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董双林，博士，中国海洋大学教授，曾任中国海洋大学副校长。主要从事水产养殖生态学与养殖模式研究工作。 论我国水产养殖业生态集约化发展
董双林 （中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室）
摘 要：我国现阶段水产养殖业的发展同时面临着增产、减排、节能任务，其艰巨性在古今中外绝无仅有。就目前的发展方式而言，集约化发展可以解决增产问题，全封闭循环水养殖可以解决排污问题，但随着集约化程度的提高，生产单位产品的耗能或 CO2排放量也会急剧增加。在我国人口继续增加和全球气候急剧变化的大背景下，我们即需要应对食物安全也不能忽视环境保护，即要认真对待短期急需又要考虑长远发展，时代在呼唤水产养殖业发展模式的创新。
一、我国水产养殖业集约化发展进程
我国是一个人口多、耕地少、淡水缺乏的国家，我国陆域生态系统有限的资源环境承载力难以满足国民日益增长的食物需求，水产业，特别海洋渔业，应该分担我国未来 16 亿人民食物安全的重任，成为“蓝色粮仓”。
据专家预测，到 2030 年，由于我国人口的增加和生活水平的提高，人们对水产品的需求量会再增加 2000 万 t。由于我国内陆渔业资源有限和近海渔业资源的衰退，上述水产品的增量将会主要来自水产养殖业的发展。
近些年来，为满足人民对水产品日益增长的需求，我国水产养殖业已走上了集约化发展的的道路。集约化程度提高的指标之一是设施渔业养殖产量比重的逐渐增加。我们可以将网箱、网栏和工厂化养殖产量与水产养殖总产量之比定义为水产养殖集约化比。图 1 是近十年我国水产养殖集约化比的变化情况。从图中可以看出，无论是海水养殖还是水产养殖总体，网箱、网栏和工厂化养殖等设施渔业产量占总产量的比例都在逐渐增加。这从一个侧面反映了我国水产养殖业集约化发展速度。 集约化程度提高的指标之二是投饲养殖产量比例的持续提高。我国海水鱼、虾、蟹几乎都是需要投饲养殖的，而我国内陆水域鲢、鳙养殖则是不需投饲的。从图 2 中可以看出，近二十年来我国无论是海水养殖还是内陆水域养殖，投饲养殖产量的比例都在快速提高。 随着水产养殖业集约化发展，投饲技术、增氧技术等在池塘养殖中广泛应用，其结果是我国单位池塘面积产量持续增加。例如，我国内陆池塘养殖单产已从 1993 年的 3.07 t/ha/yr 逐渐增长为 2013 年的 7.58 t/ha/yr。
二、水产养殖业集约化发展引发的问题
我国水产养殖业集约化程度的提高和养殖规模的扩大使得我国水产养殖产量三十年来一直以接近 7.5%的速度增长，为丰富居民菜篮子、为社会经济发展做出了重要贡献。然而，也应该看到，简单地集约化发展是一把双刃剑，其负面影响也不应被忽视。
我国水产养殖业对水域的污染已经到了不可忽视的程度。然而，我国水产养殖产量还在持续增加，其中投饲养殖的比例也在提高，这意味着，如果养殖模式不当或不认真监管养殖尾水处理，养殖排污量还将会大幅增加。
我国水产养殖种类中有大量不需要投饲养殖的动物（如滤食性鱼类、贝类等），因此，我国的鱼粉比率[即水产养殖过程中投入鱼产品（如鱼粉）量与产出鱼产品量的比率]远比世界其他国家低得多。然而，需要指出的是，尽管我国水产饲料科学技术取得了巨大进步，但由于投饲养殖比例的提高等而使水产养殖（不包括植物）的鱼粉比率平均值并没有下降（图3），而世界水产养殖的平均鱼粉比率已从1995 年的 1.04 降到了 2007 年的0.63。 另外，随着水产养殖集约化程度的提高，我国生产单位重量产品的能耗也在迅速增加。据徐皓等的报道，我国池塘、网箱和工厂化养殖的单位产品耗电量分别为 0.37、3.16 和 8.66kwh/kg。也就是说，随水产养殖业集约化发展，该产业对能源的依赖性会越来越大，生产过程中产生的CO2也将会越来越多。
