可持续水产养殖水资源管理：全球视野

水产养殖，即水生生物的养殖，在满足日益增长的全球海产品需求方面扮演着越来越重要的角色。然而，这种快速扩张也带来了严峻的挑战，尤其是在水资源管理方面。可持续的水产养殖实践对于最大限度地减少环境影响、确保养殖物种的健康和生产力以及保障该行业的长期生存能力至关重要。本综合指南探讨了水产养殖水资源管理的关键方面，重点介绍了全球范围内采用的创新解决方案和可持续方法。

了解水产养殖中水质的重要性

水质在水产养殖中至关重要。水生生物对其环境高度敏感，维持最佳的水体参数对其生长、健康和生存至关重要。水质不佳会导致压力、疾病暴发、生长速度减慢，并最终给水产养殖者带来经济损失。

关键水质参数

在水产养殖系统中，必须对几个关键参数进行有效监测和管理：

• 溶解氧 (DO): 充足的溶解氧水平对呼吸至关重要。低溶解氧会导致缺氧和死亡。理想的溶解氧范围因物种而异，但通常首选高于 5 毫克/升的水平。
• 温度: 温度影响新陈代谢率、生长和繁殖。为目标物种维持最佳温度范围至关重要。例如，罗非鱼在较暖的水域（24-30°C）中茁壮成长，而鲑鱼则需要较冷的温度（8-16°C）。
• pH值: pH值影响营养物质的溶解度和某些化合物的毒性。大多数水产养殖物种的最佳pH值范围在6.5到8.5之间。
• 氨 (NH3): 氨是鱼类新陈代谢产生的有毒废物。高浓度的氨会导致应激反应和鳃损伤。有效的生物过滤是必要的，以将氨转化为毒性较小的形式，如亚硝酸盐和硝酸盐。
• 亚硝酸盐 (NO2): 亚硝酸盐是另一种有毒的氮化合物。与氨一样，它应通过硝化作用转化为硝酸盐。
• 硝酸盐 (NO3): 硝酸盐相对无毒，但在高浓度下可能导致藻类大量繁殖。
• 盐度: 盐度对海水和咸淡水水产养殖至关重要。维持适当的盐度水平对于渗透调节和生存至关重要。
• 浊度: 浊度或水的清澈度，影响光的穿透，并可能影响藻类和水生植物的生长。高浊度也可能刺激鱼鳃。
• 碱度和硬度: 这些参数影响水的缓冲能力，并可能影响pH值的稳定性。

水产养殖水资源管理中的挑战

水产养殖业在水资源管理方面面临各种挑战，影响着环境和行业的可持续性。

营养物污染

集约化水产养殖可能导致水中营养物质，特别是氮和磷的积累。这些营养物质可能导致富营养化、有害藻华和周边水体的氧气耗尽。这对沿海水产养殖业是一个重大关切，因为营养物流失可能破坏珊瑚礁和海草床等敏感生态系统。受影响严重的地区包括东南亚（泰国、越南）的集约化养虾场和智利、挪威的鲑鱼养殖场。

疾病暴发

水质不佳会削弱水生动物的免疫系统，使其更容易患病。疾病暴发可能给水产养殖者带来重大经济损失，也可能影响野生种群。高放养密度和不充分的水交换会加剧疾病传播。例如，虾类养殖中的白斑综合征病毒（WSSV）已在全球造成重大经济损失。

水资源短缺

在某些地区，水资源短缺是水产养殖发展的主要制约因素。农业、工业和人类消费之间的水资源竞争可能限制水产养殖的可用水量。这在干旱和半干旱地区尤其如此，如非洲和中东的部分地区。例如，在印度，为水产养殖过度开采地下水已引起某些地区对水资源枯竭的担忧。

废水排放法规

日益严格的环境法规给水产养殖者带来了压力，要求他们最大限度地减少其运营对环境的影响。遵守废水排放限制需要投资水处理技术和可持续管理实践。例如，欧盟对水产养殖设施的污染物排放有严格的规定。

