藻類和浮萍的經(jīng)濟(jì)學(xué)

隨著世界人口增長(zhǎng)到100億，如何養(yǎng)活每一個(gè)人，同時(shí)保護(hù)環(huán)境，并普遍提高生活水平是一個(gè)難題。沒有一個(gè)單一的答案是足夠的。但是Gal Hochman和Ruslana Rachel Palatnik討論了“水生植物經(jīng)濟(jì)學(xué):藻類和浮萍的案例”中的一個(gè)可能的謎題 (資源經(jīng)濟(jì)學(xué)年度評(píng)論, 14: 555-577).他們開始:

水生植物生長(zhǎng)在淡水、沿海海水或開闊的海洋中，是許多食物網(wǎng)的起點(diǎn)。這項(xiàng)調(diào)查集中在三個(gè)這樣的植物:微藻，海藻(或大型海藻)，浮萍(MSD)。雖然微藻是一種光合水生生物，但海藻和浮萍是水生植物。然而，為了簡(jiǎn)單起見，我們稱它們?yōu)樗参?。這些植物大多作為人類食物和動(dòng)物飼料直接消費(fèi)；然而，在藥品和化妝品、紡織品、生物肥料/生物刺激劑以及生物包裝產(chǎn)品和應(yīng)用中，它們的消費(fèi)量要小得多。MSD有相當(dāng)大的潛力成為生物經(jīng)濟(jì)中一個(gè)重要的參與者，作為植物蛋白和其他生物化學(xué)原料的來源
對(duì)于生物油和生物燃料，各種高價(jià)值的生物產(chǎn)品，以及碳封存的可行來源。

MSD的比較優(yōu)勢(shì)是比陸地植物高得多的生物質(zhì)生產(chǎn)率(卡索尼等人，2020年)，同時(shí)不爭(zhēng)奪土地或淡水(帕拉特尼克和齊爾伯曼，2017年)。重要的是，MSD比陸基生物質(zhì)生產(chǎn)具有更高的光合效率，并且在捕獲碳方面更有效(Packer 2009年，Duarte等人2017年)。此外，MSD可以在不使用抗生素、化肥和殺蟲劑的情況下高效種植(Golberg等人，2020a)，全球MSD生物質(zhì)種植潛力可以維持該行業(yè)的快速增長(zhǎng)。例如，到2054年，海藻的離岸種植潛力可以提供多達(dá)四分之一的預(yù)測(cè)植物蛋白需求(Lehahn等人，2016年)。大約0.3%的海洋表面就足以產(chǎn)生相當(dāng)于全球農(nóng)業(yè)年產(chǎn)量的生物量(Bjerregaard等人，2016年)。

對(duì)肉類、魚類和奶制品的需求正在飆升，尤其是在發(fā)展中國(guó)家快速增長(zhǎng)的中產(chǎn)階級(jí)中(GFI 2021)。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)這些產(chǎn)品需要消耗大量的土地、水和殺蟲劑，并產(chǎn)生數(shù)十億噸的溫室氣體。商業(yè)捕魚可能是不可持續(xù)的，過度捕撈使魚類種群瀕臨滅絕或受到威脅。乳制品生產(chǎn)也產(chǎn)生了一系列的負(fù)外部性。因此，MSD種植是一種雙重紅利，可以顯著應(yīng)對(duì)人類的主要挑戰(zhàn):糧食安全和氣候變化。

2019年，MSD產(chǎn)品和應(yīng)用的市場(chǎng)價(jià)值約為200億美元(FAO 2021)。對(duì)可持續(xù)生物產(chǎn)品和應(yīng)用的需求不斷增長(zhǎng)，這可能會(huì)極大地?cái)U(kuò)大市場(chǎng)。此外，碳定價(jià)可能會(huì)極大地加劇對(duì)MSD的需求。

在全球經(jīng)濟(jì)背景下，這些市場(chǎng)很小。樂觀主義者會(huì)認(rèn)為這一事實(shí)意味著巨大的增長(zhǎng)空間，而悲觀主義者會(huì)說增長(zhǎng)空間很小，因?yàn)樗羞@些關(guān)于潛在好處的談?wù)摱际且环N巨大的高估。作者認(rèn)為，新的農(nóng)產(chǎn)品有一條發(fā)展路徑:它從依賴收獲野生產(chǎn)品開始，然后轉(zhuǎn)向種植產(chǎn)品，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)向基于科學(xué)的關(guān)于種植和潛在用途的見解。對(duì)于微藻、海藻(“大型海藻”)和浮萍來說，從收獲野生產(chǎn)品到種植的轉(zhuǎn)變才剛剛開始，對(duì)種植和使用的科學(xué)見解也處于非常早期的階段。但僅舉幾個(gè)例子，如果微藻可以用作生物燃料的基礎(chǔ)，如果海藻和浮萍可以用作動(dòng)物飼料，這些應(yīng)用可以在未來幾十年內(nèi)極大地改變陸地農(nóng)業(yè)面臨的限制。