中国海水网箱的产业发展现状与未来发展方向
资助项目：2020年省级促进(海洋)经济高质量发展专项资金(粤自然资合[2020]016号)；工信部高技术船舶科研项目(半潜式养殖装备工程开发)[工信部装函〔2019〕360号]；国家自然科学基金(31972844)；国家重点研发计划项目(2020YFD0900803)。
_程世琪
中国海水网箱的发展过程中，经历了普通网箱、深水网箱及深远海网箱等3个阶段。本文分别从普通网箱、深水网箱及深远海网箱的发展现状及研究进展进行综述，旨在缓解中国近岸海域环境压力、拓展蓝色经济发展空间，为中国网箱养殖绿色发展提供参考。
1普通网箱发展现状
普通网箱又称为传统近岸网箱，指设置在海域近岸、岛屿附近或者内海湾，水深在15m以内的中小型网箱。网箱养殖于19世纪末起源于柬埔寨，20世纪60年代挪威利用网箱在海水中试养鲑鱼获得成功。随后，以日本、美国及丹麦等国家的网箱养殖发展较快。美国发展海水网箱养殖比较积极，依托普吉特海峡建立了海水网箱养殖基地，设置浮式网箱，年产大马哈鱼61.4t以上。此外，俄罗斯、瑞典、加拿大及英国等一些国家逐渐开展海水网箱养殖。日本于1980年研制了具有升降功能的超大型深海网箱养殖系统，用于试养蓝鳍金枪鱼获得成功；瑞典研制成功深水牧海型网箱；美国又研制了锚拉式刚性网箱、碟形网箱和球形网箱，等等。随着技术的发展，国外的网箱养殖朝着增大网箱养殖水体，提高网箱抗风浪能力，加快网箱绳网新材料的研发与应用，以及向深水网箱、深远海网箱的研发和应用等方面发展。
与美国、日本等国家相比，中国网箱养殖起步较晚，开始于1973年，广东省于20世纪80年代初首开先河进行传统普通网箱养殖试验，试养石斑鱼等鱼类获得成功，此后，随着技术的积累，网箱养殖逐步发展起来，尤其是20世纪90年代以来，利用网箱养殖多种鱼类得以快速发展。目前中国应用的网箱一大部分还是普通网箱，例如传统的木质海水网箱、近岸小型高密度聚乙烯（high-densitypolyethylene，简称HDPE）框架网箱等。截至2020年底，全国普通网箱养殖面积达1975.94万m2，养殖总产量高达565112t，养殖鱼类主要有鲈鱼、大黄鱼、石斑鱼、鲷鱼及鲆鱼等，集中分布在福建、浙江等沿海地区。普通网箱整体形状呈方形或其他形状，其主要构成框架为木板、钢管、竹竿，箱体网衣材料主要为聚乙烯（PE）网衣、聚酰胺（PA）网衣等，锚泊方式为下锚和打桩等。
普通网箱养殖具有集约化、密度高等特点，但长期高密度养殖也带来了一系列问题，如近海岸超负荷开发、渔业资源减退、网箱网衣污损严重、水体交换能力差、海域养殖环境日益恶化、养殖病害暴发频繁等，单位养殖产量明显低于国际水平，严重制约了中国近海渔业资源的绿色可持续发展。2000年8月福建宁德发生多起死鱼事故，郑钦华等研究发现，是因网箱布局不合理、网衣污损严重、更换网箱网衣间隔太久而导致的鱼类缺氧死亡；2003年3月舟山市网箱越冬花鲈暴发疫病，4月初鱼的死亡率超过80%，据李大海等分析发现，是由于网箱养殖密度过大，导致花鲈感染细菌而暴发疫病。
为解决以上传统木质渔排等普通网箱存在的问题，中国水产科学研究院东海水产研究所的石建高研究员主持起草的水产行业标准SC/T4017《塑胶渔排通用技术要求》提倡利用标准化、规范化和环保型的塑胶渔排替代传统的木质渔排，一定程度上为传统木质渔排的改造提供了规范。普通网箱抗风浪能力较差，只能集中于部分避风条件较好的内湾、潜水海域或港湾等海区，一旦遭受台风等大风浪袭击，便会带来重大损失。2018年台风“玛利亚”在福建宁德登陆，摧毁了7万多口传统木质渔排，直接造成6亿的损失。另外，随着近几年中国各个海域休渔期的延长，为实现近海域渔业资源的绿色健康可持续发展，离岸深水水域养殖必然成为海水养殖发展的趋势，因此深水网箱、深远海网箱的开发和应用尤为关键。
2深水网箱发展现状
2.1深水网箱概况
