Hướng Tới Dấu Chân Carbon Thấp: Tình Hình Hiện Tại Và Triển Vọng Cho Nuôi Trồng Thủy Sản Phần 1

Tóm tắt

Nuôi trồng thủy sản là một trong những ngành nông nghiệp phát triển nhanh nhất trên toàn cầu và ngày càng trở nên quan trọng trong việc tạo ra chế độ ăn uống bền vững và lành mạnh với ít tác động đến khí hậu. So với sản xuất chăn nuôi, đặc biệt là thịt bò, sản xuất hải sản có lượng khí thải carbon thấp hơn. Ngoài ra, một số loài có thể hấp thụ carbon từ môi trường nước, góp phần kéo dài chu trình carbon. Tuy nhiên, tác động tiêu cực đến môi trường trong nuôi trồng thủy sản có thể tăng lên khi dân số toàn cầu tăng và nhu cầu về thực phẩm thủy sản tăng. Trong bài viết này, chúng tôi xem xét hậu quả của nuôi trồng thủy sản đến môi trường và tác động tiềm tàng của các sản phẩm thủy sản khác nhau đối với khí thải nhà kính (GHG). Chúng tôi cũng tóm tắt các cách tiếp cận để cải thiện dấu chân môi trường nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu toàn cầu. Các yếu tố chính được thảo luận bao gồm cải thiện hiệu quả thức ăn, lựa chọn loài nuôi phù hợp và thực hiện các biện pháp quản lý và canh tác bền vững trong nuôi trồng thủy sản, cũng như sự đánh đổi giữa nuôi trồng thủy sản và đánh bắt thủy sản. Điều quan trọng là khoảng cách hiệu suất giữa các loài nuôi nhấn mạnh tiềm năng của lời khuyên hướng đến người tiêu dùng nhằm giảm đáng kể tác động của nuôi trồng thủy sản đối với biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, khoảng cách kiến thức liên quan đến quá trình cô lập carbon và phát thải GHG trong ao nuôi trồng thủy sản đòi hỏi phải nghiên cứu thêm. Nhìn chung, cần đánh giá toàn diện và can thiệp chiến lược liên quan đến phát thải GHG để đạt được tương lai bền vững, ít carbon cho nuôi trồng thủy sản.

1. Giới thiệu

Ước tính dấu chân carbon, còn được gọi là ước tính dựa trên mức tiêu thụ, đề cập đến tổng lượng khí thải nhà kính (GHG) như carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄) và nitơ oxit (N₂O), có nguồn gốc trực tiếp và gián tiếp từ nhiều chuỗi cung ứng khác nhau (ví dụ: sản xuất vật liệu, chế tạo, sử dụng và kết thúc vòng đời). Tất cả các loại khí này đều có thể giữ nhiệt trong khí quyển và dẫn đến biến đổi khí hậu và làm trái đất nóng lên. Nhìn chung, dấu chân carbon của các sản phẩm cuối cùng thay đổi trong suốt vòng đời của chúng, với sự khác biệt được giải thích bởi tiềm năng nóng lên toàn cầu của từng loại khí nhà kính, dẫn đến các phép đo chung theo đơn vị carbon dioxide tương đương (CO₂eq). Cho đến nay, các hoạt động của con người đã thay đổi đáng kể chu trình carbon và nitơ toàn cầu, làm tăng lượng khí thải GHG ra môi trường. Khí hậu nóng lên do lượng khí thải GHG liên tục tăng đã trở thành một vấn đề quan trọng của khu vực và toàn cầu, dẫn đến gánh nặng lớn cho hệ thống Trái đất. Đã có báo cáo rằng hệ thống lương thực toàn cầu tạo ra khoản 1/3 lượng khí thải GHG do con người tạo ra (Crippa và cộng sự, 2021). Việc kiểm soát lượng khí thải carbon phát sinh từ hệ thống thực phẩm toàn cầu là hết sức cấp thiết và dấu chân carbon giúp xác định trách nhiệm cho các nỗ lực giảm thiểu tiềm năng.

