淡水池塘循环水养殖模式研究综述

周辉明，陶志英，邓勇辉，章海鑫，邓宏奎，袁嘉欣，欧阳敏

（江西省水产科学研究所，江西 南昌 330039）

池塘养殖是我国淡水养殖的主要方式，2020年全国淡水养殖面积5040556 hm2，其中池塘养殖面积2625404 hm2，占总淡水养殖面积的52.09%；全国淡水养殖水产品总产量30888912 t，其中池塘养殖水产品总产量22797586 t，占淡水养殖总产量的73.8%[1]。随着养殖水面规划颁布实施，大量湖泊、水库等传统养殖水面被划为禁养区，再加上工业污染、农业面源污染等压力，全国水产养殖面积大量减少，池塘养殖设施老化、效益低、尾水难处理等许多问题，继续通过传统的池塘养殖方式来达到高产高效绿色的目的，难度越来越大。

淡水池塘循环水养殖模式就是将同一养殖体系分为两大块，即养殖模块和净化模块，养殖模块实行设施化，净化模块实行多个功能不同的系统进行生态处理，使养殖尾水得以净化，进而达到水资源循环利用、营养物质多级利用的目的，彻底实现池塘养殖尾水“零排放”，符合绿色循环经济、节能减排的需求，有利于“碳达峰”“碳中和”。本文对近年来淡水池塘循环水养殖模式的研究进展进行了综述，总结和探讨了淡水池塘循环水养殖模式的历史、尾水处理、养殖关键技术、评价等，为淡水池塘可持续发展提供借鉴与参考。。

1 国内外研究概况

池塘循环水养殖是一种技术含量较高的池塘养殖模式系统，主要特征是半封闭型和外封闭内循环型。模式主要有“跑道”、“集装箱”、“圈养”等循环水养殖类型。

国外对鱼类流水槽养殖的研究与报道较早，在北美，二十世纪70年代，Warner 等[2]比较了流水槽与池塘养殖斑点叉尾鮰的血清成分，发现流水槽中斑点叉尾鮰血清二氧化碳和钠含量显著减少。二十世纪90年代，Yoo 等[3]进行了流水槽养殖斑点叉尾鮰试验，并开展了流水槽养殖废弃物的收集和清理研究。Masser 等[4]研究设计逐渐完善流水养殖模式，将流水槽设置于池塘中，通过养殖槽外部水体来进行污水净化，形成循环水养殖模式。2005年美国奥本大学教授Jesse Chappell 等[5]集成与优化了传统池塘养鱼和流水养鱼模式，研发了“池塘循环水槽养殖模式（In-pond raceway system，IPRS）”（“跑道”养殖模式），通过小区域水槽“生态圈养”吃食性鱼类，配套推水增氧设备保持水槽内流水增氧，大水域调节水质，同时在水槽末端安装废物收集装置收集鱼类排泄物及其他废物，合理配比系统内鱼类生物量、投入量和排放量，实现养殖增产增效、养殖废水“零排放”的目的。近年来，美国大豆出口协会已经成为美国和全球推广该技术的主要倡导者，他们在使用美国豆粕型水产饲料的主要国家和地区大力推广这项养殖技术。美国的南部、中部和西部地区自1992年陆续建设了多个商业规模的流水槽池塘，最大的单个流水槽尺寸约7.3 m×2.5 m×1.1 m，用于商品鲶的养殖。Masser 等[6]设计的养殖单元为4.57 m×1.21 m×1.06 m，多用于苗种培育；其设计的气推水单元，仅需电力就可以推水和增氧。

在欧洲，发展循环水养殖技术的国家主要是荷兰和丹麦[7]。荷兰循环水养殖工艺是典型的室内型，是近乎封闭的系统，主要用于生产非洲鲶和鳗鲡[8,9]。丹麦的循环水养殖工艺系统是室外的半封闭型系统，主要用于生产虹鳟鱼。二十世纪80年代末起，欧洲的循环水养殖产量和种类有了显著发展。德国、英国和法国已经设计了新型的循环水养殖设施，主要养殖的鱼类是鲑鱼和鲈鱼[7]。据统计，欧洲大部分地区正在由孵化生产模式向循环水孵化模式转变。

