CC BY
22УДК 574, 574.5, 574.52 Исследование больших морских экосистем
(экосистемный подход)
Экологическое взаимодействие морской аквакультуры и окружающей среды
Ecological relationship of marine aquaculture and the environment
Чуприна Е.В.
Ekaterina V. Chuprina
Институт водных проблем РАН (Москва, Россия)
Морская аквакультура в настоящее время один из наиболее быстрорастущих и перспективных сегментов производства животной пищи. Как и любая другая человеческая деятельность в морских акваториях, аквакультура может оказывать воздействие на окружающую водную среду, в особенности создавая риски для прибрежных экосистем. Воздействие аквакультуры на окружающую среду зависит от выращиваемых видов, интенсивности производства и географического положения фермы. Исходя из результатов современных исследований в этой области, на сегодняшний день в России необходима разработка критериев оценки воздействия аквакультуры и выполнение постоянного мониторинга хозяйств марикультуры и их влияния на окружающую среду. Практикуя устойчивое рыбоводство, а также проводя экологический мониторинг при использовании морской среды, возможно снизить риски экологических угроз, создаваемых интенсивным рыбоводством.
Ключевые слова: аквакультура; марикультура; экологический ущерб; экологический мониторинг аквакультуры
Аквакультура - один из самых быстрорастущий сегментов производства продуктов питания, насыщенных белками, имеющий значительный потенциал развития для удовлетворения растущего спроса населения. В связи с тем, что к 2015 г., по данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединённых Наций, (от англ. FAO - Food and Agriculture Organization), были достигнуты пределы добычи промысловых рыбных ресурсов (объем мировой добычи в водах океана вышел на плато, последние 10 лет практически не увеличивался, и тенденций к росту не наблюдается) развитие аквакультуры становится неизбежным. Объемы продукции мировой аквакультуры в 2016 г. выросли до 80 млн. т и сравнялись с объемами продукции морского вылова водных биоресурсов. По статистическим данным ФАО объем производства продукции аквакультуры в мире в 2018 г. вырос до рекордного уровня -114,5 млн тонн в живом весе, что составило прирост в среднем на 5,3% за год (Доклад ФАО, 2020).
По информации Росрыболовства производство аквакультуры в России за 2018 г. выросло на 5,6%, до 232 тыс. тонн, а за три квартала 2022 г. достигло около 277 тыс. тонн. В структуре производства в число основных сегментов входят лососевые,
© Чуприна Е.В., 2023
карповые, осетровые и другие виды гидробионтов (устрицы, мидии, гребешки и другие моллюски). Лососевые вышли на первое место по объему производства. За три квартала 2022 г. выращено 118 тыс. тонн лососевых видов. Производство карповых составило 85 тыс. тонн. Производство ценных гидробионтов (морепродуктов) увеличилось на 14% и достигло 65,6 тыс. тонн. Небольшой рост отмечается в осетроводстве - выращено 4,68 тыс. тонн товарной рыбы. Объем производства сиговых составил 1,28 тыс. тонн, окуневых - 400 тонн, прочих объектов рыбоводства - более 2 тыс. тонн (Интернет-ресурс: Федеральное агентство по рыболовству РФ, 2023).
Как и любая другая человеческая деятельность в природных водоемах, аквакультура может оказывать воздействие на окружающую водную среду, в особенности на прибрежные экосистемы. Морская аквакультура традиционно основывается на двух основных принципах получения товарной продукции в природных экосистемах:
1. Интенсивное рыбоводство, при котором морская акватория используется как место для размещения садков с рыбой, при этом используется зачастую рыба не местного происхождения, а ее нагул обеспечивается за счет искусственных кормов и ветеринарно-технологических процедур. При таком виде рыбоводства основная нагрузка от технологического процесса аквакультуры приходится на водную экосистему.
2. Устойчивое рыбоводство - наиболее современное направление, при котором используется потенциал морской экосистемы для выращивания местных высокопродуктивных видов гидробионтов, составляющих естественную компоненту местных биоценозов. Данное направление аквакультуры основывается на знаниях о функционировании морских экосистем, восстановлении и реализации биопродукционного потенциала. Экосистема не сталкивается с повышенными нагрузками от культивирования, так как все выращиваемые гидробионты являются компонентами трофической цепи и включены в естественные потоки вещества и энергии, проходящие через сообщества (Масленников, Щукина, 2018).
