“احیای دوباره تالاب‌های تورب‌دار برای هم‌آفرینی آبزی‌پروری چرخشی و پیشبرد فناوری‌های آبی – به کدام سو می‌رویم؟”

AND FOR DRIVING AQUATECH – QUO VADIS?

“احیای دوباره تالاب‌های تورب‌دار برای هم‌آفرینی آبزی‌پروری مداربسته و پیشبرد فناوری‌های آبی – به کدام سو می‌رویم؟“

نویسنده: Neil J Rowan

مجتمع آبزی پروری نوآورانه و برنده جوایز در زمینه آبزی‌پروری مداربسته مولتی تروفیک (IMTA) که در تالاب‌های تورب‌دار منطقه مرکزی ایرلند راه‌اندازی شده، نشان می‌دهد که چگونه می‌توان آبزی‌پروری را متناسب با نیازهای امنیت غذایی طراحی کرد، به نحوی که هم‌زمان به اهداف اقتصاد زیستی چرخشی نیز دست یافت؛ اهدافی مانند هزینه پایین، بدون پسماند، بدون آلودگی و تولید محصولات جدید با ارزش افزوده از زیست‌توده تولیدشده.

نکته مهم دیگر آن است که این سایت دسترسی آسان به پشتیبانی فناورانه را برای کارآفرینان، سیاست‌گذاران و سایر ذی‌نفعان مرتبط فراهم می‌کند؛ آن‌هم در راستای ایجاد جهانی پاک‌تر و بهره‌ورتر از نظر منابع.

علاقه‌مندی فزاینده‌ای نسبت به پشتیبانی و توسعه آبزی‌پروری و فناوری‌های وابسته به آن (Aquatech) شکل گرفته است؛ حوزه‌ای که می‌تواند تأمین غذای ایمن و باارزش را تضمین کند و از طریق پاسخ‌گویی به نیازهای متنوع و رو به افزایش جمعیت جهان، به امنیت غذایی جهانی کمک نماید [1]. این موضوع به‌ویژه با توجه به اینکه ظرفیت بهره‌برداری پایدار صیادی در دریاها به حداکثر رسیده است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند [2].چنین فعالیت‌های مهمی در آبزی‌پروری، امکان هم‌آفرینی نوآوری‌ها و محصولات جدیدی را فراهم می‌کند که به تاب‌آوری و احیا / باززنده‌سازی منطقه‌ای کمک کرده و در نهایت منجر به اشتغال، امنیت و شکوفایی اقتصادی می‌شود.

تمایل به توسعه آبزی‌پروری در قالب سیاست‌های راهبردی طراحی و تنظیم می‌شود؛ سیاست‌هایی که اهداف اقتصادی ملی را دنبال می‌کنند و در عین حال با الزامات زیست‌محیطی نیز سازگارند. پاسخ‌گویی به نیازهای پیچیده جوامع در اقتصاد آبی که مبتنی بر همکاری چندبازیگره است، فرآیندی بسیار پیچیده به‌شمار می‌آید [3, 4]؛ به‌ویژه در شرایطی که منابع شکننده تحت فشار هستند، از جمله در زمینه مدیریت آلودگی‌های زیست‌محیطی. سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) برآورد می‌کند که تولید آبزی‌پروری تا سال ۲۰۳۰ حدود ۳۵ درصد افزایش خواهد یافت و پیش‌بینی می‌شود که این بخش تا آن زمان، حدود ۶ میلیون تُن بیش از صیادی تولید داشته باشد [5]. در واقع، علاقه‌مندی فزاینده‌ای به بهره‌گیری از فرآیندهای «طبیعی» کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست در آبزی‌پروری شکل گرفته است [6]. آبزی‌پروری نسل آینده به‌وضوح نقطه تمرکز اعتماد سرمایه‌گذاران است؛ به‌گونه‌ای که در سال ۲۰۲۴، حدود ۲۹۵ میلیون دلار (معادل ۴۸ درصد از کل سرمایه‌گذاری‌ها) به این حوزه اختصاص یافت. راه‌حل‌های تغذیه‌ای نیز با ۱۴۴ میلیون دلار در رتبه بعد قرار گرفتند و آبزی‌پروری احیایی (regenerative farming) نیز ۴۸ میلیون دلار جذب کرد. نکته جالب‌توجه آنکه، رشد بخش سیستم‌های مداربسته پرورشی (RAS) بسیار چشمگیر بوده و تولیدکنندگان این حوزه موفق به جذب ۲۵۰ میلیون دلار سرمایه در سال ۲۰۲۴ شده‌اند؛ رقمی که بیش از دو برابر سال قبل آن است.

در یک رویداد شبکه‌سازی که اخیراً در شهر Athlone (ایرلند) توسط آژانس توسعه صنایع دریایی ایرلند Bord Iascaigh Mhara برگزار شد، شرکت Hatch Blue روندهای نوظهوری را برای هدایت سرمایه‌گذاری فناورانه در بخش آبزی‌پروری ارائه کرد. این روندها شامل موارد زیر بودند:

بهبود سلامت و رفاه آبزیان از طریق ابزارهای تشخیصی، افزودنی‌های خوراک و اصلاح نژاد؛
دیجیتالی‌سازی و خودکارسازی داده‌های مزرعه، مدیریت منابع آبی و سیستم‌های تغذیه؛
جست‌وجوی مواد اولیه جایگزین برای تولید خوراک‌های پایدارتر؛
معرفی سیستم‌های نوین پرورش، از جمله پرورش فشرده، سامانه‌های فراساحلی و زیرآبی.

