徐皓

（農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海200092）

水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施與深水養(yǎng)殖平臺(tái)工程發(fā)展戰(zhàn)略

徐皓

（農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海200092）

設(shè)施與裝備是我國發(fā)展環(huán)境友好型養(yǎng)殖業(yè)的重要保障。要堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的理念，轉(zhuǎn)變過去粗放型養(yǎng)殖生產(chǎn)方式，就必須大力開展設(shè)施裝備技術(shù)研究，努力提高我國裝備技術(shù)水平。只有這樣，才能促進(jìn)我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)地發(fā)展。本文重點(diǎn)介紹了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖裝備設(shè)施應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖工程面臨的主要問題和發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并提出了對(duì)策建議，以期為今后的設(shè)施與裝備的研發(fā)提供借鑒。

水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施；深水養(yǎng)殖平臺(tái)；發(fā)展戰(zhàn)略

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.03.006

一、前言

設(shè)施與裝備是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要保障。與世界先進(jìn)水平相比，尤其是對(duì)應(yīng)“生態(tài)優(yōu)先”的國家戰(zhàn)略與“提質(zhì)增效，減量增收，綠色發(fā)展”的現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展要求，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施與裝備還處于相對(duì)落后的狀態(tài)，是漁業(yè)粗放型生產(chǎn)方式的主要成因之一，造成了水土資源利用與排放等方面的問

題，應(yīng)當(dāng)通過裝備技術(shù)升級(jí)與工程化應(yīng)用，促進(jìn)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，為實(shí)現(xiàn)與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖，提供裝備保障。

二、我國水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）池塘養(yǎng)殖設(shè)施裝備

池塘養(yǎng)殖是我國漁業(yè)的主要生產(chǎn)方式，產(chǎn)量占漁業(yè)總產(chǎn)量的35 %，占養(yǎng)殖總產(chǎn)量的48 %。養(yǎng)殖池塘幾乎遍布我國各省，總面積3.1×106hm2，85 %為淡水池塘，主產(chǎn)區(qū)在長江中下游和珠江三角洲地區(qū)。淡水池塘以魚類養(yǎng)殖為主，海水池塘以對(duì)蝦、海參等養(yǎng)殖為主。

我國池塘養(yǎng)殖設(shè)施的構(gòu)建特點(diǎn)是：“魚池＋進(jìn)排水溝渠”。設(shè)施系統(tǒng)構(gòu)造簡易，主要專業(yè)設(shè)備為增氧機(jī)、投飼機(jī)等。增氧機(jī)以葉輪式、水車式和微孔曝氣式為代表，可保證水體的氧供給；投飼機(jī)為定點(diǎn)拋灑式，可按預(yù)先設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量投喂。

池塘養(yǎng)殖依賴環(huán)境水域水質(zhì)條件，按照《水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，要相當(dāng)于Ⅲ類地表水質(zhì)以上。水域環(huán)境污染對(duì)池塘養(yǎng)殖造成很大危害，是養(yǎng)殖水產(chǎn)品品質(zhì)不高與病害的主要外因。養(yǎng)殖過程中未被養(yǎng)殖動(dòng)物轉(zhuǎn)化的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)占投入量的60 %～80 %，存在于底泥和水體中，密度越高，水體的富營養(yǎng)化程度隨之增加，病害問題就越突出，大量用藥還可能帶來養(yǎng)殖水產(chǎn)品食用安全和池塘中抗生素等藥物殘留的嚴(yán)重問題。養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的富營養(yǎng)物質(zhì)，在換水、清塘和清淤的過程中進(jìn)入自然水域，對(duì)本已惡化的水域環(huán)境造成負(fù)面影響，是面源性污染之一。南方沿海池底高于海面的養(yǎng)殖池塘，雖然排水便利，但排污也更為嚴(yán)重。

池塘養(yǎng)殖需要用水，主要用于改善水質(zhì)和補(bǔ)充蒸發(fā)量。以池塘魚類養(yǎng)殖評(píng)估為例[1]，為保障養(yǎng)殖產(chǎn)量，在生產(chǎn)季節(jié)，理想的補(bǔ)水量累計(jì)達(dá)到每月全換1次，但限于水域水質(zhì)條件（尤其是水域污染高峰的夏季），1個(gè)養(yǎng)殖周期實(shí)際的補(bǔ)水量在累計(jì)相當(dāng)于全部換水1～3次，1 kg養(yǎng)殖產(chǎn)量需用水10～15 m3。以此推算我國2×107t以上的池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量，其用水量在2×1011m3以上。我國池塘養(yǎng)殖用水主要來自河道地表水，北方地區(qū)還有許多抽取地下水的養(yǎng)殖方式。按照國家水資源費(fèi)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（國家發(fā)展和改革委員會(huì)，2013），地表水為0.1～1.6元·m–3，地下水為0.2～4.0元·m–3，我國每年池塘養(yǎng)殖用水的資源成本至少在數(shù)百億元以上。

