Aquakultur nach dem Vorbild der Natur

Mit der steigenden Nachfrage nach Fisch und Meeresfrüchten stehen traditionelle Aquakulturbetriebe und Fischereien unter zunehmendem Druck. Könnten integrierte Systeme mit mehreren Arten der Schlüssel für eine nachhaltigere Zukunft sein?

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Bei der integrierten multitrophischen Aquakultur (IMTA) werden Vorgänge natürlicher Ökosysteme genutzt, um die Nachhaltigkeit, Effizienz und wirtschaftliche Leistung zu steigern. Dabei werden Arten von unterschiedlichen trophischen Ebenen in einem System integriert, sodass Futtermittel, Abfälle und Nährstoffe der einen Art von einer anderen Art wiederverwertet und genutzt werden können. IMTA kann in offenen Gewässern und an Land, im Meer oder Süßwasser umgesetzt werden.

IMTA-Produktionsketten im Atlantik

Obwohl IMTA 4 000 Jahre bis in die späte Han-Dynastie in Asien zurückgeht, befindet sie sich in westlichen Ländern noch immer in der vorkommerziellen Phase der Entwicklung. Diese Lücke soll im EU-finanzierten Projekt ASTRAL geschlossen werden, indem experimentelle IMTA-Systeme in der gesamten Atlantikregion aufgebaut werden. „Wir haben Forschungslabors und Aquakulturbetriebe aus Argentinien, Brasilien, Irland, Schottland und Südafrika zusammengebracht, um IMTA-Produktionsketten in jeder der Regionen aufzubauen“, erklärt die Projektkoordinatorin Elisa Ravagnan. Das Hauptziel bestand darin, die Kreislaufwirtschaft um bis zu 60 % im Vergleich zur Monokultur-Aquakultur anzuheben und das Einkommen der Betriebe zu diversifizieren. Das ASTRAL-Team hat IMTA-Anlagen in offenen Gewässern und an Land umgesetzt. Letztere beruhen auf landgestützter Zucht, Aquakultur in Kreislaufanlagen und Biofloc-Technologie, damit Umweltparameter und die Wasserqualität besser kontrolliert werden können. Die Anlagen in offenen Gewässern bedeuten Offshore-Aufzucht, bei der die Aquakulturinfrastruktur im Meer verankert und somit die Interaktion mit der Umwelt möglich ist.

Wichtige Ergebnisse und technologische Innovation

Das ASTRAL-Team hat die Möglichkeiten der IMTA-Produktion vorgestellt und die Nachhaltigkeit bei einer Reihe an Evaluierungen bewertet, die durch technologische Entwicklung, Partnerschaften und Wissensaustausch unterstützt wurden. In IMTA-Versuchslabors wurden Artenkombinationen, optimierte Zuchtverfahren und Maßnahmen für mehr Biosicherheit validiert. Die Infrastruktur war auch auf mehr Kreislaufwirtschaft und Effizienz ausgerichtet. Bezüglich der Nachhaltigkeit kam bei ökologischen und sozioökonomischen Bewertungen heraus, dass IMTA den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft entspricht, da die Bioremediation von Nährstoffen gefördert und die wirtschaftliche Widerstandsfähigkeit der Aquakultur gestärkt wird. Regulierungsaspekte, Anfangsinvestitionen und Genehmigungsverfahren sind jedoch weiterhin Hürden für die weitreichende Umsetzung von IMTA. Das ASTRAL-Team hat auch technologische Fortschritte erzielt, die in ein technologisches Benutzerhandbuch zur Kontrolle der Wasserqualität und Biomasse eingeflossen sind. Das Handbuch umfasst kostengünstige Kits, Biosensoren, KI-gestützte Bildanalyse und Instrumente zur Erkennung von Mikroplastik. Ferner können über die KI-Datenanalyseplattform die Wasserqualität und Ökosysteminteraktionen vorhergesagt werden, sodass fundierte Entscheidungsfindung in IMTA-Betrieben möglich ist.

Ein internationales Aquakultur-Netzwerk

Neben den wissenschaftlichen Erfolgen hat das ASTRAL-Team auch einen wesentlichen Beitrag zur internationalen Zusammenarbeit und dem Wissensaustausch zu nachhaltiger Aquakultur geleistet. Durch das Projekt wurde das Atlantic Aquaculture Network aufgebaut, eine Plattform für Interessengruppen, auf der Forschende, Industriepartner und die Politik zusammenkommen, um den Einsatz nachhaltiger Aquakulturpraktiken in der Atlantikregion zu unterstützen. Das Konsortium hat in acht Ländern am Atlantik und mehr als 50 Schulvereinen im Rahmen des All-Atlantic Blue Schools Network technische Schulungsworkshops durchgeführt. Mit diesen Maßnahmen werden umweltbewusste und gut ausgebildete Arbeitskräfte der Zukunft erzogen. Der nächste Schritt bei der Entwicklung von IMTA ist die Ausweitung der Produktion auf ein kommerzielles Niveau und die Bewältigung regulatorischer und wirtschaftlicher Herausforderungen. Aufbauend auf dem Erfolg von ASTRAL kann in weiteren Initiativen IMTA in die Aquakultur integriert werden, um nachhaltigere und resilientere Nahrungsmittelerzeugungssysteme für kommende Generationen aufzubauen.