CN105638523A - 一种复合生态养殖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合生态养殖系统，所述系统包括四个模块，分别为：鱼类的养殖模块，虾蟹类的养殖模块，水稻种植区和水生蔬菜区；其中，水系通过涵洞构建设为网格状结构。本发明可以实现营养物质在不同动植物模块的养殖单元中互相利用，达到消减污染，又增强物质能量流动速度，最终达到零排放、高效、低碳的生态养殖。

Description

一种复合生态养殖系统

技术领域

本发明属于生态养殖和生态农业交叉领域，特别涉及一种复合生态养殖系统。

背景技术

随着野生渔业资源的枯竭，大力发展水产养殖是必然趋势，但是水产养殖必需要走健康养殖的跳线；水产健康养殖主要包括种质、饲料、水质、养殖模式、病害和管理等等方面。国家层面近几年出台多项政策进行推动；2006年农业发展一号文件就是健康养殖。

水产健康养殖前提是水质要好，但是中国全面富营养化的今天，如何保证优良的水质环境是重中之重；随着中国现代化建设的发展，水体富营养化和荒漠化趋势越来越严重。表现为工业污染，药物等抗生素等大量应用，农业的面源污染巨大。湖泊沿岸湿地被大量占用，过度捕捞野生资源。在气候变暖情况下，洪水和干旱交替发生，严重影响以水为生的水产养殖业的发展，更难保证健康生态养殖。而发展工厂化养殖虽然可以实现高效产量，实现有效的水处理，但是由于投资成本，在中国现实环境下，是不现实的。上海实现的大规模的标准化养殖场改造，主要是实现了池体改造，虽然配合一定水处理设施，但事实证明这些设施的生态处理效果也是有限的，难以支撑高密度、大规模的生态养殖。

在此形势下，开展相关综合养殖是大势所趋，综合水产养殖(integratedaquaculture)既包括同一水体内水生生物的混养,也包括水产养殖与同一水体或邻近区域进行的其他生产活动的结合。综合养殖具有资源利用率高、环保、产品多样、持续供应市场、防病等优点，因此，被普遍认为是一种可持续的养殖模式。综合水产养殖的生态学原理主要有以下几点，一是不同品种营养物质互相利用，如鱼-菜共生，稻田养殖草鱼吃草等；二养殖生物或系统功能间的互补作用，如海藻和贝类的混养；合理利用具有互补效果的技术措施是综合养殖的重要形式。例如,在水体中投饲养殖网箱中的鲤,同时施化肥养殖箱外的鲢就属于此形式；三养殖水体资源的充分利用。如中国淡水池塘养殖经常是上层鱼类(鲢、鳙)、中下层鱼类(草鱼、鳊、鲂等)和底层鱼类(青、鱼、鲮、鲤、鲫等)混养。合理地选择栖息于不同水层的鱼类混养在一个池塘中可以增加单位面积的放养量,从而提高池塘鱼产量。

但是所有已有的综合水产养殖，一种是自然海区或湖区，多物种共存的形式；就其实属于资源增殖范围，在东亚也称为海洋牧场。还有就是一个池塘中多种混合等形式的综合养殖，事实证实证明单塘口的综合养殖有很大的瓶颈，难以实现较高密度的生产；那么如何将这些分隔的池塘系统进行联通，产生最大的综合养殖效果？这样才能产生规模化的生态效益。相关研究也有报道，如分池环联方法，此综合养殖方式是将两个或多个不同种类的养殖池塘环联在一起，以达到更好的生态和经济效果。例如，广东湛江开展的罗非鱼-对虾-牡蛎-江蓠池塘分池环联养殖就是其典型实例。这样环联的池塘中，对虾、罗非鱼、牡蛎和江蓠都在一个良好的环境中生长，池水封闭循环，可以很少排污。一级的系统的净化能力；甚至由于营养过度负荷影响整个系统的安全和健康。所以该模式仅能以较低密度的方法运行，养殖密度过高，系统营养负载过大，整个系统将面临崩溃；其它相关专利技术如碱湖泡中稻鱼畜禽草综合养殖技术(97115891)也是在一个池塘中开展的复合生态养殖。

