DOI: 10.12357/cjea.20230009
李壮壮, 刘玲, 马林, 柏兆海. 水产品贸易对土地利用、碳排放和生物多样性的影响[J]. 中国生态农业学报 (中英文),
2023, 31(8): 1301?1310
LI Z Z, LIU L, MA L, BAI Z H. Impact of aquatic product trade on land use, carbon emissions and biodiversity[J]. Chinese Journal of
Eco-Agriculture, 2023, 31(8): 1301?1310
水产品贸易对土地利用、碳排放和生物多样性的影响
李壮壮1,2, 刘 玲1, 马 林1, 柏兆海1
(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050022; 2. 中国科学院大学 北京 100049)
摘 要: 目前全球约37%的水产品进入国际贸易而非本地消费, 因此水产品贸易与全球资源和环境可持续性的联
系日益密切。然而, 现有研究多集中于分析水产品替代畜禽产品导致的资源环境代价变化, 而针对水产品贸易与
“资源-环境-生物多样性”影响的研究还较缺乏。本文利用环境足迹和全生命周期相结合的方法, 综述了水产品的贸
易量、贸易品种与贸易国家的变化规律, 并依据贸易与资源及环境的关系, 分析了水产品贸易对土地利用、碳排放
和生物多样性的影响。结果发现, 2020年水产品出口量较1976年增长了5倍, 且贸易增速呈现出“先快后稳”的趋
势。水产品贸易国由欧洲南部扩大至全球范围。捕捞水产品, 如沙丁鱼、鳕鱼和金枪鱼是主要的贸易品种; 养殖水
产品在总水产贸易产品中的比重快速增加, 由1976年的5%增加至2020年的25%。水产品贸易中养殖产品的增
加影响全球土地利用变化、虚拟温室气体排放, 以及水生和陆地生态系统生物多样性。因此, 未来若要实现全球水
产品可持续生产和消费, 需发达国家和发展中国家间共享水产品先进生产技术、优化贸易结构、调整贸易品种。
例如, 在生产端优化养殖结构、技术和产业链, 在需求端减少对高资源环境代价品种的消费, 在贸易端限制高资源
环境代价品种的交易。
关键词: 水产品贸易; 土地利用; 碳排放; 生物多样性
中图分类号: S9开放科学码(资源服务)标识码(OSID):
Impact of aquatic product trade on land use, carbon emissions and biodiversity
LI Zhuangzhuang1,2, LIU Ling1, MA Lin1, BAI Zhaohai1
(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,
Shijiazhuang 050022, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract: Currently, the aquatic product trade plays an increasingly important role in global resources and the environment because
37% of global aquatic products are traded rather than consumed locally. Previous studies have mainly analyzed the resource and en-
vironmental costs caused by the substitution of aquatic products for livestock products. However, little is known about the impacts of
aquatic product trade on the ‘resource-environment-biodiversity’ system. Here, a review was conducted using a combined method of
environmental footprint and life-cycle assessment. This review focuses on (1) the changes in trade volume, trade species, and trade
countries, and (2) the impact of the aquatic product trade on land use, greenhouse gas emissions (GHG), and biodiversity. The results
showed that the export volume of aquatic products in 2020 increased five-fold compared with that in 1976, and the growth rate of
trade followed a profile termed ‘fast and then stable’. The aquatic product trade has expanded from southern Europe to the rest of the
国家自然科学基金项目(32102496)和中国博士后科学基金(2021M693395)资助
通信作者: 柏兆海, 研究方向为农畜牧业可持续发展研究。E-mail: baizh1986@126.com
李壮壮, 主要研究方向为水产品贸易资源环境代价。E-mail: 598047851@qq.com
收稿日期: 2023-01-04 接受日期: 2023-03-08
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (32102496) and China Postdoctoral Science Foundation
(2021M693395).
Corresponding author, E-mail: baizh1986@126.com
Received Jan. 4, 2023; accepted Mar. 8, 2023
中国生态农业学报 (中英文) ?2023年8月 ?第?31?卷 ?第?8?期
Chinese?Journal?of?Eco-Agriculture,?Aug.?2023,?31(8):?1301?1310
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world. The major trade species are capture products (including sardines, cod, and tuna). However, the share of aquaculture products in
total aquatic trade products has increased linearly since 1976: from 5% in 1976 to 25% in 2020. The increase in the aquaculture
product trade affects global land-use change, virtual GHG emissions, and biodiversity in aquatic and terrestrial systems. Therefore, to
achieve the sustainability of global aquatic products in the future, it is necessary to share advanced production technologies, optimize
trade structures, and adjust trade species globally. More specifically, producers should optimize aquaculture structure, technology, and
the industrial chain, and consumers should reduce the consumption and trade of aquatic products with high resource and environment-
al costs.
