基于物联网的智能鱼塘水质环境监测系统设计

文章设计并实现了一种基于STM32的智能鱼塘水质环境监测系统。该系统旨在通过实时监测鱼塘水质参数,如温度、溶解氧、pH值、氨氮和亚硝酸盐,提供科学的养殖环境管理支持。系统硬件包括STM32微控制器、各类传感器、LCD显示屏和PC端软件,软件架构则涵盖数据采集、处理、传输及用户界面模块,最后的实验结果验证了系统的有效性。

长江流域2种水产养殖模式的生命周期环境影响评价

本研究以长江流域内的池塘养殖和稻渔综合种养2种水产养殖模式为对象,应用生命周期评价方法,分析2种养殖模式对能源消耗(EU)、全球变暖潜势(GWP)、酸化潜势(AP)、富营养化潜势(EP)以及水资源消耗(WU)5种环境指标的影响,并探究2种主要输入因子(饲料和电力供应)和养殖过程对各环境指标的影响,从而评价2种养殖模式对环境影响的差异。生命周期评价结果标准化处理和加权评估显示,稻渔综合种养模式的WU、EP、GWP、AP和EU值分别为11.650、0.770、0.141、0.096和0.003,总环境影响指数(TEII)为12.660;池塘养殖模式的WU、EP、GWP、AP和EU值分别为31.453、1.187、0.210、0.174和0.007,TEII为33.031。与稻渔综合种养模式相比,池塘养殖模式的各项环境指标均较高。对环境影响的贡献率分析表明,饲料供应对EU、GWP和AP的贡献率最高,EP主要受饲料供应和养殖过程的共同影响,而WU主要集中在养殖过程中,电力供应主要影响EU、GWP和AP。生命周期评价的结果表明,与池塘养殖模式相比,稻渔综合种养模式显示出更友好的环境效益,在我国长江流域具有较大的发展空间。2种养殖模式的贡献率分析表明,改进饲料生产工艺、建立精准投喂技术、应用先进的尾水处理技术和适当提高养殖密度是我国长江流域水产养殖环境友好生产的关键。

全球重要农业文化遗产桑基鱼塘时空格局演变和驱动因素

浙江省湖州市南浔区是目前桑基鱼塘保留最完整、规模最大的区域之一,该地的桑基鱼塘系统被列入全球重要农业文化遗产。随着社会经济发展、消费需求改变、农业现代化生产,桑基鱼塘系统的生产方式、经济及服务价值等发生了重大变化。本文利用遥感影像、社会经济等数据对1975—2019年南浔区桑基鱼塘的时空格局演变和驱动因素进行了研究,主要结果如下:1)从规模变化上看,鱼塘快速扩张,桑园明显减少,水田剧烈萎缩,桑基鱼塘规模明显减小,基塘比例严重降低;从形态变化上看,鱼塘呈集聚化、规模化趋势,桑园和水田呈破碎化趋势,且鱼塘逐渐脱离传统桑基鱼塘系统布局特色而独立存在。2)2012—2019年,鱼塘养殖的经济效益远高于蚕桑养殖和水稻种植,是导致桑园、水田明显萎缩及鱼塘大规模扩张的主要驱动力。因此,通过全球重要农业文化遗产的建立来进一步加强桑基鱼塘系统的保护与传承是非常必要的,也是支撑湖州市南浔区农业可持续发展的重要举措。