深水网箱又称离岸网箱，其设置于水深在15m以上的开放海域和半开放海域，较普通网箱区域水更深，离岸更远。挪威自19世纪60年代开始就致力于网箱养殖研究，现已有5000余只HDPE网箱；美国随后研制了锚拉式刚性网箱、遥控养殖网箱和碟型网箱；日本于1980年研制了具有升降功能的超大型深水网箱；瑞典研制了深水牧海型网箱。国外先进的深水网箱养殖技术主要致力于增大网箱养殖面积，增强网箱抗风浪能力，加强网箱框架及绳网新材料的研发与应用，注重深水网箱的养殖配套设施装备等。
中国深水网箱研究始于1998年，海南省率先从挪威引进了HDPE圆形双浮管重力式深水网箱；2001年浙江省从美国引进碟型网箱；2002年从日本引进升降式网箱。随着抗风浪网箱技术的快速发展和应用，我国以HDPE重力式网箱为代表的深水网箱已有了大规模的产业化应用。截至2020年底，我国深水网箱养殖水体为3821.39万m3，比2019年增长97.40%，养殖鱼类产量为293120t。我国深水网箱的结构类型多种多样，主要有浮式网箱、浮绳式网箱、金属框架网箱等。迄今为止，石建高等起草了深水网箱通用要求系列标准，规范了我国深水网箱的术语、定义和要求，推动了我国深水网箱的标准化。中国现有应用较广泛的主要深水网箱有下述几种。
2.2浮式网箱
浮式网箱在深水网箱中占比最大。浮式网箱的框架浮于水面。我国浮式网箱中用量最大的是HDPE框架深水网箱。HDPE框架深水网箱主要包括框架系统、网衣系统、锚泊系统和配重系统几个部分，网箱依靠网衣下方的配重系统或张网架等来张紧网衣，以保持所需的养殖水体，其结构如图1所示。HDPE框架深水网箱的框架材料为HDPE管材。HDPE框架深水网箱结构简单、物美价廉，且能够抵御较强风浪的冲击，目前应用范围较广，如美国、挪威、澳大利亚等国家目前广泛应用该类网箱进行海水养殖。但该类网箱为保持养殖体积而增加配重系统的重量，容易导致网衣受损，因此其使用受到流速的限制。
图图1HDPE框架深水网箱实景图
2.3浮绳式网箱
浮绳式网箱的柔性框架由浮绳和浮子装配而成，最初由日本发明并推广到世界各地。浮绳式网箱由柔性框架、箱体网衣、浮子和锚泊系统等构成。网箱因其结构具有柔性而能够在风浪作用下随水流漂移，从而可以缓冲大风浪带来的冲击力（见图2）。为避免海水淹没网箱边沿导致鱼类逃逸，该类网箱有时还配备有防逃网。浮绳式网箱有时可通过木板等固定物将多个相同规格的网箱连接起来组成网箱集合群，并在集合群最外沿使用浮子缠绕，以提供足够的浮力。浮绳式网箱制作简单，成本较低廉，投饲方便，但该类网箱在遇到大风浪时箱体网衣易发生变形而造成鱼类伤亡，因此浮绳式网箱一般应用于风浪较小的海域。中国水产科学研究院东海水产研究所的石建高研究员课题组联合三沙美济渔业发展有限公司等单位开展了金枪鱼暂养用浮绳式网箱的开发，已成功实现浮绳式网箱在海捕金枪鱼苗暂养上的产业化应用。
图图2浮绳式网箱实景图
2.4金属框架网箱
金属框架网箱的主体框架由金属材料制成，其基本结构为金属框架、箱体网衣、浮筒和锚泊系统。金属网箱的上框架上一般装有盖网（见图3）。该类网箱除金属框架结构外，有时使用锌铝合金网衣或者铜锌合金网衣等金属网衣作为网箱箱体网衣，使箱体整体有一定的刚性，能够承受较大的风浪冲击。金属网箱锚泊时，可将多个网箱组合定位而成一个整体，将多个金属网箱连接在一起，使得该类网箱大而稳定，造价低廉。人们可根据生产需要加减网箱，随意解开一组金属网箱的连接绳索，操作简单方便。大连天正实业有限公司、三沙美济渔业发展有限公司、中国水产科学研究院东海水产研究所等单位开展了金属框架网箱的研发和应用，石建高等起草了SC/T4067—2017《浮式金属框架网箱通用技术要求》行业标准，上述工作推动了金属框架网箱产业的技术升级。
图图3金属框架网箱实景图
3深远海网箱发展现状
3.1深远海网箱概况
图4“海洋渔场1号”网箱实景图
图图5“HAVFARM1”深水养殖工船实景图
3.2“深蓝1号”全潜式深远海渔场
