中国海水围网养殖的现状与发展趋势探析

周文博，石建高，余雯雯，刘福利，宋伟华，桂福坤，杨 飞

(1. 中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室, 上海 200090; 2. 上海海洋大学海洋科学学院,上海 201306; 3. 中国水产科学研究院 黄海水产研究所,山东青岛 266071; 4. 浙江海洋大学,浙江省海洋渔业装备 技术研究重点实验室,浙江舟山 316022)

水产养殖业为人类提供了重要食物、营养和生计来源。近年来，中国近海渔业资源出现持续衰退现象，因此，人们对水产养殖业发展的期望值也越来越高[1-4]。水产养殖业涵盖诸多水生生物种类，涉及不同的环境、养殖系统和资源利用模式，例如网箱、工厂化和围网(亦称围栏、网栏、网围、栅栏)等[4-6]。由于传统近岸小网箱抗风浪能力差，只适应在浅海内湾水域环境，然而过密的生产布局，容易造成环境污染和水质恶化，加之浅海内湾水域有时会受陆源等污染和影响，导致养殖生物病害时有发生、品质和养殖效益下降。因此，该养殖模式对近海环境的影响及其可持续发展问题受到越来越多的关注[1]。相比而言，海水围网养殖是一种接近生态养殖的模式[1,5-12]。徐君卓等[6-12]开展了围网养殖研究，结果表明：围网养殖可有效利用天然饵料生物、实现鱼-贝-藻多营养层次综合养殖，具有抗风浪能力强、成鱼品质高和养殖环境友好等优势。发展海水围网养殖等新模式对于保护和合理开发海洋资源、促进渔民转产转业与水产养殖绿色发展等意义重大[1,8-16]。通过介绍中国海水围网养殖现状、研究进展以及今后的发展趋势，为水产养殖健康可持续发展提供参考。

1 海水围网养殖现状

中国海水围网养殖主要分为滩涂网栏养殖、港湾网栏养殖与大型围网养殖等类型，其中前2种类型属于近海传统围网养殖[1,5-8]。

1.1 滩涂网栏养殖

滩涂网栏养殖分为直接围栏养殖和低坝高围式滩涂网栏养殖2种形式，目前主要分布于山东、江苏、浙江、福建等沿海省份，用于鱼类、贝类、甲壳类、藻类和其它类(如海参、海蜇)等水产品种类的养殖。滩涂网栏养殖模式一般无法实现全天候水体交换，且水深和养殖水体体积会随潮汐水位的变化而变化。中国部分沿海省份滩涂生物资源丰富，环境也较为适合养殖。在未商业开发的滩涂中进行围栏养殖是一种滩涂资源开发的有效途径。直接围栏养殖是在滩涂中利用网片围成一个养殖水体，并利用绳、锚、柱、桩或竹竿等进行网片固定的养殖方式，该类型的特点是：设施简易；投资成本低；抗台风能力差等。直接围栏养殖的选址一般要满足以下条件：养殖区天然饵料资源丰富；养殖区水质条件好，周边无污染源；养殖滩涂浪小，流缓、地形稳定，且底质为泥沙或软泥；交通运输方便，具有配套水电设施等。

与直接围栏养殖相比，低坝高围式滩涂网栏养殖的特征在于“低坝”和“高围”，其中，低坝表示利用堤坝维持一定的池塘水位高度，在潮位不高时可以保证正常养殖的水量；高围栏可以在海水潮位较高时候进行泄洪，不影响正常养殖。低坝高围式滩涂网栏养殖的选址一般要满足以下条件[6]：建造地点应适当偏离船运主航道；建造区域应拥有大片浅滩以及水生挺水植物；在坑塘水系选点，除此之外应该进行人工改造，保证在枯水季节可蓄水；选点周围应无工厂等排污口；保证交通运输的畅通；选取生物饵料充足的地点(以降低养殖成本)等。滩涂网栏养殖的优点表现在：滩涂网栏简便易行；养殖生物活动空间较大，成鱼品质较好；部分利用自然饵料，节约养殖成本等。目前滩涂网栏养殖也存在一些缺点，主要表现在：滩涂地域容易遭受台风袭击；养殖残饵以及生活污水等容易污染水质；极端海况(赤潮、极端高温和极端低温等)下养殖生物死亡率较高等。低坝高围式网栏养殖的养殖池主要由闸门、溢水道、池内沟渠和堤坝(包括土坝和混凝土堤坝)等组成。

1.2 港湾网栏养殖

港湾网栏养殖一般指在港湾区域利用网栏等围出一片养殖区进行养殖[1,6]。由于港湾处受潮汐影响较大，风浪流较滩涂更大，所以港湾网栏养殖的技术难度大于滩涂网栏养殖。港湾网栏养殖目前主要分布于浙江、福建、山东等沿海省份，用于鱼类养殖或鱼-贝-藻的混养等。该养殖模式存在养殖区风浪较大、岸基连接困难等问题，亟需通过技术创新予以改进。

