如今，水产养殖已经成为供人类食用鱼类的主要生产模式。但如同捕捞渔业一样，水产养殖同样存在生态环境风险。由于水产养殖系统大多位于沿海、内陆河流以及池塘，很容易破坏自然栖息地，导致氮磷污染。但即使存在环境保护方面的挑战，水产养殖仍然是满足未来人类蛋白质需求的最佳选择。因此，养殖行业采取怎样的生产模式将产生深远的环境影响。
海水养殖业的生产模式已可在短期内变得更加清洁。一些负责任的生产者已经引入了新的技术应对污染问题，例如，使用摄像头对鱼类摄食进行监控，以及将贝类和海藻等滤食性物种整合到养殖体系中。还有一些则尝试通过用植物蛋白代替鱼粉或者采用最新生物技术等更可持续的养殖饲料生产方式以减少对于饲料鱼的依赖。但是，只要这些水产养殖系统存在于沿海或淡水水域中，它们就会继续导致其它生物的栖息地丧失和生态破坏。
长期来看，专家通常提供了两种解决方案：陆基循环水养殖系统和离岸水产养殖系统，这两种方案都有大幅降低水产养殖负面外部影响的潜力。第一种技术方案，意味着养鱼场可从海、淡水水域移至陆上循环水养殖系统（RAS），鱼在由泵、加热设备、增氧设备和各种过滤器调节的室内水池中养殖。该方案最大优点之一是其适应性：RAS系统几乎可以在任何地方安家。此外，这些系统几乎可以对其全部用水进行循环再利用，从而消除了对环境的生态污染问题。第二种技术方案，养鱼场的转移方向与第一种方案截然相反，向外海拓展。离岸水产养殖系统远离沿海生态系统，充分利用海洋的力量，利用更深的海水和更强的洋流处理过剩的营养物质以及养殖废弃物。
但是，目前这两种系统仍然处于探索阶段，尚未成为行业主流的技术方案。其主要问题在于密集型的能源需求。在陆基系统中，养殖过程必须使用机械设备进行，这需要消耗大量的电能。在一些依赖煤炭作为主要能源的地方，这是个大问题。同样地，离岸养殖系统的运营需要消耗燃料用于运输和维护。在电动船或低碳燃料变得更加可行之前，该问题会一直持续下去。虽然离岸水产养殖比传统的商业捕捞消耗更少的燃料，并且可以利用太阳能、风能或波浪等可再生能源，但离岸水产养殖比传统养鱼场消耗的能量密度更高。即使较新的水产养殖系统能够克服目前的运营和监管挑战，但他们最大的障碍是缺乏廉价的低碳能源供给。只要化石燃料仍然占据全球大部分能源的使用量，下一代水产养殖技术的环境承诺就不会实现。
这是当前很多行业面临的一个困境。我们目前的能源技术——包括核能和可再生能源，就满足清洁能源的需求而言还有很长一段路要走。与此同时，水产养殖业需要更进一步的投资并开发新的技术，使行业自身真正走上可持续发展的道路。
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