Aquakultur - Aquaculture

Aquakultur
Aquakulturanlagen in Südchile
Weltweite Fangfischerei und Aquakulturproduktion nach Artengruppe, aus dem Statistischen Jahrbuch 2020 der FAO
Aquakulturproduktion nach Regionen

Aquakultur (seltener buchstabiert Aquakultur ), auch Aquafarming genannt , ist der kontrollierte Anbau („Farming“) von Wasserorganismen wie Fischen , Krebstieren , Weichtieren , Algen und anderen Wertorganismen wie Wasserpflanzen (zB Lotus ). Aquakultur umfasst die Kultivierung von Süß- und Salzwasserpopulationen unter kontrollierten oder naturnahen Bedingungen und kann mit der kommerziellen Fischerei , der Fang von Wildfisch, verglichen werden . Marikultur, allgemein bekannt als Meeresfarm , bezieht sich speziell auf die Aquakultur, die in Meerwasserhabitaten praktiziert wird, im Gegensatz zur Süßwasseraquakultur.

Aquakultur kann in vollständig künstlichen Anlagen an Land ( Onshore-Aquakultur ) betrieben werden, wie im Fall von Aquarien , Teichen oder Laufwegen , wo die Lebensbedingungen auf menschliche Kontrolle angewiesen sind; auf gut geschützten flachen Gewässern in Küstennähe eines Gewässers ( Küstenaquakultur ), wo die kultivierten Arten einer relativ naturnaheren Umgebung ausgesetzt sind; oder auf eingezäunten/eingezäunten, küstenfernen Abschnitten des offenen Wassers ( Offshore-Aquakultur ), wo die Arten unterschiedlicheren natürlichen Bedingungen wie Meeresströmungen , Diel-Vertikalwanderung und Nährstoffkreisläufen ausgesetzt sind .

Nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) , der Aquakultur „versteht man die Aufzucht von Wasserorganismen , einschließlich Fisch, Muscheln, Krebstiere und Wasserpflanzen bedeuten. Farming eine Form der Intervention in der impliziert Aufzucht Prozess der Produktion, wie zum Beispiel regelmäßige zu verbessern Strumpf , Fütterung , Schutz vor Raubtieren usw. Die Landwirtschaft impliziert auch das Eigentum von Einzelpersonen oder Unternehmen an den kultivierten Tieren.“ Die gemeldete Produktion aus globalen Aquakulturbetrieben im Jahr 2014 lieferte mehr als die Hälfte der Fische und Schalentiere, die direkt vom Menschen verzehrt werden; Es bestehen jedoch Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit der gemeldeten Zahlen. Ferner werden in der aktuellen Aquakultur Praxis, Produkte aus mehreren Pfund Wildfisch verwendet ein Pfund eines produzieren piscivorous wie Fisch Lachs .

Besondere Arten von Aquakultur umfassen Fischzucht , Garnelenzucht , Austernzucht , Marikultur , Algenkultur (wie Algen Landwirtschaft ) und den Anbau von Zierfischen . Besondere Methoden sind Aquaponik und integrierte multitrophische Aquakultur , die beide Fischzucht und Wasserpflanzenzucht integrieren. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (Food and Agriculture Organization) bezeichnet die Aquakultur als eine der am stärksten vom Klimawandel und seinen Auswirkungen betroffenen Branchen. Einige Formen der Aquakultur haben negative Auswirkungen auf die Umwelt, beispielsweise durch Nährstoffverschmutzung oder Krankheitsübertragung auf Wildpopulationen.

Überblick

Globale Fangfischerei und Aquakulturproduktion, berichtet von der FAO, 1990-2030
Weltweite Aquakulturproduktion von Speisefischen und Wasserpflanzen, 1990–2016.

Die Stagnation der Ernte in der Wildfischerei und die Überfischung beliebter Meeresarten, kombiniert mit einer wachsenden Nachfrage nach hochwertigem Protein, veranlassten Aquakulturen, andere Meeresarten zu domestizieren. Zu Beginn der modernen Aquakultur waren viele optimistisch, dass es in der Aquakultur eine „Blaue Revolution“ geben könnte, so wie die Grüne Revolution des 20. Jahrhunderts die Landwirtschaft revolutioniert hatte. Obwohl Landtiere seit langem domestiziert wurden, wurden die meisten Fischarten immer noch aus der Wildnis gefangen. Besorgt über die Auswirkungen der steigenden Nachfrage nach Meeresfrüchten auf die Weltmeere schrieb der bekannte Meeresforscher Jacques Cousteau 1973: " Angesichts der wachsenden menschlichen Bevölkerung, die wir ernähren müssen, müssen wir uns mit neuen Erkenntnissen und neuen Technologien dem Meer zuwenden."

Etwa 430 (97%) der ab 2007 kultivierten Arten wurden im 20. und 21. Jahrhundert domestiziert, davon schätzungsweise 106 im Jahrzehnt bis 2007. Angesichts der langfristigen Bedeutung der Landwirtschaft sind bisher nur 0,08% der bekannte Landpflanzenarten und 0,0002 % der bekannten Landtierarten wurden domestiziert, verglichen mit 0,17 % der bekannten Meerespflanzenarten und 0,13 % der bekannten Meerestierarten. Domestikation beinhaltet typischerweise etwa ein Jahrzehnt wissenschaftlicher Forschung. Die Domestizierung von Wasserlebewesen birgt für den Menschen weniger Risiken als Landtiere, die einen großen Tribut an Menschenleben forderten. Die meisten großen menschlichen Krankheiten haben ihren Ursprung in domestizierten Tieren, einschließlich Krankheiten wie Pocken und Diphtherie , die wie die meisten Infektionskrankheiten von Tieren auf den Menschen übergehen. Aus marinen Arten sind bisher keine humanpathogenen Erreger vergleichbarer Virulenz aufgetaucht.

Biologische Bekämpfungsmethoden zur Bekämpfung von Parasiten werden bereits eingesetzt, wie zB Putzerfische (zB Lumpensauger und Lippfische) zur Bekämpfung von Seeläusen in der Lachszucht. Modelle werden verwendet, um bei der Raumplanung und Standortbestimmung von Fischfarmen zu helfen, um die Auswirkungen zu minimieren.

Der Rückgang der Wildfischbestände hat die Nachfrage nach Zuchtfischen erhöht. Es ist jedoch notwendig, alternative Protein- und Ölquellen für Fischfutter zu finden, damit die Aquakulturindustrie nachhaltig wachsen kann. andernfalls stellt es ein großes Risiko für die Überfischung von Futterfischen dar.

Ein weiteres aktuelles Problem nach dem Verbot von Organozinn durch die International Maritime Organization im Jahr 2008 ist die Notwendigkeit, umweltfreundliche, aber dennoch wirksame Verbindungen mit Antifouling-Wirkung zu finden.

Jedes Jahr werden viele neue Naturstoffe entdeckt, aber es ist fast unmöglich, sie in einem ausreichend großen Maßstab für kommerzielle Zwecke zu produzieren.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass zukünftige Entwicklungen in diesem Bereich auf Mikroorganismen beruhen werden, aber es sind größere Finanzmittel und weitere Forschung erforderlich, um den Mangel an Wissen auf diesem Gebiet zu überwinden.

Artengruppen

Globale Aquakulturproduktion in Millionen Tonnen, 1950–2010, wie von der FAO gemeldet
Hauptartengruppen
Kleinere Artengruppen
Weltweite Fangfischerei und Aquakulturproduktion nach Hauptproduzenten (2018), aus dem Statistischen Jahrbuch 2020 der FAO

Wasserpflanzen

Wasserpflanzen in schwimmenden Behältern
Aufstrebende Wasserpflanzen in Schwimmcontainern kultivieren

Mikroalgen , auch Phytoplankton , Mikrophyten oder Planktonalgen genannt , machen den Großteil der Kulturalgen aus . Makroalgen, die allgemein als Algen bekannt sind, haben auch viele kommerzielle und industrielle Verwendungen, aber aufgrund ihrer Größe und spezifischen Anforderungen lassen sie sich nicht einfach in großem Maßstab kultivieren und werden am häufigsten in freier Wildbahn genommen.

Im Jahr 2016 stammten 96,5 Volumenprozent der insgesamt 31,2 Millionen Tonnen wild gesammelter und kultivierter Wasserpflanzen aus der Aquakultur. Die weltweite Produktion von gezüchteten Wasserpflanzen, die überwiegend von Algen dominiert wird, wuchs in der Produktionsmenge von 13,5 Millionen Tonnen im Jahr 1995 auf knapp über 30 Millionen Tonnen im Jahr 2016.

