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前面。对。水珠。改变,2023年3月16日
秒。人们和森林
卷6 - 2023 | https://doi.org/10.3389/ffgc.2023.1094306

集成红树林水产养殖:红树林和水产养殖的可持续的选择吗?

玛德琳McSherry说 ^{1 __},

罗伯特·p·戴维斯 ^{2 * __},

多米尼克·a·Andradi-Brown ³,

加贝n Ahmadia ³,

Malou Van Kempen⁴和

苏珊娜Wingard布莱恩¹

¹食物和淡水水产养殖,世界野生动物基金会,美国华盛顿特区
²学院的渔业、水产养殖和水产科学,美国奥本大学,奥本,,
³海洋保护,世界野生动物基金会,华盛顿特区,美国
⁴世界自然基金会荷兰,荷兰泽斯特

水产养殖产量预计将超过野生捕捞渔业水产动物蛋白的主要来源在不久的将来。养殖的虾是在最有价值的水产养殖主要大宗商品将在东南亚和拉丁美洲在各种生产系统,从广泛的集约农业。养殖虾类被广泛批评,导致红树林退化和损失,从而要求更可持续的水产养殖方法保护红树林。我们检查的方法提升为更sustainable-integrated红树林水产养殖(IMA):一种农业红树林种植或与虾池塘。我们认为红树林IMA虾系统内提供生物多样性和生态系统功能和服务,在最好的情况下,妥协,尤其是相比,完整的红树林。鉴于IMA的快速应用方法,包括倡导吸收来自许多国家的政府和非政府组织,目前迫切需要确保这些和其他水产养殖系统不产生任何完整的红树林生态系统转化为水产养殖池塘、并识别任何好处(或缺乏)提供的IMA系统。IMA的越来越多的采用可能提供虚假承诺管理提高水产养殖生产率和红树林保护之间的取舍。

1。介绍

世界人口预计将在2050年估计有100亿(粮食及农业组织(粮农组织),2020年),增加蛋白质的需求(粮食及农业组织(粮农组织),2022年)。在全球范围内,海鲜包括∼动物蛋白消费的15%,平均在2020年人均20.2公斤(博伊德et al ., 2022 b;粮食及农业组织(粮农组织),2022年)。鉴于93.8%的鱼类捕捞达到或超过他们的最大可持续极限,满足未来海鲜水产养殖将关键需求(粮食及农业组织(粮农组织),2020年)。水产养殖,不含海藻,占8750万年全球海鲜产量1.78亿吨的供人类食用,2020年预计将占大多数海鲜生产未来的增长(粮食及农业组织(粮农组织),2022年)。在全球范围内,养殖虾生产现在超过野生虾的体积(粮食及农业组织(粮农组织),2020年),养殖股白肿虾方面对虾(对虾)生产中最高的体积养殖水生动物种类,2020年为580万吨(粮食及农业组织(粮农组织),2022年)。黑虎虾中国对虾学名:(他们)生产,为71.7万吨,是第四最高养殖甲壳纲动物物种数量(粮食及农业组织(粮农组织),2022年)。

在热带和亚热带沿海地区,水产养殖与红树林有关损失,38%的全球历史红树林损失归因于虾文化(博伊德和McNevin, 2015;薯条et al ., 2019)。完整的红树林支持丰富的生物多样性和提供有价值的生态系统功能和服务(表1),主要是发现在潮间带地区热带海岸线(薯条et al ., 2019)——相同区域用于大多数养殖虾类。汉密尔顿(2013)估计,水产养殖占了544000公顷的红树林转换在八个热带国家,占世界上83%的虾生产。虽然近年来水产养殖不再是红树林的唯一动力损失在东南亚(理查兹和薯条,2016年),这些沿海生态系统(有持续的压力Toulec et al ., 2019)。一个解决方案,提出了平衡红树林保护与水产养殖生产集成红树林水产养殖(IMA)。

表1

表1。红树林生态系统功能和服务,比较完整的红树林和虾IMA系统。

IMA或“silvofisheries”,特点是低密度虾和鱼养殖红树林树是纳入农业系统(图1 a, B)。在某些情况下,红树林是转换成池塘,和一些红树林的左边,而在其他情况下,虾塘地区的红树林合并到以前被砍伐的区域。在印尼其他物种如虱目鱼(Basyuni et al ., 2019)也在IMA系统,但不是这里讨论。几个IMA的社会经济影响的研究(例如,Ha et al ., 2012 b)存在,但综合研究生态维度和缺乏保护的好处。在这里,我们描述IMA系统的大背景里的虾生产、聚合信息有关生物多样性,生态系统功能、生态系统服务效益IMA系统而完整的红树林,并讨论潜在影响的IMA系统的继续使用和扩展。

