水产养殖产业化是中国水产养殖发展的必然趋势，因为它在低耗水、高生产力和可持续性方面具有相当大的优势。然而，到目前为止，关于其现状的信息很少。本文综述了我国工业化养殖的现状，指出了存在的问题，并提出了发展我国工业化养殖业的可能对策。该油田仍处于开发的早期阶段，主要分布在沿海地区。工业化水产养殖的主要制约因素包括资本和运营成本高、水产品市场价格缺乏竞争力、生产和养殖区域分布不均、缺乏经验丰富的再循环水产养殖系统管理人员和运营商，以及2019冠状病毒病（新冠肺炎）大流行。这些问题的可能解决方案包括系统优化方面的技术创新、可再生能源和生物就地技术的使用、工业水产养殖产品的无污染认证、增加水质控制和废物管理方面的专业人员数量、，以及向水产养殖产业链上的公司和农民提供财政援助。
鱼类是人类营养的宝贵营养来源（如蛋白质、必需脂肪酸和微量元素），在全球粮食安全中发挥着重要作用（Tacon和Metian，2013年）。根据粮食及农业组织（FAO）的数据，2017年（FAO 2020），鱼类为全球人口提供了17%的动物蛋白质和7%的蛋白质。自2014年以来，水产养殖一直是人类消费鱼类的主要供应商，2018年占总供应量的52%（FAO 2020）。中国是世界上最大的水产养殖生产国：2020年，中国生产了4990万吨水产养殖鱼类，占全球总量的57.03%（FAO 2022）。然而，由于过度使用传统养殖系统（如池塘和网箱），中国水产养殖的发展面临着许多问题，如疾病爆发、环境污染和食品安全问题（Cao et al.2007；刘等人2017）。这些问题严重制约了中国养殖业的可持续发展。迫切需要通过开发鱼类生产高度可控和环境友好的养殖系统来改善这种情况，例如工业化水产养殖（Lei等人，2014）
水产养殖产业化是中国水产养殖发展的重要趋势，因为它在节约水和土地资源、提高生产力和可持续性方面具有优势。然而，到目前为止，关于其现状的信息很少。本文回顾了我国工业化水产养殖的现状，总结了我国产业化水产养殖发展中的主要问题，并对未来的发展方向提出了可能的解决方案。
中国工业化养殖的定义
工业化水产养殖通常指陆上工业化（室内缸）养殖（Gui et al.2018）。它遵循过程的连续性和流动性原则，通过机械或自动化设备控制水产养殖的水质和水温；形成一个独立的鱼类养殖、鱼类孵化场和商业鱼类生产系统；并使其能够高效地进行连续的非季节性生产（FBMA 2021）。根据政府统计，工业化养殖系统可定义为循环过滤型、暖排水型、普通流式和温水型（FBMA 2021）。
与传统养殖方法（如池塘和网箱）相比，工业化养殖系统具有以下优势：
（1）它们具有更可控的条件、更高的培养密度和更长的生产周期。工业化水产养殖系统可以实现高密度养殖，使水产养殖免受气候限制，并通过控制鱼类最佳生长所需的物理和化学因素（如水温和溶解氧）来延长鱼类生长期。
（2）它们节省了土地和水资源：与传统水产养殖系统相比，一些工业化水产养殖系统（如循环水产养殖系统）用水量减少了90-99%，占地面积不到1%（Ebeling和Timmons，2012年）。
（3）他们的建筑工地更灵活。传统的水产养殖系统需要建在靠近水源的地方，通常远离水产品市场。然而，由于该系统对水资源的高效利用率，可以在水资源不丰富且靠近水产品市场的地方建设工业化水产养殖。这有助于降低水产品分销成本。
（4）它们提高了饲料利用率，减少了污染物排放。工业化水产养殖系统中的饲料转化率值在0.8至1.1之间（Ahmed和Turchini 2021），而在传统养殖系统中，饲料转化率在1.3至1.7之间（Naylor等人，2021）。与传统养殖系统相比，工业化养殖提高了饲料利用率，减少了养殖废水对环境的有害影响。
中国工业化养殖中的养殖物种
与发达国家相比，中国养殖的水产养殖物种有相似之处，也有不同之处（表1）。欧洲国家的养殖物种主要集中在鲟鱼（鲟鱼目）、大西洋鲑鱼（Salmo salar）、北极炭鱼（Salvelinus alpinus）、虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）、欧洲鳗鱼（Anguilla Anguilla）、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）、梭子鱼（Stizostedion lucioperca）和欧洲龙虾（Homarus gammarus）。