还有一种是如渔机所和长江所，采用分池环联方式建立人工湿地及生态沟渠进行污水的处理，毫无疑问这些湿地和生态沟渠对水质肯定有净化功能，但是在一个规模化养殖场，这些人工湿地及生态沟渠的面积将要达到一定面积才行，否则难以起到调节池塘养殖系统生态的功能。分池环联这种设计还存在一个严重的缺点，如果一个系统营养物质过多，则严重影响下难以支撑大规模、高密度的生态养殖；这些人工湿地面积占有过大，将对养殖面积有较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合生态养殖系统，该系统可以实现营养物质在不同动植物模块的养殖单元中互相利用，即达到消减污染，又增强物质能量流动速度，最终达到零排放、高效、低碳的生态养殖。

本发明的是一种复合生态养殖系统，有时也称为“陆基生态渔场”。所述系统包括四个模块，分别为：鱼类的养殖模块，虾蟹类的养殖模块，水稻种植区和水生蔬菜区；其中，四个模块采取传统的混养和轮养方式。

所述复合生态养殖系统中动物养殖系统(鱼类，虾蟹类)和植物养殖系统(秋冬为水芹，春夏天为莲藕，夏天为水稻)相互补，营养互相利用；另外以动物养殖为主的养殖单元污水排放后，直接抽取到以植物为主的系统中，经过净化后排放到排水沟；这样实现一个完整的内部循环，达到零排放的作用；鱼类的养殖模块和虾蟹类的养殖模块污水排放后，直接抽取到水稻种植区和水生蔬菜区中，经过净化后排放到排水沟。

所述水生蔬菜区秋冬季为水芹，春夏为莲藕。

所述混养包括：虾蟹类的养殖模块采用鳜鱼，河蟹，青虾，鲴鱼混合养殖的模式；鱼类的养殖模块采用传统的上层鱼类、中下层鱼类和底层鱼类混养；鱼类的养殖模块、虾蟹类的养殖模块与水稻田和水生蔬菜区的混养。

所述鱼类的养殖模块、虾蟹类的养殖模块与水稻种植区和水生蔬菜区的混养包括：河蟹和水草(伊乐藻，苦草，轮叶黑藻)，莲藕田和泥鳅、黄鳝的组合，甲鱼和茭白或菱角的组合，水稻田和甲鱼，泥鳅、黄鳝、鲤鱼等组合。

所述上层鱼类为鲢和鳙中的至少一种；中下层鱼类为草鱼、鳊和鲂中的至少一种；底层鱼类为青、鱼、鲮、鲤和鲫中的至少一种。

所述生态养殖系统与陆基的畜、禽养殖，蔬菜种植，固氮植物的种植结合；最终这些营养全部随水体循环在各个养殖模块的每一个池塘单元中反复流动；通过循环次数的增加，不同物种的营养利用的差异，从而实现营养级物质和能量传递效率的加强，达到高效，低成本，生态的综合养殖。

所述复合生态养殖系统的水系构建方法包括：通过将养殖区形成封闭的水系，面积为200亩以上；通过构建网格状水系方法，进排水系不直接贯通，通过涵洞进行垂直交叉；通过泵站，从排水沟水系向进水水系泵水，在两个水系中间形成自然的落差，然后通过高水位水系水体的自然流动，将水输送到养殖单元中；其中，每个养殖单元有进水口，也有出水口，出水口将水又收集到低水位的水系中，被第二次抽提到高水位，形成循环。

所述水系构建方法中包括设置增氧设备，水体不停循环，充好氧的水将流遍所有水体，所有水将不间断地得以充氧。两个水系相当于人体的动脉和静脉系统，水泵相当于人体的心脏，充氧装置相当于人体肺的功能；在每一个养殖单元中根据养殖或种植对象性质，开展多样的水产养殖；植物生产系统相当于湿地，相当于人体的肾脏，将相关污染物去除；如果构建以沉水植物为主的湿地系统，在晴天将自然增氧，不需要人工增氧设备，就可以维持系统中的氧气的需要。

