工业化水产养殖系统显著降低CO2和CH4扩散通量：与传统土池对比研究

《Environmental Research》：A transition in aquaculture systems: Industrial systems substantially reduce CO 2 and CH 4 diffusion versus traditional earthen ponds

　　本文系统比较了工业化（IAS）、半集约化（SIAS）与湖泊粗放型（ELAS）水产养殖系统的温室气体排放特征，通过实地监测证实工业化系统通过混凝土衬砌、持续曝气和精准投喂等管理措施，使CO2和CH4扩散通量显著降低至传统系统的6.25%，为碳中和目标下水产养殖绿色转型提供了关键数据支撑。

　　

Highlight

水产养殖系统转型：工业化系统相较于传统土池显著降低CO₂和CH₄扩散

研究区域

野外实验在湖北省武汉市南部的鲁湖（114°11′12″E, 30°13′25″N）开展，该区域属北亚热带季风气候，年均降水量1269毫米，温度范围15.8–17.5°C。景观以河网湖泊为主，大量湿地被改造为密集的水产养殖塘。

养殖水体理化性质

不同系统的水体理化性质存在显著差异（图2）。工业化系统（IAS）的溶解氧（DO）、硝酸盐（NO₃^?）和溶解性有机碳（DOC）浓度显著高于半集约化系统（SIAS），而铵态氮（NH₄⁺）和叶绿素a（Chl-a）浓度较低。水温和pH值在各系统间无显著差异，均处于适宜养殖范围。

系统特异性CO₂扩散通量模式

研究发现半集约化系统（SIAS）的CO₂浓度和扩散通量最高，这归因于沉积物中的异养呼吸作用。而工业化系统（IAS）的混凝土衬砌结构有效隔离了水体与沉积物，抑制了底栖碳矿化和微生物定殖，从而显著降低CO₂排放。

结论

本研究通过实地证据表明，工业化水产养殖系统在保证产量的同时，能通过工程化管理（如混凝土护坡、持续曝气、精准投喂）显著抑制甲烷生成并促进光合碳吸收，使单位蛋白质产量的年排放强度降至传统系统的6.25%，为兼顾水产蛋白供给与碳中和目标提供了可行路径。