走进挪威和爱尔兰深海网箱养殖

      海水网箱养殖被视为21世纪海洋经济新的增长点，挪威和爱尔兰的深海网箱养殖被视为全球的典范，他们是怎么做到的呢？

文|图 中国赴挪威爱尔兰深水网箱和技术交流考察团 郭根喜 关长涛 江涛 陶启友
  
      1988年，中国海南省振东方公司从挪威瑞发(Refa)公司引进了一套深水网箱，启动了中国深水网箱养殖的大门。

      2000年，在引进挪威、美国深水网箱装备的基础上，中国启动了深水网箱装备技术自主研发科技攻关计划，通过吸收、消化、再创新，于2002年创制出我国第一套全国产化具有自主知识产权的HDPE双浮管升降式深水网箱。

      2006年，中国沿海有深水网箱约3800只，养殖年产量约6万吨，同年挪威深水网箱总量约5500只，养殖年产量约100万吨。与挪威比较，装备技术与养殖效率仍有较大差距。

      2006年，国家“863”计划为了进一步推进我国深海养殖产业的发展，赶上国际先进水平，设立“深水网箱养殖自动控制技术与装备”和“新型离岸深水网箱成套装备及养殖技术”项目课题，计划用五年时间完成深水网箱养殖主要配套装备研制，大幅度提升我国深海养殖装备技术的水平。

      据挪威一顾问公司对400家企业产品开发调查数据显示,挪威AKVA集团的产品开发更新率比其他厂家快53%;产品转化市场率比其他企业快25%。大部分深海养殖装备来自挪威和爱尔兰，挪威AKVA集团则重于网箱及自动控制装备，爱尔兰则重远洋捕捞技术装备。

      为了跟踪国际前沿技术动向，中国水产科学研究院南海水产研究所与挪威AKVA集团为代表的深水网箱装备技术集团公司建立了良好的关系，开展技术交流与合作，积极推动未来深海养殖装备技术的发展。

      在中国科技部农村司农村中心现代农业技术领域办、中国农业部国合司的支持下，应挪威AKVA集团和爱尔兰FLUID公司邀请，由中国水产科学研究院南海水产研究所组织了本次渔业装备技术考察团，对上述国家进行了为期11天的交流访问与考察，重点考察了挪威的斯塔万格、班尼和莫城，爱尔兰的基里贝斯格的深水网箱制造、养殖数字化技术与装备、深海网箱养殖、配套装备技术。

      考察期间，考察团得到了挪威AKVA集团和FLUID公司的精心安排。在挪威期间，由挪威AKVA集团中国区域负责人司马儒（Rolf G Zimmermann）先生全程陪同下，考察了挪威斯塔万格（Stavanger）网箱养殖场及养殖培训中心、班尼（BRYNE）深水网箱养殖自动控制装备厂、莫城（mo i rana）深水网箱制造厂。在爱尔兰期间，由FLUID公司总裁布赖恩（Brian Leslic）先生亲自陪同，考察了FLUID公司渔业装备制造厂和基里贝斯格（KILLYBEGS）深海养殖场。

      一、挪威及爱尔兰深水网箱养殖基本概况 

      1、挪威

      挪威是全球深水网箱养殖的典范，面积约38.5万平方公里，海岸线长2.1万公里，渔场广阔，资源丰富，年捕捞量300万吨左右，三文鱼养殖产量为77.5万吨（2008年，占全球产量48.4%），养殖及捕捞鱼的90%用于出口世界各地，10%是国内市场消费。渔业管理以渔获配额及执照管理为基础，是渔业立法较早的国家，相关渔业法律制度也较全面。

      挪威全国目前有网箱养殖场约800个，每个养殖场有5-12只网箱，其中以6只的居多。网箱90%是HDPE浮式的，其次是方形不锈纲合金组合网箱。

      挪威的深水网箱大部分布在特龙赫姆（TRONDHEIM）至罗弗敦（LOFOTEN）外海岛屿及峡湾，总量约占全国的60%左右，特龙赫姆是挪威国家海洋研究中心所在地。其次是在斯塔万格（Stavanger）南部水域的峡湾，约占全国总量的30%左右，再就是挪威北方的汉宁斯威（HONNINGSVAG）。