در نتیجه، فراهم‌سازی امکانات مناسب برای اجرای طرح های آزمایشی و نمایش‌های تجاری در مقیاس قابل‌توجه، می‌تواند فرصتی برای هم‌آفرینی و کاهش ریسک سرمایه‌گذاری در نوآوری‌ها فراهم کند؛ نوآوری‌هایی که نیازهای زیست‌محیطی را نیز به‌شکلی متوازن در نظر می‌گیرند.

فرصت نوظهوری برای استفاده از تالاب‌های تورب‌دار [1]احیاشده در سطح بین‌المللی برای توسعه آبزی‌پروری وجود دارد [7]، که این امر همچنین به جوامع کمک می‌کند تا وابستگی خود به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند. تالاب‌های تورب‌دار که حدود ۳ درصد از سطح زمین‌های کره زمین را پوشش می‌دهند [8]، اکوسیستم‌هایی اشباع از آب و متشکل از مواد آلی در حال تجزیه هستند که به آن‌ها «تورب» گفته می‌شود [9]. تالاب‌های تورب‌دار بزرگ‌ترین مخزن کربن زمینی جهان را تشکیل می‌دهند و حدود ۵۰۵۰ گیگاتن کربن ذخیره کرده‌اند که این مقدار از کل کربن ذخیره شده در جنگل‌های جهان نیز بیشتر است [8]. علاوه بر این، فرصت فزاینده‌ای برای توسعه فرآیندهای مؤثر و مناسب آبزی‌پروری مداربسته با استفاده از تالاب‌های تورب‌دار احیاشده وجود دارد که در آن‌ها پساب به محیط اطراف تخلیه نمی‌شود [10]. سیستم آبزی‌پروری کنترل‌شده و تعریف‌شده در این تالاب‌ها می‌تواند به‌صورت پتانسیل بالا با اصول پسماند صفر، آلودگی صفر و اقدام برای مقابله با تغییرات اقلیمی کار کند و هم‌زمان به نیازهای امنیت غذایی پاسخ دهد [10].

یکی از نمونه‌های این رویکرد، فرآیند آبزی‌پروری یکپارچه چندتغذیه‌ای (مولتی تروفیک ) integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) است؛ نوعی آبزی‌پروری که در آن محصولات جانبی، از جمله ضایعات یک گونه آبزی، به‌عنوان ورودی‌هایی مانند کود یا غذا برای گونه‌های دیگر استفاده می‌شوند. در این سیستم، پرورش‌دهندگان از طریق غذادهی (مانند ماهی و میگو) را با استفاده از آبزی‌پروری با مواد استخراجی معدنی (مانند جلبک دریایی) و مواد استخراجی آلی (مانند صدف‌ها) ترکیب می‌کنند تا سامانه‌هایی متوازن برای ترمیم محیط‌زیست (کاهش آلودگی زیستی)، ثبات اقتصادی (افزایش تولید، کاهش هزینه، تنوع محصولات و کاهش ریسک) و پذیرش اجتماعی (بهبود روش‌های مدیریتی) ایجاد کنند [1, 10].

[1] به تالاب‌هایی اطلاق می‌گردد که در آن‌ها مقدار زیادی تورب (Peat) تشکیل شده است. تورب نوعی ماده آلی است که از بقایای گیاهی نیم‌تجزیه‌شده در محیطی اشباع از آب و کم‌اکسیژن به‌وجود می‌آید، (تالابی که کف آن را لایه‌های ضخیمی از بقایای گیاهان پوسیده (تورب) پوشانده است.).

شکل 1. کادر زرد موقعیت جغرافیایی سایت تالاب‌های IMTA در منطقه میدلند ایرلند را نشان می‌دهد.

شکل 2. تصویر هوایی گرفته شده توسط پهپاد از سایت تالاب‌های IMTA در منطقه میدلند ایرلند.

پروژه آبزی‌پروری چندتغذیه‌ای یکپارچه (IMTA) مبتنی بر تالاب‌های تورب‌دار در ایرلند

حدود ۱۷ درصد از سطح زمین‌های ایرلند را تالاب‌های تورب‌دار پوشش می‌دهند [10]. از سال ۲۰۲۰ همراه با حمایت از نوآوری‌های جایگزین دوستدار محیط‌زیست ، تمایل به احیای دوباره باتلاق‌ها (تالاب‌های تورب‌دار) به‌عنوان مخازن مهم کربن افزایش یافته است، [11, 13]. استفاده هماهنگ از سایت‌های نمایشی(demonstration sites) با حضور چندین ذینفع، به‌عنوان راهکاری پل‌زننده برای حمایت از شرکت‌ها و کارآفرینان مطرح است، زیرا این موضوع می‌تواند به هم‌آفرینی، آزمون جامع از ابتدا تا انتها، قابلیت توسعه، کاهش ریسک و تجاری‌سازی نوآوری‌های جدید در مقیاس بزرگ کمک کند [13].

