用二氧化碳永久封存二氧化碳并同时生产鱼的方法与流程

1.本发明涉及海上装备、波浪能发电、海上风能发电、表层海水化学成份的人为调节和控制、人工营造的自然渔场、为人工自然渔场提供营养物质的方法，海洋生物的人工依附栖息物、海洋生态系统环境、以及获取大尺度可支配水域实施海上养鱼的领域。
技术背景
2.实现能充分满足人类需要的碳、氮自然循环，人类应该可以快乐的与地球同寿。
3.海洋有机物(如海藻、海洋微生物、鱼、虾、贝、蟹等)都是海洋生物基因自然的利用自然资源(如碳、氮、氧、氢、磷、硫、钙等)生产的。
4.目前为止，人类除了在海上获取矿产、获取海洋生物、在海上航船、以及从陆地输入饲料营养源(碳源、氮源等)的养殖外，几乎还没有真正意义上的利用海洋资源。而海洋的最大资源应是海洋的生产力——海洋生物基因利用自然资源自然的生产有机物的能力。对于海洋生物方面，人类除了灭绝性的捕捞等枯竭海洋资源、枯竭海洋生产力的行为外，几乎没有环保的主动去利用“海洋资源”和“海洋生产力”的积极行为。所以，很多海洋生物已灭绝或濒临灭绝，据科学家推算，到2048年人类将可能掏空海洋而使海洋再无生机，使海洋失去绝大部分生产力——合成有机物的能力。要知道，海洋在未破坏其生态的情况下每年可合成约4000亿吨有机物，这些有机物都需要消耗二氧化碳来合成。而且海洋还有太多的贫营养海域，若人为的遵循自然原理而利用之，其生产力将会更大。
5.现在海洋的自然生产力所生产的有机物“数量”还远没有达到海洋“可”生产有机物数量的“容量”，一是受到了人类毁灭性的破坏，二是受到自然力量的限制，因为海洋的“自然生产力”在没有“自然力”作用的贫营养海区(占海洋总面积约80％以上)，是不能利用深海的营养盐资源和二氧化碳来生产有机物的，也就是说，海洋的自然生产力还有很大的提升空间，其实，只要发挥海洋生产力潜力的一小部分，就可满足全人类的需求，而且人类完全可以做到。
6.而从陆地输入饲料营养源(碳源、氮源等)的海上养殖若持续发展扩大(不能消耗海水中的二氧化碳)，不仅会快速污染海洋，全球的生态链、产业链也会快速进入危机时刻，它的结果将很快反噬人类。
7.大气中二氧化碳的含量从1760年工业革命前的280ppm突增到了2019年的415ppm，地球大气中的二氧化碳浓度上次达到如此高水平是在300多万年前。从2010——2019年的这十年中，大气中的二氧化碳浓度从390ppm增加到了415ppm，净增加了25ppm，每年净增加2.5ppm(粗略的计算是：等于在大气中每年净增约128亿吨二氧化碳，10年共净增约1280亿吨二氧化碳，由于大气中二氧化碳浓度增加，使二氧化碳的分压增大，结果导致溶于水中的二氧化碳也增多，进而使海水酸化又加剧了对海洋生态的破坏)。而这还是在下面所述的a、b两种功效之和的情况下出现的状况：
8.a：人类为减少大气中的二氧化碳已有很多行为(主要是在陆地上的行为)：1植树造林、 2节能减排、3低碳生活、4环保能源的使用(截止2019年，全球太阳能发电总装机容量
已达5.8亿千瓦，风力发电总装机容量已达6.5亿千瓦，陆地水流能发电总装机容量已达13.08 亿千瓦，全球的环保能源发电总装机容量合计为25.38亿千瓦)；
9.b：现有的整个生态系统：1、陆地上的所有生物(全球2019年统计有38.2亿公顷森林生态系统、庄稼、草原)，2、还有360亿公顷的海洋生态系统(海洋中的所有生物、海水)。
10.也就是说，目前现存的整个生态系统、再加上目前人类的很多积极行为，也不能阻止大气中co2含量的“不断增加”，反而还让大气中co2的含量每年净增了2.5ppm，也就是说，“a、b功效之和”已不能阻止温室效应不断加强——不能阻止地球温度持续升高。若按每年净增2.5ppm的速度计算(实际上，情况可能更为严重)，100年后大气中二氧化碳浓度就可能在2019年的415ppm的基础上升高到665ppm，200年后就可能升高到915ppm，到那时，温室效应就可能真的把地球变成火球了。当陆地温度升到50℃、海洋温度升到40℃时，生物大量灭绝也可能已进行到差不多了，人类会怎样，不知答案。
