淡水池塘循環水養殖模式研究綜述

周輝明，陶志英，鄧勇輝，章海鑫，鄧宏奎，袁嘉欣，歐陽敏

（江西省水產科學研究所，江西 南昌 330039）

池塘養殖是我國淡水養殖的主要方式，2020年全國淡水養殖面積5040556 hm2，其中池塘養殖面積2625404 hm2，占總淡水養殖面積的52.09%；全國淡水養殖水產品總產量30888912 t，其中池塘養殖水產品總產量22797586 t，占淡水養殖總產量的73.8%[1]。隨著養殖水面規劃頒布實施，大量湖泊、水庫等傳統養殖水面被劃為禁養區，再加上工業污染、農業面源污染等壓力，全國水產養殖面積大量減少，池塘養殖設施老化、效益低、尾水難處理等許多問題，繼續通過傳統的池塘養殖方式來達到高產高效綠色的目的，難度越來越大。

淡水池塘循環水養殖模式就是將同一養殖體系分為兩大塊，即養殖模塊和凈化模塊，養殖模塊實行設施化，凈化模塊實行多個功能不同的系統進行生態處理，使養殖尾水得以凈化，進而達到水資源循環利用、營養物質多級利用的目的，徹底實現池塘養殖尾水“零排放”，符合綠色循環經濟、節能減排的需求，有利于“碳達峰”“碳中和”。本文對近年來淡水池塘循環水養殖模式的研究進展進行了綜述，總結和探討了淡水池塘循環水養殖模式的歷史、尾水處理、養殖關鍵技術、評價等，為淡水池塘可持續發展提供借鑒與參考。。

1 國內外研究概況

池塘循環水養殖是一種技術含量較高的池塘養殖模式系統，主要特征是半封閉型和外封閉內循環型。模式主要有“跑道”、“集裝箱”、“圈養”等循環水養殖類型。

國外對魚類流水槽養殖的研究與報道較早，在北美，二十世紀70年代，Warner 等[2]比較了流水槽與池塘養殖斑點叉尾鮰的血清成分，發現流水槽中斑點叉尾鮰血清二氧化碳和鈉含量顯著減少。二十世紀90年代，Yoo 等[3]進行了流水槽養殖斑點叉尾鮰試驗，并開展了流水槽養殖廢棄物的收集和清理研究。Masser 等[4]研究設計逐漸完善流水養殖模式，將流水槽設置于池塘中，通過養殖槽外部水體來進行污水凈化，形成循環水養殖模式。2005年美國奧本大學教授Jesse Chappell 等[5]集成與優化了傳統池塘養魚和流水養魚模式，研發了“池塘循環水槽養殖模式（In-pond raceway system，IPRS）”（“跑道”養殖模式），通過小區域水槽“生態圈養”吃食性魚類，配套推水增氧設備保持水槽內流水增氧，大水域調節水質，同時在水槽末端安裝廢物收集裝置收集魚類排泄物及其他廢物，合理配比系統內魚類生物量、投入量和排放量，實現養殖增產增效、養殖廢水“零排放”的目的。近年來，美國大豆出口協會已經成為美國和全球推廣該技術的主要倡導者，他們在使用美國豆粕型水產飼料的主要國家和地區大力推廣這項養殖技術。美國的南部、中部和西部地區自1992年陸續建設了多個商業規模的流水槽池塘，最大的單個流水槽尺寸約7.3 m×2.5 m×1.1 m，用于商品鯰的養殖。Masser 等[6]設計的養殖單元為4.57 m×1.21 m×1.06 m，多用于苗種培育；其設計的氣推水單元，僅需電力就可以推水和增氧。

在歐洲，發展循環水養殖技術的國家主要是荷蘭和丹麥[7]。荷蘭循環水養殖工藝是典型的室內型，是近乎封閉的系統，主要用于生產非洲鯰和鰻鱺[8,9]。丹麥的循環水養殖工藝系統是室外的半封閉型系統，主要用于生產虹鱒魚。二十世紀80年代末起，歐洲的循環水養殖產量和種類有了顯著發展。德國、英國和法國已經設計了新型的循環水養殖設施，主要養殖的魚類是鮭魚和鱸魚[7]。據統計，歐洲大部分地區正在由孵化生產模式向循環水孵化模式轉變。