图图6“深蓝1号号”深远海渔场实景图
3.3“蓝鑫号”深远海智能大型养殖网箱
2019年12月，山东威海建成深远海智能化大西洋鲑养殖平台——“蓝鑫号”深远海智能大型养殖网箱。该网箱全长158m，宽54m，包括2个八角形网箱，总水体容量6×104m3，采用单点锚泊系统（见图7）。该网箱配备自动化远程投喂系统、水下鱼类监控系统、水质环境监控系统及网衣清洗系统等智能化系统。该网箱是现代化深远海网箱智能化的代表，是威海市大西洋鲑深远海养殖向产业化迈出的一大步。在“蓝鑫号”项目建造实施过程中，威海海恩蓝海水产养殖有限公司、挪威公司、中国水产科学研究院东海水产研究所石建高研究员课题组与山东好运通提供了网具系统综合技术（如网衣质量安全检测、网具优化设计、网具连接安装、网衣防磨加强等）支持和指导。该养殖平台的建成，突出代表了我国深远海养殖中智能化技术的应用，为我国今后深远海网箱网具智能化系统的进一步开发和应用提供了借鉴。
图图7“蓝鑫号”深远海智能养殖网箱实景图
3.4“经海1号”深远海智能网箱
图图8“经海1号号”深远海智能网箱实景图
中国近几年在深远海网箱的设计开发和应用方面取得了快速的发展。除上述几个代表性的深远海养殖平台之外，中科院广州能源所、招商局工业集团等合作建造了“澎湖号”半潜式波浪能养殖网箱；上海振华重工集团建成了“振渔1号”自翻转式网箱；上海振华重工（集团）股份有限公司、福建中新永丰实业有限公司和启东海洋公司联合研制的我国首创的深远海机械化养殖平台——“振鲍1号”，还有“嵊海1号”全潜式深远海大黄鱼养殖平台、“耕海1号”现代化海洋牧场综合体、“闽投1号”深远海智能养殖装备等深远海养殖网箱，都体现了我国近几年深远海智能化装备的快速更新换代，是我国深远海网箱高科技的集成，也代表着我国深远海养殖技术的逐步成熟。诚然，在部分深远海网箱项目实施过程中，也出现了网破鱼逃、网衣污损严重、框架结构破损、智能化装备实用性差等一系列问题，这已经成为深远海网箱养殖业发展的“卡脖子”技术难题，急需联合攻关逐步解决。深远海网箱养殖业任重道远。
4中国未来海水网箱的发展方向
4.1海水网箱的离岸拓展化
中国海水养殖自20世纪60年代以来进入快速发展期，长期高密度的传统普通网箱养殖，造成了近海岸空间的超负荷开发利用，局部海域养殖近乎饱和，导致近海区域生态环境污染，渔业资源锐减严重，养殖鱼类病害频发。为实现我中国渔业资源的绿色可持续发展，以及部分沿海城市政策规划养殖网箱的离岸化，海水网箱养殖向离岸、深水、深远海拓展势在必行。深远海网箱养殖集新材料技术、新装备系统及养殖智能化系统等于一体，使得养殖网箱的养殖容量更大、网衣内外水体交换率更高，还可以养殖仿野生鱼类，极大地提高了养殖鱼类的品质，促进了养殖鱼类的规模化。因此，我国未来海水网箱养殖的离岸拓展化有利于减少近海岸生态环境的污染，促进鱼类养殖的集约化，提高养殖鱼类的品质，有效减少网箱养殖的鱼类病害，同时也符合国家发展绿色可持续水产养殖的理念。
4.2海水网箱的大型升级化
4.3海水网箱的智能自动化
随着深远海网箱的迅速发展与投入使用，深远海网箱逐步配备自动投饵机、自动化网衣清洗机、鱼类捕捞监控系统、死鱼收集装备系统等辅助装备，智能自动化已成为深远海网箱发展的趋势。如“蓝鑫号”深远海智能大型养殖网箱配备自动化远程投喂系统、水下鱼类监控系统，水质环境监控系统及网衣清洗系统等智能化的系统，让该网箱成为现代化深远海网箱智能化的代表之一，是中国大西洋鲑深远海智能化养殖产业化集成的体现。因此，海水网箱的智能自动化，满足了海水网箱现代化的发展需求。
4.4海水网箱的规模集约化
综上所述，中国海水网箱未来的发展方向是离岸拓展化、大型升级化、智能自动化、规模集约化。此外，还会向着标准规范化、生态一体化等多个方向发展。这不仅是海水网箱现代高新材料高新技术应用的集成，也是现代化水产养殖产业化的需求，更是国家提倡绿色可持续生态化养殖的要求。