11.大部分森林能较长时间(约200年)的固定co2，森林每生长1立方米木材大约可以吸收并固定1.83吨co2、释放1.62吨氧气。有数据表明，1998～2003年，中国森林年均净增长活立木蓄积量4.97亿立方米，年净吸收9.09亿吨co2，中国森林面积约2.2亿公顷，由此可算出每年、每公顷森林平均净吸收的co2数量约为4.13吨(就以5吨计)，则全球的森林每年平均可净吸收co2的量约为38.2
×
5＝191亿吨。
12.即使人类植树造林使地球上重新拥有工业革命前的76亿公顷森林，但按目前地球向大气排放二氧化碳的量计，可计算出也根本不能阻止大气中二氧化碳的持续增多，因土壤由于地表升温释放了远多于人类活动排放的二氧化碳(可能是因升温导致土壤微生物的活跃)，这还不包括动物养殖业排放了大量的甲烷和氧化亚氮(甲烷的温室效应是二氧化碳的 72倍，氧化亚氮的温室效应是二氧化碳的298倍，氧化亚氮主要来自化肥的过度使用)。
13.如果人类解决不了大气圈、水圈中二氧化碳的持续过量增加问题，很可能又会导致一次生物大灭绝。
14.既然人类在陆地上无法阻止大气圈、水圈中二氧化碳含量持续增多的问题，那就只有依靠海洋了，实际上海洋就算把大气中所有过量的二氧化碳长期封存起来，对于海洋的容量而言，也只是九牛一毛而已，因为地史研究表明，海洋中曾经有过约6000万亿吨的惰性溶解有机碳含量的时期，而现在的海洋中只含有约4000亿吨惰性溶解有机碳(惰性溶解有机碳不能再被生物作为碳源而利用)。
15.本发明提出的“用二氧化碳永久封存二氧化碳并同时生产鱼的方法”，利用人工自然渔场中海洋初级生物的生态过程能生成“海洋惰性溶解有机碳”封存于海水中超过5000年之久”的功效，有望低成本的快速消除大气中过量的二氧化碳，彻底消除过度的温室效应、复原自然生态，实现能充分满足人类需要的碳、氮自然循环，同时生产出巨量的优质鱼类蛋白质和有机物、无机物(如海藻食品、海藻饲料、海藻肥料、海藻生物质能源、海藻乙烯等众多化工产品，利用海洋能电力从海水中提取金属镁以替代地球上快要枯竭的铁资源)，彻底解决人类食物源的安全问题和持续的环保能源问题，使海洋变成自然的粮仓油田，实现资源的永久自然循环和永远循环的产业、经济。


技术实现要素：

16.1、用二氧化碳永久封存二氧化碳并同时生产鱼的方法，通过设置在人工自然渔场
中的环形圈养鱼装备来实现，其特征是：
17.(1)所述的人工自然渔场，是由设置在真光层的众多海洋生物的依附栖息物体、众多的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置所营造的海洋生物的生长环境，其特征是：
18.所述的设置在真光层的海洋生物依的附栖息物体，是在一个能浮于水中的有孔平面上设置一个由若干小浮体组成的供海洋生物栖息的洞穴结构体，洞穴结构体上有缆绳连接到沉入海底的人工水泥藻鱼礁上，使洞穴结构体处于真光层，在能浮于水中的有孔平面上设置与水有很大接触面积的树状体供海洋微型生物依附，
19.所述的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置，是在一个由空心浮体、结构架组成的结构整体上，设置波浪能收集装置、风能收集装置、空气压缩机、抽水机、发电机、警示灯，传动杆连接波浪能收集浮体组成波浪能收集装置，波浪能收集浮体分为上下两层，上层是空心浮体，下层是有孔容器，有孔容器中装有海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时所需的营养物质，波浪能收集装置的传动杆与定向转动输出齿轮箱的输入轴相联，定向转动输出齿轮箱的定向输出轴通过增速齿轮箱驱动空气压缩机、抽水机、发电机工作，风能传动轴连接风能收集叶轮组成风能收集装置，风能收集装置的传动轴与定向转动输出齿轮箱的定向输出轴通过锥形齿轮相联把收集的风能和波浪能偶合在一起，空气压缩机的出气管通往真光层为海洋固氮生物生长提供更多的氮源，出气管上设有若干个使气体分散的出气头，抽水机上的进水管通往深层吸入海洋深层的富营养水，抽水机上的出水管通往真光层为海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时提供更多的生长营养源，结构整体上有缆绳连接到沉入海底的人工水泥藻鱼礁上，人工水泥藻鱼礁的重量通过缆绳使结构整体上的空心浮体处于水面以下，
