地区性文献(如中文)纳入统计有关。淡水养殖有区别于海水养殖的多种模式,从设施架设、物种、所有权和相关产业链上都有其独特之处。它可以小户鱼塘形式包产经营,也可通过桑基鱼塘、稻田鲤塘等跨产品形式混合养殖,以供给当地民众消费。当中,国际上以罗非鱼与“巴沙鱼”(低眼)的养殖最为流行。这些种类通常以泥塘形式作为养殖。同时,淡水养殖也适合单一密集养殖的淡水或咸淡水甲壳类,如南美白对虾或以混养模式为主的斑节对虾等。

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传统的淡水集约化养殖

城市化带来的消费需求使水产养殖从日常供销转化为一门产业。过去20年淡水养殖业增长的一个关键特征是东亚和东南亚相关产业链的分化和扩散,而中国依然保持着绝对地位。亚洲淡水养殖业的增长主要是由城市化需求和渔业资源衰退所带动,并在政府刺激和农村转型的背景下发展。购买力的发展和行业的完善进而为资本的注入铺平了道路。南亚和东南亚的中小型淡水养殖业及其相关产业的发展有助于缓解农村贫困和劳动力溢出,类似的情形也发生在撒哈拉以南地区。


淡水集约化养殖带来的潜在问题

尽管认为淡水养殖业在资源衰退和环境影响上是有限的,但有三个问题值得注意:

首先,淡水养殖业、特别是网箱养殖业的过度集约化会带来富营养化以及病害爆发等问题。深水湖泊和水库网箱养殖有时会因突然缺氧而集体暴毙。在淡水资源紧张、富营养化或流行病地区的公共用水受到严格限制,资源紧缺导致的行业整合迫使小个体户逐出行业。

其次,在养殖集约化和各地公司组织的推动下,复合饲料的需求稳步提升。约有92%的罗非鱼,81%的鲶鱼和57%的鲤鱼依赖市售复合颗粒饲料或农场来源肥料去补充营养物质。施肥结合饲料依然是半集约化系统中养殖低成本罗非鱼、鲶鱼和鲤鱼的手段,并支撑了亚洲淡水养殖业的商业化发展。

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现代化淡水养殖鱼塘

再次,这种稳定而逐渐扩散的低投入-高产出模式让人类足迹扩大,使人得以进入更多水域如洪泛平原、水库和季节性水体进行经营。田间实验表明,在低投入或不投喂的养殖系统中,外来的鲤科鱼类更具竞争优势,一定程度上影响水体营养平衡和本土生物多样性的维持。

这三个问题将从社会经济、饲料、物质循环等方面使整个行业与陆地系统的关系更加紧密。尽管亚洲水产业对当地资源利用和影响的研究越来越多,但与海水养殖相比依然较低。总体而言。淡水集约化养殖往往与饲料的全球化来源相关联,这将是淡水养殖业对整体环境影响的一个重要例证。


鱼饲料的渔业来源

此前综述着重强调水产养殖发展对鱼粉鱼油的需求上升,会对野生渔业资源以及生态环境带来负面影响。总体而言,目前全球野生饲料用鱼的上岸量呈下降趋势,反映了过度捕捞和行业规范下的结果。在过去的20年间,水产行业对海洋资源的利用效率有重大提升,全球养殖产量翻了三番,然而用作鱼粉鱼油的饲料用鱼的捕获量却从2,300万吨减至1,600万吨,野生来源的鱼饲料产量也从660万吨下降至480万吨,鱼油产量也从150万吨下跌并稳定至100万吨。反之,鱼粉鱼油的同期价格涨了一倍以上,且一直高于植物成分饲料价格。在市场规律以及环境压力下,水产养殖户逐步减少选用野外来源而选择具植物成分的饲料,促使整个产业链的可持续性发展。现在,鱼粉鱼油更多集中在鱼的生长发育期投喂,成鱼的使用率较低。尽管如此,各行业中水产业的鱼粉需求比例在20年间翻了一番,鱼油需求比例也从55%上涨至75%。这种刺激可能会推动鱼粉鱼油价格的持续上涨,也迫使业界研发更具可持续性的新型饲料。

