论文标题：Understanding and mitigating greenhouse gas emissions in aquaculture: a review of emission sources, regional trends and sustainability pathways

期刊：ENGINEERING Agriculture

作者：Hong YANG 

发表时间：24 Oct 2025

DOI：10.15302/J-FASE-2025665

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Jun 2026, Volume 13 Issue 3

·第8篇·

▎论文ID

Understanding and mitigating greenhouse gas emissions in aquaculture: a review of emission sources, regional trends and sustainability pathways

水产养殖温室气体排放解析与减排：排放来源、区域趋势及可持续路径综述

文章类型：Review

第一作者：杨洪

通讯作者：杨洪

Email: h.yang4@reading.ac.uk

作者单位：英国雷丁大学

Cite this article :

Hong YANG. Understanding and mitigating greenhouse gas emissions in aquaculture: a review of emission sources, regional trends and sustainability pathways. Front. Agr. Sci. Eng., 2026, 13 (3) : 25665 DOI:10.15302/J-FASE-2025665

· 文 章 摘 要 ·

水产养殖在全球粮食生产中的地位日益凸显，但随之而来的温室气体排放的环境影响备受关注。本文通过Web of Science数据库系统检索，整合1821篇相关研究，全面分析水产养殖温室气体排放的关键来源、品种特异性排放规律、地理研究趋势及减排策略。本文发现，2000年以来相关研究呈显著增长趋势，2023年达到222篇的峰值；中国在该领域研究产出居全球首位，美国、澳大利亚和挪威紧随其后。排放方面，全球水产养殖年排放约261 Mt CO₂-eqv，占人为温室气体排放的0.5%。品种差异显著：海藻和双壳类为低排放或固碳型生物，而集约化虾类和鲶鱼养殖排放水平较高。文章重点分析了优化饲料配方、综合多营养层级养殖、可再生能源应用等减排措施，同时指出非洲等区域研究缺口及标准化核算的必要性，为推动低碳水产养殖发展、契合全球气候目标提供科研支撑与政策参考。

· 文 章 亮 点 ·

1. 系统分析了海洋与淡水养殖系统的关键温室气体排放源，厘清多路径排放机制。

2. 揭示了不同的养殖品种、生产模式与能源使用对区域排放差异的驱动作用。

3. 系统梳理了饲料优化、能源升级等核心减排技术，构建全链条减排框架。

4. 指明了非洲等研究相对薄弱区域的未来方向，强调了标准化核算方法的重要性。

· Graphical abstract ·

· 研 究 内 容 ·

▎水产养殖减排的全球意义

随着全球海产品与淡水鱼需求持续增长，水产养殖规模显著扩张，但二氧化碳 (CO₂)、甲烷 (CH₄) 和氧化亚氮 (N₂O) 等温室气体排放引发越来越多的关注。这些温室气体主要源于饲料生产、能源消耗、水生环境生物过程等多个环节。尽管单位蛋白质排放量低于陆地畜牧业，但全球水产养殖的总排放量仍不容小觑，且主要养殖国的排放贡献突出，将其纳入全球碳减排至关重要。

已有研究多聚焦特定国家、区域或单一气体类型，对减排策略的系统性探讨相对不足。本文通过整合四大核心主题——排放来源、品种与生产系统差异、空间分布与热点区域、减排策略，弥补了现有空白，为全球水产养殖低碳转型提供重要参考。

图1 水产养殖与温室气体研究的主要发文国家/地区 (发文量≥50篇)。

▎核心发现：排放特征与区域格局

1. 四大关键排放源解析

饲料生产与投入：是多数投喂养殖系统的主要排放源，涵盖原料种植、加工运输及施用产生的温室气体排放，其中饲料转化率是关键影响因子。

养殖场地能源消耗：集约化系统依赖曝气设备、水泵等，化石燃料燃烧或化石能源发电产生大量CO₂，超集约化虾类养殖的能源相关排放是半集约化的4倍。

池塘与水体过程：淡水池塘沉积物厌氧分解产生CH₄ (全球变暖潜能是CO₂的27–30倍)；N₂O源于氮素硝化-反硝化过程，虽排放量低但全球变暖潜能达CO₂的275–300倍。

土地利用变化与基础设施：红树林等湿地转化为养殖塘释放大量CO₂，集约化设施建设的隐含碳排放量也非常显著。

2. 品种与生产系统排放差异

不同养殖品种和模式的排放强度差异显著：

低排放类型：双壳类 (贻贝、蛤蜊) 和海藻养殖几乎无排放，部分生态系统甚至通过钙化作用或光合作用实现净碳汇。

中排放类型：草食性/杂食性鱼类 (鲤鱼、罗非鱼) 的半集约化养殖，排放强度约1–4 kg CO₂-eqv/kg产品。

高排放类型：集约化养殖肉食性鱼类 (三文鱼、鳟鱼) 和虾类排放可达20+ kg CO₂-eqv/kg产品。

3. 全球区域排放热点

亚洲主导排放：中国贡献全球水产养殖温室气体排放的一半以上，广东、江苏、湖北、山东四省占全国46%；印度、印度尼西亚等东南亚国家因池塘CH₄排放和产业扩张也成为重要排放源。

欧美高排放强度：挪威三文鱼养殖、美国鲶鱼养殖虽总排放量较低，但单位产品排放强度高，能源消耗和空运物流是主要增量。

研究薄弱区域：非洲等地区水产养殖规模逐步扩大，但相关排放研究仍处于起步阶段，未来减排潜力巨大。

4. 全链条减排策略

文章构建了多维度减排框架，核心措施包括：

饲料优化：提升饲料转化率、采用昆虫蛋白等低碳原料、回收渔业副产品，可减少50%–80% 的饲料相关排放。

能源升级：推广太阳能等可再生能源、优化曝气设备效率、采用电动养殖船，降低化石能源依赖。

养殖系统革新：综合多营养层级养殖、生物絮团技术、池塘覆膜管理，可减少CH₄和N₂O排放。

供应链优化：采用海运替代空运，推广本地化生产与加工，降低物流碳排放。

政策保障：建立标准化碳排放核算方法、将水产养殖纳入碳减排框架、设立低碳技术补贴。

图2 水产养殖温室气体的减排策略。

· 结 论 ·

水产养殖的温室气体排放呈现从气候有害到气候有益的不同情形：高投入、饲料依赖型水产养殖的排放强度堪比部分陆地畜牧业，而海藻、双壳类养殖及综合养殖系统具备碳汇潜力。饲料生产、场地能源消耗和池塘CH₄排放是全球主要排放源，品种特性与养殖强度是区域排放差异的核心驱动因素。

未来需重点推进三方面工作：一是完善全生命周期碳排放核算方法，填补非洲等区域研究空白；二是加快饲料低碳化、能源可再生化等技术落地，推广精准养殖模式；三是建立跨国界减排协作机制，通过政策引导与市场激励，推动全球水产养殖向低碳可持续转型，助力碳中和目标实现。

【作者及团队介绍】

杨 洪

Hong YANG (杨洪)，英国雷丁大学地理与环境科学系教授，主要研究方向为水环境、气候变化与可持续发展。主持多项英国及欧盟项目，相关成果发表于Nature, Science, Nature Food, Nature Water, Nature Ecology and Evolution, Science Advances, PNAS, ENGINEERING Agriculture等期刊。