中國水產養(yǎng)殖環(huán)境氮磷污染現(xiàn)狀及未來發(fā)展思路

劉國鋒， 徐 跑， 吳 霆， 徐增洪， 徐剛春

(1.中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心，農業(yè)部淡水漁業(yè)和種質資源利用重點實驗室，江蘇 無錫 214081； 2.寶應縣水產技術指導站，江蘇 寶應 225800)

1 中國水產養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀

自改革開放以來，農業(yè)生產結構開始調整，水產養(yǎng)殖行業(yè)得到快速發(fā)展，養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖品種和水產品產量連續(xù)26年居世界第一位，中國是全球唯一的水產養(yǎng)殖產量大于捕撈產量的國家。據(jù)統(tǒng)計，2014年全國水產品總產量達 6.462×107t，漁業(yè)產值達 1.086×1011元，漁業(yè)經濟總產值超 2.000×1012元，水產品總產量約占全球水產品量的40.00%。全國淡水養(yǎng)殖總面積為 6.08×106hm2，其中池塘養(yǎng)殖面積為 2.66×106hm2，約占43.75%。池塘養(yǎng)殖是中國淡水養(yǎng)殖中最重要的組成部分，約71.20%的水產品來自池塘養(yǎng)殖，池塘養(yǎng)殖的平均產量為7 852.00 kg/hm2。中國水產養(yǎng)殖產量占世界水產養(yǎng)殖總產量的71.00%，占全國水產總產量的74.00%[1]。水產養(yǎng)殖已成為世界上增加蛋白質來源最迅速、最可靠的方式之一[2]。在巨量的水產品中，來自淡水(池塘、湖泊、水庫)、海水和工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)等的養(yǎng)殖產品占據(jù)了重要的份額。但是，世界上水產養(yǎng)殖生產很大部分來自小規(guī)模生產的發(fā)展中國家，受經濟利益的驅使，常采用高投入、高產出的方式來實現(xiàn)高收入，忽視了養(yǎng)殖水域的生態(tài)平衡和水環(huán)境的保護，以致養(yǎng)殖水域環(huán)境出現(xiàn)快速污染的現(xiàn)象，導致水體出現(xiàn)以氮磷過量富集為主的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，從而影響水產養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

中國有1.80×104km的海岸線，24 800多個湖泊，面積達6.86×106km2，加上長江和黃河2大河流流域及溫暖的氣候條件，使得中國發(fā)展水產養(yǎng)殖業(yè)具有得天獨厚的自然條件，目前中國內陸可養(yǎng)殖水面積超過70 000.00 hm2，養(yǎng)殖了200多種魚類和300多種不同的水生物種。中國最常見的養(yǎng)殖品種是號稱中國四大家魚的鯉科魚類，即青魚、草魚、鰱魚和鳙魚。當前水產養(yǎng)殖品種包括傳統(tǒng)的四大家魚和鯉魚、鯽魚、鳊魚，并增加了羅非魚、優(yōu)質鯽、加州鱸、鱘魚、羅氏沼蝦、青蝦、河蟹等新品種。2015年，中國羅非魚的產量為 1.77×106t，淡水蟹的產量為 8.00×105t，淡水小龍蝦的產量為 7.00×105t，黃鱔(亞洲沼澤鰻魚，Asianswampeel)的產量為 2.50×105t，日本鰻魚的產量為 3.50×105t，甲魚/鱉的產量為3.50×105t。養(yǎng)殖方式從傳統(tǒng)的粗養(yǎng)向精養(yǎng)、集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展，并建立了養(yǎng)殖基地、苗種基地和飼料基地，從單一養(yǎng)殖向混養(yǎng)、間養(yǎng)、套養(yǎng)、立體養(yǎng)殖和生態(tài)養(yǎng)殖方向發(fā)展[3-4]。