Algenzucht

Unterwasser- Eucheuma- Landwirtschaft auf den Philippinen
Eine Person steht im seichten Wasser und sammelt Algen, die an einem Seil gewachsen sind.
Ein Algenbauer in Nusa Lembongan (Indonesien) sammelt essbare Algen, die an einem Seil gewachsen sind.

Algenzucht oder Seetangzucht ist die Kultivierung und Ernte von Algen . In seiner einfachsten Form besteht es aus der Verwaltung von natürlich vorkommenden Chargen. In seiner fortschrittlichsten Form besteht es darin, den Lebenszyklus der Algen vollständig zu kontrollieren.

Die sieben am häufigsten angebauten Algentaxa sind Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp. und Sargassum fusiforme . Eucheuma und K. alvarezii werden für Carrageenan (ein Geliermittel ) gezüchtet ; Gracilaria wird für Agar gezüchtet ; während der Rest für Lebensmittel bewirtschaftet wird. Die größten Algen produzierenden Länder sind China, Indonesien und die Philippinen. Andere bemerkenswerte Produzenten sind Südkorea, Nordkorea, Japan, Malaysia und Sansibar ( Tansania ). Die Algenzucht wurde häufig als Alternative entwickelt, um die wirtschaftlichen Bedingungen zu verbessern und den Fischereidruck und die Überfischung der Fischerei zu verringern.

Die weltweite Produktion von gezüchteten Wasserpflanzen, die überwiegend von Algen dominiert wird, stieg von 13,5 Millionen Tonnen im Jahr 1995 auf knapp über 30 Millionen Tonnen im Jahr 2016. Im Jahr 2014 machten Algen 27 % der gesamten marinen Aquakultur aus. Der Anbau von Algen ist eine kohlenstoffnegative Kulturpflanze mit einem hohen Potenzial zur Eindämmung des Klimawandels . Der IPCC- Sonderbericht über Ozeane und Kryosphäre in einem sich ändernden Klima empfiehlt "weitere Forschungsaufmerksamkeit" als Eindämmungstaktik.

Fisch

Die Fischzucht ist die häufigste Form der Aquakultur. Es beinhaltet die kommerzielle Aufzucht von Fischen in Tanks, Fischteichen oder Meeresgehegen, normalerweise für Nahrung. Eine Einrichtung , dass Freisetzungen Fisch in die Wildnis für Sportfischerei juvenile oder eine Art natürliche Zahlen zu ergänzen , wird im Allgemeinen als ein Fisch bezeichnet Brüterei . Die weltweit wichtigsten Fischarten, die in der Fischzucht verwendet werden, sind der Reihe nach Karpfen , Lachs , Tilapia und Wels .

Im Mittelmeer werden junge Blauflossenthunfische im Meer gefangen und langsam zum Ufer geschleppt. Sie werden dann in Offshore- Pens (manchmal aus schwimmenden HDPE-Rohren) interniert, wo sie für den Markt weiter angebaut werden. 2009 gelang es Forschern in Australien zum ersten Mal, Südlichen Blauflossenthun dazu zu bringen, in Binnenbecken zu brüten. Südlicher Blauflossen-Thunfisch wird auch in freier Wildbahn gefangen und in ausgewachsenen Meereskäfigen im südlichen Spencer-Golf in Südaustralien gemästet .

Ein ähnliches Verfahren wird in der Lachszucht dieser Industrie verwendet; Jungtiere werden aus Brütereien entnommen und eine Vielzahl von Methoden verwendet, um sie bei ihrer Reifung zu unterstützen. Zum Beispiel können, wie oben erwähnt, einige der wichtigsten Fischarten der Branche, der Lachs, in einem Käfigsystem gezüchtet werden. Dies geschieht durch Netzkäfige, vorzugsweise in offenem Wasser mit starker Strömung, und Füttern der Lachse mit einer speziellen Futtermischung, die ihr Wachstum unterstützt. Dieser Prozess ermöglicht ein ganzjähriges Wachstum der Fische und somit eine höhere Ernte in den richtigen Jahreszeiten. Eine zusätzliche Methode, die manchmal als Sea Ranching bekannt ist, wurde in der Industrie ebenfalls verwendet. Beim Sea Ranching werden Fische für kurze Zeit in einer Brüterei aufgezogen und dann zur weiteren Entwicklung ins Meer entlassen, worauf die Fische nach ihrer Reife wieder gefangen werden.

Krebstiere

Die kommerzielle Garnelenzucht begann in den 1970er Jahren, und danach stieg die Produktion steil an. Die weltweite Produktion erreichte 2003 mehr als 1,6 Millionen Tonnen im Wert von etwa 9 Milliarden US-Dollar. Etwa 75 % der gezüchteten Garnelen werden in Asien, insbesondere in China und Thailand, produziert. Die anderen 25 % werden hauptsächlich in Lateinamerika produziert, wo Brasilien der größte Produzent ist. Thailand ist der größte Exporteur.

Die Garnelenzucht hat sich von ihrer traditionellen, kleinbäuerlichen Form in Südostasien zu einer globalen Industrie gewandelt. Technologische Fortschritte haben zu immer höheren Dichten pro Flächeneinheit geführt und Brutbestände werden weltweit verschifft. Praktisch alle gezüchteten Garnelen sind Penaeiden (dh Garnelen der Familie Penaeidae ), und nur zwei Arten von Garnelen, die pazifische weiße Garnele und die riesige Tigergarnele , machen etwa 80% aller gezüchteten Garnelen aus. Diese industriellen Monokulturen sind sehr anfällig für Krankheiten, was die Garnelenpopulationen in ganzen Regionen dezimiert hat. Zunehmende ökologische Probleme, wiederholte Krankheitsausbrüche sowie Druck und Kritik sowohl von Nichtregierungsorganisationen als auch von Verbraucherländern führten Ende der 1990er Jahre zu Veränderungen in der Branche und allgemein strengeren Regulierungen. 1999 initiierten Regierungen, Industrievertreter und Umweltorganisationen ein Programm zur Entwicklung und Förderung nachhaltigerer Anbaumethoden durch das Seafood Watch- Programm.

Die Süßwassergarnelenzucht teilt viele Merkmale mit der Meeresgarnelenzucht , einschließlich vieler Probleme. Einzigartige Probleme werden durch den Entwicklungslebenszyklus der Hauptart, der Riesenflussgarnele, eingeführt .

Die weltweite jährliche Produktion von Süßwassergarnelen (ohne Krebse und Krabben ) betrug im Jahr 2007 etwa 460.000 Tonnen und überstieg 1,86 Milliarden Dollar. Darüber hinaus produzierte China etwa 370.000 Tonnen chinesische Flusskrabben .

Darüber hinaus ist die Astacikultur die Süßwasserzucht von Krebsen (hauptsächlich in den USA, Australien und Europa).

Weichtiere

Abalone-Farm
Abalone-Farm
Störfarm
Störfarm

Zu den Schalentieren in Aquakultur gehören verschiedene Austern- , Muschel- und Muschelarten. Diese Muscheln sind Filter- und/oder Ablagerungsfresser, die eher auf die Primärproduktion der Umgebung als auf die Zufuhr von Fisch oder anderem Futter angewiesen sind. Daher wird die Aquakultur von Schalentieren im Allgemeinen als gutartig oder sogar nützlich wahrgenommen.

Je nach Art und örtlichen Gegebenheiten werden Muscheln entweder am Strand, an Langleinen oder an Flößen aufgehängt und von Hand oder durch Ausbaggern geerntet. Im Mai 2017 installierte ein belgisches Konsortium die erste von zwei Versuchsmuschelfarmen in einem Windpark in der Nordsee .

Der Abalone- Anbau begann in den späten 1950er und frühen 1960er Jahren in Japan und China. Seit Mitte der 1990er Jahre ist diese Branche immer erfolgreicher geworden. Überfischung und Wilderei haben die Wildpopulationen so stark reduziert, dass gezüchtete Abalone heute das meiste Abalone-Fleisch liefern. Nachhaltig gezüchtete Weichtiere können von Seafood Watch und anderen Organisationen, darunter dem World Wildlife Fund (WWF) , zertifiziert werden . Der WWF hat 2004 die „Aquaculture Dialogues“ ins Leben gerufen, um messbare und leistungsbasierte Standards für verantwortungsvoll gezüchtete Meeresfrüchte zu entwickeln. 2009 gründete der WWF zusammen mit der Dutch Sustainable Trade Initiative den Aquaculture Stewardship Council , um die globalen Standards und Zertifizierungsprogramme zu verwalten.

