歐聖集團（Oceanus Group）欲拓展水產養殖業務，投資新加坡環球水產養殖公司（Universal Aquaculture），計劃構建陸上垂直養殖場，以進行南美白對蝦（vannamei shrimp）的立體化養殖。目前該公司在一個1,300平方米的室內設施中，設置33套「公寓樓」，每「樓」中都設置獨立的水管，可防止交叉污染，且一棟「樓」中的每個「房間」（即：水箱）都能獨立運作，視需求將白蝦與其他蝦類和魚類（如：吳郭魚和鱸魚）混養。 　　公司執行長Jeremy Ong領導水產養殖專家團隊耗費了六年優化立體化養殖系統，研發出專有的節能水處理系統—混合生物循環系統（hybrid biological recirculation system, HBRS）技術養殖活蝦。傳統的循環水養殖系統使用機械過濾會消耗大量功率，純生物系統（如：生物絮團技術，Biofloc technology, BFT）則主要仰賴生物過濾，較少機械過濾；而HBRS系統同時使用機械和生物過濾技術，藉由特選微生物強化生物過濾，消耗更少的能量，促進零換水（zero-water change）並顯著降低飼料轉換率（feed conversion ratio, FCR）。【延伸閱讀】新菸鹼類殺蟲劑對蝦群影響 　　這是目前世界上第一個HBRS設施，HBRS減少了對大型水處理池和設備的需求，從而節省空間、能源和水的消耗，同時可提供理想的水質環境，縮短收穫白蝦所需的時間。COVID-19大流行突顯新加坡在地糧食生產的重要性，而室內立體養殖場結構易於擴展，高密度養殖能夠帶來高產值，極大地拓展了海鮮市場，並可以提升新加坡的糧食自給能力，用有限的佔地滿足龐大的需求，在永續都市糧食生產中發揮重要作用。

隨著全球市場的海鮮需求量越來越大，越來越多的海鮮被運輸至國外，其中非常熱門的海鮮種類即是大西洋鮭 （Atlantic salmon,  Salmo salar ），鮭魚因為富含不飽和脂肪酸對於心臟及心血管系統有很好的效果，每年的需求量逐漸上升。 　　人們對於食品安全的意識逐漸提高，長時間的運輸過程中，若冷藏、冷凍技術不佳，會使魚肉品質開始下降、甚至腐敗。當魚開始腐敗時，其內的蛋白質開始水解，會產生生物胺 （biogenic amine, BC），因此生物胺常被用來作為海鮮是否腐敗的指標，美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration, FDA）即制定在魚中生物胺需小於每公斤1,000毫克的標準，歐盟的標準更加嚴格需小於每公斤200毫克。 　　目前測定魚中生物胺含量的方法非常多，像是氣相色譜法-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometer, GC–MS）、高效液相層析（high-performance liquid chromatography, HPLC ）等方式，但由於目前的方法在操作上有太複雜、過於昂貴、檢測耗時等缺點，在利用上遭遇到了許多限制。 　　因此，來自中國和澳洲的研究團隊欲建立一個快速且成本低的檢測法，利用dihydroquinoxaline derivative（H+ DQ2）（為一aggregation-induced emission luminogens, AIEgens）呈現的螢光強度（photoluminescence intensity, PL）來判斷生物胺的釋放量，魚腐敗程度越高，生物胺釋放越多，呈現的螢光強度越強。【延伸閱讀】日本北海道大學與Seicomart超市合作開發蔬菜加工保鮮技術 　　此新方法有潛力運用於其他海鮮上面，藉由不斷優化試驗條件，期許早日邁入商品化的階段，大量應用於海鮮檢測，降低成本。

在全球氣候變遷的影響下，各個產業都應思考如何減少浪費並有效地利用自然資源。對於美國緬因州的龍蝦產業來說，其供應鏈中的高死亡率一直以來都是個讓人頭疼的問題，為此，美國緬因大學龍蝦研究所（University of Maine Lobster Institute）、聖約瑟夫學院（Saint Joseph's College）、韋爾斯國家河口研究保護區（Wells National Estuarine Research Reserve）和龍蝦業者發起了一項合作計畫，期望透過開發微型追踪器和訂定最佳操作流程，實施品質控制、監測供應鏈的運輸條件和龍蝦健康狀況，目標在減輕龍蝦供應鏈中的壓力點並提高其生存率，此項計畫獲得了美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanographic and Atmospheric Administration）薩爾頓斯托爾肯尼迪計劃（Saltonstall-Kennedy Program）的資助，並且是唯一一個針對美國龍蝦所擬定的研究計畫。 　　