Интенсивное рыбоводство предполагает постоянный рост производства рыбы за счет расширения площадей используемых водоемов и увеличения объемов производства, а также за счет использования современных рыбоводческих технологий, которые подразумевают более интенсивное применение кормов, удобрений и лекарственных препаратов. Увеличенные объемы этих веществ повышают объемы загрязнений, выбрасываемых в естественные водоемы. В результате, такой вид хозяйствования может угрожать водной экосистеме и выступать в роли одного из серьезнейших производителей отходов, негативно влияющих на состав воды.
Интенсивное рыбоводство может создавать следующий ряд экологических угроз, свойственных для выращивания любых видов гидробионтов:
• органическое загрязнение (эвтрофикация) - избыток питательных веществ из пищи и экскрементов рыбы с ферм повышают уровень содержания органики в воде, образуются донные отложения, что крайне негативно отражается на морских экосистемах;
• химическое загрязнение - часто на фермах используются противопаразитарные препараты, средства для очистки от обрастаний, антибиотики, кормовые красители, которые могут иметь непредсказуемые последствия для морских организмов и здоровья человека;
• генетическое загрязнение - при попадании в естественную среду искусственно выращиваемые виды могут конкурировать с дикими видами рыб, скрещиваться с местными дикими популяциями, ухудшая генетическое разнообразие и устойчивость диких видов;
• инфекционные болезни (вирусные, бактериальные) и паразиты, которые могут передаваться диким популяциям.
В России эти риски усугубляются тем, что существующие законодательная и нормативно-правовая базы в настоящее время не могут обеспечить необходимый уровень экологической безопасности, мониторинга и контроля. Решения государства в этом вопросе в первую очередь должны быть направлены на сохранение, восстановление и устойчивое использование естественных запасов. Индустрия аквакультуры активно развивается, но ее негативное воздействие на окружающую среду должно быть сведено к минимуму, а также контролироваться по средством экологического мониторинга. Необходимо разработать и использовать общегосударственный экологический мониторинг, четкие экологические критерии, нормативно-правовую базу, регламентирующую организацию и последующую деятельность хозяйств.
По данным Росрыболовства 45% видового состава аквакультуры РФ приходится на мидийные и устричные фермы или коллекторную аквакультуру. Коллекторная аквакультура (марикультура) - выращивание промысловых беспозвоночных на коллекторах - устройствах (канатах, сетках), на которых осаждаются личинки промысловых беспозвоночных и затем доращивание до товарного размера происходит практически без вмешательства человека. Выращивание таких видов не требует дополнительного внесения органики, так как они самостоятельно фильтруют планктон и взвешенные частицы органики из природной среды, а также нет необходимости в использовании химических препаратов (как это происходит при садковом выращивании рыб). Как известно, такие фермы способны создавать высокие плотности биомассы на единицу акватории. Так, например, плотность поселений мидий может достигать 100 кг/кв. м. В результате мидийная плантация площадью 500 кв. м за год может потреблять до 3 тонн корма и выделять более тонны биоотложений. Устричная плантация площадью 1 га за год может создавать до 9 тонн сухого вещества биоотложений. В результате жизнедеятельности моллюсков подвесные плантации способны изменять основные параметры среды такие как: содержание кислорода, освещенность, кислотность в негативную сторону. Кроме того, гидробиотехнические сооружения (ГБТС), на которых выращиваются моллюски, могут изменять гидродинамику в акватории, снижая водообмен, что дополнительно усиливает негативные процессы. При этом возникающая обратная связь - воздействия объектов аквакультуры на среду нередко вызывает угнетение жизнедеятельности самих культивируемых организмов. В районах промышленных установок марикультуры остро встает вопрос об утилизации продуктов жизнедеятельности культивируемых видов. Накопление их в воде, во взвеси, в донных отложениях ухудшает качество среды обитания, снижает продуктивные показатели объектов культивирования (Федеральное агентство по рыболовству РФ, 2023).
Часто в районе таких плантаций отмечается так называемое биологическое загрязнение, в донных сообществах идут деструктивные процессы. В период наибольшего прогрева воды усиливается микробное разложение донной органики, что вызывает дефицит кислорода в придонных слоях воды (Золотницкий, 2011).
