全球水产养殖业近20年回顾（二）：淡水养殖及饲料发展现状

自2000年以来，尽管淡水养殖对水生食物供应和营养安全作出了重要贡献，它在全球环境和食物系统研究中的代表性不足。 在2000年至2020年间，以英文发表的11625篇文章中，有四分之三集中于于海水养殖，68%专注于高价值的海水养殖。这些指标不包括在亚洲出版的大量文献，特别是在中国。



淡水水产养殖主要由家庭管理的池塘和中小型企业组成，这些企业在混合养殖系统中生产各种鲤鱼和其他鱼类，供当地消费。淡水养殖业被广泛用作罗非鱼和虎头鲨的生产，这些鱼主要在土塘中生产，用于出口和国民消费。



过去20年中，淡水养殖增长的一个关键特征是在南亚和东南亚的扩散。 2017年，中国仍然是全球淡水鱼出口和国内消费的最大生产国。亚洲淡水养殖的扩大主要是由于城市需求和早期支持农村生计和粮食安全的内陆野生渔业的减少。在经济发展、农村转型和城市化的推动下，政府的支持支撑了亚洲淡水水产养殖的价值链诞生。这些提高了购买力，刺激了消费者对淡水鱼的需求，为扩大投资铺平了道路。南亚和东南亚中小型企业通过直接惠及消费者、其他行业参与者以及更广泛的“溢出效应”惠及邻近行业的劳动力和生计来发展水产养殖，有助于减少农村贫困。在撒哈拉以南的非洲部分地区正在开展类似的淡水养殖发展过程。



鉴于淡水养殖系统的异质性，最近的许多文献侧重于系统多样性、营养安全和价值链，特别是在亚洲范围内，关于生产实践、资源消耗和环境限制的概括是有限的，但总结了三个教训。首先，过度集约化，特别是网箱养殖，营养污染和病原体感染导致的产量下降问题。在那些生长不受限制的地区，如菲律宾的塔尔湖、深湖和水库中的网箱养殖可能会因突然缺氧而导致死亡。在淡水资源枯竭、营养物污染、疾病问题以及制约公共水域使用的地区，产业整合常常接踵而至，迫使贫穷的生产者退出该行业。在中国，水产养殖污染占一些省份淡水环境的20%以上，导致许多饮用水和其他重要的生态系统服务的公共水体被禁用。在其他地区，已推广池塘内滚道系统，以提高饲料利用效率和固体废物清除，但由于资本成本高，广泛采用受到限制。



其次，在生产集约化方面，在当地和国际公司的推动下，淡水系统中的复合饲料使用稳步增加。据估计，92%的罗非鱼、81%的鲶鱼和57%的鲤鱼依赖于商业配方饲料和其他饲料类型的组合。 补充营养与饲料的结合仍然是半集约养殖生产低成本罗非鱼、鲶鱼和鲤鱼的关键途径，并为亚洲水产养殖生产的增长奠定了基础。



第三，通过不同形式的集中管理，相对低投入的渔业不断涌现和扩张。实地研究表明，通常在低投入系统中就可以从非饲养的鲤鱼获得生产力的提高，同时保持或增强营养平衡和本土物种的生物多样性。这三种趋势导致水产养殖通过饲料、营养循环和价值链紧密地融入陆地食物系统。围绕淡水养殖和当地资源利用的科学知识非常广泛，特别是在亚洲。然而，与海洋生产相比，淡水水产养殖对全球环境的影响仍有待研究。



鱼类饲料和野生渔业水产养殖审查的一个重点是水产养殖饲料的鱼粉和鱼油含量所占比例的增加，以及由此产生的对野生鱼类和种群以及海洋生态系统的潜在影响。总的来说，全球饲料鱼的捕捞量呈下降趋势（图2），反映了从捕捞到过度捕捞，以及为防止捕捞量超过最大可持续水平而实行的捕捞限制。

