條斑紫菜栽培的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益概述

文/陸勤勤 周偉 鄧銀銀

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條斑紫菜栽培的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益概述

文/陸勤勤 周偉 鄧銀銀

目前，我國條斑紫菜栽培網(wǎng)簾面積約7290公頃，使用海域面積約13萬公頃。條斑紫菜栽培每年創(chuàng)造約50億元經(jīng)濟(jì)效益，并可從栽培海域轉(zhuǎn)移約5406噸碳、1028噸氮和143噸磷，降低了栽培海域富營養(yǎng)化指數(shù)，增加了海洋碳匯。紫菜大規(guī)模的人工栽培不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，對于保持近海養(yǎng)殖生態(tài)平衡及碳循環(huán)方面更是創(chuàng)造了重要的生態(tài)效益。

我國是紫菜栽培的主要國家之一。長江以北的江蘇和山東（日照）等地沿海為條斑紫菜栽培區(qū)，長江以南的浙江、福建和廣東等地沿海為壇紫菜栽培區(qū)。

我國條斑紫菜人工栽培起始于上世紀(jì)70年代的江蘇省南通地區(qū)沿海，經(jīng)過40多年的發(fā)展，栽培區(qū)從靠近長江北岸沿海的啟東、如東拓展至海洲灣沿岸和蘇中輻射沙洲，形成了黃海南部海域的連片規(guī)?；耘?，其中99%以上分布在江蘇省沿海。與海上栽培發(fā)展相適應(yīng)，江蘇省還形成了種質(zhì)保存、制備、良種培育、種苗培養(yǎng)、紫菜產(chǎn)品加工、市場營銷和機(jī)械制造等配套完整的產(chǎn)業(yè)化體系，使得條斑紫菜產(chǎn)業(yè)成為江蘇省沿海長期穩(wěn)定發(fā)展的特色產(chǎn)業(yè)，在全國的海洋漁業(yè)行業(yè)中獨樹一幟。特別需要指出的是，條斑紫菜栽培在產(chǎn)生穩(wěn)定的社會經(jīng)濟(jì)效益的同時，還兼具了修復(fù)近岸海域環(huán)境的生態(tài)效益，這與當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的要求高度契合，值得充分肯定和悉心培育。

一、條斑紫菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與社會經(jīng)濟(jì)效益

江蘇省海岸線北起蘇魯交界的繡針河口，南至長江口北支寅陽角，海岸線長954千米。在古黃河與古長江攜帶巨量泥沙的堆積及沿岸海域南黃海旋轉(zhuǎn)潮的共同作用下，在江蘇中部近岸形成了世界罕見的大面積南黃海輻射沙脊群。根據(jù)江蘇近海海洋綜合調(diào)查與評價專項調(diào)查資料，沿海灘涂總面積500167公頃，約占全國灘涂總面積的1/ 4，居全國首位。與其他沿海省份相比，江蘇省除連云港為巖基海岸，生物資源較豐富外，中南部潮間帶灘涂的生物資源較為貧乏，主要的群落為底棲貝類。然而，正是這一獨特的南黃海海域環(huán)境，為我國的條斑紫菜栽培提供了優(yōu)良、廣闊的栽培場所。

條斑紫菜作為一種可食用的大型海藻，富含高蛋白、維生素、礦物質(zhì)和食用纖維，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。作為我國條斑紫菜主產(chǎn)區(qū)的江蘇省沿海，目前產(chǎn)業(yè)情況為：生產(chǎn)能力已達(dá)年產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制品50億張，占國際紫菜市場的貿(mào)易份額65%以上，出口5大洲近80個國家和地區(qū)，年出口額超2億美元，總產(chǎn)值達(dá)50億元（表1）。

二、條斑紫菜栽培與生態(tài)效益

（1）氮、磷轉(zhuǎn)移能力

大型海藻是一類含有光合色素，能進(jìn)行光合放氧的海洋孢子植物，其生長過程中需要吸收氮、磷，同化成自身需要的營養(yǎng)成分。紫菜葉狀體為單層細(xì)胞薄膜狀，具有較高比的表面積，藻體的所有細(xì)胞都可以進(jìn)行營養(yǎng)鹽的吸收并轉(zhuǎn)化為新的藻體組織，因此紫菜可以呈現(xiàn)快速生長特性[1]。

表2為幾種常見海藻的營養(yǎng)成分含量分析顯示，每收獲1噸紫菜干重，相當(dāng)于可從水體中分別轉(zhuǎn)移出63~74千克氮和9~10千克磷，與海帶、江蘺等大型海藻相比，紫菜能更快速積累氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，對營養(yǎng)鹽的吸收能力比其他海藻高63%~170%。以2014年條斑紫菜的產(chǎn)量15000噸計算（50億張紫菜制品折算），則該年度通過條斑紫菜栽培及采收，總計從栽培海域中移除945~1110噸氮和135~150噸磷。

從水域中轉(zhuǎn)移的1000噸氮和150噸磷意味著什么呢？假定有1000平方公里污染海域無機(jī)氮和活性磷酸鹽均達(dá)第四類標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)，若要滿足一般水產(chǎn)養(yǎng)殖和人類可直接接觸的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，即需將第四類標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)提高到第二類標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)（無機(jī)氮由0.50mg/ L以上降到0.30mg/L以下；活性磷酸鹽由0.045mg/L以上降到0.03mg/L以下），以平均5米水深計算，需要轉(zhuǎn)出的氮和磷簡化推算為1000噸和75噸。那從水域中轉(zhuǎn)移的1440噸氮和188噸磷，意味著完成了污染海域假定修復(fù)目標(biāo)需要轉(zhuǎn)出氮的100%，需要轉(zhuǎn)出磷的200%。

