污损生物对海水养殖业的影响是多方面的。从物理角度看,存在3个方面的问题:1)堵塞养殖设施网孔。例如,对于网笼类养殖设施,污损生物易造成网孔堵塞,导致内部区域水体交换率降低,进而影响养殖对象对营养物质、氧气的获取,以及对排泄物、残饵的排除[3⇓⇓-6]。2)影响养殖设施受力。大量污损生物附着于养殖设施上,特别是网衣等大表面积设施,极大增加了网衣重量、降低透水性,造成养殖设施受力情况恶化、浮力不足,进而可能造成养殖设施的破坏[7⇓⇓-10]。3)损坏养殖设施。例如,附着在浮体上的硬壳类污损生物,如藤壶、牡蛎等,使临近处网衣受磨损、养殖笼绳索被磨断[11⇓-13]。从生化角度看,也存在3个方面的问题:1)与养殖对象争抢资源。例如,附着生物主要包含腔肠动物、苔藓动物、软体动物、甲壳动物、被囊动物、多毛类和藻类[5,14],在附着于养殖设施后,其自身生长需要营养物质、氧气等,与养殖对象形成竞争关系。2)污损生物的排泄物易造成局部水质恶化,增加养殖对象患病的风险[6,11,15]。3)缩短养殖设施的使用寿命。污损生物的存在对一些金属类的养殖设施造成或加剧腐蚀[16⇓-18],影响设施安全,降低使用寿命等。
人类对污损生物的关注与研究历史悠久[19],针对污损生物在人类探索、开发与利用海洋过程中引起的诸多问题,人们寻找了各式各样的方法进行应对,并取得了一定的成效,但离科学合理、方便快捷地处理污损生物还有很远的路程[20⇓-22]。概括而言,处理污损生物的思路有2种:一种是“除”,即待污损生物附着后,将其清除;另一种是“防”,即通过合理的方式防止污损生物的产生。两个方向都各有不同的方式,“除”污损生物的方法有人工清除、机械清除、暴晒清除、生物清除等[23-24];“防”污损生物的方法有物理防治法(如铜网衣)、化学防治法(如电解法、化学防污涂料法)、生态防治法(如仿生涂料、生物防治法)等[25⇓-27]。
污损生物对海上养殖生产各大环节都有影响,因而处理污损生物成为养殖过程中非常关键的环节,与养殖效益息息相关。海上养殖属于劳动力密集型产业,其经济效益受养殖设施、养殖模式、养殖规模等诸多因素影响,入海后的养殖以传统生产方式为主,机械化与自动化程度低。因此,清除污损生物就成为海上养殖生产费时、费力又不得不进行的作业。随着社会不断发展,海上养殖也面临劳动力缺失、用工成本剧增、产业升级滞后等问题。针对上述问题,本研究拟通过调研福建省海水养殖产业在海上养殖过程中处理污损生物的方式,较为全面地了解其现状,以期为海水养殖产业的发展提供基础资料。
1 调查方法
1.1 调查对象
福建省海上养殖具有品种繁多、养殖方式丰富、各养殖方式涉及的养殖设施多样等特点,按养殖方式分为池塘养殖、普通网箱养殖、深水网箱养殖、筏式养殖、吊笼养殖、底播养殖等6种[1]。本研究通过分析,认为污损生物对养殖设施影响大,因此选择对设施化程度较高的养殖方式进行调研。而在上述6种养殖方式中,池塘养殖主要是在近岸的陆地,底播养殖过程少有设施设备需要被长期浸泡于海水中,因此本调研不考虑这2种方式。普通网箱与深水网箱主要养殖鱼类,日常管理作业存在较大的类似之处,可归为一个调研类别,即网箱养殖。筏式养殖主要是藻类、牡蛎养殖,而延绳吊笼养殖主要养殖鲍、牡蛎、扇贝、贻贝等,因此这两者各归为一个类别。根据各类别养殖方式涉及的设施设备,污损生物处理方式调查对象见表1。
表1 污损生物处理方式调查对象表
Tab.1
| 养殖方式 Aquaculture mode | 调查对象 Investigation object | ||
|---|---|---|---|
| 网箱养殖 Cage culture | 网衣 | 浮体 (浮球、浮力管) | — |