1.3 大型围网养殖

随着现代科技的发展、新材料的开发与应用、养殖企业综合实力的提升，中国开发应用了一种海水养殖新生产模式——单位规模可达3×104m3的大型围网养殖(如浅海大型浮绳式围网养殖、双圆周管桩式大型围网养殖、双圆周大跨距管桩式围网养殖和栅栏式堤坝围网养殖等)[1,7-8,17-30]。目前大型围网养殖主要分布于浙江、福建、山东等沿海省份，用于大黄鱼、鲈鱼、石斑鱼和黑鲷等鱼类养殖或鱼-贝-藻混养。

1.3.1 大型围网养殖新模式

1.3.1.1 浅海大型浮绳式围网养殖

2001-2014年，在“浅海养殖围网设施及生态养殖技术研发与产业化应用”等项目的支持下，林可等[1,7-8,17-20]开展了浅海大型浮绳式围网养殖新模式的研发与产业化应用。浅海大型浮绳式围网养殖建设地点位于浙江，其周长约300 m、网高15～20 m、最大养殖水体3×104m3，主要用来养殖高品质大黄鱼、石斑鱼和藻类等；该围网设施由柔性框架系统、网衣系统、锚泊系统和防逃逸系统等部分组成，其中柔性框架系统采用“方形浮球+高强浮绳框”的结构，网衣系统中的主体网衣采用超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene，UHMWPE)网衣(图1)。与滩涂网栏养殖等近海传统围网养殖相比，该模式围绕生态养殖、在线监测系统等关键核心技术进行创新、开发和产业化应用，实际生产实践证明，浅海大型浮绳式围网养殖具有较强的抗风浪能力。

1.3.1.2 双圆周管桩式大型围网养殖

2013-2014年，在“水产养殖大型围网工程设计”等项目的支持下，石建高等[21-27]率先开展了双圆周管桩式大型围网养殖新模式的研发与应用，生产建设地点位于浙江大陈岛海域；该围网外圈周长约386 m、养殖面积约11 500 m2、最大养殖水体约12×104m3，主要用来养殖高品质大黄鱼。双圆周管桩式大型围网由内外两圈组成，外圈由圆形管桩与UHMWPE网衣组成，内圈由圆形管桩与组合式网衣系统组成；内外两圈的柱体顶端之间由金属框架结构相连，作为工作通道和观光平台(图2)[1,21-27]。与近海传统围网养殖相比，该围网设施率先应用了双圆周管桩式框架结构新技术、底部防逃技术和桩网连接技术等[21-27]，建成后至2018年已经历了“凤凰”等多个台风的考验，综合效益显著。

图1 浅海大型浮绳式围网养殖设施Fig.1 Offshore large floating rope seine culture facility

1.3.1.3 双圆周大跨距管桩式围网养殖

2014-2016年，在“桩式大围网仿生态深水养殖大黄鱼”等项目的支持下，东海水产研究所石建高研究员团队在浙江开展了双圆周大跨距管桩式围网养殖新模式的研发与应用，建成当时中国内外圈之间跨距最大的双圆周管桩式围网[7-8,24,26-30]。该围网设施外圈周长498 m、内圈周长438 m、养殖面积约2×104m2、最大养殖水体约30×104m3，内外圈均由水泥管桩与UHMWPE网衣组成，内外圈之间跨距高达10 m，设置工作通道、观光平台和桁架式起捕装备等，主要用于仿生态深水养殖大黄鱼、黑鲷、石斑鱼和斑石鲷等经济鱼类(图3)。与近海传统围网养殖相比，该模式综合应用了海工装备技术、特种格栅新材料技术、鱼类清污技术和藻类调控水质技术等，实现渔业与海工产业的跨界融合，建成后至今已经历多个台风的考验，其成鱼品质与经济效益很好[7-8,26-30]。

图2 双圆周管桩式大型围网养殖设施Fig.2 Double-circle pipe pile type large-scale seine culture facility

图3 双圆周大跨距管桩式围网养殖设施Fig.3 Double-circle long-span pipe pile type seine culture facility

1.3.1.4 栅栏式堤坝围网养殖

2013-2017年，在“白龙屿生态海洋牧场堤坝网具工程设计”等项目的支持下，石建高等[7-8,26-27,29]开展了栅栏式堤坝围网养殖新模式的研发与应用，围网建设地点位于浙江温州；该围网设施养殖面积43.33 hm2(650亩)、最大养殖水体约400×104m3，利用管桩、网具等建设栅栏式堤坝围网，在其中形成两边水体通透的生态海洋牧场养殖海区；堤坝两侧敷设外网和内网，堤坝顶端作为工作通道和观光平台；主要用来养殖高品质大黄鱼等优质海产品(图4)。与近海传统围网养殖相比，白龙屿栅栏式堤坝围网养殖新模式具有养殖水体大，生态效益明显等特征，有利于在生态优先的前提下开展牧场化栅栏式堤坝围网养殖，助力中国海洋牧场的发展与现代化建设。

