针对传统水产品溯源系统存在数据易篡改、环节不透明、管理中心化等问题，在分析水产品供应链及关键信息的基础上，设计了管理供应链溯源信息的主从多链存储模型，保证了各企业隐私数据的安全性，并减轻了单链结构的存储压力。同时设计了链上管控智能合约对水产品从养殖到销售的所有环节进行智能监控，从源头进行管控。在此基础上，设计了基于主从多链的水产品区块链溯源信息管理系统，基于Hyperledger Fabric平台实现了系统，并结合实际应用案例证明了系统的适用性。最后与区块链单链架构进行了测试对比，测试结果表明本研究提出的存储模型对溯源信息进行了并发分层存储，兼顾了隐私数据无需共享和单链负载大两个方面，保证了溯源数据的真实性，实现了追溯过程透明化。

水产养殖是通过自然水域或人工水体，以人为控制方式进行水生经济动植物养殖和种植的活动。水产养殖利用范围广泛，包括海洋、滩涂、池塘、湖泊、水库、江河等不同水域空间。作为渔业的核心组成部分，水产养殖在保障优质蛋白供给、建设水域生态文明、加快渔业转型升级和振兴产业经济发展方面的作用愈发凸显。在全面加快渔业现代化建设的大背景下，水产养殖逐步从过去拼资源要素投入转向依靠科技创新和提高生产效率，从追求单纯数量增长转向更高质量、更好效益和更可持续的发展方式。近年来，随着水产养殖模式的升级和设施装备的进步，整个产业迎来了蓬勃的发展机遇，同时也面临着系列挑战。该文综述了发展水产养殖的重要意义，分析了其当前的发展现状，凝练了制约发展的主要问题，提出了种质资源保藏与育种技术研发、目标性状改良与重大品种培育、生产方式优化与传统模式升级、养殖设施研制与大型装备创建、高效饲料开发与病害精准防控、质量安全分析与追溯体系构建等亟需攻关的重点任务，形成了做好科技创新整体布局、做实研发平台基地建设、做优政策法规体系保障、做精区域典型样板打造等发展建议，为实现中国由水产养殖大国向水产养殖强国转变提供参考依据。

在渔港高点监控渔船目标的场景下，对渔船检测经常丢失和检测错误等问题，提出了一种基于改进Yolov5的渔船目标检测模型。首先通过Kmeans++算法对锚框重新聚类，选择适合渔船数据集的锚框尺寸；然后在Yolov5的骨干网络中融入CBAM注意力机制获取更多细节特征；再采用加权双向特征金字塔网络（BiFPN）代替原先的特征金字塔网络（FPN）+像素聚合网络（PAN）结构，快速进行多尺度特征融合；最后在检测尺度上去掉大目标的检测尺度，增加更小目标的检测尺度，改用新的三个检测尺度，提高了模型对小目标渔船的检测精度。结果显示：对比原Yolov5算法，改进后的算法精确度、召回率和平均精度均值均有所提升，分别提升29.5%、0.5%和4.5%，每秒检测帧数达到90.6，对渔船目标检测效果有大幅度改善。研究表明，改进后的Yolov5算法满足休渔期管控期间对渔船目标检测的准确性和实时性要求。

装运、称重是水产品交易过程中一个重要环节，设计了活鱼近距离转运称重计量系统，分析和叙述了系统总体结构设计和工作原理。系统由电动提升装置、气动装卸装置和自动称重计量装置和控制装置组成。控制部分基于可编程逻辑控制器(PLC)为核心，驱动电动卷扬机和气缸分别进行活鱼提升和装卸，并依靠鱼体自重沿倾斜主滑槽输送至岸上运输车，转运至目的地。软件部分基于LabVIEW可视化平台设计了转运系统显示界面，界面具有系统通讯和数据存储操作等功能。系统应用效果表明，活鱼近距离转运称重计量系统单次传输量300 kg，转运量2 t/h，提高了活鱼转运效率，减少了大量人力，降低了活鱼的机械损伤率，提升了渔业生产机械化水平。

全球气候变暖日益引起各国政府和公众的普遍关注，温室气体排放成为近年来新兴研究热点之一。作为温室气体重要来源的淡水养殖池塘并未得到足够重视。文章对国内外现有的淡水池塘温室气体排放研究进行了系统的回顾，着重介绍二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)排放量的估算方法和相关结果，重点探究影响温室气体排放量的因素，探讨目前研究的局限与改进方向。其中估算方法包括评估二氧化碳的碳足迹概念、ORNL法、IPCC排放因子法、评估氧化亚氮的排放系数法。结果显示，池塘排放量巨大，不可忽视。主要从水温、排水活动、养殖品种和养殖模式4个方面的影响因素进行阐述分析，温室气体排放机制具有复杂性。最后，针对当前温室气体排放的研究现状与趋势，从排放结构的具体分析和估算方法的规范两个方向对淡水养殖池塘温室气体排放研究进行了展望，以期推动相关理论和实践的发展。

