2020年农业农村部启动实施水产绿色健康养殖技术推广“五大行动”，旨在利用时下前沿技术指导养殖活动，在新式的循环水养殖系统中随着养殖产量的上升，二氧化碳对鱼类的影响被人们所关注。当前对于二氧化碳在循环水中的流转缺乏系统性整理，循环水系统有处理二氧化碳的必要且处理方法尚需改进。因此，本研究通过汇总整理国内外文献，概述了现如今发展趋势与主要创新性成果。具体包括：探讨二氧化碳与碱度、pH、二氧化碳分压的关系，需要进一步探究多参数在昼夜中的协同作用；着眼二氧化碳导致的高碳酸血症和肾钙化等问题，未来需要深入研究长期暴露对鱼体生长和健康状况的影响，通过添加化学试剂、改善曝气方式、筛选优质处理生物来降低二氧化碳在循环水养殖系统中的含量，需要设计新式反应器以提高固定效率。本研究为循环水养殖中的二氧化碳积累有效去除提供解决办法和理论依据。

针对鱼类目标检测存在精度低和计算量大的问题，提出了一种基于改进YOLOv8模型的轻量化鱼类目标检测方法YOLOv8-FCW。首先，引入FasterNet中的FasterBlock替换YOLOv8中C2f模块的Bottleneck结构，减少网络模型的冗余计算；其次，引入注意力机制CBAM(Convolutional Block Attention Module)，实现高效提取鱼体特征，提升网络模型检测精度；最后，引入动态非单调聚焦机制WIoU(Wise Intersection over Union)替代CIoU(Complete Intersection over Union)，加快网络模型的收敛速度，提升网络模型的检测性能。结果显示，与原模型相比，改进YOLOv8-FCW模型精确率提升了1.6个百分点，召回率提升了5.1个百分点，平均精确率均值提升了2.4个百分点，权重和计算量分别减少为原模型的80%和79%。该模型具有较高的精确率和较强的鲁棒性，该研究能够帮助养殖者精确计算鱼群数量，提高养殖效率。

切割在鱼类产品初加工中占据着至关重要的地位。人工使用金属刀具由于效率低、精度不高、易滋生细菌等缺点，难以满足市场对鱼肉切割制品高精度、高质量的要求。因此，使用新型切割技术代替金属刀具，加入智能化控制代替一部分人力是必然趋势。本研究综述了绿色新型切割技术中水刀和超声刀的研究进展，及其在鱼肉和食品切割中的应用现状，横向对比了两种技术目前的优缺点以及适用场景和适用对象；概述了智能化技术在鱼肉切割中代替人工的可能性，如机器视觉代替人眼规划切割路径，质构和仿真技术代替人手调整切割工艺参数，多传感器数据融合代替人脑做出切割决策，并归纳了3种技术目前面临的挑战和优化方向；总结了新型切割技术和智能化系统的未来发展方向，通过技术的更新和升级，提高智能化技术的稳定性和鲁棒性，推动鱼肉切割的智能化和数字化发展。本研究可为相关研究人员和企业提供参考，以促进新型切割方式在鱼肉产品加工行业中的发展，提高鱼肉切割的自动化和智能化水平，实现鱼类产品的高效、多样化、优质生产，以满足不断增长的市场需求。

为实现水产养殖业节能减排、低碳高效和可持续发展，必须解决传统池塘养殖尾水处理问题。根据典型池塘养殖尾水污染物特性，全面总结国内外淡水池塘养殖尾水的处理方法和技术特点；对比了“三池两坝”“集装箱＋生态塘”“生态湿地”等典型池塘养殖尾水处理模式；分析了竖流沉淀、旋流分离、滤筛、气浮等物理净化技术以及臭氧-微纳米浮选、新型生物膜反应器过滤、絮凝、微生物制剂、活性污泥、水生植物等化学及生物净化技术；指出了该领域的热点研究方向和关键技术问题，包括发展“节能、减排、生态、高效”集约化池塘养殖模式、研发养殖尾水专用处理装备、提高净化效率和占地面积等，可为池塘养殖尾水处理技术及相关装备研发提供一定的理论参考。

生物絮团技术（Biofloc Technology，BFT）在实际应用中易受养殖环境影响产生波动，水处理效率相对较低，后期产生大量的悬浮颗粒物会影响养殖生物健康。因此，采用多种技术方法提升生物絮团系统水质净化功能具有重要意义。本文结合生物BFT原理及应用中存在的问题，综述了各种BFT强化及联用方法、原理、应用效果和适用范围。结果表明，培养硝化型生物絮团能够降低养殖系统有机碳源和溶氧的需求，减少悬浮固体含量；构建生物絮团反应器能够培养高浓度生物絮团，提高含氮化物去除效率。添加益生菌、藻类和基质可以提高养殖生物生长性能和免疫能力，增加微生物多样性，提高氮磷和有机物的去除效率；BFT联合综合营养级水产养殖系统、循环水养殖系统、鱼菜共生系统可以提高营养物质利用率，提高养殖生物产量，降低系统运行成本；展望了BFT强化及联用方法的研究方向与应用前景，认为BFT强化及联用是提高水产养殖系统效率、降低环境风险的关键，随着研究深入，必将推动水产养殖业可持续发展。