Nach Versuchen im Jahr 2012 wurde in Flinders Bay , Westaustralien , eine kommerzielle "Sea Ranch" eingerichtet , um Abalone zu züchten. Die Ranch basiert auf einem künstlichen Riff, das aus 5000 (Stand April 2016) separaten Betoneinheiten besteht, die Abitats (Abalone-Lebensräume) genannt werden. Die 900 kg Abitate können jeweils 400 Abalone aufnehmen. Das Riff wird mit jungen Abalonen aus einer Onshore-Brutstätte gesät. Die Abalone ernähren sich von Algen, die auf natürliche Weise in den Lebensräumen gewachsen sind, wobei die Ökosystembereicherung der Bucht unter anderem zu einer wachsenden Zahl von Dhufish, Pink Snapper, Lippfisch und Samson-Fisch führt.

Brad Adams vom Unternehmen hat die Ähnlichkeit mit wilder Abalone und den Unterschied zur Aquakultur an Land hervorgehoben. "Wir sind keine Aquakultur, wir betreiben Ranch, denn wenn sie einmal im Wasser sind, kümmern sie sich um sich selbst."

Andere Gruppen

Andere Gruppen umfassen Wasserreptilien, Amphibien und verschiedene Wirbellose wie Stachelhäuter und Quallen . Sie werden oben rechts in diesem Abschnitt separat grafisch dargestellt, da sie nicht genug Volumen beitragen, um in der Hauptgrafik deutlich angezeigt zu werden.

Kommerziell geerntete Stachelhäuter umfassen Seegurken und Seeigel . In China werden Seegurken in künstlichen Teichen mit einer Größe von bis zu 400 ha gezüchtet.

Globale Fischproduktion

Die weltweite Fischproduktion erreichte 2016 mit rund 171 Millionen Tonnen ihren Höhepunkt, wobei die Aquakultur 47 Prozent der Gesamtmenge und 53 Prozent ausmacht, wenn die Verwendung außerhalb des Lebensmittelbereichs (einschließlich der Reduzierung auf Fischmehl und Fischöl) ausgeschlossen wird. Da die Fangfischerei seit Ende der 1980er Jahre relativ stagniert, ist die Aquakultur für das anhaltende Wachstum des Angebots an Fisch für den menschlichen Verzehr verantwortlich. Die weltweite Aquakulturproduktion (einschließlich Wasserpflanzen) betrug im Jahr 2016 110,2 Millionen Tonnen, wobei der Erstverkaufswert auf 243,5 Milliarden US-Dollar geschätzt wurde. Der Beitrag der Aquakultur zur weltweiten Produktion von Fangfischerei und Aquakultur zusammen ist kontinuierlich gestiegen und erreichte 2016 46,8 Prozent gegenüber 25,7 Prozent im Jahr 2000. Mit einer jährlichen Wachstumsrate von 5,8 Prozent im Zeitraum 2001–2016 wächst die Aquakultur weiterhin schneller als andere große Sektoren der Nahrungsmittelproduktion, weist jedoch nicht mehr die hohen jährlichen Wachstumsraten der 1980er und 1990er Jahre auf.

Im Jahr 2012 betrug die weltweite Gesamtfischereiproduktion 158 Millionen Tonnen , wovon die Aquakultur 66,6 Millionen Tonnen, also etwa 42 %, beisteuerte. Die Wachstumsrate der weltweiten Aquakultur ist anhaltend und schnell und beträgt seit über 30 Jahren durchschnittlich etwa 8 % pro Jahr, während der Fang aus der Wildfischerei in den letzten zehn Jahren im Wesentlichen unverändert geblieben ist. Der Aquakulturmarkt erreichte 2009 86 Milliarden US-Dollar.

Aquakultur ist eine besonders wichtige Wirtschaftstätigkeit in China. Zwischen 1980 und 1997, berichtet das chinesische Fischereiamt, stiegen die Ernten in Aquakulturen jährlich um 16,7%, von 1,9 Millionen Tonnen auf fast 23 Millionen Tonnen. Im Jahr 2005 entfielen 70 % der Weltproduktion auf China. Aquakultur ist derzeit auch einer der am schnellsten wachsenden Bereiche der Lebensmittelproduktion in den USA

Ungefähr 90 % des gesamten US-amerikanischen Shrimp-Verbrauchs werden gezüchtet und importiert. In den letzten Jahren hat sich die Lachs-Aquakultur zu einem wichtigen Exportartikel im Süden Chiles entwickelt, insbesondere in Puerto Montt , der am schnellsten wachsenden Stadt Chiles.

Ein im Mai 2014 veröffentlichter Bericht der Vereinten Nationen mit dem Titel The State of the World Fisheries and Aquaculture hält fest, dass Fischerei und Aquakultur die Lebensgrundlage von etwa 60 Millionen Menschen in Asien und Afrika sichern. Die FAO schätzt, dass im Jahr 2016 insgesamt fast 14 Prozent aller direkt im Primärsektor der Fischerei und Aquakultur tätigen Personen Frauen ausmachten.

Kategorie 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Produktion
Ergreifen
Inland 10.7 11.2 11.2 11,3 11,4 11,6
Marine 81,5 78,4 79,4 79,9 81,2 79,3
Gesamtaufnahme 92,2 89,5 90,6 91,2 92,7 90,9
Aquakultur
Inland 38,6 42 44.8 46,9 48,6 51,4
Marine 23.2 24,4 25,4 26,8 27,5 28,7
Aquakultur insgesamt 61,8 66,4 70,2 73,7 76,1 80
Gesamte Weltfischerei und Aquakultur 154 156 160,7 164,9 168.7 170,9
Nutzung
Menschlicher Konsum 130 136,4 140.1 144,8 148.4 151.2
Non-Food-Verwendungen 24 19,6 20,6 20 20,3 19,7
Bevölkerung (Milliarden) 7 7.1 7.2 7.3 7.3 7,4
Scheinbarer Pro-Kopf-Verbrauch (kg) 18,5 19.2 19,5 19,9 20,2 20,3

Übermäßige Berichterstattung durch China

China dominiert die Welt bei der gemeldeten Aquakulturproduktion mit überwältigender Mehrheit und meldet eine Gesamtproduktion, die doppelt so hoch ist wie die des Rests der Welt zusammen. Es gibt jedoch einige historische Probleme mit der Genauigkeit von Chinas Renditen.

Im Jahr 2001 äußerten die Wissenschaftler Reg Watson und Daniel Pauly Bedenken, dass China in den 1990er Jahren über seine Fänge aus Wildfischerei berichtete. Sie sagten, dass dies den Anschein erweckte, dass die weltweiten Fänge seit 1988 jährlich um 300.000 Tonnen zunahmen, während sie in Wirklichkeit um 350.000 Tonnen schrumpften. Watson und Pauly vermuteten, dass dies möglicherweise mit der chinesischen Politik zusammenhängt, bei der staatliche Stellen, die die Wirtschaft überwachten, auch mit der Steigerung der Produktion beauftragt wurden. Auch basierte die Beförderung chinesischer Beamter bis vor kurzem auf Produktionssteigerungen aus ihren eigenen Gebieten.

China bestritt diese Behauptung. Die offizielle Nachrichtenagentur Xinhua zitierte den Generaldirektor des Fischereibüros des Landwirtschaftsministeriums, Yang Jian, mit den Worten, Chinas Zahlen seien „im Wesentlichen korrekt“. Die FAO räumte jedoch ein, dass es Probleme mit der Zuverlässigkeit der statistischen Daten Chinas gab, und behandelte eine Zeit lang Daten aus China, einschließlich der Aquakulturdaten, abgesehen vom Rest der Welt.

Aquakulturelle Methoden

Marikultur

Marikultur
Marikultur vor High Island , Hongkong
Karpfen sind einer der dominierenden Fische in der Aquakultur
Der anpassungsfähige Tilapia ist ein weiterer häufig gezüchteter Fisch

Marikultur bezieht sich auf die Kultivierung von Meeresorganismen im Meerwasser , normalerweise in geschützten Küsten- oder Offshore-Gewässern. Die Zucht von Meeresfischen ist ein Beispiel für die Marikultur, ebenso wie die Zucht von Meereskrebsen (wie Garnelen ), Weichtieren (wie Austern ) und Algen. Kanalwels ( Ictalurus punctatus ), Hartmuscheln ( Mercenaria mercenaria ) und Atlantischer Lachs ( Salmo salar ) sind in der US-amerikanischen Marikultur prominent vertreten.

Die Marikultur kann darin bestehen, die Organismen auf oder in künstlichen Gehegen zu züchten, wie zum Beispiel in Schwimmnetzen für Lachse und auf Gestellen für Austern. Bei geschlossenen Lachsen werden diese von den Betreibern gefüttert; Austern auf Gestellen ernähren sich von natürlich verfügbaren Lebensmitteln. Abalone wurden auf einem künstlichen Riff gezüchtet, das Algen verbraucht, die natürlich auf den Riffeinheiten wachsen.

