FarmHu
18.2 农民中的假设模型、小规模案例研究和调查
关于商业水上乐器的早期研究侧重于评估和开发具体的, 主要是由研究机构牵头的案例研究. 这些初步结果对商业水上乐园的未来非常积极和乐观。 Bailey 等人 (1997 年) 的结论是, 至少在维尔京群岛, 水生养殖场可以有利可图. 萨维多夫和布鲁克斯（2004 年）报告说，每年计算的黄瓜和西红柿产量超过了艾伯塔省基于传统水培技术的商业温室生产的平均值。 Adler 等人（2000 年）对生产生菜和虹鳟的 20 年预期情况进行了经济分析，认为鱼类和植物生产系统的整合可以节省经济成本。 他们得出结论认为，大约 300.000 美元的投资将有 7.5 年的回收期。 基于技术的动态优化模型通常用于表示水电系统中的生产工程关系（Karimanzira 等人，2016 年；Körner 等人，2017 年）。 值得注意的是，到目前为止，几乎没有考虑任何不同的尺度，以前的研究，如 Tokunaga 等人（2015 年）和 Bosma 等人（2017 年）仅限于用于当地食品生产的小规模水上乐器，或者是根据维尔京群岛大学等研究机构的数据进行的数据进行的。水生系统 (贝利和费拉雷齐 2017). 此外，正如 Engle（2015 年）所指出的，关于水生动物经济学的文献稀少，大多数早期文献都主要基于模型水生学。 如果没有现实的农场数据，这种预测往往过于乐观，因为除了明显的鱼种、饲料和公用事业以外，它们缺乏关于费用的细节，也没有包括耕作所涉及的日常风险。 在这项关于水生学经济学的研究中，生产功能只是部分重现，基于工艺的优化问题仅在一定程度上得到解决。 Leyer 和 Hüttel（2017 年）展示了投资会计的潜力，作为初步分析的一部分，旨在捕获水生设施的各种参数。 此外，Engle（2015 年）指出，由于许多这些系统都是相当新的，因此很难估计水产养殖场运营的年度成本。 她还指出，建模是根据假设情况进行的，需要更加现实的农场数据，这样每天都会产生意外费用，“从屏幕堵塞、失效的水泵或造成损害的风暴”。 随着水上乐器开始成长，既是自己动手（DIY）活动（Love 等人，2014 年），又是一个行业（Love 等人，2015 年），对真正的商业农场案例研究出现了。 例如，在波多黎各（布尼亚维罗克，2013 年）和夏威夷（Tokunaga 等人，2015 年）进行了水上乐器生产的具体案例研究，包括小规模水上乐器社会企业的案例研究（莱德劳 2013 年）（见 [第 24 章]（社区/文章/第 24 章）水上乐园和社会企业））。 随着水产种植者数量的持续增加，首次对该行业最新状况进行深入分析，主要集中在美国。 这些研究表明，新兴行业的情况不太乐观。 Love 等人（2015 年）在 257 名参与者中进行了一项国际调查，他们在过去 12 个月内销售了水壶相关食品或非食品产品和服务。 这些参与者中只有 37% 可以被命名为仅通过销售鱼类或植物获得收入的纯商业生产者。 36% 的受访者将农产品销售与水产相关材料或服务相结合：销售用品和设备、设计或建造水上乐器设施的咨询费以及与讲习班、课程、公开演讲或农业旅游有关的费用。 最后，大约三分之一（27%）是仅出售水鸭相关材料或服务而不销售产品的组织。 143 个美国生产商的水生产基地平均为 0,01 公顷。 Love 等人（2015 年）通过将其与佛罗里达州的水培生产总量（29,8 公顷）进行比较，得出结论认为，水生生产者的规模明显小于水培生产，在很大程度上仍然比成功的商业企业更是一种业余爱好活动。 就水量而言，水产养殖场报告的规模与美国典型的 RAS 水产养殖场相似。 然而，近四分之一的受访者（24%）在过去 12 个月没有收获任何鱼类，估计鱼类产量为 86 吨，不到美国养殖的罗非鱼产业的 1%。
· Aquaponics Food Production Systems18.1 导言：超越神话
尽管早在 1970 年代末，我们就看到了第一批水生动物研究进展（Naegel 1977 年；Lewis 等人，1978 年），但是，对水生动物进行合理的经济评估仍然有很长的路要走。 该行业发展缓慢，因此，现有数据往往是基于研究的示范案例，而不是基于商业系统。 在美国低投资系统的研究环境中，主要是维尔京群岛（Bailey 等人，1997 年）和艾伯塔省（SavidovandBrooks 2004），商业水上乐园的经济潜力得出了初步的积极结论之后，商业环境，往往基于不切实际的期望。 作为一个具体的例子，工业 ARC（2012 年）在其早期市场预测中预计，水产业作为一个行业在 2013 年具有约 1.8 亿美元的潜在市场规模，预计 2020 年销售额将达到 10 亿美元。 后来，他们预测水上乐器将从 2015 年的 4.09 亿美元增加到 2021 年的 9.69 亿美元（2017 年工业保险公司）。 