专题文章
海水循环养殖进展
马里兰大学生物技术学院（UMBI）的这篇报告分析了新一代的、环境方面可持续的海水养殖系统的发展情况，这种系统的优点是全封闭、生物安全性能好，并且没有污染。
全球海洋捕捞渔业近年来连续衰退。根据粮农组织（FAO）统计，全球商业鱼类品种当中74%要么已经耗竭（9%），要么捕捞过度（18%），要么处于满负荷捕捞。捕捞渔业科学家一致认为，海洋已经实现了最大的可持续产量，如果当前的趋势继续下去，世界捕捞渔业将在几十年之内崩溃。
与此同时，由于海洋食品具有保健的价值，消费者对海洋食品的需求与日俱增。很显然，为了减轻野生渔业资源的压力，并满足全球对海鲜的不断增长的需求，必须通过养殖水产来生产海洋鱼类。在这种背景下，过去十年间养殖水产业一直在稳步增长，事实上已成为美国和世界农业领域内发展最快的部门。
过去10年当中，全球养殖水产产量以每年10%的速度增长，2003年产量达到4570万吨，产值565亿美元。尽管养殖水产整体增长迅速，但淡水养殖在全球养殖水产产量当中仍占大约三分之二的比例。要想满足全世界人口对海洋食品的需求增长，海洋鱼类的养殖必须加速，尤其是在海洋捕捞业萎缩的情况下。
海水养殖系统原型：
海水养殖系统研发方面的一个主要困难就是它与环境的相互作用。网箱养殖对海岸和海洋环境具有潜在的负面影响，这一点经过广泛宣传，已经成为环境主义者和水产养殖专家之间无休止争论的来源。争论的核心在于，网箱养殖和港塘养殖会产生化学废物，而且养殖鱼类还会与野生鱼类掺杂，发生生物学的相互影响。
然而，海洋养殖对海洋环境的负面影响还只是问题的一方面。在网箱或港塘养殖当中，环境同样会对养殖鱼类产生负面影响。网箱与港塘养殖的鱼类会暴露在海水的污染、病原、海藻毒素以及欠佳环境条件的威胁当中。最近几年，科研文献和媒体都不断警告消费者要当心，野生鱼类和网箱养殖鱼类可能存在受到有毒物质污染的风险。
在这种情况下，UMBI海洋生物技术中心（COMB）的科学家开发了新一代的海水养殖技术，可以解决上述所有问题，同时生产出非常干净的鱼：循环式、全封闭的海水养殖系统。循环式海水养殖可以解决环境可持续性的问题，拥有经济活力，而且既可以建在城市，又可以建在乡村。
该系统的核心包括生物过滤单元，采用天然存在的微生物处理过程（异养硝化作用／自养反硝化作用、硫酸盐降解以及厌氧氨氧化）对鱼产生的化合物进行控制和降解，这些化合物如果不经处理会在水中积累，对鱼造成伤害。
通过选择合适的微生物组合来最终除去这些化合物，可以循环使用海水，从而无需补充。此外，这套系统还收集鱼直接派出的固体废物以及废饲料，供应另外的微生物，来生产甲烷，甲烷收集起来可以作为能源。
循环式海水养殖最大的好处是可以降低水产养殖对环境造成的影响。COMB的循环系统可以高密度养殖高警济价值的海洋鱼种，排污净化率达到99%甚至更高。少量的污水也经过消毒，市政排水系统即可轻易应付 ---- 没有任何直接污染物会排放到环境当中。
此外，这套系统还有循环效率高的优点，加上排水消毒，使得系统的生物安全水平很高。养殖鱼类泄露到环境中的风险非常低，因此生物污染的风险也显著降低。
由于完全封闭，生物安全水平高，因此这是唯一可以用来安全养殖非本地品种的水产养殖系统。与畜牧养殖相比，水产养殖的一个主要优点是多样性，稍加调整就可以养殖各种高经济价值的品种。
能够按照经济价值而不是原生地理条件来挑选饲养品种，这将使养殖水产业获得很大的利益。正是这个原因驱使COMB开发了这套建在巴尔蒂摩的城市海水养殖系统，用来养殖高价值的地中海金头（鱼周）（Sparus aurata）。
除了环境影响最小之外，循环海水养殖系统还有其它许多优点，使这套系统成了高效海洋食品养殖和城市水产养殖开发的最佳方案：
- 循环系统不象网箱或港塘，通常采用市政供水来制备人工海水，因此没有疾病风险。此外，系统当中的水经过连续不断的消毒，可根除潜在的病原。
- 在循环系统当中，同样有别于网箱或港塘，鱼是养在净化过的水中，不存在污染物、毒物或影响口味的物质，生产出来的鱼非常干净，这一点也可作为营销的亮点。
- 环境条件（水温、含盐量，等等）可完全根据需要养殖的鱼的需要量身定做，因此可确保最佳的生长性能，以最快的速度达到上市尺寸。这样一来，循环系统就非常通用，可以调整设置来饲养任何当前市场价值最高的鱼类。
- 因为水质优良，所以循环系统中的饲养密度可以非常高。对于我们养的海洋鱼种，饲养密度比网箱的饲养密度要高得多。
- 循环水产养殖设施是全封闭的，因此几乎可以建在任何地方；可以建在乡村，也可以建在城市乃至市中心，大部分库房当中都可以安置这套系统。选址过程完全不必考虑与天然水源的距离（例如：湖、海），而是完全取决于商业机会。
在哥伦布中心的地下室里，COMB建立了一套模型系统，用于城市、循环式、全封闭的海水养殖系统，这套系统可以稳定地、高密度地饲养高经济价值的地中海金头（鱼周）。本地的海鲜饭店试用了我们的鱼之后，对鱼的口味、质地和新鲜程度大加赞扬。
2009年７月