Integriert

Integrierte multitrophische Aquakultur (IMTA) ist eine Praxis, bei der die Nebenprodukte (Abfälle) einer Art recycelt werden, um als Input ( Dünger , Nahrung ) für eine andere zu dienen. Gefütterte Aquakultur (z. B. Fisch , Garnelen ) wird mit anorganischer extraktiver und organischer extraktiver (z. B. Schalentier ) Aquakultur kombiniert , um ausgewogene Systeme für ökologische Nachhaltigkeit (Biomitigation), wirtschaftliche Stabilität (Produktdiversifizierung und Risikominderung) und soziale Akzeptanz (besser Managementpraktiken).

"Multitrophisch" bezieht sich auf die Aufnahme von Arten aus unterschiedlichen Trophie- oder Ernährungsebenen in dasselbe System. Dies ist ein möglicher Unterschied zur uralten Praxis der aquatischen Polykultur , bei der es sich einfach um die Kokultur verschiedener Fischarten derselben trophischen Ebene handeln könnte. In diesem Fall teilen diese Organismen möglicherweise alle die gleichen biologischen und chemischen Prozesse mit wenigen synergistischen Vorteilen, die möglicherweise zu erheblichen Veränderungen im Ökosystem führen könnten . Einige traditionelle Polykultursysteme können tatsächlich eine größere Artenvielfalt umfassen, die mehrere Nischen besetzen , als extensive Kulturen (geringe Intensität, geringe Bewirtschaftung) innerhalb desselben Jahres 2006"/> Ein funktionierendes IMTA-System kann zu einer größeren Gesamtproduktion auf der Grundlage gegenseitiger Vorteile für die kokultivierten Arten und eine verbesserte Gesundheit des Ökosystems , auch wenn die Produktion einzelner Arten kurzfristig geringer ist als in einer Monokultur.

Manchmal wird der Begriff „integrierte Aquakultur“ verwendet, um die Integration von Monokulturen durch Wassertransfer zu beschreiben. Die Begriffe „IMTA“ und „integrierte Aquakultur“ unterscheiden sich jedoch im Grunde nur im Grad der Beschreibung. Aquaponik , fraktionierte Aquakultur, integrierte Landwirtschaft-Aquakultur-Systeme, integrierte peri-urbane Aquakultur-Systeme und integrierte Fischerei-Aquakultur-Systeme sind weitere Varianten des IMTA-Konzepts.

Netzmaterial

Verschiedene Materialien, einschließlich Nylon , Polyester , Polypropylen , Polyethylen , kunststoffbeschichtet verschweißten Draht , Gummi , paten rope Produkte (Spectra, Thorn-D, Dyneema), galvanisiertem Stahl und Kupfer sind für Netzgewebe in der Aquakultur Fisch Gehäusen auf der ganzen Welt verwendet. Alle diese Materialien werden aus einer Vielzahl von Gründen ausgewählt, einschließlich der Machbarkeit des Designs, der Materialfestigkeit , der Kosten und der Korrosionsbeständigkeit .

In letzter Zeit sind Kupferlegierungen zu wichtigen Netzmaterialien in der Aquakultur geworden, da sie antimikrobiell sind (dh sie zerstören Bakterien , Viren , Pilze , Algen und andere Mikroben ) und sie daher Biofouling (dh die unerwünschte Ansammlung, Adhäsion und das Wachstum von Mikroorganismen) verhindern , Pflanzen, Algen, Röhrenwürmer, Seepocken, Weichtiere und andere Organismen). Durch die Hemmung des mikrobiellen Wachstums vermeiden Aquakulturkäfige aus Kupferlegierungen kostspielige Nettoänderungen, die bei anderen Materialien erforderlich sind. Der Widerstand gegen das Wachstum von Organismen auf Netzen aus Kupferlegierungen bietet auch eine sauberere und gesündere Umgebung für Zuchtfische, um zu wachsen und zu gedeihen.

Themen

Ohne Berücksichtigung potenzieller lokaler Umweltauswirkungen kann Aquakultur in Binnengewässern zu mehr Umweltschäden führen als Wildfischerei , allerdings mit weltweit weniger Abfall pro kg. Lokale Bedenken hinsichtlich der Aquakultur in Binnengewässern können die Abfallbehandlung, Nebenwirkungen von Antibiotika , die Konkurrenz zwischen Nutz- und Wildtieren und die potenzielle Einschleppung invasiver Pflanzen- und Tierarten oder fremder Krankheitserreger sein, insbesondere wenn unverarbeiteter Fisch verwendet wird, um marktgängigere Futtermittel zu verfüttern fleischfressender Fisch. Bei Verwendung von nicht-lokalen Lebendfuttermitteln kann die Aquakultur exotische Pflanzen oder Tiere mit katastrophalen Auswirkungen einschleppen. Verbesserungen der Methoden aufgrund von Fortschritten in der Forschung und der Verfügbarkeit kommerzieller Futtermittel haben einige dieser Bedenken seit ihrer größeren Prävalenz in den 1990er und 2000er Jahren verringert.

Fischabfälle sind organisch und bestehen aus Nährstoffen, die in allen Bestandteilen aquatischer Nahrungsnetze notwendig sind. Die Aquakultur im Meer produziert oft viel höhere Konzentrationen als normale Fischabfälle. Der Abfall sammelt sich auf dem Meeresboden an und beschädigt oder eliminiert das Leben am Boden. Abfall kann auch den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Wassersäule verringern , was zusätzlichen Druck auf Wildtiere ausübt. Ein alternatives Modell zum Hinzufügen von Nahrung zum Ökosystem ist die Installation künstlicher Riffstrukturen, um die verfügbaren Lebensraumnischen zu vergrößern, ohne dass mehr als Umgebungsfutter und Nährstoffe hinzugefügt werden müssen. Dies wurde beim "Ranchen" von Abalone in Westaustralien verwendet.

Auswirkungen auf Wildfische

Einige fleischfressende und allesfressende Zuchtfischarten werden mit Wildfutterfischen gefüttert . Obwohl fleischfressende Zuchtfische im Jahr 2000 nur 13 Prozent der Aquakulturproduktion nach Gewicht ausmachten, machten sie wertmäßig 34 Prozent der Aquakulturproduktion aus.

Die Zucht von fleischfressenden Arten wie Lachs und Garnelen führt zu einem hohen Bedarf an Futterfischen, die der Ernährung entsprechen, die sie in freier Wildbahn erhalten. Fische produzieren eigentlich keine Omega-3-Fettsäuren, sondern reichern sie entweder durch den Verzehr von Mikroalgen an , die diese Fettsäuren produzieren, wie es bei Futterfischen wie Hering und Sardinen der Fall ist, oder wie bei fettem Raubfisch wie Lachs , durch den Verzehr von Beutefischen , die Omega-3-Fettsäuren aus Mikroalgen angesammelt haben . Um diese Anforderung zu erfüllen, mehr als 50 Prozent der Weltfischölproduktion zu Zuchtlachs gefüttert.

Zuchtlachs konsumiert mehr Wildfisch, als er als Endprodukt erzeugt, obwohl sich die Effizienz der Produktion verbessert. Um ein Pfund Zuchtlachs zu produzieren, werden ihnen Produkte aus mehreren Pfund Wildfischen verfüttert – dies kann als „Fish-in-Fish-out“ (FIFO)-Verhältnis bezeichnet werden. Im Jahr 1995 hatte Lachs ein FIFO-Verhältnis von 7,5 (was bedeutet, dass 7,5 Pfund Wildfischfutter benötigt wurden, um 1 Pfund Lachs zu produzieren); bis 2006 war das Verhältnis auf 4,9 gesunken. Darüber hinaus stammt ein wachsender Anteil von Fischöl und Fischmehl aus Reststoffen (Nebenprodukten der Fischverarbeitung) und nicht aus ganzem Fisch. Im Jahr 2012 stammten 34 Prozent des Fischöls und 28 Prozent des Fischmehls aus Rückständen. Fischmehl und Öl aus Rückständen anstelle von ganzen Fischen haben jedoch eine andere Zusammensetzung mit mehr Asche und weniger Protein, was ihre potenzielle Verwendung für die Aquakultur einschränken kann.

Da die Lachszuchtindustrie expandiert, benötigt sie mehr wild lebende Futterfische als Futter, zu einer Zeit, in der 75 Prozent der weltweit überwachten Fischereien ihren höchstmöglichen Dauerertrag bereits nahe oder bereits überschritten haben . Die Gewinnung von Wildfutterfischen im industriellen Maßstab für die Lachszucht wirkt sich dann auf die Überlebensfähigkeit der wilden Raubfische aus, die auf sie als Nahrung angewiesen sind. Ein wichtiger Schritt zur Verringerung der Auswirkungen der Aquakultur auf Wildfische ist die Umstellung fleischfressender Arten auf pflanzliche Futtermittel. Lachsfutter zum Beispiel enthält nur noch Fischmehl und Öl und enthält 40 Prozent pflanzliches Protein. Das USDA hat sich auch bei der Verwendung von Getreidebasis Futtermitteln für Zucht experimentiert Forelle . Bei richtiger Formulierung (und oft mit Fischmehl oder Öl gemischt) können pflanzliche Futtermittel eine angemessene Ernährung und ähnliche Wachstumsraten bei fleischfressenden Zuchtfischen bieten.