یک سایت آبزی‌پروری چندتغذیه‌ای یکپارچه (IMTA) در منطقه میدلند ایرلند، در مزرعه بادی Mount Lucas در شهرستان Offaly، ایرلند (با مختصات 53°17′3″ شمالی – 7°11′45″ غربی) نمونه‌ای نوآورانه از رویکرد آبزی‌پروری مبتنی بر تالاب‌های تورب‌دار است که عملکردی بر پایه اقتصاد زیستی چرخشی دارد. این پروژه فرصتی هیجان‌انگیز برای نمایش فناوری‌های آبزی‌پروری و آکواتک در مقیاس بزرگ فراهم می‌کند، که این حوزه‌ها به‌عنوان یکی از سریع‌ترین صنایع تولید غذا در جهان شناخته می‌شوند [1, 10] (شکل 1). تصویر هوایی از سایت IMTA در شکل 2 نشان داده شده است.

این موضوع نشان‌دهنده نیازهای فوری ناشی از افزایش روزافزون جمعیت جهان است، جایی که ماهیان پرورشی به‌عنوان منبعی بسیار کارآمد از پروتئین غذایی مغذی پذیرفته شده‌اند [14]. علاوه بر این، آبزی‌پروری امنیت غذایی و بهبود تغذیه را فراهم می‌کند، به‌ویژه برای مناطق و کشورهایی که صید ماهی در آن‌ها محدود است [15]. شرکت Hatch Blue اشاره کرده است که سرمایه‌گذاری‌های آینده در حوزه نوآوری تغذیه شامل خوراک‌های مبتنی بر حشرات (با سرمایه‌گذاری ۶۸ میلیون دلار) و پروتئین‌های تک‌سلولی (با سرمایه‌گذاری ۴۴ میلیون دلار) به‌عنوان راهکارهای پایدار نوظهور مطرح هستند. نقش آبزی‌پروری در پیشبرد نوآوری‌های جدید توسط جایزه جهانی غذا برای محصولات تحول‌آفرین خوراک ماهی و همچنین از طریق تأمین مالی پروژه‌های خاص تحت صندوق نوآوری فناوری‌های برهم‌زننده ایرلند تأیید شده است.

سایت IMTA امکانات و ظرفیت‌های موجود را به نمایش می‌گذارد

سیستم تالاب‌های تورب‌دار IMTA از بیوسایدهای شیمیایی [1]استفاده نمی‌کند و شامل چهار حوضچه جداشده (pill ponds) برای پرورش ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان (Oncorhynchus mykiss) است که به یک تالاب جلبک و گیاه عدسک آبی [2]متصل شده‌اند. این تالاب شامل شانزده کانال است که به عنوان یک سیستم تصفیه طبیعی عمل می‌کنند (شکل ۳). سایت بازچرخانی آب، ۵.۴ هکتار مساحت دارد و جریان آب در هر حوضچه به کمک دستگاه ایرلیفت ایجاد و آب به گردش در می‌آید. هر بخش پرورش ماهی در انتهای بخش D-شکل، مجهز به حسگرهای اکسیژن و دماست که به پدل ویل ها متصل شده‌اند تا در صورت نیاز اکسیژن اضافی تأمین شود. انرژی مورد نیاز از طریق توربین بادی نصب‌شده در محل تأمین می‌شود. این مزرعه قابلیت نگهداری حداکثر ۳۲ هزار کیلوگرم ماهی را دارد [10].

[1] بیوسایدهای شیمیایی به موادی اطلاغ می‌گردد که برای کنترل یا از بین بردن موجودات زیان‌آور مثل باکتری‌ها، قارچ‌ها، جلبک‌ها یا حشرات در محیط‌های زیستی مانند آبزی‌پروری به‌کار می‌روند. این مواد معمولاً به‌صورت شیمیایی ساخته شده و ممکن است شامل آفت‌کش‌ها، ضدعفونی‌کننده‌ها یا مواد ضد جلبک باشند.

[2] گیاه گلدار آبزی کوچکی که به مقدار زیاد روی آب راکد شناور است و اغلب یک لایه سبز ظاهراً پیوسته روی سطح تشکیل می‌دهد.

شکل ۳. ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان تولید شده در سایت IMTA ایرلند

[1] گیاه گلدار آبزی کوچکی که به مقدار زیاد روی آب راکد شناور است و اغلب یک لایه سبز ظاهراً پیوسته روی سطح تشکیل می‌دهد.

شکل ۴. گیاه عدسک آبی (Duckweed) تولید شده در سایت IMTA که می‌تواند به‌صورت زیست‌تصفیه‌شده برای تغذیه ماهی استفاده شود.

