Một nghiên cứu công bố trên Scientific Reports do Yuzhen Wang và cộng sự từ Đại học Hải dương Trung Quốc thực hiện đã đưa ra cách tiếp cận toàn diện khi đánh giá các mô hình nuôi tôm dựa trên cả ba trụ cột: kinh tế, môi trường và xã hội. Thay vì xem xét riêng lẻ từng yếu tố, nghiên cứu tổng hợp dữ liệu từ 136 công trình khoa học, lượng hóa các chỉ tiêu như phát thải, chi phí sản xuất, lợi nhuận và đóng góp sinh kế, qua đó cung cấp góc nhìn đầy đủ hơn về tính bền vững trong ngành tôm hiện nay.
So sánh các mô hình nuôi tôm dựa trên tính bền vững
Nuôi ghép đa bậc dinh dưỡng (PIMTA)
Trong số các mô hình được so sánh, PIMTA, tức nuôi ghép đa bậc dinh dưỡng trong ao, được xác định là mô hình có lợi ích tổng hợp cao nhất, với hiệu ứng dương rõ rệt so với các hệ thống khác. Về bản chất, PIMTA không nuôi tôm như một mắt xích đơn lẻ mà đặt tôm trong một hệ sinh thái sản xuất có nhiều bậc sử dụng dinh dưỡng. Chất thải từ tôm trở thành nguồn dinh dưỡng cho các đối tượng khác như cá, nhuyễn thể hoặc tảo; các loài này lại góp phần làm sạch nước, hấp thu nitơ, phospho và một phần carbon trong hệ thống. Chính cơ chế tuần hoàn sinh học này làm giảm áp lực ô nhiễm, tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên và đồng thời tạo thêm dòng thu nhập ngoài con tôm thương phẩm.
Nghiên cứu cho thấy lợi ích của PIMTA không chỉ nằm ở khía cạnh sinh thái mà còn thể hiện ở khả năng chống chịu rủi ro tốt hơn, bởi người nuôi không phụ thuộc hoàn toàn vào một đối tượng duy nhất. Khi một loài gặp rủi ro về bệnh hoặc giá, hệ thống vẫn còn các thành phần khác để duy trì hiệu quả sản xuất. Một điểm rất đáng chú ý là ưu thế của PIMTA không chỉ đến từ ý tưởng đa dạng hóa, mà còn từ cơ chế kiểm soát nội sinh các dòng vật chất trong ao nuôi. Trong mô hình đơn loài thông thường, thức ăn thừa và chất thải bài tiết nhanh chóng trở thành nguồn gây phú dưỡng, làm xấu chất lượng nước và tăng rủi ro bệnh.
Trong PIMTA, các chất này được hấp thu hoặc chuyển hóa bởi các nhóm sinh vật khác, nhờ đó biến chất thải thành tài nguyên thứ cấp. Bài báo dẫn lại các nghiên cứu trước cho thấy nhuyễn thể trong hệ thống có thể loại bỏ một phần đáng kể nitơ và phospho dư thừa, đồng thời góp phần cố định carbon. Chính điều đó giúp PIMTA đạt sự cân bằng tốt hơn giữa hiệu quả sinh học và hiệu quả sinh thái. Về logic phát triển, đây là mô hình gần với kinh tế tuần hoàn hơn so với các hệ thống nuôi thuần túy theo hướng tối đa hóa sản lượng trong ngắn hạn.
Mô hình siêu thâm canh tuần hoàn trong nhà (ISIC_Recirculation)
Đứng thứ hai trong xếp hạng là mô hình siêu thâm canh tuần hoàn trong nhà, hay ISIC_Recirculation. Đây là hệ thống dựa mạnh vào công nghệ, cho phép nuôi với mật độ rất cao trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ về nước và môi trường. Ưu điểm nổi bật của mô hình này là hiệu quả sinh thái cao hơn nhiều so với các hệ thống siêu thâm canh thay nước truyền thống. Nước được xử lý và tái sử dụng liên tục, làm giảm đáng kể lượng chất ô nhiễm xả ra môi trường, đồng thời cải thiện khả năng ổn định các chỉ tiêu như nitrite, tổng chất rắn và chất lượng nước tổng thể.
