Hiện có sự chênh lệch đáng kể về sản lượng từ nuôi trồng thủy sản và từ nông nghiệp. Theo đó, sản lượng nông nghiệp gấp 100 lần và cải thiện mối quan hệ này là một thách thức to lớn đối với ngành nuôi trồng thủy sản. Do dân số thế giới liên tục tăng nên sản lượng lương thực bắt buộc phải tăng theo. Biến đổi khí hậu và các tác động có thể có đến các hoạt động sản xuất lương thực truyền thống cũng phải được quan tâm xem xét, và nghề nuôi biển đem đến một cơ hội duy nhất.
Ngành nông nghiệp sản xuất khoảng 10 tỷ tấn/năm các loại sản phẩm, hầu hết trong số đó là thực vật. Tuy nhiên, thật khó để hình dung rằng con số này có thể tăng trưởng thêm nữa, vì rằng chúng liên quan đến sự sụt giảm nguồn tài nguyên về đất đai canh tác, phân bón và nước tưới.
Đáng chú ý là sản lượng nuôi trồng thủy sản chỉ chiếm khoảng 1% sản lượng nông nghiệp, hoặc khoảng 100 triệu tấn/năm (theo báo cáo của FAO). Điều này gây ngạc nhiên khi 70% bề mặt trên trái đất là nước, đa số là vùng biển nhận được hầu hết lượng chiếu xạ mặt trời và chứa một lượng khổng lồ các dưỡng chất (ví dụ 1011 tấn phốt pho), đặc biệt là ở Thái Bình Dương. Đất sa mạc, chiếm 1/3 diện tích mặt đất toàn cầu và cũng nhận được lượng bức xạ mặt trời đáng kể nhưng thiếu nước và các dưỡng chất để trở thành nơi sản suất đáng kể, là vùng đất được tính phụ thêm vào, được sử dụng một cách nhẹ nhàng, có tiềm năng sản xuất.
Thay đổi sự mất cân bằng trong sản xuất lương thực bằng cách tăng sản lượng nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi biển lên gấp 100 lần sẽ không xuất phát từ tốc độ tăng trưởng hiện tại (khoảng 7 - 8%/năm) của ngành nuôi trồng thủy sản. Bởi vì xuất phát điểm của nghề nuôi biển hiện chỉ vào khoảng 60 triệu tấn/năm (tính theo khối lượng tươi).
Sản lượng nuôi biển phải tăng trưởng theo bậc về độ lớn (orders of magnitude) để cung cấp đủ lương thực cho con người, đồng thời hỗ trợ môi trường và thậm chí chống lại ảnh hưởng của sự nóng lên toàn cầu. Yêu cầu này có thể thực hiện với việc sử dụng kỹ thuật tối thiểu, chỉ bằng cách giúp thiên nhiên làm việc một cách bền vững.
Có thể xác định vị trí và phát triển nghề nuôi biển quy mô lớn trên bề mặt của đại dương và các sa mạc ven biển, và có thể sử dụng nước biển và các chất dinh dưỡng của chính nó. Nâng cao sản lượng lên 02 bậc độ lớn sẽ yêu cầu “nuôi trồng thủy sản mới” này là rất lớn, nhưng cũng đem lại lợi ích về mặt môi trường lẫn xã hội.
Các loài tảo quang tự dưỡng sẽ đi đầu trong sự phát triển này, tương tự các loài cây trồng trong nông nghiệp. Trong khi nhiều loài tảo có thể nuôi được, thì thách thức vẫn còn tồn tại là sự phát triển của các quan điểm kỹ thuật để sản xuất với chi phí thấp đối với một lượng rất lớn các loài vi tảo và tảo lớn trên biển cũng như ở đất liền. Điều này đòi hỏi các nhóm nghiên cứu đa ngành, đa lĩnh vực cùng với nhiều chuyên gia về nuôi trồng thủy sản, nuôi tảo, kỹ sư biển/sinh thái, các nhà hải dương học, khí hậu học, kinh tế học và các chuyên gia trong các lĩnh vực khác.
Hình 2. Một trang trại trồng rong biển quy mô lớn ở vùng ven biển Bắc Trung Quốc.
Trồng rong biển với quy mô to lớn trên các bề mặt của đại dương bằng kỹ thuật tối thiểu
Cải thiện dưỡng chất ở các đại dương bằng các phương pháp nhân tạo mô phỏng hiện tượng nước trồi, đem nước giàu dưỡng chất lên tầng mặt có thể làm cho các phiêu sinh thực vật phát triển mạnh, thúc đẩy và hỗ trợ cho sự phát triển của chuỗi thức ăn, từ đó sản sinh ra một lượng lớn các loài cá mồi. Từ những năm 1960, trên cơ sở đề xuất của tiến sĩ John Ryther, dự án "TAKUMI" của Nhật Bản và Dự án OTEC của Mỹ đã và đang phát triển việc bơm nước giàu chất dinh dưỡng lên bề mặt đại dương bằng cách sử dụng các đường ống khổng lồ - theo cách thụ động hoặc bằng máy bơm sử dụng năng lượng mặt trời.
Các vùng “sa mạc biển” rộng lớn có thể trở thành các ngư trường giàu có, các vùng nước trồi thuộc Peru và Namibia có thể đạt đến 140 tấn/km/năm. Vì thế, sử dụng 10% bề mặt đại dương có thể đem lại sản lượng 05 tỷ tấn/năm, cùng lúc với việc hấp thu một lượng lớn khí CO2 thừa (khí CO2 nhà kính).