Nông nghiệp, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản, đang trải qua quá trình tăng trưởng và thâm canh nhanh chóng để tăng sản lượng lương thực cho dân số toàn cầu đang gia tăng (FAO, 2016a, b). Tuy nhiên, việc tăng sản lượng lương thực có liên quan chặt chẽ đến tình trạng suy thoái môi trường đang leo thang như hiện tượng nóng lên toàn cầu (Tilman và cộng sự, 2011; IPCC, 2019; Crippa và cộng sự, 2021). Các sản phẩm nuôi trồng thủy sản được gọi là “thực phẩm xanh” (Gephart và cộng sự, 2021) cung cấp một lượng lớn protein chất lượng cao cho người tiêu dùng, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Sự phát triển nhanh chóng của nuôi trồng thủy sản và nghề đánh bắt thủy sản được gọi là “cuộc cách mạng xanh” (Neori và cộng sự, 2007; Simpson, 2011). Đây là một cách tiếp cận hiệu quả để bổ sung protein động vật và có nhiều khả năng được áp dụng để đóng góp vào dinh dưỡng của con người trên toàn cầu, an ninh lương thực và lợi ích sinh thái (Bene và cộng sự, 2016). Nuôi trồng thủy sản liên quan đến việc sử dụng thức ăn thủy sản có thể gây phú dưỡng và tích tụ cacbon hữu cơ trong ao và các vùng nước lân cận. Tuy nhiên, tỷ lệ chất dinh dưỡng đóng góp vào môi trường nhỏ so với ngành chăn nuôi gia súc và gia cầm (NBSC, 2021). Phát thải lượng lớn khí nhà kính trong nuôi trồng thủy sản phần là kết quả của sản xuất thức ăn và tiêu thụ năng lượng (Hilborn và cộng sự, 2018; Macleod và cộng sự, 2020). Ngoài ra, một số cacbon từ thức ăn có thể được chuyển đổi thành CO₂ và CH₄ bởi động vật thủy sinh và vi sinh vật trong nước thông qua quá trình chuyển đổi sinh học và phân hủy kỵ khí, có khả năng góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính. Nhu cầu hải sản của con người ngày càng tăng có thể dẫn đến lượng khí thải GHG từ nuôi trồng thủy sản cao hơn.

Gần đây, chính phủ Trung Quốc đã công bố mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2060 để thúc đẩy quá trình chuyển đổi xanh của nền kinh tế, cho thấy rằng một cuộc cách mạng tự thân hoặc một loạt các sáng kiến sẽ được thực hiện để đạt được mục tiêu trung hòa carbon thông qua bảo tồn năng lượng, giảm phát thải và công nghệ carbon thấp để lượng khí thải CO₂ “đủ đáp ứng nhu cầu”. Trong bối cảnh đạt được mức trung hòa carbon để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu, cần hiểu biết toàn diện và đánh giá chính xác các chi phí liên quan đến phát thải GHG phát sinh trong quá trình phát triển chưa từng có của ngành nuôi trồng thủy sản Trung Quốc. Dấu chân carbon theo loài cụ thể để giảm hậu quả về môi trường cũng rất quan trọng để hướng dẫn các hoạt động nuôi trồng và tiêu thụ thị trường. Ngoài ra, việc đạt được các lựa chọn tăng cường bền vững nhất từ nuôi trồng thủy sản đến tiêu thụ mang lại những cơ hội đầy hứa hẹn để mang lại lợi ích cho sức khỏe cộng đồng, giảm thiểu các cạm bẫy môi trường toàn cầu và thậm chí đóng góp “thực phẩm ít carbon”.

2. Nhu cầu ngày càng tăng đối với thực phẩm màu xanh từ nuôi trồng thủy sản

Nuôi trồng thủy sản là một ngành quan trọng góp phần vào an ninh lương thực toàn cầu và xóa đói giảm nghèo ở các khu vực nghèo đói và kém phát triển trong nửa thế kỷ. Trên toàn cầu, cá cung cấp thực phẩm cho khoảng 3,3 tỷ người, với mức tiêu thụ cá bình quân đầu người tăng từ 9 kg năm 1961 lên 20,5 kg tính theo trọng lượng sống vào năm 2018 (FAO, 2020). Ở Trung Quốc, lượng protein trong chế độ ăn từ động vật thủy sản tăng từ 1,2 g/(đầu người*ngày) vào năm 1961 lên 13,9 g/(đầu người*ngày) vào năm 2020 (NBSC, 2021), với lượng protein vượt xa mức trung bình toàn cầu (5,61 g/(đầu người*ngày)) vào năm 2018 (FAO, 2020). Kể từ cuối những năm 1980, ngành đánh bắt thủy sản toàn cầu đã trì trệ, đạt 96,4 triệu tấn (Mt) vào năm 2018, có khả năng sẽ ổn định ở mức khoảng 96 Mt vào năm 2030 (FAO, 2020). Tuy nhiên, sản lượng nuôi trồng thủy sản sẽ đạt 109 Mt vào năm 2030 (FAO, 2020) và 140 Mt vào năm 2050 (Waite và cộng sự, 2014) và nhu cầu cá toàn cầu sẽ tăng gần gấp đôi vào giữa thế kỷ (Naylor và cộng sự, 2021a).