图1

图1所示。常见的布局综合红树林水产养殖和生物多样性和生态系统服务提供的好处。综合红树林水产养殖虾系统显示:(一)Mmangroves直接相邻的池塘在池塘里的墙上,和(B)红树林在池塘中央质量。(C)完整的红树林,程式化的差异综合红树林水产养殖,清除虾池和价值对生物多样性和生态系统服务条款。

2。虾养殖生产系统和IMA

虾养殖可以大致分为广泛,semi-extensive,或强化基于虾放养密度、管理实践和输入水平,种栽培,和整体的生产力。虾广泛系统的特点是提高在低密度(< 8后幼虫/ m²他们用,< 10后幼虫/ m²对虾),一般没有充气,商业饲料和肥料(Ha et al ., 2012 b;Joffre et al ., 2018),而semi-extensive系统通常使用补充饲料但不充气。密集的系统依赖于饲料和汽水来支持生产密度较高(> 20 PL / m²他们用,> 30 PL / m²对虾)。

IMA系统是一种广泛的养殖虾类,通常依赖于潮汐水交换和生产他们,一个本地物种的东南亚。IMA系统生产虾每公顷的产量低,特别是当比较密集的系统依赖于饲料和汽水来支持更高的生产率(Joffre et al ., 2015;博伊德,2018)。IMA系统通常是两种基本设计在红树林生长:(a)在池塘、行或在一个集中质量中间的池塘;或(b)直接邻近池塘或池塘堤防(图1 a, B和分别)。这两种类型的系统通常有一些连接到潮汐交流如果位于沿海地区(见克劳夫et al ., 2002;布什et al ., 2010)。

IMA用于集成红树林和虾养殖据称维持或部分恢复的一些生态系统功能丢失当红树林被清除(白桃花心木,2005)。提倡IMA有以前的工作有可能平衡生物多样性的好处与水产养殖生产,经IMA系统设计(例如,Bosma et al ., 2016)。然而,生态系统服务的质量,通过IMA系统恢复仍未经证实的(图1 c)。

3所示。在IMA红树林生态系统功能和服务

自然和完整的红树林栖息地提供重要的生态系统功能和服务包括对渔业生产、当地社区的食物,传统医学,燃料和建筑材料(见表1;Bandaranayake 1998;Ronnback et al ., 2007;Nagelkerken et al ., 2008)。红树林也吸收大量的碳,保护沿海地区风暴潮,防止水土流失,在养分循环和援助(Donato et al ., 2011;Guannel et al ., 2016)。完整的红树林总经济价值大约70%高于红树林地区”,被清除,以创建养虾场(Balmford et al ., 2002)。

不幸的是,大多数所需的生物物理条件提供的服务中没有完整的红树林IMA系统由于其支离破碎的特性(见表1和图1 c;Ronnback et al ., 2007;巴比尔et al ., 2008;科赫et al ., 2009;郭et al ., 2017)。完整的红树林可以作为逃避捕食鱼幼鱼托儿所栖息地(Nagelkerken et al ., 2008)。小鱼招募和成熟到红树林地区迁移之前,毗邻深水栖息地包括珊瑚礁(例如,Nagelkerken et al ., 2000;琼斯等人。,2010年)。潮汐交流在红树林为当地鱼社区也很重要。食肉鱼类利用潮汐交流线索进入和退出红树林饲料(Harborne et al ., 2016)和许多幼鱼使用遍历红树林潮交流(门外汉et al ., 2004)。IMA在红树林位于池塘面积函数不太可能以类似的方式由于缺乏常规池塘的水交换(Joffre et al ., 2015)利用野生鱼。尽管红树林被出现在这些综合红树林水产养殖池塘,这些地区还必须作为水产养殖池塘,这需要堤防畜栏生物培养和留住站股票。红树林在IMA农场因此得不到水在正常交流潮汐的间隔,而不是接受更频繁的交流,例如双月时间表(Joffre et al ., 2015)。堤防、水闸,用于水交往是旨在防止常规通道的野生生物的池塘,使IMA池塘可怜的潜在栖息地,除非价值的物种作为食品的商品,在这种情况下它们被捕获在池塘收获(Ha et al ., 2014;Joffre et al ., 2015)。