      2、爱尔兰

      面积７万多平方公里，海岸线长3169公里，属温带海洋性气候。牛肉和乳品业是农业中最重要的产业，渔业主要位于乡村和海岸线上的小村镇。2008年三文鱼养殖产量约1.5万吨(100只网箱左右)。《爱尔兰水产养殖企业和贸易商环境指令》其中详细规定了包括环境监控、生产区内自然物种及其产地保护、航海及其灯光许可、养殖场管理、鱼群健康管理(包括必须先许可才能引进品种或搬移养殖品种) 和废弃物管理等保护环境的法规及应采取的措施建议。

      二、挪威及爱尔深水网箱装备技术情况 

      1、深水网箱情况

      本次考察，所见网箱大致可归类为三种类型。即HDPE圆形网箱、方形金属框架网箱和普利司通（bridgestone）网箱，三种类型的网箱各有特点。 
  
      （1）HDPE圆形网箱 （图1）

      采用高密度聚乙烯管材做网箱框架,并提供浮力支撑,配以高强度尼龙（PA）网衣和锚泊系统。框架周长80-160米(管村直径400-600毫米),网深20米左右,网箱容积最大达40000立方米,单个网箱养鱼产量可达1000吨。这种网箱所用网衣为圆柱形,抗流较差,在水流达0.3米/秒时就需停止投料,防污期可达6-10个月,目前挪威有5 300多个此类网箱。

      （2）方形金属框架网箱 （图2）

      整个网箱系统由主桥道、浮筏、悬臂支架及连接结构组成。主桥道采用高强度的不锈钢构件,其下连接泡沫塑料浮筒提供浮力支撑。框架采用镀锌钢架，耐腐蚀寿命可达10-12年。由于刚性框架缺少柔性，因此抗浪能力较弱，适合于海洋波浪较小的养殖环境。框架之间的过道采用销轴连结，使得各框架能随波浪起伏。该类型网箱由框架构成的过道平台，一般叉车可在通道上行驶，管理方便是最大的优点。网箱边长多为25或30米, 网深20米左右,最大体积为22000立方米, 一般抗流<0.5m/s。 单个网箱养鱼产量达550吨。此类网箱养殖操作相对于HDPE圆形网箱较为方便,但造价较高。

      （3）爱尔兰普利司通网箱 （图3）

      整个网箱系统由具有一定强度的橡胶管（汽车轮肽材料）和钢制连接结构组成。网箱以八边形居多，每边浮管自成独立浮室，每段浮管采用定制的连接构件，通常为金属框架加浮筒结构，橡胶管外敷设塑料层，待污损生物敷着到一定程度时将塑料层取下，换上新的塑料层。网箱整体很好的柔性，在八边形的连接角系泊，具有较好的抗风浪能力，以及较好的外形保持性。网箱抗流 0.5米/秒，抗浪5米。网箱周长120米，网衣深21米。单个网箱放苗8-10万尾,产量达400吨。此类网箱框架维护频率较高，相对于HDPE圆形网箱造价较高。

      2、配套装备情况

      （1）投饵系统 （图4）

      自动投饵系统是AKVA集团的重要成果。系统融入了生物学、工学、电学、计算机等技术，将复杂的养殖过程控制变得异常简单和准确。

      投饵系统由风机、风力调节器、下料器、投饵分配器和喷料器组成。投饵系统采用电脑控制，电脑的投饵决策由温度、潮流、溶氧、饲料传感器（水中饲料余量）、摄像机系统（鱼类行为）和喷料状态等信息经养殖管理软件综合分析决定并发出各项指令，养殖管理软件是投饵系统的决策中心。

      投饵采用管道低压输送方式，一台风机经投饵分配器可实现多达60路远程输送，通常是8-24路，每路供给一个网箱鱼粮。投饵输送风机功率：7.5-45kw，输送距离：300-1400m，最大喂料量：648-5220kg/h。