二十世纪80年代，中国引进国外循环水养殖技术及设施[10]，但由于高昂的投入和运行成本，大多数引进设施很快便弃之不用[11]。1988年，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所吸收当时的西德技术，设计建设了我国第一个循环水养殖生产车间[12]。2013年，美国大豆出口协会在江苏吴江建立国内第一个“跑道”养殖模式示范点[13]；倪建忠等[14]在江苏启东设计的池塘循环水槽养殖为1 口池塘和8 个不同面积的蟹养殖池相互结合而成，总面积1.33 hm2，由两个养殖单元为22 m×6 m×1.8 m 流水槽组成，总面积240 m2，占总池塘面积的1.8%。近年来，我国学者曲克明等根据不同类型养殖企业对循环水养殖技术的不同需求，提出高、中、低三级循环水养殖技术模式，并在国内沿海地区进行三级养殖模式推广[15]；黑龙江省水产技术推广总站刘波提出了“集装箱”循环水养殖技术与模式[16]；华中农业大学何绪刚教授基于“能时时打扫池塘卫生”理念提出的池塘“零排放”绿色高效“圈养”养殖模式[17]。

1.1 “跑道”循环水养殖模式

池塘循环水槽养殖模式（In-pond raceway system，IPRS），由流水槽、集污区、增氧设施、导流设施、净化区、湿地等组成，因其养殖区为一流水槽结构，形似跑道，故被俗称为“跑道”水产养殖模式。

1.1.1 工作原理

利用2%～5%池塘水面（淡水池塘总面积不低于1.34 hm2，池塘深度1.8～3.0 m），建设具有充气和集排污设备的水槽作为养殖区，水槽上游安装有增氧推水设备，由旋涡风机提供动力，通过纳米曝气管释放出的大批量的小气泡经导流板形成定向推力，推动水流前进，使“跑道”水体24 h 循环流动，使鱼类获得充足氧气，实现高密度养殖；在集污区上游安装不锈钢拦鱼网片，网孔大小根据养殖对象规格确定，主养鱼类产生的粪便、残饵逐渐随流动的水体沉积在系统末端，通过底部废物收集装置，将粪便、残饵排放到沉淀池中；剩下95%～98%的水面作为净化区，一般饲养鲢、鳙鱼类，同时搭配田螺、河蚌、青虾、河蟹、水草等，并采用生物净水技术，对养殖尾水进行净化处理，实现养殖尾水“零排放”。导流设施可以用泥土堆成，也可以为砖砌水泥墙，还可以用塑料编织布、高密度聚乙烯塑料膜等材料，引导水流绕着整个池塘做循环流动，促进流水槽养殖区与池塘净化区全部水体交流。IPRS（“跑道”养殖模式）整体布局如图1[18-20]所示。

图1 IPRS（“跑道”养殖模式）整体示意图

1.1.2 技术要点

一是小水体推水养殖。小水体推水养殖区为长方形水槽，占池塘面积的2%～5%。近年来，国内的流水槽规格长20 m 左右、宽4 m 左右、高2.5 m 左右，一般每0.67 hm2水体设置1～2 条水槽。核心部分是推水增氧设备，设置在流水槽前端。早期IPRS（“跑道”养殖模式）的推水单元和增氧单元是分开的，推水单元是明轮装置，增氧单元是曝气装置。明轮推动水槽内的水体以一定的速度流动，曝气装置为水槽内的水体增氧，在养殖槽内形成具有一定水流、溶氧充足的环境[21]。现在大多采用气提式装备，由鼓风机、微孔曝气管和挡板组成。其原理是使用鼓风机向微孔曝气管进气，气体向上运动时带动水流向上运动，遇到角度为60°或1/4 圆弧角度的挡板后，溶氧饱和的水流向养殖槽后端，在水槽内形成一定的水流速度，气推水装置的推水效果满足国内大部分的推水增氧需求[22]。

