我国深远海大型围栏养殖的研究及应用始于本世纪初，海洋工程技术、网衣新材料及其防污技术、桩网连接技术及工艺等研发与应用，使围栏养殖设施的大型化、离岸化和智能化成为可能。根据开放海域和远海岛礁特点可分为离岸式围栏和连岸式围栏。
: V* @! x9 e) @. F: x离岸式围栏，一般是建造于开放海域或半开放海域(图1、图2);而连岸式围栏，一般是依托远海岛礁，进行一面或多面围栏(图3)。养殖水体可达数万至数十万立方，宽阔的空间和良好的海洋水质环境，可为鱼类原生态牧养模式搭建优良条件。工程造价虽然一次性投入较高，但由于维护管理相对方便，且桩柱可作为休闲旅游的附加平台，提升潜在价值，因此，近年来备受海水养殖企业的青睐，呈现快速发展的势头。* f( {; `# H1 J$ j9 Y' Z9 l( Y
4 Q/ q9 K7 f5 g2 }% x J* ]■图 1 建造于半开放海域的离岸式围栏
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图 2 建造于开放海域的离岸式围栏 3 s8 _4 g5 B( a
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图 3 连岸式围栏
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2 @/ T, Z' x. {6 v7 t! o% n深远海大型围栏养殖模式不仅很大程度上避免了近岸养殖污染等问题，同时，提高了养殖鱼类的品质，拓展了水产养殖业的发展空间，具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。, P/ ~; V6 X0 M/ |' ~& V# E' O
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/ i z' [) _9 F9 Q: L8 B9 n$ s我国深远海大型围栏养殖研究进展
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_' z$ P. h/ ?( J2 h! G深远海大型围栏的选址8 D; J' n! A$ ^( H
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科学选址是深远海大型围栏建设的重要环节之一。围栏选址应与海洋功能区划相协调，考虑与港口、航道、锚地、旅游风景区等的相互影响，并要充分考虑海区的动力环境条件，全面评估养殖海域的风浪和水流条件，还要求综合考虑养殖对象的行为特性和投资可行性，在养殖对象的耐受能力和投资额度范围内，选择适宜的养殖海域。围栏养殖对底质条件没有太多的要求，砂质海底、淤泥质海底、岩礁海底均可以用于建造围栏工程。围栏建造前，需要对海区进行必要的地质勘测，根据地质勘测资料设计满足抗风浪结构安全要求的围栏工程。6 W, q' Q3 e5 J, G
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深远海大型围栏的建造
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深远海大型围栏一般由桩柱系统和网衣系统等结构组成，网衣系缚于桩柱上，并与海底嵌合。' l& {; Z9 C) U7 f4 z; R
桩柱系统的安全是确保围栏工程安全的核心所在。目前，围栏设施的柱桩主要采用钢筋混凝土桩和钢管桩，涉及到连岸式围栏工程的，可采用嵌岩灌注桩。钢筋混凝土桩和钢管桩桩径一般为60~100cm，具体根据对桩柱的强度需求而定;桩长一般在20~40m之间，部分工程达到50m以上。桩长主要取决于所在养殖海域的水深和地质情况，一般地质淤泥为主的，桩长要求较长，砂质海底或有砂砾层的海底，桩长要求较短，具体根据桩基工程的抗倾覆、抗弯和抗剪切强度设计进行选择。桩柱的纵向间距一般为5~8m，常用的为6m，具体要综合考虑桩柱的直径、网衣系统的布设要求，根据网衣系统的荷载强度设计要求而定。桩柱平面布局一般采用双排桩或三排桩结构，横向间距一般为3~5m，少数工程也有采用单排桩结构的，但仅适用于周围有较好风浪掩护条件的海域。; N1 b; J( Q# m. }6 G+ r9 x
网衣系统常采用金属铜合金网、超高分子量纤维网、PE网、龟甲网(PET网)，也有部分工程采用防腐处理后的金属铁丝网。网衣布设的原则是保证网衣连接牢固的前提下，避免网衣与柱桩的摩擦，防止网衣移动及磨损。网衣的布设有整体布设和分片布设2种模式。整体布设是指网衣系统连成一片完整的网衣，然后系缚在桩柱上，底部设置铁链，嵌入海底泥层中，达到防逃要求。分片布设是指网衣系统设计成片状，具体根据桩柱之间的间距和高度进行设计，然后两侧系缚于桩柱上，安装时分片安装即可。分片布设的围网具有安装难度小、更换方便，灵活性要优于整体布设。& P2 D3 B5 f. P6 M
除上述围栏固定桩及其建造技术、网衣选配及连接工艺外，我国科研院所和高校对围栏工程数值模拟、桩柱结构力学特性、网衣水动力性能等也进行了相关的研究。, b6 L5 t! {% s; ?# o4 _2 t" x
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深远海大型围栏养殖配套装备