Keywords: Aquatic product trade; Land use; Carbon emission; Biodiversity
水产品是优质蛋白的重要来源, 为人类的膳食
营养和健康提供了重要保障[1]。自1961年以来, 全
球水产品消费总量和人均消费量均大幅增加[2], 其增
长速度高于其他动物源食品[3]。1961 ?2019年全球
水产品消费量由9.0 kg?cap?1?a?1增长到20.5 kg?cap?1?a?1,
预计到2030年将增加到21.4 kg?cap?1?a?1[4-5]。水产品
消费量的增长推动了水产养殖量和捕捞量的大幅增
加[6]。相比于1961年, 2019年全球水产品产量增长
118 Mt, 约增长58倍, 且水产养殖占据了主导地位[7]。
水产养殖的快速增加对全球可持续发展目标1 (SDG
1: 无贫穷)和目标2 (SDG 2: 零饥饿)的实现发挥了
重要作用[8-9]。然而, 水产养殖依赖谷物饲料和鱼粉
的投入, 不仅需占用大量耕地资源, 而且需要捕捞大
量低价值的饲料鱼类, 对陆地和海洋生境的保护造
成较大压力[10]。此外, 未被利用的饲料和粪便被水生
动物和微生物转化为CO2、N2O和CH4等温室气体
排放到大气中引起气候变化, 同时造成了水体富营
养化等问题[11-12]。因此, 水产养殖的快速增加可能会
对可持续发展目标6 (SDG 6: 清洁饮水和卫生设施)、
目标13 (SDG 13: 气候行动)和目标14 (SDG 14: 水下
生物)造成不利影响。
国际贸易将跨地区的水产品生产和消费联系起
来, 促进了水产品消费量的快速增加。过去几十年,
自由贸易促进了农产品跨国交易量的增长, 使复杂
的水产品贸易网络凭借不断加快的货运速度在更大
空间尺度上延伸[13]。目前, 37%水产品用于国际贸
易而非本地消费, 且其贸易价值已经超过了糖、玉
米、咖啡等的贸易价值总和[14]。在所有水产品贸易
中, 养殖水产品的占比越来越大, 约占2020年全球水
产品贸易总额的1/3[15]。水产品生产和消费的空间分
离意味着人们所消费的水产品需要占用产地的水和
耕地资源, 并导致产地的温室气体排放和水质恶化
等问题。虽然水产品贸易对全球蛋白供给和粮食安
全有重要贡献, 但是我们仍需权衡利弊, 考虑在世界
范围内如何发展渔业及调整渔业贸易结构, 以减轻
渔业发展的资源环境代价。
有关水产品贸易的研究由日本东京帝国大学教
授清光照夫和东京水产大学教授岩奇寿男在《水产
经济学》(1986年)中最早提出, 他们系统论述了日
本水产品对外贸易结构、市场机制和贸易伙伴国的
状况, 分析了日本渔业的水产品生产函数、需求弹
性变化趋势[16]。现有的研究重点集中在两个方面:
1)将水产品生产系统和农业生产系统耦合为一个整
体系统, 分析其产品贸易对资源和环境的影响。黄
季焜等[17]利用CAPSiM模型选用12种农作物产品
和7种水畜产品, 分析出自由贸易化对中国农业的
总体影响利大于弊, 但对农业面源污染有一些微小
的负面影响; 之后, 黄季焜等[18]利用情景分析法构建
两个政策情景, 结果表明农产品贸易(包括水产品)
中隐含的虚拟水和土地资源净进口为中国节约大量
水和土地资源。2)水产品替代其他食物消费对资源
环境代价的影响。Davis等[19]研究发现向水产品和
素食饮食转变将会减少食物生产和消费过程的资源
消耗和环境污染, 但Brunner等[20]研究发现如果转向
以水产品为主的膳食结构, 将会加速鱼类资源的枯
竭并影响海洋生态系统的健康。然而, 对水产品单
一部门贸易导致的虚拟资源环境影响方面的系统研
究还较缺乏。
基于此, 本文利用环境足迹和全生命周期相结
合的方法[7], 通过文献收集, 综述了水产品贸易的格
局变化, 重点分析水产品贸易对土地利用、碳排放
和生物多样性的潜在影响(图1), 以期为世界水产品
可持续性生产和贸易提供科学依据。
1 水产品贸易格局变化
近几十年来, 世界水产品贸易量不断增加, 经历
了初始发展、高速发展和平稳发展3个阶段, 水产
品 贸 易 品 种 和 主 要 进 出 口 国 也 发 生 了 显 著 变 化:
1)海洋底栖鱼类、远洋低价值鱼类、水产养殖鱼类
的贸易量增加, 且贸易品种逐渐丰富多样; 2)进出口
国家由欧洲国家扩大至全球范围, 并且发展中国家
在贸易中占有越来越重要的地位。本文还依据联合
1302 中国生态农业学 报 (中英文 )?2023 第 31 卷
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国粮食及农业组织(FAO)贸易数据, 分析了水产品
贸易量、贸易品种和主要进出口国家在不同阶段的
具体特征。
1.1 水产品贸易量变化
水产贸易的发展经历了不同阶段。1)初始发展
阶段( ?1975年)。几千年来水产品一直是贸易商品,