20.(2)所述的环形圈养鱼装备，是由模块构成的环形圈、网、喂鱼装置、水平轴风电机组、垂直轴风电机组、波浪能发电装置、抽水设备、空气压缩设备组成，环形圈养鱼装备设置在人工自然渔场中，其特征是：
21.所述的模块，是指在水下分仓浮体上立柱支撑离开水面的平台而形成的结构整体，模块与模块之间刚性连接组成一个坚固的结构单元，结构单元上设有能改变重心的变重心柱，结构单元上设有连接器，连接器上设有多个连接点，
22.所述的模块构成的环形圈，是用非刚性连接器连接若干结构单元组成的环形圈，环形圈通过缆绳与沉入海底的水泥块连接并使环形圈半潜于水中，环形圈上有网从水面以上延伸到海底形成一个环形圈养鱼区域，非刚性连接器是指在相邻的两个连接器之间用有伸缩性能的非刚性材料拉紧两个连接器的多个连接点，两个连接器之间设有橡胶轮胎，有若干橡胶管设置在连接器的内部，非刚性连接器的一端设有与结构单元对接的有孔对接件，非刚性连接器的另一端与另一结构单元刚性连接，两个结构单元之间设有保险的铁链连接，
23.所述的喂鱼装置，是个在管道的一端设置有网状捕鱼器的装置，管道中端用轴把管道安装在环形圈上设置的支架上，管道与支架之间设有伸缩装置使管道可绕轴转动，网状捕鱼器上设有诱鱼灯和诱饵释放装置，捕鱼器在捕获人工自然渔场中自然生长的鱼后可通过管道进入环形圈内替代饲料来喂养圈内人工养殖的高附加值的金枪鱼，
24.所述的水平轴风电机组、垂直轴风电机组、波浪能发电装置安装在环形圈上，
25.所述的抽水设备是若干抽水机连接进水管道和出水管道安装在环形圈上，抽水机
用海洋能电力驱动，
26.一种抽水机的进水管道是通往环形圈内的海洋深处吸入因上层养鱼而沉降到海洋深处的富营养水，出水管道通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，
27.另一种抽水机的进水管道是通往远离环形圈的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管道中的水分别经过装有营养物质的若干容器后再分别经过设有开关的若干管道汇入出水总管道再进入水分流管道通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，装有营养物质的容器上设有营养物质进入口，
28.还有一种抽水机的进水管道是通往环形圈外的上层吸入新鲜水，出水管道通往环形圈内为环形圈内养鱼补充新鲜水，
29.所述的空气压缩设备是若干空气压缩机连接着管道安装在环形圈上，空气压缩机用海洋能电力驱动，
30.一种空气压缩机的出气管道通往人工自然渔场的真光层为固氮生物提供更多的氮源，
31.另一种空气压缩机的出气管道是通往环形圈内的养鱼水域为鱼群提供更多的氧气。
32.所述的人工自然渔场中的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置，是在营养物质供给装置的空心浮体上，设置有与水有很大接触面积的竹尾供海洋微型生物依附。
33.所述的人工自然渔场中的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置中的波浪能收集装置的波浪能收集浮体，波浪能收集浮体分为上下两层，上层是有孔容器，下层是空心浮体，有孔容器中装有海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时所需的营养物质，上层有孔容器上设有高压放电装置，高压放电装置上设有进空气管道和进水管道。
34.所述的人工自然渔场中的众多海洋生物依附栖息物体，是在依附栖息物体上通过缆绳连接着海洋生物生长时所需的营养物质供给装置。
35.所述的人工自然渔场中的众多海洋生物依附栖息物体，是在绳索上设置与水有很大接触面积的竹尾供海洋生物依附栖息，绳索上设有比重小于水的浮体，通过缆绳连接绳索和沉入海底的人工水泥藻鱼礁，使竹尾处于真光层。