鑒于當前水產養(yǎng)殖活動在為居民提供種類豐富的優(yōu)質蛋白和漁民增收等方面的重要地位，水產養(yǎng)殖仍是水產品輸出和漁民致富的主要渠道。然而，受水資源供應有限和土地面積缺乏等先天因素以及養(yǎng)殖基礎設施差，水產品遺傳性狀退化，環(huán)境污染重，生產力下降，養(yǎng)殖成本上漲，養(yǎng)殖戶經濟效益下降等多重因素影響，當前中國水產養(yǎng)殖業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，尤其是隨著集約化水產養(yǎng)殖模式的迅猛推進和發(fā)展，水質惡化和廢水排放直接制約了養(yǎng)殖產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5-6]。養(yǎng)殖過程中餌料的過量投入，殘餌的分解，排泄物的產生以及化學藥品和抗生素的使用等，使水體中營養(yǎng)物質、有機碎屑等嚴重超標，導致養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)失衡，病害滋生，加劇了水體環(huán)境的惡化[7]。為確保水產養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，必須降低養(yǎng)殖廢水排放對周邊環(huán)境的污染，改善養(yǎng)殖水域環(huán)境。對水產養(yǎng)殖環(huán)境污染的認識、管理和治理措施引起了相關管理者、研究者和消費者的深度關注[8]。

良好的水域生態(tài)環(huán)境是水生經濟動植物賴以生存和發(fā)展的重要保證，是維持水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本前提[7-8]。因此，本文針對當前中國水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，探討了因殘餌、糞便和動植物殘體等過量聚集到池塘底部，造成池塘水環(huán)境生態(tài)惡化的原因，因氮磷過量聚集造成水質富營養(yǎng)化的原因，養(yǎng)殖水體治理方式以及新技術的發(fā)展和應用，中國漁業(yè)養(yǎng)殖未來發(fā)展破除技術壁壘并進行技術裝備升級等方面的發(fā)展需求。

2 水產養(yǎng)殖對水環(huán)境的氮磷污染狀況

2.1 養(yǎng)殖種類對水環(huán)境的氮磷污染及影響

隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，中國目前形成了以人工養(yǎng)殖(海水養(yǎng)殖、內陸淡水養(yǎng)殖)為主，海洋捕撈為輔的產業(yè)結構。但在局部地區(qū)存在產業(yè)結構布局失衡的問題，沿海12個省市的海洋與內陸水產品產量占全國養(yǎng)殖總產量的79%，占水產總產量的48%[12]。隨著淡水養(yǎng)殖面積的增加，養(yǎng)殖產量也呈逐年增加的趨勢，水產養(yǎng)殖產量多年位居世界首位(表1)。

表12015-2016年中國水產養(yǎng)殖產量變化

Table1China’saquacultureproductionin2015-2016

指標 養(yǎng)殖總產量(×104t)2015年2016年海水養(yǎng)殖產量(×104t)2015年2016年淡水養(yǎng)殖產量(×104t)2015年2016年魚類2845.772950.30130.76134.762715.012815.54甲殼類412.55440.88143.49156.46269.06284.42貝類1384.601447.361358.381420.7526.2226.61藻類209.81217.81208.92216.930.890.88其他85.1786.0334.0834.2351.0951.80總計4937.905142.381875.631963.133062.273179.25

水產養(yǎng)殖對周圍環(huán)境的影響程度取決于養(yǎng)殖規(guī)模、種類和水平，不同類型水產養(yǎng)殖系統(tǒng)向周邊水域環(huán)境中排放廢物的種類(主要是氮磷及有機污染)和數(shù)量也不盡相同，其排放廢物不同成分的質和量的差異主要與養(yǎng)殖系統(tǒng)的表現(xiàn)形式、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度和餌料系數(shù)等有關，但是殘餌和糞便依然是魚蝦池中氮磷等污染物的主要來源。