可持续水产养殖水资源管理的创新解决方案

为了应对上述挑战，水产养殖业正在采取一系列创新解决方案，旨在改善水质、减少环境影响并增强可持续性。

循环水养殖系统 (RAS)

RAS是闭环系统，通过一系列处理过程循环利用水。这些系统通常包括机械过滤、生物过滤和消毒装置。RAS具有多项优势，包括减少耗水量、改善生物安全性和增强环境控制。它们允许在陆基设施中进行集约化生产，最大限度地减少对自然水资源的依赖。RAS技术正被全球用于生产各种物种，包括鲑鱼、鳟鱼、罗非鱼和澳洲肺鱼。

生物絮团技术 (BFT)

BFT是一种可持续的水产养殖系统，它依靠微生物群落（生物絮团）的发展来处理废水并为养殖生物提供补充营养。在BFT系统中，有机废物被转化为生物絮团，然后被鱼或虾消耗。这减少了对水交换和外部饲料投入的需求。BFT特别适用于养虾和罗非鱼生产。它在亚洲、拉丁美洲和非洲正被越来越多地采用。

综合多营养层次水产养殖 (IMTA)

IMTA涉及在邻近区域养殖多个物种，其中一个物种的废物被用作另一个物种的资源。例如，可以种植海藻来吸收鱼类养殖场释放的营养物质，贝类可以过滤水中的颗粒物。IMTA促进了营养物质的循环利用，减少了环境影响，并使水产养殖生产多样化。这种模式在世界各地以各种形式实践，包括中国的海藻-贝类综合养殖和加拿大的鱼类-海藻综合养殖。

人工湿地

人工湿地是为处理废水而设计的工程化生态系统。它们可用于去除水产养殖废水中的营养物、悬浮固体和其他污染物。湿地提供了一种自然且成本效益高的水处理方法，并提供额外的益处，如创造栖息地和碳封存。它们在欧洲和北美广泛用于处理包括水产养殖在内的各种来源的废水。

臭氧和紫外线消毒

p>臭氧和紫外线（UV）消毒是水产养殖系统中杀灭病原体和改善水质的有效方法。臭氧是一种强氧化剂，可以摧毁细菌、病毒和寄生虫。紫外线消毒利用紫外光使微生物失活。这些技术通常用于RAS和其他集约化水产养殖系统以维持生物安全。

膜过滤

膜过滤技术，如微滤（MF）、超滤（UF）和反渗透（RO），可用于去除水产养殖水中的悬浮固体、细菌、病毒和溶解物质。RO在去除盐分方面特别有效，可用于处理咸淡水或海水以进行淡水水产养殖。这些技术在大型RAS和其他集约化水产养殖运营中变得越来越普遍。

水产养殖水资源管理的最佳管理实践

实施最佳管理实践（BMPs）对于确保可持续的水产养殖水资源管理至关重要。这些实践涵盖了广泛的措施，旨在最大限度地减少环境影响、优化资源利用和促进负责任的水产养殖生产。

场址选择

谨慎的场址选择对于最大限度地减少水产养殖运营的环境影响至关重要。应选择场址以避开敏感栖息地，如湿地、红树林和珊瑚礁。它们也应位于具有充足水量和良好水质的地区。适当的场址评估包括分析土壤类型、水流模式以及与其它土地用途的距离。

放养密度

维持适当的放养密度对于防止过度拥挤和降低疾病暴发风险至关重要。过度放养可能导致水质差、应激水平增加和生长速度降低。应根据物种、水产养殖系统类型和水质条件调整放养密度。

饲料管理

高效的饲料管理对于最大限度地减少营养浪费和降低水产养殖的环境影响至关重要。养殖者应使用专为目标物种配制的高质量饲料。饲料应有效分配，以最大限度地减少饲料损失和未食饲料的积累。自动投喂系统可以帮助提高饲料利用率并减少浪费。监测饲料转化率（FCR）对于评估饲料效率至关重要。