Mặc dù nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng, nhưng có những mô hình đáng kể giữa các mốc thời gian và khu vực địa lý về sản xuất và tiêu thụ cá. Trước đầu những năm 1980, sản xuất đánh bắt thủy sản là phương tiện phổ biến nhất để đảm bảo nguồn cá ở các nước đang phát triển và đóng góp đáng kể vào an ninh lương thực quốc gia, chiếm nguồn tiêu thụ cá chính (FAO, 2020). Cá nước ngọt chủ yếu được tiêu thụ ở Châu Á, các loài cá nước ngọt và cá nổi ở Châu Phi và Nam Mỹ, và các loài cá đáy ở Châu Âu và Bắc Mỹ (Naylor và cộng sự, 2021a). Cá nước ngọt (như cá chép) theo truyền thống là cá để làm thức ăn ở Trung Quốc do ngành nuôi trồng thủy sản phát triển nhanh chóng và liên tục trong những thập kỷ gần đây (Zhang và cộng sự, 2015). Cá nổi nhỏ (đặc biệt là cá thức ăn nhỏ) từ nghề đánh bắt chiếm ưu thế ở Ghana và Peru. Ngược lại, các loại thực phẩm thủy sản có giá trị thị trường cao có liên quan đến cá đáy, giáp xác, cá ngừ và các loại cá biển khác ở các nước phát triển như Hoa Kỳ và Pháp. Ở một mức độ lớn, tính sẵn có và giá cả phải chăng của cá dẫn đến sở thích tiêu dùng. Cần lưu ý rằng giá thấp của khối lượng lớn cá nuôi khiến chúng được cung cấp rộng rãi và dễ dàng tiếp cận đối với người tiêu dùng có thu nhập thấp (Belton và cộng sự, 2018), làm tăng nhu cầu toàn cầu đối với thực phẩm xanh. Ngoài sự tăng trưởng do dân số thúc đẩy, tăng trưởng kinh tế và đô thị hóa cũng là những động lực quan trọng ảnh hưởng đến nhu cầu (Cai và Leung, 2017). Tiêu thụ thủy sản có thể thay đổi theo tăng trưởng kinh tế theo độ co giãn thu nhập của cầu. Ví dụ, họ có thể ưu tiên các sản phẩm có giá trị thị trường hơn (Gouel và Guimbard, 2018) hoặc thúc đẩy việc thay thế các sản phẩm thủy sản bằng các loại thực phẩm có nguồn gốc động vật khác (Heilpern và cộng sự, 2021). Mặc dù vẫn còn một số khoảng cách kiến thức về nhu cầu thực phẩm xanh trong tương lai và vai trò của nó trong quá trình chuyển đổi chế độ ăn uống, nuôi trồng thủy sản vẫn là giải pháp lâu dài và có hy vọng giải quyết nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu đối với các sản phẩm thực phẩm thủy sản an toàn và lành mạnh (Tacon và cộng sự, 2020).

3. Lợi ích của thực phẩm màu xanh đối với dinh dưỡng của con người và hậu quả đối với môi trường

Chế độ ăn toàn cầu có liên quan đến sức khỏe con người và môi trường (Tilman và Clark, 2014). Trong bối cảnh dân số toàn cầu gia tăng đòi hỏi phải tăng cường bổ sung thực phẩm và các chất dinh dưỡng quan trọng được sản xuất bởi các hệ thống nông nghiệp khả thi không chỉ về mặt kinh tế và công nghệ mà còn về tính bền vững. Gần 700 triệu người, chiếm gần 9% dân số thế giới, đang phải chịu cảnh đói nghèo, trong đó có 250 triệu người có khả năng đứng trước bờ vực chết đói. Cải thiện chế độ dinh dưỡng thông qua chế độ ăn giàu axit béo thiết yếu, protein, khoáng chất và vitamin từ các nguồn như cá, thịt và các loại thực phẩm thích hợp khác có thể tăng cường sức khỏe và giảm tình trạng suy dinh dưỡng. Nhiều người có thu nhập cao hơn và ở đô thị ngày càng dễ bị thừa cân hoặc béo phì do thay đổi chế độ ăn uống (Popkin và cộng sự, 2012). Trong cuộc chiến toàn cầu chống lại tình trạng suy dinh dưỡng và các bệnh mãn tính không lây nhiễm, cá và các động vật thủy sinh khác, dù được nuôi hay đánh bắt, là nguồn thực phẩm hiệu quả và lành mạnh hơn so với các sản phẩm động vật trên cạn như gia súc và gia cầm (Verbeke và cộng sự, 2005; Zhong và cộng sự, 2020). Hàm lượng chất dinh dưỡng tương đối cao trên mỗi trọng lượng ăn được, bao gồm protein, khoáng chất, vitamin và đặc biệt là axit béo omega-3 chuỗi dài (Tacon và Metain, 2013), nhấn mạnh vai trò của chúng trong việc thúc đẩy lợi ích sức khỏe và nhu cầu thị trường (Tilman và Clark, 2014).