二十世紀80年代，中國引進國外循環水養殖技術及設施[10]，但由于高昂的投入和運行成本，大多數引進設施很快便棄之不用[11]。1988年，中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所吸收當時的西德技術，設計建設了我國第一個循環水養殖生產車間[12]。2013年，美國大豆出口協會在江蘇吳江建立國內第一個“跑道”養殖模式示范點[13]；倪建忠等[14]在江蘇啟東設計的池塘循環水槽養殖為1 口池塘和8 個不同面積的蟹養殖池相互結合而成，總面積1.33 hm2，由兩個養殖單元為22 m×6 m×1.8 m 流水槽組成，總面積240 m2，占總池塘面積的1.8%。近年來，我國學者曲克明等根據不同類型養殖企業對循環水養殖技術的不同需求，提出高、中、低三級循環水養殖技術模式，并在國內沿海地區進行三級養殖模式推廣[15]；黑龍江省水產技術推廣總站劉波提出了“集裝箱”循環水養殖技術與模式[16]；華中農業大學何緒剛教授基于“能時時打掃池塘衛生”理念提出的池塘“零排放”綠色高效“圈養”養殖模式[17]。

1.1 “跑道”循環水養殖模式

池塘循環水槽養殖模式（In-pond raceway system，IPRS），由流水槽、集污區、增氧設施、導流設施、凈化區、濕地等組成，因其養殖區為一流水槽結構，形似跑道，故被俗稱為“跑道”水產養殖模式。

1.1.1 工作原理

利用2%～5%池塘水面（淡水池塘總面積不低于1.34 hm2，池塘深度1.8～3.0 m），建設具有充氣和集排污設備的水槽作為養殖區，水槽上游安裝有增氧推水設備，由旋渦風機提供動力，通過納米曝氣管釋放出的大批量的小氣泡經導流板形成定向推力，推動水流前進，使“跑道”水體24 h 循環流動，使魚類獲得充足氧氣，實現高密度養殖；在集污區上游安裝不銹鋼攔魚網片，網孔大小根據養殖對象規格確定，主養魚類產生的糞便、殘餌逐漸隨流動的水體沉積在系統末端，通過底部廢物收集裝置，將糞便、殘餌排放到沉淀池中；剩下95%～98%的水面作為凈化區，一般飼養鰱、鳙魚類，同時搭配田螺、河蚌、青蝦、河蟹、水草等，并采用生物凈水技術，對養殖尾水進行凈化處理，實現養殖尾水“零排放”。導流設施可以用泥土堆成，也可以為磚砌水泥墻，還可以用塑料編織布、高密度聚乙烯塑料膜等材料，引導水流繞著整個池塘做循環流動，促進流水槽養殖區與池塘凈化區全部水體交流。IPRS（“跑道”養殖模式）整體布局如圖1[18-20]所示。

圖1 IPRS（“跑道”養殖模式）整體示意圖

1.1.2 技術要點

一是小水體推水養殖。小水體推水養殖區為長方形水槽，占池塘面積的2%～5%。近年來，國內的流水槽規格長20 m 左右、寬4 m 左右、高2.5 m 左右，一般每0.67 hm2水體設置1～2 條水槽。核心部分是推水增氧設備，設置在流水槽前端。早期IPRS（“跑道”養殖模式）的推水單元和增氧單元是分開的，推水單元是明輪裝置，增氧單元是曝氣裝置。明輪推動水槽內的水體以一定的速度流動，曝氣裝置為水槽內的水體增氧，在養殖槽內形成具有一定水流、溶氧充足的環境[21]。現在大多采用氣提式裝備，由鼓風機、微孔曝氣管和擋板組成。其原理是使用鼓風機向微孔曝氣管進氣，氣體向上運動時帶動水流向上運動，遇到角度為60°或1/4 圓弧角度的擋板后，溶氧飽和的水流向養殖槽后端，在水槽內形成一定的水流速度，氣推水裝置的推水效果滿足國內大部分的推水增氧需求[22]。