1.3.2 大型围网养殖与传统网箱养殖模式的主要差异

中国大型围网养殖的预研究及应用起步于2000年前后，随着UHMWPE新材料技术、渔业装备与工程新技术、大型养殖网具设计与装配新技术等的研发与应用，使围网养殖设施的大型化、离岸化和现代化成为可能，目前管桩式大型围网等养殖模式逐步得到投资者的认可，并在中国沿海地区较快发展[1,7-8,21,24-29]。大型围网养殖与传统网箱养殖模式的主要差异在于：1)传统网箱养殖水体一般不超过1×104m3、鱼类养殖密度较大(属于超密集型养殖模式)，而大型围网养殖水体一般超过3×104m3、鱼类养殖密度较小(属于半密集型养殖模式)，成鱼类品质接近野生；2)传统网箱须装配底网且配备锚泊系统，而大型围网不装配底网，且可根据需要选择是否配备锚泊系统；3)传统网箱箱体采用一般合成纤维绳网材料，而大型围网一般采用UHMWPE绳网、龟甲网等高性能材料(相对于一般合成纤维绳网材料来说，高性能材料具有更好的抗风浪性能和渔用适配性)；4)传统网箱采用饵料投喂，而大型围网采用饵料投喂+天然饵料利用2种相结合的方式(养成鱼类的饵料成本相对较低)[1,24-30]。

1.4 其它围网养殖

除了上述大型围网养殖设施外，中国还开展了插杆式浅海围网、高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)框架组合式网衣围网、生态围网等研发与应用[1,4,23,26-27,31]。插杆式浅海围网在福建沿海进行了试验[5]，具体结构以长毛竹竿等插入海底，再以绳索捆绑固定，构建一个高约10 m、面积约3 000 m2的插杆式浅海围网，试验研究结果表明，该围网具有成活率高等优点，其主要缺点是抗台风能力较差等。石建高等[1,23,26-27]开展了HDPE框架组合式网衣网围新模式的研发与应用，网围建设地点位于黄渤海，其周长为40 m、高度17 m、最大养殖水体约2×103m3，网衣系统采用金属合金网衣与超高强网衣，率先实现金属合金网衣在网围养殖设施上的创新应用。

图4 栅栏式堤坝围网效果图Fig.4 Design sketch of fence type dam seine

2 围网养殖的研究进展

2.1 围网养殖绳网材料的研究进展

传统近海围网养殖主要应用普通合成纤维绳网，在遭受台风袭击时，围网经常发生纲断网破等养殖事故，给养殖户等造成重大损失[1,7-8,26-27]。UHMWPE等高性能纤维材料的发明与应用，使围网养殖绳网材料的高性能化成为可能。石建高等[1,7-8,21-24,26-29]对UHMWPE绳网材料进行了系统研究，并在围网养殖、深远海网箱等领域实现产业化应用。由于UHMWPE绳网材料优越的综合性能，已逐渐成为中国(超)大型围网养殖设施建设领域常用的重要材料[1]。围网养殖过程中，普通合成纤维网衣上会发生污损生物附着现象，当养殖网衣附着非常严重时，会影响围网内外水体交换。智能化洗网机、功能性防污材料(如渔网防污涂料、特种金属合金网衣和龟甲网等)的研发与应用，使网衣防污问题的逐步解决成为可能。石建高等[1,23,26-27,32-35]针对养殖网衣防污试验研究的结果表明，可通过智能化洗网机解决养殖网衣的污染问题，也可通过功能性防污材料改善或有效提高养殖网衣的防污性能；围网养殖业可结合实际海况、投资成本等因素选择合适的网衣防污方法。

2.2 围网养殖专利的研究进展

随着围网养殖业的发展，以及各种围网养殖新模式的不断涌现，东海水产研究所等单位申请了100多项与围网养殖设施相关的专利，其中大型围网养殖的专利主要由东海水产研究所与浙江海洋大学申请。东海水产研究所有关围网养殖设施的相关专利主要由石建高团队及其合作单位申请[1,22,26-27,33-39]，专利技术内容主要集中在围网柱桩系统、网具装配工艺、纤维绳网材料、网衣修补方法和设施防逃系统等多个领域。浙江海洋大学关于围网养殖设施的专利技术内容主要涉及监控装置、捕捞装置等多个领域[40-46]。

