面向罗非鱼与对虾混养池塘的多物种生物经济模型：PoleeBEM的构建与应用

《Aquaculture》：A multispecies bioeconomic model for Tilapia and shrimp polyculture ponds: PoleeBEM

　　

研究人员构建了PoleeBEM模型，用于模拟罗非鱼（tilapia）与对虾（shrimp）直接混养系统中的个体生长与种群动态。该多物种生物经济模型（multispecies bioeconomic model）在个体水平模拟平均个体体重变化，在池塘水平量化生物量（biomass）、每日死亡率（daily mortality）及累积死亡；通过分配模型（allocation model）描述两种物种对补充饲料的共享利用，并将生长反馈与双物种生物量效应耦合进死亡过程。模型面向热带气候下土池、低投入、无增氧的小农生产系统，可逐日投影养殖表现，并进一步核算每轮及年度毛收入（gross revenue）、运营成本（operating costs）与经营利润（operating profit）。研究表明，PoleeBEM能够整合管理决策、物种互补性与竞争关系，为小农罗非鱼—对虾混养池塘的性能与盈利能力提供可解释的评估工具。

研究背景与问题提出

水生混养（polyculture）因能优化产量与利润而重新受到关注，其中罗非鱼与对虾混养在发展中国家尤具潜力。罗非鱼主要利用水柱层，摄食浮游生物、碎屑与人工饲料；对虾栖息于池底，取食沉降残饵，二者在空间和营养生态位上具有互补性，并可改善水质、降低有机废物积累，罗非鱼还可能抑制对虾细菌性病害传播。然而该体系仍面临现实约束：收获期两物种分离劳动密集；小农依赖低投入、缺乏技术支持，难以在产量与成本间寻优；现有文献对投喂策略、生物量比例与水质量管理结论不一，且养殖期内物种互作如何动态影响最终产出长期未被充分量化。为此，研究人员开展本研究，目标是建立可表征物种互作的多物种生物经济模型，用于投影小农罗非鱼—对虾混养的生产表现与经济效益。

研究目标与总体结论

研究人员开发并测试了PoleeBEM模型。该模型以投喂率、放养密度、放养体重与养殖周期为核心管理输入，在个体水平模拟平均个体增重，在池塘水平模拟生物量、死亡率与利润。测试情景结合文献参数与印尼爪哇北海岸小农实践，并经专家评估验证输出合理性。结论表明：PoleeBEM能够把生长、死亡、饲料共享与经济效益连成统一框架，为低投入混养池塘提供决策支持，对小农技术采纳与最佳实践制定具有现实意义。

主要关键技术方法

研究人员采用三项关键方法。其一为系统文献综述（systematic literature review），在Scopus与Web of Science检索罗非鱼、Litopenaeus vannamei、Penaeus monodon单养与混养文献，经去重、摘要筛选与主题归类，提炼生长、密度、生物量、投喂与互作参数边界。其二为范围走访（scoping visit），2023年11—12月在印尼爪哇Brebes、Demak、Pati、Gresik四地访谈长期混养农户，获取真实管理实践。其三为两层级动态建模：个体层用饲料效率与摄食分配推算日增重；池塘层用双物种生物量效应驱动日死亡率，并按生产轮次累加部分收获与终收收入、运营成本，核算年度盈利。

研究结果

2.1 多物种生物经济模型概念框架（Conceptual framework of the multispecies bioeconomic model）

框架面向无围栏直接混养，假设热带半咸水土池、温度盐度溶氧处于参考状态且不动态驱动，个体用平均个体代表，池塘用平均状态代表，无随机风险与季节波动。模型分个体层与池塘层：个体层输出日均体重变化；池塘层输出单位面积生物量、日死亡率、累积死亡及利润指标。

2.2 用于模型概念化与参数化的系统文献综述（Systematic literature review for model conceptualization and parameterization）

检索初获四千余篇，去重与筛除育苗、病害、循环水等研究后保留混养生长与互作文献。盐度与溶氧虽相关，但因缺逐日一致数据，仅作边界不进入动态方程，保证参数可标定。

2.3 范围走访（Scoping visit）

爪哇四地农户实践显示投喂、放养与收获安排差异明显，印证模型需支持异质管理情景，而非单一经验配方。

2.4 罗非鱼—对虾混养多物种生物经济模型开发（Development of the multispecies bioeconomic model for tilapia and shrimp polyculture）

2.4.1 个体水平（Individual level）

日体重由前一日体重加日增重得到；增重来自饲料效率与有效摄食量。饲料总量由投喂率、当日体重与密度决定，两物种通过分配模型竞争摄食，缺料时不计减重。

2.4.1.1 每日生长（Daily growth）

平均个体体重BW_i,t逐日递推，初始为放养重，其后加入BWG_i,t，仅反映可利用饲料转化。

2.4.1.2 体重增益（Body weight gain）

BWG由共享饲料中该物种分配份额、饲料转化率共同决定，体现罗非鱼上层滤食与对虾底层捡漏的互补及竞争。

池塘水平互作与死亡

日死亡率由两物种单位面积生物量共同驱动，避免单物种模型低估高密度混养下的胁迫。部分收获每日记账，最终收获结算生物量与收入。

经济核算

单轮毛收入为部分收获加终收产值；运营成本含清塘、肥料、苗种、饲料与人工；年度利润按轮次倍数扩展，输出单位面积毛收入、运营成本与经营利润。

讨论与结论翻译

讨论指出，PoleeBEM弥补了混养动态互作与经济评估脱节的不足：多数研究只看到收获结果，忽略生长—死亡—饲料竞争过程。模型局限在于未纳入环境动态、病害随机性、价格扰动与个体异质性，后续可加入溶氧、盐度、天气与市场价格随机模块。其价值在于以低数据需求服务小农情景推演与最佳实践比较。

研究结论部分可表述为：PoleeBEM是一个面向小农土池罗非鱼—对虾直接混养的多物种生物经济模型，能够通过个体层生长与池塘层互作死亡机制，逐日投影生物量、存活与利润；该工具整合文献证据与农户实践，可支持管理方案评估，并为热带低投入混养系统的可持续集约化提供量化依据。