作為為期兩年計畫的一部分，研究員們正在製作名為甲殼動物心臟和活動追踪器（crustacean heart and activity trackers，C-HAT）的微型感測設備原型機，如同人類使用的健身手環，這種綁在龍蝦身上的非侵入性設備，是用來量測甲殼動物的心跳和活動率，而另一個稱為MockLobster的獨立感測器也將置於板條箱內與龍蝦一起運送，則是用來記錄其在運輸過程中所經歷的溫度、光照和溶氧量等環境條件。與此同時，另一批研究員正在與漁民和經銷商一起開發符合經濟概念的標準化操作流程，用以監測水質和龍蝦一路從捕撈陷阱經由船上水槽、板條箱、運輸卡車、到達批發商和加工廠路程之間的行為、血液蛋白量等健康狀況生理指標。【延伸閱讀】保護海洋生態的龍蝦捕撈裝置 　　目前已與Ready Seafood和Luke's Lobster等龍蝦供應鏈公司合作，進行了初始裝置的設置並進行數據收集和分析，研究員表示之後將進行更多次的運輸試驗，以期得到具代表性的研究數據。

海鮮在英國蘇格蘭地區的經濟活動中佔有相當重要的位置，特別是其雙殼類水產養殖因應當地的大量需求而迅速擴展，這也導致了對繁殖場種苗生產需求的不斷增長。由於牡蠣的生長會受自然環境中各種條件的調控，環境因素會透過控制激素的分泌來影響牡蠣繁殖的季節性、成體產卵的同步性、甚至是幼苗（larvae）成為稚貝（spat）的變態過程，然而目前尚不清楚哪種激素調控並參與這種機轉。而這些自然條件在繁殖場的人工環境中可能很難重現，由於其缺乏生理同步性等因素，阻礙了增加牡犡產量的可能性。 　　一位畢業於蘇格蘭史特靈大學（University of Stirling）水產養殖研究所，現於蘇格蘭海洋科學協會（Scottish Association for Marine Science, SAMS）工作的研究員試圖解決這個問題，其所負責的Neuroshell計畫是一個由歐盟的地平線2020年瑪麗居里獎學金（Horizon 2020 Marie Curie Fellowship）所資助的三年研究計畫，以牡蠣作為主要研究對象，重點研究了自然環境在牡犡繁殖、變態期間與神經內分泌系統之間的控制機制，實驗將集中於研究神經內分泌系統的機轉，這些系統可以整合光、溫度等環境訊息和下游生理傳導媒介，進而了解生殖激素的控制機制以及環境因素如何驅動這些機制運作，並在產卵期間對它們的神經和生殖組織進行採樣，用以鑑定參與並介導環境對繁殖影響的激素。【延伸閱讀】清潔蝦在養殖石斑魚的利用性 　　該計畫主要是期望能提供一些基礎和實踐的相關知識，最終目的在優化人工繁殖場的養殖條件，測試不同波長的光對牡蠣繁殖的影響，了解牡蠣在繁殖過程中如何應對自然環境的改變以提高繁殖場的生產力，並提升相關保護措施的成功率，這些訊息不僅僅可以用來增加產量，還可以用於支持該物種的保護。

十足目虹彩病毒(Decapod Iridescent Virus 1，DIV1) 是一種強大的DNA病毒，會導致蝦類大量死亡，特別會在低溫時節影響晚後期蝦苗（late post-larvae）、稚蝦（juvenile）和亞成體（sub-adult）等不同生長時期的蝦子，有可能透過親本蝦的冷凍和活體飼料或是經由沒煮熟的商品傳播，目前感染的兩個主要養殖蝦類物種為白蝦（Litopenaeus vannamei）和草蝦（Penaeus monodon）。 　　Genics是由在澳洲聯邦科學與工業研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO）裡工作超過20年的研究員所創立，在獲得了相關的技術IP許可後，利用位在澳洲的實驗室作為服務據點，拓展Shrimp MultiPath Xtra的相關業務。Genics的首席執行官表示，Shrimp MultiPath Xtra是一個可以檢測包含DIV-1在內多種水生病原體的蝦類疾病預警系統，能在看到疾病病癥前的2到4週就檢測到病原體的存在。此外他們還提供了一系列教學影片免費教授如何進行組織解剖和樣本採集，利用70％的酒精將樣品運送到澳洲的過程，從世界上大多數地區出發皆僅需要3到4天，而樣品在到達實驗室後可以於一天內完成檢驗並提供結果，快速檢驗流程代表著有足夠的時間能提早應對並實施相關的風險緩解策略，而蝦農還能與專業團隊合作制定相關的健康管理計劃，諸如不與其他蝦池共享網子、增強受影響蝦池周遭的生物安全性、增加曝氣量、降低飼料的使用或是提早規劃收穫等方式，都能有效降低蝦子罹病風險。【延伸閱讀】小型且便於攜帶的高靈敏食品過敏原檢測器 　　Shrimp MultiPath Xtra對於引起高死亡率的蝦類病原體，像是白點症病毒（white spot syndrome virus，WSSV）和DIV-1的檢測，所造成的影響可能是收成季節豐收與完全無法收穫之間的區別，而對於傳染性皮下及造血組織壞死症（Infectious Hypodermal and Hematopoietic Necrosis Virus，IHHNV）這種會影響蝦子成長速度，導致畸型蝦種的疾病，Shrimp MultiPath Xtra僅僅透過減少感染IHHNV的後期蝦苗就能使每公頃土地產值提高多達52,000美金的收入。迄今為止Genics透過這個技術在全球23個國家和地區提供服務，在各地皆擁有忠實客戶，而目前在澳洲占有90％以上的市場。 　　創辦人也提醒蝦農，如果在自己的蝦池中發現DIV-1感染，應該立即將情況提報給有關當局，並從檢驗結果出來的當下，開始嚴格遵守並執行相關的生物安全對策。

