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權威專家與你分享：水產養(yǎng)殖生態(tài)學
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作者:pmod6646d
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發(fā)布時間: 2017-03-23
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權威專家與你分享：水產養(yǎng)殖生態(tài)學
十多年前，世界水產學會前主席、2014年度中國政府友誼獎獲得者、比利時根特大學Patrick Sorgeloos教授來中國海洋大學訪問，當他看到我們實驗室的名稱是“水產養(yǎng)殖生態(tài)學實驗室(Laboratory of Aquaculture Ecology)”時，吃驚地問我，“你們已經把水產養(yǎng)殖生態(tài)學作為一個學科加以研究了嗎？”我回答“是的。我們多年前就把它作為水產養(yǎng)殖的分支學科或方向加以研究、發(fā)展了”。Sorgeloos教授對此給予很高評價。
中國海洋大學水產養(yǎng)殖生態(tài)學實驗室由李德尚教授于1988年建立，原名是水產養(yǎng)殖生物學實驗室，1998年更為現名。過去，我們多關注水產養(yǎng)殖生物的生長、產量等問題，而現在則從更寬的視野關注水產養(yǎng)殖與環(huán)境相互作用、養(yǎng)殖系統(tǒng)管理等問題。本文將簡要介紹水產養(yǎng)殖生態(tài)學的定義、發(fā)展歷程、研究方向、特色和未來應聚焦的研究任務。
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的定義
與生水產養(yǎng)殖生態(tài)學是水產養(yǎng)殖學態(tài)學相結合的產物，屬應用生態(tài)學范疇，又是水產養(yǎng)殖學的分支學科或研究方向，是研究水生經濟生物及其養(yǎng)殖生產活動與環(huán)境相互作用關系、養(yǎng)殖系統(tǒng)(模式)構建和管理原理的學問。其目標是為水產養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，即保護水域生態(tài)環(huán)境、合理利用資源和提高經濟效益，奠定生態(tài)學理論基礎。
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的發(fā)展
人類開展水產養(yǎng)殖活動已有幾千年的歷史，而如果將1866年德國動物學家Haeckel提出生態(tài)學一詞作為生態(tài)學科的開始，迄今生態(tài)學發(fā)展歷史也就是150年。如果將瑞典人Forel在1869年提出Limnology一詞作為湖沼學和水生生物學誕生的時間，則其歷史也不到150年。以前，盡管水生生物學家就某些水生經濟生物的生態(tài)學進行了大量研究，但只是到1950年代初才真正出現水產養(yǎng)殖與水生生物學或生態(tài)學實質性有意識地交叉研究工作。
在中國，1950年代初人們開始有意識地用生態(tài)學原理解釋、總結我國傳統(tǒng)魚類池塘養(yǎng)殖的實踐經驗，并形成了大量研究成果，其代表作首推《中國淡水魚類養(yǎng)殖學》。這一時期總結出了“水、種、餌、密、混、輪、防和管”的八字精養(yǎng)技術，并初步闡述了這些技術所依據的生態(tài)學原理。人們已認識了養(yǎng)殖魚類繁殖與營養(yǎng)、溫度、光照、水流等的關系，總結了施肥理論、稻田養(yǎng)魚理論，闡述了池塘水質與病害發(fā)生的關系等。與此同時，以生態(tài)學原理指導水產養(yǎng)殖科學研究和生產實踐的工作思路盛行起來，使我國的水產養(yǎng)殖理論，特別是水產綜合養(yǎng)殖理論，在國際上處于領先地位。
盡管1960—1970年代由于政治上的原因我國水產養(yǎng)殖產業(yè)和水產養(yǎng)殖生態(tài)學發(fā)展受到明顯影響，我國在水產養(yǎng)殖生態(tài)學研究方面還是取得了一些令世人矚目的成果，并為1980年代我國大水域水產養(yǎng)殖的大發(fā)展奠定了理論基礎。人們在淡水魚類池塘養(yǎng)殖方面發(fā)展了不同生態(tài)位魚類合理混養(yǎng)的精養(yǎng)和半精養(yǎng)理論，混養(yǎng)密放和輪捕輪放以提高池塘養(yǎng)殖負載量的理論；總結了江浙地區(qū)精養(yǎng)池塘看水經驗，發(fā)展了池塘水質調控理論；海藻生理生態(tài)學的研究推動了海帶養(yǎng)殖區(qū)域南移和紫菜、裙帶菜養(yǎng)殖的開展；工廠化養(yǎng)魚的興起，推動了魚類生理生態(tài)學和水質管理理論的發(fā)展；大水域養(yǎng)殖生態(tài)學開始蓬勃發(fā)展，結合湖泊、水庫漁業(yè)增產試驗，探討了浮游植物生產量與魚產力間的關系等，并用于指導魚類放養(yǎng)實踐。