二是糞污收集處理。一般每3 條水槽應建設兩個相通的體積10 m3的下沉式集污池，放置流水槽后端。養殖區中的廢物在水流和重力作用下，流到集污池中沉淀后排出塘外。

三是大水體生態凈化。大水體生態凈化區占池塘面積的95%～98%，設置導流堤，水深2 m 以上。以濾食性魚類為主，水草等水生植物的種植面積控制在凈化區面積的20%～30%。凈化區內，配備水車式增氧機、葉輪增氧機、涌浪機等，適時投放微生物制劑等。

1.1.3 模式利弊

IPRS（“跑道”養殖模式）設計上的優點：①平均每條流水槽產量可達到10 t 左右；產品品質好，價格高，無泥腥味。②系統自動化水平高，可實現水質和環境自動監測監控。③流水槽養殖水體和生態凈化池塘內水體基本處于同一水平面，用風機曝氣推水增氧，養殖區和凈化區水流交換能耗相對較低。

實際存在的問題：①因為流水槽呈長條形結構，槽內養殖水體無法有效形成旋渦，不利于有效收集養殖水產品糞便、殘飼，是該系統未來需要克服的一大缺陷。②目前“跑道”池塘研究更多是有關于道池規格尺寸、養殖效益評價，而系統理論參數、水質凈化效果等方面研究還不多。③該養殖模式尚無統一的名稱，從現有文獻看，有“低碳高效池塘循環流水養殖”“池塘內循環養殖”“集聚式池塘內循環流水養殖”“池塘工業化養殖”[13,23-26]，不利于養殖模式的進一步推廣。④該模式的致命缺乏就是循環回來養殖的水體達不到養殖用水的要求，該模式下的水處理系統達不到養殖的要求；所謂的推水力度也不夠，整個養殖系統中水體不能得到有效的流動，時間一長養殖槽中致病菌極易繁殖，魚病接踵而來，養殖密度無法推高，達不到高產，也就達不到高質高效的目的。⑤整個系統的運行成本主要在電費，一次性投資也大。

1.2 “集裝箱”循環水養殖模式

“集裝箱”養殖模式：“分區養殖，異位處理”，在陸基上搭建集裝箱養魚，用大面積池塘對集裝箱養殖尾水進行凈化。

1.2.1 工作原理

在池塘岸邊擺放一排集裝箱，將池塘養魚移至集裝箱，箱體與池塘形成一體化的循環系統。用水泵將池塘表層富氧水體不斷抽至集裝箱內，利用風機輔助增氧；集裝箱內設斜面集污槽，收集養殖固體廢棄物；養殖尾水經過濾分離后，流入生態池塘凈化處理（圖2）[18,27-29]。

圖2 “集裝箱”養殖模式示意圖

“集裝箱”循環水養殖設施主要由：裝有進、排水口和出魚口的箱體，供排水處系統（水泵、水管、固液分離器），水處理系統（微孔增氧設備和臭氧殺菌設備），自動投餌機，物聯網及中央控制系統。

1.2.2 技術要點

(1)一般每0.067 hm2池塘配2 個集裝箱，養殖箱體一般由6.1 m×2.4 m×2.8 m標準集裝箱體定制而成，養殖水體約25 m3，箱體頂部有四扇1.1 m×0.76 m 規格天窗，用于觀察養殖物生長活動情況和投喂。集裝箱設在池塘周邊，通過從池塘抽水，引入養殖箱內開展流水養殖，養殖尾水再排放到池塘進行生態凈水。

(2)養殖尾水通過箱內集污和箱外分離，使大粒徑顆粒濾出分離，回收利用；小粒徑顆粒通過凈化水質新工藝，高效去除水中氨氮，實現尾水“零排放”。

(3)通過仿生環流提升魚類品質；降低藍藻暴發；土腥味較低。

1.2.3 模式利弊

“集裝箱”循環水養殖模式優點：①將魚類聚集在一起實施高密度養殖，利于實時監測養殖對象攝食和健康狀況，利于利用空地，安裝和規模化生產。②實時自動化固液分離,方便糞便、殘餌等的收集，減少池塘凈化水的壓力；同時易于捕撈。③利用大面積池塘進行養殖水質處理,可以充分利用光合作用增氧，節約曝氣增氧能耗。

存在問題：①因為集裝箱放在池塘岸邊，池塘和集裝箱水位存在較大水位落差，并且為了保持清新水質，需要大水量循環，提水動力能耗較高。②該系統雖然不需要太大的土建工程，但集裝箱價格較高，前期投資大。③養殖不成功的基地，多數是水處理系統達不到要求造成的。

