“魚菜共生”漁菜農場養殖設施與景觀設計研究

中圖分類號：S-3 文獻標志碼：A 文章編號：2096-9902（2025）08-0053-08

Abstract：Thisresearchisrotedinthecoreconceptsof\"fish-vegetablesymbiosis\"systemsandcircularagriculture， implementsGeneralSecretaryXiJinping'simportantinstructionson\"moderizationofagriculturalmaterialandequipment\"andis commitedtotheinnovativedesignof\"fish-vegetablesymbiosis\"facilities.Fromtheperspectiveofproductdesign，modularand systematicdesignimprovementswillbeimplementedtothefishandvegetablesymbiosissystem，andthelandscapedesignof the fishandvegetablefarmparkwillbeintegratedtobuildaharmoniousunityofmacroplanningandmicrospatialpattern.The researchaimstodesigna\"fish-vegetablesymbiotic\"facilityandfarmlandscapethatintegratesconomicfciency，greenecology andaesthticconnotations，therebyopeningupamorediversfiedagriculturalproductionparticipationpathandanewrealmof agricultural tourism experience for the public.

Keywords： fish-vegetable symbiosis；breeding facilities；product design； landscape design； circular agriculture

當前我國經濟社會在高速發展的同時，也面臨著對可持續糧食生產需求的增加、淡水資源的減少、海洋資源受到污染等諸多農業生態問題。2023年9月6日至8日習近平總書記在黑龍江考察時強調“要以發展現代化大農業為主攻方向，加快建設現代農業大基地、大企業、大產業，率先實現農業物質裝備現代化、科技現代化、經營管理現代化、農業信息化、資源利用可持續化。\"在此背景下，對農業生產裝備的創新進行多元化探求，旨在實現農業生態的節地化與循環發展模式。通過整合農作物生產、循環節能設施以及農旅融合的要素，構建一種生態“魚菜共生\"系統與景觀設計方案，有望為我國農業產業的持續可發展提供更為優越的路徑選擇。

1研究背景

隨著人口增長對糧食生產需求的增加、淡水資源的減少、海洋資源的污染，工廠化、集約型魚菜共生農場建設正處于迅速發展的風口。2023年7月20日習近平總書記在中央財經委員會第二次會議中指出“要積極開發各類非傳統耕地資源，加強科技研發和生產投資，探索有效發展模式，突破我國傳統耕地稀缺的自然條件限制。\"2024年，全國水產技術推廣總站、中國水產學會將“魚菜共生生\"態種養技術列為重點推廣水產養殖技術。魚菜共生設施以生態循環農業為特點，以資源互補共生為技術思路，除了讓產業鏈得以延伸完善外，還有效提高了單位面積產出，是當前與未來可持續循環型低碳有機農業的良好生態模式，可以助農增收，可成為促進自然資源保護與農業經濟發展雙贏的方式之一。

2 國內外研究現狀

魚菜共生養殖形式在歷史上早已有跡可循，亞洲及南美洲早期文明都采用過將魚類養殖與植物種植相結合的生產方式。《太平御覽》記載三國時期：“郫縣子魚黃鱗赤尾，出稻田，可以為醬\"3；公元1100—1350年，南美洲阿茲特克人將植物種在木筏等材料做成的浮島上，利用人工浮島的方法發展農業，稱之為“奇南帕（Chinampa）\"；我國第一個世界農業文化遺產麗水青田稻魚共生系統，其延續1200年所營造的田魚與稻米共生環境系統也可以認為是現代魚菜共生理念的起源5]。

