探析藻類在助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中的貢獻(xiàn)

文/代國(guó)慶 劉雅丹

作者單位：1.中國(guó)藻業(yè)協(xié)會(huì)

2.中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)

藻類大多數(shù)為原生生物界一類真核生物（也有些為原核生物，如藍(lán)藻門(mén)藻類），以水生為主，無(wú)維管束，能進(jìn)行光合作用，包括海藻（海洋大型藻類）和微藻等。藻類形成了所有水生生物食物網(wǎng)的能量基礎(chǔ)，在水生生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們提供了環(huán)境效益和各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，如減輕富營(yíng)養(yǎng)化、碳捕獲或封存、改善海洋酸化、提供棲息地和海岸線保護(hù)等。

一、海藻和微藻的生產(chǎn)效益

藻類，特別是海藻，是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要組成部分。據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，2019年，全球藻類養(yǎng)殖（以濕重計(jì)）占1.2億t水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的近30%。其中，紅藻和褐藻分別是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖的第二大和第三大物種群，僅比“鯉魚(yú)、鲃魚(yú)和其他鯉科魚(yú)類”這一物種組小。因多數(shù)藻類產(chǎn)品是低價(jià)值商品，因此總體產(chǎn)值并不高，僅占2019年全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)值2750億美元的5.4%。盡管如此，5.4%的價(jià)值份額仍然高于“羅非魚(yú)和其他麗魚(yú)科魚(yú)類”或“鯰魚(yú)”物種組，僅低于“鯉魚(yú)、鲃魚(yú)和其他鯉科魚(yú)類”“海水蝦和淡水蝦”“鮭魚(yú)、鱒魚(yú)、胡瓜魚(yú)”和“螯蝦”四個(gè)物種組。

二、對(duì)保障糧食安全、營(yíng)養(yǎng)供給和人類健康的貢獻(xiàn)

（一）保障糧食安全

大多數(shù)海藻沒(méi)有內(nèi)在毒素，是可食用的。人類對(duì)海藻的消費(fèi)可追溯到數(shù)百年前，曾經(jīng)被記錄的食用海藻約有700種，其中，褐藻195種、紅藻345種、綠藻125種。許多國(guó)家的沿海地區(qū)都有吃海藻的文化習(xí)俗，海帶、紫菜和裙帶菜已成為東亞地區(qū)的常見(jiàn)食品，被廣泛地用作湯料、沙拉、壽司包裹和零食等，并逐漸作為亞洲美食的一部分被引入其他國(guó)家，在全球范圍內(nèi)越來(lái)越受歡迎。

（二）提供營(yíng)養(yǎng)改善健康

海藻是營(yíng)養(yǎng)豐富的水產(chǎn)食品，通常富含膳食纖維、微量營(yíng)養(yǎng)素和生物活性化合物。除了人類直接食用之外，海藻還被加工成食品添加劑或食品補(bǔ)充劑。海帶是最早生產(chǎn)谷氨酸鈉的原料之一，谷氨酸鈉被廣泛用作鮮味的增味劑；從江蘺和其他瓊膠植物中提取的瓊膠，從卡帕藻、麒麟菜和其他角叉菜植物中提取的卡拉膠，以及從海帶和其他褐藻中提取的海藻酸鹽都是基于海藻的親水膠體，被廣泛用作食品添加劑，以提高各種食品的質(zhì)量；海藻提取物，如碘、巖藻多糖、巖藻黃素和褐藻多酚被用作有益健康的食品補(bǔ)充劑。

表1 2019年海藻和海藻基親水膠體的出口情況

藻類含有多種有益健康的活性物質(zhì)，被稱之為21世紀(jì)的健康食品。大量研究表明，食用海藻可帶來(lái)多種健康益處，如改善腸道健康、降低患肥胖和II型糖尿病等非傳染性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。自然界中許多藻類被證實(shí)含有與傳統(tǒng)蛋白來(lái)源含量相似的蛋白質(zhì)，并且某些藻類含有的蛋白質(zhì)占比高達(dá)80%。據(jù)報(bào)道，藻類的蛋白質(zhì)產(chǎn)量為4t/（ha·年）～15t/（ha·年），遠(yuǎn)高于陸地作物小麥1.1t/（ha·年）以及大豆0.6t/（ha·年）～1.2t/（ha·年）。食用藻類可作為蛋白質(zhì)和微量營(yíng)養(yǎng)素的來(lái)源，助力改善內(nèi)陸部分低收入國(guó)家人民的營(yíng)養(yǎng)狀況。