1.3 “圈養”循環水養殖模式

“圈養”養殖模式主要包含圈養桶、增氧及捕撈等支持設備、集排污設備、圈養平臺和尾水處理設備等養殖裝備，并采用一定的技術措施提升圈養池塘水體自凈能力（圖3[17,30]）。

圖3 圈養模式圖

1.3.1 工作原理

將養殖對象圈在圈養桶內飼養，殘餌、糞便等固形廢棄物自然下沉聚集于圈養桶下方錐部排污管口附近，每天定時開啟排污水泵，抽排殘餌、糞便等固形廢棄物至尾水分離塔，沉淀分離后的固形廢棄物可用于制作有機肥等資源化再利用，去除固形廢棄物的上清液再經尾水處理桶脫氮除磷處理后，回原池重復使用；養殖對象的尿液等代謝廢物，則需依靠池塘水體自凈能力加以凈化。

1.3.2 技術要點

(1)圈養桶設置密度一般為60～90 個/hm2；圈養桶為圓柱體，內徑4 m，高3.1 m，有效養殖水深1.7 m，有效養殖水體20 m3；圈養池塘水體透明度養殖期間維持60 cm 以上；內設固定式防逃網和活動式捕撈網隔等。需要分級或捕撈時，升起捕撈網隔即可便捷化起捕。通常兩人即可完成捕撈，節約勞力成本顯著。待集成吸魚泵技術裝備后，可實現捕撈機械化。

(2)在圈養桶養殖系統底部，沿桶壁安裝一圈微孔增氧管，采用空壓機、羅茨鼓風機或純氧機等進行微孔增氧。增氧產生的氣泡在圈養系統內形成由四周向中央推送的水流，可將殘餌、糞便等養殖廢棄物推送到圈養系統中央部位，以利于其沉降、收集。

(3)集、排污設施由圈養桶下部錐形結構、尾水管道、吸污泵等構成。當殘餌、糞便下沉至防逃網以下部位后，就沒有魚類的擾動了，很快便會集到底部的出水口附近。當吸污泵開啟，含殘餌、糞便的污水會首先被抽排出，進入尾水塔。剩余清水直接抽排到圈養池塘中，靠池塘水體的自凈能力去降解其中的有毒有害氮素。

(4)污水入尾水分離塔后，在重力作用下，一定時間后固廢便下沉到尾水塔下部錐形結構底部，方便收集、用于后續的資源化再利用。去除固廢后的上清液，流入尾水處理桶，經微生物的脫氮、除磷處理后，再回流至池塘中重復利用，節約水資源。

1.3.3 模式利弊

設計優點：①圈養桶放在了池塘內部，不需要顯著水位落差，能耗小。②節水、節地，適應性廣。③提質增效效果顯著，實現清水養殖，產品藥殘和土腥味低，品質更高。④高效增收效果顯著，精養池塘單產可達75000 kg/hm2以上，將池塘養殖容量提升了5 倍；單位勞動力產能提高，簡化捕撈，節約勞動力成本，漁民養殖收益顯著增加。

存在問題：①圈養桶外的池塘水質凈化區不足以解決循環水的凈化問題，同時水處理桶的效果有限，時間一長整個養殖水體達不到養殖的要求，水處理系統有待改進；②尾水處理塔的固體物不易分離，勞動強度又大，實際生產中不易操作。

2 循環水養殖水處理系統技術研究

淡水池塘循環水養殖水處理系統技術為整個循環水養殖模式的關鍵核心環節，只有優質，高效的水處理才能使養殖尾水中的有害物質得到有效去除，并建立新的養殖水體生態平衡系統，進入下一輪養殖系統中去，才能實現循環水養殖的目標。目前，主要有原位修復和異位修復兩大類[31]。

2.1 原位修復

池塘原位修復又叫立體修復，就是將物理、化學、生物等尾水處理技術科學組合和應用，提高池塘的自凈能力，達到自凈能力大于污染惡化能力的目的，主要技術有以下幾點。

2.1.1 增氧

我國常用改善池塘水質的增氧機主要有葉輪式增氧機、水車式增氧機、射流式增氧機、充氣式增氧機、噴水式增氧機、微孔增氧和納米微孔增氧等。從增氧能力和增氧動力效益來看，葉輪式增氧機雄居榜首，其應用范圍也較為廣泛。殷肇君等[32]研制的水質改良機，通過翻噴池塘底泥，攪動池塘水體，使整個池塘水體得到充分溶氧，極大改善了池塘養殖水質。

