探析藻类在助力实现“双碳”目标中的贡献

文/代国庆 刘雅丹

作者单位：1.中国藻业协会

2.中国水产学会

藻类大多数为原生生物界一类真核生物（也有些为原核生物，如蓝藻门藻类），以水生为主，无维管束，能进行光合作用，包括海藻（海洋大型藻类）和微藻等。藻类形成了所有水生生物食物网的能量基础，在水生生态系统中发挥着至关重要的作用。它们提供了环境效益和各种生态系统服务，如减轻富营养化、碳捕获或封存、改善海洋酸化、提供栖息地和海岸线保护等。

一、海藻和微藻的生产效益

藻类，特别是海藻，是全球水产养殖的重要组成部分。据FAO统计，2019年，全球藻类养殖（以湿重计）占1.2亿t水产养殖总产量的近30%。其中，红藻和褐藻分别是全球水产养殖的第二大和第三大物种群，仅比“鲤鱼、鲃鱼和其他鲤科鱼类”这一物种组小。因多数藻类产品是低价值商品，因此总体产值并不高，仅占2019年全球水产养殖产值2750亿美元的5.4%。尽管如此，5.4%的价值份额仍然高于“罗非鱼和其他丽鱼科鱼类”或“鲶鱼”物种组，仅低于“鲤鱼、鲃鱼和其他鲤科鱼类”“海水虾和淡水虾”“鲑鱼、鳟鱼、胡瓜鱼”和“螯虾”四个物种组。

二、对保障粮食安全、营养供给和人类健康的贡献

（一）保障粮食安全

大多数海藻没有内在毒素，是可食用的。人类对海藻的消费可追溯到数百年前，曾经被记录的食用海藻约有700种，其中，褐藻195种、红藻345种、绿藻125种。许多国家的沿海地区都有吃海藻的文化习俗，海带、紫菜和裙带菜已成为东亚地区的常见食品，被广泛地用作汤料、沙拉、寿司包裹和零食等，并逐渐作为亚洲美食的一部分被引入其他国家，在全球范围内越来越受欢迎。

（二）提供营养改善健康

海藻是营养丰富的水产食品，通常富含膳食纤维、微量营养素和生物活性化合物。除了人类直接食用之外，海藻还被加工成食品添加剂或食品补充剂。海带是最早生产谷氨酸钠的原料之一，谷氨酸钠被广泛用作鲜味的增味剂；从江蓠和其他琼胶植物中提取的琼胶，从卡帕藻、麒麟菜和其他角叉菜植物中提取的卡拉胶，以及从海带和其他褐藻中提取的海藻酸盐都是基于海藻的亲水胶体，被广泛用作食品添加剂，以提高各种食品的质量；海藻提取物，如碘、岩藻多糖、岩藻黄素和褐藻多酚被用作有益健康的食品补充剂。

表1 2019年海藻和海藻基亲水胶体的出口情况

藻类含有多种有益健康的活性物质，被称之为21世纪的健康食品。大量研究表明，食用海藻可带来多种健康益处，如改善肠道健康、降低患肥胖和II型糖尿病等非传染性疾病的风险。自然界中许多藻类被证实含有与传统蛋白来源含量相似的蛋白质，并且某些藻类含有的蛋白质占比高达80%。据报道，藻类的蛋白质产量为4t/（ha·年）～15t/（ha·年），远高于陆地作物小麦1.1t/（ha·年）以及大豆0.6t/（ha·年）～1.2t/（ha·年）。食用藻类可作为蛋白质和微量营养素的来源，助力改善内陆部分低收入国家人民的营养状况。

三、对消除贫困和稳定社会的贡献

据统计，2019年，世界上用于各种食品和非食品用途的3470万t养殖海藻，产生了147亿美元的首次销售价值，为解决就业作出很大贡献。海藻养殖作业通常是劳动密集型的，雇用的多是兼职或临时工人。因此，147亿美元的首次销售价值中有很大一部分变成了支持沿海地区众多家庭生计的工资收入。在随后的一些工作中，如收获后处理、配送、加工和市场营销，往往会产生更多的收入和就业机会。例如在菲律宾，据估计，海藻产业涉及10万名～15万名海藻养殖户，3万名～5万名当地批发商和2万多名小商贩，海藻卡拉胶行业还为当地实验室和政府机关创造了大量支持性和行政性工作。