三、對(duì)消除貧困和穩(wěn)定社會(huì)的貢獻(xiàn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，世界上用于各種食品和非食品用途的3470萬(wàn)t養(yǎng)殖海藻，產(chǎn)生了147億美元的首次銷售價(jià)值，為解決就業(yè)作出很大貢獻(xiàn)。海藻養(yǎng)殖作業(yè)通常是勞動(dòng)密集型的，雇用的多是兼職或臨時(shí)工人。因此，147億美元的首次銷售價(jià)值中有很大一部分變成了支持沿海地區(qū)眾多家庭生計(jì)的工資收入。在隨后的一些工作中，如收獲后處理、配送、加工和市場(chǎng)營(yíng)銷，往往會(huì)產(chǎn)生更多的收入和就業(yè)機(jī)會(huì)。例如在菲律賓，據(jù)估計(jì)，海藻產(chǎn)業(yè)涉及10萬(wàn)名～15萬(wàn)名海藻養(yǎng)殖戶，3萬(wàn)名～5萬(wàn)名當(dāng)?shù)嘏l(fā)商和2萬(wàn)多名小商販，海藻卡拉膠行業(yè)還為當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)室和政府機(jī)關(guān)創(chuàng)造了大量支持性和行政性工作。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)，2019年，98個(gè)國(guó)家通過(guò)出口海藻（9.09億美元）和海藻基親水膠體（17.4億美元）賺取了26.5億美元的外匯（見(jiàn)表1）。特別是菲律賓和韓國(guó)海藻與海藻基親水膠體的出口分別占其漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品出口額的22%和15%。

四、對(duì)保障婦女權(quán)益的貢獻(xiàn)

海藻養(yǎng)殖為凝聚漁業(yè)社區(qū)和保障婦女權(quán)益作出了重大貢獻(xiàn)。由于海藻養(yǎng)殖具有勞動(dòng)密集、資本投資低和農(nóng)作技術(shù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，允許資源條件較為匱乏的家庭或弱勢(shì)群體參與，因此，女性通常在海藻養(yǎng)殖和價(jià)值鏈中發(fā)揮重要或主導(dǎo)作用。在印度、菲律賓、坦桑尼亞等國(guó)家，以及我國(guó)一些沿海地區(qū)，婦女是海藻養(yǎng)殖的主要?jiǎng)趧?dòng)者，特別是在菲律賓，婦女約占常規(guī)海藻養(yǎng)殖勞動(dòng)力的44%，海藻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)為她們提供了一份安全環(huán)境下的收入。

五、對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的貢獻(xiàn)

藻類除了其生產(chǎn)的直接貢獻(xiàn)外，還有助于促進(jìn)其他水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)。海藻可以代謝二氧化碳并從周圍水域汲取無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，如氮和磷，使海藻養(yǎng)殖與其他水生動(dòng)物養(yǎng)殖有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)充滿活力的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行更好的養(yǎng)分循環(huán)來(lái)增加環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。如海藻可作為鮑魚(yú)、海膽和海參的主要飼料原料，可用作魚(yú)類飼料的成分補(bǔ)充。

池塘養(yǎng)殖管理的一個(gè)重要部分是監(jiān)測(cè)和培養(yǎng)微藻，以保持良好的水質(zhì)，并為養(yǎng)殖目標(biāo)物種提供天然食物。高脂含量的微藻還可用于生產(chǎn)海藻油，作為魚(yú)油的獨(dú)特替代品。許多孵化場(chǎng)依靠培養(yǎng)微藻，直接或間接地培養(yǎng)浮游動(dòng)物，來(lái)作為喂養(yǎng)魚(yú)類、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物或其他水生動(dòng)物幼體的開(kāi)口餌料。