同一份报告 (IndustryArc 2012) 提供了一些尚未经过检验的关于水生学的主张，例如，水生在产出、增长时间和商业环境中多样化可能性方面的经济优势。 在这里，我们将这种说法称为 “水产经济神话”，这是早期由互联网推动的商业水上乐器炒作的典型组成部分。 看看他们的声明：“Aquaponics 使用的土地和水比农业少 90%，但可能产生的食物比农业多 3 至 4 倍”（工业 ARC 2012）。 这样的评论极其含糊，因为不清楚究竟是什么与作者提到 “农业” 的时候相比。 尽管水生物的使用量确实比土壤食品生产少，但由于土壤生产中使用的水可能会丢失在土壤中，而不是植物吸收的，与使用水生产的再循环环相比。 节水的确切量取决于系统的类型。 此外，“食物多出 3 至 4 倍” 似乎非常夸张。 水生动物的产量可以与水培学相媲美（例如，萨维多夫和布鲁克斯，2004 年；格拉伯和荣格，2009 年）。 然而，这一说法掩盖了这样一个事实，即至少在水生联合学中，需要作出所谓的行动妥协，以便在健康的植物和鱼类的最佳参数之间找到平衡 (见第 [1] 章 (社区/文章/第 1 章/第 1 章-水壶和全球粮食挑战) 和 [8](/社区/文章/章 8-解耦-水壶-系统），这可能导致水肺学具有较低的输出与水培学相比。
· Aquaponics Food Production Systems17.5 水上乐器的治疗策略
水生生物系统中患病鱼类的治疗选择非常有限。 由于鱼类和植物共用相同的水循环，用于疾病治疗的药物很容易伤害或破坏植物，有些可能被植物吸收，造成撤退期，甚至使它们无法使用。 这些药物也可能对系统中的有益细菌产生不利影响。 如果药物治疗是绝对必要的，它必须在疾病过程中早期实施。 病鱼被转移到与系统隔离的一个单独的（医院、隔离）罐中进行治疗。 治疗后返回鱼类时，重要的是不要将使用的药物转移到水生系统。 所有这些局限性都要求改进疾病管理选择，将对鱼类、植物和系统的负面影响降至最低（戈德克等人，2015 年，2016 年；萨默维尔等人，2014 年；Yavuzan Yildiz 等人，2017 年）。 对鱼类中最常见的细菌，真菌和寄生虫感染最常用和最有效的老派治疗方法之一是盐（氯化钠）浴。 盐是有益的鱼，但可能有害于系统中的植物（Rakocy 2012），并且整个处理过程必须在一个单独的坦克进行。 一个很好的选择是将循环水产养殖单元与水培单元（分离的水生养殖系统）分开（见 [第 8 章]（/社区/物品/第 8 章-解耦-水生养系统））。 去耦可以提供在耦合系统中无法实现的鱼类疾病和水处理选择（Monsee 等人，2017 年）（见 [第 7 章]（/社区/文章/7-耦合水壶系统））。 最近在水生生物系统中控制鱼类外寄生虫和消毒方面的一项改进是使用 Wofasteril（德国比特费尔德沃尔芬有限公司），这是一种含过氧酸的产品，在该系统中不留残留（Sirakov 等人，2016 年）。 或者，可以使用过氧化氢，但浓度要高得多。 虽然这些化学品的副作用很小，但它们在水生系统中的存在是不可取的，因此需要采用生物控制方法等替代办法（Rakocy，2012 年）。 生物控制方法 (生物控制) 基于在系统中使用其他生物体, 依靠物种之间的自然关系 (赞美, 捕食, 拮抗等) （实查塔-博巴迪拉和奥特曼 2017），以控制鱼类病原体。 目前，这种方法是一种具有高潜力的补充鱼类健康管理工具，特别是在水生系统中。 在鱼类养殖中最成功的生物控制措施是在鲑鱼养殖场使用更清洁的鱼类对付海虱（皮肤寄生虫）。 这是挪威农场最好的做法，在那里清洁濑鱼（Labridae）与鲑鱼共同培养。 濑鱼去除和饲料海虱 (斯基夫特斯维克等人, 2013 年). 虽然清洁在淡水鱼类中不太常见，但是与蓝色同居的豹纹毛虫同居，通过喂食寄生虫囊肿，成功地控制了多丝虫感染（Picón-Camo 等）（2012 年）。。 这种生物控制方法在水产养殖中变得越来越重要，可以在水生养殖系统中考虑。 此外，必须指出，清洁鱼类还可以拥有可传播到主要养殖物种的病原体。 因此，它们还必须经过预防和检疫程序，然后才能进入该系统。 另一种生物控制方法在鱼类养殖中仍处于探索性应用阶段，是使用过滤器喂食和过滤有机体。 通过减少水中的病原体负荷，这些生物可以降低疾病出现的机会（Sitjà Bobadilla 和 Oidtmann 2017）。 例如，Othman 等人（2015 年）在实验室规模的罗非鱼培养系统中展示了淡水贻贝（比尔斯布约孔查流亡 _）减少活动链球菌种群的能力。 这种生物控制方法在水生系统中的潜力尚未得到测试，需要进行新的研究，以探索不仅控制鱼类疾病的可能性，而且还有可能控制植物病原体。 最有希望和最有文献记录的生物控制方法是在鱼类饲料或饲养水中使用有益微生物作为益生菌。 它们在水生系统中作为鱼类/植物生长和健康的促进剂的使用是众所周知的，益生菌也对不同鱼类的一系列细菌病原体有效。 例如，在虹鳟鱼中，膳食 _ 麦芽孢杆菌 _ 和 _C.