智能投喂策略是实现工厂化循环水养殖过程中饲料高效利用、降低养殖成本的关键。提出一种结合水面图像纹理判别和YOLOv5-BCH残饲检测的智能投喂策略。首先，以平静水面为基线，通过摄食过程水面图像纹理特征获得残饲识别帧；其次，通过采用BottleNet-CSP模块与CBAM模块分别对YOLOv5的Backbone和Neck端进行改进，增强了深度神经网络在空间和通道维度上的特征表示能力，且有效融合了多尺度特征。同时在Head部分设置3个微尺度检测头增强对水面小目标特征的捕捉能力，使mAP0.5、mAP0.5:0.95和精确率分别提升40.26%、15.59%和37.85%；最后，设计智能投喂系统并采用“试投+单轮多次”自适应投喂策略，有效降低了劳动力投入及饲料浪费。研究表明，该系统可代替人工实现全流程智能化投喂，为工厂养殖饲喂环节实现无人化提供参考。

被动声学监测(Passive acoustic monitoring，PAM)技术可在对水生生物不造成干扰或损害的情况下获取水生生物的声音信息，并利用这些信息进行各种生态研究和管理活动。随着对虾养殖技术的不断提高和进步，对虾的养殖密度持续增加，饲料利用率低、水质恶化等问题严重制约对虾的快速发展。利用被动声学监测技术来实现智能化的自动投饲系统，提高饲料利用率和缓解水质恶化是解决上述问题的主要途径。文章主要阐述了对虾的摄食和其影响因素，总结了近些年来被动声学监测技术在对虾摄食发声信号的研究进展和应用情况，分析了被动声学监测技术的优缺点，并针对存在的问题提出未来发展的趋势，以期为自动投饲系统走向智能化提供参考。

为探究刺参（Apostichopus japonicus）循环水养殖系统中不同饲料粘合剂对系统水质以及刺参生长和肠道微生物的影响，设置了无粘合剂添加的对照组（D1组）和分别添加5%红薯淀粉（D2）、黄原胶（D3）、瓜尔胶（D4）、卡拉胶（D5）的4个处理组，每组设3个重复。采用（20.0 ± 5.0）g规格的刺参，在刺参循环水养殖系统中饲养42 d，测定了养殖水质、刺参体质量变化和肠道微生物组成，并运用Kruskal-Wallis秩和检验对刺参肠道微生物进行组间差异显著性分析，采用冗余分析和典型关联分析对水质与肠道微生物进行相关性研究。结果显示：粘合剂的添加对水质有优化作用，其中瓜尔胶组水质最佳；红薯淀粉和瓜尔胶组的刺参特定生长率和饲料转化率显著高于其他组（P<0.05），且刺参出皮率提高。刺参肠道优势菌门为变形菌门，拟杆菌门等，优势菌科为弧菌科、红杆菌科等；红薯淀粉组的刺参肠道微生物丰富度和多样性最高，且肠道中黄杆菌科等有益菌丰度升高。水质与刺参肠道微生物存在显著相关性，在科水平上，氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮与弧菌科、希瓦氏菌科呈正相关，与黄杆菌科、肠杆菌科呈负相关。研究表明：综合考虑水质、刺参生长及肠道微生物情况，在刺参饲料中选择红薯淀粉或瓜尔胶作为粘合剂，更有利于刺参的健康养殖及循环水养殖系统中良好水质的维持。

水产养殖管理中，精准分割图像中的鱼类生长管理至关重要，但水下环境复杂，图像质量低，现有分割方法面临精度低、泛化能力弱等挑战。提出了一种改进Segformer模型（FT-Segformer，简称SegFT）的水下鱼类图像分割方法。首先，利用四层transformer block提取输入图像高分辨率到低分辨率的不同尺度特征。在解码器部分，借助特征金字塔融合机制增强上下文感知；然后，利用转置卷积还原特征图维度，进一步提升特征学习的效果；最后，构建了一个用于模型评估的真实水下养殖环境的锦鲤数据集UAGF，并在该数据集上进行相关验证试验。结果显示：该模型在mIoU、mPA和mRecall等评估指标上均优于现有方法，分别提升了1.76%、0.39%和0.19%，在mIoU指标上， SegFT分别超越了U-Net、PSPNet、HRNet、Deeplabv3+模型1.92、3.73、3.07和3.58个百分点。研究表明，所提出的方法在复杂的水下环境下，具有显著的有效性和鲁棒性。分割性能上优于现有的监督图像分割方法。

为解决养殖工船养殖舱壁固体废料附着堆积，人工清洁效率低，不能及时清理等问题，设计了一种适用于养殖工船养殖舱的清洁系统。该清洁系统结合养殖舱的养殖特点，设计有清洁装置、绕行装置、传动装置以及排污系统。通过仿真试验分析，得到系统合适的运行速度，清洁装置不同工况下的清洁效率。结果显示，系统的运行速度应该控制在0.5 m/s以内，运行速度越慢，系统的清洁效率越高，提高毛刷的转速能够有效提高清洁效率。毛刷在单位路径下的工作圈数与清洁效率正相关，当运行速度为0.2 m/s、转速为190 r/min时，清洁效果比较理想。清污刮板为30°时，可有效清除残留附着物。研究表明，该清洁系统可解决养殖舱在养殖过程中的清洁问题，且结构紧凑有效，具有较高的工作效率和性价比，有较好的推广价值。

三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）是一种具有重要经济价值的甲壳类动物，性别分类的准确性对于优化水产养殖策略和提高海产品加工效率至关重要。本研究提出了一种基于深度学习的自动性别分类方法，采用了增强型卷积神经网络模型SE-ResNet18。该模型结合了Squeeze-and-Excitation（SE）模块和全局平均池化，通过数据增强和优化算法对包含大量雌雄梭子蟹图像的数据集进行了训练和验证。结果显示，SE-ResNet18的总体分类准确率达到99.5%，相比ResNet-18提高了近4个百分点，其中雄性梭子蟹的分类准确率为99.68%，雌性梭子蟹为99.74%。研究表明，SE-ResNet18在三疣梭子蟹的性别分类任务中具有极高的准确性和鲁棒性，能够高效地完成自动化分类任务。