Các sản phẩm thủy sản đã trở thành nguồn cung cấp protein động vật chính thứ hai trong chế độ ăn uống (khoảng 20% lượng protein động vật hấp thụ) cho con người sau sữa, với mức tiêu thụ lớn hơn thịt gia cầm, thịt lợn và thịt động vật nhai lại kể từ năm 2017 (FAO, 2020; Tacon, 2020). Trong kịch bản sản xuất cao, việc mở rộng nuôi trồng thủy sản thêm 15,5 Mt vào năm 2030 sẽ thúc đẩy đáng kể sản lượng thực phẩm động vật thủy sản, có khả năng bù đắp một số tác động tiêu cực của việc tiêu thụ thịt chế biến và thịt đỏ và giải quyết tình trạng mất an ninh dinh dưỡng liên quan đến tình trạng thiếu hụt vi chất dinh dưỡng (Golden và cộng sự, 2021). Nếu được áp dụng rộng rãi, thực phẩm động vật thủy sản có thể làm giảm lượng khí thải GHG toàn cầu từ nông nghiệp (Tilman và Clark, 2014; Gephart và cộng sự, 2016). Mặc dù các ngành sản xuất thực phẩm từ động vật có sự khác biệt lớn về hiệu suất môi trường, nhưng sản xuất thủy sản từ nuôi trồng thủy sản và đánh bắt thủy sản thải ra ít GHG hơn so với chăn nuôi thịt đỏ và một số loại thực phẩm thủy sản còn tốt hơn gia cầm (Bảng 1). Sử dụng đất trên mỗi kg cá nuôi thấp hơn so với các loại protein động vật khác, với lượng khí thải GHG tương đương với thịt gia cầm và chỉ cao hơn trứng, nhưng thấp hơn nhiều so với thịt bò, thịt cừu và thịt lợn (Poore và Nemecek, 2018). Một giải pháp để giảm lượng khí thải nông nghiệp là giảm sản xuất thịt đỏ, ngoại trừ việc tăng nguồn cung cấp cá là hữu ích.

Bảng 1 So sánh hiệu suất môi trường của các sản phẩm giàu protein và protein từ động vật trên cạn và dưới nước thường được tiêu thụ.

Lưu ý: Dữ liệu trong ngoặc đơn thể hiện giá trị trung bình trong cùng một danh mục sản phẩm trừ khi có quy định khác; * giá trị trung bình của giá trị tối đa và tối thiểu.

4. Sự thay đổi trong lượng khí thải GHG từ nuôi trồng thủy sản giữa các loại thực phẩm màu xanh

Theo các nghiên cứu trước đây, không phải tất cả các loại thực phẩm xanh đều được tạo ra như nhau về hiệu suất môi trường trong các hoạt động canh tác (Bảng 2), ngay cả đối với cùng một loài (Bảng 3). Trong bối cảnh đánh giá vòng đời (“từ lúc bắt đầu đến khi ra khỏi trang trại”), lượng khí thải GHG rất khác nhau. Các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS), được biết đến với hoạt động được kiểm soát trên cạn, mặc dù hiệu quả và thân thiện với môi trường, nhưng lại tạo ra lượng khí thải GHG cao do các hoạt động tiêu tốn nhiều năng lượng như xử lý nước, đặt ra thách thức đối với các mục tiêu về khí hậu. Ví dụ, Tilman và Clark (2014) đã báo cáo rằng so với các hệ thống nuôi trồng thủy sản không tuần hoàn (truyền thống), RAS thải ra lượng khí thải cao hơn gấp đôi trên mỗi gam. Dấu chân carbon của cá hồi từ RAS sử dụng điện từ nhiên liệu hóa thạch (7,01 tấn (t) CO₂eq/t) gấp đôi so với cá hồi từ lồng lưới hở về lượng khí thải carbon chỉ từ sản xuất (3,39 t CO₂eq/t) (Liu và cộng sự, 2016). Những nỗ lực này cung cấp những hiểu biết sơ bộ về sự đóng góp của nuôi trồng thủy sản vào lượng khí thải GHG; tuy nhiên, các ước tính và dự đoán khác nhau do sự khác biệt trong cơ sở dữ liệu, ranh giới hệ thống và phương pháp luận (Munkung và cộng sự, 2014; Jiang và cộng sự, 2022). Những so sánh trước đây cho thấy rằng lượng khí thải GHG không chỉ phụ thuộc vào các mô hình nuôi và các loài cụ thể mà còn phụ thuộc vào nơi diễn ra hoạt động nuôi trồng thủy sản (Bảng 2).

Bảng 2 Hiệu suất môi trường của 1 tấn động vật thủy sản sống được sản xuất trên toàn cầu và theo các quốc gia lớn

Lưu ý: Dữ liệu trong ngoặc đơn biểu thị giá trị trung bình trong cùng một loài/thể loại

Bảng 3 Hiệu suất môi trường của 1 tấn động vật thủy sản sống được nuôi trong các hệ thống nuôi khác nhau.