二是粪污收集处理。一般每3 条水槽应建设两个相通的体积10 m3的下沉式集污池，放置流水槽后端。养殖区中的废物在水流和重力作用下，流到集污池中沉淀后排出塘外。

三是大水体生态净化。大水体生态净化区占池塘面积的95%～98%，设置导流堤，水深2 m 以上。以滤食性鱼类为主，水草等水生植物的种植面积控制在净化区面积的20%～30%。净化区内，配备水车式增氧机、叶轮增氧机、涌浪机等，适时投放微生物制剂等。

1.1.3 模式利弊

IPRS（“跑道”养殖模式）设计上的优点：①平均每条流水槽产量可达到10 t 左右；产品品质好，价格高，无泥腥味。②系统自动化水平高，可实现水质和环境自动监测监控。③流水槽养殖水体和生态净化池塘内水体基本处于同一水平面，用风机曝气推水增氧，养殖区和净化区水流交换能耗相对较低。

实际存在的问题：①因为流水槽呈长条形结构，槽内养殖水体无法有效形成旋涡，不利于有效收集养殖水产品粪便、残饲，是该系统未来需要克服的一大缺陷。②目前“跑道”池塘研究更多是有关于道池规格尺寸、养殖效益评价，而系统理论参数、水质净化效果等方面研究还不多。③该养殖模式尚无统一的名称，从现有文献看，有“低碳高效池塘循环流水养殖”“池塘内循环养殖”“集聚式池塘内循环流水养殖”“池塘工业化养殖”[13,23-26]，不利于养殖模式的进一步推广。④该模式的致命缺乏就是循环回来养殖的水体达不到养殖用水的要求，该模式下的水处理系统达不到养殖的要求；所谓的推水力度也不够，整个养殖系统中水体不能得到有效的流动，时间一长养殖槽中致病菌极易繁殖，鱼病接踵而来，养殖密度无法推高，达不到高产，也就达不到高质高效的目的。⑤整个系统的运行成本主要在电费，一次性投资也大。

1.2 “集装箱”循环水养殖模式

“集装箱”养殖模式：“分区养殖，异位处理”，在陆基上搭建集装箱养鱼，用大面积池塘对集装箱养殖尾水进行净化。

1.2.1 工作原理

在池塘岸边摆放一排集装箱，将池塘养鱼移至集装箱，箱体与池塘形成一体化的循环系统。用水泵将池塘表层富氧水体不断抽至集装箱内，利用风机辅助增氧；集装箱内设斜面集污槽，收集养殖固体废弃物；养殖尾水经过滤分离后，流入生态池塘净化处理（图2）[18,27-29]。

图2 “集装箱”养殖模式示意图

“集装箱”循环水养殖设施主要由：装有进、排水口和出鱼口的箱体，供排水处系统（水泵、水管、固液分离器），水处理系统（微孔增氧设备和臭氧杀菌设备），自动投饵机，物联网及中央控制系统。

1.2.2 技术要点

(1)一般每0.067 hm2池塘配2 个集装箱，养殖箱体一般由6.1 m×2.4 m×2.8 m标准集装箱体定制而成，养殖水体约25 m3，箱体顶部有四扇1.1 m×0.76 m 规格天窗，用于观察养殖物生长活动情况和投喂。集装箱设在池塘周边，通过从池塘抽水，引入养殖箱内开展流水养殖，养殖尾水再排放到池塘进行生态净水。

(2)养殖尾水通过箱内集污和箱外分离，使大粒径颗粒滤出分离，回收利用；小粒径颗粒通过净化水质新工艺，高效去除水中氨氮，实现尾水“零排放”。

(3)通过仿生环流提升鱼类品质；降低蓝藻暴发；土腥味较低。

1.2.3 模式利弊

“集装箱”循环水养殖模式优点：①将鱼类聚集在一起实施高密度养殖，利于实时监测养殖对象摄食和健康状况，利于利用空地，安装和规模化生产。②实时自动化固液分离,方便粪便、残饵等的收集，减少池塘净化水的压力；同时易于捕捞。③利用大面积池塘进行养殖水质处理,可以充分利用光合作用增氧，节约曝气增氧能耗。

存在问题：①因为集装箱放在池塘岸边，池塘和集装箱水位存在较大水位落差，并且为了保持清新水质，需要大水量循环，提水动力能耗较高。②该系统虽然不需要太大的土建工程，但集装箱价格较高，前期投资大。③养殖不成功的基地，多数是水处理系统达不到要求造成的。