      投饵机系统较之过去作了较大的改进，使投饵更合理和营养的保存。从风机出来的热风，达到摄氏60-90℃，高温容易使饲料在管道的运行中受热营养遭到破坏。新的系统对从风机到下料器的风管进行了散热处理，使风回复到常温状态，最大限度保持了饲料的原有品质。同时，为了控制风速以及让颗粒料在管道内有规则运动，在下料器前安装了风力控制器，让颗粒在适合和风速下运动，防止风力过低时造成颗粒在管道堆积或风力过大使颗粒与管道摩擦造成粉碎。旋转下料器也作了大的改进，由原来的卧式改为立式，密封性能更好，计量更准确和噪音更小。分配器结构的也有较大的改进，S型管延长使风阻大大减小，分配器网箱户口由1/4圆周改为360°中心等距排列分布，使网箱户口由原来的4-8户增加到8-60户，为了保持S型管旋转的动力平衡，S型管在与网箱户口对接上增加了板靴及安装滚轮，使运转更加平稳。整套投饵设备在工艺是也有较大的提高，主要表现在部件标准化、紧凑和防锈处理上。

      （2）伤残死鱼收集器

      国外尤其注重对网箱内伤残死鱼的收集，用于分析鱼病及死亡原因，更重要的是预防疾病的交叉感染。伤残死鱼收集器的关键技术在于：在每个网箱底部都安装了伤残死鱼收集小网箱和水下监视器，当伤残死鱼落入小网箱内，通过残饵收集网箱起网设备将小网箱起出大网箱。正常工作时，将小网箱安置在大网箱底部。

      （3）监控系统 （图5）

      监控系统是精准喂料的灵魂，通过一系列传感器包括多普勒残饵量传感器、喂料摄像机、环境传感器（温度、溶氧、潮流和波浪）传感器。其关键技术在于：通过对温度、溶氧、潮流和波浪等参数的监测、实时观察网箱内鱼类的生活情况，以及对残饵、死鱼的监测，达到精确控制投饵量。摄像头可以上下、左右移动，以观察鱼类摄食情况，最深可移动到网箱底部观察到死鱼的情况。其关键技术在于：调解机构采用单独可控双鼓轮，通过收放绳索，调整下部摄像头上下和左右的位置。

      （4）养殖管理系统 （图6）

      养殖管理系统是养殖过程管理的专家，有效实现软硬智能一体化的管家。其关键技术在于：实现一体化的软件和硬件设备有效地集成，鱼类养殖控制与饲料系统及多环境参数相结合。形成强大的分析报告，经过统计优化，减少了人为工作的错误。同时饲料系统和所有环境传感器都将被自动记录。有450多个养殖分析变量，以适应个人需要和养殖记录溯源。
 
      挪威的深水网箱养殖场，都有自己开发的养殖管理软件。而AKVA集团开发的养殖管理系统，正逐步推向全球同户。养殖管理软件针对性较强，系统要根据不同的养殖品种和饲料营养，以及养殖环境等进行特定编程，不能像微软视窗那样普遍共享。
 
      （5）吸鱼泵 （图7）

      爱尔兰开发的这款离心吸鱼泵主要用于拖网、围网等渔获物的收集。真空吸鱼泵主要用于网箱的渔获物收集。其中离心吸鱼泵其内部结构独特，能保证吸入泵体的鱼存活。其关键技术在于：独特的叶轮结构。其叶轮采用两片式，形成两个通道。当叶轮旋转时，离心力的作用，使鱼通过被吸入泵体，然后从叶轮的通道被抛至泵的出口，整个过程，鱼体没有任何损伤。

      （6）养殖管理工作平台 （图8、图9）

      挪威养殖公司对深水网箱养殖实施管理工作的平台主要有两种类型，一是相对固定的钢筋混凝土浮台和可移动的工船。

      工作平台多为钢筋混凝土结构，面积500-1000平方米左右，深5米，吃水2米，内空（内设动力系统，燥音小）。控制室、投饵系统、仓库及员工休息室等都设置其上。钢筋混凝土浮台由于抗风浪能力差，一般只在风浪较小的峡湾内使用。由于本身不能自行，所以大部分情况下依靠其他工船进行补给。

      养殖工船为针对网箱养殖专门在船的基础上设计制造，其也包括控制室、投饵系统、仓库及员工休息室等。大部分外海养殖场均使用养殖工船，必要时可以开离网箱养殖区进行补给或避风。

