深海網箱養殖技術現狀與展望
深海養殖網箱是指可以在相對較深海域(通常海區深度大於20m)使用的養殖網箱,是近十年來迅速發展的養殖設備。它運用計算機、新材料、氣動、防腐蝕、防污損(附著物)、抗紫外線(防老化)等高新技術,即使在非常惡劣的海況條件下,也能保持網箱結構系統及其所養殖的魚類安然無恙。目前國家相關管理部門制定了限制近海網箱養殖,扶持鼓勵深海養殖的政策,該政策的實施,對拓展養殖海域、減輕環境壓力、保護調節海洋養殖品種結構、促進科學深海養殖有著重要的意義。近二十年來,以挪威為代表的大型深海網箱養殖在世界各地得到迅速而持續的發展,並取得了顯著的成效,被認為是目前海水養殖最具成功的典範。此外,智利、蘇格蘭、加拿大、希臘、土耳其、西班牙、奧大利亞等國也獲得了較大成功。
1 深海網箱的優點
1.1 拓展養殖海域,減輕環境壓力。
一般情況下,-10~-200m的海域都適於深海網箱養殖,有利於改變目前沿岸淺海和內灣養殖過密,環境惡化的現狀。
1.2 改善養殖條件,改進魚類品質。
網箱內環境穩定,水體大,更接近於自然;魚類活動範圍廣,成活率高,生長快,魚病少,易康復;自然餌料多,用餌少;養殖魚體形、肉質接近野生。
1.3 擴大養殖容量,提高生產效率。
一個周長50m的PE網箱,可產魚20t,只需一人管理。
1.4 科技含量高,管理更規範。
深海網箱配有自動投餌、自動分級收魚、魚苗自動計數、死魚自動收集等自動化設施並採用疫苗注射進行防疫,管理更規範[1]。
2 國內外深海網箱的發展特點
2.1 網箱容積日趨大型化
以挪威的HDPE網箱為例,從最初的0.1×104m3容積開始,到目前其最大容積已發展到2.3×104m3;而TLC網箱的容積也達到了1×104m3,單個網箱產量可達250t,大大降低了單位體積水域養殖成本,提高了經濟效益。網箱大型化更有利於規範管理。
2.2 新材料、新技術應用的普及化
在結構上採用了HDPE、輕型高強度鋁合金和特製不鏽鋼等新材料,並採取了各種抗腐蝕、抗老化技術和高效無毒的防污損技術,極大地改善了網箱的整體結構強度,使網箱的使用壽命得以成倍延長,大大降低了日常的養護和運作成本。深海網箱採用的均是抗拉力強,柔韌性好的新型材料,可抵禦11~12級颱風,5~6m高的大浪,有的經防紫外線抗老化處理,使用壽命均在15年以上。網衣經高效無毒的防污損生物處理,使用壽命5年以上。有的結構可自動升降,更保證了網箱與養殖的安全。
2.3 養殖管理自動化
隨著計算機集成和自動控制技術的應用和發展,網箱的自動化養殖管理技術得到快速發展,如瑞咚的FARMOCEAN網箱,可完全不需人工操作。
2.4 系統工程方法的運用更注重環境保護
在網箱的研究方面,開始運用系統工程方法,將網箱及其所處環境作為一個系統進行研究,結合計算機模擬技術進行模擬分析,融入環保理念,盡量減少網箱養殖對環境的污染和影響,以期實現可持續發展的模式,達到二者的協調發展。
2.5 網箱的配套裝置和技術大力發展
各國己成功地開發了各類多功能工作船、各種自動監測儀器、自動喂飼系統及其它系列相關配套設備,研究出了高效實用的配合飼料,解決了健康魚苗的育種技術,形成了完整的配套工業及成熟的深海網箱養殖運作管理模式。如活魚輸送泵、太陽能夜間警示器、魚規格自動分級、網衣清洗機、魚類大小分級系統、真空活魚起捕機、深海網箱投餌系統,防鯊魚網片張緊結構、網箱養殖監測系統、纖維繩索研發等[2]。
3 目前深海網箱的幾種類型
3.1 重力式全浮網箱
重力式網箱是依靠浮力和重力的作用張緊網衣,並保持一定的形狀和容積。在水流和波浪的作用下,它的網衣能隨波起伏,具有極好的柔順性,也極易變形,如圖1所示.用高密度聚乙烯管(HDPE)製作的網箱,現階段流行的周長為80m~110m,最大的己達180m,深40m,養魚200t,最大日投餌6t,使用壽命在10年以上。設計性能為抗風能力12級,抗浪能力5m,抗流能力小於1m/s,網衣防污期達6個月。該網箱最大優點為操作管理方便,觀察容易,但是不能下潛。
3.2 浮繩式網箱
浮繩式網箱是浮動式網箱的改進,相比之下,具有較強的抗風浪性能,日本最早使用(圖2)。網箱由繩索、箱體、浮力及鐵錨等構成,是一個柔韌性的結構,可隨風浪的波動而波動,具有「以柔克剛」的作用。其次,網箱是一個六面封閉的箱體,不易被風浪淹沒而使魚逃逸。柔性框架由兩根直徑2.5cm的聚丙烯繩作為主纜繩,多根直徑1.7cm的尼龍繩或聚丙烯繩作副纜繩連接成一組若干個網箱軟框架,再用直徑1cm的尼龍繩(或聚乙烯繩)作浮子繩,用於固定浮力,並將其固定於框架的主、副纜繩上。浮子的間距為50~l00cm,並在主纜的兩端各固定一個大浮體。
3.3 美國蝶形網箱
