En ny analys tyder på att vattenbruk i öppet hav för tre arter av fiskfisk är ett lönsamt alternativ för industriexpansion under de flesta klimatförändringsscenarier – ett alternativ som kan ge en ny proteinkälla för världens växande befolkning.

Denna modellstudie fann att uppvärmningen av kustnära ytvatten skulle flytta räckvidden för många arter mot de högre breddgraderna – där de skulle ha bättre tillväxthastigheter – men även i områden som kommer att vara betydligt varmare, vattenbruk i öppet hav kan överleva på grund av anpassningstekniker inklusive selektiv avel.

Resultaten av studien publiceras denna vecka i Proceedings of the Royal Society B .

"Vattenbruk med öppet hav är fortfarande en ung och mestadels oreglerad industri som inte nödvändigtvis är miljövänlig, men vattenbruk är också den snabbast växande livsmedelssektorn globalt, sa James Watson, en miljöforskare från Oregon State University och medförfattare till studien. "Ett viktigt steg innan en sådan industri utvecklas är att bedöma om sådan verksamhet kommer att lyckas under uppvärmningsförhållanden.

"I allmänhet, alla tre arter vi bedömde – som representerar arter i olika termiska regioner globalt – skulle reagera positivt på klimatförändringar."

Vattenbruk tillhandahåller en primär proteinkälla för cirka en miljard människor över hela världen och förväntas bli ännu viktigare i framtiden, säger författarna. Dock, landbaserad verksamhet, såväl som de i vikar och flodmynningar, har begränsad expansionspotential på grund av bristen på tillgängligt vatten eller utrymme.

Vattenbruksverksamhet i öppet hav, trots namnet, är vanligtvis belägna inom flera mils land - nära nog att marknadsföra för att minska kostnaderna, men tillräckligt långt ut för att ha rent vatten och mindre konkurrens om utrymmet. Dock, vattenbrukschefer har mindre kontroll över strömmar, vattentemperatur, och vågor.

För att bedöma det möjliga utbudet för vattenbruk, forskarna tittade på tre arter av fisk – atlantlax (Salmo salar), som växer snabbast i subpolära och tempererade vatten; guldtång (Sparus aurata), finns i tempererade och subtropiska vatten; och kobia (Rachycentron canadum), som är i subtropiska och tropiska vatten.

"Vi fann att alla tre arterna skulle flytta längre bort från tropikerna, som de flesta modeller säger kommer att värma mer än andra regioner, sade Dane Klinger, en före detta postdoktor vid Princeton University och huvudförfattare till studien. "Produktion av atlantisk lax, till exempel, skulle kunna expandera bra till de högre breddgraderna, och även om bakkanten av deras räckvidd kan möta svårigheter, anpassningstekniker kan kompensera dessa svårigheter.

"Ytterligare, i de flesta områden där dessa arter för närvarande odlas, tillväxttakten kommer sannolikt att öka när temperaturen stiger."

Vattenbruk i öppet hav är inte utan risk, erkänner forskarna. Den senaste tidens rymning av odlad atlantlax i Washingtons Puget Sound skrämde fiskeförvaltare, som oroar sig för att arten kan föda upp med vild Chinook eller coho lax som finns i nordvästra Stilla havet. Introducerade arter och populationer har också potential att introducera sjukdomar till inhemska arter. "En viktig olöst fråga är hur stora industrin och enskilda gårdar kan bli innan de börjar påverka omgivande ekosystem negativt, "Sa Klinger.

Författarna säger att deras modellstudie utformades för att bedöma de potentiella tillväxthastigheterna och det potentiella utbudet för de tre fiskarterna, baserat på klimatuppvärmningsscenarier på 2-5 grader Celsius (eller 3,6 till 9 grader Fahrenheit).

Studien fann också:

• Havsbrasen kommer att ha störst potential för öppen havsodling sett till areal, men fisken kommer att växa långsammare än med lax eller cobia;
• Cobia har det näst största potentialområdet för tillväxt, strax före laxen;
• För alla arter, vattendjup är det största hindret för utveckling, följt av lämpliga strömmar;
• Andra faktorer som dikterar framgång är miljö, ekonomi (foder, bränsle och arbete), regler och politik, ekologi (sjukdom, rovdjur, och skadliga algblomningar), och sociala normer.

"Offshore-vattenbruk kommer att fortsätta att vara ett litet segment av industrin på kort sikt, men det finns bara så mycket du kan göra på land och det finns inte tillräckligt med vild fisk för att mata världens befolkning, "Att bedöma potentialen är det första steget mot att minska några av osäkerheterna för framtiden."