2.1.1 魚類 現(xiàn)代水產養(yǎng)殖業(yè)主要以追求高效益為目的，魚類養(yǎng)殖多采用高密度、高投入來獲取高收益，同時也因大量殘餌和糞便造成周邊水域環(huán)境污染加劇。淡水養(yǎng)殖中每生產1 kg的漁獲物可產生162 g有機廢物，其中包括50 g蛋白質，31 g脂質，81 g碳水化合物，其廢物將會產生30 g總氮，7 g總磷[10]。在網箱虹鱒養(yǎng)殖系統(tǒng)中，以餌料和魚苗形式人為輸入的氮只有 27%～28%，通過魚的收獲而回收，其中23%積累于沉積物中，固態(tài)廢物的沉積率為149.6 g/(m2·d)[13]。魚類精養(yǎng)一般采取高密度養(yǎng)殖方式，并大量投喂人工合成的外源性餌料，大量殘餌和排泄物進入到水體后對水環(huán)境產生較大影響。如駱馬湖1998年度湖體內網圍養(yǎng)殖入湖氮、磷量分別為339 t和57 t，占湖體滯留氮、磷總量的27%和33%[14]。孫云飛等[15]研究發(fā)現(xiàn)，不同養(yǎng)殖模式下，餌料氮、磷輸入是養(yǎng)殖系統(tǒng)氮、磷輸入的主要途徑，分別占總輸入的85%～93%和83%～84%，而系統(tǒng)氮的輸出則以養(yǎng)殖生物為主，占62%～77%，其次是沉降到池底的底泥，占13%～15%，磷的輸出則以底泥為主，占76%～80%。根據(jù)以上的研究結果，建議采用草魚+鰱魚+鯉魚的混養(yǎng)模式，有效降低系統(tǒng)中氮、磷的積累量，提高其利用率。高密度、高投餌的網箱養(yǎng)殖系統(tǒng)，更是一種持續(xù)的污染源。Braaten等[16]曾對鮭魚網箱養(yǎng)殖代謝負荷進行研究，發(fā)現(xiàn)投喂餌料中的20%不能被魚類利用，一個年產60 t的人工投餌網箱養(yǎng)殖鮭魚的養(yǎng)殖場，每年排放的有機廢物大約相當于居住2 000～6 000人的建筑單元每年排放的有機廢物量。魚類養(yǎng)殖過程中產生的大量有機廢物和無機廢物的排放，尤其是在一些半封閉灣口水域中，常造成水域有機污染負荷加重，水體富營養(yǎng)化，進而造成水體浮游生物和大型底棲動物的生物量、豐度和種類減少[17]。

2.1.2 蝦類 蝦類養(yǎng)殖對周圍環(huán)境的污染及影響程度取決于生產水平和養(yǎng)殖規(guī)模。在精養(yǎng)蝦池中，人工餌料輸入的氮占總輸入氮的90%，其中僅19%被蝦吸收利用，8%～12%以顆粒態(tài)、可溶性有機氮和無機氮等形式存在水體中，62%～68%積累于塘底[18]。陳東興等[13]通過對3種蝦類養(yǎng)殖池塘的氮磷污染排放情況進行研究發(fā)現(xiàn)，青蝦、南美白對蝦和羅氏沼蝦養(yǎng)殖池塘TN的實際排放強度分別為37.20 kg/hm2、181.00 kg/hm2、148.00 kg/hm2，TP的實際排放強度分別為7.78 kg/hm2、46.80 kg/hm2、34.50 kg/hm2，高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的實際排放強度分別為216.00 kg/hm2、812.00 kg/hm2、575.00 kg/hm2，總懸浮物(TSS)的實際排放強度分別為464.00 kg/hm2、2 277.00 kg/hm2、1 730.00 kg/hm2，而且實際測算的排放強度均超過估算的排放強度，此研究結果要高于其他研究所得結果，這可能是由于南美白對蝦和羅氏沼蝦屬于高密度養(yǎng)殖，其代謝排泄物和在養(yǎng)殖過程中的部分餌料溶入水中變?yōu)閼腋∥铮斐伤w污染所致[19]。

2.1.3 貝類 貝類作為濾食性經濟水產動物，其排泄的糞便中含有較高的有機質。相關研究結果表明，貝類養(yǎng)殖水體每年可產生氮8.5 kg/m2[20]。貝類養(yǎng)殖通常是以筏式養(yǎng)殖為主，這種養(yǎng)殖方式常會改變水體流速、流向，減緩水體交換和物質循環(huán)，導致養(yǎng)殖水域懸浮物大量淤積。大量淤積的底泥中含有未礦化分解的有機質，會增強微生物活性，增大養(yǎng)殖塘底部耗氧量，造成缺氧或無氧環(huán)境，使得底泥中產生大量有害氣體。

水產養(yǎng)殖經濟效益的獲取，主要是通過高投入追求高產量而達到的，大量投入的人工餌料有相當大的一部分直接進入水體中，加之水產養(yǎng)殖物的排泄物和水產品的殘體等多種物質進入水體后，發(fā)生一系列生物化學反應，均將導致水域的溶解氧(DO)和pH值發(fā)生變化[21]。水體pH下降，影響水產養(yǎng)殖物的呼吸、代謝、生長等，從而影響水產養(yǎng)殖物的代謝活性、攝食能力和抗病力。楊慶霄等[22]研究發(fā)現(xiàn)，過量的蝦餌大部分沉淀于池底，殘餌的分解使池底海水中DO含量和pH值迅速下降。