36.所述的环形圈养鱼装备上的抽水设备，进水管道是通往环形圈外的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管道中的水分别经过装有营养物质的若干容器后再分别经过设有开关的若干管道汇入出水总管道再进入水分流管道通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，装有营养物质的容器上设有营养物质进入口，在装有营养物质的若干容器中的其中一个容器的进水管上设有高压放电装置，高压放电装置上设有进空气管道和进水管道。
37.所述的环形圈养鱼装备上的抽水设备，进水管道是通往环形圈外的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管道通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，有合成尿素装置的输出管道与出水管道连通。
38.有益效果
39.本发明的有益效果是：利用人工自然渔场中海洋初级生物的生态过程能生成“海洋惰性溶解有机碳”封存于海水中超过5000年之久”的功效，有望低成本的快速消除大气中过量的二氧化碳，使大气二氧化碳浓度回复到工业革命前的280ppm，彻底消除过度的温室
效应、完全复原自然生态，实现能充分满足人类需要的碳、氮自然循环，同时生产出巨量的优质鱼类蛋白质和有机物、无机物(如海藻食品、海藻饲料、海藻肥料、海藻生物质能源、海藻乙烯等众多化工产品，利用海洋能电力从海水中提取镁以替代地球上将要枯竭的铁资源)，彻底解决人类食物源的安全问题和持续的环保能源、资源问题，使海洋变成自然的粮仓油田，实现资源的永久自然循环和永远循环的产业、经济。
附图说明
40.图1和图2为人工自然渔场中设置在真光层的海洋生物的依附栖息物体的图
41.图3和图4为海洋生物生长时所需的营养物质供给装置的图
42.图5为在海上设置众多的海洋生物的依附栖息物体和众多的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置后所营造的人工自然渔场的图
43.图6为组成环形圈装备的一个模块的图
44.图7为波浪能发电装置的图
45.图8为模块与模块之间刚性连接后组成一个坚固的结构单元的图
46.图9为在结构单元上安装了水平轴风电机组、垂直轴风电机组、波浪能发电装置的图
47.图10为非刚性连接器的原理图
48.图11为非刚性连接器完成连接后呈现的状况图
49.图12为环形圈养鱼装备图
50.图13为喂鱼装置图
51.图14为抽水设备a图
52.图15为抽水设备b图
53.图16为空气压缩设备图
54.图17为海洋生物生长时所需的营养物质供给装置上设有竹尾的图
55.图18为人工自然渔场中设置在真光层的海洋生物依附栖息物体上设有海洋生物生长时所需的营养物质供给装置的图
56.图19为人工自然渔场中设置在真光层的另一种海洋生物依附栖息物体的图
57.图20为海洋生物生长时所需的营养物质的另一种供给装置图
58.图21为抽水设备c图
59.图22为抽水设备d图
具体实施方式
60.本发明所述的用二氧化碳永久封存二氧化碳并同时生产鱼的方法，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22所示：
61.一、如图1、图2、图3、图4、图5所示：
62.图1中，1代表若干小浮体组成的洞穴结构，2代表能浮于水中的有孔平面，3与水有很大接触面积的树状体，4缆绳，5人工水泥藻鱼礁。
63.图2中，1代表若干小浮体组成的洞穴结构，2代表能浮于水中的有孔平面，3与水有
很大接触面积的树状体。
64.图3中，1风能收集装置的叶轮，2风能收集装置的传动轴，3定向转动输出齿轮箱， 4波浪能收集装置的传动杆，5波浪能收集装置的上层空心浮体，6波浪能收集装置下层的有孔容器，7定向转动输出齿轮箱的输入轴，8结构架，9空心浮体，10缆绳，11使气体分散的出气头，12警示灯，13增速齿轮箱，14空气压缩机，15发电机，16抽水机，17代表锥形齿轮，18抽水机的出水管，19空气压缩机的出气管，20抽水机的进水管，21人工水泥藻鱼礁。
