1962年,美国生态学家H.T.奥德姆[注]首先使用生态工程的概念,提出了生态工程学。但池塘生态工程的形成在中国具有久远的历史。18世纪时,中国江苏、浙江、湖南、广东等地区池塘养殖中出现的“桑基渔业”“蔗基渔业”“蓄基渔业”“果基渔业”等养殖模式已非常发达,这些养殖模式的兴起已初步体现了池塘生态工程的理念。20世纪80年代后期,在总结传统的“渔-农-牧”复合生态生产经验基础上,将渔业、种植业、畜牧业、加工业、环保业等结合起来,形成多种种养结合的复合生态种养模式,也就是形成了更多类型的池塘生态工程类型。
随着20世纪末配合饲料技术和产量的大步提高,池塘养殖密度和产量也稳步提高,与之伴随的是池塘水质的恶化和池塘浮游植物优势种类的变化,如水体氨氮和亚硝态氮浓度提高、溶解氧浓度的降低、池塘蓝藻水华的出现等,这些变化会影响鱼类成活、生长和繁殖的各个方面,使得更多的生态工程被应用到水产养殖池塘中,也形成了更多形式的池塘生态工程。在实际养殖池塘中,可以搭配使用多种生态工程。
从调控方式来分,池塘生态工程可分为物理调控、化学调控和生物调控。物理调控主要通过物理学方法对水体进行调控,比如通过扰动水体提高水体溶解氧浓度,通过机械扰动搅起池塘底质。化学调控指通过化学方法调控水质、底质等,比如通过添加生石灰调节水体pH,通过施肥调节水体的营养盐水平等。生物调控通过生物学方法调控池塘,比如种植植物吸收水体营养盐,施用微生态制剂调控水体微生物群落结构等。
从调控对象来分,池塘生态工程可分为水质调控、浮游生物调控、微生物调控和底质调控,主要是针对水质、浮游生物、微生物或者底质进行重点调控,但是由于池塘生态系统各组成部分的相互影响,往往在调控其中一种的同时会影响其他部分,而且池塘生态工程在运行过程中往往会同时对池塘的多个方面产生调控作用。
池塘生态工程通过池塘生态系统中浮游生物、底栖生物、高等水生生物、微生物等充分利用空间和资源以及遵循地球化学循环规律,充分实现物质和能量的多层次、多途径地利用与转化,能够合理地利用自然资源,保持池塘生态系统多样性、稳定性和高效、高生产力功能。池塘生态工程以生态学原理为指导,通过生态工程化技术,能有效解决池塘养殖与环境问题,尤其是水质和底质环境,使池塘养殖环境始终适合水产养殖要求。
池塘生态工程的主要应用形式有:人工湿地、氧化塘、高效藻类塘、生物浮床、生态坡、生态沟渠、品种搭配、立体养殖、跑道养鱼、循环水养殖系统等。