1.3 “圈养”循环水养殖模式

“圈养”养殖模式主要包含圈养桶、增氧及捕捞等支持设备、集排污设备、圈养平台和尾水处理设备等养殖装备，并采用一定的技术措施提升圈养池塘水体自净能力（图3[17,30]）。

图3 圈养模式图

1.3.1 工作原理

将养殖对象圈在圈养桶内饲养，残饵、粪便等固形废弃物自然下沉聚集于圈养桶下方锥部排污管口附近，每天定时开启排污水泵，抽排残饵、粪便等固形废弃物至尾水分离塔，沉淀分离后的固形废弃物可用于制作有机肥等资源化再利用，去除固形废弃物的上清液再经尾水处理桶脱氮除磷处理后，回原池重复使用；养殖对象的尿液等代谢废物，则需依靠池塘水体自净能力加以净化。

1.3.2 技术要点

(1)圈养桶设置密度一般为60～90 个/hm2；圈养桶为圆柱体，内径4 m，高3.1 m，有效养殖水深1.7 m，有效养殖水体20 m3；圈养池塘水体透明度养殖期间维持60 cm 以上；内设固定式防逃网和活动式捕捞网隔等。需要分级或捕捞时，升起捕捞网隔即可便捷化起捕。通常两人即可完成捕捞，节约劳力成本显著。待集成吸鱼泵技术装备后，可实现捕捞机械化。

(2)在圈养桶养殖系统底部，沿桶壁安装一圈微孔增氧管，采用空压机、罗茨鼓风机或纯氧机等进行微孔增氧。增氧产生的气泡在圈养系统内形成由四周向中央推送的水流，可将残饵、粪便等养殖废弃物推送到圈养系统中央部位，以利于其沉降、收集。

(3)集、排污设施由圈养桶下部锥形结构、尾水管道、吸污泵等构成。当残饵、粪便下沉至防逃网以下部位后，就没有鱼类的扰动了，很快便会集到底部的出水口附近。当吸污泵开启，含残饵、粪便的污水会首先被抽排出，进入尾水塔。剩余清水直接抽排到圈养池塘中，靠池塘水体的自净能力去降解其中的有毒有害氮素。

(4)污水入尾水分离塔后，在重力作用下，一定时间后固废便下沉到尾水塔下部锥形结构底部，方便收集、用于后续的资源化再利用。去除固废后的上清液，流入尾水处理桶，经微生物的脱氮、除磷处理后，再回流至池塘中重复利用，节约水资源。

1.3.3 模式利弊

设计优点：①圈养桶放在了池塘内部，不需要显著水位落差，能耗小。②节水、节地，适应性广。③提质增效效果显著，实现清水养殖，产品药残和土腥味低，品质更高。④高效增收效果显著，精养池塘单产可达75000 kg/hm2以上，将池塘养殖容量提升了5 倍；单位劳动力产能提高，简化捕捞，节约劳动力成本，渔民养殖收益显著增加。

存在问题：①圈养桶外的池塘水质净化区不足以解决循环水的净化问题，同时水处理桶的效果有限，时间一长整个养殖水体达不到养殖的要求，水处理系统有待改进；②尾水处理塔的固体物不易分离，劳动强度又大，实际生产中不易操作。

2 循环水养殖水处理系统技术研究

淡水池塘循环水养殖水处理系统技术为整个循环水养殖模式的关键核心环节，只有优质，高效的水处理才能使养殖尾水中的有害物质得到有效去除，并建立新的养殖水体生态平衡系统，进入下一轮养殖系统中去，才能实现循环水养殖的目标。目前，主要有原位修复和异位修复两大类[31]。

2.1 原位修复

池塘原位修复又叫立体修复，就是将物理、化学、生物等尾水处理技术科学组合和应用，提高池塘的自净能力，达到自净能力大于污染恶化能力的目的，主要技术有以下几点。

2.1.1 增氧

我国常用改善池塘水质的增氧机主要有叶轮式增氧机、水车式增氧机、射流式增氧机、充气式增氧机、喷水式增氧机、微孔增氧和纳米微孔增氧等。从增氧能力和增氧动力效益来看，叶轮式增氧机雄居榜首，其应用范围也较为广泛。殷肇君等[32]研制的水质改良机，通过翻喷池塘底泥，搅动池塘水体，使整个池塘水体得到充分溶氧，极大改善了池塘养殖水质。