“健康養(yǎng)殖、資源節(jié)約、環(huán)境友好、高效生產(chǎn)”明確成為池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)方式的發(fā)展方向，設(shè)施與裝備的技術(shù)進(jìn)步也以此為目的，通過調(diào)控水質(zhì)，保障健康養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。通過生態(tài)工程化構(gòu)建，形成新型生產(chǎn)模式，并以精準(zhǔn)化管控技術(shù)，整體提高養(yǎng)殖生產(chǎn)效率。

（二）工廠化養(yǎng)殖設(shè)施裝備

工廠化養(yǎng)殖一般分為換水型工廠化養(yǎng)殖和循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖。廣義而言，流水型梯級(jí)池養(yǎng)殖是工廠化養(yǎng)殖的初級(jí)形式。換水型養(yǎng)殖是目前工廠化養(yǎng)殖的主要方式，養(yǎng)殖密度為10～20 kg·m–3，養(yǎng)殖產(chǎn)量在3.6×105t以上，其中海水和淡水分別占45 %和55 %。循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖是工廠化養(yǎng)殖的高級(jí)形式，養(yǎng)殖密度可達(dá)30～50 kg·m–3，在一些品種的繁育與養(yǎng)殖中已有所應(yīng)用。流水型梯級(jí)池是冷水魚養(yǎng)殖的主要方式，養(yǎng)殖密度在20 kg·m–3左右。

換水型工廠化養(yǎng)殖設(shè)施以“車間+魚池+井水”為主要形式，配以微孔充氣增氧和熱水加溫裝置，也有一些養(yǎng)殖系統(tǒng)利用砂石過濾的山澗溪流。循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖設(shè)施，設(shè)置了水質(zhì)凈化與調(diào)溫系統(tǒng)，可以形成穩(wěn)定的養(yǎng)殖環(huán)境。流水型梯級(jí)養(yǎng)殖系統(tǒng)多由3～4層矩形或圓形梯級(jí)池構(gòu)成，引用水庫低溫水流經(jīng)魚池，對(duì)換水量不足、水質(zhì)較差的魚池還設(shè)有增氧裝置。

換水型工廠化養(yǎng)殖和流水型梯級(jí)池養(yǎng)殖必須依賴充足的水源，用水量大，其中流水型養(yǎng)殖單位魚產(chǎn)量的用水可達(dá)180～270 m3·kg–1，而循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖的用水量則很少，單位魚產(chǎn)量用水只有0.2 m3·kg–1[1]。養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)優(yōu)質(zhì)水資源的大量消耗，加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。

與池塘養(yǎng)殖土池生態(tài)系統(tǒng)相比，換水型工廠化和流水型梯級(jí)池對(duì)養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的富營養(yǎng)物質(zhì)幾乎沒有凈化與轉(zhuǎn)化的能力，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)隨排水直接進(jìn)入自然水域，對(duì)環(huán)境造成的影響更為明顯。循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖的凈化過程，將養(yǎng)殖水體中糞便、殘餌等固形物分離出來，實(shí)現(xiàn)了 “點(diǎn)源化”，但很少做進(jìn)一步的處理，水體中溶解性的物質(zhì)最終被排放。集約化設(shè)施養(yǎng)殖的富營養(yǎng)物質(zhì)排放基本沒有得到有效的控制。

（三）網(wǎng)箱與筏架養(yǎng)殖設(shè)施裝備

普通網(wǎng)箱或稱“魚排”，主要設(shè)置在沿海內(nèi)灣水域和內(nèi)陸湖泊水庫。深水網(wǎng)箱面向水質(zhì)條件良好的更深海域，目前發(fā)展至水深20 m以內(nèi)的背風(fēng)灣口水域。筏式養(yǎng)殖設(shè)施多設(shè)置在大型的灣區(qū)，水深10 m左右。

網(wǎng)箱設(shè)施主要用于魚類養(yǎng)殖，普通網(wǎng)箱有相當(dāng)?shù)酿B(yǎng)殖規(guī)模。我國淡水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量約占淡水養(yǎng)殖魚類的5 %，海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量約占海水養(yǎng)殖魚類的38 %。深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量只是海水普通網(wǎng)箱的1/5，規(guī)模較小。筏式養(yǎng)殖以大型藻類和貝類為主，在我國沿海的養(yǎng)殖規(guī)模較大，產(chǎn)量占海水養(yǎng)殖總量的1/3。

