Aquakultur & Zuchtfisch: Umweltkosten & Lösungen

Das Fischmehlproblem: Wildfisch als Futter für Zuchtfische

Das zentrale Umweltparadox der Aquakultur ist, dass die Zucht von fleischfressenden Fischarten große Mengen an wild gefangenem Fisch erfordert, um das Fischmehl und Fischöl herzustellen, das ihr Futter bildet. Atlantischer Lachs, Seebrassen, Wolfsbarsch, Gelbflossen-Thunfisch und andere hochwertige Zuchtfischarten sind von Natur aus Raubtiere; in freier Wildbahn ernähren sie sich von kleinen Fischen, Krebstieren und Zooplankton. Um diese Ernährung im Aquakulturfutter nachzubilden, ist die Fischerei von Futterfischen – Anchoveta, Sandaal, Sprotte, Hering und andere kleine Schwarmfische – erforderlich, die zu Fischmehl-Proteinkonzentrat vermahlen und zu Fischöl verarbeitet werden. Naylor et al. (2000) dokumentierten diese Abhängigkeit erstmals systematisch in einer wegweisenden *Nature*-Übersicht und stellten fest, dass die Zucht fleischfressender Arten die Nettoverfügbarkeit von marinem Protein eher verringern als erhöhen könnte, wenn die Wildfisch-Input-Mengen den Output an Zuchtfischen auf Protein-Äquivalent-Basis überschreiten [2].

Das fish-in:fish-out-Verhältnis – das Gewicht des Wildfisches, das zur Produktion einer Einheit Zuchtfisch benötigt wird – variiert erheblich je nach Art und Futterzusammensetzung. Für Atlantischen Lachs unter Bedingungen der 1990er Jahre lagen Schätzungen zwischen 2:1 und 5:1 nach Gewicht. Verbesserungen der Futtereffizienz und die Substitution von Fischmehl durch pflanzliche Proteine (Soja, Weizen, Raps) haben diese Verhältnisse in den letzten zwei Jahrzehnten erheblich reduziert, und die meisten zeitgenössischen norwegischen Lachsbetriebe arbeiten mit fish-in:fish-out-Verhältnissen von unter 1:1 nach Gewicht für die Fischmehlkomponente. Die Fischölsubstitution ist jedoch schwieriger, da ihr Gehalt an langkettigen Omega-3-Fettsäuren (EPA und DHA) – der wichtigste Ernährungs-Grund, warum Verbraucher Lachs wählen – nicht durch Pflanzenöle repliziert werden kann, ohne die gesundheitlichen Vorteile des Produkts zu beeinträchtigen. Dies bedeutet, dass die Fischölabhängigkeit, selbst wenn die Fischmehl-Abhängigkeit sinkt, ein strukturelles Merkmal der hochwertigen fleischfressenden Aquakultur bleibt.

Futterfisch-Ökosysteme in Gefahr

Die von Aquakulturanlagen verarbeiteten Futterfische sind keine ernährungsphysiologisch redundanten Organismen. Futterfische nehmen eine kritische Mittelposition in den marinen Nahrungsnetzen ein – sie sind die primäre Verbindung zwischen dem Phytoplankton und Zooplankton, die die Basis der ozeanischen Produktivität bilden, und den großen Raubtieren (Thunfische, Haie, Seevögel, Meeressäugetiere, Menschen), die von ihnen abhängen. Die Sardellenfischerei des Humboldtstroms vor Peru und Chile, der Sandaal der Nordsee und der Hering der Norwegischen See ernähren alle Ökosysteme von atemberaubender biologischer Vielfalt. Die Umleitung dieser Arten in Fischmehl ist nicht nur eine Frage der Umverteilung eines Proteinstroms; es ist die Entfernung einer grundlegenden ökologischen Ressource.