气象条件对夏季鱼塘溶氧垂直变化影响及对策研究

鱼塘溶氧垂直差异大小是健康生态养殖的重要指标之一。基于湖北洪湖2022年6月21日—7月14日鱼塘溶氧、水温、光强等上下垂直分层观测资料,以及同步地面气象观测资料,分析了鱼塘水体溶氧日变化特征,在排除了人为因素干扰相关资料后,采用统计回归方法,诊断分析了上下层溶氧差异与气象环境因子关系。结果表明:夏季晴好天气下,随进入水体的光照增强,上层溶氧常处于饱和或过饱和,下层处于低溶氧状态;120 cm层溶氧增量与光强呈不显著的负相关,鱼塘下层难以通过光合产氧满足底层鱼类溶氧需求。鱼塘水体温度上高下低的垂直梯度会阻碍氧向下迁移,在30 cm与60 cm两层水温相差1℃的情况下,其溶氧量差可达6.6 mg/L。在风的作用下,风力越大,上下层水温差异越小,迁移阻力小、迁移快,溶氧差异小;地面极大风速达9 m/s以上时,鱼塘上下层的溶氧差异小,无需人工干预增氧。打破水温垂直梯度变化是确保夏季鱼塘良好生态环境重要手段,人为干预强度由风力的大小决定,风力越小,所需干预力度越大。研究结果以期为鱼塘健康养殖,降低生产成本、减少灾害损失,以及促进水产养殖智能机械化发展提供科学依据。

晋祠鱼沼飞梁结构整体稳定性分析研究

【目的】晋祠鱼沼飞梁作为“世界上最古老的立交桥”,凸显着山西古建筑的文化特色。【方法】通过回弹仪对晋祠鱼沼飞梁石柱抗压强度进行测试;依据测绘图纸利用AutoCAD软件进行三维建模,并利用ABAQUS有限元分析软件对其静力荷载及地震作用下的整体稳定性进行数值模拟分析。【结果】结果表明:鱼沼飞梁在静力作用下,构件所受应力远小于允许值,地基沉降量较小,趋于稳定;在地震作用下,结构受力均匀对称,顶面位移最大,石柱第三主应力主要集中于柱脚与柱顶,且沿地震波加载方向,斜截面发展,所受应力也小于允许值,具备较好的抗震稳定性。本研究可为鱼沼飞梁日后的保护和修缮工作提供参考依据。

乡村振兴视域下农耕文化复兴路径研究——以湖州荻港桑基鱼塘为例

农耕文化作为中华文化之母,拥有悠长的历史,是人类文明不断向前发展演变的重要因素和基础。该文将基于乡村振兴战略背景,对如何让传统农耕文化焕新发展并赋能乡村振兴进行研究。在城市化、工业化不断发展的当下,透过传统农耕文化所面临的传承、认同、没落等方面的生存困境,剖析其与乡村振兴的内在关联,并以湖州荻港桑基鱼塘作为具体研究对象,窥探并总结传统农耕文化的传承与发展,为研究乡村文化振兴提供历史经验。该文分别从文化内在塑造文化场域、特色文化产业链形成融合布局开发及多方聚合协同治理3方面切入,探寻乡村振兴视野下农耕文化的复兴路径,为农耕生存空间扩容。

水位变化下长江下游围垦集约养殖鱼塘消落带温室气体排放影响机制:以南京地区为例

为了研究水位变化对淡水养殖鱼塘消落带沉积物温室气体(GHGs)排放的影响,结合前期野外观测数据,选取南京市温室气体高排放的养殖鱼塘消落带沉积物为研究对象,通过室内微宇宙培养实验,设置高水位、低水位、先高后低和先低后高4个不同水位的处理组,并结合气相色谱法、紫外-可见光光谱法和三维荧光光谱技术(3D-EEMs)等方法探讨其影响机制。结果表明:静态高水位组的CH_(4)累积排放量是静态低水位组的3.46倍,静态低水位组的CO_(2)累积排放量是静态高水位组的1.21倍,静态低水位组的N_(2)O表现为持续吸收。动态组中,水位上升和下降均促进了CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的排放,其中水位上升组的CO_(2)和CH_(4)累积排放量分别是静态低水位组的1.15倍和2.53倍,水位下降组CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O累积排放量分别是静态高水位组的1.25、1.08倍和2.84倍。研究表明:水位变化差异和变化影响下的消落带沉积物溶解性有机质对温室气体的产生和排放起到了关键作用。CO_(2)排放与可溶性有机碳浓度相关性最高。CH_(4)排放与C/N呈显著负相关关系,同时与溶解性有机质定性光谱指数[腐殖化指数(HIX)和SUVA254(254 nm波长处的紫外吸光度与总有机碳的比例)]有显著相关关系。N_(2)O的排放主要受水位变化引起的硝化与反硝化作用的影响。