· Aquaponics Food Production Systems17.4 鱼类健康管理
#17.4.1 鱼类疾病与预防 虽然由细菌、病毒、寄生虫或真菌引起的鱼类疾病可能对水产养殖产生重大负面影响（Kabata 1985 年），但水生生物系统中出现的疾病可能更具破坏性。 维护水生养系统中的鱼类健康比 RAS 更加困难，而且事实上，控制鱼类疾病是成功的水产养殖所面临的主要挑战之一（Sirakov 等人，2016 年）。 影响鱼类的疾病可分为两类：传染性和非传染性鱼类疾病。 传染病是由环境或其他鱼类传播的不同微生物病原体引起的。 病原体可以在鱼类之间传播（水平传播）或垂直，通过（外部或内部）感染的卵或被感染的乳液传播。 水产养殖中一半以上的传染病疫情（54.9%）是由细菌引起的，其次是病毒、寄生虫和真菌（麦克劳格林和格雷厄姆，2007 年）。 通常，虽然不存在临床体征或病变，但鱼类可以携带病原体处于亚临床或载体状态（Winton 2002）。 鱼类疾病可以由无处不在的细菌引起，存在于任何含有有机富集的水中。 在某些条件下，细菌迅速成为机会性病原体。 在鳃或皮肤上存在少数寄生虫通常不会导致显著的健康问题。 病原体造成临床疾病的能力取决于与鱼类有关的六个主要组成部分和它们生活的环境 (生理状况、寄主、畜牧业、环境、营养和病原体) 之间的相互关系。 如果任何组件是薄弱的，它会影响鱼的健康状况（Plumb 和汉森 2011 年）。 非传染性疾病通常与环境因素、营养不足或遗传缺陷有关 (Parker 2012)。 成功的鱼类健康管理是通过预防疾病、降低传染病发病率和在发生时降低疾病严重程度来实现的。 避免易感鱼类与病原体之间的接触应是一个关键目标，以防止传染病的爆发。 实现这一目标的三项主要措施是： -使用无病原体供水。 -使用经认证的无病原体库存。 -严格关注卫生问题 (温顿 2002 年). 实施这些措施将减少鱼类接触致病剂的情况。 然而，几乎不可能确定所有可能在水生环境中引起疾病的制剂，并完全防止宿主接触病原体。 某些因素，如过度拥挤，会增加鱼类感染和病原体传播的可能性。 因此，许多不引起野生鱼类疾病的病原体可能导致高密度鱼类生产系统中的疾病爆发，死亡率很高。 为了避免这种情况，必须持续监测鱼类在水生物中的感染水平。 维持水生动物的生物安全不仅从经济角度来看，而且对鱼类福利也很重要。 任何鱼类病原体出现在有限的储罐空间和人口密度高的情况下，都不可避免地威胁到受病原体影响的个人和尚未受到影响的人的健康。 生物安保的目标是实施减少下列风险的做法和程序： -将病原体引入设施。 -病原体遍布整个设施。 -存在可能增加感染和疾病敏感性的疾病（Bebak-Williams 等人，2007 年）。 实现这一目标需要采取管理方案，防止特定病原体进入生产系统。 检疫是防止与传染病剂接触的一个重要的生物安全组成部分，在鱼类从一个地区移到另一个地区时使用。 所有新获得的鱼类在被引入既定种群之前都进行隔离。 被检疫的鱼在一段特定时间内被分离出来，然后释放到与居民群体接触，最好是在配备专用设备的单独区域（Plumb 和 Hanson，2011 年）。 新鱼一直被检疫，直到证明没有疾病。 在某些情况下，建议将新鱼在隔离罐中隔离 45 天，然后再将其添加到主系统（Somerville 等人，2014 年）。 在检疫期间，监测鱼类是否有疾病迹象，并抽样检查是否存在传染病原体。 在检疫期间可开始进行预防性治疗，以便清除最初的外部寄生虫。 为了预防疾病，建议采取某些措施来减少风险因素： -管理各种鱼类病毒和细菌病原体的商业疫苗。 最常见的应用途径是通过注射、浸泡或通过食物。
· Aquaponics Food Production Systems17.3 危险识别