مدل IMTA به عنوان نمایش یک سایت تجاری اقتصاد زیستی چرخشی فعالیت می‌کند که در آن بیومس جلبک‌های میکرو و گیاه عدسک آبی (شکل ۴) از نیتروژن و فسفر حاصل از فضولات ماهی در کانال‌های جریان فاضلاب استفاده می‌کنند تا آب پاک به حوضچه‌های D-شکل بازگردانده شود (شمای کلی در شکل ۲ نشان داده شده است). مطالعه Paolacci و همکاران [26] که کیفیت آب سیستم IMTA را قبل و بعد از تصفیه با گیاه عدسک بررسی کردند، نشان داد این سیستم سالانه قادر به حذف ۰.۷۸ و ۰.۳۸ تن از کل نیتروژن و کل فسفر است. این نشان می‌دهد که گیاه عدسک می‌تواند کیفیت آب را در سیستم IMTA حفظ کند و در عین حال بیوماس با محتوای پروتئین بالا (۲۱.۸۴ ± ۲.۴۵٪) برای کاربردهای خوراکی حیوانی یا انسانی تولید کند. جریان مواد دفعی ماهی همچنین برای تولید جلبک‌های آب شیرین در تانک‌های زمینی در محل استفاده خواهد شد.

این سیستم IMTA به طور قابل توجهی با سایر سیستم‌های سنتی آبزی‌پروری که از منابع طبیعی مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها استفاده می‌کنند تفاوت دارد، زیرا این سیستم مجبور به مواجهه با آلاینده‌های منابع خارجی مانند تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و روان‌آب‌های کشاورزی نیست [15]. توسعه‌های موجود در سایت شامل افزودن یک مجموعه نوآوری برای شبکه‌سازی و آموزش کاربران نهایی، آزمایشگاهی زنده با تجهیزات واقعیت افزوده و یک بیورفاینری [1]برای استخراج بیومواد مانند عدسک آبی و جلبک‌های میکرو است. همچنین، جلبک‌های ماکرو پرورش یافته در تانک‌ها به توسعه خوراک جدید کمک کرده و هزینه نگهداری ذخایر بزرگ ماهی در حوضچه‌های D را کاهش می‌دهد.

جالب است که این چارچوب IMTA همچنین به شکاف‌های نوآوری که توسط Aidoo و Kwofe [16] برای ابزار حسابداری اقتصاد زیستی چرخشی مطرح شده، پاسخ می‌دهد. این ابزار اهمیت هماهنگی بین ذی‌نفعان و توسعه ارزیابی یکپارچه پایداری مناسب برای طراحی راه‌حل و پایش عملکرد را تشخیص می‌دهد. سایت IMTA ایرلند همچنین استفاده از مشارکت‌های دولتی-خصوصی و تغییر کاربری زمین را در چارچوب انتقال عادلانه و منصفانه برای جوامع، کشاورزان و دیگر کاربران نهایی مد نظر قرار می‌دهد [1].

بحث و بررسی

در اصل،IMTA رویکردی پیشرفته است که گونه‌های مختلف از سطوح تروفیکی گوناگون را در یک سیستم آبزی‌پروری یکپارچه می‌کند [15]. در مدل IMTA کوه لوکاس [2]در ایرلند، این شامل ماهی و جانداران فتوسنتزکننده مثل میکروجلبک‌ها و گیاهان آبی است که روابط طبیعی آنها باعث افزایش کارایی و استفاده مجدد از پساب‌ها می‌شود و تولید بیوماس از فرایندهای زنجیره‌ای را امکان‌پذیر می‌سازد [1]. این محیط نمایشی یک چرخه اقتصاد زیستی را ایجاد می‌کند که محصولات جدید با ارزش افزوده از بیوماس تولید شده ارائه می‌دهد [1,15]

رویکرد کلی «چرخه‌ای» استفاده مجدد شامل بازیافت مواد مغذی است، جایی که پساب‌های استخرهای ماهی (مدفوع) که سرشار از نیتروژن و فسفات هستند، به منابعی برای گونه‌های اولیه تولیدکننده در سطوح پایین‌تر تروفیکی در استخرها و کانال‌ها تبدیل می‌شوند واین موضوع بارهای تغذیه‌ای را کاهش داده و از بروز پدیده‌ی اُتروفیکاسیون [3]جلوگیری می‌کند [1]. اساساً این یک اکوسیستم طبیعی متعادل و هم‌افزایی تعریف شده است که جریان‌های مواد مغذی و روابط بین گونه‌ای را ترویج می‌دهد، به گونه‌ای که تأثیرات زیست‌محیطی را خنثی کرده، کیفیت آب و تولید بیوماس را بهبود می‌بخشد. جریان مواد مغذی همچنین می‌تواند برای تولید جلبک‌های دریایی آب شیرین در محل و احتمالاً کاربردهای آکوآپونیک آینده استفاده شود.

بهینه‌سازی این روش IMTA در زمین‌های باتلاقی نیازمند طراحی استراتژیک و مدیریت مؤثر است، از جمله آرایش فضایی به‌گونه‌ای که پسماندها به سمت مناطق رشد جلبک و گیاهان آبی (مانند برگ‌دکمه‌ای) هدایت شوند و روابط بین گونه‌ها در سراسر سایت تقویت شود [10]. طراحی فضایی همچنین شامل قرار دادن گونه‌ها در نزدیکی هم است، مثلاً قرار دادن موجودات فیلتردار کنار ماهی‌ها برای استفاده از مواد مغذی پساب. نقش کارشناسان متخصص در سایت حیاتی است، مانند مهندسان محیط زیست (آب و فاضلاب) که مدیریت مؤثر جریان آب و پسماند را برای تسهیل تبادل مواد مغذی و حفظ شرایط رشد بهینه همه گونه‌های تروفیکی تضمین می‌کنند. این شامل فراهم کردن بهترین شرایط برای قابلیت‌های فیلتراسیون طبیعی برخی گونه‌ها نیز می‌شود. علاوه بر این، سایت باید از هیدرولوژی پایدار، سطوح Ph مناسب و حداقل آلودگی برخوردار باشد تا از این گونه‌های متنوع آبزی‌پروری پشتیبانی کند.