Froehlich et al. (2018) modellierten die ökologischen Grenzen von Futterfischen für die kommerzielle Aquakultur und stellten fest, dass, wenn die derzeitigen Verbrauchsverläufe anhalten, die Entnahme von Futterfischen für Aquakulturfutter die ökologisch nachhaltigen Grenzen bis Mitte des einundzwanzigsten Jahrhunderts überschreiten könnte [3]. Troell et al. (2014) argumentierten, dass die Widerstandsfähigkeit des Aquakultursektors gegenüber Schocks im Nahrungsmittelsystem gerade wegen seiner Abhängigkeit von Wildfisch-Input begrenzt ist, der selbst Klimavariabilität und Überfischung unterliegt – was eine gekoppelte Anfälligkeit in den Zucht- und Wildfischsektoren schafft [4]. Die Suche nach alternativen Futterbestandteilen – darunter Insektenmehl (insbesondere Larven der Schwarzen Soldatenfliege), aus Mikroalgen gewonnene Omega-3-Öle, einzellige Proteine und präzisionsfermentierte Zutaten – ist ein wichtiger aktiver Bereich der Aquakulturforschung und der Industrieinvestitionen.

Lachsaquakultur: Läuse, Ausbrüche und chemische Verschmutzung

Die Aquakultur von Atlantischem Lachs (*Salmo salar*) gehört zu den wirtschaftlich bedeutendsten und umweltkritisch am stärksten beleuchteten Formen der Aquakultur weltweit. Norwegen, Schottland, Chile und Kanada sind die dominierenden Produzenten und züchten zusammen jährlich etwa 2,7 Millionen Tonnen. Die Industrie steht vor mehreren anhaltenden Umweltproblemen, von denen Seeläuse (*Lepeophtheirus salmonis* und *Caligus* spp.) vielleicht die akutesten sind. Seeläuse sind ektoparasitische Ruderfußkrebse, die in geringer Dichte natürlich auf wilden Salmoniden vorkommen, aber in den überfüllten Fischbeständen in offenen Netzgehegen epidemische Dichten erreichen, wo sie sich von Schleim, Haut und Blut ernähren und Läsionen, beeinträchtigte Osmoregulation, Immunsuppression und Mortalität verursachen.

Das ökologische Problem reicht über das Wohlergehen der Zuchtfische hinaus. Offene Lachsfarmen befinden sich an Küstenlinien, die von wandernden Wildlachsen und Meerforellen genutzt werden, und die Läusewolken, die von den Farmen ausgehen, können vorbeiziehende Wildfische infizieren – besonders gefährdet sind junge, erstmals ins Meer wandernde Wildlachse. Studien in Norwegen und Irland haben Korrelationen zwischen der Farmdichte in Fjord- und Flusssystemen und Rückgängen bei wilden Salmonidenbeständen dokumentiert. Die Reaktionen der Industrie – chemische Behandlungen (Emamectinbenzoat, Deltamethrin, Wasserstoffperoxidbäder), biologische Kontrollen (Putzerfische wie Lippfische und Seehasen) und laserbasierte Läuseentfernungssysteme – verursachen eigene Umweltkosten, einschließlich Auswirkungen auf nicht-zielgerichtete Krebstiere, chemische Rückstände in Sedimenten und Tierschutzbedenken für die Putzerfische.

Mangrovenverlust durch Garnelenzucht

Mangrovenwälder gehören zu den artenreichsten und ökologisch produktivsten Küstenökosystemen der Erde. Sie dienen als Kinderstuben für eine enorme Anzahl mariner Arten, einschließlich kommerziell wichtiger Fische und Krebstiere, filtern landseitige Verschmutzung, bevor sie die Küstengewässer erreicht, stabilisieren Küstenlinien gegen Wellenerosion und Sturmfluten und speichern eine der höchsten Dichten an blauem Kohlenstoff aller Ökosysteme auf dem Planeten. Sie sind auch das am stärksten geschädigte Ökosystem durch den globalen Garnelenzucht-Boom.