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全球饲料用鱼的上岸量走势

近20年来,针对野生渔业资源的依赖情况,水产行业有四大发展:推广杂食性种类养殖;提高饲料转化率;采用更高比例植物蛋白和植物油脂的饲料;以渔业兼捕物、工厂边角料作为鱼粉鱼油的原料。此外,工艺的改进也使鱼粉鱼油的制成率有所提升。在过去20年间,采用复合饲料投喂的种类如鲤科鱼、罗非鱼和鲶鱼的产量在不断上升,转化率也有所提高。同时,这些种类对鱼粉的需求也下降至1-2%,且基本没有用到鱼油。鱼粉鱼油的需求主要集中在海水鱼、咸淡水鱼和甲壳类的养殖上,但同期使用率也下降了三分之一。在虾类方面,全球养殖界从偏肉食的斑节对虾转向杂食的南美白对虾,这是一个重大的转变。配方改进和质量提升也使鲑鳟类能在繁殖期接受更高植物蛋白的饲料。

越来越多食品工厂的边角料、特别是经济价值较低的淡水鱼边角料去用作鱼粉生产。在罗非鱼和鲶鱼养殖所使用的鱼粉中,边角料来源的用量是野生来源的三倍。即使在较名贵的养殖种类如鲑鳟类等海水种类中,边角料来源的鱼粉用量也和野生来源持平。由兼捕与边角料制作的鱼粉现占全球市场份额的三分之一。

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全球用于鱼油鱼粉的饲料用鱼的上岸量走势

提高饲料转化率、降低鱼粉鱼油投入比,更多选用边角料来源的鱼粉有助于降低养殖周期中的鱼投入产出系数(Fish-In:Fish-Out ratio, FIFO)。鱼投入产出系数是指野外饲料用鱼和养殖产出鱼的重量比,数值越小说明对渔业资源依赖越少,饲料转化效率越高。截至2017年,全球各养殖种类的平均鱼投入产出系数为0.28。虾、鲑鳟鱼、鳗鱼的FIFO则超过1,但已远低于20年前。

尽管边角料对全球鱼粉的可持续性有积极的贡献,东亚各国的鱼粉对渔业兼捕物的依赖仍比较严重。2017年,亚洲水产养殖业消耗了近660万吨廉价兼捕鱼类用作鱼粉或直接饵料。这种依赖或会导致海洋生物多样性、特别是仔稚鱼资源数量的严重下降。


鱼饲料的陆地来源

尽管海洋资源在水产饲料的生产上发挥着重要作用,但植物性成分的含量也在不断上升,表明了陆地和海洋等水体的产业联系越发紧密。水产行业越来越依赖含陆地农产品成分的、国际通用的常规饲料。

三个因素促进了全球陆地农业对水产业的影响:鱼饲料越发趋向为物种度身定制;饲料配方在营养上的精准要求;繁殖育种活动对生长、转化率与健康的更高需求。谷物和油料作物是畜牧饲料的成分来源,但肉食性鱼类对淀粉、难溶性糖类和纤维的消化能力较差。鱼类也对畜牧饲料中的抗营养素和毒素较为敏感。因此,畜牧饲料转化为水产饲料还需要额外的工序,成本也对应增加。菜籽油、棕榈油及家禽脂肪被用作鱼油的替代品,然而会对降低摄食者特别是鲑鳟类自身的不饱和脂肪酸含量。用海藻油作为鱼油替代品或可保证其不饱和脂肪酸含量,但存在成本和转化效率等问题。

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鱼粉鱼油与植物替代产品的名义和实际价格走势

以植物成分替代鱼粉、鱼油或会改变鱼种生理代谢、肠道形态、肠道菌群和生长免疫,故而带来潜在的疾病风险。新发展的高通量组学,如代谢组和蛋白质组学,以及流行的转录组、全基因组技术有助于揭示及缓解有关问题。常规与分子标记辅助育种有助于培育更具广适性、抗病而高产的品种。例如遗传育种提高了鲫鱼对植物蛋白的吸收转化能力,并降低肠炎的发生率。

水产行业中植物成分饲料的增加与饲料需求的上涨,共同引发了农业资源争夺、环境污染等一系列争议。研究表明,水产养殖中饲料本身对环境造成的污染占到90%以上。虾类与鲑鳟类养殖的研究也表明,依赖大豆成分的鱼饲料会潜在增加化肥和农药的使用,间接对淡水与土地资源施加压力。如此,追求可持续发展的水产养殖户会遭遇预料之外的陆地环境压力,特别是巴西大豆种植对森林开垦和当地生物多样性的影响很大。