由于水产品易腐烂的性质, 至20世纪70年代中期,
仅20%的捕捞产品进入国际贸易[21], 且多是短距离
的区域内贸易, 例如葡萄牙等欧洲西南部国家间的
贸易。2)高速发展阶段(1976 ?2007年)。沿海国家
陆续划定200海里的专属经济区至2008年全球经济
危机发生之前, 水产品贸易处于高速发展阶段, 此阶
段 的 年 均 增 长 率 为4.6%, 比 其 他 阶 段 高 近 一 倍 。
2007年全球出口水产品量达18.4 Mt, 较1976年增
加1.3倍[22]。这是由于专属经济区设立, 削减了日本
和西班牙等传统远洋捕鱼船队的捕捞量, 只能通过
增加进口满足国内消费需求; 此外, 国际运输、物流
技术进步和运输成本下降等因素扩大了运输距离,
长距离跨洲运输的兴起也驱动了水产品贸易的高速
发展[23]。3)平稳发展阶段(2008年至今), 该阶段年
增长率仅为2%, 为高速发展阶段的68% (图2)。水
产养殖出口大国养殖增速放缓, 加之国内消费需求
增加, 导致水产品出口增速放缓, 如中国。此外, 受
新冠疫情暴发和国际贸易争端等因素影响, 增加了
水产养殖产品的运费成本和关税, 并将导致2019 ?
2030年水产品出口量年均增长率下降至1%[3]。虽然
水产品贸易量趋于平稳, 但自1976年以来, 水产品贸
易增长速度快于水产品总生产量[22,24], 至2021年其
折 合 蛋 白 的 贸 易 量 分 别 是 牛 肉 、 猪 肉 和 禽 肉 的
3.6倍、5.0倍和8.0倍[25]。
1.2 水产品贸易品种变化
随着发展阶段变化, 水产品贸易中捕捞品种生
存区域由近海扩展至远洋。在贸易初始发展阶段
(?1975年), 受限于捕捞设备, 沙丁鱼等近海鱼类和
鳕鱼、比目鱼等底栖鱼类是主要的贸易品种。在水
产品贸易高速发展阶段(1976 ?2007年), 随着发展
中国家海洋捕捞渔业兴起、发达国家加大对远洋渔
业技术的投入[26], 水产品贸易中捕捞品种逐步增多。
该时期主要包括两类捕捞品种, 一类是供人食用的
龙虾、鱿鱼等高值品种; 一类是作为鱼粉供水产和
畜禽养殖用的生长周期短、低值的无脊椎动物和浮
游远洋鱼类[27]。贸易进入平稳发展阶段后, 受消费者
饮食偏好的影响, 高值和相对低值的贸易品种均有
增加, 如高值的三文鱼、对虾等, 低值的如小型海洋
中上层品种等[28]。
从水产贸易的养殖品种来看, 养殖品种在贸易
中的占比从高速发展时期的20%增长至稳定发展期
的25%[3,28]。水产贸易的养殖品种主要为三文鱼、鳟
鱼、对虾类、罗非鱼和鳗鱼等, 这与养殖技术和市
场需求量有关[29-30]。如三文鱼、鳟鱼、对虾类适合
大规模养殖, 罗非鱼和鳗鱼受市场欢迎程度高。
1.3 水产品主要进出口国变化
水产品贸易正由区域性向全球化转变, 但仍以
区域内贸易为主。在贸易初始阶段( ?1975年), 主
水产品贸易
Aquatic product trade
土地利用
Land use
生物多样性
Biodiversity
陆地生态系统
Terrestrial ecosystem
水生生态系统
Aquatic ecosystem
碳排放
Carbon emission
运输
Transport
捕捞
Capture
耕地
Cropland
养殖池
Aquaculture pond
饲料作物
Feed crop
捕捞生产
Capture
production
水产品生产
Aquatic product
production
水产养殖生产
Aquaculture
production
红树林、森林
Mangrove, forest
图 1 水产品贸易的资源环境代价研究边界
Fig. 1 System boundary of the resources use and environmental impacts of aquatic product trade
第 8 期 李壮壮等 : 水产品贸易对土地利用 、 碳排放和生物多样性的影响 1303
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要在发达国家间开展水产品贸易。出口国家主要集
中在意大利、西班牙和葡萄牙等欧洲南部地区。随
着世界各国储藏和物流技术的改善, 水产品贸易范
围逐渐扩大至全球。20世纪50年代, 日本、美国、
挪威、前苏联、英国、加拿大、西班牙等发达国家
贡献了全球35%~40%的捕捞产量, 因此发达国家逐
步进入水产品国际贸易体系[31]。在高速和平稳发展
阶段(1976年至今), 参与水产品贸易的国家数量由
1996年的195个[31]增加至2020年225个[5], 发达国
家和发展中国家的海洋渔业出口量占世界海洋渔业
出口总量的97%以上(图2)。然而, 78%的水产品出