北美水产养殖重点是牡蛎贻贝（Epiobrasma capseformis）、北极炭（Salvelinus alpinus）、黄鲈鱼（Perca flavescens）、杂交条纹鲈鱼（Morone chrysops x M.saxatilis）和罗非鱼。日本的工业化水产养殖主要集中在日本鳗鱼（安圭拉）、白鳍豚（Odontesthes bonariensis）、牙鲆（Paralichthys olivaceus silver）、日本库鲁马虾（Marsumenaeus japonicus）、白虾（Penaeus vannamei）和鲍鱼（Haliotis sp.），半光滑舌苔（半滑舌苔）、巨型河虾（罗氏沼虾）、白虾、大菱鲆（Scopellatus maximus）和星牙鲆（Platichthys stellatus）；其中，大菱鲆和半光滑舌苔是工业化养殖的主要养殖品种（Wang et al.2013）。
中国工业化养殖模式
随着时间的推移，中国工业化养殖的发展是一个逐渐变化的过程。20世纪70年代，工业化养殖模式以静水养殖和流水养殖为主。20世纪80年代，中国引进国外循环养殖系统，开始发展循环养殖；然而，由于资本和运营成本高，引入的设施没有得到广泛应用（Jing等人，2018）。20世纪末，以“公用设施棚”为特征的工业化流水养殖 + “地下海水”得到广泛推广和应用；其优点包括经济效率、减少环境影响和高产（雷，2010）。21世纪，随着循环经济、节能减排的战略需求，中国发展了封闭循环养殖模式（范和方2020；王等人2013）。目前，我国工业化养殖模式可分为三种模式：流水系统、循环养殖系统和水培系统（图1）（仓2019；陈等人2009；李等人2016）。
流动水系统使用地下水作为主要水源。培养后，富含氮和磷的废水直接排放（图1）（仓2019；沈等人2014）。尽管生产率较高，培养期较短，但这种模式也有一些缺点。这些系统忽视了生态和环境保护措施，低效利用了许多资源（如水、土地和电力）；此外，它们忽视了长期利益，加剧了行业内竞争，使水产养殖的管理和发展难以规范（Cang et al.2018）。
RAS是使水产养殖能够以环保的方式满足世界对水产品需求的关键技术（Ebeling和Timmons，2012年）。这些系统控制水环境，去除水产养殖水中的有害物质（如NO2−和NH3），并通过广泛使用先进技术实现水资源的循环利用（Tidwell 2012）。RAS主要由鱼缸、物理过滤装置（如滚筒过滤器）、生物过滤装置（例如流化床过滤器）、消毒装置（如紫外线）和曝气装置组成（图1和图2）（Losordo等人，1998）。物理过滤装置去除固体废物（未食用的饲料和粪便）（Cripps和Bergheim，2000年）。生物过滤装置通过微生物硝化作用将鱼类代谢产生的NH3转化为NO3−（Gutierrez-Wing和Malone，2006），或通过微生物反硝化作用将NH3转化成N2（van Rijn等人，2006）。与传统的养殖模式相比，RAS具有占地少、可扩展性强、用水量少、产量高的优点（Gui等人，2018；Piedrahita，2003年）。RAS在中国越来越受欢迎，尤其是在山东、天津和辽宁省。然而，这种模式在工业化养殖中所代表的比例仍然很低。以辽宁、河北、天津和山东等沿海省份为例，RAS占地面积仅占工业化养殖总面积的6.72%（Wang et al.2013）。
RAS的生物处理（微生物硝化和反硝化）产生温室气体N2O，其在诱导全球变暖方面的作用是CO2的310多倍（Hu等人，2012）。此外，在RAS处理后的饲养水中存在大量的NO3−和PO4−；需要每天进行水交换以降低这些物质的浓度（乐康，2013）。为了减少此类化合物对环境和鱼类健康的潜在影响，开发了水培系统。水培是水产养殖和水培的结合（图1），在水培系统中使用蔬菜从养殖水中吸收废物（如CO2−、NO3−和PO43−）并产生O2。这些系统实现了生产养殖鱼类和水培蔬菜的双重目的（Goddek等人，2015；Love等人，2014）。国际标准组织（ISO）14001环境管理标准（EMS）也可以有效控制和减少RAS对环境的影响。ISO 14001 EMS确定了活动的所有环境方面，使用逻辑和有效的方法将这些方面按对环境的重大影响排序，重点关注寻求改进的管理体系，并将这些重大环境影响降至最低（Whitelaw 2004）。
Current status of industrialized aquaculture in China: a review
