对很多人来说,海藻只是浅水中的“绊索”。但是几万年来,人类已经把海藻利用到了极致——人类的祖先把它作为农业的食物和肥料。如今,我们不仅用它来包装美味的寿司,还在工业领域提取其化学成分来制作食品添加剂、可回收塑料等。
同时,海藻可以吸收空气体中的二氧化碳,有助于抑制温室气体的排放。目前,人们正在探索大规模的海藻养殖,以净化海水,重建生物多样性,提高水产养殖的生产力。
各种用途的过度开发导致一些海藻资源的短缺
海藻属于藻类,分为红藻、褐藻和绿藻三大科。吃海苔有很多好处,但是东西方对海苔作为食物的喜欢程度有很大的差异。海藻是中国、日本和韩国的主要民族食品。然而,在许多西方国家,海藻的消费量很低。加拿大阿卡迪亚海洋植物采购公司的M Lynn cornish说,很多人认为这是一种“劣质食品”,不愿意接受。
然而,许多人在不知情的情况下食用或使用海藻。例如,酱和酸奶中的增稠剂是由角叉菜胶制成的,角叉菜胶是红藻的产物。很多化妆品都使用一种标有“E407”的成分,其实就是卡拉胶。丹麦理工大学的苏珊·霍尔特说:“几乎没有人知道牙膏中有来自海藻的卡拉胶。”
日益增长的素食主义也扩大了对海藻的需求,许多食品制造商需要用海藻提取物代替一些动物胶成分。
海藻不仅用作食物。其中所含的长链分子是塑料的理想替代品,目前已有部分这类材料的产品投放市场。比如英国新公司Notpla就开发了海藻植物混合材料,希望可以替代塑料水瓶和番茄酱包装。2019年,伦敦马拉松赛使用的运动饮料包装就是由这种生物塑料制成的。
但目前,它仍然属于一个新的小众市场。“你很难在市场上找到这种产品。”西班牙巴伦西亚大学的弗朗西斯科·巴尔巴表示,2017年,在与康沃尔共同撰写的一份报告中,有32个国家主动开采野生海藻,每年开采总量超过80万吨。
虽然这个数字与其他作物相比不多,但一些野生海藻已经被过度开发。康沃尔提到,在加拿大爱德华王子岛,一种叫“克拉苏角叉菜胶”的红藻被当地人过度开发,用来制作卡拉胶。“这个资源就要失去了”。
海洋牧场给人类带来了数亿吨的生态食物
想要获得大量的海藻,就必须实现它的人工培育。
海藻养殖的潜力巨大。可持续海洋经济高级别小组是一个与政府和工业界有着广泛合作的国际组织,致力于促进海洋的可持续利用。2019年,该组织发表了一篇题为"海洋植物的未来"的论文,概述了海藻养殖的未来。论文估计,海洋每年可以以鱼类和贝类的形式为人类提供3.64亿吨动物蛋白,可以满足约60亿人的蛋白质需求。然而,为了实现这个目标,充足的海藻是非常重要的。
文中提到:“我们必须养殖海藻。在某些情况下,人工农场可能比野生渔场提供更多的产品。”这一点非常重要,因为海藻和牛羊的草一样,是其他海洋养殖和开发项目的基础。而且,更吸引人的是,海藻养殖的维护成本比陆地农业低——线的一端只需要带上海藻种子,然后附上重物,扔到海水下几米的地方,另一端系上浮标,供后续搜寻。几个月后,我们可以乘船收集海藻,用钩子钩住鱼线。整个过程不需要任何肥料。
在美国,一个名为“绿波”的非营利组织于2014年开始培训海藻种植者。在英国,“海生”海藻养殖公司最近在北海开办了一个商业农场。
对于英国海洋生物学家、Bio部落有限公司创始人安吉拉·米德来说,真正的挑战是扩大养殖规模,这意味着需要新的地方。她说,一般来说,海草养殖需要隐蔽的海洋区域,比如内海或河口,但这样的海岸并不多,而开阔的海岸却很多。