根据联合国商品贸易统计，2019年，98个国家通过出口海藻（9.09亿美元）和海藻基亲水胶体（17.4亿美元）赚取了26.5亿美元的外汇（见表1）。特别是菲律宾和韩国海藻与海藻基亲水胶体的出口分别占其渔业和水产养殖产品出口额的22%和15%。

四、对保障妇女权益的贡献

海藻养殖为凝聚渔业社区和保障妇女权益作出了重大贡献。由于海藻养殖具有劳动密集、资本投资低和农作技术简单等特点，允许资源条件较为匮乏的家庭或弱势群体参与，因此，女性通常在海藻养殖和价值链中发挥重要或主导作用。在印度、菲律宾、坦桑尼亚等国家，以及我国一些沿海地区，妇女是海藻养殖的主要劳动者，特别是在菲律宾，妇女约占常规海藻养殖劳动力的44%，海藻养殖产业为她们提供了一份安全环境下的收入。

五、对水产养殖发展的贡献

藻类除了其生产的直接贡献外，还有助于促进其他水产养殖活动。海藻可以代谢二氧化碳并从周围水域汲取无机营养，如氮和磷，使海藻养殖与其他水生动物养殖有机结合，形成一个充满活力的生产系统，能够进行更好的养分循环来增加环境效益和经济效益。如海藻可作为鲍鱼、海胆和海参的主要饲料原料，可用作鱼类饲料的成分补充。

池塘养殖管理的一个重要部分是监测和培养微藻，以保持良好的水质，并为养殖目标物种提供天然食物。高脂含量的微藻还可用于生产海藻油，作为鱼油的独特替代品。许多孵化场依靠培养微藻，直接或间接地培养浮游动物，来作为喂养鱼类、软体动物、甲壳动物或其他水生动物幼体的开口饵料。

六、藻类在“双碳”中发挥的作用

藻类养殖业在助力实现蓝碳、应对气候变化上发挥的机制是多种多样的，且其功能还在不断显现。

（一）优质资源来源

藻类作为一种重要的可再生资源，虽主要为水生，但无处不在。某些变种可生活于土壤中，能耐受长期的缺水条件，另一些可能生活于雪中，少数种还能在温泉中繁盛生长。

藻类作为生物能源，具有多方面的开发价值。对藻类的开发利用，不存在与其它作物争地的矛盾。同时，藻类对太阳光的利用率比一般栽培作物高，易被粉碎和干燥，加工处理成本较低。

（二）净化水域环境

大自然水体的自净作用是由物理因素、化学因素和生物因素等多种因素促成的，其中，生物因素中藻类作用较为明显。藻类在光合作用过程中放出氧气，促进细菌活动，加速水体中有机物的分解，产生的二氧化碳又可被藻类自身的光合作用利用或排出。

有些藻类对周围环境反应十分敏感，甚至有吸收和积累有害元素的能力，一些有害元素通过藻类体内的解毒作用和生理过程被逐渐降解和消除。这些作用可以一定程度上减轻水体富营养化、处理废水、减少海洋酸化并捕获或封存碳。

（三）提供碳足迹相对较低的产品

碳足迹是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起温室气体排放的集合。某些藻类能够直接或间接合成碳足迹相对较低的产品，如大型海藻及微藻均可加工成人类食品、有机肥和动物饲料等。藻类作为动物饲料原料，还能够有效减少畜牧场所的甲烷排放。

（四）提供其他直接或间接环境效益和生态系统服务功能

一是为鱼类和其他海洋生物提供栖息地；二是缓冲强浪，保护海岸线；三是为渔业社区提供替代生计，从而减少过度捕捞；四是通过海藻基生物肥料或生物刺激剂等改善土壤条件并进一步减少农业杀虫剂的使用；五是作为一种生物燃料的原料，被提取藻类油后的残余物还可用来生产纤维素酒精；六是被用于生产易于生物降解的产品包装。

藻类与人类健康息息相关，其环境效益和生态系统服务功能已越来越引起国际社会的关注。藻类养殖的发展潜力巨大，然而，实现这一潜力，需要政府、行业、科学界、国际组织、民间团体和其他利益相关者及专家的共同努力，充分认识到藻类行业的现有和潜在贡献及优势，重视其在可持续发展中面临的各种制约因素和挑战，在今后推动全球、区域和国家等层面的藻业发展中，做出有科学依据的决策和行业管理。