| 筏式养殖 Raft cultivation | 养殖绳 | 浮球 | — |
| 延绳吊笼养殖 Longline cage culture | 网兜 | 浮球 | 养殖笼 (盆) |
1.2 调查内容
本研究是针对海上养殖过程中,养殖户对养殖设施附着生长的污损生物的处理方式进行调查,内容包括2项:一项是养殖设施生长的附着生物是否需要处理;另一项是如果需要处理,则具体的处理方式是什么,其中网兜特指采用“养殖盆+网兜”(图1)吊养设施中的网兜。
图1
1.3 调查时间、地点及方式
福建省从北往南涉海养殖的地区有宁德、福州、莆田、泉州、漳州及厦门。厦门市早年虽有较多的海上养殖,但自2006年开始,其所在海域水产养殖逐步退出,目前厦门海域已无海上养殖。因此,本次调查区域主要是宁德、福州、莆田、泉州、漳州海上养殖区。
本次调查时间从2021年10月到2022年8月,实地调查宁德、福州、莆田、漳州4地共计54个养殖户,以及电话问卷调查泉州市水产技术推广站,并统计记录养殖设施污损生物处理的情况。调查样本,按地域分布情况分为:宁德17户(包含2个网衣清洗团队)、福州13户、莆田9户、漳州15户,泉州则通过与泉州市水产技术推广站电话问卷调查;按养殖方式调查样本情况分为:网箱养殖26户(深水网箱5户、普通网箱21户)、筏式养殖14户、延绳吊笼养殖12户、网衣清洗团队2个。
2 结果与分析
2.1 养殖设施污损生物的处理需求
表2 养殖设施污损生物是否需处理调查结果
Tab.2
| 养殖方式 Aquaculture mode | 调查对象 Investigation object | 是否需要处理 Eliminate or not | |
|---|---|---|---|
| 网箱养殖 Cage culture | 网衣 | 必须处理 | |
| 浮体 | 根据需要 | ||
| 筏式养殖 Raft cultivation | 养殖绳 | 不处理 | |
| 浮球 | 根据需要 | ||
| 延绳吊笼养殖 Longline cage culture | 网兜 | 根据需要 | |
| 浮球 | 根据需要 | ||
| 养殖笼(盆) | 1.养殖三倍体牡蛎所用的养殖笼必须处理; 2.其他养殖笼(盆)根据需要 | ||
图2
必须处理的养殖设施,一旦其附着的污损生物量多到影响养殖生产,就必须处理,如网箱养殖的网衣、笼养三倍体牡蛎所用养殖笼的网兜、盆养鲍鱼所用的网兜、养鲍塑料盆或多层串笼等,若不处理,就会影响养殖生产,如影响水体交换,造成局部缺氧;污损生物与养殖对象抢资源;网衣受力集聚,影响设施安全等。因此,养殖户会重点处理这些设施上的污损生物。
根据需要处理的养殖设施,主要是视污损生物对养殖影响的情况而定,例如渔排浮球、深水大网箱浮力管上的污损生物,虽然在一定程度上会加大养殖设施的负载,但只是部分浸没在水中,其可附着生长的空间较小,因而不会出现像网衣、网兜整片网布满污损生物的情况,通常这种情况下,养殖户不会采取特别的处理措施;另外,对于筏式、延绳养殖浮球而言,大部分新球入海后,就不再收回,漂浮在海面上直至损坏,当出现污损生物严重影响浮力时,养殖户才会采取一定的措施处理。此外,对于靠近网衣的浮球、浮力管,污损生物中的硬壳类,如藤壶、牡蛎、贻贝,其坚硬的壳体会对在海流波浪作用下来回摆动的网衣造成磨损,存在安全隐患,因此养殖户需对这种位置的污损生物进行处理。
不处理的养殖设施,即污损生物通常对养殖生产无显著影响,例如附着在海带、龙须菜等藻类筏式养殖以及鲍、牡蛎吊笼延绳养殖的主绠绳、支绳(苗绳)等的污损生物,养殖户一般不做处理。
2.2 现有养殖设施污损生物处理方式