隨著市場上對水產品需求量和品種多樣化需求的增加，目前中國的水產養(yǎng)殖依然處于高密度、集約化的狀態(tài)，并向規(guī)?；⒚麅?yōu)化方向發(fā)展，形成了高密度、高投入、高產出、高污染的養(yǎng)殖現(xiàn)狀和格局，導致水產品生物量超過水體可承載的容量。大量殘餌、肥料、生物代謝廢物在養(yǎng)殖水域中過量累積，水體自凈能力下降，養(yǎng)殖環(huán)境污染日益嚴重[23]。氮、磷收支研究結果表明，僅有31.89%的氮進入機體后轉化為魚體組織，52.50%隨尿液(以氨、尿素和尿酸的形式)排出，15.61%隨糞便排出，進入水體環(huán)境；進入水體環(huán)境中磷的比例超過了氮，達到投飼量的70.20%，其中的5.10%和65.10%分別隨尿和糞便排出體外[8]。表明餌料是養(yǎng)殖塘中氮、磷輸入的主要來源，占到總輸入的 68.00%～92.00%和 73.00%～91.00%，餌料中的氮、磷僅有 14.00%～21.00%和 7.00%～10.00%轉化為魚蝦的生物量[24-27]。Alabaster[28]對虹鱒魚池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)進行研究發(fā)現(xiàn)，固體排泄物占投餌量的 40.00%～50.00%。楊逸萍等[29]在研究人工投餌蝦池固體廢棄物代謝負荷時發(fā)現(xiàn)，30.00%的飼料因不能被蝦利用而沉淀于池底。以上研究結果說明，投入到蝦塘中的餌料有 60.00%～80.00%將會進入水體，成為養(yǎng)殖水體污染物的主要來源之一。因此，未來必須著眼于提高餌料中氮磷的生物保留率，從而減少養(yǎng)殖水體的污染負荷，同時這也是提高餌料利用效率，降低養(yǎng)殖成本的重要措施。

2.2 水產養(yǎng)殖沉積物有機質的富集及環(huán)境效應

當前的養(yǎng)殖活動，無論是傳統(tǒng)的四大家魚品種還是名特優(yōu)品種，無論是傳統(tǒng)的養(yǎng)殖，還是集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖，均需向養(yǎng)殖塘中投入大量的人工餌料，而投入的餌料經過養(yǎng)殖生物的代謝排入水中，以碎屑物、溶解性物質、次生物質、生物殘體及降解有機物等形式通過各種途徑進入到水體并沉降到塘底，成為沉積物有機質的來源。有研究認為，魚塘有機質的年沉積速率為5 cm[30]。養(yǎng)殖場顆粒有機碳沉積通量的主要來源是幼魚餌料，表層沉積物有機碳含量與養(yǎng)殖場養(yǎng)殖密度和餌料投加量的變化趨勢相同[31]。富含蛋白質和淀粉的人工餌料，進入水體后以殘餌、魚類排泄物等形式與衰亡藻類一起成為魚塘沉積物有機質的主要來源[32-33]。通過魚蝦、水流等擾動，經過再懸浮、礦化分解、釋放等過程，養(yǎng)殖塘底部沉積物中的碳、氮、磷等物質會回到水體環(huán)境中，增加水體環(huán)境的負荷。因此，池塘底質環(huán)境常成為養(yǎng)殖環(huán)境中污染物的聚集地，形成養(yǎng)殖環(huán)境污染的源和匯。有研究結果表明，非開放式養(yǎng)殖系統(tǒng)(如網箱、池塘等)底質中氮、磷和耗氧物的含量要明顯高于周圍水體[34]。Smith等[35]對精養(yǎng)蝦池中物質平衡的研究結果表明，只有10%的氮和7%的磷在蝦類養(yǎng)殖過程中被利用，其余都以各種形式進入沉積物中。在工廠化高密度水產養(yǎng)殖系統(tǒng)中，每天所投餌料(干物質)的25%以上是以固體廢棄物的形式排入水體中，并最終沉降到池底[36]。中國80%以上的工廠化水產養(yǎng)殖主要靠大量換水來改善水質，每天頻繁的水體交換量，加劇了環(huán)境污染[37]。網箱養(yǎng)殖下排出的廢棄物中氮、磷含量分別為23%和 51%～59%，每養(yǎng)殖1 t魚，排入環(huán)境中的氮、磷達161 kg和32 kg[38]。據(jù)統(tǒng)計，中國黃渤海養(yǎng)殖區(qū)1985-2002年氮、磷和COD的平均濃度與該區(qū)歷年水產品養(yǎng)殖產量的相關分析結果表明，氮含量、磷含量、COD含量與水產品產量成正相關，其中無機氮平均濃度與蝦養(yǎng)殖產量呈顯著正相關[39]。