2.1.2 改善底質

主要是利用沉水植物（苦草、輪葉黑藻、金魚藻等）吸收利用水體中的營養物質，合成自身生長發育所需要的物質；培育底棲動物（濾食性的雙殼類和刮食性的螺類等）濾食和分解小型有機物；增加池塘底泥微生物分解代謝能力（增氧、添加有益微生物等），有效降低水體中的營養鹽濃度，削減水體的污染負荷。趙迪等[33]研究了刺苦草對富營養化水體的凈化作用。結果顯示，刺苦草對富營養化水體的TN、TP、NH4+-N、COD 的去除率分別為66.64%、90.02%、91.94%、71.17%。陳春云等[34]研究了小球藻對對蝦養殖廢水中N、P 的去除率。結果表明，小球藻能很好地去除水體中的N、P，水體中NH4+-N 的去除率達到80%以上、PO4-P 的去除率達到85%以上，同時，小球藻的增長量達到初始量的10 倍。張少軍等[35]選擇濾食性貝類長牡蠣和紫貽貝對養殖廢水中懸浮物的去除進行了研究。結果表明，這兩種貝類對半滑舌鰨養殖池中懸浮物具備很強的生物濾除潛力，且能吸收和利用懸浮物中的有機質實現養殖廢物的生物資源化利用。

2.1.3 生物浮床

生物浮床作為一種新型高效的水產養殖尾水處理技術，主要利用水生植物如蔬菜、水葫蘆和水芹等為主體，高分子材料或無機非金屬材料等作為載體，充分吸收利用水體營養物質，改善水質，同時還具有改善景觀、操作簡單、成本較低、易管理等優點[36]。

2.1.4 微生態制劑

微生物制劑，又稱“有益微生物”，常見微生物制劑主要有枯草芽孢桿菌、硝化菌和反硝化菌、酵母菌、乳酸菌、光合細菌(PBS) 等。目前應用最廣泛的是光合細菌，它具有多種不同的生理功能，如固氮、脫氫、固碳、氧化等作用。中國水產科學研究院黑龍江水產研究所利用光合細菌的固定化技術進行試驗，結果表明，固定化光合細菌在魚池中降氯率達90%以上，而游離光合細菌的除氯率在50%左右[37-39]。

2.1.5 生物濾膜（器）

生物濾膜較為復雜，除含水和細菌外，還含有胞外聚合物、裂解產物等多種成分，生物濾膜可以提高水質，具有產泥少、運行管理方便、動力消耗少等特點，在養殖水體處理方面應用廣泛[40]。近10年多來，歐美一些國家對生物過濾器在水產養殖方面的利用開展了大量研究，對氨氮去除的動態特性有了進一步了解，并逐漸研發了一些專用于養殖系統的生物過濾器，比如微珠生物濾器、珠子系列過濾器、流化床過濾器和移動床生物濾器等[41]。

2.2 異位修復技術

異位修復技術是相對原位修復技術而言，又叫平面修復技術，主要是利用凈化單元對養殖尾水進行處理，凈化處理后的水再循環利用。異位修復技術主要有以下幾點。

2.2.1 人工濕地

人工濕地是由人工基質和生長在其上的水生植物、微生物組成的一個獨特的土壤-植物-微生物生態系統。人工濕地凈化技術是一種綜合技術，結合物理過濾、化學吸附共沉淀、植物過濾及微生物作用等方法，用于水產養殖尾水處理效果良好，能有效去除水中氮磷等營養元素，還能去除一定的BOD、COD 和SS[42]。彭劍峰等[43]通過構建穩定塘-濕地組合生態處理系統的研究發現，浮萍塘去除氨氮效果最佳。吳振斌等[44]構建的池塘養殖-復合垂直流人工濕地系統經過9 個月的運行后，污染物去除率范圍分別為TSS 80.5%～82.9%、COD 45.2%～64.2%、BOD 61.0%～77.0%、NH3-N 51.5%～67.8%、NO3-N 90.6%～40.0%、TN 29.1%～68.6% 和TP 72.7%～89.1%。Lymbery 等[45]利用鹽草（Distichlisspicata）濕地處理澳大利亞內陸干旱區域的養殖廢水并收獲植物用于畜禽飼料。