大气中温室气体浓度的持续升高已成为 21 世纪社会经济可持续发展最为严峻的挑战。我国政府已承诺，到 2030 年前停止增加CO2排放，这也意味着中国发展的“天花板”被量化确定。在全球气候变化大背景下，水产养殖业既要实现增产以满足国民的需求，又要节能、减排以实现产业的可持续发展。水产养殖的集约化可以实现增产的目标，循环水工厂化养殖可以实现零排污，什么样的发展方式可以实现增产、节能（低碳）、减排呢？
三、先辈们的智慧及启示
刘恂在唐昭宗年代（公元 889-904 年）所著《岭表录异》有这样的记载：“新泷等州，山銶田栋荒，平处以锄，开为町疃。伺春雨丘中贮水，即先买鲩鱼子散水田中。一二年后，鱼儿长大，食草根并尽，即为熟田又收鱼利”。这可能是我国历史上最早的草鱼与水稻综合养殖的记载。这一养殖模式是中华先辈们的伟大创举，也是世界渔业史上的大事。
在西方，人们习惯于非此即彼的零和思维，比较典型的是十八世纪人们对大规模生产活动的两种完全相反的态度：一种是以 18 世纪英国塞尔波恩的牧师、自然博物学者怀特（GilbertWhite，1720-1793）为代表的对待自然的“阿卡狄亚式的态度”，即以田园主义的观点倡导一种简单、和谐的生活，目的是恢复到一种与其它有机体和平共存的状态；另一种则是以林奈（Carolus Linnaeus，1707-1778）为代表的对待自然的“帝国式的态度”，即通过理性的实践和艰苦的劳动实现对自然的征服。类似的极端对立的思想在现代经济活动中仍有反映。关于稻田养草鱼，对西方人而言乍看起来也许是不可思议的，既然草鱼吃草，草鱼怎么能与禾苗养种在一起呢？
我国古代，人们对自然的认识深受《周易》的“阴阳平衡”、老子的“道”和孔子的“中庸”思想影响。受这种思维模式的影响，我们的先辈在 1100 多年前发明稻田养草鱼模式并不奇怪。与西方思维方式有所不同的是，我们的先辈们看到，小规格草鱼吃不了高大的禾苗。待禾苗长到一定高度时再放稍小规格的草鱼，那时它们之间就仅剩下互利关系了。在稻田养草鱼模式中水稻与草鱼是一对矛盾，在一定的条件下它们间的对立关系可以发生转化，变为互利关系。
我国现在流行的鱼类与海藻间养中养殖生物间也是对立统一的关系。吃食性鱼类是异养生物，而海藻是自养生物，它们在生态学方面是相反的，同时又是互补的。如在一个水体中单养海藻，会因为缺营养（氨、CO2）而养殖产量受限；如单养鱼类，则会因缺溶解氧且氨太多而养殖产量受限；但如将它们间养在一起，则可提高该水体的养殖容量，实现 1+1 大于 2（远超 1）的效果（图 4）。对水产养殖工作者而言，该类问题的核心是对立统一体的构建和内部结构比例的优化。自养生物与异养生物、投喂性种类与获取性种类都是对立体统一体，它们间的比例是平衡的条件。 其实，现在我国水产养殖业面临的问题也是一个辩证的对立统一体。粗放的水产养殖系统可以做到低碳，但满足不了人们对高产的需求；工厂化循环水养殖系统可以满足人们对高产的需求，但它会是一个高碳的生产系统。长远地看，水产养殖业的发展即需要应对食物安全也不能忽视环境保护，也就是即要集约又要生态地发展，也就是生态集约化发展。
水产养殖生态集约化发展的核心是生态与集约的有机结合，体现的是国民对增产和环保两方面需求的综合考量。水产养殖生态集约化就是在保护环境、促进经济社会发展的前提下，高效地生产安全的水产品。生态集约化追求的是增产、节能、减排三者综合效益的最大化。
由此可见，生态集约化是我国传统哲学思维在当代水产养殖生产中的实践。集约意味着高密度、高产量，生态意味着养殖废物的资源化利用，系统中自养和异养两个过程的平衡，等等（图 5）。 众多国家实施农业集约化发展的实践表明，集约化（工业化）农业在增加粮食产量和生产效率的同时也付出了昂贵的代价，如土地退化、有机质和营养流失、水污染等。如果将环境成本计算在生产成本之中，集约化农业的成本其实很高。为此，国际一些知名学者也提出了农业可持续集约化（Sustainable Intensification of Agriculture）理念，目标是在消除饥饿、贫困的同时仍给人类保留良好的环境。
四、水产养殖生态集约化发展模式