當前水產養殖產業對於一般魚類及甲殼類動物的了解有限，已成為水產飼料生產商面臨的主要挑戰之一。 　　2020年6月，國際水產網路資訊平台（Aquaculture Nutritionists Network , ANN）與加拿大農事服務公司JEFO Nutrition共同舉辦一場備受矚目的線上研討會。於會議中，Albert Tacon博士認為，目前水產飼料產業必須克服以下幾點挑戰，才可確保全球水產養殖發展可持續成長。 　　Albert Tacon博士過去曾在聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO）任職，現職於夏威夷的水產養殖公司擔任水產養殖及養殖營養之顧問。 一、開發可取代海產材料與活餌飼料的替代品 　　Tacon博士表示，目前水產養殖產業有超過244種魚類及蝦類需要水產飼料，但對某些物種而言，特別是鮭魚，我們對它們的養殖相關資訊所獲有限。因為水產飼料產業的現況，仍多仰賴魚粉及魚油等原料，並未著重開發其替代品。 　　博士認為儘管海洋原料供應有限，全球水產養殖仍有發展的空間。而要確保新型飼料成分能與魚粉和魚油具相同益處，需大量的時間做研究，因為它們不僅僅只是蛋白質和脂質的來源。他還指出，仍然有許多物種需要活餌飼料，其已成為該產業發展的潛在瓶頸。【延伸閱讀】發酵豆粕作為魚飼料替代物的潛力 二、減少對進口原物料的依賴性 　　    Tacon博士強調的第二個議題是對進口飼料成分的依賴。他表示，在亞洲，有50%至80%的成分是進口的。在美洲，除了巴西和美國外，其進口情況也與亞洲類似。此外，這些商品皆需以美金購買，因此價格會隨匯率變動而不穩定。 三、提高消化率     　　Tacon博士強調的第三個議題是環境和永續性問題越來越被大眾關注，而公共水域生產過多的魚，更加突顯這個問題。因此，博士認為易消化飼料對降低廢棄物進入環境的責任日漸重要。 四、投入更多的研發能力 　　Tacon博士提出倒數第二個議題為水產飼料生產商應該研製自己的研發設備，而這與他前述論點相呼應，了解多樣物種的營養需求，有助於將新原料依據物種的需求，添加至那些物種的飲食中。博士認為，雖然亞洲及拉丁美洲有許多國家的飼料業者的技術較為落後，但仍需不斷研發創新。因為市場價格不斷上漲，且商品不斷推陳出新，若業者能擁有自己的研發設備，將可從中降低成本，並測試產品及創新研發。 五、充分利用在地原物料 　　最後一個議題與各國需要好好地利用在地原物料有關。博士認為，或許這些原物料消化率低、蛋白質含量低或纖維含量高，但若搭配創新的加工技術及發酵技術，可有效提高這些產品的營養價值。若魚蝦不具消化這些成分的酵素時，亦可藉由這些技術來破壞抗營養因子，或於飼料中添加酵素，協助它們預先消化。而這些方法已於家禽產業實行多年，水產飼料產業亦可如此。

由於當今對海鮮獲得蛋白質的需求越來越多，經數十年過度捕撈造成海洋生態浩劫，捕撈業者表示現今需要花5倍的努力才能達到與1950年一樣的捕撈成果。因此，需找尋更多永續經營同時也保護著海洋生態的方法，該方法為收集數據並運用先進的分析技術，其可產生令人振奮的結果。相關研究除了調查漁業、政府和食品公司如何對此問題部署先進的分析以改善監控成效與提高捕撈效率外，還為捕撈業者提供了有利的方法，如永續經營、最佳利潤等，在氣候變遷的層面下，該方法與畜牧業相比相對較有利，其捕撈一噸魚類蛋白質所產生的溫室氣體不到反芻家畜同等蛋白量所生成溫室氣體的十分之一。下列為海洋狀態、對應辦法及未來展望之描述。 處於危險中的海洋 　　經調查發現，人們對魚類需求的增長速度是世界人口增長率的2倍。造成生物多樣性衰退的原因，如： 過度捕撈與非法捕撈：因這兩項關係，導致魚類產量減少，捕撈業者必須前往更深的水域以獲得更多的海產，因此水產養殖業為滿足此需求逐漸穩定成長。各國政府意識到這個威脅後已採取相關措施加強和改善管理與監管作業，然而，鄰近地區還是有過度捕撈或非法捕撈導致相關獲益受到影響。 海洋溫度上升：因溫度增加，改變生態的化學作用。 　　現今相關人員針對這項問題已作出許多努力，其中包含漁獲量報告、行業訊息共享和強制執行法規，透過這些緊密的合作可加強努力後的成效。 