Trong ba hệ thống nuôi trồng thủy sản châu Á, cường độ phát thải trung bình từ nuôi trồng thủy sản ao là 1,37 t CO₂eq/t trọng lượng sống từ hệ thống cá trê sọc ở Việt Nam, tiếp theo là 1,58 t CO₂eq/t trọng lượng sống từ hệ thống cá rô phi sông Nin ở Bangladesh và 1,84 t CO₂eq/t trọng lượng sống từ hệ thống cá chép lớn Ấn Độ ở Ấn Độ (Munkung và cộng sự, 2014). Trong số các loài cá nước ngọt, họ cá chép là loài được tiêu thụ nhiều nhất trên toàn thế giới, với lượng khí thải carbon ước tính là 2,69 tấn CO₂eq/t họ cá chép ở Trung Quốc (Xu và cộng sự, 2022) và 3,73 tấn CO₂eq/t họ cá chép trên toàn cầu (Macleod và cộng sự, 2020). Lượng khí thải GHG trung bình đối với cá chép bạc/cá chép đầu to ăn lọc được nuôi trên toàn cầu ước tính là 1,93 tấn CO₂eq/t, thấp hơn đáng kể so với lượng khí thải ước tính (3,74 tấn CO₂eq/t) của các loài cá chép khác (không bao gồm cá chép bạc/cá chép đầu to) (Gephart và cộng sự, 2021). Cho đến nay, Trung Quốc có sản lượng cá chép bạc/cá chép đầu to lớn nhất (6,94 Mt), chiếm 14,14% sản lượng cá vây toàn cầu từ nuôi trồng thủy sản nội địa vào năm 2020 (FAO, 2022). Điều này có nghĩa là việc nuôi các loài ăn lọc ở Trung Quốc có khả năng làm giảm lượng khí thải GHG về mặt nuôi trồng thủy sản toàn cầu.

Trên toàn cầu, ước tính chuẩn hóa về chi phí môi trường của hơn 70% thực phẩm xanh bao gồm 23 nhóm loài đã chỉ ra rằng nhuyễn thể hai mảnh vỏ và rong biển nuôi tạo ra lượng khí thải thấp nhất (khoảng 0,7 tấn CO₂eq/t theo trọng lượng sống) (Gerphart và cộng sự, 2021). Các loại thực phẩm khác từ nuôi trồng thủy sản dao động từ 1,9 tấn CO₂eq/t đối với cá chép bạc/cá chép đầu to đến 9,9 tấn CO₂eq/t đối với cá di cư. Ngược lại, trong nghề đánh bắt, nghề đánh bắt cá nổi nhỏ đóng góp lượng khí thải thấp nhất (1,4 tấn CO₂eq/t), nhưng nghề đánh bắt giáp xác (khoảng 7 tấn CO₂eq/t) và cá bẹt (11 tấn CO₂eq/t) đóng góp nhiều nhất (Gerphart và cộng sự, 2021). Cần lưu ý rằng nhuyễn thể hai mảnh vỏ và tôm nuôi tạo ra lượng khí thải thấp hơn so với các loài tương tự được đánh bắt (nhuyễn thể hai mảnh vỏ, 0,7 so với 3,4 tấn CO₂eq/t; tôm, 5,4 so với 7,1 tấn CO₂eq/t). Ở Trung Quốc, tổng lượng khí thải GHG trung bình từ khoảng 86% sản lượng trung bình hàng năm (41 Mt) bao gồm chín nhóm loài được nuôi từ năm 2011 đến năm 2020 là 112 Mt CO₂eq, với cường độ phát thải trung bình là 2,7 tấn CO₂eq/t (Xu và cộng sự, 2022). Giá trị này thấp hơn mức trung bình toàn cầu là 3,3 tấn CO₂eq/t (MacLeod và cộng sự, 2020), cho thấy lượng khí thải GHG ít hơn được tạo ra cho cùng một trọng lượng sản phẩm nuôi trồng thủy sản ở Trung Quốc. Một mặt, Trung Quốc có khối lượng lớn các loài cá ăn lọc và ăn cỏ có cường độ phát thải thấp hơn (Gephart và cộng sự, 2021; Wang và cộng sự, 2022), có khả năng làm giảm lượng khí thải. Đặc biệt, các loài ăn lọc thể hiện các đặc điểm thân thiện với môi trường đáng chú ý. Các loài này có thể phát triển mà không cần đầu vào dinh dưỡng từ thức ăn nhân tạo. Chúng có thể chiết xuất hiệu quả carbon, nitơ, phốt pho và các chất khác bằng cách loại bỏ thực vật phù du và vật chất hữu cơ dạng hạt khỏi nước, không để lại tác động xấu đến hệ sinh thái dưới nước. Xem xét cường độ phát thải thấp của nhuyễn thể hai mảnh vỏ từ nuôi trồng thủy sản (1,2 tấn CO₂eq/t) (Xu và cộng sự, 2022), tỷ lệ lớn hơn của nhóm loài này (30%) ở Trung Quốc, ở một mức độ nào đó, giải thích cho lượng khí thải thấp hơn của Trung Quốc so với tỷ lệ nhuyễn thể hai mảnh vỏ toàn cầu (21%). Hơn nữa, vỏ của chúng, bao gồm hơn 95% CaCO₃có hiệu quả cô lập carbon có nguồn gốc từ quá trình hấp thụ CO₂ có trong nước hoặc khí quyển, do đó làm giảm phát thải GHG (Tang và cộng sự, 2011). Tuy nhiên, nghiên cứu của Ray và cộng sự (2018) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán GHG chính xác, vì nó cho thấy việc đưa CO₂ thải ra từ quá trình sản xuất vỏ có thể làm tăng đáng kể ước tính phát thải trong đánh giá vòng đời (LCA) của động vật hai mảnh vỏ, nhấn mạnh sự cần thiết phải xem xét các yếu tố sinh học và môi trường để giảm phát thải CO₂ trong quá trình sản xuất vỏ.

