تاريخ الاستلام: 18 يونيو 2023
تاريخ القبول: 10 يونيو 2024
تاريخ النشر على الإنترنت: 20 يونيو 2024

تربية الأحياء المائية هي إضافة حديثة إلى نظام إنتاج الغذاء العالمي، وبسبب النمو السريع في الإنتاج، تجاوزت تربية الأحياء المائية مصايد الأسماك كمصدر رئيسي للمأكولات البحرية للاستهلاك البشري . تربية الأحياء المائية لديها القدرة على دعم سبل العيش، والأمن الغذائي، وصحة الإنسان والبيئة , ولكن الصناعة مثيرة للجدل لأنها طريقة جديدة لاستخدام الموارد المائية، وهناك مخاوف كبيرة فيما يتعلق باستدامتها البيئية وتأثيراتها الاجتماعية . لقد حال نقص البيانات دون المقارنة المنهجية لأنظمة إنتاج تربية الأحياء المائية العالمية. في هذه الورقة، نستخدم البيانات التي تم جمعها بواسطة مؤشرات أداء تربية الأحياء المائية (APIs؛ معلومات إضافية) لـ 57 نظامًا لتربية الأحياء المائية لإظهار أنه، في المتوسط، الأعمدة الثلاثة للاستدامة تكمل بعضها البعض، مما يشير إلى عدم وجود مقايضات منهجية بين الاستدامة الاقتصادية والبيئية والاجتماعية. تشير النتائج إلى أن قوة
العلاقات بين أعمدة الاستدامة تختلف تمامًا في تربية الأحياء المائية عن مصايد الأسماك، وهي التقنية الرئيسية الأخرى لإنتاج المأكولات البحرية. على وجه الخصوص، هناك علاقة أضعف بكثير بين الاستدامة البيئية والاقتصادية وعلاقة أقوى بكثير بين الاستدامة الاجتماعية والبيئية. كما تسهل مؤشرات الأداء التحقيق في العديد من الموضوعات المثيرة للجدل حول تطوير تربية الأحياء المائية. على سبيل المثال، تشير نتائجنا إلى أن تربية الأحياء المائية للمياه العذبة والبحرية متكافئة من منظور الاستدامة، وأن الزراعة الأحادية تفضل على الزراعة المتعددة. نحن نحدد أنواع تربية الأحياء المائية ذات الأداء العالي والأنواع ونبرز الفرص لتحسين الأداء الاقتصادي والاجتماعي والبيئي. تدعم نتائجنا الصورة الدقيقة لصناعة غير متجانسة كما أشار نيلور وآخرون. , وأن صناعة تربية الأحياء المائية المستدامة ممكنة مع السياسات الصحيحة وقرارات الاستثمار.

تشير المخاوف المتعلقة باستدامة تربية الأحياء المائية غالبًا إلى أن الأعمدة الثلاثة للاستدامة تتنافس بدلاً من أن تكمل بعضها البعض. وهذا يتضح بشكل أكبر في المقايضة المحتملة بين البيئة والتنمية الاقتصادية. لقد استجاب قطاع تربية الأحياء المائية بوضوح للفرص الاقتصادية للتوسع، والتكثيف، والتنوع , والأسواق والتجارة هما عاملان مهمان في الدفع . ومع ذلك، تم انتقاد الآثار البيئية المترتبة مثل تدمير المواطن الحيوية، وتلوث المغذيات، واستخدام الأسماك البرية في إنتاج الأعلاف على نطاق واسع .

تعد المقايضات المحتملة بين البيئة وإنتاج تربية الأحياء المائية من القضايا الشائعة التي يمكن، على الأقل من حيث المبدأ، معالجتها من خلال تحسين الحوكمة . على سبيل المثال، يمكن حماية غابات المانغروف من تطوير تربية الأحياء المائية وهي موجودة في العديد من المناطق , ويمكن الحفاظ على مخزونات الأسماك العلفية من خلال أنظمة إدارة تمنع الصيد الجائر . يمكن أن تكون الحوافز السوقية أيضًا مهمة. على سبيل المثال، أدت الأسعار المتزايدة لوجبة السمك وزيت السمك إلى تحفيز الصناعة على تقليل معدلات إدخال وجبة السمك واستكشاف مصادر بروتين بديلة . هناك أيضًا أدلة متزايدة على أن بعض أشكال تربية الأحياء المائية تؤدي بشكل جيد من حيث انبعاثات غازات الدفيئة مقارنة بأنظمة إنتاج الغذاء الأخرى .

تعد المقايضات المحتملة بين الاستدامة الاقتصادية والاجتماعية لتربية الأحياء المائية مثيرة للجدل وأقل دراسة. تربية الأحياء المائية هي في الأساس تقنية إنتاج غذائي تستخدم في الجنوب العالمي، ولكن الديناميات السوقية أثرت على توزيع فوائدها. تُعتبر تربية الأحياء المائية أحيانًا مركزة على إنتاج الأنواع وأشكال المنتجات التي تستهدف الطبقة الوسطى الحضرية والأسواق الدولية . بالإضافة إلى ذلك، يُزعم أن الاهتمام الأخير بتطوير تربية الأحياء المائية البحرية – التي يتم تنفيذها من خلال مؤسسات كبيرة الحجم ذات أنظمة مؤتمتة للغاية – سيساهم قليلاً في التوظيف والأمن الغذائي بين الفقراء . كما أظهرت بعض مشاريع التنمية ونماذج الأعمال، مثل الزراعة التعاقدية أو الزراعة بالمشاركة، المصممة لتعزيز الفرص الاقتصادية لصغار مربي الأسماك، أنها تزيد من عدم المساواة الاجتماعية من خلال تركيز السلطة والثروة بين عدد قليل من الأفراد . تم ربط تربية الأحياء المائية أيضًا باستغلال العمال في سلاسل قيمة مصايد الأسماك من خلال توفير مدخلات الأعلاف .

من ناحية أخرى، تظهر العديد من الدراسات الحديثة أن تربية الأحياء المائية يمكن أن تساهم في التنمية الاقتصادية المحلية وتخفيف الفقر من خلال زيادة فرص العمل وتقليل عدم المساواة في الدخل في المناطق ذات الدخل المنخفض والريفية من خلال توفير تأثيرات محلية . يمكن أن يؤدي زيادة إنتاج تربية الأحياء المائية أيضًا إلى زيادة الوصول إلى الأطعمة المغذية وتوافرها . بلتون وآخرون يظهرون أن تربية الأحياء المائية أقل توجهًا نحو التصدير من مصايد الأسماك البرية في أكبر دول إنتاج تربية الأحياء المائية، وغارلوك وآخرون يظهرون أن زيادة إنتاج تربية الأحياء المائية تزيد من استهلاك المأكولات البحرية المحلية.

على الرغم من انتشار المقايضات المحتملة للاستدامة في الأدبيات الأكاديمية، هناك أدلة متزايدة على أن التكامل الذي تشير إليه نموذج الأعمدة الثلاثة للاستدامة قد ينطبق أيضًا في تربية الأحياء المائية. نحن نحقق في هذه القضايا باستخدام مجموعة بيانات عالمية تضم 57 نظامًا لتربية الأحياء المائية تمتد عبر جميع القارات المأهولة. نحن نفحص أولاً العلاقات بين الأعمدة الثلاثة للاستدامة ونقارنها بنفس المقاييس في مصايد الأسماك، وهي الطريقة الرئيسية الأخرى لإنتاج المأكولات البحرية. نستمر في تحليل الأداء حسب تكنولوجيا الإنتاج والأنواع لأن بعض أشكال تربية الأحياء المائية تتعرض لانتقادات أكثر حدة.

تقييم الأعمدة الثلاثة للاستدامة في أنظمة تربية الأحياء المائية يمثل تحديًا لأن البيانات القابلة للمقارنة غير متاحة للتحقيق في النتائج الاجتماعية والاقتصادية والبيئية في أنظمة تربية الأحياء المائية والمناطق المختلفة. بينما توجد بيانات إنتاج جيدة من منظمة الأغذية والزراعة، هناك بيانات محدودة متاحة حول القضايا البيئية والاقتصادية والاجتماعية في العديد من أجزاء العالم، وهذا شائع بشكل خاص في الدول النامية. نحن نتناول هذا التحدي من خلال تطوير مجموعة من مؤشرات الأداء التي تسمح بجمع البيانات بشكل متسق حول مجموعة واسعة من
القضايا المتعلقة بالأعمدة الثلاثة للاستدامة، وبالتالي تسهل المقارنات العالمية. مؤشرات الأداء هي امتداد لمؤشرات أداء مصايد الأسماك (FPIs) لأندرسون وآخرين. ويمكن استخدامها بطريقة مماثلة لتقييم قضايا محددة فيما يتعلق بالاستدامة على مستوى العالم أو لأنظمة أو مناطق محددة تم اقتراح العديد من مقاييس الاستدامة الأخرى لقطاع تربية الأحياء المائية. . ومع ذلك، فإن هذه المقاييس لها تركيز محدد نسبيًا ولا تسمح بالتقييم على جميع الأعمدة الثلاثة للاستدامة.