大量的數據 　　漁業如同農業一樣，其地理的位置分散且經營者的規模有大有小。一般而言，農民依據天氣與土壤條件下進行耕作，多數漁業也以傳統模式運作，但現今透過先進技術的捕撈作業已初具規模。如： 衛星上的雷達和光學感測器：獲得海洋中的相關資訊（溫度和魚類活動訊號），這些訊息不但對漁業很有價值，也可以幫助當局追蹤船隻位置和移動路徑。 配備攝影機的無人機：除了可在空中運行外，也可在海底中運作，協助船隻可更全面了解附近的補魚條件。 其他優勢：先進的感測器和監控設備可自動收集不同的數據，如捕撈漁具的使用狀況、捕獲或丟棄的物種、托運量和更多漁民需執行的相關工作等。 　　當今政府倡導以更好的數據來協助對非法捕撈的監控，並要求大型船隻配備監控系統以傳輸其位置、運行速度與方向。隨著時間的流逝，更多的訊息可利用物聯網聯結起來，再藉由先進的分析技術和機械學習系統對這些數據進行整合，最終幫助平衡相互競爭的利益，即協助漁業管理高風險且易變的業務，同時為當局提供更好的資訊，以便制訂並執行更好的政策。【延伸閱讀】Google樹冠實驗室　透過AI協助改善城市熱島效應問題 以分析技術扭轉局面 　　現今，大型商業性漁船已採用聲納等技術進行捕撈作業，儘管仍有許多人依靠直覺、經驗和基本觀察來導航並偵測魚群。這兩種模式產生鮮明的對比，具有針對性的分析模組提供了許多優勢，如： 提供整個捕魚場域的每日預報：幫助追蹤高度需求性的物種。 物聯網感測器：可監控海洋狀況以幫助漁船確定最佳的節能路線。 漁獲的剖析：事實上漁民必須將漁獲捕撈起來才知道到底捕獲了什麼，然而這將造成海洋資源的浪費，未來的智能感測器將針對此問題進行解套，其可使船員獲得物種自動監控與尺寸等數據接著該技術 利用海水溫度和浮游生物群模擬漁群可能的位置：降低針對特定魚種搜尋的成本與減少資源的浪費。因此，分析技術能夠使貧困地區也受益，新興市場的漁民可藉由手機獲得更多市場的訊息。 協助漁業管理人員：其常因數據的缺乏而無法計畫漁業運作作業，僅靠幾乎沒有前瞻性的漁獲來判定。而分析工具則有望提供動態的船隊檢視圖，使管理者可依分析結果帶領船隻運行並持續監控庫存。 自動掃描與智能系統：可監控產品品質並取代人工分類漁獲的作業。 無線射頻辨識(RFID)和區塊鏈技術：現今消費者越來越要求產品的品質、如何捕撈及捕撈地點的資訊透明化，因此，研究人員開發出無線射頻辨識(RFID)來標記魚類，並利用區塊鏈技術對魚貨量進行認證。 彌補不同的鴻溝：捕撈活動的資訊僅是整個漁業運作的一小部分，其還牽涉到多個利益相關者的協調，如政府、業界及非政府組織。也就是說共享來自先進的監控技術的訊息可使當局了解真實的全球漁業活動，這也幫助當局能夠設計出更有效的跨領海監控計畫。 　　去中心化且可信賴訊息的管理系統易採用且不被人為因素干擾，如分析軟體工具發現船隻在禁止進入區域放慢速度時，其會發出警報提醒當局注意可疑行為。非政府組織也正在幫助業界改變觀念，如為了促進研究的永續性，Global Fishing Watch提供來自政府與衛星數據的信息於65,000艘以上的漁船，隨著時間的推移，來自攝影機和影像辨識軟體結合人工智慧的數據將幫助政府能夠更彈性的調整法規和捕撈配額，以管理海洋資源。 展望未來 　　研究模組對漁業而言，其對於分析並帶有指導特性的戰略有財務上的獎勵。研究員發現優化整個季節的捕撈活動、最大程度減少監控設備的待機時間、從分析導航數據確認燃料的經濟性和勞動效率的分析可減少110億美元的成本，約占當今支出的15%。然而，地緣政治對政府而言是個挑戰，由於一些不良行為者喜歡在這灰色地帶遊走，且舊有的監控地圖無法呈現出灰色地帶，使某些國家對這些問題視而不見卻反而受益。因此，更好的數據和分析功能幫助執法工作的執行，其可查明非法捕撈存在的地點並對長期違法者作出制裁。此外，數據的共享和良好的分析工具可幫助政府與漁業調整彼此間的利益，以達更好的資源管理。總之，精確漁業時代將是維持海洋豐富性的關鍵因素。 【世界之永續發展系列報導推薦導讀】 世界之永續發展(1/4)–農業在減少排放溫室氣體處於中心地位 世界之永續發展(2/4)–使用人工智慧對抗糧食浪費 世界之永續發展(4/4)–對蛋白質永續提供的需求

