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海藻的养殖革命

海藻养殖前景光明

海藻的养殖革命

海藻养殖前景光明

2014年春末,在北爱尔兰的一个冷清的沿海小镇,一艘渔船满载海藻归来。凯伦·穆尼和她的团队为收获这些黏滑的海藻而欢呼雀跃。

这次的丰收距离他们第一次丰收已有一年之久。接连数周的倾盆暴雨之后,穆尼带着团队再次出发,前往水下养殖场。在一处隐蔽的入口,水面上漂浮着一排排绳子。就在几个月前,每根绳子上都布满手工播种下的孢子。而到现在,海藻已生长得蓬勃茂盛,有的叶片已长达4米,是时候再次收割了。

海藻的养殖革命

海藻养殖极其艰苦,且发展进程缓慢。英国贝尔法斯特女王大学的海洋生物学家穆尼指出:“海藻养殖尚处于起步阶段,我们仍处在‘刀耕火种’的时代。”不过,在业内众多有心人士的帮助之下,水产革命终将迎来高峰。穆尼就身处其中,尽管她采用的仍是旧式技术。令人难以置信的是,海藻的功效非常多,可以用作食品、药品及生物燃料,因此有些人认为海藻能推动更大规模的革命:海洋产业化。

海藻养殖由来已久。在东亚地区,海藻年产量价值高达50亿美元,其中大部分用作日常食物。如可食用的藻类又被称为紫菜,售价约为每千克15美元。海藻还通常被用作可提供能量的动物饲料添加剂,海藻提取物还可用作天然肥料和增稠剂,是从牙膏至油漆等产品必不可少的添加剂。以前,海藻虽然应用广泛,但大多数用途价值较低。

海藻的价值远非如此。因含有独特的生物活性物质,某些种类的海藻具有很高的药用价值。例如,一些种类的海藻可能有助于治疗癌症和糖尿病等疾病。同时,建筑业正在研究将其用作隔热材料的可行性。它也可能是生物燃料的丰富来源。挪威的一家独立调查机构结果显示,在约2500平方千米的区域种植海藻,可生产约20亿升的生物乙醇,相当于目前欧盟乙醇需求量的一半。

但问题是,我们对如何成功地大规模养殖海藻知之甚少。例如在中国,仍采用古老的方法手工种植海藻,因为劳动力充足,这种方法沿用至今。因此,穆尼从头开始,建立了一间海藻养殖试验基地,这也是欧盟资助的藻类生物能源研究计划的一部分。

困扰海藻养殖的问题

目前,全球养殖的海藻约20种,包括穆尼养殖的喜冷的海带属藻类和可用作增稠剂的长心卡帕藻(俗称“麒麟菜”)等热带红色藻类。具有经济价值的海藻主要有红藻、绿藻及褐藻三大类,均自然生长在海底或接近海底的地方。和其他植物一样,它们对生长环境要求较高。例如,生长在北海的种类,可能就无法在意大利亚得里亚海存活。每一种类都有自己特有的生命周期,对温度、营养物质和光的敏感度也各不相同。如果在浅水水域养殖海藻,底部觅食的鱼群很容易将海藻吃光。海藻还为真菌以及其他藻类提供了良好的生长环境。穆尼从水中捞起一根绳子,海藻上就附着一些污泥状的其他藻类。在暖和一点的日子,这些附生藻和真菌在海藻叶片上形成厚厚的一层,遮挡住了阳光。6月是收割海藻的时节,之后的一个月,这一层混合物就会变得相当恶心。穆尼的团队至今仍不确定究竟是哪一种附着生物才是罪魁祸首。

病害是海藻养殖的另一大威胁。英国苏格兰海洋科学协会的佩里说道:“单一养殖更容易感染病害。”养殖区内细菌感染的病害猖獗,如冰洋白化病可导致长心卡帕藻等藻类出现白斑且变得坚硬易脆。大规模的病害爆发可导致养殖场内一半的海藻腐烂死亡。

海藻的养殖革命

中国海藻养殖户采用不断地将野生藻株移栽回其株系,并手工摘除病菌的方式治理此类病害,但这种方法不利于更大规模地养殖。除此之外,一些养殖海藻总会漂走,且与野生型植株相互作用,因此穆尼希望确保养殖海藻与野生型植株杂交不会对野生植株造成影响。