2.2.2 “三池兩壩”[46]

一般由生態溝渠、沉淀池、過濾壩、曝氣池、過濾壩、生物凈化池組成。尾水經過生態溝渠和沉淀池逐級沉淀后，去除了部分大顆粒物質，再經第一道過濾壩進一步去除和分解細微懸浮物，然后進入曝氣池中，經氧化、揮發、分解等過程使水中化學需氧量和氨氮等降低，最后經過第二道過濾壩進入到生態池中，通過在生物凈化池中種植水生植物、放養水生動物等構建綜合立體生態位處理系統，有效降低水體中氮、磷濃度，實現水達標排放或循環再利用。通常尾水處理區面積為養殖水域的6%～10%，高排污的水域應適當增加處理區面積，各單元面積占比也要有所調整。

2.2.3 工廠化尾水處理系統

工廠化水處理系統包括懸浮物和可溶性蛋白去除設備：三級沉淀池、微濾機、過濾篩、泡沫分離器等裝置；有機物分解和氨氮去除設備：厭氧生化池、生物膜反應器等；殺菌增氧設施：紫外、臭氧、曝氣設備。工廠化養殖尾水處理主要是養殖尾水先過濾（利用篩網分離固體物和懸浮物），過濾后再進行生物過濾（使用毛刷、陶粒等構建的生物膜進行氧化分解，降低BOD、氨氮和亞硝酸鹽）后進行消毒殺菌。Samir等[47]研發出由水流驅動的轉鼓式微濾機代替傳統的濾池技術去除顆粒物，極大減小了設備占地，提高了出水的穩定性。曹劍香等[48]研究了蛋白分離器在不同參數下的養殖廢水蛋白分離效果，通過改進裝置，有效提高了蛋白分離程度，并對氨氮、COD 的去除起到了一定的促進作用。近年來，我國的工廠化循環水產養殖技術已相當成熟，具有代表性的是大菱鲆循環水產養殖模式，相應的水處理技術也日漸發達[49]。

3 淡水池塘循環水養殖技術研究

國內外循環水養殖技術的研究主要集中以下五個方面[50-51]。

3.1 水循環系統對化學物質的承載力研究

水循環養殖系統的承載力與養殖系統的穩定性密切相關，且決定了養殖系統的生產力，為了將循環水養殖模式更好應用于生產，國內外水產工作者圍繞著重金屬離子、過氧化氫、硝酸鹽等對水循環養殖系統穩定構成威脅的因素做了大量研究[52-54]。

3.2 水循環率對養殖品種生長、生理和生態的影響研究

循環水養殖系統的日循環次數涉及降低能耗需求，也涉及循環水養殖系統中養殖對象的生長、生理狀態，因此尋找最合適的水循環次數是亟需解決的問題。田喆等[55]研究了不同水循環率對大菱鲆生長和水質的影響。研究表明，適當提高水循環率可降低系統中氨氮和亞硝酸鹽氮的積累速度，優化養殖水質，從而加快大菱鲆的生長速度。Davidson 等[56]研究了循環水養殖系統中不同流速對虹鱒(Oncorhynchus mykiss)生長狀態的影響。歐紅霞等[57]研究了“跑道”池塘循環水養殖對寶石鱸營養成分及血清生化指標的影響。研究表明，跑道池塘循環水養殖模式有助于提高養殖寶石鱸的品質，提升其機體的健康狀況。

3.3 養殖品種研究

Dalsgaard 等[58]總結了過去20年-30年中北歐國家在循環水養殖系統設計、建造和管理適應于不同養殖種類方面的實踐經驗，主要包括：大西洋鮭(Salmo salar)、虹鱒、歐洲鰻、暗斑梭鱸(Stizostedion lucioperca)、紅點鮭(Salvelinus alpinus)、鱘(Order Acipenseriformes)、尼羅羅非魚和歐洲龍蝦(Homarus gammarus)。美國奧本大學的Brown 等[59]對循環水養殖模式下養殖鯰魚進行研究，發現平均存活率達到83.7%；Brown 等[60]研究證實循環水養殖模式非常適于鯰魚或者混養，具有更高的經濟效益。