Eine weitere Auswirkung, die die Aquakulturproduktion auf Wildfisch haben kann, ist die Gefahr, dass Fische aus Küstenpferchen entkommen, wo sie sich mit ihren wildlebenden Gegenstücken kreuzen und so die wilden genetischen Bestände verdünnen. Entflohene Fische können invasiv werden und einheimische Arten verdrängen .

Tierschutz

Wie bei der Landtierhaltung beeinflussen soziale Einstellungen die Notwendigkeit humaner Praktiken und Vorschriften bei gezüchteten Meerestieren. Gutes Tierwohl bedeutet nach den Richtlinien des Farm Animal Welfare Council sowohl Fitness als auch Wohlbefinden im körperlichen und geistigen Zustand des Tieres. Dies kann durch die Fünf Freiheiten definiert werden :

  • Freiheit von Hunger & Durst
  • Freiheit von Unbehagen
  • Freiheit von Schmerzen, Krankheiten oder Verletzungen
  • Freiheit, normales Verhalten auszudrücken
  • Freiheit von Angst und Not

Die kontroverse Frage in der Aquakultur ist jedoch, ob Fische und gezüchtete wirbellose Meerestiere tatsächlich empfindungsfähig sind oder die Wahrnehmung und das Bewusstsein haben, Leiden zu erleben. Obwohl bei wirbellosen Meerestieren keine Beweise dafür gefunden wurden, kommen neuere Studien zu dem Schluss, dass Fische die notwendigen Rezeptoren ( Nozizeptoren ) besitzen, um schädliche Reize wahrzunehmen, und daher wahrscheinlich Schmerz-, Angst- und Stresszustände erfahren. Folglich richtet sich das Wohlergehen in der Aquakultur auf Wirbeltiere; Flossenfische im Besonderen.

Gemeinsame Wohlfahrtsbedenken

Das Wohlergehen in der Aquakultur kann durch eine Reihe von Problemen wie Besatzdichten, Verhaltensinteraktionen, Krankheiten und Parasitismus beeinträchtigt werden . Ein Hauptproblem bei der Bestimmung der Ursache von Beeinträchtigungen des Wohlergehens besteht darin, dass diese Probleme oft alle miteinander verbunden sind und sich zu unterschiedlichen Zeiten gegenseitig beeinflussen.

Die optimale Besatzdichte wird oft durch die Tragfähigkeit der Besatzumgebung und den individuellen Platzbedarf der Fische bestimmt, der sehr artspezifisch ist. Obwohl Verhaltensinteraktionen wie Schwarmfischen bedeuten können, dass hohe Besatzdichten für einige Arten von Vorteil sind, können bei vielen kultivierten Arten hohe Besatzdichten von Bedeutung sein. Crowding kann das normale Schwimmverhalten einschränken sowie aggressives und wettbewerbsorientiertes Verhalten wie Kannibalismus, Futterkonkurrenz, Territorialität und Dominanz-/Unterordnungshierarchien verstärken. Dies erhöht möglicherweise das Risiko von Gewebeschäden aufgrund von Abrieb durch Fisch-zu-Fisch-Kontakt oder Fisch-zu-Käfig-Kontakt. Fische können eine Verringerung der Nahrungsaufnahme und der Effizienz der Nahrungsverwertung erleiden . Darüber hinaus können hohe Besatzdichten zu einem unzureichenden Wasserfluss führen, wodurch eine unzureichende Sauerstoffversorgung und Abfallproduktabfuhr erzeugt wird. Gelöster Sauerstoff ist für die Fischatmung unerlässlich und Konzentrationen unter kritischen Werten können Stress auslösen und sogar zum Ersticken führen . Ammoniak, ein Stickstoffausscheidungsprodukt, ist in angesammelten Konzentrationen hochgiftig für Fische, insbesondere bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen.

Viele dieser Wechselwirkungen und Effekte verursachen Stress bei den Fischen, was ein wichtiger Faktor bei der Förderung von Fischkrankheiten sein kann. Bei vielen Parasiten hängt der Befall vom Mobilitätsgrad des Wirts, der Dichte der Wirtspopulation und der Anfälligkeit des Abwehrsystems des Wirts ab. Seeläuse sind das primäre parasitäre Problem für Flossenfische in der Aquakultur. Eine hohe Zahl verursacht weit verbreitete Hauterosion und Blutungen, Kiemenstauung und eine erhöhte Schleimproduktion. Es gibt auch eine Reihe prominenter viraler und bakterieller Krankheitserreger , die schwere Auswirkungen auf innere Organe und das Nervensystem haben können.

Verbesserung des Wohlergehens

Der Schlüssel zur Verbesserung des Wohlergehens mariner Kulturorganismen besteht darin, Stress auf ein Minimum zu reduzieren, da anhaltender oder wiederholter Stress eine Reihe von negativen Auswirkungen haben kann. Versuche, Stress zu minimieren, können während des gesamten Kulturprozesses auftreten. Das Verständnis und die Bereitstellung der erforderlichen Umgebungsanreicherung kann entscheidend für die Reduzierung von Stress sein und Aquakulturobjekten zugute kommen, wie z. Während des Auswachsens ist es wichtig, die Besatzdichte für jede Art auf angemessenem Niveau zu halten sowie Größenklassen und Sortierungen zu trennen, um aggressive Verhaltensinteraktionen zu reduzieren. Das Sauberhalten von Netzen und Käfigen kann einen positiven Wasserfluss unterstützen, um das Risiko einer Wasserverschlechterung zu verringern.

Es überrascht nicht, dass Krankheiten und Parasitismus einen großen Einfluss auf das Wohlergehen der Fische haben können und es für Landwirte wichtig ist, nicht nur infizierte Bestände zu verwalten, sondern auch Maßnahmen zur Krankheitsprävention anzuwenden. Aber auch Präventionsmethoden wie Impfungen können durch die zusätzliche Handhabung und Injektion Stress auslösen. Andere Methoden umfassen die Zugabe von Antibiotika zum Futter, das Hinzufügen von Chemikalien zum Wasser für Behandlungsbäder und die biologische Kontrolle, wie beispielsweise die Verwendung von Putzerlippfisch , um Läuse von Zuchtlachsen zu entfernen.

Der Transport umfasst viele Schritte, darunter Fangen, Nahrungsentzug, um die Verunreinigung des Transportwassers mit Fäkalien zu reduzieren, die Überführung in das Transportfahrzeug über Netze oder Pumpen sowie den Transport und die Überführung zum Lieferort. Während des Transports muss das Wasser in einer hohen Qualität mit geregelter Temperatur, ausreichend Sauerstoff und minimalen Abfallprodukten gehalten werden. In einigen Fällen können Anästhetika in kleinen Dosen verwendet werden, um Fische vor dem Transport zu beruhigen.

Aquakultur ist manchmal Teil eines Umweltsanierungsprogramms oder als Hilfe zur Erhaltung gefährdeter Arten.

Küstenökosysteme

Die Aquakultur wird zu einer erheblichen Bedrohung für die Küstenökosysteme . Etwa 20 Prozent der Mangrovenwälder wurden seit 1980 zerstört, teilweise durch die Garnelenzucht . Eine erweiterte Kosten- Nutzen-Analyse des gesamten wirtschaftlichen Werts der auf Mangroven-Ökosystemen aufgebauten Garnelen-Aquakultur ergab, dass die externen Kosten viel höher waren als der externe Nutzen. Über vier Jahrzehnte wurden 269.000 Hektar indonesische Mangroven in Garnelenfarmen umgewandelt. Die meisten dieser Farmen werden innerhalb eines Jahrzehnts wegen der Ansammlung von Toxinen und des Nährstoffverlusts aufgegeben .

Verschmutzung durch Meereskäfig-Aquakultur

Lachs-Aquakultur, Norwegen

Lachsfarmen befinden sich normalerweise in unberührten Küstenökosystemen, die sie dann verschmutzen. Eine Farm mit 200.000 Lachsen führt mehr Fäkalien aus als eine Stadt mit 60.000 Einwohnern. Dieser Abfall wird direkt in die umliegenden Gewässern, unbehandelt, häufig Antibiotika enthalten und entladen Pestizide .“Es gibt auch eine Anhäufung von Schwermetallen auf den Benthos (seafloor) in der Nähe der Lachsfarmen, vor allem Kupfer und Zink .

Im Jahr 2016 wirkten sich Massensterben von Fischen auf Lachszüchter entlang der chilenischen Küste und die weitere Ökologie aus. Eine Zunahme der Aquakulturproduktion und der damit verbundenen Abwässer wurde als mögliche Faktoren angesehen, die zur Sterblichkeit von Fischen und Weichtieren beitragen.

Die Meereskäfig-Aquakultur ist für die Nährstoffanreicherung der Gewässer, in denen sie angesiedelt sind, verantwortlich. Dies resultiert aus Fischabfällen und nicht gefressenen Futtermitteln. Die am meisten besorgniserregenden Elemente sind Stickstoff und Phosphor, die das Algenwachstum fördern können, einschließlich schädlicher Algenblüten, die für Fische giftig sein können. Spülzeiten, Strömungsgeschwindigkeiten, Entfernung vom Ufer und Wassertiefe sind wichtige Überlegungen bei der Lokalisierung von Meereskäfigen, um die Auswirkungen der Nährstoffanreicherung auf Küstenökosysteme zu minimieren.

Das Ausmaß der Verschmutzung durch Meereskäfig-Aquakultur variiert je nachdem, wo sich die Käfige befinden, welche Arten gehalten werden, wie dicht die Käfige besetzt sind und womit die Fische gefüttert werden. Wichtige artspezifische Variablen sind die Nahrungsumwandlungsrate (FCR) der Art und die Stickstoffretention.

Süßwasser-Ökosysteme

Ganzsee-Experimente, die im Experimental Lakes Area in Ontario, Kanada, durchgeführt wurden, haben das Potenzial der Käfigaquakultur gezeigt, zahlreiche Veränderungen in Süßwasser-Ökosystemen zu bewirken. Nach der Initiierung einer experimentellen Regenbogenforellen- Käfigfarm in einem kleinen borealen See wurde eine dramatische Verringerung der Mysiskonzentrationen in Verbindung mit einer Abnahme des gelösten Sauerstoffs beobachtet. Im Hypolimnion des Sees wurde ein signifikanter Anstieg von Ammonium und Gesamtphosphor, einem Treiber für die Eutrophierung in Süßwassersystemen, gemessen . Die jährlichen Phosphoreinträge aus Aquakulturabfällen überstiegen die natürlichen Einträge aus atmosphärischer Deposition und Zuflüssen, und die Phytoplankton-Biomasse hat sich seit Beginn des Versuchsbetriebs jährlich vervierfacht.

Genetische Veränderung

Eine Lachsart namens AquAdvantage-Lachs wurde für ein schnelleres Wachstum genetisch verändert , obwohl sie aufgrund von Kontroversen nicht für die kommerzielle Nutzung zugelassen wurde. Der veränderte Lachs enthält ein Wachstumshormon aus einem Chinook-Lachs , das es ihm ermöglicht, in 16 bis 28 Monaten seine volle Größe zu erreichen, anstatt wie bei Atlantiklachs normalerweise 36 Monate, und dabei 25 Prozent weniger Futter zu verbrauchen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration überprüfte den AquAdvantage-Lachs in einem Entwurf einer Umweltverträglichkeitsprüfung und stellte fest, dass er "keine signifikanten Auswirkungen (FONSI) auf die US-Umwelt haben würde".

Fischkrankheiten, Parasiten und Impfstoffe

Eine große Schwierigkeit für die Aquakultur ist die Tendenz zur Monokultur und das damit verbundene Risiko von Volkskrankheiten . Aquakultur ist auch mit Umweltrisiken verbunden; Beispielsweise hat die Garnelenzucht in Südostasien zur Zerstörung wichtiger Mangrovenwälder geführt .

In den 1990er Jahren vernichtete die Krankheit Chinas gezüchtete Jakobsmuschel und weiße Garnelen und erforderte ihren Ersatz durch andere Arten.

Bedarf des Aquakultursektors an Impfstoffen

Die Aquakultur hat eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 9,2 %, der Erfolg und die kontinuierliche Expansion der Fischzucht hängen jedoch stark von der Bekämpfung von Fischpathogenen einschließlich einer Vielzahl von Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten ab. Im Jahr 2014 wurde geschätzt, dass diese Parasiten die weltweite Lachszuchtindustrie bis zu 400 Millionen Euro kosten. Dies entspricht 6-10% des Produktionswertes der betroffenen Länder, kann aber bis zu 20% betragen (Fisheries and Oceans Canada, 2014). Da sich Krankheitserreger innerhalb einer Population von Zuchtfischen schnell ausbreiten, ist ihre Kontrolle für den Sektor von entscheidender Bedeutung. Historisch galt der Einsatz von Antibiotika gegen bakterielle Tierseuchen, aber die Produktion tierischer Proteine ​​muss nachhaltig sein, was bedeutet, dass biologisch und ökologisch akzeptable Präventivmaßnahmen ergriffen werden sollten, um die Krankheitsprobleme in der Aquakultur auf einem akzeptablen Niveau zu halten. Diese Steigerung der Wirksamkeit von Impfstoffen führte in den 90er Jahren zu einer sofortigen und dauerhaften Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes. Am Anfang gab es Fischtauchimpfstoffe, die wirksam gegen die Vibriose waren, sich jedoch als unwirksam gegen die Furunkulose erwiesen, daher kamen injizierbare Impfstoffe auf: zuerst auf Wasserbasis und dann auf Ölbasis, viel effizienter (Sommerset, 2005).

Entwicklung neuer Impfstoffe

Es ist die hohe Sterblichkeit in Käfigen unter Zuchtfischen, die Debatten um DNA-Injektions-Impfstoffe, obwohl sie wirksam sind, ihre Sicherheit und ihre Nebenwirkungen, aber auch die gesellschaftlichen Erwartungen an sauberere Fische und Sicherheit, führen die Forschung zu neuen Impfstoffvektoren. Mehrere Initiativen werden von der Europäischen Union finanziert, um einen schnellen und kostengünstigen Ansatz für die Verwendung von Bakterien in Futtermitteln zur Herstellung von Impfstoffen zu entwickeln, insbesondere dank Milchsäurebakterien, deren DNA modifiziert ist (Boudinot, 2006). Tatsächlich ist die Impfung von Zuchtfischen durch Injektion zeitaufwendig und kostspielig, sodass Impfstoffe oral oder durch Eintauchen verabreicht werden können, indem sie dem Futter oder direkt ins Wasser gegeben werden. Dies ermöglicht es, viele Personen gleichzeitig zu impfen und gleichzeitig die damit verbundene Handhabung und den Stress zu begrenzen. Tatsächlich sind viele Tests notwendig, da die Antigene der Impfstoffe an jede Spezies angepasst werden müssen oder keine gewisse Variabilität aufweisen oder keine Wirkung zeigen. Zum Beispiel wurden Tests mit 2 Arten durchgeführt: Lepeophtheirus salmonis (von dem die Antigene gesammelt wurden) und Caligus rogercresseyi (der mit den Antigenen geimpft wurde). Obwohl die Homologie zwischen den beiden Arten wichtig ist, machte der Grad der Variabilität den Schutz unwirksam (Fisheries and Oceans Canada, 2014).

Jüngste Impfstoffentwicklung in der Aquakultur

Es gibt 24 Impfstoffe und einen für Hummer. Der erste Impfstoff wurde 1976 in den USA gegen Magen-Darm-Errötungen eingesetzt. Heute produzieren jedoch 19 Unternehmen und einige kleine Akteure Impfstoffe für die Aquakultur. Die neuen Ansätze sind ein Weg nach vorne, um den Verlust von 10 % der Aquakultur durch Krankheiten zu verhindern. Gentechnisch veränderte Impfstoffe werden in der EU aufgrund gesellschaftlicher Bedenken und Vorschriften nicht verwendet. Inzwischen sind DNA-Impfstoffe in der EU zugelassen (Adams, 2019). Es gibt Herausforderungen bei der Entwicklung von Fischimpfstoffen, Immunreaktionen aufgrund des Mangels an wirksamen AdjWissenschaftlern erwägen in Zukunft die Anwendung von Mikrodosen. Aber auch in der Aquakultur-Vakzinologie bieten sich aufgrund niedriger Technologiekosten, geänderter Vorschriften und neuartiger Antigenexpressions- und -abgabesysteme spannende Möglichkeiten. In Norwegen wird ein Untereinheitenimpfstoff (VP2-Peptid) gegen infektiöse Pankreasnekrose verwendet. In Kanada wurde ein zugelassener DNA-Impfstoff gegen infektiöse hämatopoetische Nekrose für die Industrie auf den Markt gebracht. Fische haben große Schleimhautoberflächen, daher ist der bevorzugte Weg das Eintauchen, intraperitoneal bzw. oral. Nanopartikel sind für Lieferzwecke in Bearbeitung. Die am häufigsten produzierten Antikörper sind IgM und IgT. Normalerweise ist eine Auffrischung bei Fish nicht erforderlich, da als Reaktion auf die Auffrischung mehr Gedächtniszellen produziert werden als ein erhöhter Antikörperspiegel. mRNA-Impfstoffe sind eine Alternative zu DNA-Impfstoffen, da sie sicherer, stabiler, in großem Maßstab leicht herstellbar sind und ein Massenimmunisierungspotenzial aufweisen. In letzter Zeit werden diese in der Krebsprävention und -therapie eingesetzt. Tollwutstudien haben gezeigt, dass die Wirksamkeit von der Dosis und dem Verabreichungsweg abhängt. Diese stecken noch in den Kinderschuhen (Adams, 2019).

Wirtschaftlicher Gewinn

Im Jahr 2014 überholte der in Aquakultur erzeugte Fisch wild gefangene Fische als Nahrungsquelle für den Menschen. Dies bedeutet, dass eine große Nachfrage nach Impfstoffen zur Vorbeugung von Krankheiten besteht. Der gemeldete jährliche Fischverlust beträgt >10 Milliarden USD. Das sind etwa 10 % aller Fische, die an Infektionskrankheiten sterben. (Adams, 2019). Die hohen jährlichen Verluste erhöhen die Nachfrage nach Impfstoffen. Obwohl es etwa 24 traditionell verwendete Impfstoffe gibt, besteht immer noch Bedarf an weiteren Impfstoffen. Der Durchbruch von DNA-Impfstoffen hat die Kosten für Impfstoffe gesenkt (Adams, 2019).

Die Alternative zu Impfstoffen wären Antibiotika und Chemotherapie, die teurer sind und größere Nachteile haben. DNA-Impfstoffe haben sich zur kostengünstigsten Methode zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten entwickelt. Dies ist gut geeignet, wenn DNA-Impfstoffe sowohl bei Fischimpfstoffen als auch bei allgemeinen Impfstoffen zum neuen Standard werden (Ragnar Thorarinsson, 2021).

Versalzung/Versauerung von Böden

Sedimente von verlassenen Aquakulturfarmen können hypersalin, sauer und erodiert bleiben . Dieses Material kann danach für lange Zeiträume für Aquakulturzwecke unbrauchbar bleiben. Verschiedene chemische Behandlungen, wie die Zugabe von Kalk , können das Problem verschlimmern, indem sie die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Sediments verändern.

Ökologische Vorteile

Während einige Formen der Aquakultur für Ökosysteme verheerend sein können, wie zum Beispiel die Garnelenzucht in Mangroven, können andere Formen sehr vorteilhaft sein. Die Aquakultur von Schalentieren fügt einer Umgebung eine beträchtliche Filterfütterungskapazität hinzu, die die Wasserqualität erheblich verbessern kann. Eine einzelne Auster kann täglich 15 Liter Wasser filtern und mikroskopisch kleine Algenzellen entfernen. Durch das Entfernen dieser Zellen entfernen Schalentiere Stickstoff und andere Nährstoffe aus dem System und halten sie entweder zurück oder geben sie als Abfall ab, der auf den Boden sinkt. Durch die Ernte dieser Schalentiere wird der zurückgehaltene Stickstoff vollständig aus dem System entfernt. Durch die Aufzucht und Ernte von Seetang und anderen Makroalgen werden Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor direkt entfernt. Das Umpacken dieser Nährstoffe kann eutrophe oder nährstoffreiche Bedingungen lindern, die für ihren geringen gelösten Sauerstoff bekannt sind, der die Artenvielfalt und den Reichtum an Meereslebewesen dezimieren kann. Das Entfernen von Algenzellen aus dem Wasser erhöht auch die Lichtdurchdringung, sodass sich Pflanzen wie Seegras wieder erholen und den Sauerstoffgehalt weiter erhöhen können.

Aquakultur in einem Gebiet kann für die Bewohner entscheidende ökologische Funktionen erfüllen. Schalentierbetten oder -käfige können Lebensraumstruktur bieten. Diese Struktur kann von Wirbellosen, kleinen Fischen oder Krebstieren als Unterschlupf genutzt werden, um möglicherweise ihre Fülle zu erhöhen und die Artenvielfalt zu erhalten. Ein erhöhter Schutz erhöht die Bestände an Beutefischen und kleinen Krebstieren, indem die Rekrutierungsmöglichkeiten erhöht werden, was wiederum mehr Beute für höhere trophische Ebenen bietet. Eine Studie schätzte, dass 10 Quadratmeter Austernriff die Biomasse eines Ökosystems um 2,57 kg erhöhen könnten. Auch die als Pflanzenfresser fungierenden Schalentiere werden gejagt. Dadurch wird Energie direkt von den Primärproduzenten auf höhere trophische Ebenen verlagert, wodurch möglicherweise mehrere energetisch kostspielige trophische Sprünge übersprungen werden, die die Biomasse im Ökosystem erhöhen würden.

Der Anbau von Algen ist eine kohlenstoffnegative Kulturpflanze mit einem hohen Potenzial zur Eindämmung des Klimawandels . Der IPCC- Sonderbericht über Ozeane und Kryosphäre in einem sich ändernden Klima empfiehlt "weitere Forschungsaufmerksamkeit" als Eindämmungstaktik.

Perspektiven

Die weltweite Wildfischerei geht zurück, wertvolle Lebensräume wie Flussmündungen befinden sich in einem kritischen Zustand. Die Aquakultur oder Zucht von piscivorous Fisch, wie Lachs , hilft nicht , das Problem , weil sie Produkte von anderem Fisch essen müssen, wie Fischmehl und Fischöl . Studien haben gezeigt, dass die Lachszucht große negative Auswirkungen auf Wildlachs hat, sowie auf die Futterfische , die gefangen werden müssen, um sie zu füttern. Fische, die in der Nahrungskette weiter oben stehen, sind weniger effiziente Energielieferanten.

Abgesehen von Fisch und Garnelen sind einige Aquakulturunternehmen, wie Algen und filternfütternde Muscheln wie Austern , Muscheln , Mies- und Jakobsmuscheln , relativ harmlos und sogar umweltschonend. Filtrierer filtern Schadstoffe sowie Nährstoffe aus dem Wasser und verbessern so die Wasserqualität. Algen extrahieren Nährstoffe wie anorganischen Stickstoff und Phosphor direkt aus dem Wasser, und filtrierende Weichtiere können Nährstoffe extrahieren, wenn sie sich von Partikeln wie Phytoplankton und Detritus ernähren .

Einige rentable Aquakultur-Kooperativen fördern nachhaltige Praktiken. Neue Methoden verringern das Risiko biologischer und chemischer Verschmutzung durch Minimierung von Fischstress, brachliegende Netzgehege und Anwendung des integrierten Pflanzenschutzes . Impfstoffe werden immer häufiger eingesetzt, um den Einsatz von Antibiotika zur Krankheitsbekämpfung zu reduzieren .

Rezirkulierende Aquakultursysteme an Land, Einrichtungen, die Polykulturtechniken verwenden, und Einrichtungen an geeigneten Standorten (z. B. Offshore-Gebiete mit starken Strömungen) sind Beispiele für den Umgang mit negativen Umweltauswirkungen.

Rezirkulierende Aquakultursysteme (RAS) recyceln Wasser, indem sie es durch Filter zirkulieren, um Fischabfälle und Nahrung zu entfernen, und es dann wieder in die Tanks zurückführen. Dadurch wird Wasser gespart und der gesammelte Abfall kann kompostiert oder in einigen Fällen sogar aufbereitet und an Land verwendet werden. Während RAS für Süßwasserfische entwickelt wurde, haben Wissenschaftler des Agricultural Research Service einen Weg gefunden, Salzwasserfische mit RAS in Gewässern mit niedrigem Salzgehalt aufzuziehen. Obwohl Seefische in Off-Shore - Käfigen angehoben oder mit Netzen im Wasser gefangen , dass typischerweise einen Salzgehalt von 35 hat Teile pro Tausend (ppt) konnten Wissenschaftler gesund Pompano, einen Salzwasser - Fisch, mit einem Salzgehalt von nur 5 in Tanks erzeugen ppt. Für die Kommerzialisierung von RAS mit niedrigem Salzgehalt werden positive Auswirkungen auf die Umwelt und die Wirtschaft vorhergesagt. Unerwünschte Nährstoffe aus dem Fischfutter würden nicht in den Ozean gelangen und das Risiko der Übertragung von Krankheiten zwischen Wild- und Zuchtfischen würde stark reduziert. Der Preis für teure Meerwasserfische, wie Pompano und Combia, die in den Experimenten verwendet wurden, würde gesenkt. Bevor dies jedoch getan werden kann, müssen die Forscher jeden Aspekt des Lebenszyklus der Fische untersuchen, einschließlich der Menge an Ammoniak und Nitrat, die die Fische im Wasser vertragen, was die Fische in jeder Phase ihres Lebenszyklus füttern sollen, die Besatzrate, die produziert den gesündesten Fisch usw.