在风险分析中，通常通过描述可能出错的情况以及如何发生这种情况来具体说明危险（Ahl 等人，1993 年）。 危险不仅指不利影响的程度，而且指发生不利影响的可能性 (Müller-Graf 等人，2012 年)。 危害识别对于揭示可能有利于确立疾病和/或潜在病原体威胁或对鱼类福利有害的因素十分重要。 Bondad-Reantaso 等人认为，生物病原体在水产养殖中是危害性的（2008 年）。 只要与疾病的发生有关，即它们是危险，就可以考虑到一系列广泛的因素。 表 17.2 水生动物对水生动物健康的潜在危害清单 表 海神 tr 类 = “标题” th /th 日 危险识别 /th 日 危险规格 /th /tr /thead Tbody tr 类 = “奇数” TD 行跨度 =9 非生物质 /TD td pH 值 /td td 过高/过低/快速变化 /td /tr tr 类 = “偶数” td 水温 /td td 过高/过低/快速变化 /td /tr tr 类 = “奇数” td 悬浮固体 /td td 太高 /td /tr tr 类 = “偶数” td 溶解氧含量 /td td 太低 /td /tr tr 类 = “奇数” td 二氧化碳含量 /td td 太高 /td /tr tr 类 = “偶数” td 氨含量 /td td 太高，pH 值依赖 /td /tr tr 类 = “奇数” td 亚硝酸盐含量 /td td 太高 /td /tr tr 类 = “偶数” td 硝酸盐含量 /td td 极高 /td /tr tr 类 = “奇数” td 金属含量 /td td 太高，pH 值依赖 /td /tr tr 类 = “偶数” TD 罗斯潘 =2 生物质 /TD td 放养密度 /td td 过高/过低 /td /tr tr 类 = “奇数” td 生物探针 /td TD/td /tr tr 类 = “偶数” TD 行跨 = 3 喂养 /TD td 鱼类养分 /td td 盈余/短缺 /td /tr tr 类 = “奇数” td 进料频率 /td td 不充分/不适当 /td /tr tr 类 = “偶数” td 膳食毒素 /td TD/td /tr tr 类 = “奇数” TD/td td 饲料添加剂 /td td 不合适的生长促进剂 /td /tr tr 类 = “偶数” td 行程 = 6 管理/TD td 水上乐器系统设计 /td td 系统设计差 /td /tr tr 类 = “奇数” td 鱼种 /td td 不适用于水上乐器 /td /tr tr 类 = “偶数” td 操作问题（水循环、生物过滤器、机械） /td TD/td /tr tr 类 = “奇数” td 化学治疗剂使用 /td td 对微生物平衡的威胁 /td /tr tr 类 = “偶数” td 工作人员卫生 /td TD/td /tr tr 类 = “奇数” td 生物安保 /td TD/td /tr tr 类 = “偶数” TD 行车 = 3 福利/TD td 压力源 /td td 太高 /td /tr tr 类 = “奇数” td 同位载荷 /td td 高 /td /tr tr 类 = “偶数” td 饲养条件 /td td 次优化 /td /tr tr 类 = “奇数” TD 行门 = 3 种疾病 /TD td 营养疾病 /td TD/td /tr tr 类 = “偶数” td 环境疾病 /td TD/td /tr tr 类 = “奇数” td 传染病 /td TD/td /tr /tbody /表格
· Aquaponics Food Production Systems17.2 水生动物与风险：鱼类健康发展视角
鱼类病原体在水生环境中普遍存在，鱼类通常能够抵抗它们，除非因同静载荷过载（Yavuzan Yıldız 和 Seçer 2017）。 分配是指斯特林和埃耶 (1988 年) 提出的 “通过变革实现稳定”. 简单地说，这是鱼的努力，通过生理学的变化来保持平衡。 鱼类在水生物中的异体负荷可能是一个具有挑战性的因素，因为水生是一个复杂的系统，主要是水质和系统中的微生物群落。 因此，鱼类疾病通常是特定于物种和系统的。 尚未描述具体的水肺疾病。 从水产养殖来看，鱼类疾病难以发现，通常是各种因素之间相互作用的最终结果，这些因素涉及环境、鱼的营养状况、鱼类的免疫稳健性、存在传染病和/或畜牧业和管理不善做法. 为了维持水生养系统，需要考虑到养殖的物种、水生生物环境的复杂性以及水生生物系统管理的类型，制定水生健康管理方法。 如水产养殖所示（Subasinghe，2005 年），产量下降甚至会影响水产生产的盈利能力。 Aquaponics 是未来粮食生产系统的可持续创新方法，但这种综合生产系统目前在从试验阶段或小型模块转向大规模生产方面存在困难。 