表3为福建各地海上养殖设施污损生物处理方式的调查结果。通过调查,得出当前福建省海上养殖设施污损生物的处理方式,共有8种:晾晒(含晾晒后敲抖)、高压水枪冲洗、翻转、刮除、包保护套、喷洒福尔马林冲洗、洗网机清洗以及不处理。
表3 福建各地海上养殖设施污损生物处理方式
Tab.3
| 养殖方式 Aquaculture mode | 调查对象 Investigation object | 宁德 Ningde | 福州 Fuzhou | 莆田 Putian | 泉州 Quanzhou | 漳州 Zhangzhou |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 网箱养殖 Cage culture | 网衣 | 1.晾晒敲抖; 2.高压水枪 冲洗; 3.喷洒福尔马林清洗 | 1.晾晒敲抖; 2.高压水枪 冲洗 | 1.晾晒敲抖; 2.高压水枪 冲洗 | 1.晾晒敲抖; 2.高压水枪 冲洗 | 1.晾晒敲抖; 2.高压水枪 冲洗 |
| 浮体 | 1.刮除; 2.包保护套; 3.不处理 | 1.包保护套; 2.不处理 | 1.刮除; 2.包保护套; 3.不处理 | 1.包保护套; 2.不处理 | 1.包保护套; 2.不处理 | |
| 筏式养殖 Raft cultivation | 养殖绳 | 不处理 | 不处理 | 不处理 | 不处理 | 不处理 |
| 浮球 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.翻转; 3.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.翻转; 2.岸上晾晒; 3.不处理 | |
| 延绳吊笼 养殖 Longline cage culture | 网兜 | — | — | — | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 |
| 浮球 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.翻转; 2.岸上晾晒; 3.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.翻转; 2.岸上晾晒; 3.不处理 | |
| 养殖笼(盆) | 1.高压水枪冲洗; 2.洗网机洗; 3.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.刮除; 3.不处理 | 1.岸上晾晒; 2.刮除 | 1.岸上晾晒; 2.不处理 |
表4为同一养殖设施不同处理方式的占比。调查结果显示,对于同一养殖户的同一养殖设施上的污损生物,根据具体情况采用不同类型的处理方式。例如,针对网箱养殖的网衣,少量清洗通常采用晾晒方式,批量清洗则会采用高压水枪或者外包给专业清洗团队进行处理。
表4 同一对象不同处理方式的占比
Tab.4
| 调查对象 Investigation object | 不处理 No treatment | 晾晒(含晾晒 后清洗、 敲抖) Drying | 高压水枪 清洗 High pressure water gun cleaning | 刮除 Clean by scraping | 包保护套 Protective sheath | 翻转 Reversal | 洗网机洗 Machine cleaning | 喷福尔马林 清洗 Wash with formalin |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 网衣 Netting | 0.00 | 100.00 | 28.57 | — | — | — | — | 10.71 |