池塘營養(yǎng)物質中氮、磷的輸入飼料分別占 90%～98%和 97%～98%，氮、磷的輸出中，漁獲物僅占總輸出的 20%～27%和 8%～24%，沉積的氮、磷占54%～77%和72%～89%，表明飼料中氮、磷除小部分供給養(yǎng)殖魚類的生長外，大部分沉積于池底，沉降在池底的殘餌、糞便及動植物殘體中，在微生物的分解過程中，驅動營養(yǎng)物質的吸附、解析，從而引起營養(yǎng)鹽的釋放。有研究發(fā)現(xiàn)，水產養(yǎng)殖沉積物營養(yǎng)鹽釋放的速率最大[40]，瀉湖水產養(yǎng)殖區(qū)有機質多富集于沉積物表層，間隙水中的營養(yǎng)鹽濃度比對照高10～20倍[41]。與1年軟體動物養(yǎng)殖區(qū)相比，連續(xù)2年的養(yǎng)殖區(qū)中沉積物有機質含量較高，并且水-沉積物界面硅、氨和硫酸鹽的釋放速率明顯較高[42]。養(yǎng)殖塘底泥釋放的營養(yǎng)鹽以NH4+-N、NO3--N、NO2--N等為主[43-45]。有機質分解后，會有效調節(jié)池塘水體中生物可利用性營養(yǎng)物質的濃度、形態(tài)及其比例，進而從根本上影響初級生產力以及水產品的產量和質量[46]。沉積物多由殘餌、糞便和動植物殘體等組成，富含易降解的有機質成分。通過對池塘沉積物中有機質分解的機制進行研究，發(fā)現(xiàn)微生物以異養(yǎng)菌為主，具有較強水解淀粉能力的芽孢桿菌較為多見[32，47]。此外，高溫季節(jié)底層缺氧，氨化細菌會劇增，導致水體中氨氮和亞硝酸鹽含量過高，從而對水產品產生毒害作用[48-49]。

有機質富集的重要環(huán)境效應是易造成底層缺氧，從而帶來一系列不良影響和后果，如產生氨氮、硫化氫和亞硝酸鹽，從而使水產養(yǎng)殖物抗性下降，易發(fā)病。大量沉降在塘底的殘餌、排泄物和動植物殘體等在分解過程中產生大量有毒的氨氮，其在高濃度時對水產養(yǎng)殖物有毒害作用，即使在安全閾值下，也會影響水產養(yǎng)殖物的功能，如破壞滲透調節(jié)能力，增加身體耗氧量，阻礙體內氮的排泄等，進而導致水產養(yǎng)殖物的抵抗力下降，易發(fā)生病害[36，50]。2004年，因病害造成全國水產品產量大幅下滑，直接經濟損失達1.50×1010元[51]。水體氨氮對日本對蝦幼體毒性作用明顯，其各期幼體死亡率隨著氨氮濃度升高明顯上升[52]。亞硝酸鹽對草魚的急性脅迫試驗發(fā)現(xiàn)，在亞硝酸鹽脅迫下草魚的紅細胞(RBC)形態(tài)和功能均會產生顯著變化[53]。

魚類會攝食底棲動物，從而影響其群落數(shù)量和種群結構。通過研究富營養(yǎng)化對底棲群落的影響，發(fā)現(xiàn)隨著底棲氧飽和度的改變，底棲生物類群不斷發(fā)生演替。由于殘餌、排泄物和生物殘體等在池底不斷積累，底泥細菌和浮游細菌生物量均有所上升[54-55]。