Tương tự như động vật hai mảnh vỏ, rong biển (tảo lớn) có thể tuần hoàn tự nhiên và loại bỏ chất dinh dưỡng. Sự phát triển của chúng diễn ra thông qua quá trình quang hợp mà không cần đầu vào thức ăn bên ngoài, do đó làm giảm lượng khí thải trên cạn thường liên quan đến các sản phẩm nông nghiệp. Hiện nay, nuôi rong biển được coi là một giải pháp giảm thiểu biến đổi khí hậu tiềm năng (Alleway, 2023). Dựa trên dữ liệu có sẵn, Jones và cộng sự (2022) chỉ báo cáo 0,022 t CO₂eq/t sản lượng rong biển, với lượng khí thải thấp hơn từ toàn bộ quá trình sản xuất (không bao gồm vận chuyển sau thu hoạch) và ít biến động hơn (0,014–0,028 t CO₂eq/t) đối với việc nuôi rong biển so với các sản phẩm thủy sản khác. Do năng suất cao vốn có của chúng, ngày càng có sự quan tâm đến việc nuôi rong biển như một phương tiện có chủ đích để sản xuất sinh khối giàu carbon có thể hấp thụ hiệu quả lượng CO₂ dư thừa do các hoạt động của con người gây ra từ môi trường. Năm 2007, sản lượng nuôi trồng rong biển của Trung Quốc đạt 1,4 triệu tấn, ước tính đã loại bỏ khoảng 0,34 triệu tấn carbon khỏi môi trường ven biển thông qua việc thu hoạch rong biển (Tang và cộng sự, 2011). Tảo biển phát triển nhanh chóng và đạt 3,5 triệu tấn trên toàn cầu (FAO, 2022). Rong biển có thể dùng làm thực phẩm cho con người và làm thành phần thức ăn để giảm phát thải khí mê-tan từ gia súc, một tác nhân chính gây ra phát thải khí nhà kính toàn cầu (Vijn và cộng sự, 2020). Thông qua việc bổ sung rong biển, việc giảm thiểu hiệu quả phát thải khí mê-tan trong đường ruột bằng phương pháp này có thể giải quyết được mối lo ngại của người tiêu dùng về tác động môi trường của hoạt động chăn nuôi động vật trên cạn và tăng sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với các sản phẩm có nguồn gốc từ động vật. Điều quan trọng là, ngoài nuôi trồng thủy sản ít carbon, việc sản xuất và sử dụng rong biển có thể mở đường cho việc đạt được nhãn “trung tính carbon” trên thị trường toàn cầu.

5. So sánh với nghề đánh bắt thủy sản về phát thải khí nhà kính

Trong hệ thống thực phẩm toàn cầu, sản xuất động vật thủy sản bằng nuôi trồng thủy sản và đánh bắt thủy sản là nguồn cung cấp protein động vật và thu nhập cực kỳ quan trọng, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Sản xuất protein động vật là động lực chính gây ra hiện tượng nóng lên của khí hậu (Garnett, 2009; Pelletier và Tyedmers, 2010) và đóng góp khoảng một nửa lượng khí thải liên quan đến tất cả hoạt động sản xuất thực phẩm (IPCC, 2015). Các sản phẩm thủy sản từ nuôi trồng thủy sản và đánh bắt thủy sản có lượng khí thải GHG thấp hơn đáng kể so với sản xuất thịt động vật nhai lại (Bảng 1). Để nuôi sống dân số thế giới, cần phải có một cuộc cách mạng trong hệ thống thực phẩm toàn cầu vào năm 2050 (Ehrlich và Harte, 2015). Trong nuôi trồng thủy sản, hơn 70% lượng khí thải GHG là do sản xuất thức ăn cho hầu hết các loài được nuôi (Gephart và cộng sự, 2021), với tổng lượng khí thải từ nuôi trồng thủy sản dự kiến là 332 Mt vào năm 2010, tăng lên 776 Mt CO₂eq vào năm 2050 (Yuan và cộng sự, 2019). Mặc dù cá và các loại thủy sản khác có tiềm năng tạo ra chế độ ăn bền vững hơn, nhưng cần phải tối ưu hóa các loại thực phẩm này để giảm thiểu lượng khí thải carbon của chúng (Waite và cộng sự, 2014; Gephart và cộng sự, 2016), thay vì loại bỏ chúng.

