付曉月,黃大志,徐慧麗,馬思遠
(江蘇海洋大學海洋工程學院,江蘇 連云港 222005)
由于環境的日益惡化,沿海近岸的海產品產出日漸減少,現有產出量已經不能滿足人們對海產品的需求。伴隨著漁業資源的減少,海洋漁業也從傳統捕撈作業向海水養殖進行轉變,尤其是深遠海網箱水產養殖已經成為我國海水水產養殖業的發展趨勢。相比于美國和歐洲等,我國深遠海網箱水產養殖起步較晚,“海洋漁場1 號”深遠海網箱的成功建造,掀起了設計建造深遠海網箱的發展潮,截至目前我國深遠海網箱種類已達到20多種。相比于普通的海水水產養殖,深遠海網箱養殖可以在更深、更廣的外海水域進行,同時借助外海水域優良的水質和環境,可以更好地提高水產養殖的產量。現概述我國深遠海網箱水產養殖的發展現狀,討論深遠海網箱水產養殖在發展過程中存在的一些不足,并對深遠海網箱水產養殖進行展望。
與國外水產養殖大國相比,我國深遠海網箱水產養殖發展比較落后,1996 年我國在“九五”規劃中第一次立項,發展深海養殖,1998 年海南省從挪威引進了第一套高密度聚乙烯(HDPE)圓形雙浮管浮式深海網箱,2000 年廣東省從挪威引進了第一組HDPE 升降式抗風浪深海養殖網箱,2001 年浙江省從美國引進了第一個鋼質碟形升降式深水網箱。與此同時,我國也積極開展深遠海養殖網箱的自主研制工作,2000 年廣東省率先開展了深遠海網箱的自主研制,并于2002 年成功研制出了我國第一個具有自主知識產權的HDPE 深海養殖網箱,推動了我國深遠海養殖網箱的國產化發展[1]。近年來,隨著海水養殖的不斷發展,近海水質和環境的惡化,人們逐漸開始看好深遠海網箱養殖。在此背景下,越來越多的大型化和規模化的深遠海網箱養殖平臺投入使用。目前,我國已成功研制全球第一座全潛式深遠海養殖網箱“深藍1 號”,國內首座深遠海智能化坐底式養殖網箱“長鯨1 號”和全球首個單柱式半潛深遠海養殖網箱“海峽1 號”等一系列深遠海水產養殖網箱。
“深藍1 號”全潛式深遠海養殖網箱(圖1)于2018 年5 月在山東青島武船重工成功建成并下水,是我國首座自主研制的具有自主知識產權的大型全潛式深遠海智能水產養殖網箱[2]。“深藍1號”的箱體高度為38 m,直徑為60 m,整體質量為1 400 t,能提供近5×104m3的有效養殖水體,一次可養殖30 萬尾三文魚,依托于黃海淺水層的冷水團,三文魚年產量可以達到1 500 t。“深藍1 號”作為全潛式深遠海網箱,可實現4~50 m 的下潛深度,并且為了給魚群營造舒適的生活環境,其下潛的深度會隨著水溫變化而進行相應的改變。“深藍1 號”的投入使用,顛覆了我國傳統海洋漁業養殖模式,實現了從近海養殖向深遠海網箱養殖的飛躍發展。

圖1 “深藍1 號”全潛式深遠海養殖網箱
“長鯨1 號”坐底式深遠海養殖網箱(圖2)于2019 年4 月在山東煙臺成功建成交付,是目前國內智能化程度最高的深遠海養殖網箱[3]。其箱體高34 m、長66 m、寬66 m,最大設計吃水深度達30.5 m,能提供6.4×104m3的有效養殖水體,黃魚和黑魚年產量可以達到1 000 t。網箱搭載多種智能控制設備,可以實現箱體網衣的自動提升、自動投餌以及箱體水質和環境的監測。其中自動投餌系統能夠實現餌料定時、定量和高效的自動投放,有效解決了由于人工投放導致的餌料投放不均和浪費等問題;水下監測系統通過搭載的大量檢測設備,可將箱體所在海域的水質和環境參數及時反饋到箱體的控制中心,控制中心再通過采集的數據對箱體的狀態進行實時的調整,實現了深遠海網箱養殖的生態化和智能化。“長鯨1 號”的投入使用,推動了我國深遠海網箱養殖的進一步發展,為我國深遠海網箱養殖智能化發展積累了經驗。