鱼菜共生（Aquaponics）利用水产养殖排放水为植物提供营养，由一种氮源（鱼饲料）生产两种农产品（鱼和蔬菜），具有水和氮源利用效率高、不使用化肥和抗生素、对环境友好等特点，是一种可持续的农业发展方式。将鱼菜共生的发展历史进程分为理念起源阶段（1970年之前）、萌芽阶段（1970—1990年）、全球拓展阶段（1990—2010年）以及快速发展阶段（2010年至今）等4个阶段。分析了鱼菜共生3种典型模式；提出了鱼菜共生系统构建向解耦类型发展，系统布局向城镇化、立体化发展，硬件设施向生态型、智能化发展等3个主要发展趋势；提出了加强氮磷转化机制研究、建立系统理论模型、加强人工智能技术应用和加强商业规模系统研究4条发展建议。

干燥是海藻储存、加工、生产的重要方法之一，不同的干燥方式对海藻脱水效率、能耗和品质影响很大。本文对藻类传统干燥和新型干燥技术的特点、研究及应用现状进行了分析。研究表明，太阳能干燥技术能够充分做到干燥过程中绿色、环保，与空气热泵构成组合干燥模式，可解决太阳能不连续的问题；过热蒸汽干燥效率高、能耗低，藻类干燥后复水性好；真空冷冻干燥产品品质好，能最大限度保持藻类的营养和功能性成分；远红外加热技术对海带进行干燥，与同风速的热风干燥相比，可显著缩短干燥时间，降低能耗；微波真空干燥技术干燥江蓠，在保持品质的基础上干燥时间较热风干燥减少70%。本文同时对藻类干燥技术与设备存在的问题进行了总结，对国内藻类干燥技术及装备的发展趋势进行了展望并提出了措施与建议。

钓钩深度对金枪鱼延绳钓渔获性能有重要影响，本研究基于田内准则对延绳钓渔具进行缩小，采用ANSYS Workbench 19.2数值仿真软件对金枪鱼延绳钓进行双向流固耦合仿真，并选取2016年波利尼西亚群岛附近海域（4°S~15°S，140°W~160°W）金枪鱼延绳钓作业实测的6个作业站点42枚钓钩深度数据与ANSYS Workbench数值仿真结果进行对比，应用SPSS t-检验分析实测钓钩深度与数值仿真深度的差异性。结果表明：延绳钓最深钓钩仿真深度为280~310 m，钓钩深度与海流速度呈负相关。海流速度较小时（X=-0.11~0.05 m/s； Y=-0.05~0.03 m/s； Z=0.03~0.11 m/s），钓钩仿真深度较深，最深钓钩深度为310 m；海流速度较大时（X=0.28~0.75 m/s；Y=-0.10~0.52 m/s； Z=0.04~0.13 m/s），钓钩仿真深度较浅，最深钓钩深度为280 m。数值仿真钓钩深度与实测钓钩深度无显著性差异（P=0.241＞0.05）且各个站点钓钩仿真深度与实测深度均无显著性差异（P1=0.790，P2=0.337，P3=0.476，P4=0.369，P5=0.175，P6=0.136）。研究表明，基于田内准则对延绳钓渔具进行缩小，采用ANSYS Workbench力学仿真软件可用于延绳钓钓钩深度研究。

深水网箱养殖过程中，网衣会受到海洋动植物等污损生物的附着，影响网箱内的水体交换，不利于养殖鱼类的生长和存活，同时，污损生物的附着会导致网衣重量增加，容易对养殖设施造成破坏。本研究在对国内、外的网箱清洗装置及研究现状进行分析的基础上，比较了移动式水下网箱清洗装置、潮流动力型网箱清洗装置和水下清洗机器人的技术特点，并对网箱清洗技术及装备随着大数据等新兴技术发展提出了未来的发展方向。

采用循环水养殖系统实现养殖用水的重复利用并进行封闭式生产，被认为是一种环境友好的水产品获取方式。自养硝化过程将氨氮经由亚硝酸盐氮转化成硝酸盐氮，是目前封闭式循环水养殖系统中最普遍的一种氨氮控制途径。固定膜式生物过滤器为硝化细菌提供附着基面，形成生物膜，是常用的自养硝化实现方式，也是循环水养殖系统核心的水处理单元。可根据生物膜载体与水流的接触方式或载体流经滤器的水体中的位置分为几种类型。本文综述了滴滤式、浸没式、流化床、移动床等循环水养殖系统中较常用的几种生物过滤器，分析其优缺点并进行比较，同时结合具体案例进行生物过滤器的设计举例，为循环水养殖系统的构建提供参考。