3 養(yǎng)殖水體環(huán)境污染的凈化與養(yǎng)殖模式的轉變

集約化水產養(yǎng)殖模式發(fā)展迅猛，但水質惡化和廢水排放直接制約了養(yǎng)殖產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。養(yǎng)殖過程中餌料和排泄物的排放與分解，化學藥品和抗生素的使用等，使水體中營養(yǎng)物質和有害物質等嚴重超標，嚴重損害了水體的自凈和恢復能力[5，56]。而在政府主導、養(yǎng)殖業(yè)自身發(fā)展需求等多種因素的作用下，無論是物理修復、化學修復和生物修復，還是原位修復和異位修復，養(yǎng)殖水體尤其是排放尾水的凈化，對養(yǎng)殖水域生態(tài)環(huán)境的改善起到了較顯著的作用。在確保水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的同時，減少養(yǎng)殖廢水對周邊環(huán)境的污染，突出水產生態(tài)健康養(yǎng)殖，加快推進水產養(yǎng)殖減藥減排，繼續(xù)推動重點流域水產養(yǎng)殖污染治理，加快池塘標準化改造，大力推廣深水抗風浪養(yǎng)殖網箱和池塘循環(huán)水養(yǎng)殖等生態(tài)健康養(yǎng)殖新模式，是確保水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

3.1 養(yǎng)殖水體傳統(tǒng)凈化技術措施

3.1.1 物理與化學措施 普通養(yǎng)殖廢水和養(yǎng)殖尾水的凈化處理有物理措施、化學措施和生物措施，每種處理措施都有其優(yōu)勢，并在一定范圍內取得了較好的效果。物理修復措施多是利用各種人工材料，或利用機械對養(yǎng)殖環(huán)境施加物理影響，諸如換水、曝氣、篩網過濾、潑灑沸石粉和石灰等，來吸附或消除有毒有害物質。但這類措施通常需要較高的投資和運轉費用，其持續(xù)周期短，效果有限，常作為水體治理的一種輔助手段[57]?；瘜W修復措施多是把化學制劑投放到水體中，通過與污染物發(fā)生氧化、還原、沉淀、絡合/聚合等反應，使污染物從養(yǎng)殖水體中分離、降解、沉淀。如采用高分子吸附劑等，把生物降解部分作為固體基質包被為生物膜后，進行水產養(yǎng)殖循環(huán)水系統(tǒng)的高含量氮的去除[58]。有研究用聚合水凝膠去除養(yǎng)殖廢水中的氮磷，磷酸鹽去除率可達95%，亞硝酸去除率可達85%，硝酸鹽去除率達52%，有效減輕養(yǎng)殖廢水排放氮磷的負荷[59]。目前已有多種水質改良劑和水質消毒劑，并得到了廣泛應用。但其大量應用易產生次生產物，加重水體自身凈化負擔，也易引起水產品品質退化。

在污水處理基礎上發(fā)展起來的新型水處理技術，逐漸應用到養(yǎng)殖廢水凈化中，并取得了較好的效果，比如泡沫分離技術、膜分離技術、臭氧氧化技術、再生粉末活性炭水處理技術以及新材料(如新型光催化材料、陽離子表面活性劑、絮凝劑等)。但這些措施存在投資大，應用環(huán)境要求高，成本高昂等問題，或者因應用后殘留在水體中的物質對魚類有副作用，限制了其推廣和應用。

3.1.2 生物措施 生物修復是利用具有生命活力的生物代謝活動減少或去除養(yǎng)殖水體中的有害物質。這種措施多是通過工程措施為生物(動物、植物、藻類、微生物)生長和擴繁提供必要條件，對污染物進行吸收、轉化、降解和去除。與物理、化學等技術手段相比，生物修復方法具有耗時短、費用低、可持續(xù)應用、無次生污染物且不危害水產品品質等優(yōu)勢。在具體應用中，生物修復目前已形成多種形式，如生物浮床(水面上種植以空心菜、水芹菜等經濟植物)、濾食性水生動物、人工濕地系統(tǒng)等，并取得了較好的效果[7，60-67]。如陳春云等[68]利用小球藻去除對蝦養(yǎng)殖廢水中的氮磷，水體氨氮、磷酸根的去除率達到了80%和85%，具有較好的水體凈化效果，并且小球藻的生物量有較大提高。龔宏偉等[69]利用構建的三級凈化循環(huán)水養(yǎng)殖河蟹，水體中氮、磷含量均有明顯下降。張少軍等[70]利用濾食性貝類牡蠣和紫貽貝去除養(yǎng)殖廢水中的懸浮物，取得了較好效果，并且貝類還能吸收利用懸浮物中的有機物。