2.1.2 改善底质

主要是利用沉水植物（苦草、轮叶黑藻、金鱼藻等）吸收利用水体中的营养物质，合成自身生长发育所需要的物质；培育底栖动物（滤食性的双壳类和刮食性的螺类等）滤食和分解小型有机物；增加池塘底泥微生物分解代谢能力（增氧、添加有益微生物等），有效降低水体中的营养盐浓度，削减水体的污染负荷。赵迪等[33]研究了刺苦草对富营养化水体的净化作用。结果显示，刺苦草对富营养化水体的TN、TP、NH4+-N、COD 的去除率分别为66.64%、90.02%、91.94%、71.17%。陈春云等[34]研究了小球藻对对虾养殖废水中N、P 的去除率。结果表明，小球藻能很好地去除水体中的N、P，水体中NH4+-N 的去除率达到80%以上、PO4-P 的去除率达到85%以上，同时，小球藻的增长量达到初始量的10 倍。张少军等[35]选择滤食性贝类长牡蛎和紫贻贝对养殖废水中悬浮物的去除进行了研究。结果表明，这两种贝类对半滑舌鳎养殖池中悬浮物具备很强的生物滤除潜力，且能吸收和利用悬浮物中的有机质实现养殖废物的生物资源化利用。

2.1.3 生物浮床

生物浮床作为一种新型高效的水产养殖尾水处理技术，主要利用水生植物如蔬菜、水葫芦和水芹等为主体，高分子材料或无机非金属材料等作为载体，充分吸收利用水体营养物质，改善水质，同时还具有改善景观、操作简单、成本较低、易管理等优点[36]。

2.1.4 微生态制剂

微生物制剂，又称“有益微生物”，常见微生物制剂主要有枯草芽孢杆菌、硝化菌和反硝化菌、酵母菌、乳酸菌、光合细菌(PBS) 等。目前应用最广泛的是光合细菌，它具有多种不同的生理功能，如固氮、脱氢、固碳、氧化等作用。中国水产科学研究院黑龙江水产研究所利用光合细菌的固定化技术进行试验，结果表明，固定化光合细菌在鱼池中降氯率达90%以上，而游离光合细菌的除氯率在50%左右[37-39]。

2.1.5 生物滤膜（器）

生物滤膜较为复杂，除含水和细菌外，还含有胞外聚合物、裂解产物等多种成分，生物滤膜可以提高水质，具有产泥少、运行管理方便、动力消耗少等特点，在养殖水体处理方面应用广泛[40]。近10年多来，欧美一些国家对生物过滤器在水产养殖方面的利用开展了大量研究，对氨氮去除的动态特性有了进一步了解，并逐渐研发了一些专用于养殖系统的生物过滤器，比如微珠生物滤器、珠子系列过滤器、流化床过滤器和移动床生物滤器等[41]。

2.2 异位修复技术

异位修复技术是相对原位修复技术而言，又叫平面修复技术，主要是利用净化单元对养殖尾水进行处理，净化处理后的水再循环利用。异位修复技术主要有以下几点。

2.2.1 人工湿地

人工湿地是由人工基质和生长在其上的水生植物、微生物组成的一个独特的土壤-植物-微生物生态系统。人工湿地净化技术是一种综合技术，结合物理过滤、化学吸附共沉淀、植物过滤及微生物作用等方法，用于水产养殖尾水处理效果良好，能有效去除水中氮磷等营养元素，还能去除一定的BOD、COD 和SS[42]。彭剑峰等[43]通过构建稳定塘-湿地组合生态处理系统的研究发现，浮萍塘去除氨氮效果最佳。吴振斌等[44]构建的池塘养殖-复合垂直流人工湿地系统经过9 个月的运行后，污染物去除率范围分别为TSS 80.5%～82.9%、COD 45.2%～64.2%、BOD 61.0%～77.0%、NH3-N 51.5%～67.8%、NO3-N 90.6%～40.0%、TN 29.1%～68.6% 和TP 72.7%～89.1%。Lymbery 等[45]利用盐草（Distichlisspicata）湿地处理澳大利亚内陆干旱区域的养殖废水并收获植物用于畜禽饲料。