考慮當前全球氣候變化、人口增長、城市化以及人類對自然資源的過度開發和污染，糧食生產對地球而言是相當大的壓力，威脅生態系統永續的同時也不利於社會穩定。有關未來的糧食生產，將魚類和蔬菜聯合養殖的魚菜共生系統目前是一個備受爭議的話題。這個想法是否能實踐相當值得探討，然而，目前現有的專業魚菜共生系統的經濟可行性分析數據卻相當有限。 　　德國萊布尼茨淡水生態與內陸漁業研究所(IGB)的研究人員最近發表了一份關於魚和蔬菜大規模生產設施的獲利能力分析報告，結果顯示如果按照良好的農業規範並在適當的條件下生產，魚菜共生系統的使用可能兼具環境和成本優勢。科學家們分析的地點是位於德國沃倫（穆里茨）的Mueritzfischer，這家佔地540平方米的工廠採用聯合循環系統生產魚類和蔬菜，研究人員透過一年的實際生產數據進行了研究分析，儘管在研究階段沒有獲利，但它累積的大量數據使研究人員能夠設想出兩種可能實際發生的生產情景。 　　其中一種顯示，如果設施生產規模夠大，魚菜共生的生產模式是有利可圖的，為此科學家們開發出具有經濟關鍵指標意義的模型範例，讓他們能夠計算不同設施規模的生產數據，所開發的範例是基於兩個循環系統組成，魚類和植物在不同系統中生產，智慧軟體和感測器會進行持續性的量測，並在有需要時將兩部分系統相互聯結，以便在充分利用協同作用的同時仍可以為兩個生長設施創造最佳生長條件。【延伸閱讀】字母要以「Mineral」 糧食生產計畫 對抗糧食危機 　　研究人員認為，德國的魚菜共生系統在商業上主要的障礙是高昂的投資和運營成本，包含魚飼料、勞動力和能源等，同時他們也指出企業必須在水產養殖和園藝方面都具有相當的專業知識。此外，根據報導指出利潤比率有很大程度是取決於市場環境和生產風險，這些東西在某些情況下很難預測。該研究的主要作者認為，儘管存在著風險，但此系統仍具有巨大的商業潛力。以城市空間舉例，目前估計有辦法獲利的模型範例大約覆蓋2,000平方米的空間，這意味著在空間稀少且相對昂貴的城市或城市近郊地區，也有機會出現專業的生產系統。若是城市的魚菜共生系統能以這種規模獲利，這種糧食生產模式會隨著全世界城市化的發展變得越來越重要。

人工智慧(Artificial intelligence，AI)已經透過提供各種服務成為數百萬人日常生活的一部分，善加利用它會成為強化各個行業的有效工具，在水產養殖業亦是如此。以下是一些目前可用系統的最佳使用指南。 　　飼料費用對於養殖漁戶來說是最大的成本支出，然而，分辨何時及餵飼多少飼料才最適當的技能需要花費數年的時間才能熟練，但若是可以將人類的經驗和知識傳遞給機器學習並應用，這將改變一切。一家名為Observe Technologies的公司提供了一個隨插即用的AI數據處理系統，以便在餵食魚群的同時追踪餵飼模式，目標是為漁民在飼料的使用上提供經驗和客觀指導。另一家名為eFishery的公司開發了一種系統，能使用感測器檢測魚蝦的飢餓程度，利用食物分配器控制並分配適量的飼料，該公司聲稱這可以將飼料成本降低多達21％。日本和新加坡的水產養殖技術公司Umitron Cell提供了可以遠端搖控的智慧餵魚器，避免在危險環境還必須下水的情況，像是暴風雨或夏季炎熱天氣，利用數據優化餵飼時間表為漁民提供決策建議，減少浪費並提高收益和可持續性，為用戶達成工作與生活的平衡，以更少的資源生產更多海鮮。【延伸閱讀】導入新興技術之漁業科技可能發展 　　魚類疾病的發生是下一個驅動養殖成本上升的主要因素，而人工智慧可以輕鬆解決這些問題，程式可以透過蒐集的數據，採取預防措施，並在疾病發生之前預測爆發時機。挪威的海鮮創新社群發表了AquaCloud雲端平台，意旨在幫助魚類的健康管理和研究人員對付海蝨，預測甚至是阻止其在養殖籠中生長，減少依賴性藥物的昂貴治療費用，從而將死亡率降至最低。印度水產養殖初創公司Aquaconnect提供一種名為FarmMOJO的手機應用程式，可幫助蝦農預測疾病並提高水質，配備感測器的無人機和機器人還可以收集養殖數據，例如水的pH值、鹽度、溶解氧含量、濁度、污染物甚至魚群的心跳頻率，而這些數據都可以透過智慧手機獲得。SHOAL為其中最具創新性的產品之一，它使用機器魚來檢測養殖魚場和其他設施附近的水下污染源，透過AI漁民可以遠程打開或關閉水泵、馬達、曝氣機或升壓器，可以透過更改程式參數來預測產量和需求，進一步提高效率和監控能力。XpertSea則是利用電腦視覺技術和AI來計算蝦的生長參數，幫助養殖者預測最有利可圖的收穫期，該系統還可以根據現有數據提前14天預測蝦的生長情形，透過將蝦類生長數據與市場價格結合使養殖者更容易做出正確的決策。

在過去十年中，整合海上多用途平台(MPP)開發的概念已變得越來越重要了，該平台旨在協助調解海上能源發展與水產養殖之間的關係。新的研究顯示，若開發成功，其潛在的經濟利益包括藉由共享空間和共享技術來大幅降低成本並優化海洋空間的規劃。 MPP概念 　　許多研究運用MPP概念，如： Sea Star Spar由一種浮式風力渦輪機和具有足夠浮力的漂浮結構所組成，其可用來養殖有鰭魚類、貝類和藻類。 Gosberg利用能支撐5兆瓦渦輪機的三頭架的等比例模型並在兩腿間安裝了魚籠，進行檢測海上風力渦輪機結構和水產養殖間的交互作用，結果顯示因籠子的關係使流速產生變化並在子結構上增加了載荷。 另一研究則使用翼樑式海上風力渦輪機，其能從深處創造出一種富含營養物的人工上升流，進而增加表層魚類產量。 瑞典Lysekil的海岸對進行研究，結果表明基礎設備與其他組件的結構性修改可促使魚類種群增加。 　　