تشمل واجهات برمجة التطبيقات 88 مقياسًا للنتائج مقسمة إلى 19 بُعدًا يمكن تجميعها بشكل أكبر في ثلاثة مؤشرات للأداء البيئي والاقتصادي والاجتماعي. كما تتضمن واجهات برمجة التطبيقات 66 مقياسًا مدخليًا تعكس أساليب الإدارة والظروف الميسرة. يتم تقييم كل مقياس على مقياس من 1 إلى 5 باستخدام البيانات عندما تكون متاحة، ويتم تقييمها بواسطة خبير في البيئات التي تفتقر إلى البيانات (انظر المعلومات التكميلية). نظرًا لهذه الاختلافات في طريقة التقييم، يتم أيضًا الإشارة إلى مقياس عدم اليقين فيما يتعلق بجودة البيانات. على الرغم من أن المؤشرات لا يمكن أن تلتقط جميع جوانب الاستدامة المتعلقة بتربية الأحياء المائية، إلا أن العدد الكبير من المؤشرات المستخدمة يلتقط العديد من الجوانب الأكثر صلة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن توسيع نظام المؤشرات بسهولة ليشمل قضايا محددة ذات أهمية خاصة، كما هو موضح من قبل مككلوني وآخرون. مع المستثمرين الأجانب المؤسسيين.

تم جمع بيانات عن 57 نظامًا للاستزراع المائي بين عامي 2020 و2021 تعكس أداء أنظمة الإنتاج بالإضافة إلى مؤشرات اقتصادية أكثر عمومية في عامي 2018 و2019. وبالتالي، فإن البيانات غير متأثرة بجائحة COVID-19 والإجراءات المرتبطة بها. تمثل دراسات الحالة الـ 57 عينة انتهازية تستهدف الأنواع الرئيسية والدول التي يحدث فيها إنتاج الاستزراع المائي، لكنها محدودة بالمناطق التي تطوع فيها الباحثون لإجراء مؤشرات الأداء. تمثل الأنواع المختارة وتركيبات الدول إنتاج تربية الأحياء المائية العالمية. تم إجراء دراسات حالة في 21 دولة مسؤولة عن من إنتاج تربية الأحياء المائية العالمية. تسعة وسبعون في المئة من دراسات الحالة تأتي من الدول النامية، وهذا يتماشى مع الدور الكبير الذي تلعبه الدول النامية في إنتاج تربية الأحياء المائية العالمية. .

توضح الشكل 1 أنظمة تربية الأحياء المائية الـ 57 وأدائها في الأعمدة الثلاثة للاستدامة. حصلت أنظمة تربية الأحياء المائية في الشمال العالمي على درجات أعلى في الأعمدة الثلاثة مقارنة بالدول النامية، على الرغم من أن الدول النامية كانت لديها مزيج من الأنظمة ذات الأداء الجيد والضعيف في جميع الأعمدة الثلاثة.

قمنا بدراسة العلاقة بين الأعمدة الثلاثة للاستدامة من خلال تقدير الارتباطات باستخدام 57 دراسة حالة في تربية الأحياء المائية. أظهرت النتائج أن جميع الارتباطات كانت إيجابية وذات دلالة إحصائية، مما يشير إلى أنه، في المتوسط، لا توجد تنازلات بين أعمدة الاستدامة (الشكل 2). كان عدم وجود تنازلات بين أعمدة الاستدامة مشابهًا للنتائج التي أبلغ عنها آشي وآخرون. للمصايد العالمية. ومع ذلك، كانت معاملات الارتباط لزراعة الأحياء المائية مختلفة تمامًا عن المصايد في اثنين من العلاقات الثلاثة.

كان معامل الارتباط بين الركائز البيئية والاقتصادية منخفضًا عند 0.33، وكان أقل من 0.52 المبلغ عنه لقطاع مصايد الأسماك. . وهذا يشير إلى أن الآثار البيئية لتربية الأحياء المائية كانت مرتبطة بشكل أضعف بالأرباح الاقتصادية للصناعة. وهذا يبرز تمييزًا مهمًا بين مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية حيث تلعب البيئة دورًا تمويليًا في إنتاج مصايد الأسماك ودورًا داعمًا في إنتاج تربية الأحياء المائية. إن إنتاجية مصايد الأسماك تعتمد بشكل معقد على توفر الموائل وجودتها، وبالتالي فإن تدمير الموائل يقلل من وفرة وتنوع مخزونات الأسماك للاصطياد في المستقبل. عندما تتم إدارة مصايد الأسماك بشكل صحيح، يتم التخفيف من مأساة المشاعات، ويتم جني الفوائد الاقتصادية على المدى الطويل من مخزونات الأسماك الصحية.
بواسطة الصيادين في تربية الأحياء المائية، يمكن للمزارع التأثير على إنتاجية النظام، وخاصة في الأنظمة المكثفة والأنواع ذات الدورات الإنتاجية المغلقة، مما يقلل من الاعتماد على النظام البيئي المحيط. لذلك، فإن تدهور الموطن من خلال التلوث أو وسائل أخرى ليس مرتبطًا بشكل وثيق بإنتاجية وربحية المزرعة. قد يشير هذا أيضًا إلى أنه في بعض الأنظمة، يكون لدى منتجي تربية الأحياء المائية حوافز أضعف للحد من الآثار البيئية الخارجية. كما يتضح، على سبيل المثال، من قبل بينشيناتو وآخرين. قد تكون اللوائح التنظيمية هي الطريقة الوحيدة للحد من بعض الآثار البيئية الخارجية، على الرغم من أن تقديم حوافز سوقية مثل الملصقات البيئية قد يكون أيضًا

خيار ومع ذلك، من الجدير بالذكر أن الارتباط الأضعف مدفوع بأربعة نقاط شاذة، وهي المحار الهندي، وسمك الكارب الهندي، وتربية الكارب المتعددة الأنواع في ميانمار، وربيان ميانمار الواسع. إذا تمت إزالة هذه النقاط، فإن معامل الارتباط يرتفع إلى 0.48. وهذا لا يزال أقل من الأسماك، ولكن ليس بفارق كبير.

كان معامل الارتباط بين الأعمدة البيئية والاجتماعية 0.45 وكان أعلى بكثير من معامل 0.23 المبلغ عنه لقطاع مصايد الأسماك. لم يكن الارتباط الضعيف لقطاع مصايد الأسماك مفاجئًا نظرًا لأن النتائج الاجتماعية تعتمد ليس فقط على موقع المخزون، ولكن أيضًا على مكان وجود الأسطول ومكان هبوط الأسماك. من ناحية أخرى، تحدث تربية الأحياء المائية في موقع محدد، ويجب أن تحدث بعض التفاعلات محليًا على الأقل. تشير نتائجنا إلى أنها تحدث إلى حد أكبر بكثير مما هو عليه في مصايد الأسماك. ومع ذلك، هناك أيضًا أوجه تشابه حيث تعتمد كل من مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية جزئيًا على السياسات الوطنية والاقتصادية والاجتماعية. ترتبط الأعمدة الاقتصادية والمجتمعية بمعدل 0.55، وهو ما يعد أقوى قليلاً مما هو عليه في مصايد الأسماك، ويؤكد أن تربية الأحياء المائية المستدامة تناسب على الأقل كما تناسب مصايد الأسماك لدعم أهداف التنمية المجتمعية التي تسعى إلى القضاء على الفقر وانعدام الأمن الغذائي. في تربية الأحياء المائية، يمنح التحكم الأكبر في عملية الإنتاج المنتجين مزيدًا من النفوذ فيما يتعلق بمكان وجود الصناعة، ومن المثير للاهتمام ملاحظة الأهمية الأكبر لتربية الأحياء المائية في المناطق الداخلية. وفي الدول ذات الكثافة السكانية العالية .

نظرًا لأن إنتاج تربية الأحياء المائية متنوع للغاية، ومن المتوقع أن تختلف الأداء بشكل ملحوظ حسب النوع، وتكنولوجيا الإنتاج، والأنواع. نحن نقوم بتحليل البيانات بشكل أعمق من خلال هذه العوامل (الشكل 3). الإنتاج الحالي من تربية الأحياء المائية يهيمن عليه تربية الأحياء المائية في المياه العذبة. لكن هناك آراء متباينة حول فرص النمو المستقبلية نجد بشكل عام أن أداء تربية الأحياء المائية في المياه العذبة والبحرية كان مشابهًا في الأعمدة الثلاثة (الشكل 3). ومن ثم، من منظور الاستدامة، فإن المسطحات المائية لا تحدث فرقًا كبيرًا. ومن المحتمل أن يكون ذلك ناتجًا عن وجود حالات إيجابية وسلبية لتربية الأحياء المائية البحرية والعذبة حول العالم. تسلط النتيجة الضوء على الثنائيات المحتملة المتعلقة بتربية الأحياء المائية في المياه العذبة والبحرية. ولها تداعيات سياسية هامة على التنمية المستقبلية في البيئة البحرية.

استنادًا إلى عينة أنظمة تربية الأحياء المائية لدينا، سجلت الأنظمة الأحادية في المتوسط درجات أعلى في الأعمدة الثلاثة مقارنة بالأنظمة المتعددة الأنواع (الشكل 3).

