海藻的養殖革命

康慶玲

海藻養殖前景光明

2014年春末，在北愛爾蘭的一個冷清的沿海小鎮，一艘漁船滿載海藻歸來。凱倫·穆尼和她的團隊為收獲這些黏滑的海藻而歡呼雀躍。

這次的豐收距離他們第一次豐收已有一年之久。接連數周的傾盆暴雨之后，穆尼帶著團隊再次出發，前往水下養殖場。在一處隱蔽的入口，水面上漂浮著一排排繩子。就在幾個月前，每根繩子上都布滿手工播種下的孢子。而到現在，海藻已生長得蓬勃茂盛，有的葉片已長達4米，是時候再次收割了。

海藻養殖極其艱苦，且發展進程緩慢。英國貝爾法斯特女王大學的海洋生物學家穆尼指出：“海藻養殖尚處于起步階段，我們仍處在‘刀耕火種’的時代。”不過，在業內眾多有心人士的幫助之下，水產革命終將迎來高峰。穆尼就身處其中，盡管她采用的仍是舊式技術。令人難以置信的是，海藻的功效非常多，可以用作食品、藥品及生物燃料，因此有些人認為海藻能推動更大規模的革命：海洋產業化。

海藻養殖由來已久。在東亞地區，海藻年產量價值高達50億美元，其中大部分用作日常食物。如可食用的藻類又被稱為紫菜，售價約為每千克15美元。海藻還通常被用作可提供能量的動物飼料添加劑，海藻提取物還可用作天然肥料和增稠劑，是從牙膏至油漆等產品必不可少的添加劑。以前，海藻雖然應用廣泛，但大多數用途價值較低。

海藻的價值遠非如此。因含有獨特的生物活性物質，某些種類的海藻具有很高的藥用價值。例如，一些種類的海藻可能有助于治療癌癥和糖尿病等疾病。同時，建筑業正在研究將其用作隔熱材料的可行性。它也可能是生物燃料的豐富來源。挪威的一家獨立調查機構結果顯示，在約2500平方千米的區域種植海藻，可生產約20億升的生物乙醇，相當于目前歐盟乙醇需求量的一半。

但問題是，我們對如何成功地大規模養殖海藻知之甚少。例如在中國，仍采用古老的方法手工種植海藻，因為勞動力充足，這種方法沿用至今。因此，穆尼從頭開始，建立了一間海藻養殖試驗基地，這也是歐盟資助的藻類生物能源研究計劃的一部分。

困擾海藻養殖的問題

目前，全球養殖的海藻約20種，包括穆尼養殖的喜冷的海帶屬藻類和可用作增稠劑的長心卡帕藻（俗稱“麒麟菜”）等熱帶紅色藻類。具有經濟價值的海藻主要有紅藻、綠藻及褐藻三大類，均自然生長在海底或接近海底的地方。和其他植物一樣，它們對生長環境要求較高。例如，生長在北海的種類，可能就無法在意大利亞得里亞海存活。每一種類都有自己特有的生命周期，對溫度、營養物質和光的敏感度也各不相同。如果在淺水水域養殖海藻，底部覓食的魚群很容易將海藻吃光。海藻還為真菌以及其他藻類提供了良好的生長環境。穆尼從水中撈起一根繩子，海藻上就附著一些污泥狀的其他藻類。在暖和一點的日子，這些附生藻和真菌在海藻葉片上形成厚厚的一層，遮擋住了陽光。6月是收割海藻的時節，之后的一個月，這一層混合物就會變得相當惡心。穆尼的團隊至今仍不確定究竟是哪一種附著生物才是罪魁禍首。

病害是海藻養殖的另一大威脅。英國蘇格蘭海洋科學協會的佩里說道：“單一養殖更容易感染病害。”養殖區內細菌感染的病害猖獗，如冰洋白化病可導致長心卡帕藻等藻類出現白斑且變得堅硬易脆。大規模的病害爆發可導致養殖場內一半的海藻腐爛死亡。

中國海藻養殖戶采用不斷地將野生藻株移栽回其株系，并手工摘除病菌的方式治理此類病害，但這種方法不利于更大規模地養殖。除此之外，一些養殖海藻總會漂走，且與野生型植株相互作用，因此穆尼希望確保養殖海藻與野生型植株雜交不會對野生植株造成影響。