Theo bài báo, ISIC_Recirculation là một trong hai mô hình có lợi ích sinh thái nổi bật nhất, cùng với PIMTA. Tuy nhiên, khác với PIMTA, hệ thống này phải trả giá bằng mức tiêu thụ điện lớn hơn, kéo theo chi phí vận hành và dấu chân carbon cao hơn. Vì vậy, về tổng thể nó vẫn đứng sau PIMTA trong đánh giá lợi ích tích hợp. Kết quả này phản ánh một nguyên lý quan trọng của phát triển bền vững trong nuôi trồng thủy sản: công nghệ cao không tự động đồng nghĩa với bền vững cao hơn. Một hệ thống tuần hoàn có thể giải quyết tốt bài toán chất lượng nước và hạn chế xả thải, nhưng nếu phụ thuộc nhiều vào năng lượng hóa thạch thì lợi ích sinh thái tổng thể sẽ bị thu hẹp.
Nói cách khác, ISIC_Recirculation là một mô hình rất có triển vọng, nhưng để đạt mức bền vững cao hơn nữa, nó cần đi kèm với chuyển đổi năng lượng, tối ưu hiệu suất thiết bị và nâng cao khả năng tái sử dụng vật chất trong toàn chuỗi sản xuất. Điều này cũng cho thấy con đường phát triển bền vững của nuôi tôm công nghệ cao không chỉ là tăng kiểm soát môi trường trong ao, mà còn phải giảm phát thải trong toàn hệ thống vận hành.
Mô hình nuôi tôm siêu thâm canh trong nhà kính của Tập đoàn Việt Úc (Ảnh: Tập đoàn Việt Úc)
Mô hình nuôi đơn trong ao truyền thống (PMC)
Ngược lại, mô hình nuôi đơn trong ao truyền thống, tức PMC, được xác định là mô hình có lợi ích tổng hợp thấp nhất, với kích thước hiệu ứng âm lớn trong phân tích của nghiên cứu. Đây là mô hình phổ biến ở nhiều vùng sản xuất nhờ chi phí đầu tư ban đầu không quá cao và kỹ thuật tương đối đơn giản. Tuy nhiên, chính sự đơn giản đó cũng làm cho hệ thống dễ bị tổn thương hơn trước biến động môi trường và dịch bệnh. Vì chỉ dựa vào một đối tượng nuôi và ít có cơ chế nội sinh để tái xử lý chất thải, PMC thường có hiệu quả tài nguyên thấp hơn, khả năng chống chịu rủi ro thấp hơn và ít tạo ra giá trị bổ sung ngoài sản lượng tôm.
Nghiên cứu cũng so sánh các hình thức quảng canh, bán thâm canh và thâm canh trong nhóm ao đơn loài, cho thấy nuôi thâm canh có thể tạo lợi ích tổng hợp cao hơn quảng canh do sản lượng lớn hơn, nhưng đồng thời đi kèm phát thải chất ô nhiễm cao hơn. Điều này nhấn mạnh rằng vấn đề không chỉ nằm ở mức độ thâm canh, mà nằm ở cách hệ thống xử lý các dòng vật chất và phân bổ rủi ro trong quá trình sản xuất.