Nitrogen and Phosphorus Removal from Lake Kinneret Inputs

The Hula Valley was drained in 1957. The land use was modified from natural wetland and old shallow lake ecosystems to agricultural development. About half of the drained land area was utilized for aquaculture. Population size was enhanced and the diary was developed intensively resulting in the enhancement of domestic and husbandry sewage production that increased as well. The natural intact Hula Valley-Lake Kinneret ecosystem was heavily anthropogenically interrupted: The Hula was drained and Kinneret became a national source for domestic water supply. Some aspects of the environmental and water quality protection policy of the system are presented. The causation and operational management implications for the reduction of Nitrogen and Phosphorus migration from the Hula Valley are discussed. Drastic (81%) restriction of aquaculture accompanied by sewage totally removed achieved a reasonable improvement in pollution control which was also supported by the Hula Project. The implications of anthropogenic intervention in the process of environmental management design are presented.

大宗淡水鱼坑塘设置网箱养殖大口黑鲈试验

在河北地区采用在大宗淡水鱼坑塘中设置网箱养殖大口黑鲈(Micropterus salmoides)的模式,4月份网箱放养大口黑鲈鱼种75尾/m^(2),规格126~158 g/尾;10月份网箱产量41.44 kg/m^(2),平均规格595 g/尾,成活率92%,饲料系数1.33,利润294.48元/m^(2),投入与产出比1∶1.32。网箱外坑塘大宗淡水鱼鱼种平均产量11115 kg/hm^(2),饲料系数为1.08。该模式当年投放大规格大口黑鲈鱼种,可当年养成,当年销售见效益。

基于模糊算法的非标鱼塘智能增氧机控制系统设计

针对目前我国非标小型鱼塘占比大,传统增氧机无法实现节能降耗、自适应调节等问题,研究设计一种基于模糊算法的增氧机智能控制方案。利用两级模糊控制动态调整变频器输入电压并对变频器固定的PID参数进行实时优化,通过智能控制系统驱动变频器调整增氧电机的转速,实现了对池塘各水层溶解氧浓度的精确调控。实验结果表明,该方案能有效提高增氧机工作效率、降低使用成本,对满足绿色生态渔业发展需求,提升淡水养殖产量和产值具有重要意义。

多级净化循环系统水泵联动控制方案设计

多级净化循环系统是一种应用于“立体种植+工厂化养殖”农业生产模式的水循环系统,文章提出一种多级净化循环系统水泵联动控制方案,可实现“养殖池—硝化分解池—回水池—养殖池”的水循环过程,既可以净化养殖用水水质,提高养殖用水的溶氧量,又能吸收水质中对养殖有害的氨氮、总磷等物质作为蔬菜的养料,供给蔬菜生长,最终实现一种生态农业的发展模式。

长吻鮠池塘大棚越冬养殖试验

本研究旨在探讨长吻鮠在温室大棚条件下的越冬养殖技术,并分析其生长性能。分别于2021—2022年和2022—2023年度开展长吻鮠当年鱼种和1+龄鱼种的越冬养殖试验。长吻鮠当年鱼种放养规格为14.78 cm、40.83 g,放养密度为83340尾/hm^(2)(3402.60 kg/hm^(2));长吻鮠1+龄鱼种放养规格为21.99 cm、156.86 g,放养密度为42525尾/hm^(2)(6670.20 kg/hm^(2)),试验研究了长吻鮠越冬养殖模式下的摄食与生长情况。结果显示:2个越冬季池塘搭建了保温大棚,水温分别保持在11℃和10℃以上;在越冬养殖前中期(12月至次年2月底),长吻鮠鱼种摄食相对稳定,3月份后,随着水温上升,日投饲量快速上升,越冬期间的累计投饲量分别为4009.00、4715.00 kg/hm^(2);经过150~152 d的越冬养殖,长吻鮠当年鱼种和1+龄鱼种的增长率分别为23.7%和10.2%、增重率为131.8%和51.7%、体长特定生长率为0.140%/d和0.065%/d、体质量特定生长率为0.553%/d和0.278%/d、日均增长率为0.023 cm/d和0.015 cm/d、日均增重率为0.354 g/d和0.541 g/d;收获时长吻鮠当年鱼种和1+龄鱼种的肥满度分别为1.52和1.62,养殖成活率为92.8%和99.7%,单位面积产量为7317.00 kg/hm^(2)和10093.65 kg/hm^(2),饲料系数为1.02和1.38。结果表明,搭建保温大棚可使越冬池塘水温保持在10℃以上,可保持长吻鮠连续摄食,实现了长吻鮠越冬生长和育肥的目的,获得较理想的越冬养殖效果。本研究为长三角地区长吻鮠的设施养殖提供了技术支持和理论依据。