紫菜作為生態(tài)修復(fù)的大型海藻之一，已在實驗室條件下做了很多工作，包括北美東海岸P. amplissima、P. leucosticta、P. linearis、P. purpurea和P. umbilicalis，歐洲P. dioica，亞洲P. haitanensis、P. yezoensis、P. katadai和P. dentata的研究，實驗室條件下多以溫度、光照、營養(yǎng)鹽等成分對紫菜的影響，包括生長速率、色素合成、生化組成及N吸收情況，以選擇生態(tài)修復(fù)最有效的品種。

在自然海區(qū)中，Chopin等采用紫菜與鮭魚混養(yǎng)，通過多次采收紫菜葉狀體移除養(yǎng)殖水體的營養(yǎng)鹽，計算出27和22張紫菜筏架網(wǎng)（1.8m×18m）可以分別移除漁業(yè)釋放的一噸氮和磷，證實紫菜是吸收養(yǎng)殖區(qū)氮磷的一個“非常有效的泵”，可以作為近岸養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境修復(fù)理想的物種。在江蘇海岸大型海藻生態(tài)修復(fù)模型中，300公頃的條斑紫菜半浮動筏式栽培，每年約移走14708.5千克氮和2373.5千克磷，可使沿岸海水的無機(jī)氮磷含量顯著下降。在紫菜養(yǎng)殖期間，栽培區(qū)內(nèi)水體的NH4氮、NO2氮、NO3氮和PO4磷的平均濃度顯著低于非栽培季節(jié)（5~8月）平均濃度，水質(zhì)從劣IV類提高到I-II類。

表1　條斑紫菜產(chǎn)業(yè)簡況

表2　常見大型海藻的氮和磷含量（干重）

（2）碳匯能力

《聯(lián)合國氣候變化框架公約》定義，將“從大氣中清除二氧化碳的過程、活動和機(jī)制”稱為“碳匯”。大型海藻除了自身生長過程中吸收CO2產(chǎn)生直接碳匯作用外，還能通過影響海水中CO2分壓及利用海水中氮、磷等營養(yǎng)元素的途徑，促進(jìn)大氣中的CO2通過水氣界面向海水中擴(kuò)散，間接發(fā)揮碳匯作用。因此，大型海藻在碳固定中具有非常重要的潛力，是聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署提議和鼓勵的藍(lán)色碳匯。

大型藻類栽培過程中對其進(jìn)行收獲相當(dāng)于把碳從海洋中移出，碳匯能力的估算中除了藻體固定的碳，還應(yīng)包括DOC和POC向水體和沉積物的輸送部分。根據(jù)《京都協(xié)定書》中預(yù)計的工業(yè)化國家減排CO2的費用150~600美元/噸，進(jìn)行藻類碳匯的價值量評估。估算公式為：

藻類碳含量（CB）= 藻類產(chǎn)量× 藻體含碳量

藻類固碳量（TC）= CB + DOC + POC

其中，CB為藻類的碳含量；TC為藻類光合固碳總量；DOC為藻體釋放的可溶性有機(jī)碳量；POC為釋放的顆粒有機(jī)碳及生物碎屑碳量。不同藻類生長過程中釋放的DOC和POC占光合固碳量比重的經(jīng)驗系數(shù)（分別為α、β）參照前人研究成果，據(jù)此可以反推：TC = CB /（1- α - β）。紫菜的C含量采用27.39%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)因子α取為5%，β為19%。

2014年江蘇條斑紫菜的產(chǎn)量為15000噸，按上述估算公式計算，紫菜栽培期間海域固碳量為5406噸，減排CO2的經(jīng)濟(jì)價值相當(dāng)于2.25×106～9×106美元?？梢娮喜说脑耘嗖粌H可以直接提供產(chǎn)品，降低了栽培海域富營養(yǎng)化指數(shù)，還可增加海洋碳匯。

條斑紫菜作為人工海藻栽培中經(jīng)濟(jì)價值最高的海藻之一，其顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益早已為40年的發(fā)展歷史所證明，并為許多人所熟悉。但條斑紫菜對氮、磷的轉(zhuǎn)移能力和碳匯能力卻長期不為公眾所充分了解，甚至包括一些海洋產(chǎn)業(yè)的業(yè)內(nèi)人士。迄今為止，近岸海域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)主要集中在限制排放，加強(qiáng)海域使用管理等領(lǐng)域，以治沙工程、退耕還林工程那樣的氣魄，對近岸海域?qū)嵤┥鷳B(tài)修復(fù)還未見有較大規(guī)模的行動。兼具社會經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙重意義的紫菜栽培工程如同率先在近岸海域?qū)嵤┐笠?guī)模的生態(tài)修復(fù)工程，宛如在環(huán)繞中國大陸的海洋中建設(shè)綠化帶，它將為中國的生態(tài)文明添上亮麗的一筆，應(yīng)該像治沙工程、退耕還林工程那樣得到社會的高度關(guān)注和積極評價。

作者單位：江蘇省海洋水產(chǎn)研究所 江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用平臺