65.图4中，1风能收集装置的叶轮，2风能收集装置的传动轴，3定向转动输出齿轮箱， 4波浪能收集装置的传动杆，5波浪能收集装置的上层空心浮体，6波浪能收集装置下层的有孔容器，7定向转动输出齿轮箱的输入轴，8结构架，9空心浮体，10缆绳，11使气体分散的出气头，12警示灯，13增速齿轮箱，14空气压缩机，15发电机，16抽水机，17代表锥形齿轮，18抽水机的出水管，19空气压缩机的出气管，20抽水机的进水管。
66.图5代表在海上设置众多的海洋生物的依附栖息物体和众多的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置后所营造的人工自然渔场。
67.所述的人工自然渔场(如图5所示)，是由设置在真光层的众多海洋生物的依附栖息物体(图1、图2所示)、众多的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置(图3、图4所示)所营造的海洋生物生长环境(图5所示)。
68.所述的设置在真光层的海洋生物依附栖息物体(图1、图2所示)，是在一个能浮于水中的有孔平面上(图1、图2中的2)设置一个由若干小浮体组成的洞穴(图1、图2中的1) 结构体(图2所示)，整个结构体可供海洋生物栖息依附。能浮于水中的有孔平面可选用竹子作为材料制成，能浮于水中的有孔平面可供贝类栖息生长。组成洞穴结构体(图1、图2 中的1)的小浮体可选用竹子材料(因竹子是空心的，是自然环保的浮体材料，而竹子在山上的再生能力极强，利用竹子生长快的特性，也可固定不少二氧化碳)。洞穴结构体上有缆绳(图1中的4)连接到沉入海底的人工水泥藻鱼礁上(图1中的5)，使洞穴结构体处于真光层。在能浮于水中的有孔平面上(图1、图2中的2)设置与水有很大接触面积的树状体(图1、图2中的3)供海洋微型生物依附生长，树状体可选用竹子的尾部，竹子的尾部可方便的把异域的海洋微型生物、海洋微生物、特别是海洋固氮细菌(光合蓝细菌)移入人工自然渔场以增加所需的生物种群。
69.所述的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置(如图3、图4所示)，是在一个由空心浮体(图3、图4中的9)、结构架(图3、图4中的8)组成的结构整体上，设置波浪能收集装置(图3、图4中的4、5)、风能收集装置(图3、图4中的1、2)、空气压缩机(图3、图4中的14)、抽水机(图3、图4中的16)、发电机(图3、图4中的15)、警示灯(图3、图4中的12)。传动杆(图3、图4中的4)连接波浪能收集浮体(图3、图4中的5)组成波浪能收集装置，波浪能收集浮体分为上下两层，上层是空心浮体(图3、图4中的5)，下层是有孔容器(图3、图4中的6)，有孔容器中(图3、图4中的6)装有海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时所需的营养物质(如自然的磷矿石、铁矿石，或其它含磷、铁、氮、硅等的物质，这些营养物质在波浪的冲刷过程中缓慢的释放到真光层)，波浪能收集装置的传动杆(图3、图4中的4)与定向转动输出齿轮箱(图3、图4中的3)的输入轴(图3、图4 中的7)相联，定向转动输出齿轮箱(图3、图4中的3)的定向输出轴通过增速齿轮箱(图3、图4中的13)驱动空气压缩机(图4中的14)、抽水机(图4中的16)、发电机(图4中的15) 工作。风能传动轴(图3、图4中的2)连接风能收集叶轮(图3、图4中
的1)组成风能收集装置，风能收集装置的传动轴(图3、图4中的2)与定向转动输出齿轮箱的定向输出轴通过锥形齿轮(图3、图4中的17)相联把收集的风能和波浪能偶合在一起。空气压缩机的出气管(图3、图4中的19)通往真光层为海洋固氮生物生长提供更多的氮源和氧气，出气管(图 3、图4中的19)上设有若干个使气体分散的出气头(图3、图4中的11)，抽水机上的进水管(图3、图4中的20)通往深层吸入海洋深层的富营养水，抽水机上的出水管(图3、图4 中的18)通往真光层为海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时提供更多的生长营养源，结构整体(由图3、图4中的8、9代表)上有缆绳(图3、图4中的10)连接到沉入海底的人工水泥藻鱼礁上(图3中的21)，人工水泥藻鱼礁的重量通过缆绳使结构整体上的空心浮体 (图3、图4中的9)处于水面以下。
