福州市深远海养殖发展现状与建议

推进福州市深远海养殖发展,是缓解近海养殖环境压力、优化海水养殖空间布局、保障水产品有效供给、促进福州市海水养殖业可持续发展的重要举措。本文介绍了福州市重力式深水抗风浪网箱发展情况、深远海大型设施化养殖平台发展现状及深远海养殖平台产权登记情况,指出福州市深远海养殖发展的困境,并对福州市深远海养殖的发展提出建议,以期为福州市深远海养殖发展提供参考。

中国深远海养殖的技术经济分析

落实“大食物观”保障粮食安全,推进中国海洋渔业产业转型升级,拓展海水养殖新空间,采用什么样的发展路径和发展方式是急需回答的关键问题。文章深入分析重力式网箱、桁架类网箱、养殖工船等3种深远海养殖典型生产方式的关键环节技术特点,并在此基础上,运用工程技术经济学原理与方法,进行全产业链技术经济分析与经济效果评价。解析评估表明:重力式网箱是深远海养殖的初步生产方式,也是当前产业发展的主体,但难以适合更深的开放性水域安全性要求。桁架类网箱在北方水域的应用空间有限,而在水温在相对稳定的南方海域,则有较大的发展空间,是特定水域养殖设施走向深远海的发展途径。养殖工船是未来海上工业化养殖的发展方向,但一次性投入强度大,产业链配套是需要逐步完善。文章的分析结果可为深远海养殖渔场建设提供理论参考与借鉴。

功能性渔用材料的研究现状与展望

随着新材料技术的不断革新和现代渔业的高质量发展,功能性渔用材料迎来了新的挑战,同时也给现代渔业高质量发展带来新的机遇。功能性渔用材料在蓝色粮仓建设、渔业生态环境保护及绿色水产品供给等方面发挥了重要作用。为研发综合性能更加优越的功能性渔用材料,本文概述了近年来功能性渔用材料的研究现状,分析了防污材料、可降解材料、发光材料、抗菌材料等功能性渔用材料的应用进展以及现阶段存在的问题与不足,并展望了今后的发展趋势,以期为功能性渔用材料的快速崛起和产业化应用等提供参考。

基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建

深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、便捷的方式;然而,洗网机器人在贴网清洁和水下穿梭过程中,受力难建模、状态难观测,设计抗扰动能力强、能耗低的控制器困难,开展全面实验及数据记录成本高、时间长。针对上述问题,在物理仿真环境Gazebo的基础上,考虑了推进器和洗盘的存在,并分析了在水下环境中诸如附加质量、阻尼等各项水动力学特性以及流场环境等因素对洗网机器人的影响,构建了一套洗网机器人仿真系统,使得洗网机器人水下工作完备数据易获得、控制性能易验证、模型性能易对比,从而助力洗网机器人的控制器开发。

基于水面红外图像的深海网箱鱼群夜间智能监测方法研究

获取深海网箱养殖过程鱼群活动数据,开展鱼群监测是提升深海养殖效率、降低养殖成本的有效手段。基于水面红外相机,利用深度学习前沿技术,提出了一种鱼群智能监测方法。该方法涉及鱼群识别及计数、鱼体分割和鱼体游向判断3个功能模块。首先,通过红外相机采集鱼类的图像信息,并进行标注以构建数据集,然后采用改进的Faster RCNN模型,以Mobilenetv2+FPN网络作为特征提取器,实现鱼类的准确识别,并输出包围框表征鱼类个体位置。其次,从框图内选择亮度前20%的像素点作为分割提示点,利用Segment Anything Model对图像进行分割,生成鱼体分割图。最后,通过对鱼体分割图进行椭圆拟合处理,可以判定鱼类的游向信息。改进的Faster RCNN模型在进行100次迭代训练后,平均精确率达到84.5%,每张图片的检测时间为0.042 s。结果表明,在水面红外图像的鱼类数据集上,所提出的改进Faster RCNN模型和椭圆拟合等关键技术能够实现对鱼群的自动监测。