Вторая частая проблема устричных и мидийных ферм - утилизация створок.
Плантации марикультуры, особенно монокультурное выращивание моллюсков, без учета геоэкологических особенностей водоема (батиметрии, преобладающих течений и т.п.) оказывают негативное воздействие на морские экосистемы, которое нужно обязательно учитывать при организации новых хозяйств и прогнозировать возможные последствия. Такие воздействия приводят к значительным изменениям в прибрежных экосистемах, особенно в бухтах, имеющих слабый водообмен с открытым морем. Определяющим фактором этих изменений является общая биомасса животных на единицу площади акватории. Следовательно, необходим расчет нагрузок на акваторию с учетом ее гидрологических особенностей, чтобы найти баланс, при котором получение товарной продукции не представляло угрозы для морских экосистем.
Опираясь на современные выводы ученых, необходимым является разработка критериев оценки воздействия и выполнение постоянного мониторинга влияния хозяйств марикультуры на окружающую среду:
- Определение экологической емкости акваторий, пригодных для коллекторной марикультуры.
- Научные рекомендации при выборе участка акватории, использование которого под коллекторное хозяйство окажет минимальное воздействие на популяции диких водных биоресурсов и среду их обитания.
- Разработку научно-обоснованного проектирования хозяйства, при которой спланированы:
• обязательная ротация участков, на которых размещены хозяйства;
• наличие санитарных зон между отдельными участками плантаций;
• использование мультитрофического принципа.
- Разработку рыбоводно-биологического обоснования и определение максимально допустимой мощности хозяйства.
- Ежеквартальную оценку состояния водной среды в районе хозяйства.
- Ежегодный эколого-биологический мониторинг водной экосистемы в районе хозяйства.
- Полное обследование состояния водной экосистемы в зоне размещения хозяйства каждые 5 лет (Масленников, Щукина, 2018).
Согласно рекомендациям Европейского попечительского совета аквакультуры -Aquaculture Stewardship Council (ASC) - в рамках мониторинга хозяйств аквакультуры с целью сохранения естественной природной среды водоема, необходимо следующее:
1. Комплексное исследование донных отложений, мониторинг тенденций их состояния;
2. Проведение анализа механического загрязнения донных отложений под фермой и рядом с ней, измерение скорости осаждения корма и продуктов метаболизма под фермами;
3. Комплексное исследование структуры сообществ донной макрофауны. Оценка фаунистического индекса бентосных сообществ, указывающая на хорошее /среднее/высокое качество отложений за пределами ферм;
4. Анализ качества воды в акватории, занимаемой фермой:
- исследуются такие показатели как количество растворенного кислорода в воде, pH, БПК (биохимическая потребность в кислороде), содержание N, NH4, NO3, общее содержание P и фосфорных соединений, привнос взвешенного органического вещества с кормами фермы, общее количество взвешенных твердых веществ и др.;
- анализируются соотношения скорости очистки и скорости водообмена исследуемой акватории водного объекта; рассчитывается площадь влияния фермы на окружающую среду;
5. Расчет среднегодовой биомассы фитопланктона и первичной продукции для всего водного объекта;
6. Мониторинг сопутствующих видов, находящихся под угрозой исчезновения или внесенных в Красную книгу, определенных национальным законодательством или МСОП (Международный союз охраны природы);
7. Анализ деятельность фермы на предмет соответствия региональным и государственным экологическим программам.
8. Исследования, подтверждающие, что культивируемый вид не является интродуцентом, вредителем или патогеном для естественной среды, в которой он культивируется (Aquaculture Stewardship Council, 2023).
Согласно данным Росрыболовства, аквакультура лососевых вышла на первое место по объему производства к 2020 году. Технологии выращивания лососевых предусматривают высокие плотности посадки в садки и интенсивное кормление, что оказывает негативное влияние на природные водные экосистемы. Садковые рыбоводные хозяйства располагаются непосредственно в водоемах с благоприятными для жизни рыб физико-химическими условиями среды. Как правило, выбирая участок для размещения садковых хозяйств на водоемах, в первую очередь определяют пригодность условий водного объекта для выращивания рыб, немаловажным является влияние эксплуатирования рыбоводного хозяйства на окружающую водную среду (Астафьева, 2016).