美赞臣也希望通过现有的贻贝养殖产业来培育海藻,从而将养殖场的效益最大化。这种方法模仿了“绿波”的做法,即在贻贝、扇贝、牡蛎养殖场养殖海带。海带为贝类提供庇护。作为回报,贝类会消耗水中过多的氮。
太平洋国家基里巴斯也采取了类似的做法,岛上居民将海藻和鱼、沙鱼和海参放在一起,以确保食品安全。
这种一体化养殖既能保证产量和物种,又能重塑海洋生态系统。许多海洋生物将栖息在海草线附近,这将使这个海域“好客”。如果水中营养物质和矿物质过多,有害藻类会迅速生长,会耗尽水中的溶解氧,导致鱼类死亡。海藻会吸收多余的营养,防止这种情况发生。
同时,海藻还能产生氧气对抗海洋酸化。根据2019年的一项研究,大约4800万平方公里的海洋可用于海藻养殖,77个国家将从中受益。
地球清洁者吃红藻来减少牛羊的甲烷排放
如果海藻养殖的规模能够迅速扩大,甚至可能有助于减缓气候变化。
目前,畜牧业是最重要的温室气体来源之一。牛和其他反刍动物肠道中的甲烷杆菌在消化过程中释放甲烷,通过动物打嗝排出体外。
这对地球不是一件好事。然而,2008年以来的统计数据显示,在反刍动物的口粮中添加海藻可以减少它们的甲烷排放。后来,科学家发现一种名叫“刺海门冬”的红藻在这项任务中表现得特别好。
然而,这类实验的受试者大多是实验室培养的微生物,而不是真正的奶牛,这使得实验结果不太可信。所以,加州大学的Ermias Kay Brebu真的将红藻混入了12头牛的日常口粮中,结果令人惊叹——三周后,甲烷排放量减少了67%。此外,凯·布雷布的研究团队还发现,喂食海藻以减少甲烷排放可以持续几个月。凯·布雷布现在是加州“蓝色海岸”创业公司顾问委员会的成员,他们正在努力让这种方法在美国获得批准。
减少甲烷排放确实有助于减少温室气体,但效果不是很显著。因为二氧化碳是全球变暖的主要原因,也是海平面上升的罪魁祸首。好消息是海藻还可以抑制二氧化碳的排放。
一方面,海藻可以通过光合作用消除大气中的二氧化碳。2017年的一项调查显示,商业海藻养殖场每年可以消除280万吨二氧化碳。海藻每平方公里可以储存1500吨温室气体,而陆地上的森林每平方公里可以储存3600多吨。虽然海草的碳储存能力不如陆地森林,但有待开发的海草种植数量空远多于陆地森林。
海草森林能把二氧化碳保存在海底吗
海藻中的二氧化碳能储存多久?
这取决于人们怎么做。如果我们吃海藻,二氧化碳会在几个月内回到大气中;如果海藻被加工成生物燃料,它可以代替石油和天然气,但它仍然会释放二氧化碳。
除了用海藻做生物燃料,还有更激进的方法。那就是把海藻吸收的所有生物量和二氧化碳都埋在深海里。这种方法是由澳大利亚博物馆的蒂姆·弗兰纳里提出的。南太平洋大学的安托万·德拉蒙德·恩海尔特曾估计,“海藻林”所占的海域面积约为9%,是俄罗斯陆地面积的两倍,是栽培和野生海藻总面积的十倍。如果弗兰纳里的实践付诸实施,大气中的二氧化碳含量可以降低到工业化前的水平。
为了推动这一想法,弗兰纳里成立了海洋森林基金会,但该基金会因缺乏资金而被迫关闭。此后,弗兰纳里继续努力寻找相关领域的专家,讨论这种方法的可行性和实施。
他承认,这种方法的实施还存在许多潜在的问题。比如大规模实施会不会干扰世界的氮循环?如果大量分解物质被引入海洋,会不会造成深海缺氧?继续下去会不会太贵?在2019年的一次会议上,东安格利亚大学的彼得·利斯提出了反对意见,认为海藻释放的含卤素气体会干扰大气化学。
总之,我们不能忽视海藻,不仅仅是因为它在水中的摇曳和舞蹈。