Ab den 1970er Jahren expandierte die Garnelenzucht explosiv in Südostasien und Mittelamerika, angetrieben durch die wachsende globale Nachfrage nach kostengünstigen Zuchtgarnelen. Die primäre Methode zur Etablierung von Garnelenteichen – ausgedehnte Küstenteiche, die mit Brackwasser gefüllt sind – erforderte die Rodung der bestehenden Küstenvegetation, und Mangroven waren die überwiegend gerodete Vegetation. Polidoro et al. (2010) bewerteten das Mangroven-Aussterberisiko weltweit und stellten fest, dass die gesamte Mangrovenwaldfläche weltweit zwischen 1980 und 2005 um etwa 20 % zurückgegangen war, wobei die Verluste besonders in südostasiatischen Ländern konzentriert waren, wo die Garnelenzuchtexpansion am schnellsten war [5]. Naylor et al. (2000) identifizierten die Mangrovenumwandlung ausdrücklich als einen Schlüsselmechanismus, durch den Aquakultur die Netto-marinen ökologischen Dienstleistungen reduziert und somit jeden Nutzen für die Ernährungssicherheit zunichtemacht [2].

Das Erbe dieser Umwandlung ist nicht nur ökologisch. Die Rodung von Mangroven für Garnelenteiche hat auch zur Anfälligkeit von Küstengemeinschaften beigetragen, was sich bei großen Wetterereignissen auf tragische Weise gezeigt hat. Der Tsunami im Indischen Ozean 2004 tötete in Gebieten, in denen Mangroven für Garnelenfarmen gerodet worden waren, wesentlich mehr Menschen als in Gebieten, in denen Mangrovenbänder intakt blieben – ein natürliches Experiment im Küstenschutz, das bei Naturschutzorganisationen und Katastrophenschutzämtern ein erneutes Interesse an der Mangrovenrestaurierung ausgelöst hat.

Krankheiten, Chemikalien und Auswirkungen auf Ökosysteme

Aquakulturanlagen mit hoher Dichte sind von Natur aus krankheitsanfällige Umgebungen. Die Nähe einer großen Anzahl genetisch ähnlicher Tiere in geschlossenen oder halbgeschlossenen Gewässern schafft ideale Bedingungen für die Vermehrung und Übertragung von Krankheitserregern. Das Weißflecken-Syndrom-Virus bei Garnelen, die Infektiöse Lachs-Anämie (ISA) bei Atlantischem Lachs und das Koi-Herpesvirus bei Karpfen gehören zu den Dutzenden von Krankheiten, die katastrophale Produktionsverluste in der globalen Aquakultur verursacht haben und manchmal ganze regionale Industrien vernichtet haben. Der prophylaktische und therapeutische Einsatz von Antibiotika in der Aquakultur – insbesondere in der Garnelen-, Lachs- und Pangasius-Zucht in Teilen Asiens – hat Bedenken hinsichtlich der Entwicklung von antimikrobieller Resistenz bei aquatischen Bakterien und bei menschlichen Pathogenen aufgeworfen, die Umgebungen mit Aquakulturbetrieben teilen.

Die Anreicherung von ungefressenem Futter, Fischfäkalien und chemischen Behandlungen unter und um offene Aquakulturanlagen kann zu lokaler benthischer Sauerstoffverarmung (Hypoxie), Sedimentanreicherung und dem damit verbundenen Verlust benthischer Biodiversität führen – ein Problem das als benthischer Einfluss bezeichnet wird und gut dokumentiert ist unter Lachsfarmen in schottischen und norwegischen Fjorden. Naylor et al. (2000) katalogisierten diese lokalen Auswirkungen zusammen mit den breiteren Nahrungsnetzeffekten in ihrer ursprünglichen Kritik an dem Sektor, und nachfolgende Jahrzehnte der Forschung haben ihre Analyse bestätigt und erweitert [2]. Der Grad der Auswirkung hängt stark von der Standortwahl ab – Farmen in Gebieten mit starker Gezeitenströmung zeigen einen viel geringeren benthischen Einfluss als solche in langsam durchflossenen Buchten –, was zu verbesserten Standortkriterien in vielen Regulierungssystemen geführt hat.