| 浮体 Floating body | 100.00 | — | — | 60.00 | 57.14 | — | — | — |
| 养殖绳 Breeding rope | 100.00 | — | — | — | — | — | — | — |
| 浮球 Floating ball | 100.00 | 100.00 | — | — | — | 23.08 | — | — |
| 网兜 Net bag | 100.00 | 66.67 | — | — | — | — | — | — |
| 养殖笼(盆) Aquaculture cage(basin) | 100.00 | 12.00 | 25.00 | — | — | — | 8.33 | — |
晾晒(含晾晒后清洗、敲抖)是将网衣、网兜等摊开放在渔排、空地、公路等地,利用阳光进行晾晒,其中放置在空地或公路等处的除了晾晒,通常还伴随过往车辆碾压。晾晒一段时间后再抖净或用水冲洗。
高压水枪冲洗是利用高压水枪的高压射流将污损生物清除,通常是在海上直接进行,如对浮球、网衣、养殖笼冲洗等。
翻转主要是针对有对称捆绑结构的浮球,当浮球浸水面污损生物量影响生产时,养殖户将浮球浸水面与空气面对调,将浸水面污损生物暴露在空气及阳光下进行处理,以达到清理效果,通常这种方法只能杀死污损生物,但是无法将其残骸彻底从浮球表面清除。采用这种方式还有一个好处,可以延长浮球的使用寿命。
刮除主要是针对局部需要处理的设施,例如深水网箱靠近网衣的浮力管,养殖户为防止污损生物刮破网衣,会用工具将该部分污损生物清除。这类型的污损生物出现概率随机,通常是硬壳类的如牡蛎、藤壶等,刮除所使用的工具并不固定,例如养殖管理船上配的带铁钩的长杆、用于饲料袋开口的割刀等,通常在被发现时,养殖户便用身边随手的工具予以清除。
包保护套也是浮球常用的一种处理污损生物的方式,通过牺牲保护套来达到处理污损生物的目的。该方法通常在浮球外表面包裹一层筛绢网或塑料袋,污损生物会附着在保护套上,而浮球本体则被隔绝不受影响,待保护套污损生物量影响养殖生产,养殖户拆除旧的包裹层,换上新的即可。
喷洒福尔马林冲洗是将网衣从海水中捞出,堆放在渔排上,喷洒适量的福尔马林溶液,最快喷洒后2 h即可生效,可将污损生物杀死,之后将网衣重新挂入渔排,利用海流即可将网衣基本冲洗干净,理想状态是静置24 h以上再入水,此效果最佳。
从调研结果看,洗网机清洗是针对吊养三倍体牡蛎养殖笼的处理方式,其清洗过程是先将清空的养殖笼放置到传送带,传送带将养殖笼传送至碾压区,碾压区的碾压设备对养殖笼进行碾压,将其上污损生物,特别是硬壳类压碎,再通过传送带传输到清洗台,利用高压水枪清洗,清洗完毕,再由传送带传送至收纳筐。
针对用福尔马林喷洒冲洗的方式,还需特别说明一点,根据调研,这种方式只有宁德地区在使用,而且是专业洗网衣团队在为用户清洗网衣时才会使用,养殖户自行处理网衣污损生物并不会使用。之所以会出现这个行业,是因为宁德的大黄鱼养殖产业规模大且发达,因此贯穿整个大黄鱼养殖的各个环节都能形成一个细分产业。
2.3 污损生物处理方式现状分析
对不同处理方式适用不同的养殖设施类型进行分析,可知对养殖户而言,除网衣外,其他类型养殖设施上生长的附着生物,能不处理的尽量不处理。这种现象很大原因在于当前的养殖模式属于粗放型,只有必须处理的养殖设施,才会花时间和精力去处理。网衣就是典型的例子,网衣附着物过多影响网箱水体交换,易造成缺氧、发病、水质恶化,还会对网箱自重、受力等造成不利影响,为保证养殖质量,必须及时处理污损生物。对于浮球、浮力管、网兜等的污损生物,并不会都对养殖过程产生显著影响,通常都选择性处理或者不处理。
