在全球氣候變化背景下 ，發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要戰(zhàn)略 。 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域作為碳排放的重要來源 ，其綠色轉(zhuǎn)型對實(shí)現(xiàn)國家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)具有關(guān)鍵作用 。 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)作為農(nóng)業(yè)的重要組成部分 ，在提供優(yōu)質(zhì)蛋白的同時 ，也面臨著資源消耗大 、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題 。地?zé)崮?/a>作為一種清潔可再生能源 ，與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合可形成獨(dú)特的低碳循環(huán)模式 ，既能提高養(yǎng)殖效益 ，又能減少碳排放 ，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價值。

1 張家口市地?zé)豳Y源分布與開發(fā)利用現(xiàn)狀

張家口市地?zé)豳Y源類型豐富多樣 ，以中低溫熱水為主 ，其水溫在 ２５ ～ ９０ ℃ 之間 ，廣泛分布于壩下山間盆地及中低山區(qū) ，像赤城 、懷來 、陽原 、蔚縣等地都有分布。 ２０２３ 年 ，陽原縣還首次探獲了中高溫地?zé)豳Y源 ，填補(bǔ)了冀西北山區(qū)深部地?zé)豳Y源勘查的空白。 張家口市地?zé)?/a>資源可開采總量豐富 ，流量較大 ，但總熱量不高 ，十分寶貴 。 部分學(xué)者已對地?zé)?/a>資源的利用方式及保護(hù)措施進(jìn)行研究 ，構(gòu)建了多種可持續(xù)利用模式 ，為當(dāng)?shù)?a href="http://m.binyiblog.com/t/地?zé)豳Y源.html" >地?zé)豳Y源的合理利用提供了指導(dǎo) 。 目前 ，張家口市地?zé)豳Y源利用方式主要以灌溉 、洗浴等粗放型利用為主 ， 僅部分地?zé)崽?/a>開發(fā)為旅游景點(diǎn) ，尚未被充分開發(fā)利用。 這種現(xiàn)狀為地?zé)豳Y源在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊空間。 張家口市地?zé)豳Y源開發(fā)已形成“勘探— 開發(fā)— 利用— 回灌— 監(jiān)測” 的完整閉環(huán)。 陽原振陽新能源發(fā)展有限責(zé)任公司已取得三馬坊地?zé)?/a>區(qū)塊采礦權(quán) ，采用“群采群灌”技術(shù) ，確保采灌均衡。 冀東油田在河北推廣的“同層回灌”“井下?lián)Q熱”等成熟技術(shù) ，可降低開發(fā)成本并保障可持續(xù)性 。 地?zé)峄毓嗉夹g(shù)方面 ，移動式地?zé)嵛菜?/a>回灌裝置可處理尾水并加壓回灌 ，最大回灌量達(dá)３００ m３ ／h ，適配張家口市地?zé)峋?/a>開采規(guī)模 。

2. 地?zé)?/a>資源在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的低碳循環(huán)技術(shù)

地?zé)崴?/a>產(chǎn)養(yǎng)殖是通過抽取地下 ≥ ２０ ℃ 的地?zé)豳Y源 ，構(gòu)建恒定水溫環(huán)境的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式 。 羅非魚（Oreochromis）為熱帶魚類 ，生存溫度范圍為１２ ～ ４２ ℃ ，低于 １０ ℃ 會致死 ，越冬水溫需穩(wěn)定在１６ ℃ 以上以避免凍傷或死亡。 實(shí)際養(yǎng)殖中 ，抽取≥ ２０ ℃ 地 熱 水 可 有 效 維 持 池 塘 水 溫 在１７ ～ ２０ ℃ ，實(shí)現(xiàn)親本保育 、苗種早繁及成魚越冬養(yǎng)殖。 越冬過程依賴保溫設(shè)施（如塑料薄膜覆蓋的溫室） ，以防止熱量散失和外部低溫影響 。 例如 ，實(shí)踐中大棚可調(diào)控氣溫 ，結(jié)合地?zé)崴?/a>將水溫穩(wěn)定在１６ ～ ２０ ℃ ，確保羅非魚安全越冬 。 基于一般實(shí)踐表明 ，魚菜共生系統(tǒng)常選用耐寒 、低光照需求的品種 ，如生菜 、菠菜或水芹 ，以適應(yīng)大棚環(huán)境 。

低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系是以低能耗 、低排放為基石 ，融合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的可持續(xù)發(fā)展模式 ，其核心原則為“減量化 、再利用 、資源化” 。 水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域主要依托地?zé)峁┡?/a>技術(shù) ，通過熱交換系統(tǒng)將地?zé)崴?/a>降溫至適養(yǎng)溫度后注入養(yǎng)殖池 ，系統(tǒng)集成溫度傳感器 、流量控制閥等裝置 ，實(shí)現(xiàn)水體溫度 ± １ ℃ 的精準(zhǔn)調(diào)控 ，構(gòu)建“魚菜共生” 系統(tǒng) ，形成“魚肥水— 菜凈水— 水養(yǎng)魚”的生態(tài)循環(huán) ，尾水經(jīng)過處理后進(jìn)行回灌。 地?zé)崴訜狃B(yǎng)殖池系統(tǒng)如圖 １ 所示。

