水产养殖占全球水生生物产量的近50%。然而，这种活动产生的残留物会对环境造成影响。从规划阶段到残留物处理，可以采取几种策略来减少这些负面影响。替代饲养系统，如综合多营养水产养殖（IMTA）、综合水产养殖农业系统、再循环系统（RAS）和生物肥料（BFT），可以取代传统的单一养殖。在残渣处理阶段，可以通过悬浮固体在储罐或机械过滤器中的沉降来去除固体颗粒。溶解营养物质的减少被用于生物过滤器、人工湿地或农业作物的灌溉。最后，我们描述了用于估计水产养殖环境影响的方法。

这些方法可以确定生产链中对环境影响较大的阶段和过程。其中，我们可以重点介绍生命周期评估、能值分析和生态足迹。本研究中描述的策略有助于提高水产养殖的可持续性；然而，研究应该不仅仅关注生产力和盈利能力，因为有必要将社会和环境问题包括在内。

介绍

在过去的几十年里，水产养殖作为人类的食物来源发挥了重要作用。2016年，全球水产养殖业务达到约2435亿美元和1.102亿吨（活重），其中8000万吨为水生动物，3010万吨为植物和藻类（粮农组织，2018）。全球人均鱼类消费量从1961年的9.0公斤增加到2015年的20.2公斤（粮农组织，2018）。未来几年，各大洲，特别是亚洲、大洋洲、拉丁美洲和加勒比地区的人均鱼类消费量预计将增加。此外，到2050年，水产养殖产量预计将达到1.4亿吨，是2010年全球产量的两倍（Waite等人，2014）。水产养殖的发展带来了社会和经济效益，创造了就业机会，提高了生活质量（Valenti等人，2018）。

然而，这一快速增长引起了研究人员、民间社会和非政府组织的注意，他们关注与该活动相关的环境影响。为了解决环境问题，出现了新的水产养殖系统概念（见Waite等人，2014）。尽管这些概念适用于不同的水产养殖系统，但本文将重点关注土塘水产养殖。池塘是最古老的水产养殖生产系统，有迹象表明，自古代文明（中国和埃及）以来，池塘一直是水产养殖中70%的水生动物和80%的鱼类的来源（Tucker&Hargreaves，2012年）。

水产养殖的最佳管理做法是指根据农民和消费者协会、政府机构和民间社会组织等社会机构制定的道德准则生产水生生物（Boyd 2003）。该道德准则旨在制定最佳管理实践，以减少对环境的影响、对当地社区的破坏并改善动物福利（Boyd 2003）。因此，应采取高质量饲料（高消化成分、低营养浸出率和高水稳定性）和正确施肥（数量和频率）的策略，以降低排入水生生态系统的污水中的营养浓度。

文献中的研究表明，水产养殖对环境的影响有所减少。例如，越南的集约化虾生产系统（Anh等人，2010年）和墨西哥池塘中相互连接的虾池（Barraza-Guardado等人，2015年）。此外，高质量的饲料和正确的施肥（数量和频率）是应该实施的策略，以降低排入水生生态系统的污水中的营养浓度。

生态水产养殖是一种替代系统模型，由Costa-Pierce（2002）提出，并由同一作者修订（Costa-Pierce20032008）。这种水产养殖模式为生产系统链添加了生态系统概念和生态学原理。它还考虑了涵盖社会、经济和环境领域的社区发展计划（Costa Pierce，2003年）。作者认为，生态水产养殖的主要目标是将水产养殖、社会效益和经济效益融入生态系统。因此，生态水产养殖利用科学以及自然和社会实践来实现参与活动的社区的可持续发展（Costa Pierce，2008年）。生态水产养殖的概念有助于参与这项活动的人的社会和经济发展，因此联合国粮食及农业组织渔业和水产养殖部发布了题为“生态系统方法水产养殖”的技术准则（粮农组织，2008年a）。

Valenti（2002）指出，与生态水产养殖概念类似，可持续水产养殖必须是一种现代实践，其中利润、环境保护和社会发展具有相同的相关性，因此活动可以长期持续。活动的可持续性包括与当地文化、水产养殖经济成本以及维护生态系统和当地社区的和谐和互动有关的方面（Valenti等人，2011）。最近，Valenti等人（2018）描述了完全可持续的系统仍远未实现，但不可持续和可持续系统之间存在梯度，可以识别不同水平的可持续性。

尽管这些新的水产养殖概念鼓励活动、社会社区和周围环境的融合，但水生生物的生产往往与生态系统没有建立和谐的关系。在改进这些新概念的采用方面存在一些挑战：（i）生产成本增加，即根据Bush等人的说法，可持续性认证。（2013），由于其复杂性和成本，这种认证在发展中国家和小农户中并不常见；（ii）消费者不愿意为在可持续做法下饲养的产品支付更高的价格。这种情况因国家而异。在发达国家，人们为可持续产品，即有机食品支付更多费用的意愿更高（经合组织，2011年）；三从大学和研究中心向农民和水产养殖推广的技术转让过程效率低下。在巴西，有些州缺乏专门从事水产养殖推广的人员，而其他州则有水产养殖推广，但重点是利用传统做法开展活动。