2.3 围网养殖选址等的研究进展

除上述围网养殖绳网材料研究外，中国学者对围网养殖海况与选址、防纠缠技术、敷设技术、水动力学、鱼类品质、浮游植物群落结构特征及其环境效应等也进行了相关研究[1,17-20,25,27-29]。张家新等[18]开展了围网养殖敷设海域水文条件研究，研究结果表明，具备营养盐比较丰富、流速小于1 m·s-1等特征的海域适合浅海围网养殖。李怡等[19]开展了养殖用围网防纠缠技术试验研究，结果表明，养殖用围网网衣堆积高度越大，堆积系数越小，网衣发生纠缠的可能性越小。石建高等[1,27-29]开展了围网养殖选址相关研究，结果表明，围网养殖设施的选址应符合法律法规，以不破坏海洋环境与航运安全，同时又能取得较好效益为原则，以养殖鱼类适应性、养殖生产经济可行性和养殖设施安全性等方面的综合论证为基础，综合分析评估后确定养殖区。

3 围网养殖发展趋势

随着中国经济的不断发展，人们对食物的需求结构也在发生着巨大的变化，水产品需求量的增加成为必然趋势。受过度捕捞、水域环境破坏等因素的影响，野生鱼类资源量大量减少，海水围网养殖产业规模持续增长，大力发展海水围网等绿色水产养殖业成为中国渔业转型升级的重要方向。围网养殖产业涉及面广，仍然面临重大挑战。此外，随着人们生活水平的不断提高，人们对围网养成产品的安全性问题也越来越重视，消费者对围网养殖生产有关的安全问题也越来越关注。

3.1 滩涂网栏与港湾网栏养殖发展趋势

滩涂网栏与港湾网栏养殖具有投入成本小、选址难度低等优点，因此，该模式在注重生态养殖环境和政策许可的前提下将在我国沿海地区长期存在，但养殖空间、抗风浪能力和综合收益等因素将直接影响其发展与推广。为实现中国滩涂网栏与港湾网栏养殖的可持续发展，今后应该侧重于：1)开展网栏养殖装备与工程技术研发，提高抗风浪能力及其养殖空间资源竞争力；2)开展养殖容量等方面的生态养殖技术研究，以控制养殖环境；3)开展差异化养殖新品种的开发，突出养殖优势；4)加强鱼-贝-藻综合养殖新模式的开发，发展绿色养殖；5)加强养殖鱼类安全管理与营销策略研究，建立鱼类追溯体系、增强产品竞争力；6)加强养殖辅助装备(如水体交换机、增氧机、水质监控设备等)的研发与应用，提高网栏养殖的智能化水平等。

3.2 大型围网养殖发展趋势

大型围网养殖具有养殖效益好与成鱼类品质高等优势，因此，该模式将是中国围网养殖产业的未来发展方向。但饲料成本和养殖空间资源、围网产业政策及其综合收益等因素将直接影响其发展与推广。为了实现中国大型围网养殖业的可持续发展，今后应该侧重于：1)开展养殖种类的多元化研究，并对高价值鱼类养殖技术进行攻关，提高综合收益与成鱼的市场竞争力(目前中国大型围网的养殖种类主要集中于大黄鱼、石斑鱼、鲈鱼、黑鲷、黑鮶和金鲳等单一品种，既缺少与贝类产业、藻类产业等其它产业的深度融合，又缺少对金枪鱼、三文鱼等高价值养殖品种的养殖技术攻关)；2)开展等深线在-30 m以上的深远海养殖装备与工程技术研究，以拓展围网养殖空间(在建或建成的大型围网平均水深均不足20 m，使其养殖空间与养殖品种等受到限制)；3)开展围网养殖的超大型化设计，真正实现牧场化养殖(如设计规划养殖面积13×106m2以上的超大型围网)；4)开展大型围网养殖设施新材料研究，以抵御(超)强台风的侵袭(如开展石墨烯复合改性绳索网具新材料研究，以提高围网网具的综合性能)；5)开展大型围网智能装备技术研究，以提高工作效率、降低劳动强度(由于围网养殖面积大，洗网、投饵、起捕、鱼类分级等比较困难，需研制应用洗网机、投饵机、吸鱼泵、鱼类分级装置等智能装备技术)；6)发展大型围网+模式，使之与网箱(或传统围网养殖)形成一个综合养殖系统，以提高大型围网效益，例如开展鱼-贝-藻牧场化养殖+网箱(或传统围网养殖)接力养殖模式。科学技术的创新有助于支撑大型围网养殖新模式的可持续健康发展。大型围网养殖属于一种高效、安全的绿色发展模式，将引领海水养殖业可持续发展方向，有利于实现“2030年后建成现代化水产养殖强国”的战略目标，其发展前景非常广阔[1,4,27]。