口量发生在发达国家间[30]。例如, 欧盟国家的84%
水产品是用于欧盟国家间进出口, 而美国和加拿大
约43%的出口量和21%的进口量也发生在两国之间[32]。
水产品贸易主要由发展中国家出口到发达国家。
高速发展阶段(1976 ?2007年), 水产养殖量增长和
贸易自由化使得发展中国家在水产品贸易中的份额
增加。发展中国家出口量由1976年仅占世界贸易
的38%, 增长至2018年的60%[3], 且2/3出口到发达
国家[33]。造成这一变化的原因有以下几方面: 1)欧
盟、美国和日本等发达国家高度依靠水产品进口以
满足国内消费。2)发展中国家依赖出口提高收入和
就业, 减少贫困[14]。3)拥有大规模渔场的南美洲国
家渔业资源丰富, 其产量增加超出国内消费需求, 因
此需要大量出口。
水产品贸易的另一个特征是从膳食摄入水平低
的国家向膳食摄入水平高的国家出口。Swartz等[34]
认为水产品贸易剥夺了欠发达国家急需的蛋白质。
在排名前40的水产品出口国中, 营养不良的发展中
国家及最不发达国家占据了1/4, 如孟加拉国、印度、
厄瓜多尔等[35]。Smith等[10]对比了大型水产品净出
口国(中国、印度尼西亚、越南、泰国等)和净进口
国(欧盟、美国)的营养状况, 发现净进口国的膳食
营养更丰富。综上, 这种贸易模式让发展中国家牺
牲国内供应和营养需求而获取了经济效益。
2 水产品贸易对“土地利用-碳排放-生物多
样性”的影响
水产品贸易量的增加导致了不同资源环境代价
的水产品种增多并吸引了不同生产、经济和膳食水
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1976 1986 1996 2010 2019
未知海洋鱼类 Marine fishes not identified
鲱鱼、沙丁鱼、凤尾鱼 Herrings, sardines, anchovies
鳕鱼、将鳕鱼、黑线鳕 Cods, hakes, haddocks
各种远洋鱼类 Miscellaneous pelagic fishes
金枪鱼、鲣鱼、比鱼 Tunas, bonitos, billfishes
虾、对虾 Shrimps, prawns
鱿鱼、乌贼、章鱼 Squids, cuttlefishes, octopuses
其他海洋甲壳类 Miscellaneous marine crustaceans
三文鱼、鳟鱼、熏鱼 Salmons, trouts, smelts
比目鱼、大比目鱼、鳎鱼 Flounders, halibuts, soles
各种海洋软体动物 Miscellaneous marine molluscs
贻贝 Mussels
珍珠、珍珠母、贝壳 Pearls, mother of pearl, shells
各种底栖鱼类 Miscellaneous demersal fishes
蓝鲸、长须鲸 Blue whales, fin whales
各种淡水鱼 Miscellaneous freshwater fishes
各种沿海鱼类 Miscellaneous coastal fishes
鲨鱼、鳐鱼、银鲛 Sharks, rays, chimaeras
河鳗 River eels
牡蛎 Oysters
扇贝 Scallops
各种水生哺乳动物 Miscellaneous aquatic mammals
螃蟹、海蜘蛛 Crabs, sea-spiders
蛤蜊、鸟蛤、舟贝 Clams, cockles, arkshells
鲍鱼、滨螺、海螺 Abalones, winkles, conchs
抹香鲸、领航鲸 Sperm-whales, pilot-whales
各种水生无脊椎动物 Miscellaneous aquatic invertebrates
其他溯河产卵鱼类 Miscellaneous diadromous fishes
海胆和其他棘皮动物 Sea urchins and other echinoderms
帝王蟹、深蹲龙虾 King crabs, squat lobsters
鲟鱼、白鲟 Sturgeons, paddlefishes
淡水甲壳类 Freshwater crustaceans
鲤鱼和其他鲤科动物 Carps and other cyprinids
珊瑚 Corals
海绵动物 Sponges
耳海豹、毛海豹、海象 Eared seals, hair seals, walruses
Krill, planktonic crustaceans
罗非鱼和其他慈鲷 Tilapias and other cichlids
0
5
10
15
20
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35
40
45
1976 1986 1996 2010 2019