圖 1   地?zé)崴訜狃B(yǎng)殖池系統(tǒng)示意圖

3. 地?zé)豳Y源協(xié)同水產(chǎn)養(yǎng)殖的低碳循環(huán)模式構(gòu)建

3.1構(gòu)建思路

基于張家口市中低溫地?zé)豳Y源特點(diǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖需求 ，構(gòu)建“地?zé)崮?/a>— 水產(chǎn)養(yǎng)殖— 尾水處理 — 資源化利用”的閉環(huán)系統(tǒng) 。 該模式通過地熱能提供恒溫環(huán)境 ，降低養(yǎng)殖能耗 ；通過循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)減少水資源消耗 ；通過尾水處理實(shí)現(xiàn)污染物資源化利用 ，最終形成低碳 、高效 、可持續(xù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖體系。

3.2構(gòu)建路徑

該低碳循環(huán)模式的核心構(gòu)建路徑如下 ：首先 ， 利用地?zé)峋?/a>開采 ２５ ～ ４１ ℃ 的中低溫地?zé)崴?/a> ，通過板式換熱器進(jìn)行一級熱能提取 ，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖池的恒溫控制 ，維持水溫在適宜魚類生長的范圍內(nèi) 。養(yǎng)殖池采用高密度養(yǎng)殖技術(shù) ，每立方水可養(yǎng)５０ kg 魚 ，是傳統(tǒng)養(yǎng)殖的 ３０ 倍 ，同時配備智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時調(diào)控水質(zhì) 、溶氧量等參數(shù) 。 其次 ，提取完熱能的尾水（約 ２０ ～ ２５ ℃ ）進(jìn)入二級利用環(huán)節(jié) ，通過熱泵系統(tǒng)為魚菜共生系統(tǒng)中的蔬菜種植區(qū)提供熱量 ，維持種植環(huán)境的適宜溫度 ，同時利用魚菜共生系統(tǒng)的微生物分解技術(shù) ，將魚類排泄物轉(zhuǎn)化為蔬菜生長所需的天然肥料 ，實(shí)現(xiàn)水體凈化與資源循環(huán)利用 。 最后 ，經(jīng)過凈化的水體回灌地下 ，形成閉環(huán)水循環(huán)系統(tǒng) ，并將使用過的地?zé)崴ㄟ^回灌井返回地下熱儲層 ，確保地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)與利用。

在該模式中 ，地?zé)豳Y源的梯級利用與魚菜共生系統(tǒng)的技術(shù)整合是關(guān)鍵 。 通過板式換熱器與熱泵技術(shù)的結(jié)合 ，實(shí)現(xiàn)了地?zé)崮?/a>的高效提取與分層利用 ，同時避免了地?zé)崴苯游廴?a href="http://m.binyiblog.com/t/種植.html" >種植區(qū) 。 魚菜共生系統(tǒng)則通過微生物分解技術(shù) ，將養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物轉(zhuǎn)化為種植所需的養(yǎng)分 ，減少外部肥料使用 ，降低碳排放 。 系統(tǒng)運(yùn)行過程中 ，全程采用智能監(jiān)測與控制技術(shù) ，包括水溫 、p H 值 、溶解氧 、氨氮 、亞硝酸鹽等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測 ，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 。 同時 ，該模式充分利用了張家口市豐富的地?zé)豳Y源 ，減少對傳統(tǒng)能源的依賴 ，符合當(dāng)?shù)亍?a href="http://m.binyiblog.com/t/可再生能源.html" >可再生能源＋ 農(nóng)業(yè)”的發(fā)展政策。