水产养殖中的饲料成本占据养殖总成本较大比例，有效的投喂策略是减少水产养殖生产成本的重要途径，投饲装备投喂过程中，既要满足鱼群生长的营养需求，同时避免过多投饲，降低对环境的污染。当前国内水产养殖投饲装备智能化水平较低，投饲策略主要依据人工经验定量投饲，每一次喂料的偏差累积影响整期渔获经济效益。因此，科学的投喂策略能有效减少养殖成本，从而提高养殖效益。文章重点介绍了基于人工经验及生物能流的鱼群生长摄食模型、基于机器视觉及机器声学感知鱼群摄食活动的技术手段和智能投喂控制系统的发展状况，并提出投喂策略的具体实现方法，为水产养殖投饲装备由自动化升级到智能化提供参考。

在渔业转型发展进程中，发展深远海养殖是突破生态环境和自然资源约束性挑战，实现新时期中国海水养殖业可持续发展的战略方向。基于联合国粮食及农业组织（FAO）关于深远海养殖发展的定义，结合中国海水养殖业发展水平和海域条件，对中国深远海养殖概念进行了界定。提出养殖品种选择、养殖系统构建、养殖海域规划是关系深远海养殖产业稳步有序发展的重要因素。在养殖品种选择方面，应重点考虑经济潜力、适应水温和养殖技术；在养殖系统构建上，分析比较了不同养殖系统应用于深远海养殖的适宜性、安全性和经济性；在养殖海域规划方面，应重点考虑养殖排放、环境承载力和海域条件。

网衣附着生物形成堵塞是深海网箱养殖面临的严重问题之一，如何实现养殖网箱的安全高效清洗是目前亟待解决的问题。研究了网箱水下清洗机器人结构，将空化射流技术应用于养殖网箱表面附着物的清洗，根据网箱水下清洗工况，利用Fluent软件对喷嘴内部的空化流场进行了数值模拟，采用mixture气液两相模型、空化模型和Realizable Ƙ-ε湍流模型模拟计算得到了喷嘴附近速度流场和气相体积分数的分布规律；还研究了喷嘴入口压力和清洗深度对空化射流空化效果的影响。结果显示，空化现象主要产生于喷嘴圆扩张段壁面，增大喷嘴入口压力有利于提高流体射流速度及高速流射程范围，有效提高空化程度，增强清洗打击力，但水深深度增加而不利于空化。该模拟计算结果可为空化射流在网箱养殖水下清洗应用提供一定理论参考。

我国拥有种类繁多的鱼类，外形是其分类的重要依据。但目前主要采用人工鉴定进行分类的方法，为解决鱼类人工识别的困难，提出一种基于深度学习的鱼类智能识别系统的设计，以实现对中国1 400种鱼类的智能识别。系统首先采用卷积神经网络的Efficent模型，将含有1 400种鱼类，50万张鱼类图片的数据集进行训练，最终得到的模型识别精度达到了95%，单张图片识别时间仅为0.2 s，模型大小为74.5 MB。然后系统前端使用微信小程序，后端采用Spring+SpringMVC+ Mybatis的SSM架构，调用训练好的模型文件进行识别，实现了鱼类识别、页面呈现、统计分析和相邻种类推荐等功能。该系统所提出的设计和实现方法对鱼类智能识别技术在移动端的应用提供了一种可行的思路，对海洋科研人员和开发人员有一定的借鉴作用。

为了让地笼网在人工鱼礁区进行捕捞许可提供科学依据，2018年4月在渤海莱州湾海域采用套网法进行地笼网不同网目尺寸（20、30、40、50、60 mm）的渔获物调查，探讨不同网目尺寸地笼网的渔获性能。对试验结果从相对重要性指数（IRI）、渔获量、主要渔获物优势体长、尾数和重量逃逸率、经济品种渔获量和口虾蛄体长分布进行分析。结果显示，试验共捕获渔获物37种，其中优势种8种；渔获物的质量、数量与种类逃逸率随着网目尺寸增加而增加，40~60 mm网目种类逃逸率达80%左右，尾数逃逸率超过90%，质量逃逸达50%以上，表明40~60 mm网目具有明显的释放效果；经济品种渔获量占比与网目尺寸呈正相关；以主要渔获种类口虾蛄分析，使用50 mm网目未达到可捕体长的口虾蛄占比最少，为10.3%；经综合分析，50 mm网目尺寸地笼网的渔获性能较好，符合生产和生态的要求，因此推荐在海洋牧场海域使用50 mm网目地笼网。