初始发展阶段
Initial
development
stage
平稳发展阶段
Steady
development
stage
最不发达国家 Least developed countries
发展中国家 Developing countries
发达国家 Developed countries
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1960s 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 2020s
初始发展阶段
Initial
development
stage
高速发展阶段
Rapid development
stage
高速发展阶段
Rapid development
stage
平稳发展阶段
Steady
development
stage出口量
(Mt)
捕捞出口总量 Total capture exports
养殖出口总量 Total aquaculture exports
龙虾、多刺岩龙虾 Lobsters, spiny rock lobsters
磷虾、浮游甲壳类
a
b
c
图 2 1960s—2020s世界水产品出口变化情况 (以水产品净重计)
Fig. 2 Changes of the world export of aquatic product (net aquatic product weight)
a: 捕捞和养殖出口量图; b: 水产品贸易品种变化图; c: 水产品主要出口国变化图。数据来源: FAO FishStatJ Statistics Software 2022; 国家以经济
水平为依据进行分类。a: Exports of capture and aquaculture; b: Change of trade species of aquatic product; c: Change of major exporter countries of aquatic
product. Data source: FAO FishStatJ Statistics Software 2022; countries are classified on the basis of economic level.
1304 中国生态农业学 报 (中英文 )?2023 第 31 卷
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平的国家加入贸易。然而这一趋势对水产品贸易与
全球环境代价转移和资源再分配的影响尚不明确。
目前已有研究表明, 国家之间的贸易会掩盖终端消
费者对产地环境和资源的影响[35]。自Grossman发表
了有关北美自由贸易协定是否对墨西哥的环境造成
影响以来, 贸易-环境关系一直是全球研究的热点[36]。
当前, 国内外研究主要围绕水产品生产和贸易的单
一环境要素和自然资源影响展开, 而缺乏水产品贸
易对“土地利用-碳排放-生物多样性”等多个可持续
发展指标影响的研究(图3)。
GHG
捕捞
Capture
养殖
Aquaculture
水产品
Aquatic
product
鱼粉
Fishmeal
养殖塘
耕地
Cropland
水产饲料
Aquafeed
水产品贸易
Aquatic product
trade
生产模式
土
地
利
用
生物多样性
温
室
气
体
饲料作物生产
Production of
feed crop
淡水养殖
Freshwater aquaculture
海水养殖
Mariculture
捕捞
CaptureGHG
鱼苗资源
Fry resources
红树林
Mangrove
森林
Forest
贸易运输
Transport
for trade
陆地生物多样性
Terrestrial biodiversity
水生生物多样性
Aquatic biodiversity
Aquac-
ulture
pond
Biodiversity
Land use
Mangrove converted to aqauculture pond
Cropland converted Cropland used for feed production
Forest converted
to cropland
Production mode
Greenhouse gas
to aquaculture pond
耕
地
转
变
为
养
殖
塘
图 3 “水产品贸易-土地利用-碳排放-生物多样性”关联关系
Fig. 3 Nexus of ‘aquatic product trade-land use-greenhouse gases (GHG) emissions - biodiversity’
2.1 水产品贸易与土地利用