美國蝶形網箱也叫中央圓柱網箱或海洋站半剛性海水網箱(圖3)。它是用一根直徑lm,長16m的鍍鋅鐵筒為中軸,周邊用12根鍍鋅鐵管組成周長80m,直徑25.5m的12邊形圈,用上下各12條超高分子量聚乙烯纖維與中央圓柱兩端相連,其作用有些像自行車輪的鋼絲,用Dyneema纖維UltraCross編結網做網衣,構成蝶式形狀,面積600m2,容量300m3的網箱。箱體在2.25節流速下不會變形。中央圓柱可進水或充氣,以此調節網箱比重,並與底部懸掛的15t重的水泥塊平衡,使整個網箱上浮或下沉,6分鐘可從海面沉到30m水深。上部有管子便於放魚苗及投餌。可放置於離岸20km處。網衣附著物依靠潛水員下潛用高壓水槍沖洗。
3.4 海洋圓柱網箱
海洋圓柱網箱也叫海洋平台網箱(圖4),由4根15m長的鋼製圓柱和8條80m長的鋼絲邊圍成,圓柱依靠錨和網直立固定。網也用Dyneelna纖維製成的無結節網。在惡劣氣候下,整海洋平台被浸泡在波浪下。由於圓柱浮力的變化,升降非常容易,整個升降過程用30秒就可完成。
3.5 強力浮式網箱
強力浮式網箱總體呈腰鼓形(圖5)。中間最大直徑11m,底圈直徑9m,口部直徑3m。底圈至中圈高度為12m,口部至中圈高度10m,總容量3500m3。通過側面8根空管進排海水控制沉浮。口部上面有一管理台及餌料貯藏罐。一星期進餌料一次,自動投喂。
3.6 方形組合網箱
方形組合網箱由防腐蝕材料組成的箱架,每組6個,每個15×15m方型網箱。箱與箱之間走道寬分別為3m、2m、lm三種規格。固定點在一頭,可以360o旋轉,需要10倍於網箱面積的海面,可抗浪高4.3m。日本石橋公司開發的方型、多邊型網箱用富有彈性的橡膠材質製成,可用螺絲組裝,不需焊接(圖6)。
3.7 張力腿網箱
TLC網箱,又稱張力框架網箱(圖7)。此網箱的形狀恰為傳統式網箱之倒置型。底部用拉索固于海底,箱體在水面5m以下不會有垂直拍打之波浪,可抵擋波高10m、流速2節,強風浪下網箱體積縮小不超過25%。
3.8 升降式深海網箱
高密度聚乙烯可升降的大型深海網箱,由可潛入水中的深海網箱框架構件及其進排氣控制系統、回柱形管材、中間連接件、裝有加強繩索的網具以及垂直取向的配重塊和進排氣管路系統組成(圖8),形成圓環形或多邊形結構,能承受一定強度風浪流的衝擊。該網箱的特點可以在強颱風來臨前,下潛至水面一定深度以下,從而避開風浪的衝擊。
4 深海網箱面臨的主要問題和前景展望
隨著深海魚種高利潤的回報和網箱技術發展帶來的成本下降,深海養殖發展規模迅速擴大,所以深海養殖網箱的需求也越來越大。新材料、新技術的開放和應用,也使得深海網箱的性能不斷提高,而我們面臨的問題也越來越多。
4.1我國海水網箱養殖總體技術水平較低,全國超過100萬隻的網箱,幾乎都是設置在港灣內的木結構小型網箱,由於造價低廉,製造方便,易於普及推廣,然而其抗風浪性能相當差,使用年限短,因此急待更新換代。
4.2 我國的海水網箱由於大量集中於港灣內,養殖密度高于海區的環境容量,同時又缺乏安全、有效的網箱網衣防寄生生物附著的方法,從而使養殖環境自身污染嚴重,網箱內外水流不暢,引起魚病頻發,養殖魚種品質下降。
4.3 海水網箱養殖向外海、大型化方向發展是國內外海水網箱養殖的共同趨勢,歐美、日本等先進國家早就將海水網箱養殖作為系統工程來進行開發研究,相比之下,我國對國外先進的外海抗風浪網箱知之甚少。近幾年,我國雖已從挪威等國引進7套PE管抗風浪網箱,從美國引進2套碟形網箱,但是,由於未能對整個抗風浪網箱養殖系統進行攻關研究,因此,進展比較遲緩。
4.4 我國海水網箱養殖缺乏宏觀管理,特別是近幾年各地盲目發展海水網箱養殖,從而使港灣內網箱養殖已出現超負荷現象,造成養殖海區環境惡化,嚴重破壞生態等問題。
4.5 餌料應用基礎性研究嚴重不足,餌料是海水養殖的重要環節,大部分網箱餌料為魚糜並且餌料係數(FCR)高達4~8,而國外只有1~1.5。我國餌料研究缺乏系統性,基礎研究嚴重滯後。國外網箱發展實踐已證明,沒有高效餌料的發展,大型網箱的發展就不可能。
就世界範圍而言,深海網箱養殖是現階段海水魚類養殖的主要方式。隨著傳統海洋漁業資源衰退和傳統作業漁場老化,網箱養殖業越來越多地引起世界各沿海國家的重視。可以預測,深海網箱養殖業必將成為21世紀海洋經濟的新的增長點之一[3]。
參考文獻:
[1] 徐君卓.國外大型深水養殖網箱類型介紹[J].中國水產,2001(10):54~55.
[2] 胡保友,楊新華.國內外深海養殖網箱現狀及發展趨勢[J].信息科學,28~29.
[3] 林德芳,關長濤,黃文強.海水網箱養殖工程技術發展現狀與展望[J].漁業現代化,2002 (4):6~7.
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