随着淡水和海洋系统中鳍鱼类和甲壳类动物产量的扩大，预计未来水产饲料对陆地作物的需求将增加，不断增长的需求可能会给自然资源和饲料价格带来压力。单细胞蛋白质、昆虫粉和微藻代表了在水产养殖饲料中替代鱼粉和鱼油的早期技术，萃取物中软体动物和藻类的数量自年以来翻了一番（图1b），是水产养殖发展的第三个领域。萃取滤食性双壳类和藻类占年水产养殖产量总数的43%。然而，按食用重量计算，软体动物和藻类分别只占水产养殖总产量的6%和7.6%。

1软体动物

软体动物养殖包括约65个物种，主要是双壳类（蛤、牡蛎、扇贝和贻贝）。双壳类不需要饲料投入，这使得它们成为发展可持续海鲜的有力候选者。一些高价值的软体动物，如鲍鱼和海螺，草食性且依赖饲料，但它们只占养殖软体动物产量的2.4%。年至年，全球养殖软体动物产量以每年3.5%的速度增长，低于养殖鱼类（5.7%）和甲壳类动物（9.9%）。然而，在中国，双壳类养殖因应消费者的需求而大幅扩张，年至年间，扇贝、蛤蜊、牡蛎和贻贝的产量分别增长了80.4%、40.8%、30%和19%，中国是最大的软体动物消费国和生产国，年占全球养殖量的84%。

除了海鲜，养殖的软体动物还用于各种工业产品，如肥料、建筑材料、沙砾、药品和营养制剂。同时，双壳类也提供了重要的底栖和海岸生态系统功能。通过过滤浮游植物，积累氮磷，在捕捞时从环境中去除营养物质。此外，软体动物养殖可提供栖息地结构、稳定海岸线和当地居民的收入。然而，双壳类作为碳库或碳源的作用尚不清楚。

软体动物养殖最广泛认可的生态系统服务是从人类活动（例如农业、水产养殖和污水排放）中吸收多余的营养物质。双壳类每天过滤大量的水，它们的能力和影响受物种和区域的影响。营养提取有两种模式：收获和去除双壳类，以及在野生或养殖双壳类种群附近增加反硝化作用。缓解沿海富营养化需要大规模的生产双壳类动物，在大多数情况下，还需要在源头减少营养物质。

虽然双壳类动物可以提高水质净化，但它们也能从周围环境中吸收病毒、细菌、有毒藻类和受污染的有机颗粒。因此，在污染环境中养殖的软体动物的食品安全风险很高。此外，将大量滤食性双壳类引入栖息地有可能对水质和底栖生态系统造成负面影响，可能带来严重的疾病风险。

2藻类

年以来，人们越来越重视藻类（以大型藻类或海藻为主），以改善营养、工业用途和生态系统服务，在中国、日本、韩国和南美洲部分地区也是如此。全球水生植物和藻类产量从年的万吨湿生物量增加到年的万吨以上，在3.2千万吨养殖藻类中，99%产自亚洲。大多数被食品加工部门用作多糖添加剂和功能性食品配料，也用作保健品、药品和化妆品中，较少用作肥料、饲料配料、生物燃料、生物塑料和其他工业产品。

近几十年来的研究探索了海藻替代陆生作物和动物蛋白质和脂肪的潜力,减轻了对淡水和土地资源以及生物多样性的压力。但迄今为止，几乎没有证据表明海藻能对人类的营养素摄入作出重大贡献。许多研究强调了海藻的微核和感官特性，供人类直接食用或作为功能性食品，但由于不同物种、季节和沿海环境的差异，其益处难以量化，缺乏明确的科学证据。

与软体动物养殖一样，海藻养殖因其提供食物和饲料以外的生态系统服务而广为认可，然而生产者却未能从经济收益中获得价值。正在进行的研究也在调查海藻养殖在减轻海洋酸化、隔离碳和增强生物多样性方面的作用。在中国，研究表明，大规模海藻养殖可有效降低氮含量，控制浮游植物水华，并限制有毒藻类水华的发生频率。然而，在不同的养殖系统、季节，海藻生态系统服务的潜在功能存在着相当大的差异。

海藻养殖在水产养殖、病原体管理和优化营养、光照和温度条件下的生产系统优化落后于其他物种。在集约化养殖的海藻系统中，细菌和病毒病的爆发尤其严重，疾病管理可能占养殖场可变成本的50%。需要具有更高产量、更强抗病性、营养品质和消费属性的新海藻品种，以确保产量增长和产业价值的提升。

总的来说，近十年来，海藻产业的研究和发展没有达到预期。但是也有几个例外情况：中国成功培育了带褐藻酸盐的海草（又称海带），并大规模扩展了含有琼脂的海藻养殖。该行业在亚洲以外地区仍处于分散状态，竞争性定价限制了净收入和创新激励。通过采用“生物精炼”的处理方法，可提高海藻工业的价值，并尽量减少废物、能源投入和环境危害。

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