این فرایند IMTA به بازسازی زمین‌های باتلاقی تخریب شده به حالت طبیعی کمک می‌کند، که در نتیجه باعث ذخیره‌سازی کربن و تعادل اکولوژیکی می‌شود و همچنین استفاده از مواد شیمیایی ناخواسته را کاهش می‌دهد [15]. نمونه‌های موفق دیگری از سیستم‌های IMTA در سراسر جهان گزارش شده‌اند، مانند پرورش ماهی به همراه سیستم‌های تصفیه بستر نی در بریتانیا [17]؛ تلفیق پرورش میگو با احیای جنگل‌های حرا در اندونزی که از فرسایش خاک جلوگیری و ذخیره کربن را افزایش می‌دهد [18]؛ و ترکیب پرورش ماهی سالمون با کشت جلبک دریایی و صدف در منطقه آتلانتیک کانادا [19] که باعث بهبود بازیافت مواد مغذی و کاهش تأثیرات زیست‌محیطی می‌شود.

دولت ایرلند گام‌هایی برای تبدیل ایرلند به یک پیشرو جهانی در اقتصاد زیستی برداشته و دسترسی به کوه لوکاس را به‌عنوان سایت ملی نمایش فناوری‌های آبزی‌پروری و اقتصاد زیستی فراهم کرده است [1]. سیاست‌های استراتژیک ایرلند که اهمیت جهانی دارند، شامل ایجاد اشتغال و فرصت‌های کسب‌وکار جدید در مناطق روستایی، شهری، ساحلی و منطقه‌ای از طریق نوآوری در محصولات، خدمات و فناوری‌ها؛ افزایش امنیت غذایی و انرژی؛ حمایت از اقدامات اقلیمی با جایگزینی سوخت‌های فسیلی؛ ترویج اقتصاد چرخشی و کاهش ضایعات؛ فراهم کردن فرصت‌های متنوع با ارزش افزوده بالا برای تحول در سیستم‌های کشاورزی-غذایی؛ و استفاده از ظرفیت‌های تحقیق، توسعه و نوآوری برای مقابله با چالش‌های اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی است [20]. نقش محوری نمایش تأسیسات یکپارچه در توسعه فرصت‌های ملموس زیستی در مقیاس بزرگ(شامل تحول دیجیتال) هنوز به طور کامل توضیح داده نشده است [16 ,21]

تعریف یک مدل چرخه‌ای IMTA در زمین‌های باتلاقی برای تولید ماهی قزل‌آلا، میکروجلبک و جلبک‌های دریایی نمونه‌ای عالی از یک «مدل عملیاتی» است که قابلیت تکرار در سطح جهانی را دارد [15]. میزان مرگ‌ومیر در تولید ماهی قزل‌آلا در باتلاق‌های ایرلند بسیار پایین است [1]؛ اما سایت تحت تأثیر شرایط جوی قرار دارد و با چالش‌های مهمی در مدیریت اثرات طوفان‌های متوالی و تغییرات آب‌وهوایی روبرو بوده است. بنابراین این سایت امکان مدل‌سازی و پیش‌بینی تأثیر رویدادهای آب‌وهوایی متغیر بر اکوسیستم‌های غذایی باز را فراهم کرده است، تا به درک بهتر و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی کمک کند [15].

سایت IMTA به طور کامل به حسگرهای دیجیتال متصل خواهد شد تا استفاده بهینه از پسماندها و لجن را تسهیل کند. همچنین یک مجموعه واقعیت های دیگردر محل وجود خواهد داشت که امکان مشاهده ۳۶۰ درجه عملیات سایت و توسعه از راه دور نوآوری‌های آکواتک را فراهم می‌کند. چنین سیستم IMTA تعریف‌شده‌ای همگام با محیط زیست است، جایی که پروفایل‌سازی سطوح تروفیکی مختلف امکان برچسب‌گذاری زیست‌محیطی (سبز) برای محصولات جدید مطابق با اصول اکولوژیکی و طبیعی را فراهم می‌کند. سایت IMTA کوه لوکاس برای کنترل آفات به استفاده از آنتی‌بیوتیک متکی نیست و همچنین از فناوری‌های پیچیده فیزیکی برای تصفیه پساب استفاده نمی‌کند. توسعه این سایت‌های IMTA در زمین‌های باتلاقی فرصت‌های جدید و هیجان‌انگیزی در زمینه استفاده ایجاد می‌کند و در عین حال نسل بعدی تغییرگران را برای جهانی پاک‌تر و بهینه‌تر آموزش می‌دهد.

