智能化漁業養殖技術在水生資源保護中的應用

中圖分類號：S931 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）07—0067—03

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.07.018

Application of intelligent aquaculture technology in aquatic resource protection

MA Ning

（Laizhou Marine Development and Fishery Service Center，Laizhou 26l4Oo，China

Abstract： In a 12- month trial study of intelligent aquaculture technology in standardized aquaculture ponds，an intelligent monitoring and control system was constructed to achieve real-time monitoring and regulation of water quality parameters. The experimental results showed that key indicators such as dissolved oxygen and ammonia nitrogen were improved by 32% and decreased by 45% respectively compared with the traditional aquaculture mode. The water consumption per unit output was reduced by 28% ，and the discharge of aquaculture wastewater was reduced by 52% . The growth rate of aquaculture organisms increased by 24% ，and the survival rate increased by 18% . The research found that intelligent technology significantly improved the aquaculture environment and increased resource utilization eficiency through precise control and recycling mechanisms，providing a feasible technical solution for the protection of aquatic resources.

Key words： intelligent aquaculture；water quality monitoring；resource recycling；ecological protection;water environment optimization

隨著全球水產養殖業的快速發展，養殖廢水污染和水資源過度消耗已成為制約行業可持續發展的關鍵問題[1]。智能化養殖技術作為新興的解決方案，它通過把物聯網、自動控制等技術應用于養殖過程，以此實現養殖環境的精準監測與調控2。開展智能化養殖技術應用試驗研究，探索其在水生資源保護中的作用機理和實際效果，對推動水產養殖業綠色發展和生態環境保護具有重要意義。

1材料與方法

1.1試驗場地與養殖品種

試驗在國家級水產健康養殖示范基地市明波水產有限公司進行，選取面積為 ?2 000m² 的標準化養殖池塘6口，養殖周期為12個月。試驗池塘配備完整的進排水系統和增氧設施，池底采用混凝土硬化處理，四周安裝防逃設施，養殖品種選擇大菱鲆（Scophthalmusmaximus），規格為 （250±20）g/ 尾，放養密度為2.5尾/ 。池塘消毒采用次氯酸鈉溶液，濃度為 10mg/L ，消毒 24h 后注人經砂濾和沉淀處理的養殖用水至水深 1.8m 。苗種投放前進行體表消毒和抗應激處理，確保養殖品種適應性和健康狀況符合試驗要求。

1.2智能化監測控制系統

智能化監測控制系統集成水質監測單元、自動投飼系統和水處理設備，水質監測單元采用多參數水質傳感器陣列，在池塘不同水層安裝溶解氧、pH值、溫度、氨氮、亞硝酸鹽等在線監測探頭[3]。自動投飼系統配備智能控制器，根據實時水質參數和生長周期自動調節投飼量和頻率，投飼量精確度達到 ±2% 。水處理設備包括機械過濾器與蛋白分離器和生物濾池，機械過濾采用50μm 濾網去除懸浮物，蛋白分離器處理能力為50m³/h ，生物濾池采用流化床工藝，氨氮去除率達 85% 以上。

1.3 試驗方法

水質指標監測用智能系統自動采集和人工比對結合方式，系統每 30min 就記錄一次水質參數，包含溶解氧、pH值、溫度、氨氮和亞硝酸鹽等數據。生長指標測定采用分層隨機抽樣方法，每15d抽樣一次，每次隨機抽取30尾測量體重和體長。水資源利用效率通過電磁流量計記錄進排水量并結合養殖產量計算單位產量耗水量，污染物指標采用國家標準方法測定化學需氧量、總氮和總磷含量。試驗數據采用方差分析進行統計處理，且顯著性水平設為0.05，以確保數據分析結果科學可靠。

2結果

2.1 水環境參數變化

智能化養殖系統運行期間，關鍵水質指標保持穩定并顯著優于傳統養殖模式[4]。如圖1所示，溶解氧含量穩定維持在 6.5～7.2mg/L ，較傳統養殖提升 32% ；pH值波動范圍控制在7.8～8.2 之間；氨氮濃度降低 45% ，維持在0.2～0.3mg/L 。溫度控制在 22～24^°C 范圍內，日變幅小于 1°C 。水質參數的穩定性表現突出，智能化系統調控下的標準差分別為溶解氧0.3mg/L，pH 值0.15、氨氮 0. 05mg/L ，顯著優于傳統養殖模式，智能監測系統的預警和自動調控功能有效防止了水質突發性惡化事件的發生。