可以假设，这一高度可持续的生产系统在经济上缺乏成功是由于尚未科学解决的主要瓶颈造成的。 毫无疑问，水生系统的成本效益和技术能力需要进一步研究，以实现生产规模的扩大（Junge 等人，2017 年）。 20 世纪 80 年代以来应用的研究活动和创新将水生技术转变为一个可行的粮食生产系统，虽然小型植物和研究结构植物已经可行，但商业规模的水生动物在经济上往往不可行。 对于水生系统而言，所声称的优势如下：水的使用量大幅度减少（与传统的土壤种植植物方法相比），蔬菜比在土壤中种植时更大和更健康，植物生产不需要人工肥料和水生产品不含抗生素，农药和除草剂。 #17.2.1 风险分析概述 风险被定义为 “活动后果的不确定性和严重程度” (Aven 2016)，风险情况反映了 (i) 危险/威胁的概率/频率，(ii) 由于发生这种威胁/威胁而产生的预期损失，以及 (iii) 可能造成预期结果和实际结果 (不确定性, 脆弱性). 风险分析提供了判断风险和协助决策的工具（Ahl 等人，1993 年；麦克迪亚米德，1997 年）。 如世界动物卫生组织 (动物卫生组织) 所述，风险分析的依据是系统地利用现有信息进行决策，利用危险识别、风险评估、风险管理和风险沟通等组成部分 (图 17.1)。 该框架通常用于病原体风险分析（Peeler 等人，2007 年）。 ！ 图片-2 ** 图 17.1** 风险分析 (2017 年国际兽疫局) 食品生产的风险分析，包括水生物，可应用于许多情况，如粮食安全、入侵物种、生产盈利能力、贸易和投资，以及消费者对安全、高质量产品的偏好（BondadreanTaso 等人，2005 年；Copp 等人，2016 年）。 在水产养殖中应用风险分析的好处与该部门的可持续性、盈利能力和效率更加明确地联系在一起，这种方法对水产养殖部门也是有效的。 因此，可以在水生动物健康风险的背景下评估疾病引入和病原体的潜在传播（Peeler 等人，2007 年）。 各种国际协定、公约和议定书涉及人类、动植物健康、水产养殖、野生渔业和风险领域的一般环境。 最全面和最广泛的协定和议定书是世界贸易组织 (世贸组织) 的卫生和植物检疫协定、联合国环境规划署 (环境署) 的《生物多样性公约》和《卡塔赫纳生物安全补充协定》和《食品法典》(麦肯齐等人，2003 年；里维拉-托雷斯，2003 年）。
· Aquaponics Food Production Systems17.1 导言
欧洲食品安全管理局报告了与食品生产新趋势相关的各种驱动因素和潜在问题，水生鱼被确定为一种新的食品生产过程/实践（Afonso 等人，2017 年）。 作为一种新的食品生产过程，水产养殖可以被定义为 “通过微生物联系和共生关系结合动物水产养殖和植物养殖”。 在水生动物中，基本方法是从生物体和营养回收的互补功能中获益。 该系统的水产养殖部分采用类似于循环水产养殖系统 (RAS) 的原则。 与传统生产系统相比，Aquaponics 具有卓越的功能，因此获得了发展势头。 因此，水生动物似乎能够维持生态系统，并加强适应气候变化、极端天气、干旱、洪水和其他灾害的能力。 这些属性是可以获得的，但与其他农业/水产养殖生产一样，水产养殖并非没有风险。 鉴于水生动物作为水生动物与植物共同生产环境的复杂性，危害和风险可能更加复杂。 本章的重点是风险类别（即动物健康/疾病），而不是特定风险（例如扑杆菌病）。 在传统水产养殖中，一些较常见的生产风险是病原体、水质不适当和系统故障引起的疾病。 Snieszko（1974 年）报告说，在某些环境条件下，易受影响的鱼类暴露于毒性病原体时，就会发生鱼类的传染病。 因此，病原体、水质和鱼类抵抗力之间的相互作用与疾病的发生有关。 以前使用风险方法的研究研究了引进水生动物病原体的途径，以确保安全贸易 (例如进口风险分析) 和支持生物安保 (去皮机和泰勒，2011 年)。 考虑到水生动物与 RAS 的相似性，预计水生动物在水生动物中的健康问题可能与 RAS 中的水生动物相同。 具体而言，水质波动可能会增加鱼类对 RAS 病原体（即病毒、细菌、寄生虫、真菌等致病生物）的敏感性，并导致疾病爆发。 关闭系统中的微生物，如 RAS 或水生鱼类，对于维持鱼类健康具有重要意义。 因此，薛等人（2017 年）报告了鱼类疾病与环境细菌种群之间的潜在相关性。 高病原体密度和有限的药物可能性使该系统容易出现疾病问题。 疾病或健康受损可能导致灾难性损失，存活率下降或饲料转化率低。 无论哪种潜在风险成为问题，每种风险都会产生相同的影响：一种适销产品的生产总体下降，然后导致财务损失 (McIntosh 2008)。 只有在疾病发生之前认识到和管理风险，才能预防疾病（诺瓦克，2004 年）。 风险的严重程度有所不同，并且可能会根据生产周期中遇到每种风险的时间而变化。