除不处理外,在其他处理方式中,晾晒是最通用、也是最经济的处理方式。根据不同养殖设施、不同地区,晾晒也有所区别,有的只进行晾晒;有的晾晒后还会进行敲抖,让死亡的污损生物残骸从养殖设施上掉落;也有的晾晒在公路上,借助过往车辆碾压、行人踩踏来碾碎诸如贻贝、牡蛎、藤壶等硬壳的污损生物,提高清除效率。
高压水枪清洗、刮除、包保护套、翻转、洗网机、喷福尔马林清洗适合部分养殖设施。出现这种情况,既有养殖设施自身因素,例如包保护套只适合浮球,不适合于网衣、网兜、养殖笼(盆)等设施,洗网机只适合于网状设施,翻转只适合具有对称系绳结构的浮球,刮除适合于刚性结构的养殖设施;也有是根据养殖设施对污损生物处理需求级别进行选择,例如从适用性来说,高压水枪清洗、喷洒福尔马林清洗均适合于各种养殖设施清洗,但因需要专业设备或成本高等原因,通常只用在网衣清洗。
总体而言,面对污损生物问题,福建省各地的养殖户的处理方式是以“除”为主,其方式主要是晾晒、高压水枪清洗、刮除、包保护层、翻转等传统手段,少数采用洗网机、喷福尔马林清洗方式,尚未出现成熟稳定的“防”污损生物处理方式。另外,对于前沿的一些技术或设备尚无应用,如防污涂料、仿生涂料、自动清洗机器人等。
3 讨论
3.1 养殖设施污损生物处理方式的不足
虽然养殖户处理污损生物方式存在低效、耗时费力等问题,但其方法长期以来改进甚少,这存在多方面的原因,如福建海上养殖设施多为渔排(网箱)、浮球、绳索等小型设施,缺乏相应的机械化除污设备;福建虽养殖规模大,但多为个体户、小微企业,对成本敏感;另外,防污涂料、仿生涂料等技术尚不成熟,存在有效期短、费用高昂等问题[32];几十年建立的生产作业习惯,短时间内难以改变;虽传统方式耗时费力、劳动强度大,但当下这一辈一线生产人员吃苦耐劳,尚能坚守在岗位上。简而言之,养殖户采用传统的处理方式,虽低效、耗时费力,但胜在效果稳定,成本可控;而像机器人清洗、各类型防污涂料、铜网衣等前沿的污损生物防治技术,存在费用高、时效短、经济性差等问题,不符合养殖户的利益需求,难以被普及。
3.2 养殖设施污损生物处理方式的建议
通过几十年的发展,福建海上养殖业形成了当前极为成熟的养殖模式,但这种模式对劳动力资源依赖程度高,人工处理污损生物亦是如此。随着劳动力短缺日益严重,如何处理污损生物将会是海上养殖业面临的一大难题。因此,在污损生物处理问题上提出以下建议:
1)加快海上养殖设施装备及养殖模式升级。一方面将以人工作业为主的传统海上养殖模式向机械化、自动化生产养殖模式升级,从而实现更为高效的机械化、自动化清洗作业;另一方面改变当前“散、小”模式,即转变以个体户、家庭户为主的养殖模式,建立规模化养殖,形成规模效应,使企业具有更强的经济实力、技术实力,从而能够将前沿的产品与技术应用于生产。
2)引导海上养殖业精细化分工。借鉴海上养殖业中育种、饲料等产业,基于福建省海上养殖业的规模效应,将污损生物防治培育成一个独立的产业。如在宁德已有的专业从事网衣清洗的团队的基础上,对其给予政策、资金、技术等扶持,并推动其发展成省级乃至全国性的产业,高效、经济地解决污损生物问题。
3)加速污损生物防治新方法新技术的产业化。如生物防治技术,利用生物链之间的制约关系,控制污损生物的数量,不仅经济,而且效果较好,但受制于福建省养殖模式、养殖品种众多,其适应性不足,需进一步系统性地完善;又如仿生涂料、化学防污涂料、防污新材料等技术,但多数处于试验阶段,存在时效性短、成本高昂等问题。因此,需加快完善新技术,实现产业化,满足海上养殖产业对经济性与高效性的需求。
参考文献
湾外海域底层延绳养鲍设施设计与初步试验
[J].