الشكل 2 | علاقات أعمدة الاستدامة لـ 57 نظامًا للاستزراع المائي. نتائج الارتباط (معامل و القيمة) هي كما يلي: البيئة-الاقتصاد (0.33، 0.012)، البيئة-المجتمع (0.45، <0.001)، الاقتصاد-

المجتمع (0.55، <0.001). القشريات (زرقاء)، الأسماك العظمية (بنفسجية)، الرخويات (برتقالية)، الطحالب (صفراء)، وحجم الفقاعة يمثل قيمة الإنتاج.

النتيجة التي تشير إلى أن الزراعة الأحادية في المتوسط سجلت درجات أعلى في الركيزة البيئية تتعارض مع الآراء القائمة التي تفيد بأن الزراعة متعددة التغذيات والزراعة المتعددة يمكن أن تحسن استخدام الموارد من خلال الاستفادة من النفايات والمنتجات الثانوية. . ومع ذلك، كانت الدرجات الاقتصادية والاجتماعية الأعلى للزراعة الأحادية أقل مفاجأة حيث أن الأدبيات أكثر انقسامًا فيما يتعلق بالفوائد الاجتماعية والاقتصادية للزراعة المتعددة (المراجع 10، 48، 49).

يظهر الأداء النسبي لستة أنواع مهمة من المزارع – السلمون، البلطي، السمك المقدس، الروبيان، الرخويات، وسمك السلور – في الشكل 4. تفوقت الرخويات التي تتغذى على الترشيح على الأنواع الأخرى في الركيزة البيئية بما في ذلك أبعاد استخدام العلف، واستخدام المياه، والمخلفات، وبالنسبة للتأثيرات الأوسع على الأسماك المحلية والنظام البيئي. لا تستخدم تربية الرخويات الأعلاف المصنعة، والأهم من ذلك، دقيق السمك أو زيت السمك، وهو أحد الجوانب الأكثر انتقادًا في تربية الأحياء المائية. بالإضافة إلى ذلك، توفر الرخويات خدمات النظام البيئي من خلال استيعاب المغذيات مثل النيتروجين والفوسفور بالإضافة إلى توفير الموائل. ومع ذلك، لم تؤدِ الرخويات بشكل جيد في اقتصاديات الإنتاج وكانت واحدة من أكثر أشكال تربية الأحياء المائية خطورة. كان التحكم في الإنتاج هو الأضعف بسبب القابلية للتأثر بالضغوط البيئية والأمراض بالإضافة إلى توفر بذور ذات جودة. لقد كان نمو تربية الرخويات العالمية بطيئًا مقارنة بالنمو الذي لوحظ في تربية الأسماك. ويرجع ذلك جزئيًا إلى مشكلات الإمداد التي ساهمت في محدودية الإنتاج ونمو الإنتاجية. قد توفر الجهود الأخيرة لتحديد القيم النقدية للخدمات البيئية التنظيمية التي تقدمها الرخويات حوافز اقتصادية لزيادة الإنتاج. .

حققت تربية سمك السلمون درجات عالية في معظم الأبعاد، على الرغم من وجود بعض الاستثناءات المهمة. سجل السلمون درجات مرتفعة نسبيًا في أداء العلف مشابهة لأسماك الكارب الآكلة لكل شيء، مما يعكس أن أعلاف السلمون تُستمد عمومًا من مصائد مستدامة الإدارة وأيضًا أن
لقد انخفض استخدام المكونات البحرية بشكل كبير أدى السلمون أداءً أفضل من الأنواع الأخرى في جميع الأبعاد الاقتصادية باستثناء بعد واحد، مما يعكس نجاح تربية السلمون العالمية. وقد أدت الابتكارات التكنولوجية ونمو الإنتاجية إلى إنتاج مكثف مع درجات عالية من التحكم والأتمتة بتكاليف أقل. كان السلمون متناقضًا بشكل حاد مع السمك الشبوط، الذي كان أقل الأنواع تسجيلًا في العديد من الأبعاد الاقتصادية، وهو نتاج للإنتاج في الأنظمة الواسعة التي تنتج أسماكًا ذات قيمة منخفضة وهوامش ربح ضعيفة. كما أن السلمون حقق أداءً جيدًا في معظم الأبعاد الاجتماعية، مما يعكس العوائد العالية وتوليد الثروة في الصناعة التي تُشارك على الأقل جزئيًا مع الموظفين والمجتمعات التي تعمل فيها الصناعة. سجلت تربية سمك السلمون درجات منخفضة في بُعد العمالة المحلية والملكية المحلية، مما يدل على استثمار وملكية أجنبية عالية. يمكن اعتبار ذلك نتاجًا لصناعة ناجحة وعالمية، بينما يعتقد آخرون أنه يقوض تنمية المجتمع المحلي على حساب موارده. . من المثير للاهتمام أن أكبر تباين بين مجموعات الأنواع لوحظ في بُعد الملكية المحلية، تليه التجارة، ثم الأبعاد البيئية للتصديق، والتغذية، واستخدام المياه، والمخلفات. يجب الإشارة إلى أن الدرجات المعروضة تقارن المتوسطات لمجموعات الأنواع المختلفة، وهناك تباين كبير في الأداء داخل كل مجموعة من الأنواع لا يظهر هنا. على سبيل المثال، واجهت تشيلي تحديات كبيرة تتعلق بالأمراض والبيئة في إنتاج السلمون. الذي لم يتم ملاحظته في دول أخرى منتجة للسلمون.

يرتبط توسع تربية الأحياء المائية ارتباطًا وثيقًا بالتجارة العالمية لسلع المأكولات البحرية. ، وقد روجت المنظمات المالية والتنموية الدولية للتصنيع الزراعي الموجه نحو التصدير لدعم النمو الاقتصادي وتقليل الفقر في العديد من

الشكل 4 | متوسط درجات أبعاد الإنتاج للسلمون سمك البلطي سمك الشبوط روبيان رخويات سمكة السلور والطحالب .
يتم توحيد الدرجات حسب الصف من خلال طرح المتوسط والقسمة على
الانحراف المعياري. وبالتالي، فإن الدرجة المعيارية تعكس المسافة من المتوسط بوحدات الانحراف المعياري. راجع المواد التكميلية للقياسات الفردية التي تشكل كل بُعد.
المناطق الفقيرة في العالم لقد تم تدقيق تربية الروبيان في جنوب شرق آسيا بشكل كبير بسبب تدميرها للأشجار الساحلية وتأثيراتها البيئية الأخرى، فضلاً عن تقديمها المحدود للفوائد الاجتماعية والاقتصادية والأمن الغذائي للمجتمعات المحلية مقارنة بأشكال أخرى من تربية الأحياء المائية التي تخدم الأسواق الحضرية المحلية. . نحن نفحص أداء إنتاج الاستزراع المائي حسب السوق (أي، محلي أو تصدير) وحسب حالة التنمية (الشكل 5). في البلدان ذات الدخل المنخفض، تفوقت أنظمة الاستزراع المائي الموجهة للتصدير على الإنتاج للأسواق المحلية من حيث البيئة ; الشكل 5أ) والأداء الاقتصادي ؛ الشكل 5أ) في حين أن أداء المجتمع لم يختلف بين تربية الأحياء المائية المحلية وتربية الأحياء المائية الموجهة للتصدير ; الشكل 5أ). يتناقض هذا مع دراسات حالة محددة في الأدبيات تشير إلى أن تربية الأحياء المائية الموجهة للتصدير تؤدي إلى تدهور بيئي أكبر. قد تشير الأداء البيئي الأفضل للقطاعات الموجهة للتصدير إلى أن صناعة التصدير تتحسن استجابةً لإشارات السوق.

نجد الاتجاه المعاكس في البلدان ذات الدخل المرتفع حيث سجلت أنظمة تربية الأحياء المائية التي تخدم الأسواق المحلية درجات أعلى في الركيزة البيئية مقارنة بتربية الأحياء المائية الموجهة للتصدير. ، “ “; الشكل 5ب). تم العثور أيضًا على أداء اقتصادي أفضل في تربية الأحياء المائية الموجهة للتصدير في البلدان ذات الدخل المرتفع. ، ؛ الشكل 5ب) لكن أداء المجتمع لم يختلف بين تربية الأحياء المائية المحلية وتربية الأحياء المائية الموجهة للتصدير ( ; الشكل 5ب). تدعم النتائج الفكرة القائلة بأن الإنتاج للتصدير والأسواق المحلية مرتبطان بنتائج أداء مختلفة، وأن الديناميكيات تتأثر بشكل أكبر بحالة التنمية. نظرًا لأن حصة كبيرة من إنتاج الاستزراع المائي المصدّر من الدول النامية موجهة نحو الأسواق الغنية، فإن ذلك يشير إلى وجود حوافز سوقية تعوض تكلفة ممارسات الإنتاج الأكثر استدامة.

ومع ذلك، فإن الحوافز السوقية، في المتوسط، تفتقر إلى الإنتاج الذي يخدم الأسواق المحلية في العالم النامي.