近年来，中国水产养殖业高速发展，水产动物投喂策略逐渐受到重视。通过列举与分析一系列国内外水产动物饲料投喂策略的相关研究内容进行较为系统的整理与总结。投喂策略是现代集约化水产养殖生产过程中重要的生产管理要素，其技术内涵可简要概括为投喂频率、投喂率和投喂作业方式等，不同的水产动物种类以及不同的生长阶段所需的适宜养殖投喂策略亦不相同。叙述了投喂策略对养殖动物生长性能、消化代谢能力、应激免疫水平、行为响应以及存活率等影响，为水产动物饲料投喂策略的选择和相关技术理论的研究提供参考。

人工鱼礁是实现海洋牧场建设、海域生态调控和海洋生境修复的主要手段之一。人工鱼礁的聚鱼效果主要取决于礁体建造材料、结构造型、流体力学特征及礁体布局等因素。总结了国内外人工鱼礁工程技术的发展历程，阐述了我国人工鱼礁发展存在的问题。通过查阅文献资料，总结了礁体造型和设计方面的研究进展，主要包括：现有人工鱼礁礁体材料的优、缺点，新型复合材料应用空间等；主要礁体构型及现有设计方法；采用流体力学模型试验和数值计算，开展礁体水动力学行为研究的进展；人工诱导流场和人工鱼礁布局主要方法。结合我国人工鱼礁现状，提出人工鱼礁设计与应用的发展趋势和重点研究方向，以期为我国人工鱼礁建造和升级提供参考。

 针对国内吸鱼泵产品匮乏、研发周期长等问题，以现有的一种虹吸式吸鱼泵为研究对象，应用计算流体动力学(CFD)数值计算方法数值模拟了3 种不同进水速度下（1 m/s、1.5 m/s、2 m/s）吸鱼泵内的三维水流场，得到了其内部流动特性，包括速度分布、涡流黏度、压力分布等，同时结合试验测试结果验证数值计算的有效性。结果显示：随着进口速度的增加，压强、流速都呈现增大的趋势，且压强最大处主要集中在吸鱼泵出口侧上端，该处会对鱼体产生一定的冲击，此外来流撞到吸鱼泵壁面后形成回流，回流落点处也容易对鱼体产生二次损伤；当进口速度为1 m/s时，吸鱼泵底部壁面的流速模拟值为0.13 m/s，试验值为0.15 m/s，吸鱼泵样机试验结果和数值模结果相差约为13.3%，验证了计算结果的有效性。该研究为吸鱼泵后续的研发和设计提供了重要依据和参考。

多波束渔用声呐是海洋渔业的重要设备，可利用声波对水下生物进行探测，其波束成形的算法是研制过程的核心技术。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐的扫海方案出发，在传统移边带算法（SSB）的基础上提出了一种将并行处理转为串行处理的方法，同时在不损失性能的前提下提高信号处理速度的改进算法。首先将传统算法，与本改进算法进行对比。其次在现场可编程逻辑门阵列（FPGA）平台对改进算法进行了软件的实现，完成了两种算法实现的性能评估和资源消耗分析。最后在消声水池对改进算法的FPGA实现进行了指向性的测试，并通过MATLAB将仿真的波束图与实测后的波束图进行了比对。结果显示：两种算法在性能上保持一致，改进算法消耗的资源比SSB算法消耗的少近70%，同时改进算法的实测结果与理论仿真大致一致，偏差在合理范围内。

多波束渔用声呐是海洋渔业实现高效、精准和选择性捕捞的重要工具。为了系统分析多波束渔用声呐探测性能及主要制约因素对作用距离的影响，针对圆柱形阵多波束渔用声呐，采用水声学系统仿真的方法，分别对主要为噪声和混响环境下的渔用声呐探测性能进行分析，对不同海况下噪声不同目标强度鱼群的探测性能进行比较，分析窄带系统和宽带系统降低混响的能力，并对噪声和混响混叠环境下的渔用声呐探测性能进行仿真分析；最终，从系统设计、发射方式、接收方式等多个角度提出提高渔用声呐探测性能的方法，为远距离、高分辨率多波束渔用声呐的研制提供改进的方向。

网衣是重要的渔用材料，直接影响到渔业生产效率与安全。本研究主要围绕超高分子量聚乙烯网衣、铜合金网衣、聚酯网衣等三种渔用高性能网衣材料的性能、改性研究和应用现状进行综述，分析其在抗冲击性能、耐磨性能、防污性能等综合性能方面的优缺点，以及在超高分子量聚乙烯网衣的蠕变性能和聚酯网衣的结晶性能方面的改性研究情况；介绍了三种网衣各自在渔业领域的发展，为渔用新材料的进一步研发与应用提供理论参考。此外，本文还探讨了渔用高性能网衣材料今后的研究方向以及应用技术方面的重点难点，建议加强网衣材料的基础研究与产业应用技术研究。