我國對循環水養殖的研究較晚，但進展較快。王浩偉等[61]對循環水養殖模式養殖草魚進行研究，草魚平均成活率達到92%，平均毛產量137.8 kg/m3。王力等[62]對循環水養殖模式養殖七星鱸和斑點叉尾鮰進行實驗，七星鱸養殖產量為27.8 kg/m3，而斑點叉尾鮰的產量達到77.5 kg/m3，且斑點叉尾鮰的成活率（86.7%）高于七星鱸（56.1%）。錢克林等[63]在池塘內循環流水養殖模式下進行鱖魚養殖，鱖魚成活率達89%，平均規格0.6 kg/尾。張林兵等[64]開展了大口黑鱸、太陽魚（Lepomis gibbosus）、花鱸（Lateolabrax japonocus）等多種魚類循環水養殖，解決了不同養殖魚類食性和習性的差異，實現了單個池塘養多種魚。

3.4 最適養殖密度研究

田息根等[65]在循環水養殖模式下養殖不同密度青魚的實驗。結果發現，從不同密度水槽收獲的青魚規格來看，養殖大規格（2 kg/尾）左右青魚種，每條養殖槽放養密度在1500 尾左右，養殖效益最高。朱建新等[66]研究了大菱鲆幼魚在循環水養殖系統中養殖密度對其生長、攝食、飼料利用率及免疫應答等方面的影響。羅國芝等[67]在循環水養殖系統中研究了養殖密度對高體革鯻(Scortum barcoo)苗種的影響。

3.5 凈化池塘和養殖池塘面積之間的配比研究

養殖密度、養殖品種對凈化池塘和養殖池塘面積比例都有影響，凈化能力提高可減少凈化池塘使用面積，從而提高養殖效益。

宋超等[68]通過參照水生植物對養殖尾水中污染物的吸收能力和養殖魚類的產排污系數，再結合淡水池塘養殖過程中水質管理的一般規律，給出了淡水池塘循環水養殖模式中養殖池塘面積和凈化池塘面積之間配比關系的計算方法；并以養殖草魚為例，通過該計算方法，結果表明，以總氮的去除為例，養殖池塘和凈化池塘的基本面積比為15 ∶1；按養殖池塘所排放的污染物濃度計算，1 hm2凈化池塘可以凈化7.5 hm2養殖池塘；按養殖魚類的產排污系數計算，1 hm2凈化池塘可以凈化27.8 hm2養殖池塘。

4 淡水池塘循環水養殖模式的評價

4.1 通過利潤對循環水養殖模式進行評價

對于池塘循環水養殖來說，它運行的好不好，我們可以從一個養殖周期的產量來進行評價，并且可以根據魚類的投放時間、收獲時間、平均收獲規格、成活率、純收入、平均投資回報率等數據與傳統池塘養殖的各項數據進行對比，從而對比出傳統池塘與循環水養殖模式在生產實踐過程中的優劣之處，同時，在生產管理、人工、飼料、藥品、耗電量等各方面和傳統池塘養殖方式進行對比，進而全方位的評價該池塘循環水養殖模式。王峰[69]運用經濟學分析方法對半滑舌鰨循環水養殖系統養殖效果進行了總體評價。結果表明，循環水養殖模式養殖密度、成活率、增重率、年產量分別是流水養殖模式的1.21 倍、1.31倍、1.4 倍、1.71 倍，養殖效果優勢顯著；銷售額、稅收、利潤分別為流水養殖的1.71 倍、1.71 倍、2.96倍，盈虧平衡點為4.35%，相比于流水養殖模式，具有更好的抗風險能力。王浩偉[61]對池塘循環流水養殖草魚模式的經濟效益進行研究。結果表明，整個2.13 hm2池塘的總產量為11860 kg，平均產量為5559 kg/hm2，總投入438215 元，毛收入455653.6 元，純利潤為17438.6 元，投資回報率為4%；傳統池塘純利潤為15336 元左右，池塘循環水養殖草魚模式經濟效益比傳統池塘高12.06%。

