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量化全球水产养殖的温室气体排放量

迈克尔J.Macleod,Ph.D. 穆罕默德·哈桑,博士。 David H.F. Robb. Mohammad Mamun-Ur-Rashid

结果显示相对于陆地牲畜的水产养殖的适度低发射强度

温室气体排放
Results of this study showed that global aquaculture accounted for only 0.49 percent of anthropogenic GHG emissions in 2017, similar in magnitude to the emissions from sheep production. Photo by Brataffe, CC BY-SA 4.0 <//creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons.

水产养殖业直接为全球粮食安全提供了重要贡献(通过增加食品供应和可访问性),间接(作为经济发展的驾驶员)。重要的是,鱼类富含蛋白质,含有必需的微量营养素,不能容易地被其他食品商品代替。

目前的一个,关键环境(和社会)担忧之一是气候变化,更具体地是沿着食品供应链产生的温室气体(GHG)排放。为了实现水产养殖的可持续扩张,我们需要了解水产养殖对全球温室气体排放的贡献以及如何减轻它们的贡献。

本文 - 改编和总结了 原始出版物 [Macleod,M.J.,Hasan,M.R.,Robb,D.H.F.等等。量化全球水产养殖的温室气体排放量。 SCI REP 10,11679(2020)] - 报告一项研究,我们量化了为人类消费的主要水生动物文化而产生的温室气体排放,即尖头,虾/虾和唾液(鲶鱼,塞浦路迪,印度专业鲤鱼,鲑鱼和罗巴群岛)。该方法从以下活动中量化了“摇篮到农场门”的主要温室气体排放:水上饲养原料的生产;饲料材料的加工和运输;生产饲料厂和运输到鱼类农场的复合饲料;生物的水产养殖。

我们还将这些全球水产养殖排放估计与其他牲畜部门进行了比较,并计算了水产养殖的排放强度(即,每单位可食用产出的温室气体排放量),并解释影响它的因素。最近的商业饲料配方用于主要物种组和地理区域,从而提供比在学术文献中一般提供的更新和详细的分析。

研究设置

全球水产养殖是一种复杂的部门,包括许多不同物种,饲养各种系统和环境。为了管理研究中的这种复杂性,我们的分析专注于主要培养的水生动物物种组(被排除在外的水生植物),即侏儒,鲶鱼,鲤鱼,淡水鱼(一般),印度主要鲤鱼,海鱼(一般),鲑鱼,虾和虾和罗巴亚斯。

主要物种组通过从联合国的粮食和农业组织(粮农组织)中提取生产数据,按生产金额的顺序列出每个地理区域(根据粮农组织定义)的物种组,然后选择群组占>该地区内部生产的90%(>东欧85%)。这种方法估计了全球生产的93%。本研究不包括池塘沉积物中的碳封存。

有关计算中包含的数据和温室气体类别的详细信息;用于饲料原料和肥料的排放因子;饲料转化比和配油组合物;物种集团和地区的总产量;在农场能源使用和其他数据;和使用的计算,请参阅原始出版物。

水产养殖中的生命周期评估

结果和讨论

我们计算了2017年为九个主要水产养殖文化群体的温室气体排放量(占全球水产养殖生产的93%)。该93%的温室气体排放量为2.45亿吨CO2E [二氧化碳,CO2,等同的或co2E指的是CO2 排放(公吨)与另一个小公吨相同的全球变暖潜力为另一个温室气体 - 它是用于测量碳足迹的标准单元。

假设剩余的7%的产量具有相同的排放强度(EI),2017年全面排放的所有贝类和鳍鱼水产养殖将占26300万吨CO2e(表1)。联合国环境计划,环境署 估计总人为排放 为53.5千兆吨,GT [10亿吨],CO2EQ /年度2017年,所以水生动物的文化占总人为的约0.49%[人为行动或无所作为]排放。

Macleod,GHG,表1

温室气体排放量(X1000吨CO2E)惯客鲶鱼酪蛋白淡水鱼,一般印度主要鲤鱼海洋鱼,一般鲑鱼虾/虾罗非鱼全部的
东亚16,77513,01870,26413,468020,695043,78215,319193,319
南亚02,7883,7633,14412,743005,270027,708
撒哈拉以南非洲05307416000008121,576
西亚& North Africa00592002,20326303,2886,346
中央& South America38900522004,2152,4181,0178,561
大洋洲126000021513300474
东欧洲001760004900225
西欧639000004,902005,542
北美228356000042029501,299
俄罗斯联邦0018900011900307
世界18,15716,69275,05717,74312,74323,11210,10251,76420,436245,357
表1. 2017年文化集团和地区的温室气体排放,在本研究中计算。从原始修改。

 

排放的地理模式紧密镜子生产,即,大多数排放都来自水产养殖生产的地区:东亚和南亚。排放也与大多数物种群体的生产紧密相关,例如Cyprinids [Carps]占排放量的31%和生产的31%。但是,这是例外的:虾占排放量的21%,但只有10%的产量,而且惯客产生7%的排放,但占生产的21%。

温室气体排放
图1:2017年主要水产养殖团体的排放强度(EI)。本研究中计算的来源。 IMC印度主要鲤鱼,E。欧元,东欧,拉丁美洲和加勒比地区,N. AM。北美,新西兰和王。新西兰和澳大利亚,SSA撒哈拉以南非洲,W欧元。西欧,Wana西亚和北非。从原始修改。