福建东吾洋海域海水和沉积物菌群结构及其与环境因子相关性

福建东吾洋海域是我国刺参(Apostichopus japonicus)吊笼养殖的核心产区,但目前该地区的水域环境现状和环境菌群结构相关研究匮乏。本研究以东吾洋海域东安、马坑、雷江和沙湾4个主要养殖区域为对象,完成了海参养殖高峰期1月的水质环境因子调查和评价分析,采用高通量测序方法完成了水体和沉积物菌群多样性和差异特征菌群分析,解析了环境因子与菌群结构相关性。结果表明,马坑海域的富营养化指数为21.60,属于严重富营养化;东安和雷江海域属于重度富营养,只有沙湾海域处于中度富营养的水平。东安和沙湾海域水质属于轻度有机污染,而马坑和雷江海域属于中度有机污染。高通量测序共获得1 520个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs),归属于28门、57纲、163目、322科、581属。菌群结构多样性分析表明,各区域沉积物的菌群多样性水平均显著高于相应海域水体菌群多样性,且具有较强的空间异质性。沙湾海域环境菌群多样性与丰度最高。PCo A分析表明,沉积物和水体中细菌群落结构差异极显著,水体交换和海域位置对其水体和沉积物菌群结构的影响较大。具有潜在致病性的弧菌科(Vibrionaceae)在所有水体和沉积物样本中均为优势种类之一。对水体样品和沉积物样品的LEFSe(line discriminant analysis effect size)分析筛选到处于不同分类水平的74个特异菌群。基因功能的预测和COG分类统计表明,水体与沉积物样品在12个代谢途径上存在显著差异(P<0.05)。对4个海区的水体菌群LEFSe分析筛选到处于不同分类水平的30个特异菌群。水体的菌群与环境因子的RDA分析揭示,温度、溶氧、叶绿素a浓度是影响不同海域水体菌群结构的主要环境因子,相关研究将为福建刺参养殖管理提供基础数据和科学参考。

养殖密度对投喂模式下网箱养殖刺参生长、消化酶及肠道菌群的影响

为评估养殖密度对投喂模式下浅海网箱养殖刺参(Apostichopus japonicus)的影响,本研究在辽宁省大连刺参网箱养殖核心区开展了为期42 d的养殖实验,分析了不同养殖密度条件下(10、20、30 kg/箱,标记为F10、F20和F30)刺参的生长、消化酶及肠道菌群结构的差异。结果显示,F10、F20和F30组增重率(WGR)分别为(51.63±4.27)%、(33.21±8.58)%和(23.08±0.24)%。随着养殖密度的增大,刺参的WGR和特定生长率(SGR)显著降低,净产量增加,饵料系数(FCR)升高。F10组的FCR(0.76±0.06)显著低于F30组(1.72±0.03)(P<0.05)。随着养殖密度的增大,刺参肠道胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶活性均呈下降的趋势,F30组的消化酶活性显著低于F10组和F20组(P<0.05)。F10组与F20组的菌群相似性较高,其ACE、Chao1、Shannon和Simpson等多样性指数均显著高于F30组(P<0.05)。优势菌属随着养殖密度的不同存在差异,F10组、F20组和F30组分别显著富集于链球菌属(Streptococcus)、瘤胃球菌UCG_005属和Alkanindiges等菌属。Pearson相关性分析显示,链球菌属、Muribaculaceae和UCG_005属与消化酶活性呈显著正相关。效益估算显示,F20组与F30组养殖效益相差不大,较F10组有大幅提高。研究表明,养殖密度在20~30kg/箱时,可提高养殖净产量,但养殖密度达30 kg/箱时,刺参生长、肠道消化酶活性和微生物多样性显著降低,现有小网箱投喂模式下养殖密度宜提高至20kg/箱。研究结果可为刺参浅海网箱的科学养殖和提质增效提供参考。

重力式深水网箱布局参数理论计算及影响因素分析

网箱规划布局是海水养殖全链条中的关键一环,不仅涉及到养殖产出效益,更是影响设施安全的关键因素。重力式深水网箱在未来一定时期内仍是深远海养殖的主要设施类型,有关其规划布局大多依靠以往的工程经验积累,缺乏一定的理论依据支撑。将重力式深水网箱布局分为交叉式布局和无交叉布局,从理论角度分别给出不同布局形式下网箱部分布局参数及相应的计算公式,并据此分析系泊缆根数、系泊长度以及安全控制距离等不同布局参数对规划海域网箱间距及海域利用率的影响。结果显示,随着系泊缆根数、系泊长度及安全控制距离的变化,交叉式布局网箱海域利用率相对于无交叉布局更为敏感;交叉式布局的海域利用率明显大于无交叉布局,但目前仍建议采用安全性更高的无交叉布局。