儘管多重整合的概念具有優勢，但研究員指出現今多數MPP多傾向單一用途設備或採用單一學科(經濟、社會或技術領域)的方法呈現。研究人員表示大多數MPP概念僅整合多個海上再生能源設備，如混合風波設備，只有很少的集成了水產養殖系統。【延伸閱讀】最新研究發現渤海特定的漁業資源正在減少當中 挑戰 　　研究指出包含水產養殖的MPP可能具有弊端，如EU-funded MERMAID project，該計畫涉及到許多問題，如： 法律和政策：其成為阻礙主因官僚機構複雜、公共機構間溝通不良、責任歸屬困難和缺乏參考標準。 社會、環境、技術和經濟阻礙： 近岸、近海漁業、旅遊業和航運路線將產生潛在風險。 社會利害關係人難以接受改變海洋景觀的活動。 一些當前的社會障礙，如定錨問題 (缺乏安裝ORE的經驗且對其了解程度低)。 其他問題涉及保險(若需解決潛在的事故問題，造成成本增加)和各種海上作業的組合，其因費用問題而受到侷限，如貽貝和海藻養殖與海上風電場結合，因經營者為避免因多種用途而帶來的風險，因此他們不願分享海上空間。 　　雖然MPP發展有許多挑戰，然而，在中國已有小規模的MPP先導計畫，分別在大關、大灣山和實山。這些項目表明小規模MPP具有極大的潛力為偏遠社區提供服務，其不僅可提供永續、安全且負擔得起的能源，也提供了食物和工作機會等經濟效益。 研究展望 未來將研究出可能影響對於MPP發展的社會可接受性和價值觀。 擬定利益優化並減少衝突風險的策略。如將MPP設置在離岸更遠的地方，以避免與旅遊和導航等近岸衝突。 MPP的開發可促使共同監管框架的發展，使其能良好的協調海洋空間規劃和許可程序的簡化。 　　總而言之，MPP發展儘管面臨諸多挑戰，但藉由良好的空間規劃和基礎設施的共享，其具很大潛力來節省海上能源和水產養殖業的資本支出以及相關的營運成本。

隨著養殖魚業不斷發展，魚油的供應預估無法跟上成長的速度，英國世界野生動物基金會的海鮮與水產養殖專家Piers Hart博士表示在全球糧食系統中，水產養殖正成為越來越重要的項目，為了滿足魚油和魚粉不斷增長的需求，其勢必得開發出可持續供給且不會對海洋環境帶來壓力的替代品。因此，Corbion公司的科學家轉而開始研究長鏈omega-3脂肪酸的原始來源：海洋微藻，並開發出可作為水產養殖飼料所需的魚油替代品AlgaPrime DHA，該替代品是一種關鍵營養素，其為長鏈omega-3脂肪酸、EPA和DHA的主要來源，值得一提的是AlgaPrime DHA含量約為魚油DHA的三倍。Corbion透過再生能源搭配生產系統進行發酵可源源不絕的生產，加上鮭魚是長鏈omega-3脂肪酸的主要消費族群，也因如此，對於這種新長鏈omega-3脂肪酸的價格已達養殖鮭魚業可承受的範圍，其不但可以滿足鮭魚業不斷增長的需求並提高魚中omega-3的含量，也減輕了飼用漁業和海洋環境的壓力。【延伸閱讀】發展苜蓿成為魚粉替代品之應用開發 　　Corbion的全球水產養殖領導Chris Haacke表示採用新成分以獲得關鍵成果需要花上好幾年的時間，而AlgaPrime DHA成功的關鍵主要是Corbion、鮭魚養殖戶和水產養殖研發的領導公司BioMar共同合作，另外，採用這種新成分需要有勇氣和龐大的努力以確保成功。過去一年中，Corbion公司已看到採用這項新開發的轉捩點，其可滿足供應鏈中對於不斷增長且更具營養價值的海產需求。另外，Piers Hart博士也表示鮭魚飼料中的藻類omega-3成分是水產養殖業的一項重大突破，這項突破在2020年美國商業雜誌Fast Company改變世界概念獎中食品類獲得榮譽獎，其承認農民、品牌商、零售商和消費者對餵食鮭魚藻類的需求。 【備註】 美國商業雜誌-Fast Company改變世界概念獎至今為止已邁入第四年，該獎項旨在獎勵那些為運輸、教育、食品、政治和技術等重大議題提供創新解決方案的企業、政策和概念。評審團從超過3000多個參賽作品中挑選出獲獎者、決賽入圍者和榮譽獎。這些決賽入圍者於5月和6月的雜誌特別刊載，另外，榮譽獎是一系列里程碑中最新的獎項。

PerkinElmer食品副總裁兼總經理Greg Sears表示海鮮中殘留的抗生素易引起消費者對抗藥性(drug resistance)問題的擔憂，且其也可能影響全球蝦類水產養殖業的聲譽。為確保養殖海鮮的安全性與品質，因此，PerkinElmer公司專門為水產養殖業設計並開發出一種新型試劑盒(MaxSignal HTS Nitrofurans and Chloramphenicol ELISA Kits)，其能夠快速檢測養殖蝦中濃度小於0.1ppb的五種抗生素(AOZ、AMOZ、SEM、AHD Nitrofurans與Chloramphenicol)，即提供樣本簡單的五合一前處理方法。【延伸閱讀】如何使用區塊鏈支援食品安全以恢復消費者之信心 　　另外，PerkinElmer表示該試劑盒與Dynex Technologies的DS-2自動化系統結合使用後，該儀器會自動化各別檢測五個待測目標，降低交叉汙染的風險，且新的分析方法能夠在90分鐘內進行192個樣品分析，即顯示出新方法可加速樣品的分析並提供高度確結果，從而減少手動操作時間與所需的實驗空間。最終，當測試結果出爐後，DS-2自動化系統會產生專屬條碼，提供樣本可追溯性並能將數據連結到實驗室資訊管理系統(LIMS)中，以供及時的試驗紀錄並可分享這些數據，進而協助水產養殖實驗室不但可於當天同時且準確檢測這些抗生素，也可節省試劑用量，藉以幫助食品安全與食品品質的控管，從而協助蝦農和生產者更及時且明智的做出決策並能符合法規的要求。