在水产养殖过程中，及时准确地获取鱼苗形体尺寸十分重要。传统人工取样测量方式费时费力，无法满足智慧水产发展的需求。以体长分布在20~100 mm的草鱼 (Ctenopharyngodon idella) 鱼苗为对象，提出了一种基于视觉的鱼体体长快速测量方法，可在无参照和非接触情况下对试验鱼苗进行快速准确体长测量。首先利用RGB-D相机获取目标深度信息和灰度图像，通过图像处理完成目标鱼体与背景分割；进一步对可能存在的粘连鱼群图像提取对应的凹区域和凹点，完成基于凹点的鱼苗个体分离；然后利用改进的细化算法提取鱼体骨架，并筛选出骨架关键点；最后结合图像深度信息完成骨架点三维坐标的转换，实现鱼苗全长准确测量。结果显示，该方法对试验鱼苗全长测量的平均绝对误差为1.62 mm，平均相对误差为4.24%。研究结果可以为水产养殖业分级饲养、智能投喂等应用提供非接触测量技术支持。

为解决水下图像常见的色彩偏差和低对比度等问题，提出了一种基于轻量级非线性无激活网络的水下图像增强方法。该方法的核心主要由多个非线性无激活模块级联构成，摒弃传统激活函数，旨在实现更高效的信息传递和特征提取。此外，集成的层注意力机制能够识别并利用跨层特征间的依赖性，动态分配特征权重，强化关键特征。试验结果显示，在LSUI(Large Scale Underwater Image)数据集上，该模型与FUnIE-GAN及Shallow-UWnet相比，在SSIM指标上分别实现了8.17%和4.13%的提升，使得增强后的图像在颜色准确性、细节保留等方面取得显著改善；同时，模型的参数量分别降低98%和50%，显著提高了在设备性能受限环境下应用的可行性。研究表明，该方法不仅有效校正了水下图像的色彩偏差等问题，其轻量级特性还极为适合部署于低配硬件上，为水下成像技术的实际应用提供了强有力的支撑。[] [] 

为解决传统鱼类缺氧检测方法准确率不高、需耗费大量人力的问题，提出了一种基于Prune-YOLOv5s的养殖鱼类缺氧风险评估方法。该方法首先采集鱼类缺氧进行水面呼吸（Aquatic surface respiration，ASR）时的数据集，并训练YOLOv5s模型，然后用经轻量化改进的YOLOv5s模型实时检测鱼类缺氧进行水面呼吸的行为，并引入鱼类ASR系数，设计鱼群缺氧评估模块实现鱼类缺氧风险评估。最后通过鱼类缺氧实验对改进前后YOLOv5s模型性能以及缺氧评估模块的准确率进行测试。结果显示：与原模型相比，Prune-YOLOv5s模型的性能得到明显提升，其中综合性能最优的65%_Prune_YOLOv5s模型，模型大小缩小至原模型的45.3%，在检测精度上提升0.6%，在推理速度上提升23.8%，在检测速度上提升31.4%。鱼群缺氧评估模块在测试集中的准确率可达97.4%，在鱼类缺氧实验周期中表现良好。研究表明，基于Prune-YOLOv5s的养殖鱼类缺氧风险评估方法能有效检测鱼类缺氧情况，准确给出风险提示，将在实际应用中具有较好的可行性。

针对生鲜虾夷扇贝人工开壳存在开壳难和效率低，传统热处理开壳易影响生鲜品质等问题，提出了基于瞬时热处理的虾夷扇贝精准开壳方法。为了探明虾夷扇贝的瞬时热处理的精准开壳方法，通过测定虾夷扇贝的体型特征参数，构建精准化蒸汽喷射开壳方法；对比不同瞬时热处理条件下虾夷扇贝的开壳完整率、色差、汁液损失率等，结合感官评价分析，确定最优的瞬时开壳参数。结果显示：相对于140 ℃蒸汽，在160 ℃蒸汽作用下，虾夷扇贝的开口宽度更大，开壳拉力值更小，开壳完整率更高，因此确定瞬时热处理的热源温度为160 ℃；蒸汽喷射时间越长，虾夷扇贝的开壳难度越小，开口宽度越大，综合感官评定，确定瞬时热处理的蒸汽喷射时间2 s。壳长110~120 mm，壳厚22~25 mm，质量为100~125 g/枚的虾夷扇贝，采用蒸汽喷射(160 ℃、2 s)，虾夷扇贝开壳后的开壳完整率100%，汁液流失率0.86%。研究表明，采用瞬时热处理精准开壳能够较好地保持虾夷扇贝生鲜品质，为其自动化加工提供理论依据。

为解决水下图像常见的颜色失真、对比度降低以及有监督方法在缺乏大规模成对的高质量水下图像数据集支持时效果一般等问题，提出了一种无监督水下图像增强方法，该方法利用条件变分自动编码器（cVAE）结合概率自适应实例归一化（PAdaIN）以及多色空间拉伸技术，旨在提高生成图像的视觉质量，确保生成图像与原始输入图像在视觉上具有一致性。此外，多尺度残差连接模块有效减少了非关键信息的传递，进一步提升了模型的性能。该方法提供了一个以依赖参考图像作为训练数据的替代方案。结果显示，该方法在测试集上的峰值信噪比（PSNR）和结构相似性指数（SSIM）分别比FunieGAN和Water-Net提升12%和3%，显著改善了增强后图像的视觉效果，同时，该方法在不同测试集上的优异表现也验证了其良好的泛化能力。研究表明，该方法在无需参考图像的情况下，显著改善了水下图像的质量，有效提升了图像的细节和色彩校正，为水产养殖和海洋监测提供了一个有效的解决方案。