然而，受實施場地和外界環(huán)境條件的限制，生物修復措施的應用和推廣受到諸多限制，尤其是以栽種水生植物為主的生物凈化和人工構建的仿濕地生態(tài)系統(tǒng)措施，受實施場地和氣溫影響較大，其在北方養(yǎng)殖水體中的凈化時間要遠小于南方。在長江以南地區(qū)，受土地面積的限制，構建的濕地系統(tǒng)和水生植物凈化面積無法達到設計要求。在生物修復的基礎上，又形成了魚蝦蟹菜-水稻/菱、魚菜-果樹、稻-麥-蝦-經濟作物、魚-畜/禽等復合循環(huán)立體生態(tài)種養(yǎng)殖技術，在進行水產品養(yǎng)殖的同時，通過食物鏈作用，控制水體中營養(yǎng)鹽和浮游生物等的過量增殖，不僅可以實現(xiàn)增產增收，也同步實現(xiàn)了水體原位凈化的目的。

3.2 新型水產養(yǎng)殖模式將成為未來發(fā)展的主導方向

隨著人們對產品質量要求的提高，未來水產品生產必將加快轉型升級，產量增速將有所放緩。未來中國將持續(xù)加強生態(tài)環(huán)境的保護力度，隨著資源約束趨緊，水產品產量增長空間將受到限制，加之勞動力成本不斷上升，生產比較收益下降，調結構、轉方式、提質增效已成為水產品生產關注的重點。在“以養(yǎng)為主、養(yǎng)捕結合”方針的指導下，水產養(yǎng)殖仍將是中國漁業(yè)生產增長的主要動力，養(yǎng)殖產量占水產品總產量的比重將持續(xù)增加。當前，全球經濟復蘇乏力，國外水產品進口需求持續(xù)不振，加之國內加工成本不斷上升，部分加工企業(yè)向周邊國家轉移，給中國水產品進出口帶來了巨大的下行壓力。據(jù)研究，到2030年，為滿足現(xiàn)有人均水產品的消費水平，水產養(yǎng)殖產量需增長5×107t，水產養(yǎng)殖產量占水產品總供應量的60%以上，未來水產養(yǎng)殖發(fā)展和經濟增長潛力巨大，但也將面臨更大的挑戰(zhàn)[71]。在2017年全國漁業(yè)漁政工作會議中，農業(yè)部于康震副部長提出要抓住“轉方式、調結構”主線，咬定“提質增效、減量增收、綠色發(fā)展、富裕漁民”總目標，堅持“穩(wěn)中求進、進中求好”工作總基調，持續(xù)深化漁業(yè)供給側結構性改革，著力培育新動能，打造新業(yè)態(tài)，扶持新主體，拓寬新渠道，加快推進漁業(yè)轉型升級的總體目標[72]。因此，水產養(yǎng)殖行業(yè)未來發(fā)展必將著眼于在保持穩(wěn)步增長的同時，通過轉方式、調結構、促產量、提品質等技術進步來提高水產品的品質，必須通過結構優(yōu)化、模式轉變和技術升級等措施實現(xiàn)水產養(yǎng)殖業(yè)提質增效和可持續(xù)健康發(fā)展的目的。

4 展 望

隨著社會發(fā)展、技術進步和人民群眾日益提高的生活需求，水產養(yǎng)殖業(yè)面臨著技術升級、模式轉變、提質增效的迫切發(fā)展需求。從未來發(fā)展方向來看，工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖因其具有資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、技術先進型、養(yǎng)殖集約型、操作便易型、生產可控型、效益倍增型、產品優(yōu)質型的八個優(yōu)勢，將成為養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展的主導方向[73]。從理論發(fā)展和技術進步的角度看，未來將在物質能量收支理論-營養(yǎng)要素的精準供給與氮磷減排，生物濾器凈化機理-生物濾器的標準化設計、評價標準和管理規(guī)范，環(huán)境與生理互作機制生產過程的智能控制和精準養(yǎng)殖工藝，疫病與宿主病原的環(huán)境關系-安全產品和疫病預防預警管理等方面有所突破，形成標準化、模塊化、智能化、產業(yè)化并普及推廣，才能保證循環(huán)水養(yǎng)殖業(yè)走出一條健康的發(fā)展之路。

4.1 技術進步與產業(yè)結構的調整是漁業(yè)產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路