通过高通量测序分析生物絮团系统在氮转化过程中的水体菌群多样性变化。试验设置对照组和试验组，对照组水体为清洁的消毒海水，试验组为生物絮团组，试验周期30 d。结果显示：试验组氨氮在第5 天达到最大质量浓度（2.99 mg/L），降低至趋于0 mg/L；对照组在第9 天达到最大质量浓度（7.51 mg/L），之后降低至趋于0 mg/L。试验组亚硝酸盐氮在第17天达到最大质量浓度（12.54 mg/L），之后降低至趋于0 mg/L；对照组在试验周期内呈不断升高的趋势，在第30 天达到13.42 mg/L。试验组的硝酸氮质量浓度高于对照组，在第30 天两组分别达到19.56和6.31 mg/L。生物絮团系统具有明显的消除氨氮和亚硝酸盐氮的能力，试验组的氮转化速率快于对照组。高通量测序显示，生物絮团系统微生物的菌群丰度和多样性指数随养殖周期的增加均显著增加，不同时期差异显著。试验共鉴定出23个门549个属，在门水平上，变形菌门(Proteobacteria)相对丰度随时间增加而降低（从67.72%降至44.45%），拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)随时间增加而增加（分别从5.99%和6.68%增至16.06%和19.02%）。与氮转化有关的主要的菌有Ardenscatena和硝化螺旋菌(Nitrospiraceae)，相对丰度随时间增加而增加（分别从0.34%和0.07%增加至12.69%和0.2%）；Nitrosopumilus随时间增加而降低。生物絮团系统的功能与微生物多样性在养殖周期中呈显著变化。本研究对提高生物絮团系统养殖模式的利用效率具有参考价值。

针对红鳍东方鲀病鱼样本数量少、检测准确率不高等问题，提出一种基于ResNet50和迁移学习的红鳍东方鲀病鱼检测方法。首先用ResNet50在ImageNet数据集上进行模型预训练；然后基于预训练结果构建了红鳍东方鲀病鱼检测ResNet50网络，将经过预训练的、包含16个残差块的模型权重迁移到构建的ResNet50网络中进行模型权重初始化以降低训练成本；为进一步提高检测的准确性，在构建的ResNet50网络模型的最后一个卷积层后面加入反卷积层以学习目标中的细节信息；最后，用红鳍东方鲀健康鱼和病鱼图像构建了数据集，并采用翻转、旋转、随机裁剪、色度变化和添加噪声等方法进行了数据增广，以增加数据样本的多样性，进而提高检测方法的鲁棒性。在所构建的数据集上进行了试验，试验结果表明，基于ResNet50和迁移学习的红鳍东方鲀病鱼检测方法准确率可以达到99%，与ResNet18、ResNet34、ResNet101和ResNet152不同深度的残差网络相比，分别约提升了10.7%、6.6%、6.2%和5.6%，在与不加入反卷积的ResNet50残差网络相比，约提升0.4%的精度。研究表明，采用基于ResNet50和迁移学习的方法，有效地解决了红鳍东方鲀病鱼样本少和准确率不高的问题，为红鳍东方鲀病鱼检测提供了新方法。

多波束渔用声呐是利用水声学方法探测海洋鱼类资源数量和空间分布信息的主要工具。本文阐述了多波束渔用声呐原理及工作过程，采用水声学理论分析的方法并结合多波束渔用声呐在海洋渔业捕捞中的使用场景，给出了作用距离预报模型，分析了影响探测性能的主要因素；针对远洋围网和拖网捕捞的全方位探测需要，重点仿真分析了圆柱阵多波束渔用声呐最优工作频点选取方法及探测性能，揭示了最大探测距离、换能器基阵最小尺寸及最优工作频点3者之间的相互制约机制，分别对噪声和混响影响条件下的探测性能进行评估，给出了在换能器基阵尺寸给定条件下实现最大探测距离的最优工作频点，及在最大探测距离设定条件下实现最小换能器基阵尺寸的最优工作频点; 提出了多波束渔用声呐在部署条件或使用场景确定下的最优化频点选取方法，并评估了不同情况下的渔用声呐探测性能，具体明确了适用于远洋捕捞场景中的换能器直径在0.375 m，针对0 dB目标鱼群的最大探测距离为2 600 m，最优工作频点应选取为25 kHz，本研究为后续自主进行装备研制、测试和试验提供了理论指导。