过去20年来，水产养殖在提高海洋资源利用效率方面取得了相当大的进展。2000年至2017年间，全球饲料鱼的产量增加了三倍，而用于制造鱼粉和鱼油的鱼的年捕获量从2300万吨下降到1600万吨。在同一时期，全球捕捞渔业的鱼粉产量从660万吨下降到480万吨。鱼油产量从150万吨左右下降到100万吨左右，在过去十年中一直稳定在100万吨左右。鱼粉和鱼油的价格在2000年代翻了一番，自2012年以来一直高于植物替代品。水产养殖生产者也已减少饲料配方中鱼粉和鱼油的使用。鱼粉和鱼油仍然是鱼类饲料的重要成分，为仔鱼和鱼苗的生长和存活提供必需的营养物质，但目前在成鱼、亲鱼和精饲料中的使用比例较低。尽管如此，水产养殖业使用的鱼粉份额从2000年的33%增加到2016年的69%（相对于牲畜和非食品用途），而鱼油份额从55%上升到75%。 这种趋势的延续可能会进一步提高鱼粉和鱼油价格，从而进一步刺激水产养殖饲料的创新。



自2000年以来，水产养殖供应链的发展有助于减少对野生鱼类资源的依赖，例如杂食物种的快速增长；提高所喂养物种的饲料转化率；提高饲料中替代蛋白质和油的使用以及增加鱼粉的生产和使用鱼加工的下脚料和副渔获物中的鱼油。此外，在过去的几年中，加工技术的改进使凤尾鱼和其他远洋物种鱼粉的回收率从22.5%提高到24%，凤尾鱼的鱼油回收率仍在5%左右，而鲱鱼、海葵、沙鳗等脂肪鱼的鱼油回收率约10%。



1997年至2017年期间，使用复合饲料生产的淡水鱼数量和份额大幅增加，但饲料转化率也有所改善（表2）。同时，这些物种的鱼粉含量下降到了1-2%，而且大多数淡水饲料中几乎没有鱼油。 海水和咸淡水有鳍鱼和甲壳类动物的复合饲料中鱼粉和鱼油含量仍然较高， 但其鱼粉和鱼油含量在此期间也下降了一半至三分之二左右。对于虾来说，全球的生产已经发生了重大改变，从黑虎虾转向更为杂食的南美白对虾。



自2000年以来，鱼粉生产中越来越多地使用边角料，特别是对价值较低的淡水物种，这对减少野生鱼在饲料中的使用也起到了关键作用（表1）。据估计，对罗非鱼和鲶鱼饲料的鱼粉中使用的加工边角料是野生鱼的三倍。即使是高价值的海洋和咸淡水物种，如鲑鱼和虾，在饲料中也使用了从边角料和和野生鱼加工的相同比例鱼粉。目前在越南，野生渔业和水产养殖的边角料约占全球鱼粉产量的三分之一，在欧洲占一半。根据记录，挪威的鲑鱼、泰国虾和鲶鱼的生产饲料配方中更多地使用了边角料。



饲料转化率的提高、鱼粉和鱼油含量的降低以及加工边角料的使用增加，降低了野生鱼投入量与养殖鱼产出量的比率。在全球范围内，2017年主要依赖饲料的水产养殖物种种类的FIFO（野生鱼投入量/养殖鱼产出量）为0.28（表1）。虾、鲑鱼、鳟鱼和鳗鱼的FIFO超过1.0，但仍远低于20年前计算的FIFO。

尽管边角料对全球鱼粉生产做出了积极贡献，但亚洲的水产养殖生产仍然依赖非目标渔业的低价值饲料鱼类作为饲料投入，尤其是中国、泰国和越南。2017年，亚洲水产养殖系统消耗了超过660万吨低值鱼类作为饲料投入，中国大约三分之一的家养鱼包括低值鱼（89%的幼鱼）主要用于水产养殖饲料。这种以饲料级为重点的渔业可通过捕获幼鱼和丧失生物多样性而对野生鱼类种群和海洋生态系统产生重大影响。