針對當前水產養(yǎng)殖業(yè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的需求與目標，必須通過調整產業(yè)結構，轉變生產方式的形式來促進漁業(yè)的轉型升級。需要從以下幾方面著手：(一)抓漁業(yè)結構調整，走特色水產發(fā)展之路。以江蘇省水產養(yǎng)殖業(yè)為例，到2016年，全省特種水產養(yǎng)殖面積占比接近70%，其中河蟹養(yǎng)殖面積 2.67×105hm2左右，產值 3×1010元左右，小龍蝦、青蝦、羅氏沼蝦、南美白對蝦等蝦類養(yǎng)殖面積也逐年擴大，蝦類產值約 2×1010元，河蟹和蝦類產值占總產值的比例超過40%，蝦蟹經濟的特色日益鮮明。(二)抓技術研發(fā)應用，走科技興漁之路。要求強化產業(yè)技術創(chuàng)新體系建設，加大漁業(yè)核心品種與關鍵技術科技攻關力度，構建漁業(yè)科技創(chuàng)新平臺。如江蘇省在“十二五”期間，全省新品種、新技術及新模式累計推廣面積達 3.33×105hm2，而在新品種選育方面，形成了以太湖1號青蝦、江豐1號斑點叉尾鮰、長江1號/2號河蟹等為主的新品種，不但為水產品添加了新種類，而且為漁民增收致富帶來了切實效益。(三)抓發(fā)展方式轉變，走生態(tài)健康之路。江蘇省積極推進各地不同模式池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)的建設與運行，提高池塘綜合利用率，養(yǎng)殖運動魚、生態(tài)魚、沖浪魚，建立多種建設模式、運營模式，實現(xiàn)節(jié)能減排、產出高效、產品優(yōu)質、環(huán)境友好的綜合目標。(四)抓設施裝備建設，走轉型升級之路。要求漁業(yè)主管部門強化政策導向，從解決漁民群眾最關心、最直接、最現(xiàn)實、最需要的實際問題入手，加大對重點漁區(qū)和漁業(yè)專業(yè)村的財政資金投入，不斷增加漁業(yè)發(fā)展公共基礎設施供給，切實提高公共服務共建能力和共享水平。(五)抓體制機制創(chuàng)新，走融合發(fā)展之路。漁業(yè)主管部門積極推進新型漁業(yè)經營主體建設，通過引進外部資本，以支持漁業(yè)科技、模式、品種、保險等進行有益的嘗試與創(chuàng)新，并積極促進漁業(yè)一、二、三產業(yè)融合發(fā)展，積極探索水產品的大流通新模式(互聯(lián)網+可追溯水產品等)。

4.2 全產業(yè)鏈的技術更新與體制、機制的創(chuàng)新是水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的保障

漁業(yè)產業(yè)發(fā)展的結構，主要是通過調整漁業(yè)區(qū)域布局、產品結構、產業(yè)結構和要素配置來實現(xiàn)產業(yè)結構發(fā)展的調整調優(yōu)。堅持控制總量并提高質量效益，將發(fā)展重心由注重數(shù)量增長轉到提高質量和效益上來。根據(jù)漁業(yè)資源稟賦、市場需求和生態(tài)環(huán)境狀況，科學確定產業(yè)發(fā)展規(guī)模和產品發(fā)展重點，秉承生態(tài)優(yōu)先的原則，強化資源養(yǎng)護，科學有序利用漁業(yè)資源，依靠科技創(chuàng)新，強化科技支撐。既要推進生產經營方式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，也要發(fā)揮現(xiàn)代科技對漁業(yè)的引領和支撐作用。據(jù)此，未來水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展必將在以下方面有所突破：一是工業(yè)化和信息化深度融合。要求生產全過程(育種、育苗、營養(yǎng)飼料、病害防控)的科學化、規(guī)范化和標準化，養(yǎng)殖管理的自動化、精準化、數(shù)字化和信息化，養(yǎng)殖設施工程技術的普及化、大型化和產業(yè)化。二是要求有嚴格的法律法規(guī)來保障產業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。三是必須在核心技術方面有所突破，才能支撐產業(yè)發(fā)展長久不衰。目前，中國水產養(yǎng)殖科技發(fā)展水平(設施設備、生產管理、飼料營養(yǎng)、疫病防控、廢水資源化利用等)與國外仍有較大差距，尤其是在工程設計、自動化控制和水處理工藝等方面，導致中國水產養(yǎng)殖成本居高不下。未來需要在新品種選育(如基因選育、基因改良等)、新型疫苗、新型抗病藥、新型飼料等方面進行挖掘，形成完全自有的知識產權和技術，才能保證產業(yè)發(fā)展享受改革紅利和技術進步帶來的利好，從而保障漁民利益和行業(yè)的長遠發(fā)展。

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