普通網(wǎng)箱構(gòu)筑結(jié)構(gòu)因材料而異，網(wǎng)箱成組排列，形成“魚排”，上設(shè)有看護(hù)和儲(chǔ)藏用的簡易房，主要的作業(yè)設(shè)備是投飼機(jī)。高密度聚乙烯（HDPE）管材圓形重力式網(wǎng)箱是我國深水網(wǎng)箱的主要形式，其他形式的還有浮繩式網(wǎng)箱、方形高密度聚乙烯重力式網(wǎng)箱、方形鋼質(zhì)框架式網(wǎng)箱。高密度聚乙烯圓形重力式網(wǎng)箱一般成組設(shè)置，通過組合的錨繩、錨碇系統(tǒng)連片構(gòu)成。網(wǎng)箱周長一般為40 m，深度6～8 m；最大周長80 m，養(yǎng)殖密度20 kg·m–3。養(yǎng)殖筏架由成排的浮子和繩索組成浮筏，并用纜繩固定于海底，其上固定養(yǎng)殖用的吊繩或者吊籠。

網(wǎng)箱養(yǎng)殖的排放對(duì)水域環(huán)境造成直接的影響。在養(yǎng)殖容量有限的湖泊水庫和內(nèi)灣水域，網(wǎng)箱養(yǎng)殖成為水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，一些地區(qū)開始出臺(tái)政策，規(guī)劃養(yǎng)殖容量，限制網(wǎng)箱發(fā)展，甚至取締現(xiàn)有網(wǎng)箱。深水網(wǎng)箱限于設(shè)施安全性，其走向更深水域以獲取優(yōu)良水質(zhì)、減小環(huán)境影響的進(jìn)程還有待持續(xù)推進(jìn)。筏式養(yǎng)殖的藻類可以吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，貝類可以濾食懸浮的有機(jī)碎屑，具有改善水質(zhì)與固碳的作用，但生長過程產(chǎn)生的死亡殘?bào)w與貝類排泄物，對(duì)局部的水域環(huán)境，依然可能帶來負(fù)面的影響。

（四）深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)施裝備

我國水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)方式粗放，受外部水域環(huán)境惡化與內(nèi)部水質(zhì)劣化的影響，內(nèi)陸和沿海近岸的養(yǎng)殖空間受到擠壓，養(yǎng)殖產(chǎn)品安全問題日益突出。走向深遠(yuǎn)海，發(fā)展綠色養(yǎng)殖生產(chǎn)方式，確保養(yǎng)殖水產(chǎn)品品質(zhì)，已成必然趨勢。

我國深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)還未形成，但是邁向深水，構(gòu)建深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)的實(shí)踐一直沒有停止。利用遠(yuǎn)海島礁及瀉湖水域自然條件，構(gòu)建遠(yuǎn)海養(yǎng)殖生產(chǎn)平臺(tái)，是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖進(jìn)入深遠(yuǎn)海的第一步，南海海域利用環(huán)礁瀉湖構(gòu)建網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)平臺(tái)正在初步形成[2]。中國工程院啟動(dòng)了“海洋生物資源工程發(fā)展戰(zhàn)略研究”（2012），在其中的專題二“海水養(yǎng)殖工程技術(shù)與裝備研究”中，開展了“離岸深海巨型網(wǎng)箱養(yǎng)殖的生物學(xué)、海洋學(xué)與海洋工程”課題研究，提出了我國離岸養(yǎng)殖工程發(fā)展策略[3]。一些企業(yè)正在積極推進(jìn)以大型養(yǎng)殖工船為核心的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)化。

三、發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖工程面臨的主要問題

（一）水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力水平問題

發(fā)展環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖模式需要在系統(tǒng)的節(jié)水、減排上進(jìn)行重點(diǎn)構(gòu)建，需要更多的設(shè)施與裝備性投入和更高的運(yùn)行成本。與社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程相比，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖還處于粗放的低級(jí)水平，產(chǎn)業(yè)規(guī)模建立在水、地資源消耗和相對(duì)較低勞動(dòng)力成本上。與其他農(nóng)產(chǎn)品相比，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的價(jià)格一直處于低水平，養(yǎng)殖生產(chǎn)的整體效益較低，養(yǎng)殖生產(chǎn)單位客觀上難以承受因生產(chǎn)方式向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變所帶來的投資與成本壓力。國家在修訂保護(hù)生態(tài)與環(huán)境、促進(jìn)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變的相關(guān)制度時(shí)，應(yīng)考慮產(chǎn)業(yè)的承受能力，推行合適的生產(chǎn)模式，配以適當(dāng)?shù)姆龀终撸枰杂行У赝七M(jìn)。