海洋微生物每年生產超過十億噸的二甲基巰基丙酸(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)，佔浮游植物吸收碳的10%，DMSP是細菌的主要營養來源，它滿足了海洋中高達95％的細菌對硫的需求和高達15％的細菌對碳的需求，因此，鑑於DMSP的普遍性和豐富性，研究員認為這些微生物代謝的過程將在全球硫循環中發揮重要作用。然而，該化合物究竟是如何作用及其不同的化學路徑如何影響全球碳和硫的循環，至今仍未有很好的解釋。一項新的研究表明浮游植物(一種微小的海藻，每天生產大約我們呼吸所需氧氣量的一半)周圍的養分「熱點」(hotspots)對於和雲朵形成與氣候調節有關的氣體釋放有巨大的影響力，此外，該研究量化了海洋細菌所處理的特定關鍵化合物DMSP。此研究由麻省理工研究生Cherry Gao、瑞士蘇黎世聯邦理工學院教授Roman Stocker、Jean-Baptiste Raina、澳洲雪梨科技大學教授Justin Seymour與其他四位教授共同合作，相關研究發表於《Nature Communications》期刊中。 　　研究員將一種海洋細菌—Ruegeria pomeroyi的基因進行修飾，當激活兩種處理DMSP的途徑之一時，它會發出螢光，從而可在多種條件下分析基因的表達情況。該路徑的其中一種為去甲基化，進而使微生物能利用碳與硫元素作為生長所需的營養素。另一種路徑為裂解作用，其會產生聞起來具有海味的二甲基硫醚(DMS)氣體。DMS主要負責將海洋中由生物衍生而來的硫化合物轉換至大氣中，硫化合物一旦進入大氣後，便成為水分子凝結的關鍵來源，它們在空氣中的濃度會影響降雨模式以及透過雲的生成來影響大氣整體的反射率，因此，了解影響大部分生產的過程對於改進氣候模型具有多種重要意義。【延伸閱讀】後疫情時代　專家：科技創新為發展永續農業關鍵 　　先前的研究尚未明白細菌在什麼情況下會使用裂解路徑而非去甲基路徑，但研究員認為了解影響氣候的因素是有意義的，如此可更好的了解在什麼條件下會產生多少重要的DMS。這項新研究發現DMSP濃度會影響細菌的作用路徑，在一定濃度下，其主要採甲基化路徑，但在10微莫耳以上時，則採裂解路徑。令研究員驚訝的是當裂解路徑為主導地位時，DMSP的濃度比預期的要高，且也比海洋中的平均濃度高。此項結果表明這樣的作用模式幾乎不會在典型的海洋條件下發生，相反的，DMSP濃度升高的微觀「熱點」可能是導致全球DMS生產量不成比例的原因。這些微小的「熱點」是某些浮游植物細胞周圍的區域，其中存在大量的DMSP，該濃度比平均海洋濃度高出約一千倍。研究員則進一步將基因修飾細菌與浮游植物進行共培養試驗，試驗結果證實細菌會增加DMS生產的路徑表達。此項新分析應該有助於研究員了解這些微觀海洋生物如何透過其集體的行為來影響具全球規模的生物地質化學和氣候相關作用過程的關鍵細節。

沙烏地阿拉伯在水產養殖上投資了35億美元，預計到了2030年，每年可生產60萬噸海鮮，而防止不必要的魚類死亡是實現糧食安全關鍵的一步。透過監測養殖漁場水質，養殖戶可以在水中污染物到達有害程度前即時採取行動並解決問題。目前市面上大多數的商用感測器都必須依靠手動操作，而且一個設備通常只能監控一種數值，像是水質酸度或氧氣含量。具多功能的替代品不但體積龐大、價格昂貴並且通常需要專業的操作技術，想建立能同時執行多項功能的電子設備，通常得在功能的質量和數量之間進行權衡刪減，在研發上具十足的挑戰性。【延伸閱讀】導入新科技對漁業發展帶來的利弊得失 　　來自沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學（KAUST）的電機工程師和他的團隊設計了一個新穎的小型太陽能自動供電感測器，利用多維積體電路（multidimensional integrated circuit，MD-IC）建立了一個多工感測器系統，可監控多種水質特徵並透過藍牙進行數據傳輸。