      （7）其他装备情况

      挪威围绕深水网箱养殖产业，开发出几乎涵盖了整个深水网箱养殖领域的装备技术。除上所述外，一些小型的配套技术装备，更是系列化，甚至是小到像螺丝钉这样的配套技术产品。

      无线监视器系列：防水防锈的外壳，将摄像机与无线传送器组合于网箱之上，实现远程监控。
 
      有线监视器系列：这部分主要用于在水下监视网箱及鱼类的运行状况，产品包括颗粒料监视器，低照度红外摄像机，线控可移动摄像机，便携式水下监视器等。

      水下洗网机、潮流监测器、温度感应器、溶解氧监测器、水下灯等，均开发出系列产品，用户可根据需要选购。

      三、挪威、爱尔兰关于养殖设施与装备的发展趋势及方向
 
      就世界范围而言,网箱养殖是现阶段海水鱼类养殖的主要方式，随着传统海洋渔业资源衰退和传统作业渔场老化,网箱养殖业越来越多地引起世界各沿海国家的重视。海水网箱养殖业必将成为21世纪海洋经济的新的增长点之一。
 
      深水网箱养殖在挪威经30多年的发展，已成为世界深水网箱养殖的典范。挪威对深水网箱养殖及装备技术的研发从未停止，特别是针对“三文鱼”网箱养殖建立起来的全新的养殖设施不仅在装备上标准化、系列化，并不断融入新科技元素，养殖管理软件开发就是最好的例证，养殖数字化是网箱养殖的目标，但非终极目标。网箱材料在防污处理和抗风浪、抗老化方面取得突破性进展，配套装备及自动化装备的完善，使网箱体积向大型化方向发展，养殖环境监测使养殖与环境容量得到充分和谐。

      “一条鱼”工程连接起的产业链，使挪威三文鱼养殖历久不衰，原因之一是围绕这一产业各行各业都从中受益，从而促进了网箱养殖产前、产中、产后全过程的技术开发与投入，技术的开发与投入又进一步促进了网箱养殖及装备技术的发展。

      AKVA集团的技术产品，可用于作为观察挪威深水网箱养殖装备技术发展的风向标。挪威的养殖企业也在进行企业组合经营或进行企业重组，抢占养殖装备技术的制高点，以技术优势向扩展养殖领域。中国是水产大国也是水产品消费大国，像挪威AKVA集团这些具有强大技术优势的企业，三年前就把目光锁定在中国发展深水养殖及装备技术推广工作。早她之前的吉诺玛公司已在我国海南登陆，“吉富”鱼就是一个成功的例子。

      标准化制作，智能化管理，数字化养殖，工业化生产，连锁式经营将是世界深水网箱养殖的趋势及方向。

      四、与我国深海养殖装备技术的比较

      我国深水网箱养殖及装备技术方面与挪威、爱尔兰等渔业发达国家相比仍有较大的差距。综合了各方面分析，差距主要表现在如下三个方面：

      1、深水网箱成套装备技术

      我国深水网箱装备技术起步较晚，比挪威等国家开展深水网箱装备技术研究晚了近二十五年。我国目前比较成熟的HDPE深水网箱，并未形成系列产品，只有HDPE C43型较为成熟，采用250mm管径制作。其他管径制作深水网箱较少，网箱配套设施也只有踏板。而挪威的深水网箱不仅系列化，标准化，配套也相当齐全。网箱用户可根据环境和自身养殖计划，选用到适合的网箱和配套。

      2、深水网箱养殖配套装备技术

      网箱是养殖的载体，如何使养殖过程安全、高效，配套装备是网箱养殖进入工业化生产的基础。以挪威网箱包围水体的网衣为例，网高20米，网周长90米的一顶网，重则数吨，充分吸水后重量则增加好几倍，若以手工操作起换网是非常困难的，但如果使用换网机械臂，事情就变得简单。

      近十年，挪威在网箱数量上并没有明显增加，但在网箱养殖容积方面却是大幅度增加。单箱产鱼400吨并不奇怪，甚至达1000吨。如此高的产量，按饲料系数1：1计算，8个网箱为一单位，则需要饲料3200-8000吨，一养殖周期360天，平均每天就要搬动9-22吨饲料，人手操作的话就要承受极强的劳作，并未考虑到海上劳作艰辛的特殊性。自动投饵机的诞生，使养殖过程变得轻松简单，一台自动投饵机可以准确向多达60个网箱送去鱼粮，输送距离可达1400米，各种信息汇集到中央控制中心，例如鱼类运动、摄食、休息等行为状态，由电脑对鱼类各种行为进行分析处理,再将信息传送到自动投饵设备上,控制投饵的时间及投饵量。我国目前自动投饵机研究处在试验阶段，取得了阶段性成果，但整体水平与挪威比较，至少有十年的差距。
 