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海洋和陆地粮食体系间的相互作用

尽管如此,用作水产养殖的陆源饲料所占市场份额依然很小,约占4%。陆源畜牧饲料的原料主要来自各种农副产品,例如食品加工过程所回收的废油、豆粕或废弃肉料。总体来说这种回收利用会有利于整个业界的可持续发展,但需要分析某些子环节和应用对环境的净影响。同时,随着鱼类与甲壳类养殖规模的扩大,可以预料到海水和淡水养殖对陆源饲料需求的大幅上涨,从而给价格和自然资源带来压力。以微生物、昆虫、海藻为代表的新一代饲料有望应用在水产养殖中。


自由摄食物种的养殖扩大

自2000年来,双壳贝类和海藻这些无需投喂、自由摄食物种的养殖数量翻了一番,甚至代表了水产养殖业的第三个领域。2017年,滤食性双壳类和海藻占水产养殖总产量(活重)的43%,但以可食用部位重量计算,则只占6%和7.6%。尽管如此,贝类和海藻养殖可带动多个非食品附加产业,还能为环境提供多种生态服务功能。

一、贝类养殖

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双壳贝类养殖带动高附加值行业的发展

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二、海藻养殖

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近年积极引进的海藻种类丰富了市民餐桌

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当前的挑战

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一、病害防治

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日常死亡的克氏原螯虾需要解剖消化道以查明病因

注射依然是水产品接种疫苗的主要手段 (图自网络)

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抗病耐养的南美白对虾是我国养殖量最大的虾类

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二、有害藻类爆发和气候变化
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如何应对挑战

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一、循环水养殖系统

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二、离岸海水养殖

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三、管理手段

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全球水产品的评估级别和认证比例

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全球各水产品的评估级别比例


展望

在过去20年间,水产养殖已从小众行业发展为全球粮食体系的中流砥柱。养殖产出效益、消费者需求、产业链发展和可持续发展准则正共同塑造着水产行业的发展方向。水产行业的可持续增长对实现联合国可持续发展目标具有重要意义。

总体来说,当前水产行业呈现三个新面貌:第一,淡水养殖在全球产量中占据主导地位,其比其余门类的合计总和还要多,并主导着过去二十年的相关就业岗位和粮食安全保障。由于绝大多数淡水养殖产品并不流入到国际市场,养殖户缺乏采取可持续措施和为产品进行认证的积极性;第二,各养殖种类在海源饲料利用效率和营养吸收上都有了显著改善。某些肉食种类的进一步改善可能较为困难,但是野外来源鱼粉、鱼油价格的不断上涨将为技术创新提供持续动力;第三,水产养殖系统的谨慎选址是该行业在商业和环境成功的基础。几乎所有的淡水和海水养殖都可与周边水体环境发生相互作用。养殖系统既可以从周边环境中获益,又可为周边环境提供生态服务。谨慎选址和控制养殖规模有利于自由摄食物种提供最大化的生态系统服务,也可缓解病害爆发、环境污染和气候变化所带来的产业压力。

鉴于水产养殖的门类众多、地域广泛、形式多样、养殖户和消费者需求差异等诸多原因,业界很难形成单个可持续发展和健康产品的规划方案。故而,业界需要一个清晰明了、有科学依据但又避免繁苛的监管体系去实现这些目标。这类灵活的政策需要行业、政府和非政府组织的相互支持以激发其积极性和创造性,同时为监测、报告、透明度和职责划分提供明确指导。未来水产养殖业依旧面临巨大的来自气候变化、病害爆发、流行疫病、市场动荡和粮食体系变化等多方面的风险。

未来对水产养殖场址的合理规划和管理有助于实现积极的环境目标,这在水产养殖日益集约化和规模加大的今天尤为重要。业界正在研究水循环系统和离岸养殖技术以减少对生态环境的接触和影响。然而,这些系统需配备创新资金和环境管理技术才能获得广泛成功。此外,鉴于病害爆发的难以补救,水产行业需要加大一系列在病害预防方面的投资。

最后,未来优化水产养殖的政策规划中需要一种能在水陆两系统间的营养、公平、正义、环境友好等方面取得权衡的整体粮食体系方案。以往的指标如生命周期评估需要优化,以确保陆地农业和水产养殖业在环境友好度和营养流动方面具有可比性。新的业界进展,如正在进行的“蓝色食品评估”将毫无疑问地包含到下一个二十年的回顾当中。通过合理设计和行业布局,水产养殖在未来是可以达到高度可持续发展的。届时人们既会面临各种机遇,也会面临挑战。


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