每个物种组的区域平均发射强度(EI)(图1)表明,对于大多数翅片,EI在4到6公斤的CO之间2在农场门口E / kg Cw(胴体重量,即每千克食用肉)。除了假设东亚(和新西兰和澳大利亚)的假设是100%低价值鱼/垃圾鱼(具有更高的情况下)的假设,ei的类别是“海洋鱼类,一般的”,这是一个明显更高的ei。 ei比大多数作物饲料材料)和饲料转化率较高(FCR,即每单位活重增益的饲料输入)的饲料转换比(即每单位的饲料输入)。由于这些系统中使用的能量较多(主要用于水曝气和泵送),虾和虾具有高EI。相比之下,双抗体具有最低的EI,因为它们没有饲料排放,依赖于环境的天然食物。

对于所有鳍,气体排放来源存在一些差异。主要饲养在亚洲(即印度主要鲤鱼,淡水鲶鱼和鲤鱼)的物种具有较高的水稻甲烷(CH4)排放,而食肉鲑鱼具有更多与鱼粉相关的排放,以及较高的作物土地利用变化(Luc)排放(由大豆生产产生),反映其较高的蛋白质口粮。

比较全球平均水平,水产养殖比反刍动物肉类更低,类似于主要的单一的商品(猪肉和肉鸡)。商品EI可能存在重大变化,具体取决于遗传,喂养和农业管理等因素。翅目和贝类均比反刍动物较低的主要原因:它们不会产生CH 4 通过肠道发酵,它们具有更高的生育能力(因此“育种开销”是低得多的),并且鉴于饲料相关排放的主要饲料转化比(这是鱼EI的关键决定因素)。由于后者的维护和呼吸成本,鱼通常比陆地哺乳动物较低。浮动和精简,鱼类需要较少的机器能源,直接是冷血和排泄氨。

作物饲料材料的生产(图1,绿地段)占水产养殖排放总量的39%。当加入饲料混合和运输中产生的排放时,饲料生产占排放量的57%。从水生系统中的硝化化合物的硝化和反硝化(“水生)产生大量的非饲料排放物2o“)和鱼类农场的能源使用(主要用于泵送水,照明和动力车辆)。

我们的分析具有局限性,因为仅针对水产动物的水产养殖计算出来的排放,因此不包括水生植物的生产产生的排放,这构成了全球水产养殖生产的大量比例。

饲料的重要性在图1中清楚。1用于所有喂养物种。然而,随着营养知识的饲料组合物不断变化,其应用因商业需求而发展。我们的研究基于主要地区主要物种的饲料配方和原材料起源的区域假设。这是从各种来源获得的数据(参见原始出版物),并根据与饲料公司的讨论更新。提高饲料配方和原材料采购的知识结合转换为食用海鲜的总饲料效率将有助于提供更准确的整体排放的图片。最终,这必须在逐个案例的水平上与来自饲料公司和农民的主要数据进行。

分析不包括农场后发生的损失和排放。取决于农场后供应链的具体信息(例如,运输方式,运输的距离,加工方式,储存条件),从运输中的能源使用或从冷链中的制冷剂泄漏可能产生显着的排放。然而,应该指出的是,所有温室气体排放都归因于本研究中的水产养殖,而在实践中,水产养殖产生了通常用于其他部门的副产品(如修剪),并且应将相关的排放分配给这些部门。

水生n的估计2o应谨慎对待,因为n转换为n的速度2o在水生系统中可能会有很大差异,具体取决于环境条件。已经注意到,硝化和反硝化过程受许多参数的影响(例如,溶解氧浓度,pH,温度)。

关于水产养殖减少的减少,因为水产养殖部门与地面牲畜行业相对年轻,因此提供了技术创新的巨大范围,以进一步提高资源效率。研究人员已经确定了降低水产养殖环境影响的四种技术方法:(1)育种和遗传学,(2)疾病控制,(3)营养和饲料和(4)低冲击生产系统。在这些方法中的每一种中,许多可用于减少(或减轻)温室气体排放的个人措施。

有许多方法可以使用可用于减少水产养殖饲料排放的作物生产中的排放。其他减少饲料排放的措施靶向饲养效率。水产养殖营养可以比陆地牲畜生产更复杂,因为许多水生物物种正在养殖,每个水生物种类都具有潜在不同的营养需求。在水产养殖中优化营养的机会比在陆地物种中可能更大,因为更大的研究努力将迄今为止集中在陆地物种上。

一些缓解措施可能是非常昂贵的,而其他则相对便宜或甚至可能降低成本。为了实现减少排放的目标,同时增加了经济实惠的蛋白质供应,我们需要分析措施可能对农业利润和排放的影响。成本效益分析,CEA [一种经济分析形式,可比较不同行动方案的相对成本和结果;与成本效益分析不同,将货币价值分配给效果的衡量标准]可以帮助我们了解这些影响。

我们的研究依赖于文献目前提供的数据。虽然已经使用了最佳数据,但我们建议应进行真正的实证研究,涉及在关键参数上收集的主要数据,以验证结果。

透视

水产养殖是与陆地牲畜(特别是反刍动物)相比,产生动物蛋白的生物学有效的方式,这主要是由于鱼类的高肥力和低饲料转化比率。生物学效率以许多水产养殖商品的相对较低的价格和排放强度反映。

然而,来自水产养殖的温和温室气体排放不应成为自满的理由。水产养殖产量正在迅速增加,并且在本研究中不包括的农场出现的排放可能会显着提高一些供应链的排放强度。

此外,水产养殖可以对例如水质和海洋生物多样性产生重要的非温室气体影响。因此,重要的是继续提高全球水产养殖的效率,以抵消生产的增加,以便它可以继续对粮食安全作出重要贡献。

幸运的是,该部门的相对不成熟的本质(与农业相比)意味着通过技术创新,通过技术创新提高资源效率,往往是在提高盈利能力的同时降低排放的方式提高资源效率。 CEA可用于帮助确定最具成本效益的效率,从而支持水产养殖的可持续发展。


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