我国西北戈壁地区受限于水资源极度匮乏、水质高度盐渍化和恶劣天气，传统水产养殖模式难以发展，因此探索能够应对戈壁环境的高效、可持续的新型养殖技术成为迫切需求。本文综合论述了我国西北地区戈壁循环水养殖系统的构建要点、运行过程中关键参数调控以及管理策略，通过总结和分析实践经验，以期为在西北戈壁等特殊环境下发展高效、可持续的循环水养殖提供理论与实践参考。
戈壁地区的自然条件极为严苛，水资源稀缺，水质高度盐渍化，且气候恶劣，如高温、干旱、温差大等，进一步限制了传统水产养殖业的发展。随着生活水平的提高，当地军民对优质海（淡）水产品的需求日益增长，发展温室水产养殖以满足特殊区域水产品保障需求成为热点。
目前，循环水养殖系统在全球范围内不断演进，先进的水质监测和净化技术，使得养殖环境更加稳定和可控。循环水养殖系统占地面积相对较小，可在有限的空间内实现高密度养殖，提高产量。同时，能够极大地减少水资源消耗，提高水资源的重复利用。此外，该系统对环境的污染极小，能有效控制养殖过程中的废弃物排放。循环水养殖技术的不断发展使其能够适应更多复杂环境，为资源匮乏地区的水产养殖提供了新的可能性，具有广阔的市场前景和发展潜力。然而，针对我国西北戈壁地区特殊环境的定制化技术仍有待进一步探索和完善。
笔者团队旨在突破戈壁地区的自然限制，开发适用的日光温室型封闭循环水工厂化水产养殖技术。通过技术创新，实现水资源的高效利用和水质的优化，证明在戈壁地区开展现现代水产养殖的可行性，对于改善当地军民的饮食结构、保障食品供应具有积极作用。
戈壁地区具有水资源短缺、水质盐碱化严重、风沙天气恶劣等特点，本系统在设计时充分考虑上述因素，利用现有日光温室大棚，采用圆形镀锌瓦楞板和气密膜构建养殖池，增强结构的稳定性和对恶劣环境的适应性，能够有效抵御风沙和温差的影响。在水处理方面，着重强化对盐碱成分和有害物质的去除能力，以适应戈壁地区高盐碱的水质。
系统通过高效循环养殖池和多级生物处理池的组合，最大限度地利用水资源，减少水的消耗和排放。优化设备选型和运行参数，提高能源利用效率，降低运行成本，在保证养殖效益的前提下，减少对环境的压力，实现资源可持续利用。
养殖池（见图1）采用内径5m、深度1.9m（其中埋深0.5m）的圆形设计，这种设计有利于水体均匀流动和氧气分布，且有利于固体颗粒、残饵粪便随水流聚集到养殖池的中心管处。材料选择圆形镀锌瓦楞板和气密膜，具有良好的耐腐蚀性和密封性，能够适应戈壁地区的特殊气候和地质条件，还能保障养殖水体的稳定性。
本系统采用多种过滤方式，包括生物滤池系统、生态捕集系统以及循环水过滤系统。生物滤池系统通过不同级别的处理和填料的设置，逐步提高水质净化效果。K5生物填料和悬挂毛刷填料为微生物的生长提供了良好的附着表面，有助于去除水中的有机物和氮、磷等营养物质。
生态捕集系统中，生态捕集器选用PVC双排污口，通过特殊的插管设计和孔洞分布，有效地实现了池内中层水悬浮物和上层蛋白悬浮物的排污。其与竖流沉淀器配合，实现了鱼粪的收集和沉淀，上清水回流，沉淀器排污口连接排污主管道，同时通过溢流口的长短管调节养殖池水位。
循环水过滤系统包含微滤机和低压袋滤装置。微滤机处理水量高达160m3/h，过滤网为200目，能够去除较大颗粒的杂质。低压袋滤装置采用300目+500目+1000目低压多层纤维网兜微米过滤，进一步提升过滤精度，有效去除微小颗粒和有害物质。
选用漩涡风机作为增氧设备，型号420，出入口径65mm，2.2kW，每套养殖系统一用一备。增氧系统主管道为PVC材质、直径65mm，仅支管（直径32mm）环绕养殖池口，每个养殖池接5只直径15mm的PVC球阀连接内径10mm纳米增氧管分布于池底。
断气断电报警器是保障增氧管正常运行的关键设备。通过设定气体压力和电流范围，并根据不同养殖阶段和增氧需求灵活调整报警阈值，能够有效确保增氧管正常工作所需的气体供应和电力支持。一旦出现气体供应中断或电力故障，可以及时通知工作人员，能够第一时间处理，避免因氧气供应不足对养殖生物造成危害。