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深远海大型围栏主要包括大水面自动精准投喂、鱼群状态监测、网衣清洗、渔获分级高效起捕、养殖环境与安全监控等机械化与智能化配套装备。大型围栏由于地处深远海，浪高流急，海况恶劣，更易遭受台风等灾害的侵袭，相关的机械化作业装备、智能化管理系统以及物联网信息化系统的研发还处在起步阶段，尚未形成系统性、系列化产品。* h1 L: P7 [* L* H( g
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. Q9 e+ V; p+ D6 ?7 k% h: c) S深远海大型围栏养殖技术与工艺
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" F7 {; p+ [' V8 Z0 ?0 S深远海大型围栏养殖技术与工艺主要包括适宜规格苗种培育、苗种转运与投放、饲料选择与投喂量、疾病防控及日常监测与管理等。一般要依据不同的养殖品种制定不同的养殖模式、技术工艺及养殖参数。
) ^& y" c( X# L5 E/ P% B目前，浙江围栏养殖鱼类品种主要是大黄鱼。大黄鱼越冬的极限水温为7℃，围栏养殖大黄鱼难以越冬，一般在每年的4~6月投苗，12月或次年的1月起捕，苗种规格250~300g/尾，商品鱼平均规格在500g/尾左右。由于生活环境更接近天然，还有一定的天然饵料作为补充，围栏养殖大黄鱼个体大、体形修长、体色金黄，风味鲜美，而且养殖大黄鱼用药少，深受高端水产品消费市场喜爱。大规格的商品鱼市场售价高达200~400元/kg，是普通养殖大黄鱼的5~10倍。; t' }) d" A! ?2 t3 _. ]
山东围栏养殖所处海域低温期比较长，一般选择大规格苗种，以提高养殖成活率，缩短养殖周期。围栏养殖斑石鲷规格在400g/尾以上，半滑舌鳎规格在500g/尾以上，黄条鰤规格在200g/尾以上，并建立了经济效益、生态效益最大化的多品种立体养殖模式。一般在每年10月底或者11月初进行采捕，实现大规格商品鱼的分选销售和小规格鱼的工厂化越冬养殖。
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% U( Z8 s1 K! k* j深远海大型围栏养殖的发展展望与建议5 N6 R9 q* z" f) W% }: V
与深水网箱养殖、筏式养殖等海洋设施养殖系统一样，大型围栏养殖逐步向水质优良却充满风险的外侧深水海域推进，也势必面临着台风、风暴潮、海流等海洋动力环境的考验，其工程设施的安全与否是决定围栏养殖成败的关键;智能化管控是保障大型围栏养殖降本增效、增强抗风险能力的有效途径;高效生态养殖技术是构建环境友好型和生态功能型的绿色深远海大型围栏养殖模式重要保障。深远海大型围栏养殖设施从首例建造，到后续逐渐发展，企业之间互相借鉴，不断加强柱桩的强度，优化了网衣的连接技术，但受限于发展历程较短，关于大型围栏的基础研究仍比较薄弱，在一些技术环节与配套装备方面还需要进一步完善。其中，最为关注的4个问题：
" u8 U+ x6 v6 j7 f2 H, C1 n( ^(1)设施自身的安全问题，包括桩柱结构、网衣系统、网衣-桩柱连接系统在动力环境条件下的结构破坏等安全问题;6 U* R$ L3 O/ \& E4 o! W5 `& [. _
(2)底部密封安全问题，即底部沙袋在上部浮力系统和网衣系统的牵引下，是否具有足够的约束以保证网衣与海床的全耦合，以确保养殖对象的防逃安全;
& D* O9 B% @) K8 C' \8 G9 z; f(3)高效起捕问题，围栏养殖规模大，无网底，既不能像网箱养殖那样提网起捕，也不能像滩涂围网那样低潮起捕，深远海大型围栏养殖的起捕模式必须采取创新模式，不仅涉及新的起捕装备和技术，同时也涉及鱼类行为特性的更为系统的研究;
8 U7 D" I. X) \" f* K4 q6 O(4)大型围栏养殖区积淤问题，养殖鱼类的内源性排泄物和人工投喂的颗粒饲料、鱼糜、杂鱼等饵料带来的外源性污染物会沉积于围栏底部，日积月累形成淤泥，将对养殖鱼类健康生长和海洋环境造成威胁。
, Q* `: U: N2 E& \8 L上述问题是深远海大型围栏养殖必须解决的根本性问题，我国在这一领域目前走在世界前列。在国家重点研发计划课题及地方科技攻关项目的支持下，科研院所联合相关养殖企业针对围栏圈养水体大、养殖水域浪大流急和远离海岸线等特点，开展大型围栏设计与建造、网衣防撕裂和防磨损等关键技术研究，完善高强度的大网面构建技术，并开展科学实验与模拟运算，创新围栏设施的结构强度设计体系，以抵抗强风浪的冲击;从机械结构、动力来源、物料和信息采集与传输、机械化自动化操控技术等方面入手研发能适应高海况的大型围栏机械化与智能化操控装备，在大水面投喂、饲料定量、管道输送、养殖海域环境指标采集、安全监控、废弃物清除、网衣水下清洗、成鱼集中起捕、信号传输、动力供给和装备操控技术等方面，不断研究完善，逐渐构建大型围栏养殖配套关键装备技术体系;集成大型围栏养殖容量评估技术、友好型养殖环境构建技术与多元立体化养殖工艺，以构建大型围栏智能化生态养殖模式。另外，浙江省和山东省的深远海大型围栏养殖实践性尝试必将为我国海洋养殖业发展起到重要的推动作用，也将在未来引领深远海生态化大型围栏养殖格局。8 b Z' j& a8 O+ v. p6 ]! f
来源 | 节选自《我国深远海大型围栏养殖发展现状与展望》原刊于《渔业科学进展》
0 g. z6 u @2 V9 R! s( b" f作者 | 宋炜 韩昕辰 谢正丽 王磊 刘永利 王鲁民
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