红树林是重要的在解决气候变化,特别是碳储存和调节,和波衰减。红树林森林固碳在比例更高的利率比其他类型(Donato et al ., 2011)。清除红树林地区失去碳储量最终通过补充矿质和公司的损失₂从土壤中,损失发生在相对较短的时间帧数天到数周不等的(Grellier et al ., 2017;Otero et al ., 2017;佩雷斯et al ., 2017)。碳封存和沉积物存储很可能被虾IMA的农业。池塘的池塘是维护周期挖掘(克劳夫et al ., 2002),因此去除土壤限制了红树林沉积物和碳储存功能的能力。波衰减和保护从风暴潮是另一个关键的红树林生态系统提供的服务。例如,红树林覆盖可能发挥了作用,减少死亡和伤害在亚洲海啸(Dahdouh-Guebas et al ., 2005;Kathiresan Rajendran, 2005)。不仅对风暴潮是红树林的存在重要的保护,但红树林站的质量是很重要的(Danielsen et al ., 2005)。在这方面,IMA没有不同于其他形式的红树林碎片,目前红树林本身的密度降低,削弱了红树林的缓冲能力风暴潮。IMA系统,特别是系统的红树林在池塘堤防,可能没有生态服务功能和提供最小的生态系统服务尽管红树林。

4所示。IMA采用的司机

红树林保护和恢复已成为关键属性从政府、非政府组织、学术界和产业界表示负责任的水产养殖。因此,维护红树林覆盖采用标准在虾认证标准(例如,水产养殖管理委员会,2014年)。¹部分认证标准的患病率增加IMA系统,和一些方案专门为表示对环境负责任的IMA农场(例如,热带雨林虾;艾哈迈德et al ., 2017)。政府的政策也鼓励IMA的采用。例如,在越南,森林管理委员会分配红树林地区使用通过证书,授予农民正确的培养提供虾在10 - 20年他们维持现有红树林:池塘覆盖比率(阮et al ., 2018)。政府经常数IMA红树林覆盖向国家生物多样性目标红树林conservation-using IMA作为一种工具来对抗森林砍伐。学术研究继续提倡IMA方法,经常遗忘批评集约化养殖虾类(例如,费雷拉et al ., 2022),尽管密集虾池大多搬出去的红树林地区,或不再扩大红树林区域内(博伊德,2018,2022年,一个)。然而,采用IMA方法由政府和行业平衡生物多样性保护和生态系统功能和服务与虾生产似乎不合适鉴于IMA系统和森林碎片的可能性,他们无法支持生物多样性和生态系统功能和服务类似于完整的红树林。

大多数主要shrimp-producing国都同意联合国可持续发展目标,其中包括打算结束贫困和饥饿以及承诺保护和恢复自然资源和环境的可持续利用。由于这个原因,还有一个允许必要的生计的增长之间的紧张关系在shrimp-producing国家和保护生物多样性。对抗的迅速丧失红树林平衡发展需要时,政府和开发组织鼓励IMA的传播加强小农生计,促进可持续发展,通过“红树林和市场”等项目在越南和泰国(SNV 2019)。这些项目要求的最小百分比红树林覆盖保持或建立在虾池(Ha et al ., 2012 a)。IMA系统通常需要有限的养分输入semi-extensive或密集的系统相比,可以更广泛的系统在经济上可行的小农生产选择,这在一定程度上推动采用(Joffre et al ., 2015)。这种方法,然而,低估完整红树林的总经济价值大于转换虾农场池塘在同一地区(Balmford et al ., 2002;法利et al ., 2010)。当红树林转换为水产养殖地区,当地社区失去钓鱼的机会,他们对风暴潮的保护屏障,完整的红树林提供其他好处。增长水平的水产养殖一直采用增加收入不平等和更低的生活多样性社区(果园et al ., 2015)。然而,虾报道,IMA的采用增加了农民收入稳定,容易导致池塘管理、养殖产品和增加多样性的结合通过允许虾,蟹,鱼生产(阮et al ., 2018),它突出了红树林保护的固有难题,生计,和水产养殖。未来的政策应该努力融入生活的机会而提供保护,恢复和改善沿海红树林生态系统的功能。

5。满足当前和未来的需求,虾

目前高需求的虾。广泛的农业方法,包括IMA,估计负责全球产量的13.3%,但使用全球池塘面积的46.0% (博伊德和McNevin, 2018)。虾需求预计将增加在美国等主要出口市场欧盟、中国和其他亚洲国家(粮食及农业组织(粮农组织),2022年),可能对红树林的持续威胁。因为很多虾虾生产商操作广泛系统,拥有大量土地的足迹的生产单位,扩张等广泛的水产养殖系统的IMA将威胁到剩余的红树林生态系统。最近的调查在印度、泰国和越南表明大多数的集约化水产养殖生产现在发生以外的传统红树林栖息地,因此这些农场不明确导致红树林森林砍伐(博伊德,2017,2018年)。事实上,丰富的水产养殖和在某种程度上小股东,可能是一个司机的红树林森林砍伐前进。