随着扇贝增养殖业的迅猛发展，中国已成为全球重要的扇贝生产国。然而，中国扇贝捕捞技术与装备相对落后，存在捕捞效率低、碎贝量高，以及海底生态环境破坏等突出问题。因此，开发环境友好型捕捞技术与装备对于推动扇贝增养殖型海洋牧场建设具有重要意义。综述了国内外扇贝捕捞的主要技术和装备类型，包括扫荡式、挖掘式、防误捕式、水动力式和抽吸式捕捞技术，以及配套的机械化卸贝装置。通过比较分析，评估其在基础研究、捕捞效率、结构设计、生态影响等方面的优缺点及实际应用效果，梳理了中国扇贝捕捞技术装备存在问题，总结了环境友好型捕捞技术与装备的未来发展方向，通过生态惊扰机理研究和环境友好型装备研发，集成智能化监测管理与控制技术，实现渔业智能化生产和环境保护协调发展，促进中国扇贝增养殖产业健康可持续发展。

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）产业发展迅速，然而仍面临智能化水平偏低的问题，在养殖过程及加工产业中主要通过人工肉眼观察克氏原螯虾规格及完整性并作出相关判断。为解决克氏原螯虾的智能识别问题，提出基于YOLOv8n识别克氏原螯虾的虾体、虾尾及螯足的算法。通过将原有损失函数CIOU替换为MPDIOU，并引入尺度因子ratio控制辅助边框的尺度大小用于计算损失，与MPDIoU损失函数相结合，提高边界框回归的准确性和效率，实现对克氏原螯虾虾体、虾尾及螯足的精准识别，为研究其分级智能化提供思路。结果显示，在YOLOv8n模型中加入Inner-MPDIoU的算法训练结果相比原有的CIoU损失函数识别率有所提高，mAP0.5-0.95从83.7%达到了90.8%。研究表明，该算法模型有助于对克氏原螯虾的主要部位实现精准识别，对研究克氏原螯虾的智能化精准分级具有重要推动作用。

为了进一步研究封闭式循环水养殖系统在海水鱼育苗生产过程中应用的可行性，采用物质平衡相关原理，结合循环水养殖水处理设施设备构建技术，优化了水处理工艺流程并设计了生物滤器体积与循环量等关键参数，构建了一套封闭式可控型循环水育苗系统。设计了2路水处理环路，集成构建了育苗池双排水、竖流沉淀、移动床生物过滤等高效水处理技术和装备。使用该育苗系统开展虎龙杂交斑（Epinephelus lanceolatus♂×E. fuscoguttatus♀）育苗试验，重点考虑溶氧、pH和氨氮3个水质指标及全长、体质量和出苗率3个生长指标。结果显示：仔稚鱼生长情况良好，平均全长（75.1±0.55）mm，平均体质量（9.2±0.42）g，出苗率16.28%。水质检测结果显示：温度26.8~27.7℃，溶氧6.6~7.2mg/L，pH平均为8.31、总氨氮平均质量浓度为（0.183±0.191）mg/L，水质情况良好。经济性分析结果表明：单茬利润1.86万元，年利润5.58万元（按1年3茬计），具有良好的经济效益。该研究可为工厂化循环水育苗系统应用及推广提供技术支持。

罗非鱼养殖排放尾水特征及沉降特点是影响尾水处理沉淀池设计的关键因素，也是实现尾水高效处理的前提和基础。本研究以海南罗非鱼养殖尾水为研究对象，通过对养殖排放尾水和周边环境进行污染监测及静沉降试验，测定水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODMn)、悬浮颗粒物(TSS)浓度，分析总结罗非鱼养殖尾水中污染情况及尾水处理合理沉降时间。结果显示：罗非鱼养殖尾水中TN、TP、CODMn和TSS的质量浓度范围分别为2.00~15.60、0.59~2.74、17.20~20.40和2.50~144.00 mg/L；养殖池周边水体TN、TP、CODMn和TSS的浓度范围分别为2.20~5.80、0.44~3.21、4.05~18.95和55.00~152.00 mg/L；养殖尾水中颗粒态氮(TPN)、磷(TPP)平均占比分别为20.80%~62.80%、50.80%~74.90%。尾水经静沉降处理24 h后，上层水体中TSS的下降率达到83.08%，静沉降处理48 h后TSS质量浓度下降84.62%，沉降效果趋于稳定。综合考虑，尾水静沉降时间建议选24 h可有效去除水体中悬浮污染物。

保证养殖水体适宜的溶氧浓度对养殖鱼类的健康生长至关重要。为满足养殖工船超大封闭水体及高密度养殖的需氧要求，以氧锥作为研究对象，建立氧锥尺寸模型，根据双膜理论与菲克定律以及增氧机增氧能力试验标准，开展氧锥增氧性能试验。结果显示：氧锥出口的溶氧质量浓度能达到40 mg/L，超饱溶氧接近400%，实现超高溶氧饱和度；在氧气进气量为7.6 m3/h，氧锥操作压力为0.07~0.25 MPa条件下，增氧能力受操作压力影响不明显，但是最佳进气量范围受操作压力影响显著。操作压力越大，当氧气进气量增大时，越不容易形成大气泡析出水面，从而保持较高的氧气利用率；在氧气进气量大于6.5 m3/h，操作压力为0.07~0.25 MPa，每个养殖舱配置1个氧锥能满足养殖舱氧量需求。本研究为大型养殖工船增氧设备的工程设计及稳定高效运行提供了基础数据。