خلاصه

با وجود رشد و علاقه‌ی جهانی به آبزی‌پروری، مطالعات منتشرشده‌ی کمی درباره‌ی استفاده‌ی همزمان و مشارکت چندجانبه بازیگران کلیدی برای تفسیر مؤثر سیاست‌های استراتژیک از دیدگاه کاربران نهایی وجود دارد [22]. در اصل، هماهنگی توسعه‌ی مشترک فرآیندهای آبزی‌پروری منطقه‌ای، ملی و بین‌المللی نیازمند هم‌راستایی اهداف کلی با اجماع روی شاخص‌های کلیدی عملکرد است، زیرا این شاخص‌ها داده‌های مبتنی بر شواهد را فراهم می‌کنند تا به تکرارپذیری و تأثیر قابل سنجش کمک کنند. دسترسی آزاد و استفاده از امکانات مشترک در سایت IMTA کوه لوکاس همچنین از کارآفرینان و شرکت‌ها حمایت می‌کند تا فناوری‌های آکواتک خود را آزمایش کرده و با رویکرد «ادامه یا توقف» ریسک سرمایه‌گذاری را کاهش دهند [1]. اکوسیستم تسهیل‌گرهای موجود در سایت مشاوره‌هایی به شرکت‌ها، استارت‌آپ‌ها و کارآفرینان در خصوص قابلیت‌سنجی مدل‌های کسب‌وکار و ریسک‌های احتمالی از دیدگاه ارزیابی چرخه عمر کامل ارائه می‌دهد.

سایت IMTA که با رویکرد تخصصی در آبزی‌پروری اداره می‌شود، پشتیبانی و پیام‌رسانی اختصاصی به کاربران نهایی برای نیازهای خاص فراهم می‌آورد. این شامل تحول دیجیتال و ظهور هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای نوآوری‌های جدید است [23، 24، 25]. دورافتادگی و پیچیدگی این سایت IMTA در مناطق باتلاقی به دلیل تحمل آن نسبت به محیط‌های سخت [10] پتانسیل عظیمی برای کشف گونه‌های جدید میکروجلبک‌ها دارد که می‌تواند به بیورفاینری و تولید محصولات نوآورانه منجر شود. سایت در مرز بین پاسخگویی به نیازهای نوآوران و کارآفرینان و تفسیر و اطلاع‌رسانی سیاست‌های کلان برای تولید غذا وامنیت غذایی فعالیت می‌کند، که در شرایط اقتصادی و ژئوپولیتیکی پیچیده فعلی، به توسعه پایدار کمک می‌کند.

برای مثال، استفاده از توالی‌یابی نسل جدید و بیوانفورماتیک روی نمونه‌های استخر نشان داد که مجموعاً ۹۸۲ گونه از ۳۴۱ جنس در نه شاخه زیستی شناسایی شده است [10]. این فرصت تجاری بسیار ارزشمند و هیجان‌انگیزی است (مانند کاربردهای دارویی، آرایشی و بیوتکنولوژی) در حالی که استفاده از میکروسکوپ سنتی تنها حدود ۲۰ گونه متفاوت را نشان داده بود. برگ‌دکمه‌ای که بر اساس استفاده از جریان‌های ضایعاتی و فرآیندهای زنجیره‌ای در کانال‌های IMTA تولید می‌شود، قابل برداشت و بیورفاینری در سایت است که حدود ۳۰ ٪ پروتئین برای استفاده در خوراک حیوان یا انسان دارد [1]. این موارد فرصت‌های هم‌آفرینی و نوآوری را در یک سایت مشخص آبزی‌پروری آب شیرین نشان می‌دهد که بسته به محل جغرافیایی بازآبی باتلاق‌ها و تکرار این فرآیند می‌تواند گونه‌های جدیدی در اکوسیستم IMTA کشف کند. ارتباط با برنامه‌های آموزشی و توانمندسازی، شامل جوامعی که به دنبال ارتقای مهارت‌ها و کارآفرینی اجتماعی هستند، آشکار و تحول‌آفرین است.

خلاصه اینکه، هم‌آفرینی چنین سایت IMTA باتلاقی امکان توسعه و آزمایش نوآوری در اکوسیستمی مشخص را فراهم می‌کند که نیاز به درک و رسیدگی به فشارهای کلیدی از جمله حفظ تنوع زیستی و همچنین نمایش در مقیاس تجاری پایدار را سرعت می‌بخشد. این سایت جامع IMTA توسعه آبزی‌پروری را تسهیل می‌کند که به سیاست‌گذاران کمک می‌کند تا سیاست‌های استراتژیک متناسب با مناطق و نیازهای خاص را بهتر درک و تنظیم کنند. چنین سامانه‌ای که به اشتراک‌گذاری داده‌های باز متعهد است، امکان تکرار در مناطق جغرافیایی دیگر را فراهم می‌آورد؛ هرچند مواردی مانند استفاده از گونه‌های بومی برگ‌دکمه‌ای، گونه‌های ماهی و شرایط زیستی باید با دقت بررسی شود. علاوه بر این، تلفیق آموزش موجب پایداری می‌شود و چارچوبی برای ایجاد اکوسیستم نیروی کار متخصص با مهارت‌های بین‌رشته‌ای فراهم می‌آورد.