福建省数十年大规模、高密度、无序化的鲍养殖，导致养殖海区水质、底质老化，水体环境破坏严重，致使鲍养殖成活率由90%以上急剧下降到50%左右，严重影响鲍鱼养殖业的经济效益以及产业发展。湾外海域具有水质优良、水体交换率高、自净能力强、水域广阔等特点，适合于鲍养殖。但湾外水域缺乏天然屏障，自然环境恶劣，现有的养鲍养殖设施难以满足湾外海域安全生产。为此，笔者团队设计一套适用于湾外海域具有躲避台风破坏能力的养鲍系统——湾外底层延绳养鲍系统，并开展了初步试验。该系统包含底层延绳设施与机械化作业设备两大部分，本文报道底层延绳设施部分的设计与初步试验。结果表明底层延绳设施可进行机械化起笼机作业，初步具备躲避台风破坏的能力，设计方案较为合理。
深水网箱清洗技术及装备研究进展
[J].深水网箱养殖过程中，网衣会受到海洋动植物等污损生物的附着，影响网箱内的水体交换，不利于养殖鱼类的生长和存活，同时，污损生物的附着会导致网衣重量增加，容易对养殖设施造成破坏。本研究在对国内、外的网箱清洗装置及研究现状进行分析的基础上，比较了移动式水下网箱清洗装置、潮流动力型网箱清洗装置和水下清洗机器人的技术特点，并对网箱清洗技术及装备随着大数据等新兴技术发展提出了未来的发展方向。
海洋污损生物的附着对Q235碳钢表面阴极保护钙质沉积层形成的影响
[J].采用全浸实验模拟实际海洋环境中污损生物的附着对阴极保护钙质沉积层形成的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、电子能谱（EDS）、电化学交流阻抗（EIS）、失重法以及荧光显微镜观察等方法分析腐蚀形貌、钙质沉积层成分、腐蚀动力学以及污损生物附着情况。结果表明：污损生物附着后所形成的钙质沉积层试样，电化学阻抗模值大于裸钢试样，但小于无污损生物附着所形成的钙质沉积层，这表明污损生物附着能够抑制钙质沉积层的形成，使形成的钙质沉积层保护性能下降。同一试样Ca/Mg比随着实验周期的增加逐渐减小，说明大型的污损生物对钙质沉积层形成的抑制作用更强。结合失重实验可知大型污损生物的附着会抑制局部腐蚀。
化学生态学在海洋污损生物防除中的应用
[J].在海洋环境中,许多海洋生物都能产生对环境无危害的、具有防污活性的次生代谢产物以保护自身的洁净,利于自身的生存.用化学生态学的方法从海洋生物中提取天然防除物质成为近年来解决海洋污损生物问题的新思路,其目标是寻找高效无毒的防污材料取代原有的对海洋环境有严重危害的化学合成防污材料.虽然目前对提取生物的次生代谢产物的防污机理还所知甚少,但不少从海洋生物中获得的天然产物已显示出良好的防污活性.要解决污损生物防污问题,还需对天然产物的作用机制、生态学效应、天然产物与涂料的结合、控制和释放及野外实验进行更加深入的研究与探讨.
2020年中国大黄鱼产业现状分析及发展建议
[J].自20世纪末大黄鱼人工养殖形成产业化后，其养殖规模不断扩大，产业分工不断细化，形成了包含苗种繁育、饵料与设施等渔需物品的供应及成鱼的收购、加工、贸易、出口等环节完善的产业链，物流、餐饮、旅游等配套产业也在逐步形成。本文由中国渔业协会大黄鱼分会组织业内专家、业者对2020年我国大黄鱼行业情况进行全面调查，从我国大黄鱼苗种繁育、养殖分布及产量、饵料使用、主要流行疾病、质量安全、产品与市场、疫情影响、品牌文化建设、扶持政策及金融保险服务等方面进行总结分析，明确我国大黄鱼产业的发展现状及存在的问题。调查结果显示，我国大黄鱼产业发展存在良种覆盖率不高、违规用药、精深加工水平率偏低等问题，提出从大力发展种业工程、规范行业行为、提高中档产品占比、提高加工率以及争取政府扶持、打造产业文化等建议，促进我国大黄鱼产业的健康可持续发展。
表1
图1