爭奪海上資源

大規模地養殖海藻對環境有益，例如，海藻可以幫助緩解魚和其他海產品養殖場對環境造成的影響，消耗掉養殖場排放的二氧化碳和含氮污染物。在東南亞，人們已充分認識到海藻的這一價值并開始加以利用，在某些情況下，海藻可減少水中94%的氮含量。

在愛爾蘭南部海岸的另一個養殖試驗場，研究人員正在嘗試多營養層次綜合水產養殖模式，這也是歐洲能源項目的一部分。班特海洋研究站的朱莉·馬奎爾發現，鮭魚養殖場附近的海藻能充分吸收養殖場排放的廢物，因而生長茂盛。例如，同一養殖面積，他們的產量是20千克，而愛爾蘭的其他養殖者的產量最多僅為10千克。人們對海參的需求量正在不斷增加，而這似乎也將大大促進海藻的養殖（海參以海底藻類和浮游生物為食）。

將海藻與其他種類的水產品養殖相結合很重要。大規模養殖需要在海上進行，海上空間的競爭將會空前激烈。食品和能源生產商正忙于爭奪這些珍貴的海上地產的所屬權，預計在未來10年，世界海洋將迎來巨大發展。例如，在歐洲，水產養殖業內發起了美人魚項目，正考慮在波羅的海、北海、大西洋和地中海部分地區修建多功能的海上養殖場。海藻養殖正是這一愿景的一部分，也是采用新的方法合理開發海洋的重要組成部分。

不過，海上養殖需投入大量資金，運輸成本高昂，且很多流程需要遠程控制或自動化操作。一些人認為，已修建了風力發電場或波能裝置的能源公司可將其基礎設施出租給水產養殖企業，從而實現削減成本的目的。因此，研究人員開始放棄繩索養殖，轉而尋找其他方法進行海上養殖，例如，可在大西洋上修建集養魚場、海藻養殖場和風力發電場為一體的海上商業園區。修建此類海上商業園區意義重大，這樣每個人都可以共享資源和設備。

在風力發電場等人工建筑物附近養殖海藻可減少此類建筑物對當地生態系統的影響。海藻養殖場下方的區域是魚群們的避難所，也有助于保持或增加某些物種的數量。

清潔作物

在世界上的某些角落，海水溫度上升和酸化引起了國際社會的高度關注。例如，在坦桑尼亞的桑給巴爾島海岸，很多農民已停止養殖海藻，他們將海藻大量死亡歸咎于海水溫度上升。如果想要更大規模地養殖海藻，海水升溫就成為了當地農民們不得不解決的難題之一。

海藻不一定必須養殖在海上，至少較小規模的養殖是不需要的。海藻可以像海綿一樣，吸收污染物。某些類型的海藻可生長在工業發酵系統排放的富含二氧化碳和氮的污水或廢水中。因此，海藻可用于凈化水體。

日本研究人員甚至正試圖利用海藻吸收天然存在的鈾，然后再從海藻中提取這些鈾元素作為一種能量來源。研究人員表示，提取其中一半的鈾提供的能源相當于可使用6500年的核能，且這種形式的鈾開采不會對環境造成破壞。

哥斯達黎加大學的瑞恰說：“想象一下，成片的海藻群落漂浮在海上，不管是否收割，它都具有如生物除污和二氧化碳固定等功效，同時，它還可以豐富漁業區的生物多樣性。”目前，瑞恰正在研究在加勒比海地區的平靜水面養殖海藻的可行性。

穆尼說：“海藻養殖將獲得巨大發展，人類應充分利用海藻的價值。”

海藻凝膠

最新研究表明，每一種海藻都有其獨特的凝膠，而每一種凝膠有著自己特有的分子結構。海藻細胞通過凝膠凝結在一起，形成葉片。它們可以保護海藻免受海洋細菌、真菌和病毒的侵害。

一種較為黏稠的凝膠已被用作食品和化妝品的增稠劑。另有一些凝膠對其他植物和動物的細胞有一定影響，在某些情況下可能會觸發其疾病防御機制。例如，某些凝膠可以通過調節可控制血糖水平的酶，來幫助治療糖尿病。目前，鑒于某種凝膠的黏合性能，澳大利亞伍倫貢大學的盧卡德將其作為修復骨骼的生物材料。甚至一些凝膠成分被證明可影響人類干細胞，并促使這些細胞分化為骨組織或肌肉組織。

許多海藻尚未被分類，所以，目前還有更多極具醫用價值的凝膠尚未被發現。

與用作生物燃料或食物的海藻種類不同，養殖用于醫療的海藻種類時，需要嚴格控制養殖條件。