· Aquaponics Food Production Systems16.8 结论：对人类世的水上乐园研究
我们的粮食系统的社会生物物理压力在人类世汇聚，转向被视为全球社会前所未有的任务，需要 “全球食品革命”（Rockström 等人，2017 年）。 人类世要求粮食生产创新超越传统范式，同时也能够认识到标志着我们时代的可持续性和粮食安全问题所带来的复杂性。 Aquaponics 是一项技术创新，有望为这些必要事项做出很大贡献。 但是，这一新兴领域还处于初期阶段，其特点是资源有限、市场不确定性、体制阻力和高失败风险 —— 这是一种创新环境，在这种环境中，炒作胜过已证明的成果。 在这项技术的发展道路上，水生研究界有可能占据重要位置。 作为一个水上乐器研究社区，我们需要为未来制定可行的愿景。 当我们呼吁 “可持续发展第一” 研究计划时，我们提出了这样一个愿景。 我们的愿景遵循罗克斯特伦等人。 s (2017) 的诊断认为，范式改变需要将研究道德从传统的生产主义渠道转移出去，从而使可持续性成为创新过程的核心位置。 这项任务十分庞大，因为可持续性和粮食安全问题具有多层面和具体情况，因此无法仅通过技术手段解决这些问题。 可持续性具有道德和价值的层面要求我们承诺面对随之而来的这些问题所产生的复杂性、不确定性、无知和争议。 所有这些都对我们产生的知识提出了极大的要求，不仅是我们如何分发和交流知识的方式，而且也对其本质提出了极大的要求 我们建议水上乐园领域需要追求 “关键可持续发展知识”。 当 König 等人（2018 年）询问需要哪些可持续发展试验设置来使科学、商业、政策和消费者能够 “回答可持续发展问题而不重复 [RAS 或水培] 的发展道路” 时，问题是明确的 —— 我们需要从过去的失败中汲取教训。 当前的新自由主义气氛始终开启 “可持续性” 讨论，直到（mis）拨款，因为 “农业企业调动资源，企图主宰言论，并使其 “替代农业” 的含义成为普遍意义”（Kloppenburg 1991）。 我们需要建立一种关键的可持续性知识，这种知识是明智的，可持续发展的技术官僚主义途径的极限，而这种知识对我们技术的政治潜力以及限制其发展的结构性阻力敏感。 至关重要的可持续性知识使人们认识到自己的知识途径的局限性，并向那些常常被搁置在一边的其他知识流开放，以扩大科学理解和技术能力。 这是一个要求跨学科性和它带来的深度的呼吁，但它比这更进一步。 如果只能在实验室中产生可持续性和粮食安全成果，那么这些成果就没有什么影响。 研究必须符合情境：我们需要 ‘产生科学知识并将其嵌入当地创新系统’ (51) (Caron 等人, 2014 年)。 与社会中已经存在的水上乐园社区建立共同生产的联系意味着建立社会和体制结构，使我们的社区能够不断学习和适应新的知识、价值观、技术和环境变化。 我们需要共同审议我们社区的愿景和价值观，并探索可能实现这些愿景的潜在社会技术途径。 为此，我们需要组织和测试这种技术提出的可持续性和粮食安全声明的系统（Pearson 等人，2010 年；Nugent 1999 年），以便在整个领域实现更大的透明度和合法性：企业家、企业、研究人员和活动家。 如果这一切似乎是一个很高的命令，那是因为它是。 人类世要求对社会的组织方式进行巨大的重新思考，我们的食物系统是这一点的核心。 我们相信，有可能在这方面发挥作用。 但是，如果我们的希望不会迷失在标志着我们新自由主义时代的空心可持续性颤抖的炒作泡沫中，我们必须证明水生动物提供了一些不同的东西。 作为最后一点，我们重新回顾了 de la Bellacasa（2015）的观点：“农业集约化不仅是一个量化方向（产量增加），而且还需要一种 “生活方式”。 如果是这样，那么追求可持续的集约化就需要我们找到一种新的生活方式。 我们需要承认这一事实的可持续发展解决方案，并需要对此作出反应的研究团体。