所述网格状水系作为进水沟和排水沟，水体通过进水沟进入养殖单元被利用或处理后再次进入排水沟，所有排水沟是互相关联通，但不和进水沟系统直接相连，排水沟水再由泵站抽提入进水沟，从而进入各个养殖单元，重复使用。

所述进排水沟是无限延伸的，无数次的内重复，最终形成如人类的毛线血管式的网格状的养殖单元结构。而最小的网格就每一个池塘单元，可以是鱼，虾或水稻，水生蔬菜种养殖单元等。

所述复合生态养殖系统通过水系构建方法，将所有的池塘设计成一个网格状结构，所有的进水系统相连，所有的排水系统相连，进排水系统不直接相通；在其中加一个动力泵，从而将整个系统形成一个循环系统；从而实现不同养殖类型的互相补充。

所述复合生态养殖系统中多种鱼类，虾蟹类动物生产模块，和多种不同季节生长的植物模块(水稻，莲料，水芹等)进行组合，水生植物起到人工湿地作用，对养殖动物模块的污水进行处理。

所述复合生态养殖系统也属于一种复合农林业生态或复合农业生态系统，只不过以水产品为主，这样多个单元的组合，形成一个更大的复合生态系统，理论上讲，生态系统多样性越高，生态系统容量越大。

所述复合生态养殖系统的构建方法，包括：

以现有养殖场为基本形态，整个养殖场形成一个封闭的水系；将基本河道改造成循环水系，进排水独立，分隔。根据原有地块，将土地分为高中低三种类型，低的作为水产养殖区，中间作为稻田种植区，高地作为陆地牧草或蔬菜种植区，合理规划动物生产区，水生植物种植区，和粮食生产区域，通过水系循环沟通所有种养殖区域，达到封闭循环效果。

水产动物养殖区采用多种品种混养，轮养模式，充分利用现有技术水平，最大程度发挥综合生态效果；

稻田生态系统构建：通过设计一定的沟渠和田埂，将稻田改造成可以混养水产的生态系统，同理将不同稻田田块，设计成“平原性梯田”模式，从而将稻田设计成一个平流性湿地。如果采用有机稻的生产方式，该稻田湿地不仅有生态作用，同时还有经济产出。

水生蔬菜区系统构建。

莲藕种植系统构建：莲藕主要春夏季节旺盛生长，此时其发挥最大的净化水体效应，但是莲藕生长过程中会发生严重的金花虫虫害，采用莲藕混养泥鳅，黄鳝的形式可以有效回避莲藕种植过程中大量施用呋喃丹等农药杀害和控制金花虫。

水芹种植系统构建：水芹在秋冬季开始旺盛生长，春季育苗，在8月份开始布种，讯速生长，也开始发挥其净化水体的效果；

另外整个养殖系统中水系，沟渠系统边都可以栽种空心菜、茭白、蒲(蒲儿菜)等水生植物，也起到重要的净化作用。

本发明的复合生态养殖系统可以直接在原有的稻田及稻田周边洼地或水产用地直接结合起来进行养殖系统的构建，不需求对土地的高度整平，大量降低施工建设成本。该系统是一种稻田生态养殖方法之一，但是将不同类型的稻田养殖模式进行高度整合，整合到一个养殖系统中，是一种陆基的综合养殖模式；由于其原理相似于海洋中渔场形成的机理，所以又称之为“陆基生态渔场”。在人类破坏下，天然的海洋和淡水渔场基本丧失原有生态功能，渔业产量急剧下降，人工构建陆基生态渔场有利于渔业资源的发展，是未来人类的发展方向。

本发明的复合生态养殖系统也可以应用于沿海滩涂及海水养殖复合生态系统的构建上。此情况下养殖单元中的品种，即动植物的组合都将不同；可以将农业的畜、禽养殖，作物种植(如豆科植物，水稻等)和各种水产养殖系统相结合。这些畜、禽养殖的粪肥和污水可以纳入复合池塘生态系统，参与营养物质的循环；可以用于对集约化的养猪场、养牛场、养鸡场进行污染的处理和净化作用；也可以农业面源污染的处理相结合。对于农业种植中施用肥料较大的农田，尤其是分布沿湖地区的，可以采用和复合池塘养殖系统相结合，从而减少面源污染对外源水体的污染。