六、藻類在“雙碳”中發(fā)揮的作用

藻類養(yǎng)殖業(yè)在助力實(shí)現(xiàn)藍(lán)碳、應(yīng)對(duì)氣候變化上發(fā)揮的機(jī)制是多種多樣的，且其功能還在不斷顯現(xiàn)。

（一）優(yōu)質(zhì)資源來(lái)源

藻類作為一種重要的可再生資源，雖主要為水生，但無(wú)處不在。某些變種可生活于土壤中，能耐受長(zhǎng)期的缺水條件，另一些可能生活于雪中，少數(shù)種還能在溫泉中繁盛生長(zhǎng)。

藻類作為生物能源，具有多方面的開(kāi)發(fā)價(jià)值。對(duì)藻類的開(kāi)發(fā)利用，不存在與其它作物爭(zhēng)地的矛盾。同時(shí)，藻類對(duì)太陽(yáng)光的利用率比一般栽培作物高，易被粉碎和干燥，加工處理成本較低。

（二）凈化水域環(huán)境

大自然水體的自凈作用是由物理因素、化學(xué)因素和生物因素等多種因素促成的，其中，生物因素中藻類作用較為明顯。藻類在光合作用過(guò)程中放出氧氣，促進(jìn)細(xì)菌活動(dòng)，加速水體中有機(jī)物的分解，產(chǎn)生的二氧化碳又可被藻類自身的光合作用利用或排出。

有些藻類對(duì)周圍環(huán)境反應(yīng)十分敏感，甚至有吸收和積累有害元素的能力，一些有害元素通過(guò)藻類體內(nèi)的解毒作用和生理過(guò)程被逐漸降解和消除。這些作用可以一定程度上減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化、處理廢水、減少海洋酸化并捕獲或封存碳。

（三）提供碳足跡相對(duì)較低的產(chǎn)品

碳足跡是指企業(yè)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)、產(chǎn)品或個(gè)人通過(guò)交通運(yùn)輸、食品生產(chǎn)和消費(fèi)以及各類生產(chǎn)過(guò)程等引起溫室氣體排放的集合。某些藻類能夠直接或間接合成碳足跡相對(duì)較低的產(chǎn)品，如大型海藻及微藻均可加工成人類食品、有機(jī)肥和動(dòng)物飼料等。藻類作為動(dòng)物飼料原料，還能夠有效減少畜牧場(chǎng)所的甲烷排放。

（四）提供其他直接或間接環(huán)境效益和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

一是為魚(yú)類和其他海洋生物提供棲息地；二是緩沖強(qiáng)浪，保護(hù)海岸線；三是為漁業(yè)社區(qū)提供替代生計(jì)，從而減少過(guò)度捕撈；四是通過(guò)海藻基生物肥料或生物刺激劑等改善土壤條件并進(jìn)一步減少農(nóng)業(yè)殺蟲(chóng)劑的使用；五是作為一種生物燃料的原料，被提取藻類油后的殘余物還可用來(lái)生產(chǎn)纖維素酒精；六是被用于生產(chǎn)易于生物降解的產(chǎn)品包裝。

藻類與人類健康息息相關(guān)，其環(huán)境效益和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已越來(lái)越引起國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。藻類養(yǎng)殖的發(fā)展?jié)摿薮螅欢?，?shí)現(xiàn)這一潛力，需要政府、行業(yè)、科學(xué)界、國(guó)際組織、民間團(tuán)體和其他利益相關(guān)者及專家的共同努力，充分認(rèn)識(shí)到藻類行業(yè)的現(xiàn)有和潛在貢獻(xiàn)及優(yōu)勢(shì)，重視其在可持續(xù)發(fā)展中面臨的各種制約因素和挑戰(zhàn)，在今后推動(dòng)全球、區(qū)域和國(guó)家等層面的藻業(yè)發(fā)展中，做出有科學(xué)依據(jù)的決策和行業(yè)管理。