捕捞渔业捕获野生水生动物资源, 无需土地资
源的投入。然而, 养殖水产依赖土地资源来生产水
产品, 对土地利用的影响较大。近年来, 养殖产品,
尤其是资源环境代价较大品种的贸易量增加正在扩
大对土地利用的影响。与其生产相关的土地利用包
括土地类型变化和土地利用变化。当前较为常见的
水产养殖导致的土地类型变化为稻田转变成池塘。
中国粗放型和半集约型池塘贡献了水产养殖总量的
70%, 大约占地3.4万km2, 而其中51%的淡水养殖池
塘由稻田转化而来[37]。这种转换稻田为养殖池塘的
土地利用类型在东南亚(越南和泰国)、南亚(孟加拉
国和印度)也较为常见。如孟加拉国的咸水虾养殖
过程中将大量耕地改造成虾池[38]。
水产养殖另一种土地利用变化体现为玉米和豆
粕等鱼饲料原料生产导致的森林砍伐等。不断扩大
第 8 期 李壮壮等 : 水产品贸易对土地利用 、 碳排放和生物多样性的影响 1305
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的水产养殖除消耗更多的鱼粉之外, 也消耗了大量
的玉米和大豆等精饲料。孟加拉国38%的虾池使用
含有豆粕的颗粒饲料[38], 埃及尼罗河三角洲中94%
的养殖系统使用颗粒饲料[39]。虽然水产养殖的饲料
转化率更高, 如生产1 kg牛肉蛋白需要61 kg谷物,
生产1 kg猪肉蛋白需要38 kg谷物, 而生产1 kg鱼
肉蛋白仅需要13 kg谷物[40]。然而, 考虑到水产养殖
的规模, 其饲料使用量不可忽视。据估算全球水产
养殖消耗55~70 Mt玉米和大豆等精饲料, 约占全球
所有饲料用量的4%[41]。自1976年以来, 全球养殖水
产品的出口总量增加了21倍。这些意味着, 水产品
贸易背后的土地利用变化在不断增加。
水产品贸易使得生产和消费在地理空间位置上
分离, 对土地资源的再分配有着重要的作用。在此
引用“虚拟土地”概念, 即隐含于商品及服务过程中需
要的土地资源[42], 研究发现2016年挪威用于生产养
殖鲑鱼饲料的总土地面积4400 km2, 其中2400 km2
是来自巴西和加拿大等国家的“虚拟土地”。此外,
约4000 km2 “虚拟土地”通过鲑鱼产品出口到其他国
家, 如中国和波兰[1]。水产品贸易以虚拟土地的方式
重新分配全球土地资源, 缓解了进口国的土地资源
压力, 然而缺少相关的优化调控的定量分析。
2.2 水产品贸易与碳排放
水产品贸易背后的碳排放量在快速增加。捕捞
渔业和水产养殖业生产以及水产品运输和加工都会
产生碳排放, 但碳排放模式和途径各不相同。捕捞
渔业的碳排放以捕捞活动中的化石燃料燃烧产生的
排放为主。据估算, 全球捕捞渔业每年消耗400亿L
化石燃料, 排放了179 Mt温室气体, 其中66 Mt温室
气体的排放用于出口贸易[43]。水产养殖业的碳排放
主要来自其生产过程[44]。全球水产养殖在饲料生产
和运输、池塘肥料生产、农场能源使用和水生系统
养殖等环节共排放了约261 Mt温室气体, 其中约
97 Mt温室气体排放用于出口。此外, 国家尺度的案
例表明, 使用商业饲料进行大规模工业水产养殖的
挪威, 每年造成5.4 Mt温室气体排放[45], 出口的水产
品排放了约3.6 Mt温室气体。贸易运输过程会导致
一定量温室气体排放。水产品运输过程中温室气体
排放的影响因素包括运输方式、交通工具大小、速
度、负载能力、运输时间和冷藏需求, 其排放量占
总量的25%左右[46]。空运新鲜水产品是运输中的主
要排放源[43], 在一个将新鲜鲑鱼从挪威空运到东京的
案例中, 运输过程中的温室气体排放占总排放量比
例高达78%[46]。
水产品贸易隐含的碳排放中由土地利用变化造
成的部分同样不可忽视。水产养殖造成的土地利用
变化导致的碳排放包括: 1)养殖面积扩增导致土地
利用类型变化而增加的碳排放。例如贸易中蟹产品
的养殖, 由稻田转向蟹池使得全球变暖潜力增加
20 t CO2-eq·hm?2[37]。2)水产饲料需求增加导致的森
林砍伐等土地利用变化而增加的碳排放。农业贸易
流动中土地利用的变化在粮食系统中贡献了10%的
温室气体[47], 水产品贡献了约1%。目前, 水产品贸易
中捕捞渔业和水产养殖业在不同环节产生碳排放的
分析较为明确, 可能一定程度上延缓了可持续发展
目标13 (SDG 13: 气候行动)的实现, 但是仍缺乏水
产品贸易对其影响的定量分析。
2.3 水产品贸易与生物多样性
目前, 捕捞产品已经达到生态限制, 但仍为水产
品贸易提供了3/4的产品[3], 这给海洋生态系统生物
多样性带来了巨大压力[48]。全球60%的海洋鱼类达
到可持续性捕捞的最大程度, 34%被过度捕捞, 只有
6%鱼类捕捞量低于其种群繁殖率[49], 其中由海洋鱼
类制成的鱼粉和鱼油69%进入了国际贸易[50]。2000 ?