（二）養(yǎng)殖水產(chǎn)品供給市場價(jià)值同化問題

環(huán)境友好型養(yǎng)殖生產(chǎn)方式為養(yǎng)殖環(huán)境可控、實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖創(chuàng)造了有利條件，可以保證養(yǎng)殖產(chǎn)品的質(zhì)量，提升品質(zhì)，若能實(shí)現(xiàn)如消費(fèi)者所愿的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，所獲得的養(yǎng)殖生產(chǎn)效益可以支撐系統(tǒng)裝備的投入與運(yùn)行。但是我國水產(chǎn)品市場同一品種價(jià)格的差異化程度很小，來自不同生長條件的養(yǎng)殖產(chǎn)品，消費(fèi)者難以分出優(yōu)劣，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品難以得到相應(yīng)的回報(bào)，限制了生產(chǎn)者構(gòu)建環(huán)境友好型健康養(yǎng)殖模式的主動(dòng)性。必須重視我國水產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量安全的保障體系建設(shè)，運(yùn)用信息化裝備，構(gòu)建監(jiān)管與可追溯并重的質(zhì)量控制體系，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，讓消費(fèi)者放心，使運(yùn)用先進(jìn)生產(chǎn)方式的生產(chǎn)者獲得應(yīng)有的收

益，從而促進(jìn)環(huán)境友好型養(yǎng)殖生產(chǎn)方式獲得全面的推廣與持續(xù)的提升。

（三）社會(huì)資源環(huán)境壓力難以到位問題

促進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變既需要鼓勵(lì)性政策的扶持與經(jīng)濟(jì)效益的引導(dǎo)，更需要限制性政策的推進(jìn)。我國傳統(tǒng)粗放的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，依靠對(duì)資源環(huán)境的索取得以持續(xù)?，F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，提出了生態(tài)優(yōu)先的發(fā)展要求，但一些法律、法規(guī)的制定，考慮到農(nóng)業(yè)發(fā)展的特殊性，還是有所顧忌，在執(zhí)行層面也有所保留。對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)而言，水資源費(fèi)只是象征性的收取，或者不收；對(duì)富營養(yǎng)物質(zhì)的排放基本沒有制約，在一定程度上起到了保護(hù)落后產(chǎn)業(yè)的效果。西方發(fā)達(dá)國家限制養(yǎng)殖用水、控制區(qū)域性養(yǎng)殖容量的做法值得借鑒，需要研究制定可行的限制粗放養(yǎng)殖生產(chǎn)方式用水與排放的法律法規(guī)，落實(shí)到養(yǎng)殖許可證的發(fā)放上，逐步提高養(yǎng)殖用水與排放的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，并采用先進(jìn)的監(jiān)控手段，予以落實(shí)。

（四）自身科技創(chuàng)新水平發(fā)展滯后問題

長期以來，我國農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展一直以“增產(chǎn)、增收”為目的，在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式對(duì)資源環(huán)境利用效率方面的科技投入相對(duì)較少。環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖模式的構(gòu)建是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要包括以設(shè)施裝備為基礎(chǔ)的良種選育、飼料營養(yǎng)、病害防控，甚至流通加工等各領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)?！笆濉币?guī)劃以來，國家設(shè)立了科技專項(xiàng)圍繞水產(chǎn)養(yǎng)殖的節(jié)水減排進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，取得了包括生態(tài)工程化循環(huán)水養(yǎng)殖池塘、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)、漁農(nóng)復(fù)合養(yǎng)殖模式、抗風(fēng)浪深水網(wǎng)箱等系統(tǒng)性研究成果，形成了示范效應(yīng)，但在整體的技術(shù)支撐上還有相當(dāng)?shù)牟蛔?，一些關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)一步突破，對(duì)一些關(guān)鍵的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還需要研發(fā)高效的設(shè)施與裝備，尤其是多學(xué)科融合、多技術(shù)集成方面，還有很大的提升空間，需要在后續(xù)的科技創(chuàng)新中予以解決。

四、發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

（一）精準(zhǔn)養(yǎng)殖與智能投喂技術(shù)