争夺海上资源

大规模地养殖海藻对环境有益,例如,海藻可以帮助缓解鱼和其他海产品养殖场对环境造成的影响,消耗掉养殖场排放的二氧化碳和含氮污染物。在东南亚,人们已充分认识到海藻的这一价值并开始加以利用,在某些情况下,海藻可减少水中94%的氮含量。

在爱尔兰南部海岸的另一个养殖试验场,研究人员正在尝试多营养层次综合水产养殖模式,这也是欧洲能源项目的一部分。班特海洋研究站的朱莉·马奎尔发现,鲑鱼养殖场附近的海藻能充分吸收养殖场排放的废物,因而生长茂盛。例如,同一养殖面积,他们的产量是20千克,而爱尔兰的其他养殖者的产量最多仅为10千克。人们对海参的需求量正在不断增加,而这似乎也将大大促进海藻的养殖(海参以海底藻类和浮游生物为食)。

将海藻与其他种类的水产品养殖相结合很重要。大规模养殖需要在海上进行,海上空间的竞争将会空前激烈。食品和能源生产商正忙于争夺这些珍贵的海上地产的所属权,预计在未来10年,世界海洋将迎来巨大发展。例如,在欧洲,水产养殖业内发起了美人鱼项目,正考虑在波罗的海、北海、大西洋和地中海部分地区修建多功能的海上养殖场。海藻养殖正是这一愿景的一部分,也是采用新的方法合理开发海洋的重要组成部分。

不过,海上养殖需投入大量资金,运输成本高昂,且很多流程需要远程控制或自动化操作。一些人认为,已修建了风力发电场或波能装置的能源公司可将其基础设施出租给水产养殖企业,从而实现削减成本的目的。因此,研究人员开始放弃绳索养殖,转而寻找其他方法进行海上养殖,例如,可在大西洋上修建集养鱼场、海藻养殖场和风力发电场为一体的海上商业园区。修建此类海上商业园区意义重大,这样每个人都可以共享资源和设备。

在风力发电场等人工建筑物附近养殖海藻可减少此类建筑物对当地生态系统的影响。海藻养殖场下方的区域是鱼群们的避难所,也有助于保持或增加某些物种的数量。

清洁作物

在世界上的某些角落,海水温度上升和酸化引起了国际社会的高度关注。例如,在坦桑尼亚的桑给巴尔岛海岸,很多农民已停止养殖海藻,他们将海藻大量死亡归咎于海水温度上升。如果想要更大规模地养殖海藻,海水升温就成为了当地农民们不得不解决的难题之一。

海藻不一定必须养殖在海上,至少较小规模的养殖是不需要的。海藻可以像海绵一样,吸收污染物。某些类型的海藻可生长在工业发酵系统排放的富含二氧化碳和氮的污水或废水中。因此,海藻可用于净化水体。

日本研究人员甚至正试图利用海藻吸收天然存在的铀,然后再从海藻中提取这些铀元素作为一种能量来源。研究人员表示,提取其中一半的铀提供的能源相当于可使用6500年的核能,且这种形式的铀开采不会对环境造成破坏。

哥斯达黎加大学的瑞恰说:“想象一下,成片的海藻群落漂浮在海上,不管是否收割,它都具有如生物除污和二氧化碳固定等功效,同时,它还可以丰富渔业区的生物多样性。”目前,瑞恰正在研究在加勒比海地区的平静水面养殖海藻的可行性。

穆尼说:“海藻养殖将获得巨大发展,人类应充分利用海藻的价值。”

海藻凝胶

最新研究表明,每一种海藻都有其独特的凝胶,而每一种凝胶有着自己特有的分子结构。海藻细胞通过凝胶凝结在一起,形成叶片。它们可以保护海藻免受海洋细菌、真菌和病毒的侵害。

一种较为黏稠的凝胶已被用作食品和化妆品的增稠剂。另有一些凝胶对其他植物和动物的细胞有一定影响,在某些情况下可能会触发其疾病防御机制。例如,某些凝胶可以通过调节可控制血糖水平的酶,来帮助治疗糖尿病。目前,鉴于某种凝胶的黏合性能,澳大利亚伍伦贡大学的卢卡德将其作为修复骨骼的生物材料。甚至一些凝胶成分被证明可影响人类干细胞,并促使这些细胞分化为骨组织或肌肉组织。

许多海藻尚未被分类,所以,目前还有更多极具医用价值的凝胶尚未被发现。

与用作生物燃料或食物的海藻种类不同,养殖用于医疗的海藻种类时,需要严格控制养殖条件。

作者:康庆玲

来源:《大自然探索》 

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