《Aquaculture Reports》：Comparative assessment of the performance and economic feasibility of seaweed cultivation at different depths along the Kenyan coast
编辑推荐：
为解决因环境变化导致产量下降的海藻养殖业困境，本文评估了三种红藻在三种深度（0.5?m、2?m、4?m）和不同栽培技术下的技术与经济可行性。研究表明，潮间带0.5?m的离底栽培（off-bottom）产量和生存率最高，在现行市场条件下是唯一盈利模式。这为东非可持续海藻养殖策略的设计提供了实践依据。
在东非沿海地区，海藻养殖已成为一项重要的生计活动，特别是在坦桑尼亚和肯尼亚，养殖的物种主要为可生产卡拉胶的经济红藻——卡帕藻（Kappaphycus alvarezii）和麒麟菜（Eucheuma denticulatum）。然而，近几十年来，海藻养殖户面临着产量和收入下降的问题，这很大程度上归因于多变的环境条件，特别是气候变化导致的海水温度升高和潮汐模式异常。传统的潮间带离底栽培（off-bottom）方法，虽然因简单、成本低而受到青睐，但海藻在低潮时会周期性暴露于空气中，易受高温、干燥胁迫以及冰-冰病等疾病的影响。为了应对这些挑战，在全球范围内，潮下带（或称为“深水”）栽培技术被探索作为一种潜在的缓解策略。这种方法将海藻栽培在水深2至20米、环境条件相对更稳定的水域，以期避免干燥胁迫和更剧烈的温度变化。然而，关于其在东非地区，特别是肯尼亚沿海的技术可行性和经济可行性的实证证据仍然有限。
为了填补这一知识空白，来自肯尼亚海洋与渔业研究所等机构的研究人员开展了一项试点研究，旨在评估三种红藻（Kappaphycus alvarezii、Eucheuma denticulatum和 Gracilaria salicornia）在肯尼亚沿海三个地点（Kibuyuni, Kijiweni, 和 Mwazaro）、三种水深（0.5?m、2?m、4?m）下，使用不同栽培技术（离底、长绳和竹筏）的技术可行性和经济可行性。这项研究在东南季风季节进行了一个为期45天的单次栽培周期，之后评估了海藻的生存率、生长和生物量。研究得出以下主要结论：在三个物种中，无论处理方式和地点如何，K. alvarezii都表现出最高的相对生长率（RGR，2.5?±?1.5% 天-1）和生物量产量，其次是 E. denticulatum和 G. salicornia。与0.5?m水深相比，所有三个物种在4?m水深处的生存率均显著下降。地点间的差异也很明显，尽管测量的环境参数没有强烈差异，但Kibuyuni的海藻生长率和生物量始终低于Kijiweni和Mwazaro，这表明存在潜在的环境差异。在经济评估方面，在现行市场价格（0.50美元/公斤干重）下，仅离底栽培法在其现有形式下能够实现盈利，盈亏平衡点出现在29个栽培周期（约3.7年）之后。相比之下，深水栽培系统在能够被推荐为可行选择之前，需要进行大量的优化。这些结果为未来寻求在东非设计可持续海藻养殖策略的科学家、水产养殖从业者和政策制定者提供了实践证据基础。该研究已发表在《Aquaculture Reports》期刊上。
为开展此项研究，作者主要采用了野外栽培实验、环境参数监测和经济成本效益分析等关键技术方法。海藻样本来源于肯尼亚南部海岸三个地点的现有商业养殖场（K. alvarezii和 E. denticulatum）或野外种群（G. salicornia）。研究设置了三种栽培方法（离底、长绳、竹筏）和三种水深，进行了为期45天的生长实验。收获后，通过称重和计数计算了相对生长率、生物量产量和生存率。同时，在研究期间定点测量了水温、盐度、营养盐浓度等环境参数。最后，基于“模型农场”场景，对比分析了不同栽培方法的材料、劳动力和运输成本，评估了其经济可行性。
研究结果部分通过多个小节详细展示了研究发现：
- 1.
不同栽培地点和深度的环境差异：测量结果表明，所有地点和水深的水温、盐度、pH等基本环境参数相对稳定，没有发现显著的深度或地点聚类模式，表明测量的环境参数在调查的深度和沿海社区之间没有表现出强烈的空间结构。
- 2.
较深的潮下带栽培对生存率的影响：结果显示，无论栽培地点如何，所有物种在0.5?m水深处的生存率均显著高于4?m水深处的潮下带栽培。G. salicornia的生存率最低，在Mwazaro和Kibuyuni的4.0?m水深处长绳栽培中生存率为0%。
- 3.
潮下带栽培对相对生长率和生物量产量的影响：研究发现，三个物种的相对生长率在栽培地点和水深之间存在显著差异。K. alvarezii在不同栽培深度间的相对生长率无显著差异，而 E. denticulatum在4?m水深处的相对生长率显著低于0.5?m。在所有地点，Kibuyuni的相对生长率和生物量产量均显著低于其他两个地点。
- 4.
环境因素与海藻生长和生存的相关性：相关性分析显示，水温与 K. alvarezii的相对生长率呈显著正相关。溶解磷浓度与 K. alvarezii的相对生长率也呈显著正相关。G. salicornia的相对生长率与溶解铁和锌的浓度呈显著正相关。
- 5.
不同养殖模型的经济评估：经济分析表明，离底栽培法是启动成本最低的选择。尽管所有方法在第一个栽培周期都因高初始设置成本而出现净亏损，但从第二个周期开始，只有离底栽培法能够产生正净收益（每周期64.2美元）。竹筏和长绳法则持续亏损。离底栽培法的投资回报率（ROI）为134.87%，盈亏平衡周期为29个（约3.7年），但其经济指标对市场价格和运营成本的变化非常敏感。
在讨论部分，作者对上述结果进行了深入分析，并强调了研究的意义。首先，研究表明，将养殖从潮间带/离底设置转移到更深、永久淹没的地点并不会自动提高性能，在4米水深生存率下降可能与水力暴露、磨损和生物相互作用（如食草动物啃食）有关，而非水化学差异。其次，地点间的性能差异表明，场地选择是养殖成功的关键决定因素，受庇护的泻湖环境（如Kijiweni和Mwazaro）比暴露的潮汐礁石环境（Kibuyuni）提供了更有利的生产条件。再者，物种间存在显著差异，K. alvarezii表现出最高的生长性能，而尚未被驯化的 G. salicornia表现较差。最后，经济评估证实，在当前条件下，离底栽培是肯尼亚沿海社区唯一经济上可行的选择，而潮下带栽培系统则需要进一步优化以提高产量并降低成本才可能具有可行性。
本研究的重要意义在于，它首次在肯尼亚海岸甚至更广泛的西印度洋地区，通过实验比较了潮间带离底养殖与潮下带（2-4米）养殖，同时量化了在手工艺养殖条件下的海藻性能和短期经济回报。其结果直接为当地养殖户、政策制定者和研究者提供了信息，有助于指导可持续的场地选择和未来的研究重点。尽管潮下带养殖被认为是应对气候变化潜在威胁的一种策略，但本研究揭示，在当前技术和市场条件下，其在肯尼亚沿海的立即推广应用面临技术和经济上的双重挑战。未来的研究需要整合高分辨率环境监测、量化生物胁迫，并探索跨栽培周期的季节变异性，以进一步提高海藻养殖在不断变化的气候和生态条件下的恢复力和生产力。