圖2 “長鯨1 號”深遠海養殖網箱
“海峽1 號”單柱式半潛深遠海養殖網箱(圖3)于2020 年5 月在福建省寧德市成功安裝交付。“海峽1 號”整體高度為40 m,網箱高度為12 m,直徑為140 m,能夠提供15×104m3的有效養殖水體[4]。“海峽1 號”養殖網箱主要用于大黃魚的養殖,年產量可以達到1 500 t。為了減輕臺風對網箱的影響,“海峽1 號”采用的半潛式設計可以降低臺風來臨時的網箱高度。目前“海峽1 號”實際應用等相關工作仍在進行中,“海峽1 號”若能成功應用于深遠海水產養殖,這將在很大程度上提高水產品的產量。

圖3 “海峽1 號”單柱式半潛深遠海養殖網箱
1970 年歐洲國家率先開展深遠海養殖網箱的設計與建造工作,深遠海網箱養殖作為一種重要的深遠海養殖方式,在美國和挪威等幾十個國家陸續開展。目前,國際上很少有深遠海網箱養殖成功案例的報道。現以挪威的深遠海網箱養殖為例進行簡單闡述,挪威作為深遠海網箱養殖大國,緊跟時代前進步伐,引領深遠海網箱養殖的發展。其中最為出名的網箱養殖設施為“Ocean Farm 1”和“HAVFARM 1”等。“Ocean Farm 1”[5](圖4)是由挪威SALMAR 公司設計,中船重工武船集團建造的,于2017 年交付使用,是當時全球最大的深遠海養殖網箱“。Ocean Farm 1”箱體高度為69 m,直徑為110 m、結構總質量為6 000 t,能夠提供超過25×104m3的有效養殖水體。“Ocean Farm 1”是目前世界上最大的深遠海養殖網箱,一次可以實現150 萬尾的挪威三文魚養殖,該養殖網箱高度生態化和智能化,推動了人類深遠海養殖的飛躍發展。“HAVFARM 1”(圖5)是由挪威Nordlaks 公司和中集來福士海洋工程公司合作建造,其高度為65 m,長385 m,寬59 m,能夠提供40×104m3的養殖水體,一次可以實現10 000 t 的挪威三文魚養殖。“HAVFARM 1”相比于“Ocean Farm 1”更加智能化,可以實現三文魚魚苗的自動輸送、自動投餌、自動捕撈以及箱體的自動監測、自動增氧、水質凈化等智能化功能。此外,加拿大、美國等國在深遠海養殖方面也有重大研究成果,推出了自動投餌系統、半自動有纜洗網系統和魚規格自動分級系統等智能化系統[6],推動了深遠海網箱技術的進一步發展。綜上,國外先進的深遠海網箱技術發展迅速,值得我國學習與借鑒。

圖4 “Ocean Farm 1”深遠海養殖網箱

圖5 “HAVFARM 1”深遠海養殖工船
由于投入的資金有限,國內普通網箱的箱體周長一般比較小,可提供的有效養殖水體一般在10×104m3以下,很難充分發揮深遠海網箱水產養殖的優勢。為了更好地實現養殖的規模化,提高經濟效益,拓展更大的深遠海養殖面積以及適應更復雜的海洋環境,深遠海養殖網箱箱體大型化發展是深遠海養殖的必然趨勢。
深遠海養殖網箱配置自動投餌裝置、自動洗網裝置和魚類自動分級系統等智能裝備[7-8],可提高生產效率,降低勞動強度,實現網箱養殖的產能最大化。同時智能化監測系統可實現魚群和水質環境的實時監測,遠程通信技術可實現海洋漁業的自動化管理水平。因此,深遠海網箱配套裝備的智能化,是未來發展的必經之路。
隨著大型化和智能化網箱養殖的發展,如果海產品產量激增,勢必會影響市場價格的波動,深遠海網箱養殖的集約化管理就顯得尤為重要。所謂集約化,就是要求在養殖過程中,統一配置生產要素,實現網箱的高效管理。因此,深遠海養殖網箱產業鏈的集約化是未來發展的重要途徑。除此之外,我國深遠海網箱水產養殖未來還會向標準化、一體化、生態化和多元化等方向發展。
海洋水產養殖走向深藍海域已是大勢所趨。深遠海網箱水產養殖是我國海洋水產養殖轉型發展的重要方向,是水產養殖中的新型生產模式,可實現網箱養殖的大型化和規模化生產,可提高水產養殖的經濟效益。“深藍”[9]養殖不僅可產出更多滿足人們需求的健康綠色水產品,而且可以減輕漁民的工作壓力,提高漁民的收入水平,也是推動我國發展海洋強國的戰略需要。