進入1980年代，我國全面開展了以水體供餌能力指導放養(yǎng)數量和放養(yǎng)種類的“魚產力”研究，有力地促進了我國湖泊、水庫魚類放養(yǎng)業(yè)的蓬勃發(fā)展。同時，伴隨水庫綜合養(yǎng)殖理論的發(fā)展和網箱投餌養(yǎng)殖和圍欄養(yǎng)殖在湖泊、水庫的應用、推廣，我國湖泊、水庫的魚產量遙遙領先于世界其它國家。這一時期我國淺水湖泊漁業(yè)生態(tài)學、湖泊富營養(yǎng)化對水產養(yǎng)殖的影響等研究也為世人所矚目。
1990年代，我國在一些湖泊和水庫片面追求漁業(yè)高產而過度放養(yǎng)、過量投飼、大量施肥、湖區(qū)濫圍濫圈的負面效應逐漸顯現，海水池塘對蝦養(yǎng)殖高投飼率、大排大灌的養(yǎng)殖方式也開始引起人們的關注。人們開始認真研究漁業(yè)發(fā)展與水域環(huán)境保護問題，并著手研究無公害漁業(yè)的原理與技術，如開展了水庫對網箱養(yǎng)魚的負荷力、灘涂池塘和近海養(yǎng)殖容量、大水面高效漁業(yè)模式、對蝦封閉式綜合養(yǎng)殖等研究。這一階段，人們也開始使用中型人工模擬生態(tài)系統(tǒng)—圍隔來研究水產養(yǎng)殖生態(tài)學問題，使得水產養(yǎng)殖生態(tài)學的野外現場研究步入了受控實驗研究階段。
上世紀末，特別是進入21世紀后，人們開始高度關注水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題，反思湖泊和水庫的漁業(yè)模式，在海水池塘養(yǎng)殖中倡導封閉式綜合養(yǎng)殖。零排污、無公害、生態(tài)養(yǎng)殖、可持續(xù)發(fā)展等概念已成為水產養(yǎng)殖生態(tài)學論文中出現頻率很高的詞匯。
盡管國際上有關水產養(yǎng)殖生態(tài)學研究起步較我國晚一些，但發(fā)展很快，且一些基礎性研究工作做得扎實、深入，特別是在水產養(yǎng)殖系統(tǒng)的結構與功能、養(yǎng)殖活動與近海的相互作用、水質管理、經濟生態(tài)學等方面的研究頗有建樹。
近些年，國內外一些學者對海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展模式提出質疑，我國也開始探討該產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的模式，如碳匯漁業(yè)、生態(tài)集約化養(yǎng)殖模式，水產養(yǎng)殖生態(tài)學正迎來新的發(fā)展時期。
如果將我國科技工作者開始用生態(tài)學原理解釋、總結我國傳統(tǒng)魚類養(yǎng)殖的實踐經驗作為水產養(yǎng)殖生態(tài)學誕生的標志，水產養(yǎng)殖生態(tài)學已走過了半個多世紀的發(fā)展歷程，其作為應用生態(tài)學的一個分支，已逐步形成了具有鮮明特色的知識體系。
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的研究方向
水產養(yǎng)殖生態(tài)學即是應用生態(tài)學的分支學科又是水產養(yǎng)殖學的分支學科，其研究內容和重點是隨著產業(yè)發(fā)展、科技進步而不斷變化、轉移，具有顯著的因產業(yè)發(fā)展需求牽引而發(fā)展特色的學科。在該學科發(fā)展的前期，人們關注的重點是養(yǎng)殖生物的生長、養(yǎng)殖系統(tǒng)的產量、飼料轉化效率等。隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大、養(yǎng)殖技術的不斷提高，制約水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要因素也在發(fā)生變化，因而水產養(yǎng)殖生態(tài)學的研究重點也隨之改變。近些年來，隨著綠色發(fā)展、生態(tài)優(yōu)先等理念日益深入人心，人們開始將水產養(yǎng)殖系統(tǒng)作為一個經濟生態(tài)學系統(tǒng)加以研究，從更廣的視角審視水產養(yǎng)殖生產活動的功能，協(xié)調經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關系。