对环境的影响取决于栽培物种、生产系统（如粗放型、半集约型或集约型）、放养密度、饲料质量和管理实践（Cao等人，2007）。此外，饲养系统的残留物处理，如废水和沉淀材料，对于减少对活动的影响至关重要。

水产养殖中使用的物种主要包括鱼类、软体动物、甲壳类动物和水生植物，共有598种（粮农组织，2018）。单独或与其他物种组合培养给定物种的可行性，允许系统具有不同种类的物种相互作用和环境动力学。然而，在大多数西方国家，以半集约和集约系统为主，其中单一物种被集中喂养（Valenti等人，2011）。池塘系统中的养分效率因质量平衡研究而异。大多数研究表明，在养分同化方面效率低下，低于20%（Boyd 2003），只有21%的氮和6%的磷（Jackson等人，2003），生物量中分别回收了16.3%、38.8%和10.4%的有机碳、氮和磷（Sahu等人，2013）。大多数未被动物吸收的营养物质（氮和磷）仍留在系统中，进入沉积物（Adhikari等人，2014年）或留在池塘水中（Piedrahita，2003年；Gutierrez-Wing和Malone，2006年）。

饲料的低同化作用反映在池塘水质中，因为它增加了水的浊度以及悬浮固体、有机物、氮和磷的浓度（Kimpara等人，2013；Henares和Camargo，2014年）。为了使水质保持在允许动物生长的条件下，采用了常见的做法，如水更新（Boyd&Queiroz 2004）和使用曝气器。根据Samocha和Lawrence（1997）的说法，在集约和半集约养殖系统（水箱和池塘）中，通常每天更新高达30%至40%的系统水，以提高溶解氧水平并改善水质。然而，从水箱和池塘排放的水（污水）流入接收水体，其中的营养物质未被饲养的动物吸收。

水产养殖废水的排放会导致水生生态系统群落的改变。这些变化与有机物矿化导致的氮、磷和悬浮固体的增加以及水溶解氧水平的降低有关（Henry Silva&Camargo 2008；Henares等人2013）。斑节对虾养殖的污水排放到澳大利亚北部的红树林中，提高了氮和磷的浓度，导致藻类生长不理想（Trott&Alongi 2000）。密集的海虾养殖是巴西北部海岸六个河口氮和磷排放的主要原因（Lacerda等人，2006年），并导致红树林群落退化（New等人，2010年）以及地下水和农业用地盐碱化（粮农组织，2006）。Flaherty等人（2000年）也报告了泰国的水质退化和农田盐碱化。

在加拿大鳟鱼养殖场附近的湖泊中观察到浮游植物群落生物量增加了400%，甲藻和温藻大量繁殖（Findlay等人，2009）。重要的是要强调，浮游植物水华会导致透光带的减少和初级生产群落的改变，这两者都会影响整个营养链。在湖泊、水库、河流和池塘等水生环境中，营养物浓度的增加有利于不同大型植物物种的发展（Pieterse&Murphy 1990；Thomaz等人2005；Camargo等人2006；Pitelli等人2008；Bornette和Puijalon 2011）。

在热带地区，接受水产养殖废水的水库中的自由漂浮大型植物Salvinia merita的生物量是不接受水产养殖污水的水库的12.5倍（Pistori等人，2010）。因此，要达到人类消费的卫生水平，水处理成本会增加，有必要投资于去除有机物、营养物质、毒素和病原体的技术（Tundisi 2003；Oliveira等人2014）。除了与营养水平增加有关的影响外，污水中还可能含有在生产周期中用于治疗鱼类疾病的药物（Santos等人，2015年），并导致水体沉淀（Páez Osuna，2001年；Bouwman等人，2013年）。外来物种的释放是污水排放的另一个影响因素。这些物种可以与本地物种竞争或早于本地物种，干扰自然栖息地并传播病原体（Bridger&Garber，2002年；Myrick，2002年）。

根据研究目的和可用数据，可以通过不同的工具来衡量水产养殖对环境的影响。Hall等人（2011）指出了几种方法：环境影响评估、风险分析、质量和能量平衡、成本效益分析、生态足迹和生命周期评估。此外，还有能值分析（Odum 1996）和可持续性指标（Valenti等人，2018）。尽管存在方法上的差异，但这些工具的主要目标是估计影响，并允许在不同系统之间进行比较。这些方法还允许从环境的角度识别瓶颈和效率较低的过程。因此，可以做出减少环境影响和提高水产养殖系统可持续性的决策。

本研究的目的是描述与土塘养殖系统、管理实践和残渣处理相关的几种策略，并讨论用于评估有助于水产养殖可持续性的环境影响的工具。

Overview of strategies that contribute to the environmental sustainability of pond aquaculture: rearing systems, residue treatment, and environmental assessment tools