Cũng giống như nuôi trồng thủy sản, nghề đánh bắt thủy sản đánh bắt góp phần rõ ràng vào biến đổi khí hậu toàn cầu, nhưng mức độ khác nhau tùy theo loài được đánh bắt (Bảng 4). Có vẻ như nghề đánh bắt thủy sản có cường độ phát thải tương đối thấp hơn so với nuôi trồng thủy sản (Tilman và Clark, 2014; Macleod và cộng sự, 2020). Trong nghề đánh bắt hải sản, hải sản đánh bắt bằng lưới kéo có lượng khí thải GHG nhiều hơn so với hải sản không đánh bắt bằng lưới kéo. Hơn nữa, lượng khí thải của cả hai đều thấp hơn so với lượng khí thải carbon của nuôi trồng thủy sản tuần hoàn và không tuần hoàn (Tilman và Clark, 2014). Hoạt động đánh bắt thủy sản toàn cầu đã chỉ ra rằng cá nổi có lượng khí thải tương đối thấp (0,2–1,9 tấn CO₂eq/t trọng lượng sống) ngoại trừ việc đánh bắt cá cỡ lớn (3,85 tấn CO₂eq/t). Dấu chân carbon của cá hồi ước tính là 2,86 tấn CO₂eq/t trong hoạt động đánh bắt thủy sản, tương đương với ước tính của khu vực hoặc toàn cầu đối với cá hồi vân và cá hồi nước ngọt (Bảng 2). Cá bẹt có cường độ phát thải lớn nhất (11 tấn CO₂eq/t trọng lượng sống), tiếp theo là giáp xác (6,8–7,9 tấn CO₂eq/t), trong khi hoạt động đánh bắt thủy sản góp phần gây ra lượng khí thải cao đối với nhuyễn thể hai mảnh vỏ (3,39 tấn CO₂eq/t) (Bảng 4). Những khác biệt này cho thấy việc cân bằng phát triển cả nuôi trồng thủy sản và đánh bắt thủy sản là ưu tiên để giảm thiểu phát thải khí nhà kính bằng cách đánh bắt các sản phẩm từ nuôi trồng thủy sản hoặc đánh bắt thủy sản, dựa trên đó có lượng khí thải cường độ thấp hơn.

Bảng 4 Tiềm năng gây nóng lên toàn cầu của 1 tấn động vật thủy sản sống từ nghề đánh bắt.