2.1 國內魚菜農場發展現狀

世界各國根據技術發展水平，針對不同魚類、蔬菜品種的需求，對魚菜共生系統進行本土化改進和發展。我國的魚菜共生系統最早在1989年由上海中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所研制成功，集高密度養魚和蔬菜無土栽培技術為一體。隨著智能技術的發展，魚菜共生系統所依托的硬件設施也向著生態型、智能化發展。例如，李小龍等提出了包括魚類養殖、蔬菜栽培、綜合環境測控3個部分構成的智能化“魚菜共生”系統。近年來，我國多地開始積極探索設施農業“魚菜共生\"模式，將水產養殖與蔬菜種植有機結合，在養殖環境上有魚塘浮板養殖、溫室魚菜養殖、循環水養殖和家庭陽臺微型養殖[等多種類型。其中應用最為廣泛的是池塘養殖模式，其結構簡單、建設成本低{。但利用天然池塘及浮床，在不改變或基本不改變水產養殖原有模式的情況下，對所養殖的魚類以及所栽培的蔬菜具有品種限制，基本局限于地域性魚類及蔬菜品種。同時受天氣、水源、水量和品種等條件影響較大，對池塘條件、清塘消毒、魚種放養、飼料投喂及日常管理具有較高的技術要求，還需要實時注意池塘的含氧量，需要人工調控水質、監測養殖。而溫室魚菜養殖在不改變日光溫室結構、不改變蔬菜種植性質、不破壞農地耕作層的前提下，在地上部分占用菜棚 10%～15% 的面積來配套建設循環水養殖設施，構建水產養殖和蔬菜種植的魚菜共作綜合種養生態系統2。但是在目前現有的漁菜農場中，大多只考慮了養殖、種植區域的排布，主要以滿足農業生產需求為主。

2.2國外“魚菜共生\"系統的發展現狀

20世紀70年代，美國南伊利諾伊大學Lewis教授所帶領的研究團隊首先在伊利諾伊漁業和水產養殖中心構建了以斑點叉尾與番茄結合生產的“魚菜共生\"系統[13-15]。20世紀80年代初期，美屬維爾京群島大學的Rakocy等研發了首個大型商業規模的魚菜共生研究系統，開展羅非魚和水培生菜生產試驗。同期，美國北卡羅萊納州立大學的Mcmurtry等研發了溫室魚菜共生系統。隨著現代農業技術進步、全球人口增長以及土地和水資源減少等因素，進一步促進了魚菜共生在全球的發展，據統計在2014年已有43個國家和地區開展了魚菜共生研究和實踐8。歐洲對不同魚類、蔬菜種類以及不同水培單元形式開展技術研究，優化\"魚菜共生\"系統參數，提高產量[]。美國NelsonandPade公司研發了成熟的家用和商用“魚菜共生”系統，并成功地進行了商業化運作。2010年歐洲議會研究服務局將魚菜共生認定為是“可以改變生活的十項技術\"之一，認為其是有望改變滿足持續增長的人口糧食需求的生產方式[20]。此外，還有一些學者研究立體“魚菜共生\"系統，將立體種植與漁業養殖相結合，提出了基于種植墻技術的魚菜共生設施，并集合智能魚系統收集數據并進行實時觀察[2]。

“魚菜共生”，這一古老智慧與現代科技融合的農業模式，歷經千年傳承與創新，展現出蓬勃生命力。國內外研究與實踐表明，其通過生態循環與智能技術，實現了水產養殖與蔬菜種植的高效整合。“魚菜共生”不僅豐富了設施農業形態，更為解決全球糧食需求與資源約束提供了綠色路徑。因此本研究以循環農業為理念，以節約資源為目的，以探索非傳統耕地資源有效發展模式為宗旨，以模塊化“魚菜共生\"設施產品為研究對象通過設計加強魚菜共生設施與農場景觀的設計，對目前鄉村漁業、農業發展具有一定的現實意義。

3項目區位與主要研究內容

本項目位于國家漁業綠色循環發展試點區浙江省湖州市南潯區內的石淙鎮花園灣村，是浙江省3A級景區村、浙江省美麗鄉村特色精品村之一，區域內地勢平坦、河塘密布，自古以來就是重要的漁業養殖地區。具體依托花園灣村未來農場數字化項目，進行“魚菜共生\"循環農業設施與農場景觀設計。