尽管海洋资源在水产饲料中发挥重要作用，但植物性成分的使用一直在稳步增加，使陆地和海洋之间的联系更加紧密。水产饲料行业越来越依赖于在国际市场上广泛交易的陆地系统的传统动物饲料成分。



有三个因素促使陆地食物系统在全球水产养殖中的作用不断扩大：为鱼类定制的饲料成分；基于营养需求的饲料配方；提高鱼类生长、饲料转化率和动物健康的养殖。谷物和油籽的饲料成分是家畜饲料的基础，但肉食鱼类很难消化这些原料中的淀粉、不溶性碳水化合物或纤维。它们对植物蛋白成分中的抗营养物质和毒素比家畜更敏感。为了提高鱼类饲料中植物和陆生动物蛋白浓缩物的营养价值，还引入了额外的加工步骤。菜籽油、棕榈油和家禽脂肪已成为鱼油常用的一部分的替代品。虽然养殖鲑鱼仍然是ω-3脂肪酸的良好来源，但用陆生油代替鱼油会降低鱼片中的ω-3的含量。使用藻类中的高ω-3或转基因油籽可以减少鲑鱼饲料中鱼油的使用，同时保持对消费者的健康益处，但这在经济上仍然是低效的，而且后者在市场上的接受程度低。



植物源产品替代饲料中的鱼粉和鱼油，通过改变微生物群、肠道形态、免疫功能、干扰内分泌系统的正常功能和成熟等方式而影响水产养殖物种的健康。因此，针对这些物种采用完全基于植物性的饲料，会增加了疾病风险。自2000年以来，高通量技术（代谢组学和蛋白质组学）、RNA测序、聚合酶链反应（PCR）和全基因组测序已被用于检测和缓解这些问题。 传统育种和标记辅助选择也被用于改善鱼类生长和健康，陆地动物育种特别是家禽育种的经验被用于鱼类的育种策略。



海水养殖饲料中植物性成分所占的份额不断增加，加上淡水养殖饲料使用量的稳步增长，导致了围绕水产饲料的资源利用和陆生作物生产对环境影响引起了一系列新争议。生命周期分析表明，饲料占水产养殖对生产环境影响的90%以上。在虾和鲑鱼中用植物性蛋白质（例如大豆浓缩蛋白）替代鱼粉的研究表明，化肥和农药的使用可能增加生态毒性，在巴西，增加淡水和土地资源的压力，森林砍伐导致的碳排放和生物多样性损失加剧。

因此，寻求可持续的水产养殖生产者面临着其饲养做法所造成的破坏环境和社会后果。例如，2000年至2016年间，挪威鲑鱼养殖业将其饲料中海洋蛋白的份额从33.5%降至14.5%，海洋油的份额从31.1%降至10.4%，并将植物蛋白的份额从22.2%增至40.3%，陆生油的份额从0%增至20.2%。 尽管该行业成功地用植物替代品替代鱼粉和鱼油，但该行业一直面临着确定新饲料来源以消除与巴西森林转化为农作物生产相关的环境损害的压力，该行业已部分禁止在水产饲料中使用巴西大豆。



尽管养殖行业的某些物种（如鲑鱼）在陆地饲料供应方面面临可持续性挑战，但全球用作水产饲料的动物饲料所占份额估计为4%， 而家禽约占40%，猪约占30%，反刍动物约占25%。许多用于水产养殖的陆上饲料成分都是副产品，例如从食品加工中提取的油籽蛋白浓缩物，或从牲畜和海鲜加工中回收的蛋白粉和油。将加工后的副产品和食物废物再循环为高蛋白饲料成分有助于全球粮食的可持续生产，但需要进行生命周期的分析以衡量对环境的影响。

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