深水网箱养殖水性给料投饲机设计与研究

为解决水产养殖中投饲劳动强度大、饲料破损率高、饲料浪费多,尤其是在深水网箱养殖中普通投饲机难以输送饲料至一定深度的问题,设计了一种专用的深水养殖水性给料投饲机。该投饲机结合了深水养殖的特点,以及之前在沉浮式网箱养殖方面的经验,并进行了相应试验来确定适宜的饲料与水质量比,以及进水泵功率和送料高度对吸料效率的影响,进行了饲料和水不同配比,以及不同水泵功率和不同输料深度等试验。结果显示:适宜的饲料与水质量比为1∶6;随着进水泵功率的增加,吸料效率升高;当进水泵功率保持不变,随着水深深度的增加,吸料效率逐渐减小;在进水泵功率为7.50 kW、扬程46 m时,该投饲机的吸料效率均值可达到9.46 kg/min,输送深度为水下10 m以下,满足了沉浮式网箱深水养殖的饲料投喂需求。研究表明,该水性给料投饲机可以在深水养殖中实现水下投饲,解决了深水网箱养殖面临的重要问题,并且具有较高的性价比,具有广泛应用和推广的潜力。

新型复式抗风浪养殖网箱的设计及其在海洋环境下的受力计算

深海抗风浪网箱养殖区别于传统近海网箱、围栏等养殖方式,适合发展高经济价值的鱼类养殖,现已成为沿海渔民转产转业的重要方向。为缓解近岸养殖压力、拓宽深海水域养殖,基于中国海域养殖条件,设计了一种可以应对恶劣海况条件的新型复式抗风浪深海养殖网箱。该网箱放弃了传统的浮架和浮圈结构,采用双浮筒可调节结构,以适应不同海域海浪状况,减少因刚性连接而发生的中拱和中垂现象;此外,浮筒与立体浮框连接而成的垂荡体可以提供较大的垂荡以及纵向摇摆阻尼,控制网箱的运动幅度。同时采用莫里森公式和伯努利方程对网箱承受的风、浪、流等环境载荷进行受力计算,并与传统高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)网箱进行对比,结果显示新型复式抗风浪网箱比传统HDPE网箱更能承受海洋中的环境负载。研究结果为后续研究和发展大型抗风浪网箱养殖提供了设计参考。

基于模型实验的自升式网箱的水动力性能

为探究影响自升式网箱水动力因素,优化与改进网箱结构,减少极端作业环境下养殖鱼类损耗、提升网箱系统安全,本实验开展了自升式网箱及其配套支撑系统的水动力性能研究。通过物理模型实验探究了不同流速、不同迎流角度、不同下潜深度以及安装不同类型网衣等因素对钢结构自升式网箱受力的影响。结果显示,在网目尺寸、下潜深度与迎流角度相同时,自升式网箱整体受力与水流速度呈正相关性,网箱整体与水流方向垂直时,网箱的受力最小,且网箱迎流角度在30°~60°时可能会受到最大的冲击力;模型网箱在距水底50 cm时的受力大于网箱距水底80 cm时的受力;UHMWPE网衣受力比相同线面积的PET网衣更大。研究表明,在网箱设计时可以优先选择六角形网目PET网衣,而附着物可使得网衣的受力增加至原来的10倍以上,建议在网箱结构设计时要充分考虑附着物对网箱结构强度的影响。本研究可对自升式网箱的设计、布置及网衣选择提供参考。自升式网箱作为一种深远海养殖装备,其前景非常广阔,但相关工作任重道远。