研究人員表示，他們想設計一種小型並輕巧的產品，然而在一個電腦晶片上集合不同功能，不但相當複雜並且昂貴，所以科學家將好幾個晶片組合成一個立方體，讓每個面都有不同的用途，包含能監測空氣污染的感測器、能為密封於立方體內的電池進行充電的太陽能板、以及用於藍牙數據傳輸的手機天線，而最重要的水質感測器則位於立方體底部，能測量pH值，溫度，鹽度和氨含量等數值。整個立方體設計成能在水裡浮動，而這些連接的晶片就變成一個設備，機殼經過加重，確保即使在被魚影響的情況下也能保持原樣，漁民可以簡單的將裝置投入水中，設備會自動移動到正確位置，方便監側養殖池中的水質情況。研究團隊希望他們的感測器能夠達成預警目的，幫助於漁民減少損失，也相信這些小方塊能在漁場之外有不同的應用方式，像是可以將它們放到石油輸油管中搜集油質的相關數據。目前研究人員正在努力改善設備的自動冷卻技術，以防止機體過熱，下一步是將進行現場實地測試。

魚類養殖或水產養殖業提供了世界上一半以上所需的海鮮，水產養殖是當今世界上增長最快的食品之一，其有望以高品質且易消化的蛋白填補因人口的增長的供需缺口。目前，許多餌料魚被磨碎來餵食蓬勃發展的養殖水產，其中，水產養殖需消耗總魚粉量的70%和總魚油量的73%，僅甲殼類動物，包括蝦類就消耗全球魚粉產量的31%。南美白蝦是世界上最廣泛養殖的品種，它與草蝦約佔全球蝦養殖量的80%。隨著蝦類水產養殖不斷地在全球擴展，其衍伸出許多問題，如下： 醫療技術需求：該產業迫切需要預防因過量使用抗生素而引起的新疾病與耐藥性病原體，其中腸炎弧菌引起的蝦類早期死亡綜合症(EMS)/急性肝胰腺壞死綜合症（AHPNS）在患病30天內的死亡率高達100%，因此其對全球蝦產量造成重大影響。 環境汙染：在養殖蝦場中所使用的化學藥品和抗生素會汙染地下水和沿海河口，而這些被汙染的地點為許多海洋生物的繁殖場。 食物鏈受破壞：以海鮮食物鏈中的基礎端—餌料魚餵食水產養殖動物會產生永續發展的問題，近期一項研究預估餌料魚的每年全球經濟效益為187億美元，其價值是直接進行捕撈作業的三倍以上，然而，過度捕撈或使食物鏈中的基礎端生物，如餌料魚消失將導致食物鏈中的高級營養物種組成崩塌，這對於許多海洋旅遊和商業漁業，如鮭魚、鱈魚和金槍魚等會產生連鎖反應。此外，食物鏈中的基礎端生物也為海鳥和海洋哺乳動物，例如鯨魚、海豹和海豚的食物來源，若位於海洋食物鏈中心的魚消失了，那麼依賴它們的生命也會消失。 　　為了解決疾病與資源耗竭的問題，許多研究正著手進行替代飼糧的開發，如： 美國與越南研究員發現天然海藻油脂(Veramaris Natural Marine Algal Oil)富含EPA和DHA，這樣的組合可構成完整的魚油替代品，而魚粉則由再生性蛋白產品(Menon Renewable Product's MrFeed)的Oleo-Protein取代，Oleo-Protein是由植物性產品轉換成高度易消化性的營養物質、高核苷酸和短鏈胜肽，其可作為通用的免疫刺激劑，因此，Oleo-Protein同時具有永續性及功能性。在越南ShrimpVet實驗室進行的為期40天的試驗中，研究團隊將Veramaris/Menon飲食與其他六種試驗性與商業性飼料進行比較，評估動物攝取後對於抵禦EMS/ AHPNS感染的能力。經投餵天然海藻油脂和再生性蛋白產品於南美白蝦時，其與餵食含有魚粉和魚油的蝦類飼糧相比，新型飼料對於對抗EMS和AHPNS有高達60%存活率，其顯著高於其他組別的存活率(9-22%)。這顯示了在蝦飼料中完全使用魚油和魚粉替代品的好處，其發現這樣的餵食方式不僅在技術上可行，也提升蝦的免疫力，因此該技術在上週發表於全球水產養殖聯盟的倡導書(Global Aquaculture Alliance’s Advocat) 。根據蝦類飼料替代品的免疫力提升效果，其需要更進一步探討是否因這種飲食而增強免疫系統針對對抗來自中國蝦類養殖場病毒的能力，其包括十足目虹彩病毒1或DIV1。 「水產養殖」線上期刊近期發表了一份相關研究，研究團隊利用豆粕、濃縮大豆蛋白和家禽副產物的混合物代替了魚粉飼料，並以此研究南美白蝦的生長速度，其中在任一試驗前或試驗期間皆不予使用抗生素。結果顯示魚粉替代物不會影響動物的生長表現，因此，完全替代南美白蝦中的魚粉飼料是具可能性的。【延伸閱讀】魚粉替代原料開發 頂絲藻潛力大創造循環經濟模式 　　Aqua Cognoscenti的研究主持人Ewen McLean表示研究結果證明蝦與其他許多動物的飼料都可以不加入魚粉和魚油，僅管餌料魚類的資源出現波動，但是水產養殖業的發展仍可繼續保持下去。另外，更高的存活率可帶來更高的產量，並能減少飼料浪費，從而提高飼料轉換率，另外，Aquatic Feed Technologies LLC公司的魚類營養學家Rick Barrows表示這項研究評估了不含魚粉和魚油的蝦飼料的營養價值，並使用了「無魚」創新成分，發現它們非常有效，有望幫助南美白蝦對抗蝦類早期死亡綜合症。然而，由於每個魚場因成本的關係使其經營手法不同，因此研究團隊下一步將著手改善飼料成本問題。