· Aquaponics Food Production Systems16.7 水上乐器的 “关键可持续发展知识”
#16.7.1 偏袒 尽管当代对可持续性的陈述突出了其复杂、多层面和有争议的特点，但在实践中，涉及可持续性问题的许多科学仍然固定在传统的学科视角和行动上 (Miller 等人, 2014 年)。 必须指出，学科知识具有明显的价值，自古以来在理解方面取得了巨大进展。 然而，通过传统的学科渠道认识和应用可持续发展问题的特点是，历史上未能促进更深层次的社会变革，例如我们在此处处理的问题 — — 粮食系统的可持续转变范式 (费舍尔等人, 2007 年). 通过传统的学科渠道阐述可持续性问题，往往导致 “分子化” 概念化，将可持续性的生物物理、社会和经济层面视为分割的实体，并认为这些问题可以单独解决 (例如 Loos 等人, 2014 年)。 学科视角往往促进 “技术修复”，以解决往往是复杂的多层面问题（例如 Campeanu 和 Fazey 2014），而不是将可持续性问题视为必须一起解决的互动组成部分的融合。 这种框架的一个共同特点是，它们往往意味着可持续性问题可以在不考虑在更深层次上支撑复杂问题的结构、目标和价值观的情况下得到解决，通常很少考虑到人类行动、体制动态和更细微的权力概念。 将问题分解为离散组件，孤立地分析这些组件，然后根据对零件的解释重建系统，这是一种非常强大的方法学见解，可以追溯到现代性的曙光，随着笛卡尔还原主义的到来（商人，1981 年）。 作为产生客观知识的一个关键原则，这种做法构成了自然科学领域大多数学科工作的基石。 当然，客观知识的重要性在于它为研究界提供了 “事实”；关于普遍分散的现象的准确和可重复的见解。 事实的产生是推动绿色革命的创新发动机。 科学推动了 “专家知识”，并提供了有关我们粮食生产系统动态的深入信息，这些动态通过时间、空间或社会位置的变化保持不变。 建立这类知识的目录，并将其作为拉图尔（1986 年）称之为 “不可变的移动”，构成了现代食品系统特征的单一生殖、受精和害虫控制系统的基础（Latour 1986）。 但是，这种形式的知识生产有弱点。 正如任何科学家所知，为了获得重要的见解，这种方法必须严格应用。 事实证明，这种知识的生产 ‘偏向于那些自然的元素，倾向于选择最可以解决的问题，并且利用这种知识产生的解决办法’（克洛彭堡 1991 年）。 这方面的一个明显例子就是我们不平衡的粮食安全研究议程，该议程严重优先于保护、可持续性或粮食主权问题（Hunter 等人，2017 年）。 关于粮食安全的大多数引人注目的工作都集中于生产 (Foley 等人，2011 年)，强调物资流动和预算问题，重视影响粮食系统的结构、规则和价值观等更深层次的问题。 简单的事实是，由于我们对物质干预的了解更多，因此更容易设计、建模和实验食品系统的这些方面。 正如 Abson 等人（2017：2）所指出的那样：“许多科学的铅可持续性应用假设一些最具挑战性的不可持续性驱动因素可以被视为 “固定系统属性”，可以通过隔离解决”。 在寻求最常见的实验成功的道路时，“分子化” 的纪律方法忽略了其他方法可能有益的领域。 这种认识论的 “盲点” 意味着可持续性干预措施往往针对非常具体的方面，这些方面可能很容易设想和实施，但 “利用” 可持续过渡或更深入的系统变革的潜力薄弱（Abson 等人，2017 年）。 当我们声称需要为水上乐器开发 “关键可持续发展知识” 时，我们强调了解我们的学科知识的局限性和部分性。
· Aquaponics Food Production Systems16.6 迈向 “可持续发展第一” 模式