南极磷虾受热易使营养物质降解，为探索蒸煮对南极磷虾中虾青素稳定性的作用规律，将流水解冻的南极磷虾沥水后置于恒温环境进行隔水蒸煮，蒸煮温度为60、70、80、90、100℃，蒸煮时间为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 min，基于不同蒸煮条件下南极磷虾含水率、蒸煮损失率和虾青素保留率变化情况，分析虾青素降解过程，并建立降解动力学模型。结果显示：在低温或短时条件下，含水率和蒸煮损失率无显著变化；温度上升或时间延长，虾青素保留率呈下降趋势；试验条件下，虾青素降解符合一级反应动力学模型，温度上升，虾青素降解速率增大，半衰期和降解90%所需时间减小，降解数学模型为k=0.002 8 T-0.088 8，R2=0.966 4。研究结果对于了解南极磷虾在蒸煮过程中虾青素的稳定性具有参考意义，可为南极磷虾加工和利用提供理论参考。

为研究饥饿与恢复投喂对大黄鱼的影响，试验以初始体质量为(122.62±11.08) g，体长为(17.9±1.04) cm的大黄鱼为样本，试验分成5组，分别饥饿0d(S0)､饥饿2d(S2)､饥饿4d(S4)､饥饿8d(S8)､饥饿16d(S16)后再恢复投喂至第32天。结果显示：各组大黄鱼饥饿时体质量呈现降低趋势。恢复投喂后，在试验结束时所有饥饿组仅表现出部分补偿生长能力，其中S8组和S16组补偿生长能力较低。血清中甘油三酯以及碱性磷酸酶（AKP）､酸性磷酸酶（ACP）随饥饿时间的延长均降低。试验结束后，其指标在再投喂8 d后恢复不明显。此外，皮质醇浓度和超氧化物歧化酶（SOD）活性在饥饿8d时升至最高，再投喂后恢复不显著。大黄鱼肠道组织结构与其生理生化变化趋势基本一致，肠绒毛高度和肌层组织厚度均在饥饿8 d时降至最低，而再投喂后恢复并不明显。肠道中IL-1β、IL-10和TNF-α基因表达量随饥饿升高，S4组最高，恢复投喂后表达量下降。研究认为：在本试验条件下，饥饿胁迫持续8d及以上会对大黄鱼产生显著影响。因此为保证饲养效果，建议大黄鱼的饥饿时长宜控制在8d以内。

为满足海洋牧场环境监测需求，研制了一种海参底播养殖环境理化指标与视觉监测平台。通过构建数值模型，进行了结构强度分析。基于三维势流理论，建立了风浪流耦合条件下的平台运动响应模型，并利用AQWA软件分析最大重心幅度变化规律。通过优化系泊参数，实现了系泊系统的优化。结果显示，在风浪流耦合作用下，平台重心的最大幅度值被确定为危险工况。当导缆孔位置降低至水下0.5 m时，平台的横摇、纵摇和艏摇幅值分别减少50.6%、61.7%和43.4%；当缆绳长度降至70 m时，这些幅值分别减少28.4%、47.7%和32%。优化后的系泊系统安全系数为1.89，高于允许安全标准1.67。为验证数值模型的准确性，在台风“格美”影响期间进行了实测。海上实测横摇、纵摇、艏摇的最大角度分别为-6.399°、-1.329°和0.774°，与模拟结果相差约2°。模拟与实测的系泊力系数分别为3.63和3.92，且升降趋势基本一致，验证了数值模拟的准确性和安全性。本研究结果为海洋牧场环境监测平台的设计与推广应用提供了理论和技术支撑。

近年来陆基水产养殖业快速发展，在增加水产品产量的同时也产生了大量的残饲粪便。然而海水养殖残饲粪便因含盐一直未能建立合理处理方式，以海水养殖残饲粪便为原料制备生物炭（BC700），并采用不同方法进行改性，研究了不同生物炭对水体中PO43-、NO3-､NO2-和NH4+的去除率、吸附动力学及去除机制。结果显示：碱、酸和金属负载改性分别使BC700比表面积显著增加39.8%（生物炭K）、88.1%（生物炭P）以及72.9%（生物炭Fe）。所有生物炭均含有-OH和/或苯酚、C-O、-CH3、芳香族C=O和C=C基团。改性显著提高BC700对水体中NH4+的去除率，生物炭Fe对水体PO43-、NO2-、NH4+的去除率最高。不同生物炭对PO43-和NH4+同时存在物理吸附和化学吸附，生物炭对NO3-和NO2-的主要吸附机制可能是化学吸附。该研究成果为海水养殖残饲粪便的资源化利用提供了新视角，助推水产养殖绿色可持续发展。

海水养殖网箱网衣的完整性对于维护养殖效率和生态平衡至关重要。破损的网衣不仅会降低性能，还可能引起养殖生物逃逸，导致经济和生态的双重损失。为评估网衣破损对水动力特性及流场的影响，并探索损伤的初步定位和严重性评估方法，以指导网箱维护策略的优化，建立了基于ANSYS Workbench的单向流固耦合数值模型，流体域中模拟网衣周围的流场，同时将网衣表面所受压力等数据传递到固体域，计算网衣在流体载荷作用下的变形和应力分布，获得了不同破损程度网衣在0.1~1 m/s流速下的流场特性及动力响应。结果显示：网衣阻力与流速呈二次方增长关系，破损程度的增加导致阻力下降，尤其在破损较大时阻力减小显著。流速衰减率在不同破损程度下相对稳定，表明网衣破损对整体流速衰减率的影响有限。在0.5m/s流速条件下，破损网衣前方流速衰减区影响有限，但破损使得网线间流速加快现象更明显，对后方流速衰减区造成显著干扰。网衣整体的最大变形与最大应力并未因破损程度的增加而显著变化，但破损区域附近的应力有明显增大。该研究不仅增进了对网衣水动力特性的理解，而且为海水养殖网箱的设计、性能评估和风险管理提供了重要的技术支撑。