2.2.2 “三池两坝”[46]

一般由生态沟渠、沉淀池、过滤坝、曝气池、过滤坝、生物净化池组成。尾水经过生态沟渠和沉淀池逐级沉淀后，去除了部分大颗粒物质，再经第一道过滤坝进一步去除和分解细微悬浮物，然后进入曝气池中，经氧化、挥发、分解等过程使水中化学需氧量和氨氮等降低，最后经过第二道过滤坝进入到生态池中，通过在生物净化池中种植水生植物、放养水生动物等构建综合立体生态位处理系统，有效降低水体中氮、磷浓度，实现水达标排放或循环再利用。通常尾水处理区面积为养殖水域的6%～10%，高排污的水域应适当增加处理区面积，各单元面积占比也要有所调整。

2.2.3 工厂化尾水处理系统

工厂化水处理系统包括悬浮物和可溶性蛋白去除设备：三级沉淀池、微滤机、过滤筛、泡沫分离器等装置；有机物分解和氨氮去除设备：厌氧生化池、生物膜反应器等；杀菌增氧设施：紫外、臭氧、曝气设备。工厂化养殖尾水处理主要是养殖尾水先过滤（利用筛网分离固体物和悬浮物），过滤后再进行生物过滤（使用毛刷、陶粒等构建的生物膜进行氧化分解，降低BOD、氨氮和亚硝酸盐）后进行消毒杀菌。Samir等[47]研发出由水流驱动的转鼓式微滤机代替传统的滤池技术去除颗粒物，极大减小了设备占地，提高了出水的稳定性。曹剑香等[48]研究了蛋白分离器在不同参数下的养殖废水蛋白分离效果，通过改进装置，有效提高了蛋白分离程度，并对氨氮、COD 的去除起到了一定的促进作用。近年来，我国的工厂化循环水产养殖技术已相当成熟，具有代表性的是大菱鲆循环水产养殖模式，相应的水处理技术也日渐发达[49]。

3 淡水池塘循环水养殖技术研究

国内外循环水养殖技术的研究主要集中以下五个方面[50-51]。

3.1 水循环系统对化学物质的承载力研究

水循环养殖系统的承载力与养殖系统的稳定性密切相关，且决定了养殖系统的生产力，为了将循环水养殖模式更好应用于生产，国内外水产工作者围绕着重金属离子、过氧化氢、硝酸盐等对水循环养殖系统稳定构成威胁的因素做了大量研究[52-54]。

3.2 水循环率对养殖品种生长、生理和生态的影响研究

循环水养殖系统的日循环次数涉及降低能耗需求，也涉及循环水养殖系统中养殖对象的生长、生理状态，因此寻找最合适的水循环次数是亟需解决的问题。田喆等[55]研究了不同水循环率对大菱鲆生长和水质的影响。研究表明，适当提高水循环率可降低系统中氨氮和亚硝酸盐氮的积累速度，优化养殖水质，从而加快大菱鲆的生长速度。Davidson 等[56]研究了循环水养殖系统中不同流速对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)生长状态的影响。欧红霞等[57]研究了“跑道”池塘循环水养殖对宝石鲈营养成分及血清生化指标的影响。研究表明，跑道池塘循环水养殖模式有助于提高养殖宝石鲈的品质，提升其机体的健康状况。

3.3 养殖品种研究

Dalsgaard 等[58]总结了过去20年-30年中北欧国家在循环水养殖系统设计、建造和管理适应于不同养殖种类方面的实践经验，主要包括：大西洋鲑(Salmo salar)、虹鳟、欧洲鳗、暗斑梭鲈(Stizostedion lucioperca)、红点鲑(Salvelinus alpinus)、鲟(Order Acipenseriformes)、尼罗罗非鱼和欧洲龙虾(Homarus gammarus)。美国奥本大学的Brown 等[59]对循环水养殖模式下养殖鲶鱼进行研究，发现平均存活率达到83.7%；Brown 等[60]研究证实循环水养殖模式非常适于鲶鱼或者混养，具有更高的经济效益。