4.可行性與建議

4.1 可行性分析

國內(nèi)外成功案例普遍采用地?zé)崽菁壚?/a>技術(shù) ，通過板式換熱器 、熱泵系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)熱能的分層提取與利用。 該模式具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。 一方面 ，地?zé)崮?/a>替代傳統(tǒng)燃煤／電加熱可減少 CO２ 排放約 ７６ kt／年 ，降低能源消耗 ；另一方面 ，魚菜共生系統(tǒng)可使氨氮 、磷酸鹽分別降低８５ ．６４ ％ 和 ７１ ．０１ ％ ，實(shí)現(xiàn)“養(yǎng)魚不換水 、種菜不施肥”的生態(tài)閉環(huán)。 綜合資源稟賦 、市場需求和技術(shù)基礎(chǔ) ，張家口市發(fā)展地?zé)豳Y源水產(chǎn)養(yǎng)殖模式具有顯著可行性。 一是地?zé)豳Y源豐富且分布集中 ，特別是壩下山間盆地的地?zé)峋?/a>流量大 、水溫適宜 ，為低碳循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖提供了穩(wěn)定熱源 ；二是北京及京津冀地區(qū)對特色水產(chǎn)需求旺盛 ，冷鏈設(shè)施完善 ，為產(chǎn)品銷售提供了保障 ；三是地?zé)崽菁壚?/a>與魚菜共生技術(shù)已在國內(nèi)其他地區(qū)成功應(yīng)用 。 此外 ，該模式可顯著降低養(yǎng)殖成本 ，提高產(chǎn)量 ，張家口市陽原縣三馬坊鄉(xiāng)和康保縣張紀(jì)鎮(zhèn)已成功實(shí)施該模式［１３ ］ ，年養(yǎng)殖淡水鱸魚（L ateolabrax j aponicus ）、鱖魚（Siniperca chuatsi ）等 ３５０ t 以上 ，蔬菜產(chǎn)量５ ０００ t 。 陽原縣三馬坊鄉(xiāng)羅非魚養(yǎng)殖基地年產(chǎn)值突破 １２０ 萬元 ，達(dá)到３７５ 萬元／hm２ ，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供就業(yè)崗位 ，人均年增收 ４ 萬元～ ５ 萬元。 康保縣示范園區(qū)魚菜共生系統(tǒng)經(jīng)補(bǔ)貼后凈投資約２ ６００ 萬元 ，水產(chǎn)年凈收益 ９００ 萬元 ，預(yù)計(jì)靜態(tài)回收期 ２ ．９ 年 ，疊加蔬菜協(xié)同效益可縮至 ２ 年 ，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)水產(chǎn)５ ～ ８ 年周期。 東營實(shí)踐佐證 ，地?zé)釕?yīng)用縮短養(yǎng)殖周期 ３０ d 、降本 ８０ ％ ，年利潤超百萬元 ，驗(yàn)證該低碳循環(huán)模式具備顯著經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益 ，投資可行性突出 。

4.2對策建議

建議采用“地?zé)?a href="http://m.binyiblog.com/t/梯級利用.html" >梯級利用＋ 魚菜共生”的低碳循環(huán)模式 。 首先 ，利用地?zé)峋?/a>開采 ２５ ～ ４１ ℃ 的中低溫地?zé)崴?/a> ，通過板式換熱器進(jìn)行一級熱能提取 ， 用于水產(chǎn)養(yǎng)殖池的恒溫控制 。 其次 ，提取完熱能的尾水（約 ２０ ～ ２５ ℃ ）進(jìn)入二級利用環(huán)節(jié) ，通過熱泵系統(tǒng)為魚菜共生系統(tǒng)中的蔬菜種植區(qū)提供熱量。 最后 ，采用“群采群灌”技術(shù)將使用過的地?zé)崴毓?/a>至地下熱儲層 ，確保資源可持續(xù)利用 。 同時 ，引入智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時調(diào)控水質(zhì) 、溶氧量等參數(shù) ，結(jié)合化學(xué)沉淀技術(shù)處理氟化物超標(biāo)問題 ，確保養(yǎng)殖環(huán)境安全 。 另外 ，政策支持是影響發(fā)展的重要因素。 一是將地?zé)狃B(yǎng)殖納入“可再生能源＋ 農(nóng)業(yè)”補(bǔ)貼范圍 ，明確氟處理設(shè)備的購置補(bǔ)貼比例 ；二是簡化審批流程 ，參照“地?zé)崮荛_發(fā)一件事” 模式 ，整合多部門流程 ，縮短建設(shè)周期 ；三是推動“地?zé)狃B(yǎng)殖＋ 冷鏈物流”協(xié)同發(fā)展 ，利用大興機(jī)場冷鏈設(shè)施降低運(yùn)輸成本 ，提升產(chǎn)品競爭力 ；四是加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè) ，制定地?zé)狃B(yǎng)殖水質(zhì)處理 、尾水回灌等技術(shù)規(guī)范 ，確保資源可持續(xù)利用 。

5.結(jié)論與展望

地?zé)豳Y源協(xié)同水產(chǎn)養(yǎng)殖的低碳循環(huán)模式是實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要路徑 。 張家口市發(fā)展地?zé)豳Y源水產(chǎn)養(yǎng)殖的低碳循環(huán)模式具有良好的資源基礎(chǔ) 、市場需求和技術(shù)條件 。 通過政策引導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈整合 ，可有效解決氟化物超標(biāo) 、審批流程復(fù)雜等實(shí)施難點(diǎn) ，構(gòu)建“地?zé)?＋ 水產(chǎn)養(yǎng)殖＋ 蔬菜種植”三位一體循環(huán)模式 ，形成“地?zé)?— 養(yǎng)殖— 種植— 回灌”的閉環(huán)系統(tǒng) ，可實(shí)現(xiàn)能源高效利用 、養(yǎng)殖效益提升與碳排放減少的多重目標(biāo) ，實(shí)現(xiàn)資源高效利用與環(huán)境友好。 同時 ，應(yīng)注重模式的本地化適應(yīng) ，結(jié)合張家口市氣候特點(diǎn)和地?zé)豳Y源狀況 ，發(fā)展具有區(qū)域特色的低碳循環(huán)養(yǎng)殖模式 ，為全國同類地區(qū)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn) ，為北方地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供有力支撐 。