综合养殖是实现养殖综合效益，减少对外源水体污染的有效养殖方式，虽然有众多的研究，大都是基于天然水域的研究。陆基综合养殖并没有在规模效益取得一定程度上的成功。复合池塘生态系统的建立是实现综合养殖高产，高效益途径之一；池塘养殖中一个主要的问题，水质的好坏，现有的综合养殖措施，采用分极环连方法，难以有效处理污染物，各种生态处理方法仅能短期维持和处理(如人工湿地，一次处理即产生饱和)。通过网格状循环系统的构建，轻易地实现养殖污水在不同模块之间反复循环，通过动植物互补，反复利用这些营养物质，从而减少和消耗养殖系统中的污染，达到高密度、高健康的养殖。

本发明属于生态农业或水产养殖业领域，用于生态养殖或生态种植。在海洋和湖泊资源日益衰退的今天，人类只有从水产养殖业获得必需的蛋白质，但是如何实现可持续的水产养殖是一个困难。建立复合池塘生态系统开展综合养殖是一个趋势，本发明建立一种新型的复合生态养殖系统，利于开展高效，低碳的生态养殖；由于其原理和天然渔场形成机理相似，所以又可以称为“陆基生态渔场”。

本发明基于中国传统稻田养殖思想，渔场形成机理，生态系统原理，设计一种水产养殖循环系统构建方法及复合生态养殖系统构建方法。不采用传统的串联和并联方法构建池塘进排水系统，而是采用网格状结构。包括网格状沟渠，一个泵站，一个微增氧设备，一套高效复合生态养殖方法。养殖系统由鱼类养殖，虾蟹类养殖，稻田养殖，水生蔬菜种植等系统组成，形成一个大型的复合生态系统，其中每一个子系统本身也是一种复合系统。

有益效果

(1)本发明能够解决可持续水产养殖中的很多难题，也产生更多的综合生态效益和生态服务功能；具有在中国水产养殖业中得到大量的采用的前景，前景无比广阔；

(2)本发明能够高效循环利用所有营养物质，提高生态系统效益，显著增加产量，同时减少农业面源污染；

(3)本发明可以用于有机水产或有机农业的生产，既可以有效解决面源污染问题，也可以实现高效，高值的生态农业或生态养殖；可以用于大规模生态养殖场建设和规划。

附图说明

图1为本发明中复合生态养殖系统的基本单元；其中，Ⅰ～Ⅳ级为养殖单元4级分区；Ⅰ级代表大尺度养殖系统；Ⅱ级是在一级基础上，进一步进行分割养殖单元，称为2级单元；Ⅲ是在Ⅱ级基础上的进一步细分；Ⅳ是在Ⅲ级基础上的细分；根据养殖对象采用不同细分级别的养殖单元进行组装；

图2为实施例1中复合生态养殖系统示范；

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

700亩左右的一个养殖场(图2)，呈长方形池塘养殖系统，长1000m,宽500m左右。30亩左右作为沟渠系统，排水主沟渠长为1000m，宽为25m,其中水沟宽10m,两岸的渠坝宽共计为15m,分别为7.5m宽；进水主沟渠长为440m,宽为34m，其中水沟宽10m,两岸的渠坝宽共计为24m,分别为12m宽。

养殖区域，共4个150亩田块作为不同的养殖模块，约长500m，宽200m。第一个150田块，作为龙虾和鱼类养殖模块，分为16个左右的小塘口，也可以包括更细小的育苗小塘口。第二个模块作为河蟹生态养殖模块，分为四个田块，采用水流互相连通。第三个模块为稻田养殖区，分为10个小田块，每一个田块以小埂相隔，形成循环流通系统。第四个模块为水生蔬菜区，分为6块田块，分别以水芹，茭白，莲藕，菖蒲等四种类型的水生蔬菜；其中都开展混养模式，如莲藕田中套养泥鳅，菖蒲田中套养龙虾；茭白田和水芹田和黄鳝混养殖。