不同黏合剂对网箱养殖刺参饲料溶散速率的影响

开展了刺参颗粒饲料中添加不同种类黏合剂对其在水中溶散性能的影响试验。设置4个饲料试验组,分别添加瓜儿豆胶、海藻酸钠、黄原胶和明胶4种黏合剂,1个饲料对照组,不加黏合剂,每组设3个平行。结果表明,对照组在试验6 h后,饲料已完全溶散,海藻酸钠组在48 h溶散比达到98.56%,黄原胶和瓜儿豆胶组均在96 h完全溶散,明胶组则在174 h后才完全溶散。海藻酸钠组溶散速率(2.05%/h)显著高于其他各组(P<0.05),黄原胶和瓜儿豆胶组溶散速率(1.04%/h和1.02%/h)次之,明胶组的溶散速率(0.56%/h)显著低于其他各组(P<0.05)。指出,在刺参颗粒饲料中添加黏合剂,能有效提高饲料在水中的稳定性,其中明胶对饲料的稳定性最好。

网箱养殖自动投饵装置的设计与研究

网箱养殖业已经成为现代化养殖业的重要发展方向,但是目前国内普遍采用的饲料供给模式仍然是由渔夫进行人工供给,其稳定性较差。本文针对装置结构、投喂原理等几个关键问题进行了详细分析,开发出一种可以对鱼群、水质等进行监测,并针对不同情况实现自动投喂的深海网箱自动投料装置。这样不仅能极大地提升鱼苗的产量,还能保证鱼苗的安全,这对鱼苗的发展和海洋环境的保护都有很大的好处。

我国深远海养殖高质量发展动力机制研究

论文基于动力来源的不同,分析深远海养殖高质量发展的内生动力机制和外生动力机制。其中,养殖企业的经济利益、创新发展和效率提升驱动力形成产业发展的内生动力机制,政策推动力、市场拉动力、技术资金支持力和协同合作力构成产业发展的外生动力机制。依据内外生动力发挥作用的大小不同,将其划分为外生动力主导和内生动力主导两种混合动力机制。通过分析我国深远海养殖案例发现,目前我国深远海养殖高质量发展主要由外生主导的混合动力机制驱动,并形成了“政策+技术+资金”的产业发展启动模式。为确保深远海养殖的高质量发展,未来应进一步激发内生驱动力。

深水养殖网箱试验中网衣相似准则的应用

通过分析与试验相结合的方法对重力相似准则在网衣试验中的适用性进行研究。试验以在国内应用较广的田内相似准则作为参照,分析讨论了两种相似准则的异同,推导得出了重力相似准则结合大小尺度比在网衣模型设计中的质量校正公式及刚度校正公式。并据此按照两种相似准则,设计了包括网衣、底杆和沉子系统的两套模型,模型上端固定于设置了受力传感器的刚性直杆上。试验在纯流条件下进行,分别设置5组流速,试验水深0 8m。各组流速重复试验3次,受力由固定于刚性直杆上的传感器测量获得,网衣的变形则通过系缚在网衣上的二极管的坐标确定。在进行受力分析时,由于两相似准则的受力比尺不同,因此必须将模型受力按照对应比尺统一转换为原型值,同时利用受力与流速的回归关系式将模型受力校正为同一流速下的数值然后再进行比较。试验结果表明,相同流速条件下,两种相似准则的模型受力及变形总体上吻合较好,说明重力相似准则在网衣试验中采用质量校正及刚度修正后同样能够得到令人满意的结果,而且试验中模型的大尺度比达到1∶20,这无疑为涉及波浪问题的深水网箱模型试验的设计提供了保障,从而避免了田内相似准则在深水网箱试验研究中应用的局限性。

深水网箱养殖装备技术前沿进展

上世纪七十年代末,海水鱼类养殖其中最重要的一项技术成果是发明了深水网箱,持续数十年的研究与开发应用,使现代海洋农业有了新的诠释。随着深水网箱装备技术的进步,围绕"一条鱼"养殖工程技术的种质、养成、营养、管理、环境、加工、物流、信息以及养殖配套装备等技术链日益完善,深水网箱已成为现代海洋农业不可或缺的重要装备。