发展现代化热带海洋牧场是养护南海渔业资源、保护海洋生态环境等方面的重要手段，对中国南海渔业资源养护与科学利用具有深远意义。人工鱼礁是海洋牧场生境营造的重要手段之一，由于南海水深较深，常规鱼礁难以发挥作用，而浮鱼礁可以利用中上层的水体空间，是营造深水渔场的最佳设施。本研究综述了浮鱼礁的类型、功能和应用场景，对国内外的相关研究以及现状进行总结，并对浮鱼礁未来在南海海洋牧场信息化监测、休闲渔业、中上层鱼类资源养护和构建大洋性海洋牧场等方面进行了展望。

随着海洋捕捞产量的萎靡、近海生态系统的恶化，人们对健康绿色海产品不断旺盛的需求，促使了海洋养殖业不断迈入深蓝海域，国际社会对开发大洋渔业资源的竞争将变得越来越激烈。利用深远海优质水资源大批量养殖良好经济效益鱼类的深远海养殖，是拓展养殖区域、提高海产品产量的重要方式。通过对现有几个比较成功案例的回顾和比较，针对海上运输业萧条、运输船队过剩等现况，利用项目前期成功经验，对一条30万吨级的矿砂船改造为养殖工船展开技术研究：改造其船体结构，规划养殖方案，设计养殖配套的鱼群调拨、深层测温取水、投饲、排污换水、起捕等系统。总结并归纳待解决的问题，以推动深远海养殖可应用可复制可推广，为构建深蓝渔业战略提供参考。

紫外发光二极管(UV-LED,200-400nm)半导体固态光源具有节能环保、快速开启、体积轻便等特点。随着UV-LED性能的不断提升，未来有望取代传统的紫外汞光源。介绍了紫外（UVC-LED 200–280 nm)技术的发展状况，存在的问题及技术提升的路线，比较了国内外UVC水产领域研究成果，并基于水产养殖业微生物病害种类，给出了杀灭有害微生物所需要剂量的计算方法和UVC-LED在水产业微环境实际应用的设计建议；对未来UVC-LED达到大规模应用杀菌消毒的发展趋势做了展望，以期对水产养殖业绿色持续发展有所帮助。

进入21世纪，中国渔业得到了更加快速的发展，也取得了一些列令人瞩目的成绩，极大地弥补了优质蛋白源短缺，为中国粮食安全提供了重要保障。但是，渔业是一个对能源和资源有较大依赖的行业，在快速发展的同时，也付出环境和能耗的代价，粗放的生产模式，给周围环境带来赤潮、水华等影响，渔船燃油生产性成本投入已超过捕捞总成本的2/3，这已经成为制约渔业可持续发展主要障碍。党的十八大报告提出大力推进生态文明为渔业的发展指明了方向。重点介绍了国内外水产养殖、捕捞和渔船、水产品加工领域的节能减排发展情况。与国外渔业发达国家相比，国内在渔业三个领域的节能减排研究应用起步较晚、基础较弱，但发展较快、成果较好，节能减排的动力和潜力也较大。同时，对今后的发展提出了建议：一是积极采取措施，促进生产方式向节能减排方向转变；二是加强基础性关键性技术研究，推进传统生产方式转型升级；加强新产品、新技术的示范推广，建立引领性水产高效生产新方式。本研究以期为渔业转型升级，走节能减排绿色可持续发展之路提供借鉴。

以氧锥为气水混合装置的纯氧增氧系统溶氧效率高，但需产生一定气耗及能耗。本研究运用物质平衡等相关原理，对通入氧锥纯氧气体流量、养殖水体流量进行科学设计，分析其运行成本，并讨论设计关键问题。结果显示：采用一定锥体结构尺寸氧锥，当通入其纯氧气体流量为14.6 L/min、养殖水体流量为1 327.3 L/min（养殖系统水循环量79.6 m3/h）时，能充分利用氧锥81.88%～89.07%高溶氧效率，提供1 026.8～1 116.9 g/h养殖系统需氧量，完全满足养殖水体300 m3、养殖密度6 kg/m3的凡纳滨对虾循环水养殖溶氧量需求。氧锥运行耗氧1 252.7 g/h，耗电2.9kWh。研究表明，本设计对提高纯氧增氧系统技术性能，推进纯氧增氧在高密度循环水养殖中广泛应用提供支持。

南极磷虾资源量大、营养价值高、富含多种活性物质，是极具开发价值的一类远洋渔业资源。虾粉是南极磷虾最主要的加工产品之一，在加工过程中，受挤压、加热、离心等因素的影响，会造成营养物质的流失和活性成分的破坏，尤其是蒸煮、干燥等涉及到热处理的环节，容易对不饱和脂肪酸、虾青素等热敏性成分破坏或降解。本研究介绍了蛋白质、脂质、虾青素等南极磷虾主要营养活性物质的特性及其在虾粉加工过程中的变化情况，分析了加工工序和工艺参数对虾粉品质的影响，总结了虾粉品质的主要评价指标和依据，讨论了虾粉加工中存在的工艺不明确、设备性能差、产品品质不稳定等主要问题，展望了营养活性物质的流向路径、结构变化机理、工艺优化、装备创新、工艺装备融合等未来的研究方向，旨在为虾粉加工工艺流程与工艺的优化研究提供理论依据与技术参考。