广州地区冬季鱼塘水温特征及其预测预报

冬季水温对耐寒性较差的热带、亚热带鱼类的安全越冬有重要影响。本文根据鱼塘水温和附近气象站气温观测资料 ,研究了广州地区冬季鱼塘水温特征及其预测模型。结果表明 ,与气温相比 ,鱼塘水温日振幅较小 ,日最高温度出现时间滞后 ,这种特征在逐时温度和日平均温度上表现得都非常明显 ;晴天条件下水温的日变化远大于阴天 ;随水层深度的增加 ,水温日振幅逐渐减小 ,位相滞后也愈加明显。水温与气温的交叉相关分析表明 ,水温与当日、前一日、前二日、前三日的气温有显著的相关关系 ,与前四日、前五日的关系已不明显。利用逐步回归分析 ,建立了以气温为自变量的各水层水温预报模型。各模型的回归效果都达到了显著水平 ,平均绝对误差均在 0 5℃以内 ,平均相对误差均在 1 0 %以内 ,具有较高的精度 ,可用于冬季鱼塘水温的预报。

鱼塘水面无土栽培美人蕉研究

1990年起 ,采用浮床无土栽培技术在鱼塘水面种植陆生植物美人蕉 (CanageneralisBailey) .结果表明 ,美人蕉对水栽表现出良好的生态适应性 .水栽美人蕉单位面积生物产量比陆栽增加了 5 0 %左右 ,开花量增加近1倍 .水栽美人蕉花期比同期的陆栽美人蕉延长 2 1d .水栽美人蕉的良好适应性还表现在它的分枝根多 ,根系活力强 ,白根所占比例较高 .图 1表 4参

浮床栽培空心菜对罗非鱼养殖池塘水体中氮和磷的控制

总氮和总磷一直被认为是引起水体富营养化的重要因子,而氨氮和亚硝酸盐氮是养殖过程中引起鱼类疾病的关键环境因子。此试验利用PVC管构建浮床,研究了浮床栽培空心菜对罗非鱼养殖池塘水体中N和P的控制效果。数据表明,在试验后期,池塘水体中总氮水平降至淡水养殖池塘废水排放二级标准,而总磷水平达到地表水环境质量二类标准,氨氮的水平控制在1mg/L以下,而亚硝酸盐氮水平则控制在0.1mg/L以下。从各处理组对污染物的去除情况来看,空心菜种植时间与种植面积均与N、P的去除效果呈现较好的正相关关系,种植时间越长(>60天),种植面积与去除效果的正相关性越明显。结果表明,在集约化养殖池塘中采用浮床栽培空心菜能够对氮和磷实现有效的控制,并且空心菜浮床覆盖率为20%时比10%和15%处理组更具有经济效益。该试验为淡水池塘罗非鱼的健康养殖提供了一个新的思路。

常熟农村不同水体氮磷污染状况

于2007年11月至2008年10月,对常熟市辛庄镇不同水体氮磷污染状况进行定点观测,初步探讨了河道和鱼塘水体氮磷浓度的变化特征及其污染来源。结果表明:辛庄镇河道水样无机氮、总氮、正磷酸盐和总磷的平均质量浓度分别为2.07、2.31、0.30和0.53 mg.L-1,表明辛庄镇河水氮磷污染已十分严重。河道和鱼塘水体氮形态都以无机氮为主,分别占总氮的89.6%、72.7%;磷形态以可溶态为主,分别占总磷的73.6%、71.1%。河水硝态氮、铵态氮、总氮、无机氮、正磷酸盐、可溶性磷和总磷平均质量浓度分别比鱼塘水高0.30、0.17、0.11、0.47、0.12、0.15和0.12 mg.L-1。河道和鱼塘水体硝态氮、无机氮和总氮浓度随时间的变化趋势较一致,正磷酸盐、可溶性磷和总磷浓度随时间的变化趋势则显著不同。河水氮磷污染源主要来自生活污水及养猪场废水,鱼塘水体的氮磷污染则与饵料和肥料的投入有很大关系,大气氮沉降也是导致水体氮浓度升高的重要原因。