منابع:

Rowan N.J., Fort A, O’Neill EA, Clifford E, Jansen M, Helfert M, Toner D, Maguire J, Tiwari B. (2024) Development of a novel recirculatory multitrophic peatland system for the production of high-value bio-based products at scale embracing zero waste and pollution principles to unlock sustainable development goals. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering Jun;9:100763. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/ S2666016424001579.
Tschirner, M., Kloas,W. (2017) Increasing the Sustainability of Aquaculture Systems: Insects as Alternative Protein Source for Fish Diets. Ecological Perspectives for Science and Society, Vol 26 (4), 332-340.
Faulkner, J.P., Murphy, E., Scott, M. (2024). Downscaling EU bioeconomy policy for national implementation. Cleaner and Circular Bioeconomy, Vol. 9, https://doi.org/10.1016/j.clcb.2024.100121.
Richter, S., Szarka, N., Beama, A., Thran, D. (2025). Enhancing the circular bioeconomy transition in Germany: A systematic scenario analysis. Sustainable Production and Consumption. 53, 125-146.
ResearchandMarkets (2023) https://www.globenewswire.com/news-relea se/2024/08/23/2934836/28124/en/Aquaculture-Global-Strategic-Business- Report-2023-2030-Developing-World-Adopts-Aquaculture-to-Ward-off- Malnutrition-Presents-Signi_cant-Growth-Opportunities.html (accessed 11^th March, 2025).
Yue, K., Shen, Y. (2022). An overview of disruptive technologies for Aquaculture and Fisheries, Vol 7 (2), 111-120.
O’Neill, E.A., Stejskal, V., Paolacci, S., Jansen, M.A.K. and Rowan, N.J. (2024). Quo vadis – Development of a novel peatland-based recirculating aquaculture multi-trophic pond system (RAMPS) in the Irish midlands with a global orientation. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9, https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100748.
IUCN UK (2024) About peatlands. https://www.iucn-uk-peatlandprogramme. org/about-peatlands#:~:text=Peatlands%20cover%203%25%20of%20 the,in%20all%20the%20world’s%20forests. (accessed 15 Feb, 2025).
Tanneberger, F., Appulo, L., Ewert, S., Lakner, S., Ó Brolcháin, N., Peters, and Wichtmann, W., 2021. The power of nature-based solutions: how peatlands can help us to achieve key EU sustainability objectives. Advanced Sustainable Systems, 5(1), p.2000146.
O’Neill, E.A., Fehrenbach, G., Murphy, E., Alencar, S.A., Pogue, R. and Rowan, J. (2022b). Use of next generation sequencing and bioinformatics for pro_ling freshwater eukaryotic microalgae in a novel peatland integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) system: Case study from the Republic of Ireland. Science of the Total Environment, 851 (2), https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2022.158392
Galanakis, C.M., Rizou, M., Aldawoud, T.M.S., Ucak. I. and Rowan, N.J. (2021). Innovations and technology disruptions in the food sector within the COVID-19 pandemic and post-lockdown era. Trends in Food Science and Technology, 110, 193
Bord Na Mona Accelerate Green (2024). An executive accelerator designed to scale your sustainability-driven business.https://accelerategreen.ie (accessed 16th Feb, 2025)
Huguenin, A., Jaennarat, H. (2017). Creating change through pilot and demonstration projects: Towards a valuation policy approach. Research Policy, Vol 46 (3), 624-635
Nissar S, Bakhtiyar Y, Arafat MY, Andrabi S, Mir ZA, Khan NA, Langer S. The evolution of integrated multi-trophic aquaculture in context of its design and components paving way to valorization via optimization and diversi_cation. Aquaculture [Internet]. 2023 Feb;565:739074. Available from: https:// elsevier.com/retrieve/pii/S0044848622011917
O’Neill, E.A., Stejskal, V., Paolacci, S., Jansen, M.A.K. and Rowan, N.J. (2024). Quo vadis – Development of a novel peatland-based recirculating aquaculture multi-trophic pond system (RAMPS) in the Irish midlands with a global orientation. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 9, https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100748.
Aidoo, R., Kwo_e, E.M. (2024). Circular bioeconomy account tools (CBEAT): A holistic framework for agriculture and agri-food system circularity practice. Sustain Sci. https://doi.org/1007/ss11625-024-01578-3.
Fletcher, S., Saunders, J., Herbert, R., Roberts, C., Dawson, K. (2012). Description of the Ecosystem Services Provided by Broad-Scale Habitats and Features of Conservation importance: They are likely to be protected by Marine Protected areas in the Marine Conservation Zone Project area. Natural England Commissioned Reports, Number 088, York, England.
Sakinah, L. (2024), Putting Indonesia’s aquaculture sector on the map. The _sh site. https://the_shsite.com/articles/putting-indonesia-aquaculturesector- on-the-map-ita-sualia (accessed 21 January, 2025).
Van Be_nen, J., Yan, G. (2024). The multi-tropic revolution: A deep dive with IMTA Guru Thierry Chopin. The _sh site. https://the_shsite.com/articles/ the-multi-trophic-revolution-a-deep-dive-with-imta-guru-thierry-chopinpolyculture- salmon-mussels-seaweed (accessed 21 December, 2025).
International Advisory Council on Global Bioeconomy (2024). Bioeconomy globalization: recent trends and drivers of national programs and policies. https://www.iacgb.net/lw_resource/datapool/systemfiles/elements/ files/52440fb0-f35d-11ee-9ed1-dead53a91d31/current/document/Global_ Bioeconomy_-_April_2024_IACGB.pdf (accessed 13 Dec, 2024).
McBride, O. (2024). Shared Island Bioeconomy Demonstration Initiative The Fishing Daily. https://the_shingdaily.com/latest-news/ shared-island-bioeconomy-demonstration-initiative-launched/ (accessed 15 December, 2024).
Rowan, N.J. and Casey, O. (2021). ‘Empower Eco’ multi-actor HUB: A triple helix ‘academia-industry-authority’ approach to creating and sharing potentially disruptive tools for addressing novel and emerging new Green Deal opportunities under a United Nations Sustainable Development Goals Current Opinion in Environmental Science and Health, 21, https:// doi.org/10.1016/j.coesh.2021.100254.
Rowan, N.J., Murray, N., Qiao, Y., O’Neill, E., Clifford, E., Barcelo, D. and Power, D.M. (2022). Digital transformation of peatland eco-innovations (‘Paludiculture’): Enabling a paradigm shift towards the real-time sustainable production of ‘green-friendly’ products and services. Science of the Total Environment, 838 (3), https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156328.
Rowan, N.J. (2023). The role of digital technologies in supporting and improving _shery and aquaculture across the supply chain – Quo Vadis? Aquaculture and Fisheries, 8 (4), 365-374.
Rowan, N.J. (2024). Digital technologies to unlock safe and sustainable opportunities for medical device and healthcare sectors with a focus on the combined use of digital twin and extended reality applications: A Science of the Total Environment, Vol 926, https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2024.171672.
Paolacci, S., Stejskal, V., Toner, D., Jansen, M.A.K. (2022). Wastewater valorisation in an integrated multitrophic aquaculture system: Assessing nutrient removal and biomass production by duckweed species. Environmental Pollution, Vol. 302, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119059.