水交换

优化水交换率对于维持水质和去除废物产品很重要。然而，过多的水交换可能导致营养物污染和水资源短缺。水交换率应根据物种、水产养殖系统类型和水质条件进行调整。在RAS和BFT系统中，水交换被最小化以节约用水和减少废物排放。

废物处理

实施有效的废物处理系统对于减少水产养殖的环境影响至关重要。废物处理选项包括沉淀、过滤、人工湿地和生物过滤。废物处理技术的选择将取决于水产养殖运营的规模和类型，以及当地的环境法规。

生物安全措施

实施严格的生物安全措施对于预防疾病的引入和传播至关重要。生物安全措施包括设备消毒、新动物的检疫和水质监测。实施一个健全的生物安全计划有助于最大限度地降低疾病暴发的风险并减少经济损失。

监测和记录保存

定期监测水质参数对于检测和解决潜在问题至关重要。养殖者应监测溶解氧、温度、pH值、氨、亚硝酸盐、硝酸盐和其他相关参数。详细的记录保存对于跟踪水质趋势和评估管理实践的有效性也很重要。数据分析可以帮助确定改进领域并优化水产养殖运营。

可持续水产养殖水资源管理的全球案例

一些国家和地区已成功实施了水产养殖水资源管理战略，可以作为其他地区的典范。

挪威

挪威是养殖鲑鱼的领先生产国，并已实施严格的环境法规，以最大限度地减少水产养殖对海洋环境的影响。挪威的鲑鱼养殖场被要求监测和报告其营养物排放，并采取措施降低疾病暴发的风险。该国还大力投资于研发，以改善水产养殖技术和可持续性。

智利

智利是另一个主要的养殖鲑鱼生产国，但它在疾病暴发和环境影响方面面临挑战。智利政府已对放养密度和水质实施了更严格的规定，以提高鲑鱼养殖业的可持续性。同时也在努力实现水产养殖生产多样化，并推广使用IMTA系统。

越南

越南是虾的主要生产国，并已采用BFT和其他可持续水产养殖实践来减少养虾对环境的影响。越南政府还实施了法规来控制在水产养殖中使用抗生素和其他化学品。

中国

中国是世界上最大的水产养殖生产国，拥有多样化的水产养殖系统。中国政府正在推广使用RAS和IMTA系统，以提高水产养殖生产的可持续性。同时也在努力减少水产养殖设施的污染物排放。

加拿大

加拿大已对水产养殖实施了严格的法规以保护其海洋环境。加拿大的水产养殖场被要求监测和报告其环境影响，并采取措施降低疾病暴发的风险。该国也在投资研发以改善水产养殖技术和可持续性。

水产养殖水资源管理的未来

水产养殖水资源管理的未来将取决于可持续实践的持续采纳和创新技术的发展。关键趋势和重点领域包括：

• 增加使用RAS和BFT系统: 这些技术在节水、废物处理和生物安全方面具有显著优势。
• 开发更高效的饲料: 正在进行研究以开发更易消化、产生更少废物的饲料。
• 改进疾病管理策略: 正在开发新的疫苗和其他疾病预防措施，以降低疾病暴发的风险。
• 更多地使用数据分析和人工智能: 数据分析可用于优化水质管理，并预测和预防疾病暴发。
• 加强研究人员、行业和政府之间的合作: 合作对于开发和实施可持续的水产养殖实践至关重要。

结论

可持续的水产养殖水资源管理对于确保水产养殖业的长期生存能力和保护环境至关重要。通过采用创新解决方案和实施最佳管理实践，水产养殖者可以最大限度地减少其环境影响，优化资源利用，并以可持续的方式生产高质量的海产品。随着全球对海产品的需求持续增长，可持续的水产养殖实践在满足这一需求的同时保护我们地球的健康将变得越来越重要。