Integrierte Multi-Trophische Aquakultur (IMTA)

Integrierte Multi-Trophische Aquakultur (IMTA) ist ein Ansatz zum Farmdesign, der bewusst mehrere Arten auf verschiedenen Trophieebenen im selben System kombiniert, sodass die Abfallprodukte einer Art zur Nahrung oder zum Dünger für eine andere werden können. Im gebräuchlichsten lachsbasierenden IMTA-Modell werden Atlantische Lachse gemeinsam mit Muscheln oder Austern (die die organischen Partikel im Lachsabfall filtern) und mit Seetang oder Meersalat (der die von Fischen und Schalentieren ausgeschiedenen gelösten anorganischen Nährstoffe aufnimmt) gezüchtet. Das Ergebnis ist ein System, in dem der ökologische Fußabdruck des Lachsbetriebs reduziert wird, während zusätzliche kommerzielle Produkte generiert werden – Muscheln, Austern und Seetang haben alle kommerzielle Märkte. IMTA-Systeme wurden in Norwegen, Kanada, Schottland und China getestet, mit nachweislichen Reduzierungen des benthischen Einflusses und der Nährstoffbelastung.

Troell et al. (2014) identifizierten IMTA als eine Reihe von Innovationen, die die ökologische Widerstandsfähigkeit des Aquakultursektors verbessern könnten, wenn sie in großem Maßstab übernommen werden, neben Verbesserungen der Futtereffizienz, landgestützten Kreislauf-Aquakultursystemen (RAS) und selektiver Zucht auf Krankheitsresistenz [4]. Die Herausforderung ist wirtschaftlicher Natur: IMTA-Systeme sind operativ komplexer als Monokulturen, Märkte für Nebenproduktarten (insbesondere Seetang in westlichen Märkten) sind weniger entwickelt, und die regulatorischen Rahmenbedingungen, die die Aquakultur regeln, berücksichtigen Mehrartenbetriebe häufig nicht sauber. Dennoch stellt IMTA einen der ökologisch kohärentesten Rahmen zur Reduzierung der Umweltintensität der Aquakulturproduktion dar.

Zertifizierung und der ASC

Der Aquaculture Stewardship Council (ASC), 2010 als Partnerschaft zwischen dem World Wildlife Fund und der Dutch Sustainable Trade Initiative (IDH) gegründet, bietet das am weitesten anerkannte Drittzertifizierungssystem für verantwortungsvoll gezüchtete Meeresfrüchte. ASC-Standards decken die Umweltleistung (Futtermittelbeschaffung, Chemikalieneinsatz, Abwassermanagement, Krankheitsmanagement, Prävention von Ausbrüchen, Auswirkungen auf lokale Ökosysteme und Wildarten) und die soziale Leistung (Arbeitnehmerrechte, Gemeinschaftsbeziehungen) ab. Mitte der 2020er Jahre umfasste die ASC-zertifizierte Aquakulturproduktion jährlich über 1,4 Millionen Tonnen zertifizierter Produkte in über 20 Artengruppen, darunter Atlantischer Lachs, Garnelen, Tilapia, Muscheln und Pangasius.

Die ASC-Zertifizierung ist nicht ohne Kritiker. Einige Forscher und NGOs argumentieren, dass die Zertifizierungsstandards nicht streng genug sind, insbesondere in Bezug auf Themen wie den Einsatz von Wildfisch in Futtermitteln, die Bekämpfung von Seeläusen und den Einsatz von Antibiotika. Der Standardsetzungsprozess des ASCbezieht Akteure der Industrie ein, was Kritiker als Schwächung der Umweltanforderungen ansehen. Dennoch bietet die ASC-Zertifizierung einen strukturierten Anreiz für kontinuierliche Verbesserung und schafft eine Marktdifferenzierung für Produzenten, die sich höheren Umweltstandards verschrieben haben – ein Mechanismus, der in Kombination mit behördlicher Aufsicht schrittweise Fortschritte fördern kann. Der SOFIA-Report 2022 der FAO hob Zertifizierungssysteme als wichtige Instrumente hervor, um Nachhaltigkeitsnachweise in einem zunehmend kritisch beäugten globalen Markt für Meeresfrüchte an Verbraucher und Einzelhändler zu kommunizieren [1].

„Viele Menschen glauben, dass das Wachstum der Aquakultur den Druck auf die Meeresfischerei mindert, aber das Gegenteil gilt für einige Arten der Aquakultur.“ — Naylor et al., Nature, 2000 [2]