Các trang trại xa bờ trồng rong biển
Rong biển đã được con người trồng trong nhiều thập kỷ. Mỗi năm có hơn 25 triệu tấn (tươi), với giá thị trường trung bình là 400 USD/tấn (khô). Hầu hết sản phẩm này được sản xuất ở vùng nước ven bờ, nhiều loài là thức ăn tuyệt vời cho người và gia súc.
Ở Nhật Bản, Giáo sư M. Notoya và các cộng sự đã đề xuất trồng rong biển trên các bè nổi với diện tích 100 km2 cho đến khi sẵn sàng để được thu hoạch. Chúng được đặt cách xa các tuyến hàng hải thương mại và sử dụng phương pháp nhân tạo để cải thiện dinh dưỡng của nước biển. Mỗi bè khổng lồ này có khả năng sản xuất 106 tấn rong biển tươi/năm. Đối chọi với sản lượng nông nghiệp trên thế giới hiện nay bằng rong biển sẽ cần khoảng 10.000 bè như thế và cần 1.000.000 km2 bề mặt đại dương, chỉ vào khoảng 0,3% diện tích của tất cả các đại dương trên thế giới.
Các trang trại nuôi trồng thủy sản đa dinh dưỡng tích hợp (IMTA) xa bờ
Các trang trại nuôi trồng thủy sản đa dinh dưỡng tích hợp (Integrated multi - trophic aquaculture - IMTA) to lớn được đặt ở các vùng nước mở. Loài chính là cá nuôi lồng, xung quanh là các đơn vị sản xuất sử dụng các loài hai mảnh vỏ ăn lọc - như ở Vịnh Fundy của vùng Đại Tây Dương thuộc Canada - sẽ sản xuất ra số lượng lớn cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ.
Chất thải giàu chất dinh dưỡng, sẽ tạo ra một lớp bề mặt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, làm nảy sinh hiện tượng giống như nước trồi, tạo điều kiện cho chuỗi thức ăn bắt đầu từ phiêu sinh thực vật phát triển, hỗ trợ phát triển một lượng lớn các loài thủy sản bị tiêu thụ. Đánh bắt các loài thủy sản này có thể ít nhất làm tăng gấp đôi sản lượng của trang trại, đồng thời làm giảm ảnh hưởng đến môi trường.
Trồng rong biển với quy mô rất lớn trên đất liền
Nhiều đề án cho các trang trại rong/tảo biển có quy mô rất lớn ở các sa mạc ven biển đã được đề xuất. Dự án Sa mạc Xanh (The Green Desert Project - GDP), một khái niệm để phủ xanh sa mạc Sahara, là một ví dụ. GDP đề xuất thực hiện một loạt các công nghệ để sử dụng nước biển (tính bằng triệu m3/km2/năm), được dẫn bằng trọng lực trực tiếp từ Đại Tây Dương đến các vùng của Sahara (nằm dưới mực nước biển, các lòng hồ khô, mỗi loại lên đến 104 km2).
Dự án đề xuất sản xuất đồng thời và bền vững các loài cá, giáp xác, nhuyễn thể, rong biển, các loại cây thủy sinh khác, hệ thống aquaponic, biogas và thủy điện. Nước thải (mặn) sẽ được dẫn đến các hồ chứa để sản xuất vi tảo “nước xanh” như Dunaliella sp. dùng để nuôi artemia, các loài cá ăn phiêu sinh vật, nhuyễn thể và chim. Cuối cùng nước biển sẽ bốc hơi và thu được muối (gần 105 tấn/km2/năm) cũng như làm ẩm không khí của sa mạc.
Khái niệm trên đáp ứng một số điều kiện cần thiết cơ bản để sản xuất rong/tảo biển thành công, với chi phí thấp ở Sahara và các sa mạc tương tự (Garcia Reina 2010; FAO 2010). Những điều kiện cần thiết này bao gồm bơm nước biển với chi phí rất thấp, phân bón (N và P), CO2, và các vùng đất bằng phẳng ven biển có giá rẻ ở các vùng có nhiệt độ dưới 30oC.
Dự án đề xuất bắt đầu với một số trang trại rộng 20 km2 trên những vùng đất nhiễm mặn nằm dưới mực nước biển và giáp với các bờ biển của Mauritania, Tây Sahara, Ma-rốc, Algeria, Tunisia, Libya, Ai Cập, ở thung lũng Arava của Israel và Jordan (như là một thành phần của dự án Red-Dead Seawater Canal được tài trợ bởi Ngân hàng Thế giới). Khái niệm này dựa trên ứng dụng của địa phương về kỹ thuật nuôi trồng thủy sản đa dinh dưỡng tích hợp (IMTA), phụ thuộc vào sự quan tâm của thị trường, các loài bản địa và các điều kiện địa phương ở mỗi trang trại. Thêm vào đó, các ảnh hưởng phụ có lợi bao gồm việc giảm mực nước biển thông qua quá trình thủy hóa sa mạc và làm giảm lượng khí CO2 gia tăng trong khí quyển.
Triển vọng
Hy vọng rằng bài báo ngắn này làm sáng tỏ hơn về khả năng đạt được tiến bộ trong việc cân bằng giữa sản lượng nông nghiệp truyền thống trên đất liền với sản lượng hải sản nuôi, bền vững, sử dụng chỉ một phần nhỏ của vùng biển toàn cầu. Sản lượng này sẽ không là gì khi so với các ảnh hưởng tiềm năng của việc tăng gấp đôi sản lượng nông nghiệp lên đất liền, đồng thời cũng sẽ tạo ra nhiều việc làm và các lợi ích khác.
Anh Chi (Theo GAA)