我国对循环水养殖的研究较晚，但进展较快。王浩伟等[61]对循环水养殖模式养殖草鱼进行研究，草鱼平均成活率达到92%，平均毛产量137.8 kg/m3。王力等[62]对循环水养殖模式养殖七星鲈和斑点叉尾鮰进行实验，七星鲈养殖产量为27.8 kg/m3，而斑点叉尾鮰的产量达到77.5 kg/m3，且斑点叉尾鮰的成活率（86.7%）高于七星鲈（56.1%）。钱克林等[63]在池塘内循环流水养殖模式下进行鳜鱼养殖，鳜鱼成活率达89%，平均规格0.6 kg/尾。张林兵等[64]开展了大口黑鲈、太阳鱼（Lepomis gibbosus）、花鲈（Lateolabrax japonocus）等多种鱼类循环水养殖，解决了不同养殖鱼类食性和习性的差异，实现了单个池塘养多种鱼。

3.4 最适养殖密度研究

田息根等[65]在循环水养殖模式下养殖不同密度青鱼的实验。结果发现，从不同密度水槽收获的青鱼规格来看，养殖大规格（2 kg/尾）左右青鱼种，每条养殖槽放养密度在1500 尾左右，养殖效益最高。朱建新等[66]研究了大菱鲆幼鱼在循环水养殖系统中养殖密度对其生长、摄食、饲料利用率及免疫应答等方面的影响。罗国芝等[67]在循环水养殖系统中研究了养殖密度对高体革鯻(Scortum barcoo)苗种的影响。

3.5 净化池塘和养殖池塘面积之间的配比研究

养殖密度、养殖品种对净化池塘和养殖池塘面积比例都有影响，净化能力提高可减少净化池塘使用面积，从而提高养殖效益。

宋超等[68]通过参照水生植物对养殖尾水中污染物的吸收能力和养殖鱼类的产排污系数，再结合淡水池塘养殖过程中水质管理的一般规律，给出了淡水池塘循环水养殖模式中养殖池塘面积和净化池塘面积之间配比关系的计算方法；并以养殖草鱼为例，通过该计算方法，结果表明，以总氮的去除为例，养殖池塘和净化池塘的基本面积比为15 ∶1；按养殖池塘所排放的污染物浓度计算，1 hm2净化池塘可以净化7.5 hm2养殖池塘；按养殖鱼类的产排污系数计算，1 hm2净化池塘可以净化27.8 hm2养殖池塘。

4 淡水池塘循环水养殖模式的评价

4.1 通过利润对循环水养殖模式进行评价

对于池塘循环水养殖来说，它运行的好不好，我们可以从一个养殖周期的产量来进行评价，并且可以根据鱼类的投放时间、收获时间、平均收获规格、成活率、纯收入、平均投资回报率等数据与传统池塘养殖的各项数据进行对比，从而对比出传统池塘与循环水养殖模式在生产实践过程中的优劣之处，同时，在生产管理、人工、饲料、药品、耗电量等各方面和传统池塘养殖方式进行对比，进而全方位的评价该池塘循环水养殖模式。王峰[69]运用经济学分析方法对半滑舌鳎循环水养殖系统养殖效果进行了总体评价。结果表明，循环水养殖模式养殖密度、成活率、增重率、年产量分别是流水养殖模式的1.21 倍、1.31倍、1.4 倍、1.71 倍，养殖效果优势显著；销售额、税收、利润分别为流水养殖的1.71 倍、1.71 倍、2.96倍，盈亏平衡点为4.35%，相比于流水养殖模式，具有更好的抗风险能力。王浩伟[61]对池塘循环流水养殖草鱼模式的经济效益进行研究。结果表明，整个2.13 hm2池塘的总产量为11860 kg，平均产量为5559 kg/hm2，总投入438215 元，毛收入455653.6 元，纯利润为17438.6 元，投资回报率为4%；传统池塘纯利润为15336 元左右，池塘循环水养殖草鱼模式经济效益比传统池塘高12.06%。