智能化養殖技術通過水質精準調控和循環利用系統，實現了水資源利用效率的顯著提升[5]如表1所示，單位產量耗水量從傳統養殖的8.5m³/kg 降低到 6.1m³/kg ，降幅達 28% 。循環水處理系統的日處理量達到池塘總水量的120% ，水體更新率提升至傳統養殖的2.5倍。智能化系統實現了精準補水，補充水量僅為蒸發損耗量的1.2倍，較傳統養殖的3.5倍顯著降低。生物濾池的氨氮去除率達到 85% ，硝化細菌活性保持穩定，確保了循環水體的水質安全。

2.3養殖生物生長表現

智能化養殖條件下，大菱鲆生長速度顯著提升，養殖周期縮短 15d 。養殖生物的日增重率提高 24% ，達到1. 2% ；成活率提高 18% ，達到92% 。飼料轉化率提升 21% ，降至 1.4：1 。智能化養殖條件下的生長速度在整個養殖周期內保持相對穩定，規格整齊度提升，體重變異系數降低至12% 。養殖生物的應激反應顯著減輕，血清皮質醇水平較傳統養殖降低 35% ，免疫球蛋白含量提升 28%^[6] 。

2.4養殖環境保護成效

智能化養殖技術在污染物減排上取得明顯成效，養殖廢水排放量減少了 52% 。化學需氧量、總氮、總磷等主要污染物指標，與傳統養殖相比分別降低 56% ） 48% 和 51% ，沉積物當中的有機質含量降低了 42% ，底泥的厚度減少了 38% ，微生物群落結構得到優化，硝化細菌數量增加了2.1倍，有益菌群比例提升 45%% 。水體透明度提高了 52% ，浮游植物群落結構趨于合理，浮游動物多樣性指數提升0.8。池塘生態系統穩定性有所增強，水質自凈能力得到提升，為養殖水體的生態修復提供技術支持。

3分析與討論

3.1智能化技術對水環境的影響機理

智能化養殖技術通過構建“監測一分析—調控”的閉環管理體系，實現了水環境參數的精準調控。實時監測數據顯示，溶解氧含量的提升源于智能增氧系統根據生物耗氧規律進行的動態調節，系統識別養殖生物晝夜節律和攝食規律，在關鍵時段提前啟動增氧設備，有效避免了溶解氧的劇烈波動。氨氮濃度的降低則得益于生物濾池中硝化細菌活性的穩定維持，智能控制系統通過調節水流速度和溶解氧濃度，為硝化細菌創造最適生長環境，顯著提高了氨氮轉化效率。pH值的穩定性提升歸因于智能化系統對碳酸鹽體系的精確調控，系統通過監測堿度變化趨勢，及時調整投入碳酸氫鹽的量，維持水體酸堿平衡8。水溫的恒定性則通過溫控設備的智能聯動得以實現，系統根據天氣預報數據提前調整水溫，減少了環境溫度變化對養殖水體的影響。

3.2資源節約與環境保護效應

水資源利用效率的提升主要通過三個途徑實現：智能化系統對溶解氧和氨氮的精準調控降低了換水需求；生物濾池的高效運行提高了水體的自凈能力；智能補水系統根據水質參數和水位變化按需補水[9]。污染物減排效果則體現在固液分離技術和生物轉化兩個層面，智能控制系統通過調節微濾機的運行參數，提高了懸浮物的去除效率，同時生物濾池中的硝化細菌將溶解性氨氮轉化為硝酸鹽，降低了污染物的累積。環境保護效應還體現在養殖生態系統的穩定性提升，浮游生物群落結構的優化增強了水體的自凈能力，減少了養殖過程對周邊水環境的影響。

3.3系統集成與優化方案

智能化養殖系統的優化方向主要集中在傳感器精度提升與控制算法優化和系統集成度提高三個方面。傳感器技術的改進應著重提高檢測精度和使用壽命，重點解決生物污損對傳感器性能的影響問題。控制算法的優化需要引入機器學習技術，通過分析歷史數據建立水質參數變化規律模型，提高系統預測和調控的準確性。系統集成度的提升則需要加強各子系統間的數據共享和聯動控制，建立統一的數據分析平臺，實現養殖過程的智能決策。硬件設備的選型應考慮耐腐蝕性和維護便利性，優化系統布局減少能耗[10]。運行成本的控制則需要在保證系統穩定性的前提下，優化設備運行時間，提高能源利用效率。

4結語

智能化技術通過優化養殖環境調控機制，建立了資源高效利用模式，為水產養殖業的生態化發展提供了可行方案。研究證實，該技術能夠有效平衡養殖效益與環境保護的關系，推動養殖業向可持續方向發展。智能化系統的應用不僅提高了養殖效率，也為養殖水體的生態修復提供了新思路，實現了經濟效益與生態效益的統一。未來研究應進一步完善智能化系統的集成優化，擴大應用規模，探索不同養殖品種和環境條件下的適應性。

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（收稿日期：2025-05—12）