В большинстве регионов России воздействие аквакультуры на природную среду в целом пока носит ограниченный характер, однако в связи с ее быстрым развитием в ближайшие годы ситуация может измениться в худшую сторону.
Для садковой аквакультуры лососевых рыб характерны также следующие негативные аспекты:
• пространственная конкуренция - под садковые хозяйства могут выделяться наиболее ценные и продуктивные участки морских заливов и губ, пресноводных озер;
• конфликты с местными хищниками - садки с рыбой привлекают морских птиц, тюленей и других морских млекопитающих, с которыми рыбоводы вынуждены вести борьбу различными методами, вплоть до отстрела;
• использование водных биологических ресурсов в качестве корма - аквакультура зависит от рыбной муки и рыбьего жира, что оказывает дополнительное давление на промыслы в мире. В настоящее время до трети мирового улова рыбы идет на изготовление питания для культивируемых объектов аквакультуры.
• снижение водообмена внутри водоёмов за счет неправильного размещения садков. Группы садков, связанные между собой, могут периодически блокировать внутренние бухты, замедляя течение и уменьшая скорость водообмена.
В современной индустрии садковой аквакультуры достигнут значительный прогресс в области снижения экологического риска для окружающей среды, в частности:
• Практикуется размещение рыбных ферм в районах с сильными течениями для рассеивания генерируемых стоков, а также периодическое изменение расположения хозяйств для предотвращения воздействия на одну конкретную область в большей степени, чем на другие;
• Сокращается использование антибиотиков, разработаны безопасные и эффективные прививки;
• Использование подводных камер для слежения за состоянием садков.
• Разработана технология замены кормов на сырье из растительных белков, также используется сырье от перерабатывающих предприятий, получение которого не требует прямого вылова криля, анчоуса и прочей нетоварной рыбы.
• Широко развиваются и реализуются наземные объекты аквакультуры, основанные на технологии оборотного водоснабжения, исключающие риски садковых хозяйств и эмиссию веществ, оказывающих отрицательное влияние на окружающую среду.
Правильно организованное пастбищное лососеводство может способствовать восстановлению исчезающих или исчезнувших популяций. Есть пример отечественного опыта восстановления популяций атлантического лосося в реках Кемь и Выг за счет выпуска «заводской» молоди (Артамонова, Махров, 2015). Развитие аквакультуры обеспечивает работой население и в избытке снабжает торговую сеть рыбой и водными беспозвоночными. Оба эти фактора в значительной степени снижают браконьерство -основную причину уменьшения запасов диких лососевых в России. Аквакультура
составляет серьезную конкуренцию промыслу природного лосося и способствует его снижению (Махров, Павлов, 2022).
В заключении можно отметить, что положительная динамика развития аквакультуры и растущий показатель превышения объемов выращиваемой рыбы над добываемой в естественных источниках требует развития и расширения существующей законодательной базы, а также методологии организации экологического мониторинга. В том числе, необходимо проведение работ по оптимизации имеющихся и разработкам новых технологий и мер, позволяющих сократить воздействие на окружающую среду и природные ресурсы. Развитие устойчивой аквакультуры, основанное на знаниях о функционировании морских экосистем, может стать фундаментом государственной продовольственной безопасности, а также являться основой развития устойчивого (с геоэкологической точки зрения) использования морских ресурсов.
Список литературы
1. Астафьева C.C. Воздействие эксплуатации садковых рыбоводных комплексов на состояние окружающей среды в условиях Нижней Волги // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК- продукты здорового питания. 2016. №1. С. 17-21.
2. Артамонова В.С., Махров А.А. Генетические методы в лососеводстве и форелеводстве: от традиционной селекции до нанобиотехнологий. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2015. - 128 с.
3. Золотницкий А.П. О Влиянии крупномасштабного культивирования мидии (Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819) на экосистему шельфовой зоны Черного моря // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, Сер. Биология химия. 2011. Т. 24 (63), №4. С. 73-82.
4. Масленников С.И., Щукина Г.Ф. Взаимодействие плантаций марикультуры и морских прибрежных экосистем // Рыбное хозяйство. 2018. № 4. С. 96-99.
