编者按： “强天下者必胜于海”。近年来，我国充分调动科技创新、产业集聚、市场流通、对外开放等优势，向海而兴、向海图强，全力做好海洋经济大文章。我国在海水养殖方面取得了什么成果？有哪些自主研发的深远海养殖装备？在6月8日世界海洋日之际，科普中国智惠农民推出系列海水养殖系列科普文章，欢迎关注！
自2020年起，农业农村部决定实施水产绿色健康养殖“五大行动”，将多营养层次综合养殖技术模式作为十大模式之一列入《2020年生态健康养殖模式推广行动方案》。
多营养层次综合养殖技术模式是从传统多品种混养模式创新发展而来的。传统模式是基于立体利用养殖水体，按照养殖动物生活空间不同进行搭配，比如在养殖池塘中，按照上层鱼、中层鱼、底层鱼进行搭配，达到充分利用养殖水体空间提高养殖产量的目的。
近年出现的多营养层次综合养殖（Integrated Multi-Trophic Aquaculture，IMTA）模式充分注入了科研成果，利用养殖水域的物质和能量、生物间的生态互利性及养殖水域对养殖生物的容纳量，合理搭配不同营养级生物。比如鱼类、虾蟹类、滤食性贝类、大型藻类等比例，使某类养殖水生生物能利用另一类养殖水生生物的代谢产物。
简单地说，就是养殖系统中一些生物释放或排泄到水体中的废弃营养物质，被另一些生物吃了，成为它们的营养物质来源，因而实现养殖系统内物质循环利用、水质调控、生态防病及质量安全控制等目的。在一个水体中能养殖更多的种类并有更高的经济产出，是一种生态系统水平的适应性管理策略。
技术模式图 图片来自全国水产推广总站资料
当前，多营养层次综合养殖技术模式主要分为海水和淡水两大类。海水的典型模式包括“海水池塘虾蟹贝鱼多营养层次生态健康养殖模式”“低盐水鱼虾多营养层次生态养殖模式”“斑节对虾与青蟹、黄鳍鲷养殖模式”等。
海水池塘虾蟹贝鱼多营养层次生态健康养殖模式
在这种模式下，除了虾蟹等需要投饵性物种外，还有滤食性贝类、杂食性鱼类、藻类、小型饵料生物、微生物等不同营养级生物，这些生物间的食物网可以实现物流、能流的有效循环利用。同时，在养殖过程中还要综合运用微孔增氧、微生态制剂和藻类调控、养殖尾水处理等关键技术，不仅维护了良好的池塘养殖水环境，也减少了富营养化养殖尾水的排放。
典型的“中国对虾—三疣梭子蟹—菲律宾蛤仔—半滑舌鳎”养殖系统是由3个营养层级构成，营养级Ⅰ包括浮游植物、饲料和碎屑等，营养级Ⅱ包括贝类和细菌等，营养级Ⅲ包括虾、蟹和半滑舌鳎。在这种独特的养殖生态系统中，虾蟹产生的残饵、粪便、代谢产物等有机或无机物质再也不是危害养殖生态系统的废物，它们在微生物的作用下被分解、转化或直接成为其他养殖生物，如菲律宾蛤仔、缢蛏、硬壳蛤等滤食性经济贝类，大型藻类，以及部分沉积食性生物的食物或营养来源，变成可利用的营养资源，变为养殖副产品，增加了池塘养殖总产量，在减轻养殖活动对水环境负面压力的同时也提高了养殖系统的多样性和经济效益。
海水池塘虾蟹贝鱼多营养层次生态健康养殖模式示意图图片来自全国水产推广总站资料
养殖池贝类围隔区 图片来自全国水产推广总站资料
山东日照地区对虾养殖历史较长，是我国开展对虾人工育苗和养殖技术研究并获得成功最早的地区之一，海水池塘多元养殖模式的试验探索从20世纪90年代初就开始了。通过在中国对虾养殖池塘中合理搭配三疣梭子蟹、菲律宾蛤仔、硬壳蛤、半滑舌鳎等物种，结合环境生态调控、免疫增强等技术，构建了海水池塘虾蟹贝鱼多营养层次生态养殖模式，有效地提高了虾蟹养殖成活率和饲料利用率，实现亩产1万元以上的较高收益。
山东的中国对虾、梭子蟹、菲律宾蛤仔、半滑舌鳎养殖模式 图片来自全国水产推广总站资料
多营养层次生态养殖模式系统的原理是充分利用空间、时间、饵料等资源。把需要投饵的养殖水生生物按科学的比例与不用投饵的养殖水生动物和植物混养，使一种养殖生物的副产出物，比如粪便、残留食物成为另一生物的输入物，如成为一些贝类的食物或一些植物的肥料，这就叫养殖废物资源化利用。
除此之外，这种养殖方式还充分利用多种养殖生物和植物互补性，把原来养殖空间变成两倍、甚至多倍，提升了海洋空间的养殖承载力。此项研究旨在提高水产养殖产量的同时，避免对海洋环境的可持续性利用造成不利影响。目前我国山东烟台桑沟湾多营养层级综合水产养殖（IMTA）模式，已经成为国际上学习的典范。
桑沟湾多营养层级综合水产养殖（IMTA）模式是科学化加信息化的现代组合，科学家们针对我国北方典型海水养殖区桑沟湾制定科学的海水养殖空间规划方案，并开展示范应用。系统可以兼顾水产养殖的食物产出和生态服务功能，通过合理空间规划确保其优质高效和生态友好。目前已经建成了单机版和基于互联网的水产养殖空间规划决策支持系统，为水产养殖规划管理和我国县一级海洋功能区划提供技术支撑，为发展基于生态系统的水产养殖业奠定基础。
国际上把这个模式列入智慧渔业范围，因为它应用了许多数字化的工具和技术。如基于地理信息系统组件的水产养殖空间规划平台及其相关应用技术、数据库存储和展示功能、模型软件和数据输出功能的研发；如基于地理信息系统功能，整合历史观测数据和现场调查数据，以及物理海洋学和生态学模型，构建出了桌面版和网络端的“水产养殖空间规划决策支持系统”（APDSS）。
通过这些环境数据浏览，专家们可以进行养殖适宜性评价、养殖生物生长预测、养殖容量评估和经济效益测算。因此，可以为水产养殖企业的规划和生产管理提供决策支持。
山东桑沟湾多营养层级综合水产养殖模式图片来自中国水产科学研究院黄海水产研究所刘慧研究员
如果说传统多品种混养模式是1.0版本，90年代开始的虾蟹贝鱼多营养层次生态健康养殖模式是2.0版本，而基于“水产养殖空间规划决策支持系统”（APDSS）的桑沟湾多营养层级综合水产养殖（IMTA）模式可称为是3.0版本。
目前，科学家们在多营养层次综合养殖水域养殖容量评估、多营养层次综合养殖的构建与管理、不同养殖模式的生态系统服务和价值评价、海水养殖海域生态环境质量评价等方面的研究，已取得了许多重大的突破，相信多营养层次综合养殖的未来将为我国蓝色粮仓建设、海洋生态环境和生态多样性保护做出更大的贡献。
作 者：刘雅丹（全国首席科学传播专家、中国水产学会原秘书长助理、中国农村专业技术协会秘书长助理）
审核专家：代国庆（中国藻业协会秘书长）
策 划：武玥彤 谢芸