      3、数字化管理装备技术

      产业得到持续的发展，意味着产业的生命力强，并符合人类社会的需求。深水网箱是海洋设施养殖中最重要的生产场所之一，是渔业中最具工业化生产潜力的养殖方式。挪威自上世纪八十年代开始，以三文鱼为养殖对象，建立了三文鱼的生长数学模型，建立了与三文鱼生长相关的环境及营养、圈养密度等方程，利用计算机技术，开发出养殖管理软件，从而大大降低了劳动强度，有效减少人为的疏失，获取最大的生产效益，实现精准养殖是养殖模式的重大革命，使养殖突破了传统的养殖理念，集成了机械、电子、生物等大量科技元素，成为真正意义上的工业化渔业生产。
 
      我国目前尚没有可用的养殖管理系统软件，简单的养殖数字化处于研制中。有限元的养殖管理软件开发使用尚需一段较长的时间，这涉及到复杂的网箱、饲料、鱼及环境等多项要素的模型建立，特别是营养和鱼的关系模型。

      五、启发与建议

      深水网箱是海洋设施养殖最具发展潜力的生产形式。我国深水网箱养殖起步比挪威晚了三十年。

      在过去的三十中，挪威也经历了多次发展关键时期，有技术方面的原因也有政策方面的原因。在挪威，政府以法令的形式来规范和保障深水网箱的健康发展。由渔业部颁布相关的法规规范水产养殖活动，由农业部颁布相关法规规范水产养殖动物病害检疫与防治，由环保部门制定的法规来规范水产养殖污染的行为。

      事实上，挪威的深水网箱于上世纪70年代研制成功后，在深水网箱应用中挪威水产养殖销售协会（FOS）起到关键作用。

      1983年至1989年间，挪威水产养殖销售协会（FOS）和水产养殖者协会（NFF）联合实施了总目标下4个阶段的发展研究课题，从第一阶段的养殖“健康之鱼”（1983年）到第二阶段的“新品种开发研究”（1985年），从第三阶段的养殖“品质鱼”（1988年）到第四阶段的“养殖与养殖环境影响”（1989年），其研究成果为深水网箱产业的发展提供了重要科学依据。

      以一条鱼为背景的产业链迅速连接到网箱制造、饲料加工、产品加工、产品物流等重要领域，这些领域再进一步扩展和延伸，支撑了整个深水网箱养殖产业的发展，成就了今天挪威的深水网箱养殖自动化、产业组织化，装备专业化、产品国际化的辉煌。

      我国的海域环境与挪威有较大的差异，对深水网箱装备的要求更高。我国近年对深水网箱的研发与养殖产业的发展投入了大量资金，但收效并不明显。究其原因，主要与政策和技术有关。

      在我国，以政府行为为主导的深水网箱养殖，虽然做了大量工作，但没有形成养殖产业动力，没有选择到合适的着力点，协会的作用也相当有限。

      在技术层面上，政府和地方缺乏系统规划，产业的目标不清晰，产业关键技术不明确，导致有限资金过于分散，技术研究分布在各个领域，技术成果参差，难于形成技术合成。

      标准的制定并非易事，挪威的网箱制作标准是上世纪90年代制定的，一直沿用至今。我国虽然也开始了深水网箱制作标准的制定工作，但标准的情况比挪威要复杂得多。

      在我国，有必须相对集中有限的资金，进一步整合科研的力量，开展网箱装备技术专项研究，借鉴和吸收国外深水网箱经验，形成我国独特的系列产品和养殖体系。只有装备技术达到了外海开放式水域生产的安全要求，外海深海养殖才能发展。

      当务之急，我国应迅速建立多个网箱养殖品种的生长方程（数学模型）；研究开发出针对这些养殖品种病害的疫苗、饲料，为深水网箱养殖数字化奠定基础。

      在装备技术方面，应着眼于外海开放水域，以上述品种为背景，系统研制出深水网箱成套、系列装备及齐全的配套装备，为深水网箱养殖产业提供支撑；开展产品加工与物流的研究，为深水网箱养殖产品提供解决方案。

      我国有着漫长的海岸线和广阔的海洋，深水网箱养殖产业将是我国海洋农业最重要的贡献。