5. Махров А.А., Павлов Д.С. Аквакультура и ее влияние на дикие популяции лососевых // Рыболовство и рыбоводство. 2022. URL: https://www.magazine.fish/publikatsii/akvakultura/akvakultura_i_ee_vliyanie_na_dikie_populyatsii_losos evykh/?sphrase_id=18036 (дата обращения: 08.10.2023)
6. Состояние мирового рыболовства и аквакультуры меры по повышению устойчивости, доклад ФАО. 2020. Рим. DOI: https://doi.org/10.4060/ca9229ru
7. Федеральное агентство по рыболовству РФ. 2023. URL: https://fish.gov.ru/ (дата обращения: 08.10.2023)
8. Aquaculture Stewardship Council. 2023. URL: https://www.asc-aqua.org/ (дата обращения: 08.10.2023)
Статья поступила в редакцию 14.02.2023; после доработки 05.10.2023; принята к публикации 01.11.2023
Сведения об авторах
Чуприна Екатерина Владимировна - к.г.н., научный сотрудник, Лаборатория охраны вод, Институт водных проблем РАН, Москва, Россия (Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia); [email protected].
Корреспондентский адрес: 119333, г. Москва, ул. Губкина, д. 3.
Ecological relationship of marine aquaculture and the environment
Ekaterina V. Chuprina
Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia)
Marine aquaculture is currently one of the fastest growing and promising segments of food production. Like any other human activity in marine areas, aquaculture can have an impact on the marine environment, especially creating risks for coastal ecosystems. By practicing sustainable fish farming, as well as conducting environmental monitoring during marine aquaculture inside marine ecosystems, it is possible to reduce the risks of environmental threats created by intensive marine aquaculture.
Keywords: aquaculture; marine aquaculture; environmental damage; environmental monitoring.
References
1. Aquaculture Stewardship Council. 2023. URL: https://www.asc-aqua.org/ (date: 08.10.2023)
2. Artamonova V.S., Makhrov A.A. Genetic methods in salmon and trout breeding: from traditional breeding to nanobiotechnologies. Association of Scientific Publications KMK, Moscow, 2015. 128 p.
3. Astafieva C.C. Vozdejstvie ekspluatacii sadkovyh rybovodnyh kompleksov na sostoyanie okruzhayushchej sredy v usloviyah Nizhnej Volgi [Impact of operation of cage fish-breeding complexes on a state of environment in the conditions of the Lower Volga]. Tekhnologii pishchevoj i pererabatyvayushchej promyshlennosti APK- produkty zdorovogo pitaniya [Technologies ofthe food and processing industry of the agro-industrial complex - healthy food products]. 2016. No.1. P. 17-21. (in Russ.)
4. Federal Agency for Fisheries of the Russian Federation. 2023. URL: https://fish.gov.ru/ (date: 08.10.2023)
5. Makhrov A.A., Pavlov D.S. Akvakul'tura i ee vliyanie na dikie populyacii lososevyh [Aquaculture and its impact on wild salmon populations]. Rybolovstvo i rybovodstvo [Fishing and fish farming]. 2022. URL: https://www.magazine.fish/publikatsii/akvakultura/akvakultura_i_ee_vliyanie_na_dikie_populyatsii_losos evykh/?sphrase_id=18036 (date: 08.10.2023) (in Russ.)
6. Maslennikov S.I., Shukina G.F. Interaction between mariculture plantations and coastal ecosystems. Fisheries. 2018. No.4. P. 96-99. (in Russ.)
7. The State of World Fisheries and Aquaculture 2020. Sustainability in action. FAO, Rome. 2020. DOI: https://doi.org/10.4060/ca9229ru (in Russ.)
8. Zolotnitsky A.P. Large-scale cultivation on the influence of mussels (Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819) on the ecosystem of the black sea shelf zone. Scientific Notes of Taurida V.I. Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. 2011. Vol.24 (63). No.4. Р. 73-82. (in Russ.)
ССЫЛКА:
Чуприна Е.В. Экологическое взаимодействие морской аквакультуры и окружающей среды // Экология гидросферы. 2023. №1 (9). С. 1-7. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/377
Chuprina E.V. Ecological relationship of marine aquaculture and the environment.
Hydrosphere Ecology. 2023. №1 (9). P. 1-7. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/377
DOI - https://doi.org/10.33624/2587-9367-2023-1(9)-1-7 EDN - LHFMAD