为有效改善广西北部湾海域竹木材质牡蛎筏式养殖装备在长期使用过程中出现的结构损坏与环境污染现象，提高其抗风浪能力，以广西北部湾海域常见长15 m、宽12 m单筏为例，选用HDPE材质筏式养殖装备作为研究对象，采用AQWA软件建立水动力分析模型，并基于频域分析和时域分析方法，以系泊长度与系泊角度作为响应指标，开展筏式养殖装备水动力特性及运动响应研究，获取筏式养殖装备各自由度运动响应和系泊张力变化规律。结果显示：在7级疾风海况迎浪条件下，不同系泊长度与系泊角度下，筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力均发生显著变化，在系泊缆绳长度与水深之比l/d =1.08和系泊缆绳夹角小于30°时筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力较小，确定该条件下为最优系泊形式。结论：通过理论和数值仿真分析，为筏式养殖装备面对不同海况下结构状态与安全性提供参数对比和预警，同时也为HDPE材料更好地应用到筏式养殖装备提供理论参考。

草鱼疫苗注射主要依靠人工注射，具有劳动强度大、注射效率低、注射位置非标准化和注射精准度差等缺点，严重制约水产养殖的发展。根据草鱼疫苗注射特点，制定了疫苗自动注射作业策略，通过开展鱼苗姿态自动识别与快速调整、注射工位自动分配、鱼体输送与拨杆LS-DYNA动力学仿真分析、鱼体柔性固定与快速注射等技术研究，研制了疫苗自动注射样机，以100 ~120 mm长的幼草鱼为自动注射对象进行试验。结果显示：草鱼疫苗自动注射装置产量约为900尾/h，试验幼鱼注射疫苗后3周内的存活率达到98.3%，存活率较人工疫苗注射提高4%。该装置实现了草鱼幼苗的高效连续注射，提高了水产养殖装备自动化水平，对纺锤形鱼幼苗的连续注射均具有参考意义，具有较高应用价值与经济效益。

为提高鲨鱼种群细粒度分类的准确率，解决数据集图像干扰因素多、图像局部关键特征提取不足、通道语义关联欠缺等问题，提出了一种基于改进双线性卷积神经网络B-CNN模型的DM-BCNN鲨鱼种群细粒度分类模型。首先，引入可变形卷积将原模型中的特征提取部分替换为DRAM_ResNet网络结构，提升模型对复杂非规则形状和局部结构的检测能力；然后在此基础上采用NAM注意力机制，加强模型对关键特征的识别提取能力；最后引入互通道损失函数，增强鲨鱼图像不同通道间的语义关联性，使得模型可以更全面地捕捉图像不同方面的信息。结果显示：改进模型DM-BCNN在Top-1准确率达到了96.12%，相较于原模型提升了2.51个百分点。研究表明，改进模型相比原模型在细粒度图像分类上的表现更加出色，对鲨鱼种群的细粒度分类识别更加有效。

循环水养殖具有节能、节水、环保等优点，是国内外先进养殖模式的代表模式之一。泡沫分离器作为循环水养殖系统的重要设备，其结构设计、操作管理对系统的净水效果有重要影响。目前泡沫分离器运行参数的调节管理参数大多依靠经验，缺乏理论支撑。以应用较广的射流式泡沫分离器为研究对象，采用计算流体力学（CFD）方法，探究射流式泡沫分离器在不同气水比条件下（1:2、1:2.5、1:3）泡沫的产生效率；采用实机试验探查不同气水比对悬浮颗粒物去除效率的影响。CFD结果显示气水比为1:2.5时，泡沫分类器产生的气泡数量最多；实机试验结果显示，当气水比为1:2、1:2.5、1:3时，泡沫分离器对固体颗粒的去除效率分别为35.23%±0.77%、44.85%±0.81%、44.52%±0.58%，其中气水比1:2.5、1:3的泡沫分离器相比于气水比1:2的泡沫分离器固体颗粒去除率显著性提高。综上，射流式泡沫分离器气水比建议设定为1:2.5，可获得较优颗粒物去除率及较好的出泡效果。本研究为优化泡沫分离器的运行参数提供了新的思路。

循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture Systems，RAS）中高溶氧浓度、低碳氮比等特点限制生物滤池反硝化性能，造成NO3--N累积，危害养殖动物健康，给水产养殖尾水达标排放带来挑战。本研究使用内循环生物脱氮装置对海水循环水养殖废水进行处理，探究了水力负荷（HLR）分别为1 m3/(m2·d)、2 m3/(m2·d)和3 m3/(m2·d)条件下装置中水质指标的变化情况，并在每阶段试验结束后取PCL和K3填料样本进行高通量测序，对其微生物群落特征及功能基因预测结果进行统计分析。结果显示：装置稳定运行期间，HLR为2 m3/(m2·d)时，NO3--N平均去除率最高，为67.31%±3.03%；NO3--N去除负荷随HLR的升高而上升，在HLR为3 m3/(m2·d)时，达55.38±6.13 g·N/(m3·d)。门水平上，PCL样本与K3样本中的优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）；属水平上，具有反硝化功能的红杆菌科未知属（unclassified_f__Rhodobacteraceae）和鲁杰氏菌属（Ruegeria）在PCL填料与K3填料生物膜中均占据主导，这2种微生物为影响装置脱氮效能的关键属水平微生物。功能基因预测结果表明，当HLR升高时，参与反硝化作用的硝酸盐还原酶（EC 1.7.99.4）、亚硝酸盐还原酶（EC 1.7.2.1）、一氧化氮还原酶（EC 1.7.2.5）和一氧化二氮还原酶（EC 1.7.2.4）的丰度升高。研究表明，生物脱氮装置可将HLR定为2 m3/(m2·d)，并在装置中定植、培养红杆菌科未知属和鲁杰氏菌属这两种细菌。该研究成果可为实际生产中生物脱氮装置HLR的设计提供参考，为相关脱氮效能的研究提供了新思路。