控制養(yǎng)殖排放需要以飼料營養(yǎng)的高效利用為前提。精準(zhǔn)養(yǎng)殖技術(shù)是對(duì)特定養(yǎng)殖品種在不同養(yǎng)殖階段的營養(yǎng)需求進(jìn)行精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，通過建立不同生長階段的營養(yǎng)需求模型，設(shè)計(jì)高轉(zhuǎn)化率的飼料配方，制定以生長階段、環(huán)境水溫、水質(zhì)條件等為前提的投喂策略。智能投喂技術(shù)則是對(duì)投喂策略的精準(zhǔn)執(zhí)行，在池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)中，通過建立水質(zhì)與氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，獲取溶解氧、水溫、鹽度、氧化還原電位等理化指標(biāo)和光照、氣溫、氣壓等氣象指標(biāo)，根據(jù)主養(yǎng)品種、養(yǎng)殖容量、養(yǎng)殖周期、池塘條件以及成功的養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行自我訓(xùn)練與分析運(yùn)算，得出所在時(shí)刻的投喂量和頻率，通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)操控投飼裝備。工廠化和網(wǎng)箱養(yǎng)殖系統(tǒng)的環(huán)境條件相對(duì)養(yǎng)殖池塘較為簡單，主要依據(jù)水質(zhì)理化指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境信息分析。對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物攝食行為的監(jiān)測、分析與反饋是智能化投喂的另一方面，利用水聲反射信號(hào)判斷養(yǎng)殖動(dòng)物的聚集狀態(tài)，調(diào)整投喂速率，在國外的深水網(wǎng)箱系統(tǒng)中已有應(yīng)用；利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)水下或水面拍攝的圖像進(jìn)行分析，利用水聽器分析攝食時(shí)水中噪音的變化，也可以實(shí)現(xiàn)反饋；甚至利用水面或水下視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過觀察，可以對(duì)智能化投喂控制程序進(jìn)行修正。

（二）養(yǎng)殖水質(zhì)精準(zhǔn)調(diào)控與循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)

提高對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)的精準(zhǔn)控制水平，是池塘和工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)提高養(yǎng)殖容量、控制運(yùn)行能耗、實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。從工業(yè)化生產(chǎn)的角度看，養(yǎng)殖水體的水質(zhì)并非越高越好，過好的水質(zhì)指標(biāo)，可能意味著系統(tǒng)的配置過大或者能源的浪費(fèi)。在滿足養(yǎng)殖動(dòng)物福利、減少應(yīng)激反應(yīng)的前提下，較低的水質(zhì)指標(biāo)可能意味著更高的系統(tǒng)產(chǎn)能和更低的能耗。水質(zhì)精準(zhǔn)調(diào)控是提高養(yǎng)殖系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質(zhì)調(diào)控以強(qiáng)化微生物、植物等低生態(tài)位生物群落、促進(jìn)光合作用及初級(jí)生產(chǎn)力以及保證溶解氧為目的，主要有潛流式濕地、植物浮床等工程化設(shè)施，以及促進(jìn)光合作用的涌浪機(jī)、底質(zhì)調(diào)控機(jī)，促進(jìn)溶氧的各類增氧機(jī)等。工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質(zhì)調(diào)控以固形物過濾、生物膜過濾、殺菌、增氧為目的，主要有旋篩過濾機(jī)、各類生物濾器、紫外或臭氧殺菌裝置、增氧設(shè)備等。設(shè)施與設(shè)備的運(yùn)行效率決定了建設(shè)投入與能耗。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建是對(duì)上述設(shè)施與裝備的系統(tǒng)性構(gòu)建，包括循環(huán)水養(yǎng)殖池塘和循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖，即按照養(yǎng)殖水質(zhì)的控制要求，運(yùn)用生態(tài)工程學(xué)原理進(jìn)行系統(tǒng)配置，運(yùn)用

信息化、智能化控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)循環(huán)率與飼料投入，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的節(jié)水與高效的養(yǎng)殖效果。

（三）養(yǎng)殖排放物質(zhì)生態(tài)化處理與再利用技術(shù)