“魚菜共生”循環農業設施設計包括設施的結構與外觀設計、設施的功能控制與管理系統構建、設施中的能源與節能技術應用3個方面。在設施的結構與外觀方面主要是設計合適的產品結構，包括魚缸、種植床，并對水循環系統進行排布等。考慮到不同魚類和植物的需求，規劃合理的空間布局和容量，以確保植物和魚類能夠在良好的環境中生長和繁殖。設施的功能控制與管理系統構建包括“魚菜共生”系統中的水質管理、養殖和種植管理的方式與系統構筑，包括水的循環、過濾和凈化等，選擇適用的水處理技術，以保持水質的穩定和清潔，同時提供適宜的養分供給，滿足魚類和植物的生長需求。通過對用戶行為的研究，例如進行魚類、植物的養殖和種植管理方式，包括飼養、投喂、疾病防控和收獲等，探索適合養殖和種植的人體工程學尺度，制定合理的預制模塊，以滿足多樣化的場地需求，并提高生產效率。能源和節能技術的應用則主要探索可再生能源與節能技術的應用，如太陽能和風能，以減少對傳統能源的依賴；通過智能控制系統和高效設備，降低能源消耗和運營成本等等。在“魚菜共生\"農場景觀的設計中，首先需要融入設施外觀設計，使“魚菜共生\"生產設施與周圍環境相融合，與農業氛圍相協調。這個部分的設計包括對設施的形狀、尺寸、布局和比例等方面的考慮。其次在選擇環保、耐久材料的同時，考慮材料的防腐、防水和保溫性能，以確保農場設施的長期使用和維護。然后通過選擇適合的植被和景觀植栽，考慮其生長特性、適應性和景觀效果，以增加農場的美觀性和生態功能。最后將養殖設施中的水體、種植蔬菜與景觀小品相互聯系。景觀小品包括農場導視設施與輔助生活設施，也是農場景觀設計的重要元素之一。設計相應的景觀小品可以增加農場的視覺吸引力和生態功能，同時也為參觀、展示、科學普及等農旅活動提供了良好的體驗環境。

4“魚菜共生\"設施與景觀設計理念

4.1農業 + 循環，開源節流

本研究將工業化漁業養殖與水培蔬菜種植相結合，此種耕作體系采用無廢化生產模式，將養殖污水資源化，實現了開源節流的目標，符合循環經濟和可持續發展的理念。通過合理設計，實現魚和蔬菜之間的生態共生效應，具備科學、綠色環保、節約時間和空間資源的特點。系統中引入微生物和催化劑等參與因素，形成一個集成生物和科技多樣性的組合系統。在設計蔬菜種植模塊時，選擇水培法作為種植方式。使經過微生物處理的養殖尾水可直接通過模塊中的管道輸送到蔬菜根部供其吸收，最大限度地減少了資源的浪費和污染，實現了養殖污水的資源化利用，有助于推動農業向著更加可持續的方向發展，為實現綠色農業和生態農業的目標作出積極貢獻。

4.2農業 + 智慧，綠色發展

研究結合現有的農業物聯網技術，設計了中央處理及控制主機，用于設施內的高精度環境控制。通過在養殖池、種植板架、尾水管道和處理主機中安裝傳感器，可以自動監測并調節溫度、濕度、光照、 濃度以及養殖水體溫度、溶氧、pH、氨氮和亞硝酸鹽等環境條件。智能化的飼料供給系統可以根據魚類的需求自動投喂，減少了人工操作的需求。使農作物和水產品的生長發育不再受到自然條件的限制，實現了農產品全程可控、連續高效生產。在設施設計中還考慮了配備小型增氧機、投餌機、補光燈等輔助設施，以滿足魚和菜的生長需求。這些設施不僅為養殖戶提供了便利，同時也提高了生產效率。通過此方式，可以在生產中實現智能化和精細化管理，提高資源利用效率，提升了農場的管理和生產效率。漁菜農場設施與景觀設計可以實現資源的循環利用、提高農業產出和經濟效益，同時改善農村及城市的環境質量，促進農業的可持續發展。

