我国是水产大国,2007年我国的水产品养殖总量达2700余万吨,约占世界养殖产品总量的70%以上,为我国13亿人口的蛋白质供应和食物安全做出了贡献。但我国不是水产强国,这主要表现在水产养殖业普遍存在的设施陈旧、简陋、生产工艺不成熟、生产率低、生产稳定性差、养殖过程病害频发、养殖生产环境污染严重、养殖产品品质下降等方面。目前我国水产资源大幅度下降,捕捞产量提高幅度有限,要实现到2030年水产总产量再增加1000万吨目标,还必须大力发展水产养殖。在新形势下,发展现代设施渔业和,实现工业化生产,“必须充分认识节约资源的极端重要性,”“必须走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的新型工业化路子”,“贯彻节约资源和保护环境的基本国策,把人与自然的和谐发展作为重要理念,”,“形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式”。
工厂化养殖被普遍认为是解决环境污染、提高产品质量的有效途径。养殖企业也希望通过发展工厂化养殖,能够实现可持续发展,特别是能适应全球开放市场的需求和进一步降低生产成本。我国现有的工厂化养殖,基本是采用开放式流水生产,处于工厂化养殖初级阶段。其特点是用水量过大,对水质的前处理简单,产量难以提高,绝大多数养殖单位不设后处理,养殖废水直接排放入环境,造成环境污染并危及企业自身的持久生存。为此,从保护环境和持续利用资源的全局出发,走封闭式循环水工厂化养殖之路,改变目前的生产现状,彻底改善养殖生产与环境保护之间不协调的关系,才是最佳的出路。
封闭循环水养殖(Recircualting aquaculture system,RAS)通过综合集成现代生物学、建筑学、化学、电子学和工程学等领域的技术,利用机械过滤、生物过滤去除养殖水体中的残饵、粪便以及NH3-N、NO2-N等有害物质,再经消毒增氧、去除CO2、调温后输回养殖池实现养殖用水的循环利用,这样可大大节约水资源,使养殖水体持续保持高溶氧状态和稳定的水质环境,显著提高单位水体生产力。
封闭循环水工厂化养殖无论是用水量还是占地面积均要显著低于池塘养殖和开放式流水养殖模式,并可大大提高养殖密度;另外工厂化养殖把外来污染源和病原体的危害降低到最小程度,生产环境稳定,可生产出完全符合国际标准的优质无公害产品,并通过对养殖废水的资源化处理,减少养殖生产对环境的污染,实现环境友好。
我国传统的水产养殖业耗费大量水域资源,且易受到自然灾害的影响,抵御风险能力较差。开放式高密度养殖在获取短期经济效益的同时也使我们付出水质变差、环境污染的代价,同时细菌、病毒等大量滋生和有害物质的积累,给水产养殖业整体带来极大的风险和困难,威胁着水产养殖业的生存和可持续发展,作为传统农业支柱之一的水产养殖业,正面临着如何进行产业升级,提高自身竞争里的关键时刻。循环水养殖系统自身的特点和优势,使其具备在今后相当长的时间内,成为我们传统开发式,半开放式养殖模式的有益补充,并且随着我国经济和人民消费水平的不断发展,有望在部分地区成为水产养殖的支柱产业。
水产养殖工程学是农业工程二级学科农业生物环境工程的重要组成部分,属工学,集建筑、机电、控制、计算机等工程技术于一体,并与水产养殖学交叉融合的新兴学科,是提升现代水产养殖业的重要技术手段。根据我国现代农业发展实际需要,借鉴国外农业工程学会发展的历史经验,中国农业工程学会于1995年成立了中国农业工程学会特种水产工程分会(简称分会)。
近年来,分会在中国农业工程学会的直接领导下,以邓小平理论和“三个代表”为指导,积极实践和落实科学发展观,在开展学术交流、宣传水产工程科学知识、加速科技向生产转化、促进水产工程教育等诸多方面,起到了积极的作用。所做的工作包括:
1.致力于研发并推广应用特种水产(如龟、甲鱼、虾、贝、名优特鱼类等)的养殖环境调控工程设施以及调控技术。
2.研发特种水产养殖工程技术,如循环水养殖、动植物综合种养系统的营养源循环工程。
3.自1990年起,分会会员一直致力于开展特种水产工厂化养殖技术研究与推广。实施工厂化甲鱼养殖及养殖废水用于工厂化蔬菜栽培的研发,构建动植物营养源再循环的生态环境工程系统,该成果达到国际领先水平;与比利时鲁汶大学合作开展“甲鱼的种类与养殖生态学研究”、“营养源再循环生态工程系统的研究”等,中国-比利时合作建成装备有国际先进大型仪器的“植株与水质分析实验室”。分会会员先后承担国家自然科学基金,科技部、农业部、教育部、浙江省科技厅及企业委托的科研项目三十余项,并在依托单位构建多项养殖工程试验设备设施。
4.积极拓展海水养殖工程学领域的研发与应用推广工作。分会会员先后承担了国家863计划项目、国家科技支撑计划项目、部省级项目及企业委托的项目二十余项,开发了具有自主知识产权的贝类苗种封闭循环水培育系统、对虾和鱼类封闭循环水养殖系统,开发了十余台(套)工厂化养殖水处理设备并实现规模化生产应用,授权专利20余项,并在国内推广应用封闭办封闭循环水养殖系统,面积达10余万平方米。
5.分会会员各自在水产养殖工程领域发表论文、专著200余篇,主办或协办各类培训班及学术研讨会20余次。
随着可持续发展战略的实施,水产工程和养殖、栽培、废弃物资源化等的关系日益密切,正成为提升现代水产养殖业的重要技术手段。分会在未来将积极开展学术交流、宣传水产工程科学知识、促进工程技术在水产养殖业的应用,并在加速发展会员、促进学风道德建设方面等方面起到积极的作用。特别是在加速发展会员、促进学风道德建设方面,通过贯彻落实科学发展观。
(中国农业工程学会特种水产工程分会撰写)