Một kết quả khác có ý nghĩa thực tiễn rất cao là vai trò của tỷ lệ sống. Thông qua mô phỏng trên bộ dữ liệu tổng hợp, nghiên cứu cho thấy khi tỷ lệ sống dưới 68,37%, khác biệt giữa các công nghệ nuôi có ảnh hưởng mạnh hơn đến lợi ích tổng hợp. Nhưng khi tỷ lệ sống vượt 68,37%, tác động của khác biệt công nghệ giảm dần. Điều này có thể được hiểu theo nghĩa sinh học và quản lý rất rõ ràng: trước khi tranh luận mô hình nào tối ưu hơn, người nuôi cần bảo đảm được sức khỏe vật nuôi và duy trì tỷ lệ sống ở mức đủ cao. Nếu tôm chết nhiều, lợi thế công nghệ gần như bị triệt tiêu bởi tổn thất sinh học. Ngược lại, khi tỷ lệ sống đã ổn định, khoảng cách giữa các mô hình bắt đầu thu hẹp hơn về mặt hiệu quả tổng hợp. Kết quả này cũng củng cố quan điểm rằng quản lý sức khỏe, an toàn sinh học và ổn định môi trường là nền tảng đầu tiên của mọi chiến lược bền vững trong nuôi tôm.
Ngoài tỷ lệ sống, nghiên cứu còn cho thấy pH và oxy hòa tan cũng điều chỉnh mức độ khác biệt giữa các mô hình. pH cao hơn làm giảm tác động của khác biệt mô hình lên lợi ích tổng hợp, trong khi oxy hòa tan cao hơn lại làm tăng khả năng phân hóa giữa các mô hình. Diễn giải ở góc độ quản lý, điều này cho thấy hiệu quả của công nghệ nuôi không tồn tại tách rời khỏi điều kiện môi trường. Một mô hình có thể phát huy ưu thế rõ rệt hơn khi được vận hành trong điều kiện oxy tốt, còn trong điều kiện môi trường kém ổn định, lợi thế đó có thể bị bào mòn. Vì vậy, lựa chọn mô hình nuôi không thể chỉ dựa trên một bảng xếp hạng chung, mà cần gắn với năng lực quản lý môi trường và điều kiện địa phương cụ thể.
Từ các kết quả nghiên cứu, có thể rút ra kết luận: xét trên tổng thể ba trụ cột kinh tế – môi trường – xã hội, mô hình nuôi ghép đa bậc dinh dưỡng (PIMTA) hiện là lựa chọn bền vững nhất trong số các mô hình được so sánh. Hệ thống tuần hoàn công nghiệp (ISIC_Recirculation) thể hiện ưu thế về kiểm soát môi trường và phù hợp với định hướng công nghệ cao, nhưng vẫn cần tối ưu bài toán năng lượng để nâng cao tính bền vững. Trong khi đó, mô hình nuôi truyền thống (PMC) bộc lộ nhiều hạn chế nếu xét theo tiêu chí dài hạn. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng sự khác biệt về điều kiện sinh thái, khí hậu và sản xuất giữa các vùng khiến kết quả này mang tính xu hướng, không phải quy chuẩn áp dụng cho mọi trang trại.
Ở góc độ chiến lược, thông điệp quan trọng được đưa ra là: mô hình bền vững không nhất thiết phải có sản lượng cao nhất hay công nghệ phức tạp nhất, mà là mô hình đạt cân bằng tối ưu giữa năng suất, hiệu quả sử dụng tài nguyên, khả năng chống chịu rủi ro và tác động môi trường. PIMTA nổi bật nhờ mô phỏng gần với hệ sinh thái tự nhiên và có khả năng chuyển hóa chất thải thành giá trị. Đối với các hệ thống như ISIC, hướng đi là tích hợp năng lượng tái tạo, giảm phát thải và khép kín chu trình dinh dưỡng. Với mô hình ao truyền thống, cần tập trung cải thiện tỷ lệ sống, sức khỏe tôm và từng bước ứng dụng công nghệ hoặc yếu tố sinh học.
Quan trọng hơn, nghiên cứu góp phần thay đổi cách tiếp cận về nuôi tôm bền vững: thay vì chỉ đánh giá năng suất hay lợi nhuận, cần xem xét đồng thời hiệu quả kinh tế, môi trường và xã hội. Trong bối cảnh đó, PIMTA được xem là hướng đi tiềm năng cho phát triển dài hạn, dù vẫn cần thêm nghiên cứu và chính sách phù hợp để triển khai theo từng vùng nuôi cụ thể.
ThS. Lê Xuân Chinh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English