2004年, 巴布亚新几内亚采取的出口导向型经济增
长战略导致过度捕捞, 从而出现大规模的恶性环境
事件, 鲨鱼肉每年出口量从1997年的2000 t下降至
2004年的1240 t, 下降40%左右。捕捞渔业同时还
会消耗大量副渔获物, 改变海洋食物网[51]。印度尼西
亚、马来西亚和菲律宾高强度捕捞和氰化物的使用
损伤了活动区的珊瑚礁, 造成鱼类生存环境的破坏,
这在一定程度上阻碍了目标14 (SDG 14: 水下生物)
的实现。
水产品贸易中养殖水产品的增加在一定程度上
替代了捕捞产品, 是缓解过度捕捞的有效措施[52], 但
也会加剧饲料鱼的过度捕捞。养殖肉食性水生动物
需要投入饲料, 增加对鱼粉和鱼油的需求, 间接加剧
对野生鱼资源过度捕捞[30]: 1986 ?1997年, 前5种捕
捞物种中有4种、前20种中有8种被用于水产养殖
和畜牧业饲料的生产[52]。水产养殖活动占用了原生
动物的栖息地, 产生的有机颗粒影响水生生态系统
的生境。养殖品种本身携带的病原体可能会进入自
然水域导致野生鱼群传播疾病, 进一步破坏它们的
生存条件[53]。但是, 水产养殖一定程度上减少了捕捞
活动。Anderson运用模型印证水产养殖活动有利于
保护野生鱼类[54]。为直接增加渔业渔获量或帮助重
建枯竭的鱼类资源, 人们会将养殖鱼释放到开发水
域[22]。这种做法虽然缓解了捕捞活动的负面影响, 但
1306 中国生态农业学 报 (中英文 )?2023 第 31 卷
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会带来生物入侵的潜在威胁, 例如水产养殖在美国
西海岸就是最主要的入侵途径之一[55]。
水产品贸易中养殖产品生产所需的饲料作物会
影响陆地生态系统的生物多样性。小麦、玉米、大
豆、油菜籽和木薯等饲料作物种植对森林砍伐和生
物多样性的影响密切相关[47]。每年约2700 Mt的小
麦、玉米、大豆等作为饲料, 其中38%用于水产养
殖[56], 约378 Mt通过养殖产品出口到国外。贸易中
不断增多的水产养殖产品正在扩大对饲料作物的需
求, 这一趋势在不断刺激全球耕地扩张。目前, 农业
扩张造成了全球近90%的森林被砍伐和50%的森
林被毁坏, 近90%陆生脊椎动物可能会丧失部分栖
息地[57]。在亚马逊和非洲热带地区, 可能有30%的
物种丰富度和31%的物种丰度受此影响[58]。基于此,
水产品贸易中养殖产品不断增多, 可能会进一步加
重对陆地生态系统生物多样性的损失, 然而目前仍
缺少相关的定量分析。
2.4 水产品贸易与“土地利用-碳排放-生物多样性”
的权衡关系
水产品贸易与“土地利用-碳排放-生物多样性”
存在权衡关系(图4)。水产品贸易加速了土地类型
变化和土地利用变化, 增加了碳排放并损害了陆地
和水生系统的生物多样性。然而在全球范围内, 由
畜产品消费转向水产品消费的现象虽然增加了水产
品贸易, 但是这一趋势降低了对“土地利用-碳排放-
生物多样性”的影响, 减弱了土地利用和碳排放的协
调关系[59]以及土地利用与生物多样性和碳排放与生
物多样性的权衡关系[44,60-61]。虽然水产品不同生产方
式占用资源环境代价范围较大, 但较反刍动物要小。
例如, 生产1 g水产蛋白排放10~30 g CO2-Ceq, 利用
0.02~0.04 m2土地, 生产1 g反刍动物蛋白排放60 g
CO2-Ceq和利用1.6 m2土地, 前者较后者减少50%的
碳排放和39倍的土地利用[62]。在消费需求上, 增加
水产品的消费以替代高资源投入和高环境代价的畜
产品会促进如土地利用和碳排放等指标的降低[19]。
在鱼类和素食主义饮食模式下, 水产品替代反刍动
物消费将会减少45%的碳排放和540 Mhm2耕地利
用[52]。在进口国中, 例如英国的重度肉食主义者每天
排放7.19 kg CO2-eq, 用水产品代替畜产品消费每人
每天将会减排3.28 kg CO2-eq[63]。综上所述, 目前的
研究对水产品替代畜产品消费以减少资源环境代价
的结论相对一致, 但水产品贸易对多部门“土地利用-
碳排放-生物多样性”权衡关系的定量研究还较缺乏。
3 启示
3.1 水产品优化建议
基于上述分析, 世界水产品贸易格局变化特征
是: 1)贸易量不断增加; 2)贸易品种不断丰富; 3)贸
易范围不断扩大。这些特征为分析水产品贸易对
“土地利用-碳排放-生物多样性”影响提供理论依据。
基于此, 本研究从需求、贸易和生产端3个角度为
全球资源环境代价的降低和可持续发展目标的实现
提出建议和参考(图4)。
从需求及贸易端分析, 饮食转变会影响全球的
环境[64]。1)鼓励水产品的绿色消费。推荐消费者食