現階段，水產養(yǎng)殖生態(tài)學研究內容主要有養(yǎng)殖生物個體生態(tài)學、養(yǎng)殖水體環(huán)境管理、水產養(yǎng)殖系統(tǒng)生態(tài)學、水產養(yǎng)殖生產活動與養(yǎng)殖環(huán)境的相互作用、水產養(yǎng)殖生態(tài)經濟學、生態(tài)防病等。
養(yǎng)殖生物個體生態(tài)學：主要研究水產養(yǎng)殖動物、植物各發(fā)育階段最適的環(huán)境條件和養(yǎng)殖生物對環(huán)境變化的適應性。該內容主要是查明養(yǎng)殖生物生長需要的最佳條件，闡釋提高養(yǎng)殖生物生長速度和食物利用效率的原理，為養(yǎng)殖管理技術的提高提供理論依據。該領域涉及內容廣泛、學科交叉內容較多，養(yǎng)殖動物生理生態(tài)學、經濟水生植物的營養(yǎng)吸收動力學等都屬此研究范疇。
養(yǎng)殖水體環(huán)境管理：主要研究養(yǎng)殖水體水質變化規(guī)律和水質調控原理，其目標是為養(yǎng)殖生物提供滿足最適生長的條件，提高養(yǎng)殖生物的生長率、成活率和餌料利用率等。
水產養(yǎng)殖系統(tǒng)生態(tài)學：主要研究養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，如養(yǎng)殖系統(tǒng)結構的優(yōu)化、綜合養(yǎng)殖系統(tǒng)中養(yǎng)殖生物間的互利機制，養(yǎng)殖系統(tǒng)功能參數(如生態(tài)學效率、生產力、負載力等)變化規(guī)律和調控原理等，以構建分解、生產、消費功能相平衡的穩(wěn)定、高效的養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)。這是水產養(yǎng)殖學與系統(tǒng)生態(tài)學的交叉內容，其目標是構建和維持高效健康的養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)，提高養(yǎng)殖系統(tǒng)物質在循環(huán)過程中的有效積累。
水產養(yǎng)殖生產活動與養(yǎng)殖環(huán)境的相互作用：主要研究養(yǎng)殖活動對水體生態(tài)環(huán)境及生物多樣性的影響、水體環(huán)境因子及人類其它活動對養(yǎng)殖生產的影響和養(yǎng)殖水體綜合管理原理等。這是養(yǎng)殖生態(tài)學與環(huán)境科學和管理科學的交叉領域，其目標是為水域綜合管理、合理利用和維護國家生態(tài)安全提供理論依據。
水產養(yǎng)殖生態(tài)經濟學：是將水產養(yǎng)殖系統(tǒng)作為一個生態(tài)經濟系統(tǒng)，運用經濟學與生態(tài)學的綜合手段，如能值分析理論和方法，定量分析經濟發(fā)展與環(huán)境的關系。
水產生物生態(tài)防病原理：主要研究病原體的傳播途徑，病原體致病力或養(yǎng)殖生物的抗病力與環(huán)境的關系，特定疾病的生態(tài)防病原理等。其目標是通過阻斷病原傳播途徑、環(huán)境條件控制、提高養(yǎng)殖生物抗病力等方法來預防和控制水產養(yǎng)殖生物疾病的發(fā)生。
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的特色
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的特色是相對于普通生態(tài)學或其他應用生態(tài)學而言的特點。概括起來講，其特色主要有以下三方面：研究對象的多樣性和復雜性、養(yǎng)殖水體的多功能性、服務于產業(yè)發(fā)展的應用性和學科交叉性。
? 研究對象的復雜性和多樣性
水產養(yǎng)殖是在水體開展的生產活動，由于水域生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和養(yǎng)殖種類的多樣性決定了水產養(yǎng)殖系統(tǒng)的復雜性和多樣性。
? 研究對象的復雜性和多樣性