إنتاج الاستزراع المائي ينمو بسرعة، لكنه أيضًا نظام غذائي يتعرض لانتقادات شديدة حيث يُنظر إلى الممارسات غير المستدامة بيئيًا واجتماعيًا على أنها تنشأ في السعي لتحقيق الأهداف الاقتصادية. استخدمت هذه الدراسة بيانات تم جمعها باستخدام واجهات برمجة التطبيقات لـ 57 نظامًا للاستزراع المائي وأظهرت أنه في المتوسط، فإن الأعمدة الثلاثة للاستدامة تكمل بعضها البعض، مما يشير إلى عدم وجود تنازلات منهجية بين الاستدامة الاقتصادية والبيئية والاجتماعية. وبالتالي، فإن إنتاج الاستزراع المائي المستدام ممكن، ويجب ألا تُعتبر التنازلات الأساسية بين الاستدامة الاقتصادية والبيئية والاجتماعية هي القاعدة، على الرغم من أنه قد توجد في حالات معينة. ومع ذلك، تشير النتائج أيضًا إلى وجود تباين كبير في درجة الاستدامة في أنظمة الاستزراع المائي المختلفة، مما يدعم الملاحظة التي قدمها نايلور وآخرون. إنها صناعة متباينة للغاية.

التنوع مثير للاهتمام للغاية، وتشير نتائجنا إلى أن بعض النقاشات المهمة من المحتمل أن تكون مبسطة بشكل مفرط. وهذا واضح بشكل خاص في المناقشة حول المزايا النسبية وإمكانات تربية الأحياء المائية العذبة مقابل تربية الأحياء المائية البحرية. تشير نتائجنا إلى أن هذا ليس تمييزًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص، حيث أن الأنظمة تؤدي بشكل مشابه جدًا في جميع أبعاد الاستدامة الثلاثة. بل، هناك عوامل أخرى تبدو أكثر أهمية، مثل الفرق بين الرخويات والأسماك ذات الزعانف أو درجة السيطرة على عملية الإنتاج.

تختلف أنظمة إنتاج الاستزراع المائي بشكل كبير من حيث المساحة، وتكنولوجيا الإنتاج، والأنواع، والسوق. إن تحديد النتائج السلبية في بعض الأنواع والأبعاد لا يُعتبر رفضًا لتكنولوجيا إنتاج الغذاء، بل يُستخدم لإبلاغ السياسات و

قرارات الاستثمار. تسلط تحليلاتنا الضوء على وتقوم بمقارنة جوانب مختلفة من الاستدامة لأشكال مختلفة من تربية الأحياء المائية ويمكن استخدامها لتحديد مجالات التحسين والمجالات الرئيسية التي تحتاج إلى بحث. كما توفر البيانات خط أساس للأداء المتوسط للقطاع وكذلك لمجموعات الأنواع المختلفة. ومع ذلك، فإن هذه التحليلات هي مجرد البداية، وسيؤدي التطوير المستمر لقاعدة بيانات واجهات برمجة التطبيقات إلى تسهيل التحليل حول أسئلة أكثر تفصيلاً وسيساعد بشكل كبير في تحسين استدامة قطاع تربية الأحياء المائية. سيكون توسيع قاعدة البيانات مفيدًا لأنه سيسمح بتحليل أنظمة فرعية محددة ويجعل العينة أكثر تمثيلاً لتربية الأحياء المائية العالمية. على سبيل المثال، ستساعد الملاحظات الإضافية للطحالب في تحليل أحد أسرع الأجزاء نموًا في قطاع تربية الأحياء المائية.

تم تصميم واجهات برمجة التطبيقات لتقييم أداء أنظمة تربية الأحياء المائية. يتكون نظام تربية الأحياء المائية من مجموعة من منتجي تربية الأحياء المائية في منطقة بيئية مشابهة، وتكنولوجيا إنتاج، وهيكل إداري. يمكن أن تكون أنظمة تربية الأحياء المائية محلية أو وطنية أو متعددة الجنسيات، ولكنها غالبًا ما ستكون صناعة تنتج نوعًا واحدًا في بلد واحد.

هناك نوعان من مؤشرات الأداء: المخرجات والمدخلات. تعكس مؤشرات المخرجات النتائج البيئية والاقتصادية والاجتماعية للنظام. هناك 88 مؤشر مخرجات تم تقييمها على مقياس من 1-5، مع تصنيفات محددة لالتقاط التباين العالمي. وبالتالي، بدلاً من قياس عدد قليل من المؤشرات، قامت مؤشرات الأداء العامة بتقييم مقاييس متعددة بدرجات مختلفة من الدقة. تم تجميع مؤشرات المخرجات في 19 بُعدًا للمخرجات مع مؤشرات متعددة داخل كل بُعد لتقليل تأثير القياس الخاطئ المحتمل ولتحديد قيم أكثر دقة. يتم تجميع الأبعاد الـ 19 للمخرجات بشكل أكبر لالتقاط الأداء في الأعمدة الثلاثة للاستدامة: الأداء البيئي، والأداء الاقتصادي، والأداء الاجتماعي (معلومات إضافية). يتم التقاط الأداء البيئي في خمسة أبعاد تعكس استخدام العلف، واستخدام المياه والمخلفات، وتأثيرات أوسع على الأسماك الأصلية والنظام البيئي. يتم قياس الأداء الاقتصادي من خلال ما إذا كان نظام الاستزراع المائي يولد فوائد سوقية، ويتحدد ذلك بعوامل مثل أسعار المزرعة وأسعار الجملة، والتجارة الدولية، وكفاءة سلسلة التوريد.

تعكس الأداء الاجتماعي مدى مساهمة تربية الأحياء المائية في سبل العيش والفوائد الأخرى في المجتمع، ويتحدد ذلك من خلال أجور المزارعين والمعالجين والوصول إلى خدمات المجتمع.

النوع الثاني من مؤشرات API هو مؤشر المدخلات. هناك 66 مقياس مدخلات يتم تقييمها على مقياس من 1-5 تعكس أساليب الإدارة والظروف المساعدة للنظام، مثل الظروف الاقتصادية الكلية، وحقوق الملكية، والتنظيم، والبحث والتطوير، والبنية التحتية (معلومات إضافية). تم تصميم مقاييس المدخلات لإبلاغ تأثيرها على مؤشرات الأداء البيئي والاقتصادي والاجتماعي، وبالتالي لا يُفترض أن الدرجات الأعلى لمقاييس المدخلات أفضل.

تم إجراء تقييمات API لـ 57 نظامًا لتربية الأحياء المائية (معلومات إضافية) بين عامي 2020 و 2021 والتي تمثل إنتاج الكمية العالمية من تربية الأحياء المائية و قيمة الإنتاج العالمية. تمثل التقييمات الـ 57 عينة غير عشوائية حيث تم استخدام العينة الانتهازية لجمع البيانات عن القطاعات ذات الأهمية النسبية العالية في إنتاج الأحياء المائية العالمي وفي المواقع التي تمكنا من العثور على متعاونين فيها. ومع ذلك، كانت هناك قطاعات مهمة لم تكن ضمن قدرتنا على التقييم. تم إجراء التقييمات في جميع الدول العشر الأولى المنتجة للأحياء المائية باستثناء واحدة. مصر غائبة، حيث لم تكن ضمن قدرتنا على جمع البيانات هناك. كما تم إجراء التقييمات لحوالي 40 نوعًا أو مجموعة من الأنواع، وهذه الأنواع مسؤولة عن كمية الإنتاج العالمية و من القيمة. خمسون في المئة من العينة هي أسماك عظمية، قشريات الرخويات، و الأعشاب البحرية. للمقارنة، فإن إنتاج تربية الأحياء المائية العالمي هو الأسماك العظمية طحالب البحر الرخويات، و القشريات. ومن ثم، فإن تربية الطحالب البحرية هي المجموعة الأنواع الأكثر تمثيلاً بشكل ناقص في عينتنا، ومع وجود ملاحظتين فقط، لم يكن من الممكن إجراء تحليل منفصل لهذا القطاع. ومن الجدير بالذكر أن معظم إنتاج الطحالب البحرية له قيمة وحدة منخفضة، لذا فإن حصته من القيمة هي فقط ، بسبب أن معظم الإنتاج مخصص للاستخدامات الصناعية غير الغذائية. من المهم أيضًا ملاحظة أن بعض القطاعات الصغيرة موجودة إلى حد كبير لأن البيانات كانت سهلة الحصول عليها. النتائج الرئيسية مستقرة إلى حد كبير حيث أن إزالة القيم الشاذة لا تغير الاستنتاجات.

تم إجراء تقييمات FPI لـ 121 قطاعًا من قطاعات الصيد بين عامي 2011 و 2017 وتم الإبلاغ عنها في المرجع 30، 31. لا نعتقد أن الفترات الزمنية المختلفة التي تم جمع بيانات FPI و API خلالها يجب أن تؤثر على المقارنة، حيث إن المؤشرات تقيم قضايا هيكلية من غير المحتمل أن تتغير بشكل كبير على مدى فترات زمنية قصيرة نسبيًا.

