探索海洋水产养殖为生态系统服务做出贡献的潜力 - 海洋生态系统服务

海洋水产养殖发展迅速，对人类和环境产生了重大影响。现有研究表明，海洋水产养殖有助于提供超出资源生产范围的生态系统服务；然而，人们对这些商品和服务的范围和重要性还不太了解。在这里，我们通过系统地审查129篇同行评审的论文，回顾了海洋水产养殖提供生态系统服务的现有知识，这些论文描述了运营或实验性海洋水产养殖场提供九种不同的生态系统服务。

我们量化服务提供，并按类型和农场特征对服务进行分类。我们表明，虽然某些服务，如海带水产养殖的营养吸收，已经得到了很好的理解，并在多种物种、规模和环境中得到了记录，但其他服务，如旅游业的文化服务，目前的证据很少。重要的是，我们确定了与多种养殖场类型（包括鱼类、双壳类、藻类和混养养殖场）相关的生态系统服务，但发现某些服务最常由特定的养殖场类型提供（例如，栖息地服务最常与养鱼场相关）。

" U5 W2 ]5 v, ?" f# {% v

将对生态系统服务的认识纳入农场设计和规划，有可能提高环境绩效和水产养殖的可持续管理。然而，悬而未决的问题，包括海洋水产养殖的空间扩张将如何影响这些服务的提供，是可持续发展面临的重要挑战。

介绍

全球海洋水产养殖的增长对人类和环境产生了重要影响，包括积极影响和消极影响（Smith等人，2010；Klinger和Naylor，2012年）。然而，在科学和大众媒体上，这种增长的潜在负面影响受到了最多的关注（例如，Naylor和Burke，2005年；Froehlich等人，2017b）。海洋水产养殖（以下简称“海洋养殖”，此处定义为在海洋和沿海环境中进行的水产养殖活动）可能对人类和环境产生重大而深远的负面影响，例如水质下降（例如伊斯兰，2005年）、破坏沿海栖息地（例如Dewalt等人，1996年）、，通过疾病和遗传污染降低野生同种的适应度（例如Hindar等人1991；Johansen等人2011），并在沿海社区内制造冲突（例如Barton&Fløysand 2010）。

然而，最近，人们越来越关注将海水养殖作为更广泛生态系统的一部分进行研究，最大限度地减少与其他用户的冲突，并与更广泛的管理目标产生协同效应（Aguilar Manjarrez等人，2010；Outeiro和Villasante，2013年；Lester等人，2018）。此外，可以通过一种方式来管理海水养殖，使其在食品或其他物质资源的生产之外提供环境和社会效益，这种想法正在获得发展（Froehlich等人，2017a；范德沙特·奥利维尔等人，2018；Alleway等人，2019）。

8 I% p( b1 @5 p0 }! j

衡量生态系统服务，或自然环境提供有益于人类的商品和服务的内在能力（TEEB，2010），是研究海水养殖潜在的生态系统增强方面的一种新方法。生态系统服务通常应用于自然环境，通过量化自然的价值，可以为保护创造强有力的激励。海洋和海洋栖息地通过提供食物、工作、娱乐、清洁环境和抵御风暴来支持沿海社区（Costanza等人，1998年；Barbier等人，2011年）。此外，沿海环境对全球进程有着强烈的影响，例如通过封存碳和促进生物多样性（Seidel&Lal 2010；Halpern等人2012）。

. P2 \5 C& g4 B: }! e

然而，我们的大部分海洋环境已因人类影响而退化，包括栖息地转换、过度捕捞、污染和不可持续发展，从而限制了自然环境提供这些重要服务的能力（Halpern等人，2008）。虽然野生物种和栖息地的保护有可能保护和恢复这些服务，但重要的是要了解人类改造的系统和基础设施，如海水养殖提供的系统和设施，是否以及何时能够提供与自然生态系统相同或类似的服务。

" w7 E- F$ E, v: K$ W

要实现可持续的海水养殖发展，就需要进行考虑到海水养殖对生态系统服务影响的管理。这一过程的一部分是管理海水养殖，使其最大限度地提供有益的商品和服务，并将有害影响降至最低（Alleway等人，2019）。改良后的生态系统既可以是生态系统服务的消费者，也可以是其生产者（Power 2010）。尽管已经对海水养殖对生态系统的负面影响进行了广泛的研究和审查（例如Cranford等人，2003年；Newell 2004年；Islam 2005年；Price&Morris 2013年），但海水养殖对环境服务的积极影响并没有得到同样的重视。

* g& _- S, c1 ~7 w) O# A, H

迫切需要调查生态系统服务供应的潜在优势，并了解这些服务的范围。通过更全面地了解威胁的影响以及确定潜在的新的风险缓解活动，了解生态系统服务效益也可以支持工业和农场的威胁和风险评估。大多数关于海水养殖提供的生态系统服务的研究只集中在一种类型的海水养殖和/或一个地点（例如，Higgins等人，2011；van der Schatte Olivier等人，2018），这使得很难更广泛地确定可以提供最大化服务的农场和环境的类型。对生态系统服务潜力进行广泛综合评估至关重要，因为海水养殖的积极影响和消极影响往往因环境背景、养殖物种和耕作实践而在空间和时间上有所不同（Gentry等人，2016）。

在这里，我们综合了现有的关于海洋养殖提供的积极生态系统服务效益的文献，涵盖了九类不同的商品和服务。我们研究了对每种商品或服务的了解，并确定了哪些养殖物种，以及每种物种在哪些地理区域被确定。在有足够数据的情况下，我们确定每种商品或服务提供最多的特定环境或物种。

. H# U7 x" v! P* J9 ?

最后，我们评估了每种服务提供的当前已知意义和利益规模，包括服务提供的空间规模。在这样做的过程中，我们为理解在以鼓励服务提供的方式进行规划和管理时，海水养殖可能实现的目标提供了基础。重要的是，我们确定了缺乏研究的地方，因此为未来的研究重点提供了指导，并对当前与海水养殖及其生态系统服务提供相关的不确定性提供了见解。

; f+ b3 s& s. b% o$ d

Exploring the potential for marine aquaculture to contribute to ecosystem services

; Q {1 O; k0 k