用相对低资源环境代价的水产品[65], 例如多食用对环
境影响最小的养殖双壳类动物和海藻[66]。2)建议高
消费进口国减少过量消费。美国每天人均消费51.8 g
水产品[59], 是美国居民膳食指南推荐摄入量32 g的
1.6倍, 过量消费的19.8 g应予以避免。3)进口国实
现水产品自给自足, 减少运输导致的温室气体排放。
从生产端分析, 优化养殖生产以减少对资源环
境代价的影响[11]。1)调整养殖结构。水产养殖结构
应该逐步从传统粗放型向半集约化和集约化转变。
2)改善养殖技术。在土地利用方面, 学习美国的循
环水养殖技术提高单位土地生产力; 在碳排放方面,
学习中国的微孔增氧技术降低碳排放。3)优化产业
链条。在上游, 创新育苗和饲料生产技术, 研发环境
友好型的水产添加剂和药品。在中游, 改善养殖管
理并提高养殖技术。在下游, 打通加工和销售渠道
减少损失浪费。4)发展深海养殖, 减少对耕地需求。
3.2 结论及未来研究方向
综上所述, 本文利用环境足迹和全生命周期相
结合的方法, 通过文献总结发现, 水产品贸易与土地
利用和碳排放是协同关系, 与生物多样性是权衡关
系。在整个食物系统中, 贸易水产品替代传统畜产
品消费将会与“土地利用-碳排放-生物多样性”产生
权衡关系, 但目前关于“贸易水产品-土地利用-碳排
放-生物多样性”研究仍缺乏定量分析。在未来的研
究中, 应将水产品生产和贸易相结合, 加强理论定量
研究和优化调控研究。例如, 在理论研究上, 加强测
定与获取水产品生产资源环境代价数据, 为未来水
产品“生产-贸易-环境”模型的构建提供数据支撑; 在
未来水产养殖措施上, 利用虫蛋白、微生物蛋白等
新型蛋白饲料替代鱼粉, 促进水产系统的生产可持
续化, 为水产品“生产-贸易-环境”系统提供最佳推荐
模式。
第 8 期 李壮壮等 : 水产品贸易对土地利用 、 碳排放和生物多样性的影响 1307
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生物多样性
Biodiversity
＋
?
＋
＋
＋
＋
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＋
＋
＋
?
?
＋
＋
＋
-
＋
＋
＋
＋
GHG
＋ ＋
消费需求
Consumption demand
生产端
From the production perspectiveFrom the demand and trade perspective(1) 鼓励水产品绿色消费
Encouraging green consumption of aquatic product
土地利用
Land use水产品贸易Aquatic product trade
捕捞活动
Capture
捕捞生产
Capture production
耕地
Cropland
水产品生产
Aquatic product production
水产养殖生产
Aquaculture production
饲料作物
Feed crop
养殖池
Aquaculture pond
红树林、森林
碳排放
Carbon emission
运输
Transport
(2) 进口国减少过量消费
(3) 进口国实现自给自足
Import countries should achieve self-sufficiency
(1)调整养殖结构
Restructuring of aquaculture
(2) 改善养殖技术
Improving aquaculture technology
(3) 优化产业链条
Optimising the industrial chain
(4) 发展深海养殖
Developing deep-sea aquaculture
Mangrove, forest
需求及贸易端
Import countries should reduce excessive consumption
图 4 “水产品贸易-土地利用-碳排放(GHG)-生物多样性”间相互影响及对未来水产养殖的启示
Fig. 4 Implication of future aquaculture management based on the nexus of ‘aquatic product trade-land use-greenhouse gases emis-
sions (GHG)-biodiversity’
+代表协同关系; ?代表权衡关系。+ for synergistic relationship; ? for trade-off relationship.
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