يتم قيادة كل تقييم من قبل مُقيّم يقوم بتحديد أفضل مصدر متاح للمعلومات لكل مقياس لسنة واحدة. بالنسبة للمؤشرات التي تغطي عدة سنوات، ستكون هذه السنة هي السنة النهائية. يمكن للمقيّم الاستناد إلى بيانات مستهدفة، وبيانات بديلة، ومقابلات مع المزارعين، ومعرفة الخبراء المحليين عندما تكون البيانات غير متاحة. لتقليل التباين بين المقيمين، هناك دليل شامل يوفر تبريرات وأمثلة مفصلة لتقييم كل مقياس (معلومات إضافية). لقد قام محلل API ذو خبرة واحدة على الأقل بمراجعة جميع التقييمات بشكل مستقل عن المقيّم لضمان الاتساق. يمكن أن يكون التركيز على سنة معينة تحديًا عندما يكون القطاع في حالة تغيير سريع. على سبيل المثال، عندما تم إجراء ملاحظتنا على الروبيان في إندونيسيا، كانت الصناعة تتكون أساسًا من منتجين موسعين، لكنها قد تسارعت بشكل كبير منذ ذلك الحين.

بينما تكون الفئات في معظم الحالات واضحة، هناك أيضًا عدة حالات تكون فيها الحدود غير ثابتة. في بعض الحالات، يتم تسجيل ذلك بشكل صريح. على سبيل المثال، لفحص الفروق المحتملة بين قطاعات تربية الأحياء المائية الموجهة نحو السوق المحلية وتلك الموجهة نحو التصدير، نقوم بفصل البيانات بناءً على مقياس التجارة الدولية. تلك القطاعات التي تحصل على درجة 1 (تقريبًا لا تصدير) و 2 ( تم تصنيف الصادرات على أنها محلية، وتلك القطاعات التي حصلت على درجة 4 ( تصدير) و 5 ( تم تصنيف القطاعات التي حصلت على درجة 3 كقطاعات موجهة للتصدير. لم يتم تضمين (التصدير) في هذا التحليل. التصنيفات الأخرى هي جزء من وصف القطاعات، مثل الزراعة الأحادية مقابل الزراعة المتعددة. هنا، يتم تصنيف القطاع بناءً على المنتج الرئيسي بحيث يتم تصنيف القطاع كزراعة متعددة فقط إذا كان هناك أكثر من نوع واحد يتم إنتاجه ليتم بيعه أو استخدامه في الإعدادات المعيشية. الأنواع التي يتم الاحتفاظ بها لتوفير خدمات بيئية أو صحية للأسماك في عملية الإنتاج لا تعتبر زراعة متعددة. بالنسبة لبعض القطاعات، مثل تربية سمك الكارب الصيني، هذه ممارسة شائعة، والأنظمة التي تم تقييمها هنا كانت تنتج بشكل أساسي نوعًا واحدًا للسوق، وبالتالي، تم تصنيفها كزراعة أحادية؛ ومع ذلك، هناك منتجون آخرون في القطاع يمارسون الزراعة المتعددة. في نظام البلطي/الجمبري الإندونيسي، يتم تصدير الجمبري في الغالب، بينما يتم استهلاك البلطي محليًا. ثم تكون مؤشرات الإنتاج متوسطًا للنوعين. على سبيل المثال، يتم تقييم مؤشر التصدير كـ 3.

معلومات إضافية حول تصميم البحث متاحة في ملخص تقارير مجموعة نيتشر المرتبط بهذه المقالة.

البيانات التي تدعم نتائج هذه الدراسة متاحة على https:// github.com/taryngarlock/API-Data-2023.

تلقى تارين جارلوك دعمًا ماليًا من مشروع نيفا هاتش رقم 7006413، وتلقى فرانك آشي دعمًا ماليًا من مشروع نيفا هاتش رقم 7004716. يعترف هاكان إيجرت، كارلوس تشافيز، نناميكا تشوكوون، وبيلا تيبسيغوا بالدعم المالي من الوكالة السويدية للتعاون الدولي في التنمية (سيدا) من خلال مبادرة البيئة من أجل التنمية (61050402). يعترف فرانك آشي وراغنار تفيتيراس بالتمويل من مجلس البحث النرويجي (CT299404، CT320612، وCT328724). يعترف كارلوس تشافيز بالتمويل من المشروع FONDAP 1523A0007. يعترف مادان دي بالتمويل من الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية (7200AA18CA00030) وجامعة ولاية ميسيسيبي (رقم 193900.312455.03C). يعترف غانيش كومار بالتمويل من NOAA (NA21OAR4170091). يعترف راسموس نيلسن بالتمويل من جامعة كوبنهاغن. الآراء المعبر عنها هي آراء المؤلفين، وليست آراء أصحاب العمل أو الوكالات الممولة. النتائج والتفسيرات والاستنتاجات المعبر عنها في هذا العمل لا تعكس بالضرورة آراء البنك الدولي.

صممت T.M.G. البحث، وجمعت البيانات، وحللت البيانات، وكتبت الورقة. صمم F.A. البحث، وجمع البيانات، وحلل
جمع البيانات، وكتب الورقة. صمم J.L.A. البحث، جمع البيانات، حلل البيانات، وكتب الورقة. صمم H.E. البحث، جمع البيانات، حلل البيانات، وكتب الورقة. جمع T.M.A. البيانات وكتب الورقة. جمع B.C. البيانات وكتب الورقة. جمع C.A.C. البيانات، حلل البيانات، وكتب الورقة. جمع J.C. البيانات وكتب الورقة. جمع N.C. البيانات وكتب الورقة. جمع M.M.D. البيانات وكتب الورقة. جمع K.F. البيانات وكتب الورقة. جمع J.F. البيانات وكتب الورقة. جمع J.G. البيانات وكتب الورقة. جمع G.K. البيانات وكتب الورقة. جمع L.L. البيانات وكتب الورقة. جمع I.L. البيانات وكتب الورقة. جمع L.N. البيانات وكتب الورقة. جمع R.N. البيانات وكتب الورقة. جمع R.B.M.P. البيانات وكتب الورقة. جمع P.O.S. البيانات وكتب الورقة. جمع B.T. البيانات وكتب الورقة. جمع R.T. البيانات وكتب الورقة. يتشارك T.M.G. و F.A. في تأليف الورقة.

تم توفير تمويل الوصول المفتوح من قبل جامعة ستافنجر ومستشفى جامعة ستافنجر.

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.

معلومات إضافية النسخة الإلكترونية تحتوي على مواد إضافية متاحة علىhttps://doi.org/10.1038/s41467-024-49556-8.

يجب توجيه المراسلات والطلبات للحصول على المواد إلى فرانك آشي.

معلومات مراجعة الأقران تشكر مجلة Nature Communications روزاموند نايلور والمراجعين الآخرين المجهولين على مساهمتهم في مراجعة هذا العمل. يتوفر ملف مراجعة الأقران.

معلومات إعادة الطباعة والتصاريح متاحة علىhttp://www.nature.com/reprints

ملاحظة الناشر: تظل شركة سبرينجر ناتشر محايدة فيما يتعلق بالمطالبات القضائية في الخرائط المنشورة والانتماءات المؤسسية.

الوصول المفتوح هذه المقالة مرخصة بموجب رخصة المشاع الإبداعي النسب 4.0 الدولية، التي تسمح بالاستخدام والمشاركة والتكيف والتوزيع وإعادة الإنتاج بأي وسيلة أو صيغة، طالما أنك تعطي الائتمان المناسب للمؤلفين الأصليين والمصدر، وتوفر رابطًا لرخصة المشاع الإبداعي، وتوضح ما إذا تم إجراء تغييرات. الصور أو المواد الأخرى من طرف ثالث في هذه المقالة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة، ما لم يُشار إلى خلاف ذلك في سطر الائتمان للمادة. إذا لم تكن المادة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة وكان استخدامك المقصود غير مسموح به بموجب اللوائح القانونية أو يتجاوز الاستخدام المسموح به، فستحتاج إلى الحصول على إذن مباشرة من صاحب حقوق الطبع والنشر. لعرض نسخة من هذه الرخصة، قم بزيارةhttp://creativecommons.org/رخص/بواسطة/4.0/.
© المؤلفون 2024، نشر مصحح 2024
مدرسة مصايد الأسماك، تربية الأحياء المائية والعلوم المائية، جامعة أوبورن، أوبورن، AL 36849، الولايات المتحدة الأمريكية. مدرسة الغابات ومصايد الأسماك وعلوم الجيوماتكس، جامعة فلوريدا، غينزفيل، فلوريدا 32611، الولايات المتحدة الأمريكية. قسم السلامة والاقتصاد والتخطيط، جامعة ستافنجر، 4036 ستافنجر، النرويج. قسم اقتصاد الغذاء والموارد، جامعة فلوريدا، غينزفيل، فلوريدا 32611، الولايات المتحدة الأمريكية. قسم الاقتصاد، جامعة غوتنبرغ، 40530 غوتنبرغ، السويد. قسم الاقتصاد الزراعي والموارد، جامعة كاليفورنيا في ديفيس، ديفيس، كاليفورنيا 95616، الولايات المتحدة الأمريكية. كلية الاقتصاد والإدارة، جامعة المحيط في شنغهاي، شنغهاي 201306، الصين. كلية الاقتصاد والأعمال، جامعة تالكا ومركز الأبحاث البينية في تربية الأحياء المائية، تالكا، تشيلي. شرق آسيا – البيئة، الموارد الطبيعية والاقتصاد الأزرق، البنك الدولي، واشنطن العاصمة 20433، الولايات المتحدة الأمريكية.
قسم الاقتصاد الزراعي ومركز أبحاث سياسة الموارد والبيئة، البيئة من أجل التنمية نيجيريا، جامعة نيجيريا نسوكا، نسوكا، ولاية إينوجو 40001، نيجيريا. قسم علوم الزراعة، جامعة تكساس الحكومية، سان ماركوس، تكساس 78666، الولايات المتحدة الأمريكية. علوم البيئة، جامعة أريزونا، توكسون، أريزونا 85721، الولايات المتحدة الأمريكية. برنامج مصايد الأسماك والمحيطات المقاومة لتغير المناخ، صندوق الدفاع البيئي، 1100 كيزون سيتي، الفلبين. وحدة المحيطات والمياه، المركز المشترك للبحوث التابع للمفوضية الأوروبية، 21027 إسبرا، إيطاليا. مركز ثاد كوكيران الوطني لتربية الأحياء المائية في المياه الدافئة، مركز دلتا للبحوث والإرشاد، جامعة ولاية ميسيسيبي، ميسيسيبي 38756، الولايات المتحدة الأمريكية. قسم إدارة الأعمال، جامعة كانتابريا، 39005 سانتاندر، إسبانيا. كلية الزراعة وعلوم الغذاء، جامعة فلوريدا A&M، تالاهاسي، فلوريدا 32312، الولايات المتحدة الأمريكية. قسم اقتصاد الغذاء والموارد، جامعة كوبنهاغن، 1958 فريدريكسبرغ سي، الدنمارك. جامعة دار السلام، دار السلام، تنزانيا. مدرسة الأعمال والقانون بجامعة ستافنجر، 4036 ستافنجر، النرويج. البريد الإلكتروني: فرانك.أش@ufl.edu