水產養(yǎng)殖是在水體開展的生產活動，由于水域生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和養(yǎng)殖種類的多樣性決定了水產養(yǎng)殖系統(tǒng)的復雜性和多樣性。
養(yǎng)殖水體類型多種多樣，如池塘、水庫、湖泊、灘涂、近海甚至遠海。水域生態(tài)系統(tǒng)不僅包含一般生態(tài)系統(tǒng)所具有的生產者、消費者、分解者，而且這些生物生活于多變的水環(huán)境中，水的物理環(huán)境(溫、光、流等)和化學環(huán)境(溶解氧、pH、氨等)也時刻都在變化。
目前流行的水產養(yǎng)殖系統(tǒng)多數是人工干預程度較高的半自然生態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)中天然生產、消費、分解等自然生態(tài)系統(tǒng)的重要功能仍然在起作用，甚至起著主導作用，但由于養(yǎng)殖水體中放養(yǎng)動物的生物量如此之大，以致于必須進行人工干預來維持養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的穩(wěn)定，如投飼以彌補初級生產量的不足，增氧以滿足強列的呼吸需要。因此，多數水產養(yǎng)殖系統(tǒng)的能源來自陽光和飼料，屬于陽光和飼料能源雙驅動系統(tǒng)。
與其他養(yǎng)殖業(yè)有所不同，水產養(yǎng)殖既有直接養(yǎng)殖(栽培)植物的生產方式(如海藻栽培)，也有將植物蛋白轉化為動物蛋白的養(yǎng)殖方式(如投草喂草魚)，還有將低值動物蛋白轉化為高值動物蛋白的養(yǎng)殖方式(如投餌料魚養(yǎng)鱖魚)。另外，受水產品市場價格驅動，我國很多養(yǎng)殖水體的養(yǎng)殖種類會經常調整。養(yǎng)殖種類的變化會帶來養(yǎng)殖方式的變化，因此，我國一些養(yǎng)殖水域生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能除受自然演替影響外更多地是受人為影響而變化。
? 服務于產業(yè)發(fā)展的應用性和學科交叉性
水產養(yǎng)殖系統(tǒng)具有三大基本功能，即食物生產、價值增殖和環(huán)境維持。這三大功能是一個對立統(tǒng)一的有機整體，各種功能的協(xié)調平衡是水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保障。
回顧歷史，3100多年前我國開始的小規(guī)模池塘養(yǎng)魚和歐洲11世紀末出現的池塘養(yǎng)魚都應是為食用而進行的生產活動。盡管羅馬的僧侶有時也會將多余的養(yǎng)殖魚類施舍給周邊的貧民，但其主要目的還應是自我供給。那時的水產養(yǎng)殖系統(tǒng)僅是為生產食物而建立的簡單生產系統(tǒng)。
后來，隨著池塘養(yǎng)魚規(guī)模的擴大，所生產的水產品除供自己享用外還有了一定的剩余，水產品進行以物易物的交換和買賣就成了自然而然的行為。自那時起，水產養(yǎng)殖就不僅僅再是一種單純的食物生產活動，其又具有了經濟活動(價值增殖)的功能。
在過去幾千年的絕大多數時間內，水產養(yǎng)殖規(guī)模并不大，就整體而言，那時粗放的水產養(yǎng)殖活動對養(yǎng)殖水體的水質或周邊環(huán)境并沒有產生明顯的影響。自1970年代起，由于水產科技的進步，一些集約化養(yǎng)殖方式大規(guī)模發(fā)展起來，養(yǎng)殖產量空前提高，超水體環(huán)境負荷養(yǎng)殖的案例時常出現，水產養(yǎng)殖的水質安全和對環(huán)境的負面影響也開始引起關注。人們逐漸認識到，水產養(yǎng)殖系統(tǒng)具有維持養(yǎng)殖生物生活環(huán)境并保障其安全的功能，同時，其又是大生態(tài)系統(tǒng)的一部分，與其周邊環(huán)境有著復雜的相互作用關系。
水產養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展就是平衡發(fā)揮水產養(yǎng)殖系統(tǒng)的上述三大基本功能，在維持良好環(huán)境的前提下，實現食物生產和價值增殖綜合效益的最大化。
展 望