所有的養(yǎng)殖方式都難免因排泄或代謝帶來的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)排放。養(yǎng)殖系統(tǒng)即時(shí)排放的污染物質(zhì)幾乎沒有，主要是具有營養(yǎng)價(jià)值的氮、磷等固形或可溶性營養(yǎng)物質(zhì)。從宏觀上看農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一方面是水產(chǎn)養(yǎng)殖的排放進(jìn)入自然水域，形成富營養(yǎng)物質(zhì)的面源污染；另一方面是農(nóng)作物種植因土地的肥力不足，需要施用大量的化肥，形成化學(xué)性物質(zhì)的面源污染。通過構(gòu)建漁農(nóng)復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)等生態(tài)化處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖排放物質(zhì)的循環(huán)利用，減少面源污染，是養(yǎng)殖排放物質(zhì)生態(tài)化處理的最佳途徑。漁農(nóng)復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)包括區(qū)域性規(guī)劃構(gòu)建，如水產(chǎn)養(yǎng)殖場與種植農(nóng)場相聯(lián)通，灌溉用水可以先進(jìn)入養(yǎng)殖系統(tǒng)，再排入種植農(nóng)田，水資源和營養(yǎng)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)再利用；也包括整體性耦合，如魚菜共生、魚果復(fù)合、稻田養(yǎng)殖、?；~塘等。對(duì)單獨(dú)設(shè)置的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行固形物收集，可以使面源污染“點(diǎn)源化”，如循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的固形物過濾功能，設(shè)施化池塘和養(yǎng)殖網(wǎng)箱的集中裝置等，收集起來的固形物可以作為有機(jī)肥進(jìn)行再利用，排放的水體可以由濕地等生態(tài)設(shè)施凈化。

（四）近海養(yǎng)殖生態(tài)工程化構(gòu)建技術(shù)

從物質(zhì)與能量循環(huán)利用的角度看，我國沿岸、近海的網(wǎng)箱養(yǎng)殖、筏式養(yǎng)殖與人工魚礁、人工藻場可以在多營養(yǎng)層次綜合利用上進(jìn)行組合，以達(dá)到減少養(yǎng)殖排放對(duì)水域環(huán)境的影響、修復(fù)水域生態(tài)的目的。運(yùn)用生態(tài)工程學(xué)原理、海洋潮流水文以及網(wǎng)箱養(yǎng)殖工程裝備技術(shù)，以潮流運(yùn)用與養(yǎng)殖排放物質(zhì)循環(huán)再利用為主線，將網(wǎng)箱養(yǎng)殖、筏式養(yǎng)殖與人工魚礁、人工藻場相結(jié)合，網(wǎng)箱養(yǎng)殖運(yùn)用精準(zhǔn)投喂技術(shù)以控制過多的營養(yǎng)；在潮流的帶動(dòng)下，養(yǎng)殖產(chǎn)生的懸浮物被養(yǎng)殖貝類和魚礁動(dòng)物所利用，可溶性物質(zhì)被藻類和魚礁附著植物所吸收；魚礁群和筏架設(shè)施可為深水網(wǎng)箱阻擋過大的潮流；大型藻場則為養(yǎng)殖區(qū)域的水質(zhì)條件提供保障。通過對(duì)應(yīng)內(nèi)灣水域生態(tài)條件與養(yǎng)殖容量的養(yǎng)殖系統(tǒng)生態(tài)工程化構(gòu)建，可以改善近海水域的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型的近海養(yǎng)殖。

（五）深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工程裝備技術(shù)

在深遠(yuǎn)海水域開展水產(chǎn)養(yǎng)殖，有良好的水質(zhì)條件保障養(yǎng)殖品質(zhì)，由于大量的水流交換與足夠的生物容納量，養(yǎng)殖過程排放的營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)環(huán)境不會(huì)影響，是環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的方向。深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖裝備設(shè)施包括大型深海網(wǎng)箱和浮式養(yǎng)殖平臺(tái)，是設(shè)置在深海水域、遠(yuǎn)離大陸或島嶼基站的，以養(yǎng)殖為主要功能的漁業(yè)綜合生產(chǎn)平臺(tái)，還可以包括海上捕撈漁獲物周轉(zhuǎn)、漁船物質(zhì)補(bǔ)給、水產(chǎn)品加工、養(yǎng)殖餌料加工等輔助功能。構(gòu)建深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖平臺(tái)需要具備的基本條件包括：安全可靠的設(shè)施，可以不受惡例海況的影響；足夠的物質(zhì)儲(chǔ)備能力，應(yīng)具有1個(gè)月以上的自給力；可靠的扒載裝備，用于裝卸必要的物質(zhì)；餌料加工與飼喂，需要構(gòu)建可控的裝備系統(tǒng)；平臺(tái)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，用于養(yǎng)殖過程及環(huán)境近遠(yuǎn)程監(jiān)測、預(yù)警與控制等。大型養(yǎng)殖工船是深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的先進(jìn)裝備，船艙內(nèi)養(yǎng)魚，甲板下可設(shè)置配套的飼料車間和苗種繁育車間；運(yùn)用測溫取水裝備，養(yǎng)殖用水取自不同水層水溫適宜、水質(zhì)良好的水源，使養(yǎng)殖動(dòng)物處于最佳的生長環(huán)境；運(yùn)用船載艙養(yǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)特色品種的集約化養(yǎng)殖；依靠大型船舶的特性，可以為海上生產(chǎn)提供安全保障，也可及時(shí)回避災(zāi)害性臺(tái)風(fēng)的正面侵襲；為配合遠(yuǎn)海捕撈生產(chǎn)，還可設(shè)置漁獲物扒載、物質(zhì)補(bǔ)給和水產(chǎn)品加工車間，以提高綜合生產(chǎn)效益。養(yǎng)殖工船還可以與深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱相結(jié)合，形成大規(guī)模的工業(yè)化養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)。以大型養(yǎng)殖工船和深海網(wǎng)箱為基站的深遠(yuǎn)海綜合漁業(yè)生產(chǎn)方式，可以成為未來漁業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，是海洋漁業(yè)由近海駛?cè)肷詈！⒂刹稉妻D(zhuǎn)為養(yǎng)殖的“深藍(lán)漁業(yè)”新模式。