Received: 18 June 2023
Accepted: 10 June 2024
Published online: 20 June 2024

Aquaculture is a recent addition to the global food production system, and due to rapid production growth, aquaculture has overtaken fisheries as the main source of seafood for human consumption . Aquaculture has the potential to support livelihoods, food security, and human and environmental health , but the industry is controversial as it is a new way of using aquatic resources, and there are significant concerns with respect to its environmental sustainability and its social impacts . Lack of data has prevented systematic comparison of global aquaculture production systems. In this paper, we use data collected by the Aquaculture Performance Indicators (APIs; Supplementary Information) for 57 aquaculture systems to show that, on average, the three pillars of sustainability are complementary, suggesting no systematic trade-offs between economic, environmental, and social sustainability. The results indicate that the strength of the
relationships between the sustainability pillars is quite different in aquaculture from fisheries, the other main production technology for seafood. In particular, there is a much weaker relationship between environmental and economic sustainability and a much stronger relationship between social and environmental sustainability. The APIs also facilitate the investigation of several controversial topics about aquaculture development. For instance, our results suggest that freshwater and marine aquaculture are equivalent from a sustainability perspective, and monoculture is preferable to polyculture. We identify high-performing aquaculture typologies and species and highlight opportunities to improve economic, social, and environmental performance. Our results support the nuanced picture of a heterogenous industry indicated by Naylor et al. , and that a sustainable aquaculture industry is possible with the correct policy and investment decisions.

The concerns related to the sustainability of aquaculture often indicate that the three pillars of sustainability are competing rather than complementary. This is most evident in the potential trade-off between the environment and economic development. The aquaculture sector has clearly responded to economic opportunities to expand, intensify, and diversify , and markets and trade are two important driving factors . However, accompanying environmental externalities such as destruction of critical habitats, nutrient pollution, and the use of wild fish in feed production have been widely criticized .

The potential trade-offs between the environment and aquaculture production are common issues that, at least in principle, can be addressed with improved governance . For instance, mangrove forests can be protected from aquaculture development and are in many regions , and forage fish stocks can be sustained with management systems that prevent overfishing . Market incentives can also be important. For instance, rising prices for fishmeal and fish oil incentivized the industry to reduce fishmeal inclusion rates and explore alternative protein sources . There is also increasing evidence that some forms of aquaculture perform well in terms of greenhouse gas emissions compared to other food production systems .

The potential trade-offs between the economic and social sustainability of aquaculture are as controversial and even less studied. Aquaculture is mainly a food production technology used in the Global South, but market dynamics have affected the distribution of its benefits. Aquaculture is sometimes perceived to focus on the production of species and product forms that are aimed at the urban middle class and international markets . In addition, it is argued the recent interest in developing marine aquaculture-operationalized through largescale enterprises with highly automated systems-will contribute little to employment and food security among the poor . It has also been shown that some development projects and business models, such as contract farming or sharecropping, designed to enhance economic opportunities of smallholder fish farmers worsen social equity by concentrating power and wealth among a few individuals . Aquaculture has also been linked to labor exploitations in fishery value chains through the provisioning of feed inputs .

On the other hand, several recent studies show that aquaculture can contribute to local economic development and poverty alleviation by increasing employment opportunities and reducing income inequality in low-income and rural areas by providing local ripple effects . Increased aquaculture production can also increase the accessibility and availability of nutritious foods . Belton et al. show that aquaculture is less export-oriented than wild-capture fisheries in the largest aquaculture-producing countries, and Garlock et al. show that increased aquaculture production increases domestic seafood consumption.

Despite the prevalence of potential sustainability trade-offs in the academic literature, there is increasing evidence that the complementarity indicated by the three pillars of sustainability model may apply also in aquaculture. We investigate these issues using a global dataset of 57 aquaculture systems spanning all populated continents. We first examine the relationships among the three pillars of sustainability and compare them to the same measures in fisheries, the other main seafood production method. We continue analyzing performance by production technology and species because some forms of aquaculture are more intensely criticized.

Assessing the three pillars of sustainability in aquaculture systems is challenging because comparable data are not available to investigate social, economic, and ecological outcomes in different aquaculture systems and regions. While good production data exist from the FAO, there is limited data available on environmental, economic, and social issues in many parts of the world, and this is particularly prevalent in developing nations. We address this challenge by developing a set of APIs that allows data to be collected consistently on a wide range of
issues related to the three pillars of sustainability and, therefore, facilitates global comparisons. The APIs are an extension of the Fishery Performance Indicators (FPIs) of Anderson et al. and can be used in a similar fashion to assess specific issues with respect to sustainability globally or for specific systems or regions . Several other sustainability metrics have been proposed for the aquaculture sector . However, these metrics have a relatively specific focus and do not allow assessment along all three pillars of sustainability.

The APIs include 88 outcome measures grouped into 19 dimensions that can be further aggregated into the three indicators of environmental, economic, and social performance. The APIs also include 66 input metrics that reflect management approaches and enabling conditions. Each measure is scored on a 1 to 5 scale using data when they exist and are scored by an expert in data-poor settings (see Supplementary Information). Due to these differences in the scoring method, an uncertainty measure is also indicated with respect to the data quality. While indicators cannot fully capture all aspects of sustainability in relation to aquaculture, the large number of indicators used captures many of the most relevant aspects. In addition, the indicator system can be easily expanded to include specific issues that are of particular importance, as illustrated by McCluney et al. with the FPIs.

Data on 57 aquaculture systems were collected between 2020 and 2021 that reflect the performance of production systems as well as more general economic indicators in 2018 and 2019. As such, the data is not impacted by the COVID-19 pandemic and associated measures. The 57 case studies are an opportunistic sample targeting the major species and countries where aquaculture production takes place but are limited by where researchers volunteered to conduct APIs. The selected species and country combinations represent of global aquaculture production. Case studies have been conducted in 21 countries which are responsible for of global aquaculture production. Seventy-nine percent of the case studies are from developing countries, and this is consistent with the significant role of developing countries in global aquaculture production .

Figure 1 maps the 57 aquaculture systems and their performance in the three pillars of sustainability. The aquaculture systems in the Global North scored higher in all three pillars compared to developing countries, although developing countries had a mix of well and poorly performing systems in all three pillars.

We investigated the relationship between the three pillars of sustainability by estimating correlations using 57 aquaculture case studies. The results indicated that all correlations were positive and statistically significant, suggesting that, on average, trade-offs do not exist among the pillars of sustainability (Fig. 2). The lack of trade-offs among the pillars of sustainability was analogous to the results reported by Asche et al. for global fisheries. However, the correlation coefficients for aquaculture were quite different from fisheries for two of the three relationships.