在戈壁地区，水资源极度短缺，且水质盐碱化问题严峻，可用的水源主要有地下水、少量的地表径流水以及经过处理的再生水。地下水通常是较为稳定的水源，但由于该地区的地质特点和盐分的长期积累，地下水中往往含有高浓度的盐碱成分，如钠离子、氯离子、硫酸根离子等，可能伴有重金属离子超标等问题。地表径流水量极不稳定，多集中在雨季，在流经过程中容易携带泥沙、有机物和各种污染物，水质复杂且盐碱度也较高。再生水虽然经过一定处理，但可能残留部分有害物质和较高的盐碱成分。
针对戈壁地区地下盐碱水的特性，研发新型低成本的预处理工艺和技术至关重要。首先，采用物理过滤方法，去除水中的大颗粒杂质和悬浮物。然后，利用化学沉淀法，降低水中硬度和重金属离子浓度。重点是研发盐碱水离子通道淡化技术，通过新型专用微纳离子通道脱盐膜，深度去除有害元素，提高水质。此外，优化脱盐膜的工作条件，如压力、温度等，以实现脱盐率达到96%以上，回收率控制在合理范围内，且淡化成本控制在0.3元/t～0.5元/t。
在戈壁地区的特殊环境下，筛选适宜的海（淡）水养殖品种是养殖的关键。对加州鲈、墨瑞鳕、鲑鳟（三文鱼）、石斑鱼、南美白对虾等品种进行全面评估。考虑它们对高盐度、温度变化、水质等环境因素的适应性，以及生长速度、抗病能力和市场需求等因素。通过实验和实际养殖数据，筛选出能在戈壁环境下良好生长和繁殖的品种，引进了加州鲈、虹鳟、金鳟、褐鳟、鲟。
在养殖系统的生物过滤环节中，微生物群落的培养至关重要。首先，在生物过滤池填充适宜的生物填料，如K5生物填料、毛刷填料等，为微生物提供丰富的附着表面。
在系统启动初期，可以引入一定量的硝化细菌和反硝化细菌等有益微生物菌种，加快微生物群落的建立。随着系统的运行，微生物会逐渐繁殖和生长，形成稳定的群落。硝化细菌能够将水中的氨氮转化为亚硝酸盐，随后反硝化细菌将亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。这个过程不仅降低了水中氮化合物的毒性，还为植物的生长提供了养分。微生物群落还能够分解水中的有机物，减少水质恶化的风险。它们与养殖鱼类之间形成了一个相互依存的生态系统，共同维持着养殖环境的平衡和稳定。
水温应根据所养殖的品种及其生长阶段来设定，通常在适宜的范围内保持相对稳定。溶氧安全范围为5mg/L以上，保持相对稳定，避免过高或过低及剧烈波动。pH值方面淡水养殖一般控制在6.5～8.5，海水养殖应控制在7.0～8.5。氨氮含量应控制在0.5mg/L以下，海水养殖水标准中，TN3mg/L以下，其中冷水性鱼<1mg/L，NH3<0.02mg/L。亚硝酸盐安全范围在0.15mg/L以下。
结合传感器数据和人工观测，实时调整优化各项参数如增氧频率、水温调节等。根据季节和天气变化调整通风照明，减少因戈壁极端温差带来的影响。
日常水质监测的主要指标包括溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、温度、pH值等。对于氮污染物，如氨氮，应从源头减少其产生，及时清理残饵粪便和鱼体脱落物。通过微生物制剂的添加，促进氮的转化和去除。对于磷污染物，可利用物理过滤等方法进行处理。
当发现水质恶化时，应迅速采取措施。若溶氧过低，需立即开启增氧设备；若pH值异常，可利用碳酸氢盐—硼酸盐体系进行缓冲调节。对于氨氮和亚硝酸盐含量超标，应立即换水、排污，添加微生物制剂，必要时采取臭氧氧化等措施。
在戈壁环境下，选择适合的饲料类型非常重要。应选用具有良好耐储存性、适应较高温差的饲料。考虑戈壁地区水资源相对匮乏的特点，注重营养均衡，保证鱼类营养需求基础上，还应减少对水质的不良影响。