所有模块中的养殖单元，所以进排水都是统一的，同时可以进行所有养殖单元的进水和排水。

在进排水沟渠交叉处设置一个泵站，将排水沟水系中的水，及时大量地抽提到进水沟水系中，形成自然的落差，通过重力自然流入到每一个养殖空间。

在主沟渠的水系的长轴沟渠设置较深的水体，3-4m深，增加水体的贮量。同时设置微增氧设备；采用高压充气增氧方式，设置1台2.2千瓦空气增氧机，池底铺设内径1.5厘米、管身布满微孔的纳米软管，用石块等重物固定不让其上浮，软管离池底10厘米，管距10-15米，每条软管两端与空气增氧机出气口相连。

同时在短沟渠中设置沉水植被，短沟渠水位较低，较宽，生长如刺苦草为主的沉水植物为主的湿地，在晴天可以大量自然增氧。水草生长过盛情况下，可以收割一部分到其它养殖空间中。沟渠上栽种速生的林木如杨树，美国柳树，或相关果树，既实现农村林网的功能，也增强渠沟的强度，实现双重功能。

各养殖单元，采用不同鱼种进行搭配，部分以河蟹生态养殖为主要养殖模式；部分以传统四大家鱼的为主要的养殖模式；部分进行贝类，螺类的养殖。这样形成真正的多营养级生态模式。传统的多营养级养殖模式，一级级串联，而我们的养殖水系，是网格状；互相之间不会发生直接相互作用，每一个单元的养殖用水，经过进排水渠道才进入其它养殖单元。由于每个单元提供的水体质量是同样的，这样可以在农村很容易进行合作社形成的联系生产。

如果养殖负荷较大，可以将养殖单元之一，开辟为生态处理单元。利用现在流行的各种生态处理技术，如人工湿地、氧化塘、工程处理技术。

上述是生态养殖的设计模式，如果要结合农业发展，尤其是对于部分高地，低洼地结合的地方，只要部分单元改造成池塘，部分地设计为农业或林业用地，甚至是畜、禽用地都可以，这样就可以实现多种农业，林业，畜牧业和水产养殖业的紧密结合复合农业生态系统，同时将这些行业的面源污染及时转化水产养殖的营养来源。

Claims (8)

1.一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述系统包括四个模块，分别为：鱼类的养殖模块，虾蟹类的养殖模块，水稻种植区和水生蔬菜区；其中，四个模块采取传统的混养和轮养方式，水系通过涵洞构建设为网格状结构；鱼类的养殖模块和虾蟹类的养殖模块污水排放后，直接抽取到水稻种植区和水生蔬菜区中，经过净化后排放到排水沟。

2.根据权利要求1所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述水生蔬菜区秋冬季为水芹，春夏为莲藕。

3.根据权利要求1所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述混养包括：虾蟹类的养殖模块采用鳜鱼，河蟹，青虾，鲴鱼混合养殖的模式；鱼类的养殖模块采用传统的上层鱼类、中下层鱼类和底层鱼类混养；鱼类的养殖模块、虾蟹类的养殖模块与水稻种植区和水生蔬菜区的混养。

4.根据权利要3所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述上层鱼类为鲢和鳙中的至少一种；中下层鱼类为草鱼、鳊和鲂中的至少一种；底层鱼类为青、鱼、鲮、鲤和鲫中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述生态养殖系统与陆基的畜、禽养殖，蔬菜种植，固氮植物的种植结合。

6.根据权利要求1所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述水系的构建方法包括：通过将养殖区形成封闭的水系，面积为200亩以上；通过构建网格状水系，进排水系不直接贯通，通过涵洞进行垂直交叉；通过泵站，从排水沟水系向进水水系泵水，在两个水系中间形成自然的落差，然后通过高水位水系水体的自然流动，将水输送到养殖单元中；其中，每个养殖单元有进水口，也有出水口，出水口将水又收集到低水位的水系中，被第二次抽提到高水位，形成循环。

7.根据权利要求6所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述水系构建方法中包括设置增氧设备。

8.根据权利要求6所述的一种复合生态养殖系统，其特征在于，所述网格状水系作为进水沟和排水沟，水体通过进水沟进入养殖单元被利用或处理后再次进入排水沟，所有排水沟是互相关联通。