The correlation coefficient between the environmental and economic pillars was low at 0.33 , and was lower than the 0.52 reported for fisheries . This suggests that the environmental impacts of aquaculture were more weakly linked to the economic profits of the industry. This highlights an important distinction between fisheries and aquaculture wherein the environment plays a provisioning role in fisheries production and a supporting role in aquaculture production. The productivity of capture fisheries is intricately linked to habitat availability and quality, and thus destruction of habitat reduces the abundance and diversity of fish stocks for future capture. When fisheries are properly managed, the tragedy of the commons is mitigated, and the long-term economic benefits of healthy fish stocks are reaped
by fishers . In aquaculture, the farmer can influence the productivity of the system, and more so in intensive systems and species with closed production cycles, thus limiting dependence on the surrounding ecosystem. Therefore, degradation of the habitat through pollution or other means is not as tightly coupled to a farm’s productivity and profitability. This may also suggest that in some systems, aquaculture producers have weaker incentives to limit environmental externalities. As shown, e.g., by Pincinato et al. , regulations may be the only way to limit some environmental externalities, although introducing market incentives such as ecolabels may also be an

option . However, it is worthwhile to note that the weaker correlation is driven by four outliers, India oysters, India carp, Myanmar carp polyculture, and Myanmar extensive shrimp. If these are removed, the correlation coefficient increases to 0.48 . This is still lower than for fisheries, but not very much so.

The coefficient between environmental and social pillars was 0.45 and was considerably higher than the 0.23 coefficient reported for fisheries. The weak correlation for fisheries was not surprising given that social outcomes are dependent not only on the location of the stock, but where the fleet is based and where the fish is landed . Aquaculture, on the other hand, occurs at a specific location, and at least some of the interactions must occur locally. Our results indicate that they do to a much larger extent than in fisheries. However, there are also commonalities as both fisheries and aquaculture are in part dependent on national, economic, and social policies . The correlation between the economic and community pillars at 0.55 is slightly stronger than in fisheries and confirms that sustainable aquaculture is at least as well suited as fisheries to support community development objectives that seek to eradicate poverty and food insecurity. In aquaculture, greater control over the production process gives producers more leverage with respect to where the industry is located, and it is interesting to note the larger importance of aquaculture in inland regions and in highly populated countries .

Because aquaculture production is highly diverse, and performance is expected to vary measurably by type, production technology, and species , we further analyze the data by these factors (Fig. 3). Current aquaculture production is dominated by freshwater aquaculture , but there are disparate views on future growth opportunities . We find in aggregate that the performance of freshwater and marine aquaculture was similar in all three pillars (Fig. 3). Hence, from a sustainability perspective, the water bodies make little difference. This likely stems from the result that there are both positive and negative cases of marine and freshwater aquaculture around the globe. The result sheds light on potential dichotomies regarding freshwater and marine aquaculture and has important policy implications for future development in the marine environment.

Based on our sample of aquaculture systems, monocultures on average scored higher in the three pillars than polycultures (Fig. 3).

Fig. 2 | Correlations of the pillars of sustainability for 57 aquaculture systems. Correlation results (coefficient and value) are as follows: Environmental-Economic (0.33, 0.012), Environmental-Community (0.45, <0.001), Economic-

Community (0.55, <0.001). Crustaceans (blue), finfish (purple), mollusks (orange), seaweed (yellow), and the size of the bubble represents production value.

The finding that monocultures on average scored higher in the environmental pillar is at odds with existing views that multi-trophic aquaculture and polyculture can optimize resource use through utilization of wastes and byproducts . However, the higher economic and social scores of monocultures were less surprising as the literature is more divided with respect to the social and economic benefits of polycultures (refs. 10,48,49).

The relative performance of six important farmed species-salmon, tilapia, carp, shrimp, mollusks, and catfish-is shown in Fig. 4. Filter-feeding mollusks outperformed the other species in the environmental pillar including dimensions of feed use, water use, and effluent, and with respect to the broader impacts on native fish and the ecosystem. Molluscan aquaculture does not utilize manufactured feeds, and more importantly, fishmeal or fish oil which is one of the most heavily criticized aspects of aquaculture . In addition, mollusks provide ecosystem services through assimilation of nutrients such as nitrogen and phosphorus as well as provision of habitat . Mollusks, however, did not perform as well in the economics of production and were one of the riskiest forms of aquaculture. Control of production was the weakest due to susceptibility to environmental stresses and disease as well as the availability of quality seed . Growth in global molluscan aquaculture has been slow relative to the growth observed in finfish. This is partly due to supply issues that have contributed to limited production and productivity growth . Recent efforts to assign monetary values to the regulating ecosystem services provided by mollusks may provide economic incentives to increase production .

Salmon aquaculture scored high in most dimensions, albeit with a few important exceptions. Salmon scored relatively high in feed performance similar to omnivorous carps which reflects that salmon feeds are generally sourced from sustainably managed fisheries and also that
the use of marine ingredients have declined significantly . Salmon performed better than other species in all but one of the economic dimensions, which reflects the success of global salmon farming. Technological innovations and productivity growth have led to intensive production with high degrees of control and automation at lower costs . Salmon contrasted sharply with carp, which was the lowest-scoring species in many economic dimensions and is an artifact of production in extensive systems that produce low-value fish and weak profit margins. Salmon also performed well in most social dimensions reflecting high returns and wealth generation in the industry that is at least partly shared with the employees and the communities where the industry operates . Salmon aquaculture scored low in the dimension of local labor and local ownership indicative of high foreign investment and ownership. This may be viewed as an artifact of a successful and globalized industry, whereas others believe it undermines local community development at the expense of their resources . Interestingly, the greatest variation across species groups was observed in the dimension of local ownership, followed by trade, and the environmental dimensions of certification, feed, water use, and effluent. It should be noted that the scores presented compare the averages for different species groups, and there is significant variation in performance within each species group that is not shown here. For instance, Chile has had significant disease and environmental challenges with salmon production , which has not been observed in other salmon-producing countries.

The expansion of aquaculture is tightly coupled with the global trade of seafood commodities , and international financial and development organizations have promoted export-oriented agro-industrialization to support economic growth and reduce poverty in many

Fig. 4 | Average output dimension scores for salmon ( ), tilapia ( ), carp , shrimp , mollusk , catfish , and seaweed .
Scores are standardized by row by subtracting the mean and dividing by the
standard deviation. Thus, the standardized score reflects the distance from the mean in units of standard deviation. See the Supplementary materials for the individual metrics comprising each dimension.
poor regions of the world . Shrimp farming in Southeast Asia has been one of the most heavily scrutinized for its mangrove destruction and other environmental impacts, as well as the limited provisioning of socioeconomic benefits and food security to local communities relative to other forms of aquaculture that serve domestic urban markets . We examine the performance of aquaculture production by market (i.e., domestic or export) and by development status (Fig. 5). In low-income countries, export-oriented aquaculture systems outperformed production for domestic markets in environmental ; Fig. 5a) and economic performance ; Fig. 5a) whereas community performance did not differ between domestic and export-oriented aquaculture ; Fig. 5a). This contrasts with specific case studies in the literature suggesting that export-oriented aquaculture results in greater environmental degradation . The better environmental performance of export-oriented sectors may suggest that the export industry is improving in response to market signals.

We find the reverse trend in high-income countries where aquaculture systems serving domestic markets scored higher in the environmental pillar than export-oriented aquaculture , ; Fig. 5b). Better economic performance in export-oriented aquaculture was also found in high-income countries , ; Fig. 5b) but community performance did not differ between domestic and export-oriented aquaculture ( ; Fig. 5b). The results support the notion that production for export and domestic markets are linked to different performance outcomes, and that the dynamics are further nuanced by development status. Given that a large share of the aquaculture production exported from developing countries is destined for wealthy markets suggests that market incentives exist and offset the cost of more sustainable production practices.

However, the market incentives are, on average, lacking for production serving domestic markets in the developing world.

Aquaculture production is rapidly growing, but it is also a heavily criticized food system as environmentally and socially unsustainable practices are perceived to arise in pursuit of economic objectives. This study utilized data collected with the APIs for 57 aquaculture systems and depicted that on average the three pillars of sustainability are complementary, suggesting no systematic trade-offs between economic, environmental, and social sustainability. Hence, sustainable aquaculture production is possible, and fundamental trade-offs among economic, ecological, and social sustainability should not be viewed as the norm, even though they may exist in specific cases. However, the results also indicate that there is significant variation in the degree of sustainability in different aquaculture systems, supporting the observation of Naylor et al. that it is a highly heterogeneous industry.

The heterogeneity is highly interesting, and our results indicate that some important debates most likely are over-simplified. This is most obvious in the discussion on the relative merits and potential of freshwater versus marine aquaculture . Our results indicate that this is not a particularly interesting distinction, as the systems are performing quite similarly in all three sustainability dimensions. Rather, there are other factors that seem to be more important, such as the difference between mollusks and finfish or the degree of control over the production process.

Aquaculture production systems vary widely in terms of space, production technology, species, and market. The identification of negative outcomes in some species and dimensions serves not as a rejection of the food production technology, but to inform policy and

investment decisions. Our analyses highlight and compare different aspects of sustainability for different forms of aquaculture and can be used to identify areas for improvement and key areas of needed research. The data also provides a baseline of the average performance of the sector as well as for different species groups. However, these analyses are just the beginning, and continued development of the APIs database will facilitate analysis on more detailed questions and will significantly help improve the sustainability of the aquaculture sector. An expansion of the database will be beneficial as it will allow analysis of specific sub-systems and make the sample more representative of global aquaculture. For instance, additional observations for seaweed would facilitate analysis of one of the most rapidly growing parts of the aquaculture sector.