在投喂频率上，正常摄食温度下，每天投喂2次，一般为8:00和17:00。早上日投喂量占40%，晚上占60%，投喂量为鱼体重的2%～3%。投喂量并非固定不变，需根据水温、鱼个体大小进行精准调整（见表1）。密切观察鱼的吃食情况，灵活调整投喂时间的长短。
饲料是潜在的污染源，高蛋白并不意味着高吸收。投饵次数少、比例不合理以及投饵量不准确且未及时调整，都会增加污染可能性。鲜活饵料易加重水质污染。因此，要确保饲料不变质，减少营养成分流失，通过精准投喂降低饲料对水质的影响，保障养殖生物的健康。疾病发生和用药、水质恶化及应激时，要及时调整投喂量甚至停喂，待恢复健康后再逐步恢复投喂。
建立完善的疾病监测体系，密切观察鱼类的行为、外观、摄食等情况。定期对水质和鱼体进行检测，及时发现潜在的疾病风险。通过数据分析和经验判断，提前预警常见疾病的发生，为采取预防措施争取时间。
采用科学的免疫增强方法，如合理的饲料营养搭配、添加免疫增强剂等，提高鱼类自身的免疫力。制定防病策略，包括引入健康的鱼苗，定期对养殖设施和水体消毒，控制养殖密度，避免交叉感染等。
制定严格的养殖场清洁与消毒规范。定期清理养殖池内的杂物、残饵和粪便，保持养殖环境的清洁。选择合适的消毒剂，按照规定的浓度和方法对养殖设施、工具进行消毒。消毒工作要全面、细致，不留死角，确保养殖场的生物安全。
2023年投放第一批加州鲈鱼苗5000余尾，每尾重约165g，体长8cm～10cm，分布于8个养殖池中。投喂6个～7个月后，成鱼均达到500g左右，预估产量可达2500kg，而传统养殖模式下，如甘肃省兰州市榆中县池塘养殖亩产只有400kg，较传统模式提升较大。由于循环水系统提供了稳定且优质的养殖环境，保障了鱼类健康与肉质品质，符合市场需求。
循环系统通过水源预处理技术，淡化盐碱水（脱盐率96%）与尾水循环净化，减少了水资源的消耗。在占地方面，传统模式约为0.7kg鱼/m2水面，而本工厂达到了约3.54kg鱼/m2水面，提高了土地利用率。在用水方面，传统模式为20m3水/kg鱼～30m3水/kg鱼，而本工厂仅为约0.282m3水/kg鱼，显著降低了水资源消耗，进一步缓解了戈壁资源约束。（
在生态方面，减少了养殖废水的排放，减轻了生态压力，有助于维护生态平衡和生物多样性。对局域经济而言，鲈鱼等水产品的持续供应，稳定了区域水产品市场价格，节省了运输成本。通过探索实践的有力尝试和现实成果，有效促进了西北戈壁地区水产养殖业的发展。
本文章构建了适合戈壁地区的日光温室型封闭循环水工厂化水产养殖系统。创新核心包括：首先针对戈壁地区地下盐碱水特性，研发了新型低成本养殖盐碱水离子通道淡化技术，实现了对有害元素的深度去除，使水源符合海（淡）水养殖水质要求。其次开发了高效的养殖尾水回收净化处理技术，有效提高了养殖水利用效率，达到节本增效、绿色生态的目标。最后筛选出抗逆性强的鱼虾品种，验证了该系统在提高效率、资源节约、生态友好及经济上有着综合优势，并制定了完善的日常操作技术规范，确保养殖全过程符合无公害水产品生产要求。
未来应继续开发智能化、高效化和环保化的循环水养殖系统，提高循环系统的不同环境适应能力。拓展更多适合戈壁养殖的品种，丰富当地的水产养殖种类，满足市场多样化的需求。将循环水养殖模式将与其他农业生产方式相结合，形成综合的生态农业体系，实现资源全链条利用，提高资源利用效率和经济效益。
下一步，应继续加大对相关技术研发的投入，鼓励产学研合作，推动技术创新和成果转化；加强政策支持和引导，促进产业的规模化和标准化发展，同时加强与周边地区的合作与交流，共同推动戈壁地区养殖业的可持续发展；注重青年人才培养，提高养殖从业者的技术水平和管理能力，为产业发展提供人才保障。
来源 | 本文原刊于《中国水产》2025年第6期
作者 | 李海洋 张俊 吴俊 杨胜 王春育
排版 | 数智深蓝公众号 转载请礼貌注明排版及原刊来源
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