为研究养殖工船养殖舱晃荡现象对舱壁结构强度和养殖安全的影响，采用光滑粒子流体动力学方法(SPH法)对横摇激励下养殖工船养殖水舱的轻微晃荡和剧烈晃荡进行数值模拟，通过引入动态边界粒子法解决SPH法固壁边界上或边界附近的粒子截断误差影响精度问题，并对动态边界粒子两种处理方法模拟结果与相关文献进行了对比分析，验证数值方法的有效性。结果显示：该方法可靠有效，适用于模拟养殖水舱晃荡时自由液面翻卷、破碎现象；对于轻微液舱晃荡现象，相比于边界粒子运动法，边界粒子固定不动法具有更高的计算精度；对于剧烈液舱晃荡现象，边界粒子运动法和边界粒子固定不动法则均能有效的数值模拟。本研究成果对于养殖工船养殖水舱晃荡现象数值模拟提供参考。

海洋渔业声学装备在海洋渔业精准探测、高效捕捞中有着重要应用，其关键技术的改进对于装备性能提升至关重要。本研究分析了海洋渔业声学装备关键技术国内外研究现状，论述了单波束、双波束、分裂波束和多波束关键技术的研究进展，并重点阐述了近十年来多波束、多频和宽带关键技术在海洋渔业声学装备方面取得的重大进展。研究表明，国内渔业声学装备关键技术虽取得了一定进展，但与国外先进技术还存在较大差距，文章最后对国内渔业声学装备关键技术未来发展进行了展望。

淡水池塘养殖水体污染已成为制约产业健康持续发展的重要因素，利用工程设施减少池塘养殖粪便、残饲和尾水排放是未来产业发展趋势。目前，淡水池塘养殖减排工程主要包括：基于人工湿地的池塘循环水养殖系统、“三池两坝”池塘养殖水体净化系统、“集装箱+生态池塘”养殖系统、绿色高效圈养系统、植物浮床-池塘复合养殖系统、流水槽-池塘内循环养殖系统、多营养层次综合养殖系统。本研究着重从养殖系统工程构建、运行原理角度，分析上述7种常见工程设施特征。这些设施通过集污、排污、沉淀、微生物降解、植物吸收，在一定程度上，将部分营养元素资源化再利用。受限于技术缺陷、产业基础等，目前池塘养殖减排工程设施推广普及率不高。建议应加强池塘氮、磷等物质循环方面的基础性研究，积极研发池塘氮、磷污染物高效处理设施，完善池塘养殖减排工程产业链。本研究可为中国淡水池塘产业持续健康发展提供参考。

深远海养殖是拓展水产养殖发展新空间、减轻近海生态环境压力的重要途径，对实现水产养殖提质增效、实现渔业现代化、保障世界食物安全和水产养殖业可持续发展具有重要意义，而深远海养殖装备与技术是支撑和实现深远海养殖发展壮大的关键。文章简要介绍了国内外大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船的研究应用现状，指出中国深远海养殖与国外渔业发达国家相比在机械装备自动化、智能化方面仍有较大差距。主要探讨了大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船当前面临的主要问题和未来的研究发展方向，并对未来深远海养殖的发展做了相应的探议及思考，特别是对深远海养殖装备的发展定位、功能拓展、科技支撑等进行了探索和建议。本研究以期为中国深远海养殖装备与技术研发及未来海洋建设提供参考。

圆柱阵多波束渔用声呐是海洋渔业精准捕捞的重要声学设备，可实现探测水域的全方位扫描，其波束形成能力是反映渔用声呐探测性能的主要技术指标之一。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐波束形成能力分析出发，利用水声学算法仿真方法，分别对垂直和水平方向波束形成进行仿真，分析了幅度偏移、相位偏移及频移对圆柱阵垂直和水平方向波束形成性能的影响。结果表明，幅度和相位偏移对圆柱阵垂直和水平方向主瓣影响较小，主瓣变宽；对旁瓣影响较大，旁瓣明显增大；当偏移量在-5~15 dB时对第一旁瓣增益影响在3 dB以内，当偏移过大时对其影响可达6 dB以上；频移对波束指向性影响较小，工作频点对波束主瓣宽度有较大影响，主瓣宽度偏差约在3°左右。本研究可为今后自主研制高精度、远距离圆柱阵多波束渔用声呐提供参考。