4.3農業 + 旅游，設計賦能

通過構思融合農旅特色的漁菜農場復合功能區域，本設計力圖展現農耕文明、漁業傳統及現代農業科學技術的精髓。農場景觀區域將涵蓋中小學科普研學活動、農業知識小講堂、農產品親手采摘等一系列互動環節。同時在農場的配套空間內，規劃了生態友好型餐廳與休閑輕食吧，為到訪者提供會議聚會、垂釣娛樂及棋牌休閑等服務項目，以進一步促進農旅產業的融合發展。此外，功能區內還精心開發了農業關聯產品的陳列與銷售板塊，產品線囊括了城市農場產品、立體農場模型、家庭庭院“魚菜共生\"系統、陽臺蔬菜種植套裝、智能化種菜設備、景觀式“魚菜共生\"裝置及桌面型“魚菜共生\"微系統等，旨在全方位滿足不同群體的需求。農旅融合的多功能區域設計理念，不僅可以促進農業體驗的多樣性與文化交流的深度，提升鄉村地區的整體形象與吸引力。還能吸引更多人群參與到農業實踐與體驗之中，為農民增收開辟了新途徑，助力實現鄉村共同富裕的宏偉目標。

5 設計實踐

5.1“魚菜共生\"設施設計

在“魚菜共生\"設施設計中，依據共生循環原理以及現有的養殖、種植技術與現代科技相結合進行構建，保證系統生態環境的完整性和自身循環凈化的調節能力，讓“魚菜共生\"設施在建設上更科學更合理，在運用上更符合實際生產的需求，在構架上充分發揮立體化、循環式的空間集約作用。設計后的魚菜共生設施可以分為魚類養殖區、植物種植區、控制器。“魚菜共生\"設施共生循環原理構建如圖1所示。

5.1.1 設施模塊設計與立體空間布局

在“魚菜共生\"設施的設計中，設施模塊設計和空間布局起著關鍵的作用。合理的設施模塊設計和空間布局可以最大程度地提高生產效率，優化資源利用，實現“魚菜共生\"系統的良好運行。設施模塊設計需要考慮魚和菜的生長需求。魚類養殖池的大小和形狀選用了適合模數化拓展的方池形式，長 2m ，寬 2.4m ，高2.4m ，可根據魚類的品種和數量進行合理選擇，滿足足夠的生長空間。在設施模塊的垂直立體空間布局上，還考慮到了設施之間的相互關系和便捷性。例如，蔬菜種植板架設計間隔為 0.4m ，并可根據實際的蔬菜種植品種、生長情況、根系空間需求和生產農人身高等因素進行高度調節，集成灌溉系統、光照設備于一體，以提供良好的生長環境。灌溉系統可以根據蔬菜的需水量和灌溉方式進行控制，確保蔬菜得到適量的水分供應。植物補光設備可以提供充足的光照，滿足不同環境條件下蔬菜的光合作用需求。魚菜共生設施模塊與立體空間布局如圖2所示。

此外，采用模塊化和預制式設計的漁菜農場設施還可以提高施工效率和質量控制。通過標準化的模塊構件，可以對魚菜養殖設施進行快速組裝和拆卸，從而減少對現場施工的依賴，降低建設成本，并提供更靈活地空間布局，以適應不同規模和需求的農場環境。漁菜農場設施設計還可以將原有以農戶自行搭建為主的養殖設施采用標準化生產工藝進行集成設計，并將其納入農場景觀進行空間重構。設計產品將農業生產與生態、經濟和社會系統相融合，強化了農場的生產功能。例如，模塊化的設計使中央處理器可以與養殖魚菜架進行并聯或串聯，以滿足各種生產場地不同的空間需求，使產品的適應性更加廣泛。通過資源互補共生的技術思路，實現了養魚種菜一舉兩得，最大限度地減少農業排放，符合生態綠色環保理念，推動了農業的可持續發展。“魚菜共生\"設施效果圖如圖3所示。