當前，我國水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展同時面臨著增產、減排、節(jié)能任務，其復雜性和艱巨性在古今中外絕無僅有。就目前的發(fā)展方式而言，集約化發(fā)展可以解決增產問題，全封閉循環(huán)水養(yǎng)殖可以解決排污問題，但隨著集約化程度的提高，生產單位產品的能耗即CO2排放量也會急劇增加。在我國人口還在繼續(xù)增加和全球氣候急劇變化的大背景下，我們既需要應對食物安全也不能忽視環(huán)境保護，既要認真對待短期急需又要考慮長遠發(fā)展，時代在呼喚水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展模式的創(chuàng)新。
眾多國家實施農業(yè)集約化發(fā)展的實踐表明，集約化農業(yè)在增加糧食產量和生產效率的同時也付出了昂貴的環(huán)境代價。為此，國際一些知名學者也提出了農業(yè)可持續(xù)集約化理念，目標是在消除饑餓、貧困的同時仍給人類保留著良好的生存環(huán)境。
水產養(yǎng)殖生態(tài)學的核心任務是為創(chuàng)建產業(yè)發(fā)展急需的養(yǎng)殖模式奠定理論基礎。我們實驗室應國家急需研發(fā)過基于增產目的的大水面(湖泊、水庫)放養(yǎng)、鹽堿地漁—農綜合利用的模式與原理，研發(fā)過基于經濟和環(huán)境雙贏的池塘綜合養(yǎng)殖模式與原理，等等，現在國家急需水產養(yǎng)殖生態(tài)集約化養(yǎng)殖模式與原理。生態(tài)集約化養(yǎng)殖是指在保護環(huán)境、促進經濟社會發(fā)展的前提下，高效地生產安全的水產品，其追求的是增產、節(jié)能、減排三者綜合效益的最大化。
養(yǎng)殖模式的創(chuàng)新需要以思想方法進步為基礎。在解決極其復雜系統(tǒng)問題上我國有很好的傳統(tǒng)文化和方法可以借鑒。我國一千多年前就有稻田養(yǎng)草魚的記載。這一綜合養(yǎng)殖模式是中華先輩們的偉大創(chuàng)舉，是我國傳統(tǒng)哲學思維在水產養(yǎng)殖生產中的實踐。在西方，人們習慣于非此即彼的零和思維，比較典型的是18世紀人們對大規(guī)模生產活動的2種完全相反的態(tài)度：一種是以18世紀英國牧師、自然博物學者懷特(Gilbert White，1720～1793)為代表的田園主義的觀點，倡導一種簡單、和諧的生活，目的是恢復到一種與其它有機體和平共存的狀態(tài)；另一種則是以林奈(Carolus Linnaeus，1707～1778)為代表的“帝國式的態(tài)度”，即通過理性的實踐和艱苦的勞動實現對自然的征服。類似的極端對立的思想在現代經濟活動中仍有反映，如經濟樂觀論與環(huán)境悲觀論。稻田養(yǎng)草魚這一綜合水產養(yǎng)殖模式很好地實現了草魚(吃禾苗)與水稻的對立統(tǒng)一。其技術關鍵是，待禾苗長到一定規(guī)格時再放養(yǎng)稍小規(guī)格的草魚。在這一條件下它們間的對立關系發(fā)生了轉化，剩下的僅是互利關系。
其實，現在我國水產養(yǎng)殖業(yè)面臨的問題也是一個辯證的對立統(tǒng)一體。粗放的水產養(yǎng)殖系統(tǒng)可以做到低碳，但滿足不了人們對高產的需求；工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)可以滿足人們對高產的需求，但它很可能會是一個高碳的生產系統(tǒng)。長遠地看，水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展既應考慮國民對食物的需求也應關注環(huán)境保護，也就是既要“集約”又要“生態(tài)”地發(fā)展。解決海水魚類養(yǎng)殖污染的根本出路在于離岸深遠海養(yǎng)殖。在近岸開展投飼養(yǎng)殖無疑會造成污染，而在“貧瘠”的深遠海開展適度分散的投飼養(yǎng)殖活動則可能是有益的“施肥”。
水產養(yǎng)殖系統(tǒng)是典型的生態(tài)經濟系統(tǒng)，簡單地用生態(tài)學或經濟學方法都會有失偏頗。粗放的養(yǎng)殖方式通常具有較高的生態(tài)效益，而單種類高密度精養(yǎng)方式具有較高的表觀經濟效益，生態(tài)集約化養(yǎng)殖模式應該是能夠兼顧生態(tài)效益和經濟利益的養(yǎng)殖方式。該模式的創(chuàng)建需要用生態(tài)經濟學方法進行研究和評判。
我國正在實現漁業(yè)大國向強國的轉變，水產養(yǎng)殖業(yè)也面臨生產方式調整的挑戰(zhàn)與機遇，內陸和近海水域發(fā)展不投飼的無公害養(yǎng)殖和海洋牧場已是大勢所趨,投飼養(yǎng)殖除向陸基工業(yè)化、深藍漁業(yè)發(fā)展外也是別無選擇。水產養(yǎng)殖生態(tài)學任重道遠！