The Impact of Climate Change on Global Aquaculture : A Focus on Heat Stress

Abstract

Aquaculture is one of the fastest-growing sectors of global food production, contributing significantly to nutrition, livelihoods, and economic development, particularly in low- and middle-income countries. However, climate change poses a growing threat to the stability and sustainability of aquaculture systems, primarily due to rising water temperatures and the increasing frequency of extreme weather events. This review examines the diverse impacts of heat stress on aquaculture species and operations globally. It synthesises current knowledge of the physiological, immunological, behavioural, ecological, and socioeconomic consequences. Particular emphasis is placed on metabolic disruptions, oxidative damage, immune suppression, changes in microbiota, and reduced growth and reproductive capacity under both acute and chronic thermal exposure. The regional vulnerability of aquaculture systems is discussed, highlighting disparities in adaptive capacity and resilience. The review further outlines adaptation and mitigation strategies, including thermal tolerance breeding, recirculating aquaculture systems (RAS), precision farming, and climate-smart management practices. It identifies critical research gaps regarding longterm adaptation, early-life exposure effects, and multi-stressor interactions under climate change scenarios. Strengthening science-policy integration and supporting small-scale producers through innovation and investment are key recommendations to enhance climate resilience in aquaculture. Аквакультура є одним із секторів світового виробництва продуктів харчування, що найшвидше розвиваються, що робить значний внесок у харчування, засоби до існування та економічний розвиток, особливо в країнах з низьким та середнім рівнем доходу. Однак зміна клімату створює зростаючу загрозу для стабільності та сталості систем аквакультури, головним чином через підвищення температури води та зростання частоти екстремальних погодних явищ. У цьому огляді розглядається різноманітний вплив теплового стресу на види та діяльність аквакультури в усьому світі. Він синтезує сучасні знання про фізіологічні, імунологічні, поведінкові, екологічні та соціально-економічні наслідки. Особлива увага приділяється метаболічним порушенням, окислювальному пошкодженню, пригніченню імунітету, змінам у мікробіоті, а також зниженню росту та репродуктивної здатності як за гострого, так і за хронічного теплового впливу. Обговорюється регіональна вразливість систем аквакультури, що підкреслює відмінності в адаптивній здатності та стійкості. В огляді також окреслюються стратегії адаптації та пом'якшення наслідків, включаючи термотолерантну селекцію, рециркуляційні системи аквакультури (RAS), точне землеробство та кліматично-розумні практики управління. У ньому визначено критичні прогалини в дослідженнях щодо довгострокової адаптації, наслідків впливу на ранньому етапі життя та взаємодії багатьох стресорів за сценаріїв зміни клімату. Посилення інтеграції науки та політики та підтримка дрібних виробників через інновації та інвестиції є ключовими рекомендаціями для підвищення стійкості аквакультури до зміни клімату.