5.1.2設施結構設計與材料選擇

“魚菜共生”設施需要具備足夠的強度和穩定性才能使養殖池、種植板架、灌溉系統等重要組件在各種環境條件下都能夠安全運行。因此在本次設計過程中首先考慮了設施的穩定性和承載能力。合理的設施結構設計和材料選擇可以確保設施的穩定性、耐久性和功能性，從而為“魚菜共生”系統的順暢運行提供堅實的基礎。同時，材料選擇對設施的耐久性和功能性至關重要。由于設施常常處于潮濕的環境中，因此在“魚菜共生\"設施的材料選擇中，需要考慮到材料的耐腐蝕性、耐候性和抗紫外線能力。設計選用了具備良好的耐腐蝕性的玻璃纖維與PVC為設計主材，以防止材料的損壞和腐蝕。此外在附屬景觀設施的設計環節中較多地使用可再生材料或環保材料，以降低對環境的影響，體現綠色設計理念。

5.2漁菜農場景觀設計

整體規劃與分區設計。漁菜農場的景觀規劃設計需要將農業生產功能與環境美學原則相結合，整體規劃應綜合考慮空間布局、生產與景觀、可持續性、安全與便利性以及教育與體驗等因素，以創造出一個美觀、高效、可持續的漁菜農場為設計目標，為“魚菜共生\"系統的順利運行和農業的可持續發展提供良好的支持。

漁菜農場的空間布局應考慮到“魚菜共生\"設施的功能性和流線性，合理布局以提高工作效率和操作便利性。例如，將養殖池和種植板架進行垂直布局，以節省空間并提高生產效率。同時，設施之間的通道寬度應足夠，方便工作人員的操作和維護。空間設施整體規劃圖如圖4所示，人員流動圖如圖5所示。

在漁菜農場的景觀規劃設計中，除了種植綠化之外，選擇合適的配植，可以改善空氣質量、降低溫度、改善環境舒適度。也可以考慮引入水景與養殖水池相互呼應，營造出宜人的工作環境和舒適的農場氛圍。漁菜農場景觀規劃還考慮將一部分區域開放給公眾，提供教育和體驗的機會。例如，可以設置觀賞區域，讓公眾了解“魚菜共生\"系統的運作原理和可持續農業的重要性。這樣不僅可以增加公眾對農業的認識，還可以促進農業旅游和農產品銷售。設施內還設計了合適的安全設施，如防滑地面、緊急出口等，以確保工作人員與游客的安全。“魚菜共生\"設施效果圖如圖6所示。

5.3 細節設計

“魚菜共生”設施細節主要體現在設計尺度符合人體工程學使用需求，設計構件倒角安全，組裝設計簡潔便利，模塊化設計可更具實際使用需求拓展或減配。產品在單位面積上實現了較高的產出。通過可拓展種植菜板、可調節流水跑道等產品功能設計，使“魚菜共生”系統中的資源得到充分的循環利用，有效地利用了有限的土地和水資源，提高了資源利用效率。尤其在我國人多地少、人均資源有限的情況下，這種創新的農業模式具有重要意義。它可以助農增收，提高農民的經濟收益，同時減少對自然資源的過度開發，實現了農業經濟發展與自然資源保護的雙贏。種植區裝配模式如圖7所示，設施層架結構如圖8所示，循環進出水管設計細節如圖9所示，種植層設計細節如圖10所示。

在景觀小品設計上，對原有廚余垃圾桶進行改造，集合漁菜農場的微生物處理技術基礎，將廚余垃圾集成有機植物種植肥料，可以為農場配植提供養料。利用生態科普墻的結構以及滴灌技術，按照不同需求種植不同植物，呈現不同內容，向大眾科普循環農業的綠色發展理念，增加了農場景觀綠化面積，拓寬了園區內種植植物的多樣性。結合太陽能、風能等清潔能源，設計集照明與驅蟲于一體的集成照明驅蟲燈，保證農業生產與農旅體驗的照明功能，同時結合光媒驅蟲，以減少農場蟲害。