正如我们早些时候所看到的那样，人们强调指出，实现可持续集约化的目标源于承认传统农业发展模式及其创新体系的局限性。 Fischer 等人（2007 年）认识到粮食系统创新需要超越传统范式，并且可以解决可持续性和粮食安全问题所带来的复杂性，因此，他们呼吁采用不少于 “新的可持续性模式”。 同样，在最近呼吁全球努力实现可持续集约化，Rockström 等人（2017 年）指出，我们粮食系统的范式转变意味着挑战占主导地位的研究和开发模式，这些模式保持 “生产力第一”，同时从属于可持续性议程转变为次要的 “缓解” 作用. 相反，它们呼吁扭转这一模式，以便 “可持续原则成为提高生产力的切入点”。 在此之后，我们提出了一个可持续性 _ _ 第一次 _ 愿景，作为一个可能的方向，既可为该领域提供协调一致，又可指导其发展朝着宣布的可持续性和粮食安全目标发展。 与大多数对可持续发展的呼吁一样，我们的可持续发展第一项建议乍一看可能听起来相当明显和不具挑战性，如果不是完全冗余的话 —— 当然，我们可以说，水产养殖学完全是关于可持续性。 但是，历史会提醒我们，提出可持续性要求是一项可以接受的任务，而确保可持续发展成果却不太确定（Keil 2007）。 正如我们所说的那样，水生动物的 “可持续性” 目前存在着潜力。 这种潜力如何转化为可持续发展成果，必须成为我们研究界关注的问题。 我们的 “可持续发展第一” 建议远非直截了当。 首先，这项建议要求，如果我们的领域要以可持续性为理由，我们就必须掌握可持续性本身的性质。 在这方面，我们认为，可持续发展科学和科学技术研究领域不断发展，可以从中学到很多东西。 我们会发现，在水生研究中保持可持续发展的重点意味着我们研究界的方向、构成和雄心发生巨大转变。 如果我们要使实地实现连贯和现实的目标，这些目标仍然侧重于与人类世相关的可持续性和粮食安全成果，这样一项任务是必要的。 认真对待可持续性是一项巨大的挑战。 这是因为，可持续性从根本上讲是一个道德概念，提出了关于自然价值、社会正义、对子孙后代的责任等的问题，并包含了人类环境问题的多层面性质（诺顿，2005 年）。 正如我们前面所讨论的那样，可能就农业做法制定的可持续性门槛是多种多样的，往往无法完全调和，因此必须进行 “权衡” (Funtowicz 和 Ravetz 1995)。 必须在面对这些权衡的情况下作出选择，这种选择所依据的标准往往不仅取决于科学、技术或实际关切，而且还取决于规范和道德价值观。 毫无疑问，在如何作出这些选择方面几乎没有共识，对准则和道德价值本身也没有更大的共识。 尽管如此，主流可持续发展科学议程基本上没有对价值观进行调查，然而正如 Miller 等人（2014 年）所指出的那样，“除非 [可持续性] 的价值观得到理解和阐述，否则可持续发展的不可避免的政治层面将隐藏在后面科学断言。 这种情况阻碍了社区之间的团结和民主审议 — — 这是实现更可持续的道路的一项任务。 科学和技术研究领域的学者注意到价值观在实现可持续性和粮食安全的集体行动中占有突出地位，强调指出，不应被视为研究进程的重要外部因素 (往往是单独或事后处理)，价值观必须在研究议程中上游移动（Jasanoff 2007）。 当价值观成为可持续发展研究的核心组成部分时，就必须承认决策不再仅仅依靠技术标准。 这可能对研究进程产生巨大影响，因为传统上可能被视为唯一的 ‘专家知识’ 范围，现在必须向其他知识流开放（例如，‘非专业’、土著知识和从业人员知识），因为这会带来一切认识论困难(劳伦斯 2015 年). 针对这些问题，可持续发展科学已成为一个旨在超越学科界限的领域，并寻求让非科学家参与以解决方案为导向、根据具体情况决定的研究进程的领域（Miller 等人，2014 年）。 这些讨论中的一个关键问题是知识。 可持续性问题往往是由于各种社会生态因素的复杂相互作用造成的，有效应对这些挑战所需的知识日益分散和专业化（Ansell 和 Gash，2008 年）。 了解可持续性问题如何结合在一起所需的知识过于复杂，无法由单一机构组织，因此需要以新的方式整合不同类型的知识。 我们自己的领域的情况肯定是如此：与其他可持续集约化模式（Caron 等人，2014 年）一样，水生系统具有固有的复杂性（Junge 等人，2017 年），重视知识生产的新形式（粮农组织 2013 年）。 水生生物系统的复杂性不仅源于其 “综合” 特征，而且还源于更广泛的经济、体制和政治结构，这些结构影响水生物的交付及其可持续发展潜力（König 等人，2016 年）。 为实现可持续的水生食物系统制定解决办法，很可能需要争取各种不同的理解领域，从工程、园艺、水产养殖、微生物、生态、经济和公共卫生研究到从业人员的实际知识和经验知识关切，零售商和消费者.
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