生态集约化追求的是增产、节能、减排综合效益最大化。以此角度考虑，我国现行的高度集约化的工厂化养殖模式需要引入更多的生态因素，向阳光工厂化方向发展；较粗放的水产养殖模式需要进行集约化改造。另外，我们还应从更宽的视角审视、管理我们的水产养殖业，实现整个产业投入物质与产出物质的平衡，最好是能化害为宝。
（一） 阳光工厂化养殖
工厂化循环水养殖是近些年我国水产养殖业中发展较快的养殖方式，其具有占地少、高投入、高产出等特点。高效低碳的陆基生态集约化养殖系统通常应该具备以下三个特征：第一，具有较高的养殖密度，以满足高产的需求；第二，具有水生植物，以具备较强的自净能力和产氧能力；第三，系统在阳光下运行。因此，应尽可能地在现行工厂化循环水养殖系统加入大型沉水植物和阳光因素，即构建阳光工厂化养殖系统（Industrilized Solar Aquaculture systems,ISAs），其应具有高产、环境可控、自净和自产氧等特点。阳光工厂化养殖系统构建的关键因素包括大型沉水植物的选择、光照强度的调节、夏季散热与冬季保温结构设计和理化条件拟昼夜节律的控制等。
（二） 池塘养殖的集约化改造
对养殖池塘，应重点关注的是其集约化问题。我国的池塘养殖已广泛采用了综合养殖模式，这是一种低投入的易为群众接受的养殖模式。为了追逐更高的单产和效益，某些区域开始采用集约化程度更高的高密度单养模式，如高位池对虾精养、鲈鱼超高产养殖模式等。池塘高密度单养模式的主要弊端是其对投入饲料利用率不高，解决这一问题的有效方式是开展集约化综合养殖。发展集约化程度较高的综合养殖模式是引导池塘养殖步入可持续发展的重要举措。
简单的高密度综合养殖相较高密度单养在管理上会比较繁琐，为解决此问题，可以对池塘实施局部集约化改造，达到即增产又简化管理的目的。池塘中套养网箱就是人们已广泛采用的池塘局部集约化的养殖方式，其具有可防止鱼类繁殖、易捕捞、易管理（如治病）、节省饲料等优点。另外，池塘内也可用网分隔成几部分（池塘内环联养殖模式），每部分可以养殖不同种类或规格生物、采用不同的集约化方式。
最近，在我国出现一种新的局部集约化养殖方式，即池塘内环联养殖模式或称池塘循环流水养殖模式。这种养殖模式是在池塘的局部建造一些流水水池，其原理与池塘中套养网箱十分类似。水池内养殖吃食性种类，水池外养殖不需投饲的生物。在池塘内流水水池中可以实施增氧、收集残饵粪便、精准投饲等增产技术。其优点除具有易捕捞、易管理（如治病）、节省饲料优点外，还可以在不同水池中养殖不同种类或不同规格的生物。
（三） 非投饲养殖模式
我国内陆大水域实施的鱼类放养和近海水域开展的滤食性贝类和大型海藻养殖等都是非投饲养殖方式，是生产过程中从养殖水体获取从 N、P、C 等元素的生产活动。就整个水产养殖产业而言，理想的养殖结构应该是，非投饲养殖方式在生产中获取的 N、P、C 等元素应该与投饲养殖方式在生产中投入水体的 N、P、C 等元素的量相当或前者多于后者。
据唐启升估算，1999-2008 年十年间中国的贝、藻养殖业合计移出 1204 万 t 碳，相当于义务造林500 多万 hm2，为世界碳减排做出了巨大贡献，因此也被称为碳汇渔业（Carbon sinkaquaculture）。我国水产养殖中已普遍应用的综合养殖模式，包括多营养层次综合养殖（IntegratedMulti-Trophic Aquaculture, IMTA），也是为了使投入的物质（饲料）得到多层次利用，提高投入物质的利用率，因此，被普遍认为是一种有利于水产养殖可持续发展的养殖模式。
（四） 海洋离岸养殖
海水鱼类养殖是我国水产养殖业的短板，然而，尽管其产量并不高但其对环境产生的负面影响还是引起了人们的高度关注。解决海水鱼类养殖的根本出路在于离岸养殖。在近岸开展投饲养殖会造成污染，而在“贫瘠”的“深远海”开展适度分散的投饲养殖活动则是对海洋有益的“施肥”。离岸养殖是设施渔业，是靠养殖工船或大型可沉降网箱在远离海岸的区域开展养殖生产的活动。目前我国正在筹划开展的离岸养殖活动包括在南海用大型养殖工船进行石斑鱼养殖和在黄海利用冷水团资源开展海洋冷水鱼类设施养殖。
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