如果更多的激励机制是加强创建生产,特别是他们的剩余空间管理和计划实施,红树林可以保存和一些当前生产区域可以接受康复(Schuur et al ., 2022)。的小小收获5吨/公顷/年使用强化实践,2020生产水平的养殖虾可以会见了约137万公顷的土地池塘,这大约是当前土地集约虾池的足迹(戴维斯et al ., 2021 a)。越南可能是一个实际的例子。过渡IMA的大约43222公顷虾池Ca茂省密集的方法平均5吨/公顷的本地他们将减少所需的土地生产年度的产量在9815年到15776年之间吨虾大约生产2000 - 3200公顷土地,减轻约40000公顷土地的红树林恢复(计算基于生产强度估计和土地覆盖Joffre et al ., 2015)。虽然密集养虾场使用更多的能源和水,在每吨的基础上生产更有效率,节约土地和最好的情况是加强当前虾生产与负责生产实践(博伊德,2021;戴维斯et al ., 2021 a,b)。

6。没有单一的解决方案是完美的

有更多的感知的好处,完整的红树林提供生物多样性和人(Ronnback 1999;庄,2007;Alongi 2008;Nagelkerken et al ., 2008;Donato et al ., 2011;薯条et al ., 2020)已经越来越重视红树林保护,包括努力识别不同的方法为社区提供经济收入和蛋白质,取决于水产养殖。康复,而一个负担得起的方式增加了红树林覆盖(教区,2005;Kamali Hashim, 2011),并不必然意味着提供完整的红树林生态系统功能和服务提供,并且可以导致生物多样性的减少(南et al ., 2016)。红树林栖息地康复可以返回的一些好处完整红树林栖息地随着时间的推移,但从转换保护剩余的红树林栖息地,从而保护关键的生态系统功能和服务,应该是优先的。作为阿特伍德et al。(2017)指出,红树林土壤碳储量在数千年,隔离,不立刻恢复。

虾生产系统都有社会和生态的权衡。过度的营养从密集的生产系统排放到河道会对当地的环境问题(安et al ., 2011)。也有广泛记录的抗生素使用虾集约化生产系统(Holmstrom et al ., 2003;阿萍et al ., 2018国际贸易),增加污染物风险和中断由于违反食品安全条例在不同的国家(拉姆斯登,2017;戴维斯et al ., 2021 c)。此外,综合水产养殖和密集的系统有不同的财务和技术要求,可以构成壁垒进入强化,可以排除对小股东和导致所有权的合并(Joffre et al ., 2015;恩格尔et al ., 2017)。转向集约化生产的这些社会和环境问题需要仔细考虑和计划通过资源管理器和制度伦理生产实践和就业条件,智慧资源使用,认证计划,促进更公平的结果。增加虾生产不需要,不应该需要结果,红树林栖息地的转换(戴维斯et al ., 2021 a)。

7所示。建议期待

尽可能多的过去的研究都集中在小生产商或离散地理尺度上(例如,Ha et al ., 2012 a;艾哈迈德et al ., 2018),重要的是要认识到研究综述了迄今为止表明相当大的生态系统功能丧失时IMA实践而保留红树林(见表1),更值得注意的是,没有一项研究明确表明IMA保留完整的红树林的任何功能。平衡未来对虾与全球红树林保护的需求,我们推荐以下这些考虑支持IMA项目:

1)优先考虑耐用保护红树林在他们仍然的地方,并避免IMA侵犯到完整的红树林系统。

2)促进减少虾养殖的环境足迹毗邻红树林,并在可能的水产养殖生产从沿海红树林栖息地转移到内陆封闭的系统。

3)优先红树林恢复活动,旨在全面建立连接红树林持久保护(例如,在废弃的老虾池塘),而不是转换mangrove-free功能的水产养殖池塘IMA系统。

4)当发展水产养殖,专注于加强现有池塘的可持续性的同时减轻环境影响,而不是扩大水产养殖池塘的足迹在红树林栖息地。

5)参与IMA项目时,这些应该从生活的角度和认识有限的生物多样性,生态系统功能,这些领域提供的生态系统服务的结果。

进行监测和研究,记录社会、治理和环境从IMA的结果。案例研究的成功举措,小农过渡到更密集的实践应该共享,创新融资机制应该探索此类项目。

改变当前生产系统和政策将是一个不小的努力,虽然我们认识到,这可能与当地政策和优先级在短期内,一个新的范式在红树林和水产养殖需要协调养殖虾类和红树林之间的关系。

数据可用性声明

最初的贡献在这项研究中都包含在本文展示/补充材料,进一步调查可以针对相应的作者。

作者的贡献

MM, RD, DA-B、MV和SW:概念化,原创作品草稿,writing-review和编辑。GA: writing-review和编辑。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

这项工作是由一个合作建立的戈登-贝蒂·摩尔基金会。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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脚注

^www.asc-aqua.org

引用

艾哈迈德,N。,Cheung, W. W. L., Thompson, S., and Glaser, M. (2017). Solutions to blue carbon emissions: shrimp cultivation, mangrove deforestation and climate change in coastal Bangladesh.3月政策82年,68 - 75。