研究了丁香油、间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐（MS-222）和异丙酚对养殖大黄鱼的麻醉效果，以期为下一步活体运输麻醉剂的选择提供参考。首先在20（±0.5） ℃水温下，对3种麻醉剂的适宜质量浓度进行了探索，初步得出适宜的质量浓度分别为：丁香油10 mg/L、MS-222 40 mg/L、异丙酚0.2 mg/L。在此质量浓度下，进一步优化了大黄鱼的适宜麻醉水温。结果显示：丁香油在20 ℃、MS-22215在 ℃、异丙酚在25 ℃的麻醉效果最好。根据优化的质量浓度和水温，分别对3种麻醉剂麻醉后的大黄鱼进行模拟运输，发现随着模拟运输时间的延长，3种麻醉剂麻醉后的大黄鱼复苏率均逐渐降低，模拟运输24 h后丁香油和MS-222麻醉的复苏率可达90 %，而异丙酚麻醉的复苏率为70 %，说明丁香油和MS-222的麻醉效果较好。对丁香油和MS-222经济成本分析表明，丁香油的成本相对较低，更适合作为大黄鱼活体运输的麻醉剂。

受近海养殖空间限制及环境污染问题的影响，近年来，海上养殖业逐渐向深远海发展。然而，深远海的气候更为恶劣复杂，为保障养殖装备的结构安全，需对其进行水动力特性研究。以养殖装备的网衣作为研究对象，使用多孔介质理论对网衣结构进行建模，采用开源CFD软件OpenFOAM进行数值模拟研究，探究了网衣与规则波和聚焦波的相互作用。结果表明，在规则波输入下，随着密实度和特征速度的增大，网衣阻力逐渐增加，随着特征长度的增加，网后波浪的透射系数逐渐增加；在聚焦波输入下，波浪的频域分布没有显著变化，随着网目尺寸的增大，网衣阻力逐渐增加。最后，综合数值计算的结果，将雷诺数和KC数作为输出参数，建立了极端波浪下多孔介质网衣阻力的预报模型。

为了探索海洋渔船推进系统的节油减排，以一艘安装有柴电混合动力系统，成功实现节能减排的金枪鱼延绳钓船为例，通过剖析柴电混合动力系统的结构、柴油机理论负荷特性，结合渔船实际使用情况，分析其节能原因。结果表明，渔船柴电混合动力系统在使用过程中，可根据工况需要随意切换常规动力与电力推进系统；通过选择合理的主机工况，提高柴油机输出效率，降低柴油机油耗率；综合各种工况，能节油15%以上。研究表明，现阶段在金枪鱼延绳钓渔船上使用混合动力技术是可行的，能起到节能减排的作用。在核心技术不变的情况下，运用一些创新技术手段，如采用多机多桨拆分系统，赋予系统更高的智能调配作用，可以把混合动力系统推广到拖网渔船和围网渔船上。

为自动化精确获取头足类动物的角质颚色素沉积占比，本研究采用Mask-RCNN深度学习的神经网络模型，实现对角质额及其色素沉积的图像识别和分割，提出了一种基于面积获取的自动化测量角质颚色素沉积占比新方法。首先对角质颚及其色素沉积进行轮廓标注，将所得结果转化成训练集导入到残差网络（Resnet50）中，提取角质颚及其色素沉积的数字特征。基于特征金字塔网络（Feature Pyramid Networks，FPN）将各层特征加以融合；再利用区域候选网络（Region Proposal Network，RPN）对特征加以学习并生成候选框；最后，对候选框进行非极大值抑制（Non-Maximum Suppression，NMS），得到角质颚和色素沉积的候选区域，从而实现了角质颚色素沉积占比的自动化精确获取。结果显示：利用Mask-RCNN的分割精度为93.60%，色素沉积精度为92.47%，下颚为91.78%，色素沉积为88.78%。研究表明，Mask-RCNN深度学习网络模型可以较好地测量角质颚及其色素沉积的量化占比，本研究为头足类摄食动物的研究提供参考。

针对海洋浮标数据存在被黑客攻击、窃取的问题，在分析北斗海洋浮标系统工作原理的基础上，设计了基于属性基加密的海洋浮标数据安全管理系统。在该系统中设计了数据加解密、数据管理和密钥管理的子系统，设计了包括数据的存储以及数据的请求两个业务流程，做到了对数据的细化到用户属性的安全管控。在此基础上，基于开源的JPBC密码库和主流的前后端技术实现了该系统，并对多种加解密方案的从加密效率、密钥安全和数据共享等方面进行了对比分析。结果显示：本研究所采用的加密方案具有显著优势，与传统的浮标数据管理系统进行对比，该系统融合了对称加密与属性基加密技术，实现了浮标数据的安全保护与数据的细粒度共享。本研究成果可以为浮标数据的信息安全管理，推动渔业信息化、现代化的发展提供参考。