国产HDPE升降式深水网箱下沉关键技术的研究

通过大量的海上网箱沉浮试验和分析,阐述了国产HDPE升降式网箱在自然海洋环境状态中,受风、浪和流等客观因素的作用与影响,使其在下沉过程中各浮管舱间下沉速度不一致,导致升降式网箱最终不能完全沉入水下,形成外在成因;而浮管舱内进水水体的流动则是造成网箱重心偏移和整体倾斜的内在因素,控制网箱下沉倾角,清除排气管路进水阻塞是升降网箱下沉的关键技术。

基于3G＋VSaaS技术的深水网箱养殖远程视频监控系统

为提高深水网箱养殖过程监控的准确性与实时性,设计了一种深水网箱养殖远程无线视频监控系统。该系统利用3G无线网络技术实现深水网箱养殖网络化的本地或远程的实时视频监控,采用3G+VSaaS模式,通过网络摄像头采集深水网箱现场数据,通过无线网络传输、发布和共享,并同时实现执行机构的反馈控制。文章介绍了工作原理与系统总体构架,阐述了系统硬件部分的选取设计原则,并分析了系统工作的关键技术。构建起深水网箱全方位远程监控体系,可实现深水网箱养殖信息化管理,提高养殖生产效率及风险防范能力。

离岸养殖与陆基养殖尖吻鲈形态性状与体质量的相关性研究

为探明陆基养殖和离岸养殖尖吻鲈(Lates calcarifer)形态性状与体质量的关系及形态差异,在海南省陵水县室内车间及南沙美济礁深水网箱对同一批次15月龄尖吻鲈的体质量Y和头长X_1、躯干长X_2、体长X_3、全长X_4、体高X_5、眼径X_6、吻长X_7、尾柄高X_8、尾柄长X_9等9个形态性状进行了测量,并进行了相关分析、通径分析和回归分析。结果显示,2个养殖条件下尖吻鲈在眼径和吻长等2个方面无显著差异,但在体质量、头长、躯干长、体长、全长、体高、尾柄高、尾柄长和体高与全长的比值等方面呈极显著差异(P<0.01)。陆基养殖尖吻鲈各主要性状间的相关关系达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01);除眼径X_6与吻长X_7无显著相关性外,美济礁离岸养殖尖吻鲈的其他各性状间的相关性达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。通径分析结果表明,陆基养殖群体的X_4和X_5对尖吻鲈体质量的直接作用达显著水平(P<0.05),而X_3、X_5和X_9对美济礁离岸养殖群体体质量的直接作用达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。决定系数分析显示,陆基养殖群体的X_4和X_5对体质量的共同决定系数之和为0.971,美济礁离岸养殖群体的X_3、X_5和X_9对体质量的共同决定系数之和为0.864,说明2个尖吻鲈养殖群体的体质量分别主要由这些形态性状决定;通过逐步回归分析,建立了2个养殖群体尖吻鲈多元回归方程:Y陆基养殖=-1 128.61+3.143X_4+6.418X_5,Y美济礁离岸养殖=-2 054.81+7.377X_3+9.196X_5-10.041X_9。研究表明,2种养殖模式下尖吻鲈的形态存在显著差异,美济礁离岸养殖尖吻鲈在体型上更具优势。

方形箱网结构减流效果试验

根据降低流速对深水网箱养殖的影响这一需要,依据目前深水网箱的尺寸和渔具模型试验方法,设计并制作一个浮式箱网结构模型,同时进行水槽实验。实验在箱网的尾部设定一系列的断面和测量点,通过三维流速仪测量各点在不同实验流速下的流速,通过分析相关数据,探讨了该箱网减流结构尾部的流速分布和减流效果。实验流速采用了32.23 cm/s、50.19 cm/s、67.79 cm/s,分别相当于实际流速45.58 cm/s、70.79 cm/s、95.67 cm/s。实验测量了减流装置尾部减流区域50 cm到125 cm处的流速分布,相当于实际海域中距离减流装置尾部15 m到37.5 m处的流速分布。实验结果显示,箱网尾部的流速减小区域是在网箱网袋与来流垂直的投影面上,减流百分比在20%～45%左右,而箱网两侧的流速略有增加。从实验结果来看,这一结构能有效减小流速,通过合理的设计和在海域中布设,能够满足深水网箱养殖的减流需要。