为响应联合国粮农组织（FAO）提出的“蓝色倡议”和海洋经济可持续发展要求，降低某40 m远洋围网渔船整个营运周期的能耗和运营成本，提高远洋渔船的能效管理技术水平，本研究依托渔船数字化研发平台，基于雷诺平均方程法（RANS），运用计算流体力学（CFD）分析软件STAR-CCM+对该远洋围网渔船不同吃水、不同纵倾状态下的船舶阻力进行仿真计算，分析其阻力的变化规律并寻找不同吃水不同航速下的最佳纵倾角度，针对围网渔船完整营运周期中关键工况点的排水量和航速需求，建立全工况最佳纵倾操作手册和主机功率的经济性选择方案，并通过船舶正浮状态和最佳纵倾状态能耗对比计算验证纵倾优化的实际节能效果。研究结果可为同类型远洋渔船的节能减排优化设计和运营管理提供案例参考。

为评估设施甲鱼养殖中隔污装置对水质的改善效果。使用72只质量约为300 g的甲鱼，在实验室条件下以配备与未配备隔污装置的小型甲鱼养殖池作为试验组和对照组，测定了氨氮、浊度、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐氮等水质指标的变化情况，并采用统计分析方法对数据进行处理。结果显示，试验组的氨氮质量浓度显著高于对照组，最高可达108 mg/L。对照组与试验组的浊度和COD平均变化率分别为14.2%、8.4%和39.5%、15.5%。养殖周期内，对照组COD、总磷和总氮的排放量分别为286.59 g、68.33 g和12.32 g；试验组则为92.21 g、46.01 g和5.07 g。研究表明，尽管试验组的氨氮质量浓度高于对照组，但隔污装置显著降低了浊度和亚硝酸盐氮质量浓度的平均变化率，并减少了养殖周期内COD、总磷和总氮的排放量。此外，换水周期延长至15 d，有效减少了换水量及污染物排放。这一结果表明隔污装置能够有效地隔离污染物，在提升养殖水质方面具有显著效果。

随着海洋牧场建设向纵深发展，环境监测平台已广泛应用于海洋牧场海水养殖环境监测中。针对生产使用的海洋环境监测平台数据采集吊舱布放回收过程中因受风、浪、流影响下出现的电缆断裂损坏问题，设计了一种海上平台吊舱减摇装置。基于牛顿第二定律建立了海上平台横摇、纵摇激励下的吊舱减摇装置动力学模型，并使用Matlab/Simulink软件进行了数值仿真分析，比较了有无减摇装置情况下吊舱摆幅的变化情况。结果显示：在有减摇装置的情况下，吊舱的面内角摆动幅度可减小约66.9%，面外角摆动幅度可减小约69%，平均减摇比为67.95%，在已有的理论基础上搭建了样机并进行了试验验证。 结果显示，吊舱减摇装置对吊舱的摆幅具有明显的抑制作用，面内角摆动幅度可减小约73.5%。研究表明，吊舱减摇装置对提高海洋牧场监测平台数据采集系统的可靠性与安全性具有重要的实践指导意义。

LED光源具有节能环保、光电转化效率高等优点，可满足工厂化养殖对绿色高效、智能化发展的需求。为探究LED养殖灯对生物絮团模式下凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）肌肉品质的影响，以凡纳滨对虾幼体（平均体长5.23±0.61 cm，平均体质量1.52±0.47 g）为材料，设置两个处理组：LED光照组（L组）和自然光照组（N组），进行为期8周的养殖试验。L组光照参数为蓝绿光混合（绿光545 nm，蓝光450 nm），光照周期15 L:9 D，光照强度2 000 Lx；N组光照参数为自然光谱，光照周期为12L:12D，光照强度400~1 000 Lx。结果显示，两组对虾肌肉常规营养成分（水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分）均无显著性差异（P>0.05）。两组对虾肌肉中均检测到18种氨基酸，L组对虾肌肉苏氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）、精氨酸（Arg）、甘氨酸（Gly）、∑EAA/∑NEAA显著高于N组（P<0.05），而必需氨基酸（EAA）、半必需氨基酸（HEAA）、呈味氨基酸（DAA）均无显著性差异（P>0.05）。两组对虾肌肉中均检测到37种脂肪酸，L组对虾肌肉中月桂酸（C12:0）、DHA、EPA+DHA含量显著高于N组（P<0.05），C21:0、C20:3n-3、C22:5n-6含量显著低于N组（P<0.05）。研究表明，在生物絮团养殖模式下，补充特定参数的LED养殖灯能够改善凡纳滨对虾肌肉营养品质。

随着海洋资源的持续开发利用，现代化海洋牧场与海上风电的融合已成为集约化利用海域空间、提高海洋资源利用效率的重要发展方向。本研究基于FVCOM海洋数值模型构建潮汐驱动的渤海三维双重嵌套高分辨率水动力模型，分析了人工鱼礁群与风机基础联合结构的水动力特征，以及人工鱼礁投放前后风机基础周围的水动力环境变化。对模型进行M2分潮调和分析、潮流流速大小与方向的验证，技能评估参数达到0.81以上，具有较高的模拟精度。结果显示：风电场区域的潮流特征呈东北-西南的往复流动；人工鱼礁群能在较大范围内显著降低风机基础周围的水平流速，普遍降低8%~15%，最高达到32.1%；人工鱼礁上方产生显著上升流，风机基础的来流近前方形成上升流，近后方形成下降流，两者的联合结构能够显著促进水体的垂向混合。研究结果可为海洋牧场与海上风电的融合研究提供新的案例参考。