4.2 通過水質變化對循環水養殖模式進行評價

水體質量檢測的指標有：總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、亞硝態氮（NO-2-N）、葉綠素a（Chla）和高錳酸鹽指數（CODMn）、除了這些化學指標之外，還有水溫（T）、pH、溶氧（DO）、透明度（SD）等物理指標。

4.3 通過凈化的效果對循環水養殖模式進行評價

4.3.1 對總磷的去除

水體中總磷（TP）的含量是水體質量的一項重要指標，若水體中的磷含量比較高的話，那么水體就會因為磷含量過高而造成水體富營養化，甚至會影響到水質的狀況。磷的去除主要是通過浮游植物作用來進行的，它們可以吸收以PO43-和HPO42-形式存在的磷，因此可以達到去除磷的目的。

4.3.2 對總氮的去除

水體中的總氮（TN）的含量也是影響水體質量的一個重要指標，總氮的去除主要是受到浮游植物的吸收作用。除此之外，微生物通過硝化作用和反硝化作用也是去除氮的主要途徑。微生物可以將還原態有機氮化合物轉化成氨氮，這主要是通過了微生物的氨化作用；而微生物將硝化反應的產物還原成N2和N2O等也是在反硝化細菌的作用下發生的。

4.3.3 亞硝態氮的去除

池塘循環水養殖模式對NO2--N 的去除方法主要是利用微生物的硝化與反硝化作用。

4.3.4 對氨氮的去除

氨、氮是一種有害的化學物質，如果養殖水中的單位水體中的氨氮的含量超過了一定的數值，那么就會造成生物體的死亡。可以通過浮游植物和微生物的硝化及反硝化作用對氨氮進行去除。

4.3.5 對高錳酸鹽指數的去除

高錳酸鹽指數（CODMn）是反映水體中有機及無機可氧化物質污染的常用指標，高錳酸鹽指數過高會不利于水質的凈化，嚴重影響魚類的生長，池塘循環水養殖模式對高錳酸鹽指數（CODMn）去除主要是通過了微生物凈化的方式來完成的。

4.3.6 對葉綠素a的去除

葉綠素a（Chla）是控制富營養化和藻類生物量的一個重要指標，揭示富營養化的內在實質，可以反映出水體中藻類種類和數量以及水體營養狀態。對葉綠素a（Chla）的去除主要是通過它在循環流水過程中濾食性魚類的濾食作用及沉淀作用。

張明明等[70]對池塘循環水養殖系統凈化效果進行了評價和分析。結果表明，池塘循環水養殖系統對TP、TN、NO2--N、CODMn、NH3-N、Chla 的平均去除率分別為6.71%、20.87%、21.35%、12.72%、27.03%、41.53%。

5 展望

淡水池塘循環水養殖模式就是在養殖品種的高度密集放養的基礎之上采用自動化、機械化、信息化等新技術，使養殖產量達到最大化。國外對淡水池塘循環水養殖系統的研究全面深入，但受限于池塘養殖在國外的產業規模，應用范圍并不廣泛。我國通過對淡水池塘循環水養殖系統的優化，形成了適應于國內魚類養殖特點的系統模式，表現出廣泛的應用前景，但在實際養殖生產中也存在各種各樣的問題。未來，淡水池塘循環水養殖模式研究和應用，應重點關注于以下幾個方面：

第一、我國的淡水池塘循環水養殖模式應借鑒國外系統設計的理念和參數，進一步優化完善循環水養殖設施的結構，實現淡水池塘循環水裝備數字化、標準化。

第二、進一步研究生態處理池工藝流程與建設；過濾壩的工藝設計與建設、過濾壩過濾物的篩選；凈化水生植物的篩選與種植；微生物凈化水質技術研究，包括菌種的篩選、菌膠團的建立等；整體系統對養殖水體排泄物、污染物去除影響等方面，構建淡水池塘循環水水產養殖基礎理論體系。

第三、重點解決養殖品種篩選、營養需求與飼料投喂、病害防控等關鍵技術，探討適合我國淡水池塘循環水養殖品種養殖密度，提高存活率，建立不同養殖品種的養殖技術操作規程。

第四、完善淡水池塘循環水養殖管理策略，建立與我國養殖對象相配套的淡水池塘循環水養殖模式管理方法。