五、發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖工程的對(duì)策建議

（一）限制與引導(dǎo)并舉，創(chuàng)造水產(chǎn)養(yǎng)殖方式轉(zhuǎn)變外部環(huán)境

構(gòu)建環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖模式，實(shí)施養(yǎng)殖生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，需要針對(duì)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力水平，創(chuàng)造積極的發(fā)展條件。一方面，在生態(tài)優(yōu)先的發(fā)展要求下，制定法律性措施，限制粗放養(yǎng)殖方式的發(fā)展，嚴(yán)格控制規(guī)模的擴(kuò)大，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)實(shí)施生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變；另一方面，在工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)的社會(huì)背景下，要制定積極的經(jīng)費(fèi)扶持政策，幫助產(chǎn)業(yè)度過調(diào)整的過渡期，

走上良性發(fā)展的軌道。當(dāng)前需要落實(shí)的限制性措施應(yīng)包括水資源費(fèi)的限時(shí)全面收取與出臺(tái)飼料轉(zhuǎn)化效率的最低標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)養(yǎng)殖系統(tǒng)的排放治理進(jìn)行評(píng)估后發(fā)放養(yǎng)殖許可證；需要配套的扶持政策應(yīng)包括循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的改造補(bǔ)貼、水質(zhì)調(diào)控設(shè)備的購置補(bǔ)貼等，加緊建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)信息化系統(tǒng)的養(yǎng)殖產(chǎn)品可追溯監(jiān)管系統(tǒng)等。

（二）重視自然稟賦作用，規(guī)劃區(qū)域性優(yōu)勢生產(chǎn)方式

環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建，不可能脫離自然條件的支持。水產(chǎn)養(yǎng)殖作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的延續(xù)，農(nóng)民可以利用有條件的水域開展養(yǎng)殖生產(chǎn)，但是作為社會(huì)水產(chǎn)品保障供給的基石，規(guī)?；酿B(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)該規(guī)劃能對(duì)資源稟賦可以充分利用的主產(chǎn)區(qū)。環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖主產(chǎn)區(qū)對(duì)環(huán)境資源的最大化利用主要表現(xiàn)在水量充沛、氣溫適宜的地區(qū)，如長江中下游地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)的自然條件，對(duì)發(fā)展池塘養(yǎng)殖十分有利，以水稻為代表的漁農(nóng)復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)有很好的發(fā)展條件。而我國北方的許多地區(qū)，水資源缺乏、蒸發(fā)量大、土壤滲漏嚴(yán)重，多抽取地下水開展養(yǎng)殖生產(chǎn)，再加上氣溫較低，養(yǎng)殖周期長，生產(chǎn)效率尤其自然條件遠(yuǎn)不及南方，應(yīng)該控制池塘養(yǎng)殖的規(guī)模。湖泊水庫與沿海內(nèi)灣的網(wǎng)箱養(yǎng)殖，應(yīng)該嚴(yán)格限制在養(yǎng)殖容量限定的規(guī)模內(nèi)。有必要針對(duì)我國環(huán)境友好型養(yǎng)殖方式的生產(chǎn)特點(diǎn)和各地區(qū)的自然稟賦，科學(xué)規(guī)劃最有效的養(yǎng)殖區(qū)域，形成水產(chǎn)養(yǎng)殖功能區(qū)的整體性布局。

（三）加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步與示范，推進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級(jí)