دکتر Neil Rowan ، استاد میکروبیولوژی کاربردی و بیوتکنولوژی در دانشگاه فناوری شانون (TUS) در ایرلند است. او بیش از ۳۰ سال در زمینه سیستم‌های غذایی و نوآوری، از جمله توسعه آبزی‌پروری، پژوهش انجام داده است. دکتر Rowan راهنمای ۴۲ رساله دکتری در این حوزه‌ها بوده و در حدود ۳۰۰ مقاله علمی و کنفرانسی منتشر کرده است. او به عنوان یکی از پژوهشگران برجسته جهانی در این رشته‌ها شناخته می‌شود و در فهرست دانشگاه استنفورد سال ۲۰۲۴ نیز حضور دارد..

پروفسور روآن، پژوهشگر اصلی توسعه یک پروژه اقتصاد زیستی IMTA در ایرلند است و از DAFM، صندوق گذار عادلانه اتحادیه اروپا و بورد ایاسکای مهارا (Bord Iascaigh Mhara) برای تأمین بودجه تشکر می‌کند.

[1] بیورفاینری (Biorefinery) به کارخانه یا مجموعه‌ای گفته می‌شود که مواد زیستی خام مانند گیاهان، جلبک‌ها یا ضایعات زیستی را به محصولات مختلف با ارزش افزوده تبدیل می‌کند. این محصولات می‌توانند شامل سوخت‌های زیستی، مواد شیمیایی، خوراک دام، کودهای ارگانیک و سایر محصولات مفید باشند. به زبان ساده، بیورفاینری مثل یک کارخانه چندمنظوره است که از منابع طبیعی به‌صورت بهینه استفاده می‌کند تا محصولات متنوعی تولید کند و ضایعات را به حداقل برساند.

[2] کوه لوکاس (Mount Lucas) نام مکانی در منطقه میدلندز ایرلند است که یکی از سایت‌های آزمایشی و تحقیقاتی مهم در حوزه آبزی‌پروری یکپارچه چندسطحی (IMTA) و اقتصاد زیستی چرخه‌ای محسوب می‌شود. این منطقه باتلاقی با استفاده از فناوری‌های نوین، محیطی پایدار برای پرورش ماهی و تولید محصولات جانبی زیستی ایجاد کرده که به حفظ محیط زیست و توسعه اقتصادی منطقه کمک می‌کند.

[3] اُتروفیکاسیون به فرآیندی گفته می‌شود که در آن افزایش بیش‌ازحد مواد مغذی مثل نیتروژن و فسفر در یک اکوسیستم آبی (مثل دریاچه، رودخانه یا تالاب) باعث رشد زیاد جلبک‌ها و گیاهان آبزی می‌شود. این رشد زیاد جلبک‌ها باعث کاهش اکسیژن آب می‌شود و در نتیجه می‌تواند به مرگ ماهی‌ها و کاهش تنوع زیستی منجر شود. به عبارت ساده‌تر، اتروفیکاسیون نوعی آلودگی آب است که تعادل طبیعی اکوسیستم را بر هم می‌زند.

تعداد بازدید: ۷

لینک کوتاه: کپی کن!