为探究存贮温度对生物絮团反硝化性能的影响，试验收集凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖池中的生物絮团，分别密封保存于室温25℃(T25组)、低温4℃(T4组)、冷冻-20℃(T-20组)和超低温冷冻-80℃(T-80组)条件下，为期28 d。初始收集到的生物絮团对硝酸盐氮的去除速率为0.71±0.03 mg /(L·h)。保存前7 d，仅T-80组的生物絮团去除速率出现衰减。保存时长超过14 d以后，仅T4组的生物絮团反硝化性能未衰减。保存至第28天，T4组生物絮团对硝酸盐氮的去除速率为0.72±0.01 mg/(L·h)，显著高于T25组(0.52±0.02 mg/(L·h))、T-20组(0.57±0.03 mg/(L·h))和T-80组(0.52±0.02 mg/(L·h) )。显微结构观察表明，生物絮团保存 7 d与初始相比，T4组和T25组未出现明显变化，死亡细胞比例增加缓慢；保存至第28天，T4组生物絮团轻微变质，死亡细胞比例低，其他组别均出现生物絮团严重变质、死亡细胞比例较高的情况。综上，4℃是生物絮团反硝化性能短期保存的适宜温度。

为突破水质监测传感器普遍存在因长期浸泡水中而导致检测灵敏度下降和准确率降低等技术瓶颈，研制了一种升降清洗式水质传感器管控装置。该装置采用Arduino UNO R3作为主控板，结合SIM7020 NB-IoT模块和HC-05蓝牙模块，并基于Blynk平台开发移动端应用软件，用户可以通过手机实时查看和控制设备的运行状态，实现装置的远程和近距离双模式控制。传感器支架设计为可更换结构，能够灵活配置和调节传感器的摆放位置，通过自动化升降和清洗机制，装置能够定期清除传感器探头表面的污垢，确保数据的准确性和传感器的长期稳定运行。选取水质pH和溶氧传感器进行该装置的应用对比测试。结果显示：使用该装置的pH检测传感器的检测数值与采用国标法的pH检测仪检测数值的平均相对误差仅2.13%，而未使用该装置的平均相对误差高达9.51%，具有显著差异（P<0.05）；使用该装置的溶氧检测传感器的检测数值与采用国标碘量法检测数值的平均相对误差仅3.09%，而未使用该装置的平均相对误差高达10.92%，具有显著差异（P<0.05）。研究表明，该装置具有体积较小，系统运行稳定，探头清洗干净和适用场景广的优点，具有良好的推广和应用价值。

渔用声呐利用声波来探测水下鱼群分布和活动，通常采用全向发射或指向性扫描发射的方式实现对鱼群位置的初步探测。针对传统全向发射方式信号指向性较差，指向性扫描发射方式波束覆盖不均匀的问题，根据渔用声呐在实际捕捞场景中的需求，提出了一种基于旋转扇区扫描的改进方法。通过水声学算法仿真分析方法，分别仿真分析了扇区数量、边界角度等影响扫描发射性能的因素并进行了水池测试。仿真结果表明，采用4扇区旋转扇区的指向性扫描发射方式，在实现水平360°全向扫描的同时，提高了信号的指向性和探测区域的均匀性：主瓣强度相较全向发射提高8 dB，单个扇区中的发射波束最大强度差小于1.5 dB，波束宽度差在2°以内。综合现有测试条件，通过实验室水池测试了相邻两扇区发射扫描指向性。测试结果表明，所提出的设计方案在两扇区前方64°范围，指向性比全向发射平均高约8 dB，在提高探测效率和精度方面可行且有效，有助于在更广泛的范围内获得准确的鱼群信息。

Cruise-type aquaculture on deep-sea aquaculture vessels is an important direction for the development of modern marine fisheries. The article explored the effect of transverse rolling motion on the flow field characteristics in the tank based on FLOW-3D software, and calculated the removal of waste particles in the flow field under different transverse rolling conditions on this basis. The results showed that when controlling the period of transverse rolling, the flow velocity in the aquaculture tank increased slightly as the amplitude of the transverse rolling angle increased from 0° to 2°. When the amplitude of the transverse rolling angle was increased from 2° to 7°, the flow velocity in the aquaculture tank showed a large increase, and the v50% increased from 0.171 m/s to 0.477 m/s; the increase of the transverse rolling angle also made the overall distribution of the flow velocity more discrete. The flow uniformity index of the conditions with the transverse rolling angle amplitude of 2° or less is mainly concentrated in 0.8~0.85, while when the transverse rolling angle amplitude is increased to 3°, the flow uniformity of the aquaculture tank decreases significantly, and the flow uniformity indices of the water in the aquaculture tank are all less than 0.8. When the amplitude of the transverse rolling angle is certain, the transverse rolling period is shortened, the flow velocity in the aquaculture tank increases sharply, and the v50% of the flow velocity of each condition and the other quartiles show a linear growth trend while the uniformity of the flow of the water in the tank does not change significantly. For the removal of waste solid particles in the aquaculture tank, the whole process is divided into two phases with opposite effects when the period of transverse rolling and the properties of particles themselves are certain: From the time when the particles were released into the flow field to the 1000th s after the release, the smaller the amplitude of the transverse rolling angle was, the higher the removal rate was; thereafter, until the end of the calculation of the whole example, the larger the transverse rolling angle was, the higher the removal rate of the particles was. The period of transverse rolling had no effect on the removal of particles in the aquaculture tanks, and the time to reach the standard for particles removal was very close for each condition.