6設計中的關鍵技術與應用

6.1“魚菜共生\"物質循環與處理技術

在“魚菜共生\"系統中，水產養殖的水通過水泵被輸送到水培種植槽，魚糞經過分離過濾并通過硝化細菌對氨氮類物質分解成亞硝酸鹽后，成為營養物質可以被植物直接吸收利用22，形成“魚肥水 arrow 菜凈水 arrow 水養魚\"的生態循環系統。通過物質循環與處理技術的運用，使設施中的魚類、蔬菜、微生物三者達到互利共生的生態平衡關系，是一種綠色可持續的低碳生產模式。養殖尾水過濾可分為物理與生物凈化兩種形式。物理過濾利用水流的高度差來過濾水中糞便、殘餌等一些不可溶水的物質，可以有效地保持循環水的清潔[23]。生物凈化技術依賴于生化濾料來培育硝化菌群，促進硝化細菌增殖，進而優化硝化過程，有效分解循環水體中的魚類排泄物及難溶性物質，實現水質的澄清凈化。循環水的滅菌處理則通常采用紫外線輻射與臭氧氧化相結合的方式，借助紫外線的強穿透特性與臭氧的高效氧化能力，將細菌數量維持在可控水平之內。“魚菜共生\"物質循環與處理流程圖如圖11所示。

6.2智能控制與物聯網技術融合

“魚菜共生”設施設計的智能提升主要依靠智能控制與物聯網技術的運用，主要由智能水質測控裝置和智能溫室測控裝置組成。水質傳感器采集水質數據，包括溫度、pH、溶解氧等參數，實時監測水質狀況，確保水質符合魚的安全生長需求[24。物聯網技術能夠全面監測循環水的狀態，涵蓋水量、水質等多個維度。當水位或水質指標超出預設界限時，系統將自動觸發相關裝置，迅速調節水環境至最優狀態，從而確保水質條件的持續穩定，為系統的高效運行提供堅實保障。在種植區域，自動監控系統發揮著智能化管理的作用，其負責自動實施灌溉、生物光照補充、養分供給以及通風等操作，根據蔬菜生長的需要自動調節溫室內部環境，以滿足其最佳生長條件。

6.3 設計中人文因素的體現

在本次設計中考慮到生產者與觀光體驗者的不同的需求。對于操作者而言，首先需要考慮的是設施的功能性和操作便利性。根據對設備操作者工作流程和操作需求的觀察，設計布局合理、易于操作的設施與空間布局，以提供便利的工作環境。例如，設置合適的通道寬度、操作臺高度和儲物空間以提高工作效率和舒適度。同時，宜人環境及舒適氛圍的營造可以為農旅觀光者提供愉悅的觀賞體驗，這需要通過合理的綠化設計、景觀元素的引入和空間布局的優化來實現。例如，設置觀賞區域、休息區和教育展示區，讓觀光者可以近距離觀察魚類和蔬菜的生長過程，了解“魚菜共生”系統的運作原理，并提供舒適的休息場所。此外，人文因素還可以體現在設施中的文化和歷史元素融入。在設計中引入地域建筑風格、傳統元素、藝術裝飾，以增加設計的獨特性和吸引力。這樣不僅可以提升觀光體驗者的參與感和情感共鳴，還可以促進地方文化的傳承和推廣。

7結束語

本文從“魚菜共生\"設施設計與漁菜農場景觀設計兩方面入手，探討在“魚菜共生\"循環生態系統中農業生產設施的優化設計以及現代工廠化農業景觀的和諧共融，以創造出一個兼具實用性和美學價值的“魚菜共生\"設施與其所處環境，為人們提供豐富的農業體驗和文化交流的機會。通過產品設計與景觀設計相結合的手法，本研究為農村及城市的空間重構提供了新的思路和方法，促進了農村及城市閑置空間的多樣化利用。結合設計專業優勢與和美鄉村建設發展方向，從產品設計角度去考慮農業生產裝備的“現代化”“科技化\"“資源利用可持續化”，立足現代化的工廠化“魚菜共生\"綠色生態循環農業系統，結合循環利用和綠色環保的理念，應用先進的技術和設施，模塊化“魚菜共生\"設施設計可實現智能化生產和高質量農產品的供應。同時，通過布置景觀元素和農旅融合多功能區，創造漁菜農場美觀宜人的環境，提供更好的農業觀光和農產品體驗的機會。這將引領種養結合業態的融合發展，推動農業產業鏈的延伸和農業經濟的多元化發展，為現代農業的高質量發展提供新的方向。

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