长江大鳍鱯的人工繁殖

本文对长江大鳍亲鱼的池塘培育和人工繁殖技术进行了研究。１９９２年～１９９４年期间，采用池塘混养技术，将长江野生大鳍引入池塘进行驯化和培育，连续２年获得成熟亲鱼并进行人工繁殖。在池塘环境中，大鳍雌亲鱼成熟率分别为８１８％和７０６％，雄亲鱼分别为１００％和９３５％。采用多种催产药物混合注射的催产方法，可以得到较好的催产率。大鳍人工繁殖适宜的催产剂量是雌鱼每ｇ体重注射ＬＲＨ－Ａ０３～０５μｇ、ＤＯＭ００３～００５ｍｇ和ＨＣＧ５～１０ＩＵ，雄鱼减半或同量。水温２４～２６℃时，催产效应时间为１２～１３ｈ。受精卵在水温２７～２９℃时需５３～５５ｈ孵化出膜。大鳍人工繁殖受精率不高与其雄鱼精巢特殊的组织结构有关。

基于EDEM-Fluent的气动式鱼塘投饲机性能优化

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径Ro、外腔体高度ho、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数Cv与因素Ro、ho、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径Ro、外腔体高度ho,当Ro取77.00mm、ho为85.40mm、α为93.20°时Cv最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比Cv降低50.50个百分点。表明基于EDEMFluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化改进是可行的。

广东罗非鱼养殖区水体及鱼体中多环芳烃的含量与健康风险

利用气相色谱质谱仪(GC-MS)对广东罗非鱼主要养殖区水体及罗非鱼肌肉中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量进行检测,并用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型对罗非鱼食用安全进行健康风险评价。结果表明:水体中16种多环芳烃总量为272.53 ng·L-1,范围为53.55~679.97 ng·L-1;罗非鱼肌肉PAHs残留含量范围为182.66~717.20 ng·g-1,平均含量为355.28 ng·g-1;多环芳烃的组成以低环为主,在水体及罗非鱼肌肉所占比例分别为69.64%~97.09%和59.70%~74.46%;罗非鱼经食用所含6种致癌PAHs造成个人年致癌风险值范围为2.87×10-6~1.56×10-5a-1,低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平(5.0×10-5a-1),但存在一定的致癌风险,8种非致癌PAHs有害污染物对人体的总非致癌风险为2.51×10-10~1.54×10-9a-1,低于国际标准值,健康风险较低。

主养青鱼高产池塘的初级生产力及其能量转化为鲢、鳙产量的效率

本文论述了主养青鱼高产池塘浮游植物初级生产力的测定结果,揭示了其垂直、季节变化及其与主要生态因子、鱼产量水平、鲢、鳙鱼产量的关系,分析了D/B、P_G/R_W、N/P的作用。研究查明:1米以上水柱的光合产氧量占水柱总产氧量的90％以上。水柱日毛产氧量变动在5.00—17.04克氧/平方米·日之间,水柱年产氧量达2063—2814克氧/平方米·年。初级生产量全年只有一个高峰,常出现在7—8月。主养青鱼型年净产鱼量7500、11250、15000公斤/公顷级池塘的浮游植物鲜重净产量分别为100 674.4、118 560、128 197.6公斤/公顷·年,青鱼、草鱼并重型年净产鱼量15000公斤/公顷级池塘的浮游植物鲜重净产量为137 323.2公斤/公顷·年。 4—11月,毛初级生产力对太阳辐射能的利用率为0.81—1.11％;鲢、鳙产量对浮游植物净产量的直接利用率为3.49—5.13％;太阳能转移为鱼产量的生态学效率为0.028—0.055％。