Economic viability thresholds for aquaponic systems: a scale-up modeling framework based on empirical data

方法

用0.2立方米养鱼与1平方米种植的中试经验数据，按k=1–50放大，算现金流与净

发现

基准情景无规模盈利；有利情景下现金流盈亏平衡在k=4.37，净现值盈亏平衡在k=34.21。

机会点

可将该规模放大框架移植到中国资源受限地区，耦合物联网监测与碳足迹核算，检验管理效率系数的实证取值。

背景 鱼菜共生（aquaponics）日益被推广为一种可持续的食品生产系统，但实现经济可行性所需的生产规模仍鲜为人知，尤其是在资源受限的情境下。方法 本研究利用刚果民主共和国班顿杜一个低技术试点项目的实证数据，构建了一个技术经济规模扩展框架，该系统将尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）与番茄（Solanum lycopersicum）结合养殖。参考系统（养殖水体体积0.2 m³、种植面积1 m²）被按规模因子k = 1–50进行推算。研究引入管理效率系数（ε = 0–0.25）以表征随规模扩大可能带来的效率提升。经济绩效在基准情景和有利情景下通过年经营现金流（CF）和净现值（NPV）进行评估。结果 在基准条件下，没有任何模拟规模实现正的CF或NPV。在有利情景下，经营现金流阈值（CF = 0）出现在k = 4.37处，对应养殖水体体积0.87 m³和种植面积4.37 m²。财务可行性阈值（NPV = 0）出现在k = 34.21处，分别相当于6.84 m³和34.21 m²。在有利的经济假设下但无规模依赖的效率提升（ε = 0）时，两个阈值均未达到。敏感性分析表明，所建模的财务阈值强烈依赖于劳动力成本、罗非鱼价格、番茄生产力、投资规模扩展、折现率以及假设的规模依赖效率轨迹。有利情景下的边际分析显示，在所有规模转换处均存在正的增量经营收益，边际效益成本比从约1.02增至1.23。讨论 这些发现表明，经济可行的扩张不仅取决于物理规模，还取决于生物性能、成本效率、市场价值和运营管理。