The APIs are designed to assess the performance of aquaculture systems. An aquaculture system consists of a group of aquaculture producers in a similar environmental area, production technology, and management structure. Aquaculture systems can be local, national, or multinational but will most often be an industry producing one species in one country.

There are two types of performance indicators: outputs and inputs. Output indicators reflect the system’s environmental, economic, and social outcomes. There are 88 output indicators scored on a scale of 1-5, with categories defined to capture global variation. Hence, rather than measuring a few indicators, the APIs scored multiple metrics with various degrees of precision. The output indicators are grouped into 19 output dimensions with multiple indicators within each dimension to reduce the effect of potential mismeasurement and to triangulate more accurate values. The 19 output dimensions are further aggregated to capture performance in the three pillars of sustainability: environmental, economic, and social performance (Supplementary Information). Environmental performance is captured in five dimensions reflecting feed use, water use and effluent, and broader impacts on native fish and the ecosystem. Economic performance is measured by whether the aquaculture system is generating market benefits and is determined by factors such as farm-gate and wholesale prices, international trade, and supply chain efficiency.

Social performance reflects the extent to which aquaculture contributes to livelihoods and other benefits in the community and is determined by farmer and processor wages and access to community services.

The second type of API indicator is the input indicator. There are 66 input metrics scored on a scale of 1-5 that reflect the management approaches and enabling conditions of the system, such as macroeconomic conditions, property rights, regulation, research and development, and infrastructure (Supplementary Information). The input measures are designed to inform on their impact on environmental, economic, and social performance indicators, and thus it is not assumed that higher scores for input metrics are better.

API assessments have been conducted for 57 aquaculture systems (Supplementary Information) between 2020 and 2021 that represent of global aquaculture production quantity and of global production value. The 57 assessments represent a non-random sample where opportunistic sampling was used to collect data on sectors with relatively high importance in global aquaculture production and in locations where we could find collaborators. However, there were important sectors that were not within our capacity to assess. Assessments have been conducted in all but one of the top ten aquaculture-producing nations. Egypt is absent, as it was not within our capacity to collect data there. Assessments have also been conducted for about 40 species or species groups, and these species are responsible for of global production quantity and of value. Fifty percent of the sample are finfish, crustacean, mollusks, and seaweed. For comparison, global aquaculture production is finfish, seaweed, mollusks, and crustaceans. Hence, seaweed aquaculture is the species group most underrepresented in our sample, and with only two observations, a separate analysis could not be conducted for this sector. It is worthwhile to note that as most of the seaweed production has a low unit value, its value share is only , due to the fact that most of the production is for non-food industrial uses. It is also important to note that some small sectors are present largely because the data was easy to obtain. The main results are quite stable as the removal of outliers does not change conclusions.

FPI assessments were conducted for 121 fishery sectors between 2011 and 2017 and are reported on in ref. 30,31. We do not believe that the different time periods when the FPI and API data were collected should influence the comparison as the indicators are assessing structural issues that are not likely to change significantly over relatively short time spans.

Each assessment is led by a scorer who identifies the best available source of information for each metric for a single year. For indicators covering several years, this year will be the final year. The scorer can draw on targeted data, proxy data, interviews with farmers, and local expert knowledge when data are not available. To minimize interscorer variation, there is an extensive manual that provides justification and detailed examples for scoring each metric (Supplementary Information). At least one experienced API analyst has vetted all assessments independent of the scorer to ensure consistency. The focus of a specific year can be a challenge when a sector is rapidly changing. For instance, when our observation of shrimp in Indonesia was conducted, the industry was primarily composed of extensive producers, but it has intensified rapidly since then.

While the categories in most cases are clear, there are also several cases where the boundaries are fluent. In some cases, this is explicitly scored. For instance, to examine potential differences in domestic and export-oriented aquaculture sectors, we separate the data based on the International Trade metric. Those sectors receiving a score of 1 (virtually no export) and 2 ( export) were classified as domestic, and those sectors receiving a score of 4 ( export) and 5 ( export) were classified as export-oriented. Those sectors scoring a 3 ( export) were not included in this analysis. Other categorizations are a part of the sectors’ description, such as monoculture versus polyculture. Here, the classification is based on the main product so that a sector will be classified as polyculture only if there is more than one species produced to be sold or used in subsistence settings. Species that are maintained to provide environmental or fish health services in the production process are not regarded as polyculture. For some sectors, like Chinese carp culture, this is common practice, and the systems scored here were primarily producing one species for the market and, therefore, are categorized as monoculture; however, there are other producers in the sector that are polyculture. In the Indonesian tilapia/shrimp system, the shrimp is mostly exported, while the tilapia is consumed locally. Production indicators are then an average of the two species. For example, the export indicator is scored as a 3.

Further information on research design is available in the Nature Portfolio Reporting Summary linked to this article.

The data that support the findings of this study is available at https:// github.com/taryngarlock/API-Data-2023.

Taryn Garlock has received financial support from NIFA Hatch Project #7006413, and Frank Asche has received financial support from NIFA Hatch Project #7004716. Håkan Eggert, Carlos Chávez, Nnaemeka Chukwuone, and Byela Tibesigwa acknowledge financial support from The Swedish International Development Cooperation Agency (Sida) through the Environment for Development Initiative (61050402). Frank Asche and Ragnar Tveteras acknowledge funding from the Norwegian Research Council (CT299404, CT320612, and CT328724). Carlos Chávez acknowledges funding from the project FONDAP 1523A0007. Madan Dey acknowledges funding from USAID (7200AA18CA00030) and Mississippi State University (No. 193900.312455.03C). Ganesh Kumar acknowledges funding from NOAA (NA21OAR4170091). Rasmus Nielsen acknowledges funding from the University of Copenhagen. The views expressed are those of the authors, and not our respective employers or funding agencies. The findings, interpretations, and conclusions expressed in this work do not necessarily reflect the views of The World Bank.

T.M.G. designed the research, collected data, analyzed the data, and wrote the paper. F.A. designed the research, collected data, analyzed
the data, and wrote the paper. J.L.A. designed the research, collected data, analyzed the data, and wrote the paper. H.E. designed the research, collected the data, analyzed the data, and wrote the paper. T.M.A. collected data and wrote the paper. B.C. collected data and wrote the paper. C.A.C. collected data, analyzed the data, and wrote the paper. J.C. collected data and wrote the paper. N.C. collected data and wrote the paper. M.M.D. collected data and wrote the paper. K.F. collected data and wrote the paper. J.F. collected data and wrote the paper. J.G. collected data and wrote the paper. G.K. collected data and wrote the paper. L.L. collected data and wrote the paper. I.L. collected data and wrote the paper. L.N. collected data and wrote the paper. R.N. collected data and wrote the paper. R.B.M.P. collected data and wrote the paper. P.O.S. collected data and wrote the paper. B.T. collected data and wrote the paper. R.T. collected data and wrote the paper. T.M.G. and F.A. share first authorship.

Open access funding provided by University of Stavanger & Stavanger University Hospital.

The authors declare no competing interests.

Supplementary information The online version contains supplementary material available at https://doi.org/10.1038/s41467-024-49556-8.

Correspondence and requests for materials should be addressed to Frank Asche.

Peer review information Nature Communications thanks Rosamond Naylor and the other, anonymous, reviewer(s) for their contribution to the peer review of this work. A peer review file is available.

Reprints and permissions information is available at http://www.nature.com/reprints

Publisher’s note Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/ licenses/by/4.0/.
© The Author(s) 2024, corrected publication 2024
School of Fisheries, Aquaculture and Aquatic Sciences, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA. School of Forest, Fisheries and Geomatics Science, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA. Department of Safety, Economics and Planning, University of Stavanger, 4036 Stavanger, Norway. Food and Resource Economics Department, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA. Department of Economics, University of Gothenburg, 40530 Göteborg, Sweden. Department of Agricultural and Resource Economics, University of California at Davis, Davis, CA 95616, USA. College of Economics and Management, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China. Facultad de Economía y Negocios, Universidad de Talca and Interdisciplinary Center for Aquaculture Research, Talca, Chile. East Asia-Environment, Natural Resources and Blue Economy, The World Bank, Washington, DC 20433, USA.
Department of Agricultural Economics and Resource and Environmental Policy Research Centre, Environment for Development Nigeria, University of Nigeria Nsukka, Nsukka, Enugu State 40001, Nigeria. Department of Agricultural Sciences, Texas State University, San Marcos, TX 78666, USA. Environmental Science, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA. Climate Resilient Fisheries and Oceans Program, Environmental Defense Fund, 1100 Quezon City, Philippines. Ocean and water unit, European Commission Joint Research Centre, 21027 Ispra, Italy. Thad Cochran National Warmwater Aquaculture Center, Delta Research and Extension Center, Mississippi State University, Mississippi 38756, USA. Business Administration Department, Universidad de Cantabria, 39005 Santander, Spain. College of Agriculture and Food Sciences, Florida A&M University, Tallahassee, FL 32312, USA. Department of Food and Resource Economics, University of Copenhagen, 1958 Frederiksberg C, Denmark. University of Dar Es Salaam, Dar es Salaam, Tanzania. UiS School of Business and Law, University of Stavanger, 4036 Stavanger, Norway. e-mail: frank.asche@ufl.edu