Nhìn chung, sản lượng của nghề đánh bắt thủy sản là từ đánh bắt ở biển và nước ngọt. Nhiên liệu thường được sử dụng để tính toán mức sử dụng năng lượng liên quan đến các sản phẩm có nguồn gốc từ nghề đánh bắt. Ngành đánh bắt hải sản phụ thuộc rất nhiều vào việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chiếm nhiều khí thải GHG hơn ngành đánh bắt cá nước ngọt. Kể từ đầu những năm 2000, mối quan tâm liên quan đến biến đổi khí hậu ngày càng tăng và giá năng lượng đã làm dấy lên mối quan tâm mới về việc sử dụng nhiên liệu và khí thải GHG liên quan. Năm 2000, cường độ sử dụng nhiên liệu toàn cầu là 620 L/t dựa trên ước tính 50 tỷ L nhiên liệu tiêu thụ và 80,4 triệu tấn cá biển và động vật có vỏ được đánh bắt trong ngành đánh bắt thủy sản toàn cầu (Tyedmers và cộng sự, 2005), tương đương với tỷ lệ trung bình dưới 2 tấn CO₂eq/t sản lượng đánh bắt. Có xu hướng tăng đáng kể về tổng lượng khí thải, mặc dù tổng sản lượng đánh bắt vẫn tương đối ổn định (Parker và cộng sự, 2018). Việc sử dụng nhiên liệu của tàu cá đóng góp từ 60% đến 90% lượng khí thải trong quá trình đánh bắt (Tyedmers, 2004). Năm 2011, ngành thủy sản đã thải ra tổng cộng 179 Mt CO₂eq GHG (chiếm 4% sản lượng lương thực toàn cầu) (Parker và cộng sự, 2018). Điều này được phản ánh qua sự gia tăng cường độ nhiên liệu của toàn đội tàu. Ví dụ, từ năm 1990 đến năm 2011, cường độ phát thải trung bình trên một tấn đánh bắt đã tăng hơn một phần năm, đạt 2,2 tấn CO₂eq/t hải sản đánh bắt được (Parker và cộng sự, 2018). Những thay đổi này về cơ bản có thể là do tình trạng quá tải của đội tàu và sự suy giảm các loài mục tiêu. Đánh bắt quá mức có tác động đáng kể đến sự phân bố, nhân khẩu học và cơ cấu trữ lượng của từng loài trong hệ sinh thái, cuối cùng dẫn đến những tác động trực tiếp và gián tiếp đến quần thể cá và mất cân bằng hệ sinh thái. Những thay đổi này có hậu quả sâu rộng đối với các dịch vụ hệ sinh thái, bao gồm chu trình dinh dưỡng và khả năng cung cấp thực phẩm xanh, cũng như đối với tính bền vững chung và khả năng thích ứng và cải thiện với biến đổi khí hậu. Thật vậy, một nghiên cứu điển hình gần đây tập trung vào việc so sánh những năm đánh bắt cá 2008 và 2016 cho thấy rằng trữ lượng cá phục hồi ở Đông Bắc Đại Tây Dương có liên quan đáng kể đến việc giảm cường độ phát thải chung từ nhiên liệu và tác động tương ứng đến quần thể cá (Martin và cộng sự, 2022). Hơn nữa, việc hạn chế khai thác carbon xanh bằng nghề đánh bắt tự nhiên, đặc biệt là ở những vùng không có lợi nhuận cũng có thể kích hoạt lại máy bơm carbon tự nhiên bằng cách xây dựng lại trữ lượng cá và tăng khả năng cô lập carbon từ xác động vật và vật chất hữu cơ từ sinh vật biển đã chết, đặc biệt là đối với các bồn chứa cá biển lớn và cô lập carbon ở đại dương sâu (Ga€el và cộng sự, 2020). Ngoài ra, hoạt động đánh bắt bằng lưới kéo đáy trong nghề đánh bắt cá có khả năng làm xáo trộn carbon hữu cơ trầm tích trong trầm tích bề mặt, có khả năng làm tăng tổng lượng phát thải từ cả nhiên liệu và sản lượng đánh bắt (Martin và cộng sự, 2022; Atwood và cộng sự, 2024). Tương lai của nghề đánh bắt bền vững phụ thuộc vào việc quản lý hiệu quả các hoạt động đánh bắt cá, điều này đòi hỏi phải hiểu biết toàn diện về cách đánh bắt cá có thể làm giảm hiệu quả cường độ sử dụng nhiên liệu và lượng khí thải GHG, cũng như cách biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến năng suất và phân bố của các đàn cá khai thác.

6. Chiến lược và thách thức để giảm phát thải khí nhà kính

Hệ thống thực phẩm của con người là nguyên nhân chính gây ra tác động đến môi trường và việc sử dụng các chiến lược về chế độ ăn uống đã được công nhận là một bước cần thiết để giảm thiểu tác động (Henriksson và cộng sự, 2017), có mối quan hệ chặt chẽ với cái gọi là ranh giới hành tinh (UNEP, 2010). Nuôi trồng thủy sản đã làm giảm các nguồn tài nguyên trong một số trường hợp hỗ trợ an ninh lương thực ở quy mô khu vực và toàn cầu. Mặc dù sự bùng nổ đang diễn ra trong nuôi trồng thủy sản toàn cầu được coi là có thể mang lại lợi ích cho sản xuất lương thực (FAO, 2020), nhưng nó đi kèm với chi phí và tác động đến môi trường. Do đó, không thể đạt được tính bền vững trong sản xuất nuôi trồng thủy sản nếu không áp dụng các biện pháp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Hiện nay, cuộc cách mạng xanh đối với nuôi trồng thủy sản đang diễn ra nhanh chóng, không chỉ tiếp tục đáp ứng các thách thức toàn cầu ngày càng gia tăng mà còn hỗ trợ phát triển đồng thời các chiến lược hiệu quả để giảm thiểu các tác động bất lợi của nó, đặc biệt là phát thải khí nhà kính (O’Shea và cộng sự, 2019). Một số khía cạnh quan trọng cần được chú ý nhiều hơn để mở đường cho sự phát triển các-bon thấp trong nuôi trồng thủy sản (Hình 1).

Hình 1. Các lĩnh vực can thiệp đầy hứa hẹn để giảm phát thải carbon trong nuôi trồng thủy sản có liên quan chặt chẽ đến các hoạt động vận hành (trong trang trại) và các chiến lược (ngoài trang trại).

Theo Zhimin Zhang, Haokun Liu, Junyan Jin, Xiaoming Zhu, Dong Han, Shouqi Xie

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức