条斑紫菜栽培的经济效益与生态效益概述

文/陆勤勤 周伟 邓银银



条斑紫菜栽培的经济效益与生态效益概述

文/陆勤勤 周伟 邓银银

目前，我国条斑紫菜栽培网帘面积约7290公顷，使用海域面积约13万公顷。条斑紫菜栽培每年创造约50亿元经济效益，并可从栽培海域转移约5406吨碳、1028吨氮和143吨磷，降低了栽培海域富营养化指数，增加了海洋碳汇。紫菜大规模的人工栽培不仅具有重要的经济价值，对于保持近海养殖生态平衡及碳循环方面更是创造了重要的生态效益。

我国是紫菜栽培的主要国家之一。长江以北的江苏和山东（日照）等地沿海为条斑紫菜栽培区，长江以南的浙江、福建和广东等地沿海为坛紫菜栽培区。

我国条斑紫菜人工栽培起始于上世纪70年代的江苏省南通地区沿海，经过40多年的发展，栽培区从靠近长江北岸沿海的启东、如东拓展至海洲湾沿岸和苏中辐射沙洲，形成了黄海南部海域的连片规模化栽培，其中99%以上分布在江苏省沿海。与海上栽培发展相适应，江苏省还形成了种质保存、制备、良种培育、种苗培养、紫菜产品加工、市场营销和机械制造等配套完整的产业化体系，使得条斑紫菜产业成为江苏省沿海长期稳定发展的特色产业，在全国的海洋渔业行业中独树一帜。特别需要指出的是，条斑紫菜栽培在产生稳定的社会经济效益的同时，还兼具了修复近岸海域环境的生态效益，这与当前生态文明建设的要求高度契合，值得充分肯定和悉心培育。

一、条斑紫菜产业现状与社会经济效益

江苏省海岸线北起苏鲁交界的绣针河口，南至长江口北支寅阳角，海岸线长954千米。在古黄河与古长江携带巨量泥沙的堆积及沿岸海域南黄海旋转潮的共同作用下，在江苏中部近岸形成了世界罕见的大面积南黄海辐射沙脊群。根据江苏近海海洋综合调查与评价专项调查资料，沿海滩涂总面积500167公顷，约占全国滩涂总面积的1/ 4，居全国首位。与其他沿海省份相比，江苏省除连云港为岩基海岸，生物资源较丰富外，中南部潮间带滩涂的生物资源较为贫乏，主要的群落为底栖贝类。然而，正是这一独特的南黄海海域环境，为我国的条斑紫菜栽培提供了优良、广阔的栽培场所。

条斑紫菜作为一种可食用的大型海藻，富含高蛋白、维生素、矿物质和食用纤维，具有重要的经济价值。作为我国条斑紫菜主产区的江苏省沿海，目前产业情况为：生产能力已达年产标准制品50亿张，占国际紫菜市场的贸易份额65%以上，出口5大洲近80个国家和地区，年出口额超2亿美元，总产值达50亿元（表1）。

二、条斑紫菜栽培与生态效益

（1）氮、磷转移能力

大型海藻是一类含有光合色素，能进行光合放氧的海洋孢子植物，其生长过程中需要吸收氮、磷，同化成自身需要的营养成分。紫菜叶状体为单层细胞薄膜状，具有较高比的表面积，藻体的所有细胞都可以进行营养盐的吸收并转化为新的藻体组织，因此紫菜可以呈现快速生长特性[1]。

表2为几种常见海藻的营养成分含量分析显示，每收获1吨紫菜干重，相当于可从水体中分别转移出63~74千克氮和9~10千克磷，与海带、江蓠等大型海藻相比，紫菜能更快速积累氮、磷等营养物质，对营养盐的吸收能力比其他海藻高63%~170%。以2014年条斑紫菜的产量15000吨计算（50亿张紫菜制品折算），则该年度通过条斑紫菜栽培及采收，总计从栽培海域中移除945~1110吨氮和135~150吨磷。

从水域中转移的1000吨氮和150吨磷意味着什么呢？假定有1000平方公里污染海域无机氮和活性磷酸盐均达第四类标准水质，若要满足一般水产养殖和人类可直接接触的水质标准要求，即需将第四类标准水质提高到第二类标准水质（无机氮由0.50mg/ L以上降到0.30mg/L以下；活性磷酸盐由0.045mg/L以上降到0.03mg/L以下），以平均5米水深计算，需要转出的氮和磷简化推算为1000吨和75吨。那从水域中转移的1440吨氮和188吨磷，意味着完成了污染海域假定修复目标需要转出氮的100%，需要转出磷的200%。

紫菜作为生态修复的大型海藻之一，已在实验室条件下做了很多工作，包括北美东海岸P. amplissima、P. leucosticta、P. linearis、P. purpurea和P. umbilicalis，欧洲P. dioica，亚洲P. haitanensis、P. yezoensis、P. katadai和P. dentata的研究，实验室条件下多以温度、光照、营养盐等成分对紫菜的影响，包括生长速率、色素合成、生化组成及N吸收情况，以选择生态修复最有效的品种。

在自然海区中，Chopin等采用紫菜与鲑鱼混养，通过多次采收紫菜叶状体移除养殖水体的营养盐，计算出27和22张紫菜筏架网（1.8m×18m）可以分别移除渔业释放的一吨氮和磷，证实紫菜是吸收养殖区氮磷的一个“非常有效的泵”，可以作为近岸养殖区环境修复理想的物种。在江苏海岸大型海藻生态修复模型中，300公顷的条斑紫菜半浮动筏式栽培，每年约移走14708.5千克氮和2373.5千克磷，可使沿岸海水的无机氮磷含量显著下降。在紫菜养殖期间，栽培区内水体的NH4氮、NO2氮、NO3氮和PO4磷的平均浓度显著低于非栽培季节（5~8月）平均浓度，水质从劣IV类提高到I-II类。

表1　条斑紫菜产业简况

表2　常见大型海藻的氮和磷含量（干重）

（2）碳汇能力

《联合国气候变化框架公约》定义，将“从大气中清除二氧化碳的过程、活动和机制”称为“碳汇”。大型海藻除了自身生长过程中吸收CO2产生直接碳汇作用外，还能通过影响海水中CO2分压及利用海水中氮、磷等营养元素的途径，促进大气中的CO2通过水气界面向海水中扩散，间接发挥碳汇作用。因此，大型海藻在碳固定中具有非常重要的潜力，是联合国环境规划署提议和鼓励的蓝色碳汇。

大型藻类栽培过程中对其进行收获相当于把碳从海洋中移出，碳汇能力的估算中除了藻体固定的碳，还应包括DOC和POC向水体和沉积物的输送部分。根据《京都协定书》中预计的工业化国家减排CO2的费用150~600美元/吨，进行藻类碳汇的价值量评估。估算公式为：

藻类碳含量（CB）= 藻类产量× 藻体含碳量

藻类固碳量（TC）= CB + DOC + POC

其中，CB为藻类的碳含量；TC为藻类光合固碳总量；DOC为藻体释放的可溶性有机碳量；POC为释放的颗粒有机碳及生物碎屑碳量。不同藻类生长过程中释放的DOC和POC占光合固碳量比重的经验系数（分别为α、β）参照前人研究成果，据此可以反推：TC = CB /（1- α - β）。紫菜的C含量采用27.39%，质量分数因子α取为5%，β为19%。

2014年江苏条斑紫菜的产量为15000吨，按上述估算公式计算，紫菜栽培期间海域固碳量为5406吨，减排CO2的经济价值相当于2.25×106～9×106美元。可见紫菜的栽培不仅可以直接提供产品，降低了栽培海域富营养化指数，还可增加海洋碳汇。

条斑紫菜作为人工海藻栽培中经济价值最高的海藻之一，其显著的社会经济效益早已为40年的发展历史所证明，并为许多人所熟悉。但条斑紫菜对氮、磷的转移能力和碳汇能力却长期不为公众所充分了解，甚至包括一些海洋产业的业内人士。迄今为止，近岸海域生态环境的保护主要集中在限制排放，加强海域使用管理等领域，以治沙工程、退耕还林工程那样的气魄，对近岸海域实施生态修复还未见有较大规模的行动。兼具社会经济效益和生态效益双重意义的紫菜栽培工程如同率先在近岸海域实施大规模的生态修复工程，宛如在环绕中国大陆的海洋中建设绿化带，它将为中国的生态文明添上亮丽的一笔，应该像治沙工程、退耕还林工程那样得到社会的高度关注和积极评价。

作者单位：江苏省海洋水产研究所 江苏省农业种质资源保护与利用平台