Inzwischen nutzen 16 Länder geothermische Energie für die Aquakultur, darunter China, Israel und die Vereinigten Staaten. In Kalifornien zum Beispiel produzieren 15 Fischfarmen Tilapia, Barsch und Wels mit warmem Wasser aus dem Untergrund. Dieses wärmere Wasser ermöglicht es den Fischen, das ganze Jahr über zu wachsen und schneller zu reifen. Zusammen produzieren diese kalifornischen Farmen jedes Jahr 4,5 Millionen Kilogramm Fisch.

Nationale Gesetze, Vorschriften und Management

Gesetze, die Aquakulturpraktiken regeln, variieren stark von Land zu Land und sind oft nicht genau reguliert oder leicht nachvollziehbar.

In den Vereinigten Staaten wird die landgestützte und küstennahe Aquakultur auf Bundes- und Landesebene reguliert ; jedoch regeln keine nationalen Gesetze die Offshore-Aquakultur in den Gewässern der ausschließlichen Wirtschaftszone der USA . Im Juni 2011 veröffentlichten das Handelsministerium und die National Oceanic and Atmospheric Administration nationale Richtlinien zur Aquakultur, um dieses Problem anzugehen und "um die wachsende Nachfrage nach gesunden Meeresfrüchten zu decken, Arbeitsplätze in Küstengemeinden zu schaffen und lebenswichtige Ökosysteme wiederherzustellen". Große Aquakulturanlagen (dh solche, die 20.000 Pfund (9.100 kg) pro Jahr produzieren), die Abwasser einleiten, müssen gemäß dem Clean Water Act eine Genehmigung einholen . Betriebe, die jährlich mindestens 45.000 kg Fisch, Weich- oder Krustentiere produzieren, unterliegen spezifischen nationalen Einleitnormen. Andere zugelassene Einrichtungen unterliegen Abwasserbeschränkungen, die von Fall zu Fall entwickelt werden.

Nach Land

Aquakultur nach Land:

Geschichte

Foto eines tropfenden, becherförmigen Netzes, ungefähr 1,8 m im Durchmesser und gleich hoch, halb voller Fische, das an einem Kranausleger aufgehängt ist, mit vier Arbeitern an und um eine größere, ringförmige Struktur im Wasser
Arbeiter ernten Welse von den Delta Pride Welsfarmen in Mississippi

Die Gunditjmara , die australischen Ureinwohner im Südwesten von Victoria , Australien, haben möglicherweise bereits um 4.580 v . Chr . Kurzflossen-Aale gezüchtet . Es gibt Hinweise darauf, dass sie etwa 100 km 2 (39 Quadratmeilen) vulkanischer Überschwemmungsgebiete in der Nähe des Condah-Sees zu einem Komplex von Kanälen und Dämmen entwickelt und geflochtene Fallen verwendet haben , um Aale zu fangen und sie das ganze Jahr über als Nahrung zu erhalten. Die Kulturlandschaft Budj Bim , ein Weltkulturerbe , gilt als eine der ältesten Aquakulturstätten der Welt.

Oral Tradition in China erzählt von der Kultur des gemeinsamen Karpfen, Cyprinus Carpio , wie schon vor langer Zeit als 2000-2100 BCE (etwa 4000 Jahre BP ), aber die frühesten deutlichen Anzeichen dafür liegt in der Literatur, in der frühesten Monographie über Fischkultur genannt The Klassiker der Fischkultur , von Fan Li , geschrieben um 475 v. Chr. (c.2475 BP ). Ein weiterer alter chinesischer Leitfaden zur Aquakultur wurde von Yang Yu Jing um 460 v . Chr. geschrieben und zeigte, dass die Karpfenzucht immer ausgefeilter wurde. Die Fundstelle Jiahu in China hat umständliche archäologische Beweise als möglicherweise die ältesten Aquakulturstandorte aus dem Jahr 6200 v. Chr. (etwa 8.200 Jahre BP ), aber dies ist spekulativ. Als das Wasser nach Überschwemmungen von Flüssen nachließ, wurden einige Fische, hauptsächlich Karpfen , in Seen gefangen. Frühe Aquakulturisten fütterten ihre Brut mit Nymphen und Seidenraupenkot und aßen sie.

Die alten Ägypter könnten gezüchteten Fisch (vor allem Goldbrasse ) aus See Bardawil etwa 1500 BCE (3520 Jahre BP ), und sie gehandelt sie mit Kanaan .

Der Gim- Anbau ist die älteste Aquakultur Koreas . Frühe Anbaumethoden verwendeten Bambus- oder Eichenstöcke , die im 19. Jahrhundert durch neuere Methoden ersetzt wurden, die Netze verwendeten. Schwimmende Flöße werden seit den 1920er Jahren für die Massenproduktion verwendet.

Die Japaner kultivierten Algen, indem sie Bambusstangen und später Netze und Austernschalen als Verankerungsfläche für Sporen zur Verfügung stellten .

Die Römer züchteten vor 100 n . Chr . Fische in Teichen und züchteten Austern in Küstenlagunen .

In Mitteleuropa übernahmen frühchristliche Klöster römische Aquakulturpraktiken. Die Aquakultur verbreitete sich im Mittelalter in Europa, da abseits der Meeresküsten und der großen Flüsse die Fische gesalzen werden mussten, damit sie nicht verrotteten. Durch die Verbesserung des Transports im 19. Jahrhundert wurde frischer Fisch auch im Landesinneren leicht und kostengünstig verfügbar, wodurch die Aquakultur weniger beliebt wurde. Die Fischteiche aus dem 15. Jahrhundert des Trebon-Beckens in der Tschechischen Republik werden zum UNESCO-Weltkulturerbe erklärt .

Hawaiianer bauten ozeanische Fischteiche . Ein bemerkenswertes Beispiel ist der mindestens 1.000 Jahre alte Fischteich "Menehune" bei Alekoko. Die Legende besagt, dass es von den mythischen Menehune- Zwergen gebaut wurde.

In der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts experimentierte der Deutsche Stephan Ludwig Jacobi mit der Außendüngung von Bachforellen und Lachsen . Er schrieb einen Artikel „Von der künstlichen Erzeugung einge der Forellen und Lachse“ ( auf der künstlichen Herstellung von Forelle und Lachs ) zusammenfasst seine Erkenntnisse und gilt als Begründer der künstlichen Fisch in Europa Aufzucht angesehen. In den letzten Jahrzehnten des 18. Jahrhunderts begann die Austernzucht in Flussmündungen entlang der Atlantikküste Nordamerikas.

Das Wort Aquakultur tauchte 1855 in einem Zeitungsartikel in Bezug auf die Gewinnung von Eis auf. Es tauchte auch in Beschreibungen der landwirtschaftlichen Praxis der Erdbewässerung im späten 19. Jahrhundert auf, bevor es hauptsächlich mit dem Anbau von Wasserpflanzen und -tierarten in Verbindung gebracht wurde.

1859 begann Stephen Ainsworth aus West Bloomfield, New York , mit Versuchen mit Bachforellen . Bis 1864 hatte Seth Green in Caledonia Springs, in der Nähe von Rochester, New York , einen kommerziellen Fischbrutbetrieb gegründet . Bis 1866 wurden unter Beteiligung von Dr. WW Fletcher aus Concord, Massachusetts , sowohl in Kanada als auch in den Vereinigten Staaten künstliche Fischbrutereien im Gange. Als 1889 in Neufundland die Fischbrutstätte Dildo Island eröffnet wurde, war sie die größte und fortschrittlichste der Welt. Das Wort Aquakultur wurde 1890 in Beschreibungen der Brütereiversuche mit Kabeljau und Hummer verwendet.

In den 1920er Jahren war die in den 1870er Jahren gegründete American Fish Culture Company aus Carolina, Rhode Island , einer der führenden Forellenproduzenten. In den 1940er Jahren hatten sie die Methode zur Manipulation des Tag- und Nachtzyklus von Fischen perfektioniert, damit sie das ganze Jahr über künstlich laichen konnten.

Die Kalifornier sammelten wilden Seetang und versuchten um 1900, die Versorgung zu verwalten, und bezeichneten ihn später als Kriegsressource.

Siehe auch

Quellen

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Anmerkungen

Verweise

Externe Links