科技創(chuàng)新必須走在生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變、發(fā)展環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖的前面，通過技術(shù)創(chuàng)新和高效裝備研發(fā)，形成支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)體系、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與建造規(guī)范；通過集成創(chuàng)新，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)、高效的養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，起到示范和引領(lǐng)作用。應(yīng)將精準(zhǔn)養(yǎng)殖與智能投喂、養(yǎng)殖水質(zhì)精準(zhǔn)調(diào)控、排放物質(zhì)生態(tài)化處理、近海養(yǎng)殖生態(tài)工程化構(gòu)建、深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖工程裝備等作為科技攻關(guān)的重點(diǎn)，從基礎(chǔ)研究入手，解決生態(tài)機(jī)制與調(diào)控模型等工程學(xué)運(yùn)用的關(guān)鍵性問題；以技術(shù)創(chuàng)新與新型裝備創(chuàng)制為重點(diǎn)，形成實(shí)用性技術(shù)裝備；以集成創(chuàng)新為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多技術(shù)的系統(tǒng)性構(gòu)建，形成引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的示范模式，從而積極推進(jìn)傳統(tǒng)粗放的養(yǎng)殖生產(chǎn)方式向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變。

（四）強(qiáng)化模式創(chuàng)新，構(gòu)建“深藍(lán)漁業(yè)”戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)

“深藍(lán)漁業(yè)”是未來漁業(yè)的發(fā)展方向，構(gòu)建海上工業(yè)化養(yǎng)殖及綜合漁業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，不是傳統(tǒng)漁業(yè)生產(chǎn)力所能及的，其生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建需要大量的投資；其生產(chǎn)運(yùn)行需要工業(yè)化的管理與大量的流動(dòng)資金；其規(guī)模化的產(chǎn)品銷售，需要現(xiàn)代化的營銷渠道。發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的“深藍(lán)漁業(yè)”，需要?jiǎng)?chuàng)新產(chǎn)業(yè)模式，引入金融資本，構(gòu)建養(yǎng)殖企業(yè)和戰(zhàn)略性投資方共同參與的多元化企業(yè)平臺(tái)。國家應(yīng)采取產(chǎn)業(yè)扶持政策，鼓勵(lì)專業(yè)化船舶及設(shè)施裝備的建造，給予養(yǎng)殖生產(chǎn)燃油補(bǔ)貼支持，以幫助企業(yè)整體性構(gòu)建符合環(huán)境友好型養(yǎng)殖要求的“養(yǎng)—捕—加”一體化，“海–島–陸”相連接的綜合漁業(yè)生產(chǎn)體系，盡快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，回報(bào)投資資本。發(fā)展“深藍(lán)漁業(yè)”模式對(duì)實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)海疆開發(fā)與守護(hù)，落實(shí)“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”戰(zhàn)略，具有積極而重要的意義。

[1] 徐皓,倪琦,劉晃.我國水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施模式發(fā)展研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化, 2007, 34(6): 1–6. Xu H, Ni Q, Liu H. Study on the development of aquaculture facilities model in China [J]. Fish Mod. 2007; 34(6): 1–6.

[2] 馮全英,陳傅曉,譚圍,等.三沙海域發(fā)展深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖探析[J].中國漁業(yè)經(jīng)濟(jì), 2013, 31(3): 152–156. Feng Q Y, Chen F X, Tan W, et al. On the development of deepwaternet cage breeding in Sansha Sea Area [J]. Chin Fish Econ. 2013; 31(3): 152–156.

[3] 徐皓,江濤. 我國離岸養(yǎng)殖工程發(fā)展策略[J].漁業(yè)現(xiàn)代化, 2012, 39(4): 1–6. Xu H, Jiang T. Development strategy of offshore aquaculture engineering in China [J]. Fish Mod. 2012; 39(4): 1–6.

Development Strategy for Aquaculture Facility and Deepwater Aquaculture Platform

Xu Hao
(Key Laboratory of Fishiery Equipment and Engineering, Ministry of Agriculture, Fishery Machinery and Instrument Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200092, China)

In order to the concept of the ecological priorcty and green development, to transform the extensive mode of production in the past, we must vigorously carry out research and development of facilities and equipment to improve the level of equipent and technology in China. This is the only way to promote the healthy and sustainable development of Chinese aquaculture industry. This paper examines the applications of aquaculture facilities and equipment in China, the main problems in the development of aquaculture engineering, and key technologies for the improvement of aquaculture engineering application. Measures for future research and the continued development of aquaculture facilities and equipment are also proposed.

aquaculture facility; deepwater aquaculture platform; development strategy

S969

A

2016-05-03；

2016-05-12

徐皓，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，研究員，研究方向?yàn)闈O業(yè)裝備；E-mail：xuhao@fmiri.ac.cn

中國工程院重點(diǎn)咨詢項(xiàng)目“水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)十三五規(guī)劃戰(zhàn)略研究”(2014-XZ-19-3)

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