4.2 通过水质变化对循环水养殖模式进行评价

水体质量检测的指标有：总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、亚硝态氮（NO-2-N）、叶绿素a（Chla）和高锰酸盐指数（CODMn）、除了这些化学指标之外，还有水温（T）、pH、溶氧（DO）、透明度（SD）等物理指标。

4.3 通过净化的效果对循环水养殖模式进行评价

4.3.1 对总磷的去除

水体中总磷（TP）的含量是水体质量的一项重要指标，若水体中的磷含量比较高的话，那么水体就会因为磷含量过高而造成水体富营养化，甚至会影响到水质的状况。磷的去除主要是通过浮游植物作用来进行的，它们可以吸收以PO43-和HPO42-形式存在的磷，因此可以达到去除磷的目的。

4.3.2 对总氮的去除

水体中的总氮（TN）的含量也是影响水体质量的一个重要指标，总氮的去除主要是受到浮游植物的吸收作用。除此之外，微生物通过硝化作用和反硝化作用也是去除氮的主要途径。微生物可以将还原态有机氮化合物转化成氨氮，这主要是通过了微生物的氨化作用；而微生物将硝化反应的产物还原成N2和N2O等也是在反硝化细菌的作用下发生的。

4.3.3 亚硝态氮的去除

池塘循环水养殖模式对NO2--N 的去除方法主要是利用微生物的硝化与反硝化作用。

4.3.4 对氨氮的去除

氨、氮是一种有害的化学物质，如果养殖水中的单位水体中的氨氮的含量超过了一定的数值，那么就会造成生物体的死亡。可以通过浮游植物和微生物的硝化及反硝化作用对氨氮进行去除。

4.3.5 对高锰酸盐指数的去除

高锰酸盐指数（CODMn）是反映水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标，高锰酸盐指数过高会不利于水质的净化，严重影响鱼类的生长，池塘循环水养殖模式对高锰酸盐指数（CODMn）去除主要是通过了微生物净化的方式来完成的。

4.3.6 对叶绿素a的去除

叶绿素a（Chla）是控制富营养化和藻类生物量的一个重要指标，揭示富营养化的内在实质，可以反映出水体中藻类种类和数量以及水体营养状态。对叶绿素a（Chla）的去除主要是通过它在循环流水过程中滤食性鱼类的滤食作用及沉淀作用。

张明明等[70]对池塘循环水养殖系统净化效果进行了评价和分析。结果表明，池塘循环水养殖系统对TP、TN、NO2--N、CODMn、NH3-N、Chla 的平均去除率分别为6.71%、20.87%、21.35%、12.72%、27.03%、41.53%。

5 展望

淡水池塘循环水养殖模式就是在养殖品种的高度密集放养的基础之上采用自动化、机械化、信息化等新技术，使养殖产量达到最大化。国外对淡水池塘循环水养殖系统的研究全面深入，但受限于池塘养殖在国外的产业规模，应用范围并不广泛。我国通过对淡水池塘循环水养殖系统的优化，形成了适应于国内鱼类养殖特点的系统模式，表现出广泛的应用前景，但在实际养殖生产中也存在各种各样的问题。未来，淡水池塘循环水养殖模式研究和应用，应重点关注于以下几个方面：

第一、我国的淡水池塘循环水养殖模式应借鉴国外系统设计的理念和参数，进一步优化完善循环水养殖设施的结构，实现淡水池塘循环水装备数字化、标准化。

第二、进一步研究生态处理池工艺流程与建设；过滤坝的工艺设计与建设、过滤坝过滤物的筛选；净化水生植物的筛选与种植；微生物净化水质技术研究，包括菌种的筛选、菌胶团的建立等；整体系统对养殖水体排泄物、污染物去除影响等方面，构建淡水池塘循环水水产养殖基础理论体系。

第三、重点解决养殖品种筛选、营养需求与饲料投喂、病害防控等关键技术，探讨适合我国淡水池塘循环水养殖品种养殖密度，提高存活率，建立不同养殖品种的养殖技术操作规程。

第四、完善淡水池塘循环水养殖管理策略，建立与我国养殖对象相配套的淡水池塘循环水养殖模式管理方法。