70.二、如图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图 16、所示：
71.图6中，1代表分仓浮体，2表示刚性或非刚性的连接处，3立柱，4加强筋，5离开水面的平台。
72.图7代表波浪能发电装置。
73.图8中，1代表模块，2波浪能发电装置，3代表刚性连接，4非刚性连接器，5变重心柱。
74.图9中，1水平轴风电机组，2垂直轴风电机组，3波浪能发电装置。
75.图10中，1连接器与左结构单元刚性连接的面，2a连接器，3代表连接点，4大橡胶管，5小橡胶管，6橡胶轮胎，7有伸缩性能的非刚性材料，8b连接器，9对接件上的孔， 10b连接器上的对接件，11、12代表与右结构单元刚性连接的对接件，13对接件上的孔， 14对接后需用的插栓，15对接后需用的固紧螺栓。
76.图11是表示在两个结构单元之间用非刚性连接器完成连接后呈现的状况。
77.图12中，1养鱼用网，2沉入海底的水泥块，3变重心柱，4竖拉缆绳，5水平轴风电机组，6垂直轴风电机组，7波浪能发电装置，8斜拉缆绳。
78.图13中，1网状捕鱼器，2管道的进鱼通道口部，3诱饵释放装置，4诱鱼灯，5管道， 6转动轴，7设置在环形圈上的支架，8管道与支架之间设置的伸缩装置。
79.图14中，1进水管道，2抽水机，3出水管道，4水分流管道。
80.图15中，1水分流管道，2出水总管道，3各种营养水输出管道，4控制流量的开关， 5装各种营养物质的容器，6各种营养物质的进口，7各种营养物质容器的进水管道，8抽水机端的出水管道，9抽水机，10抽水机的进水管道。
81.图16中，1空气压缩机，2出气管道。
82.所述的环形圈养鱼装备(如图12所示)，是由模块(如图6所示)构成的环形圈(如图12所示)、网(如图12中的1所示)、喂鱼装置(如图13所示)、水平轴风电机组(图9 中的1)、垂直轴风电机组(图9中的2)、波浪能发电装置(如图9中的3、图8中的2、图7所示)、抽水设备(如图14、15所示)、空气压缩设备(如图16所示)组成，环形圈养鱼装备设置在人工自然渔场中。
83.所述的模块(图6所示)，是指在水下分仓浮体(图6中的1)上立柱(图6中的3) 支撑离开水面的平台(图6中的5)而形成的结构整体，立柱之间设有加强筋(图6中的4)，结构整体上设有刚性或非刚性的连接处(图6中的2)，模块与模块之间刚性连接(图8中的3所示)后组成一个坚固的结构单元(如图8所示)，结构单元上设有能改变重心的变重心柱(图8中的
5)，结构单元上设有波浪能发电装置(图8中的2)，结构单元上设有非刚性连接器(如图8中的4、图10、图11所示)。
84.所述的模块构成的环形圈是用非刚性连接器(图10、图11所示)连接若干结构单元 (图8、图9、所示)组成的环形圈(如图12所示)，环形圈通过缆绳(图12中的8、4) 与沉入海底的水泥块(如图12中的2所示)连接并使环形圈半潜于水中，各结构单元上的变重心柱(图8中的5，图12中的3)是环形圈在海上安装后再装上去的，有竖拉缆绳(图 12中的4)连接在变重心柱(图12中的3)上，变重心柱安装好后可填入重物于变重心柱内以使整个环形圈的重心降低。环形圈上有网(如图12中的1所示)从水面以上延伸到海底形成一个环形圈养鱼区域。非刚性连接器(图10、图11所示)是指在相邻的两个连接器 (图10中的2、8)之间用有伸缩性能的非刚性材料(图10中的7)拉紧两个连接器(图 10中的2、8和图11所示)的多个连接点(图10中的3、图11所示)，有伸缩性能的非刚性材料可选用厚重橡皮筋。两个连接器之间设有橡胶轮胎(图10中的6)，有若干橡胶管(图 10中的4、5所示)设置在连接器的内部，非刚性连接器的一端设有与结构单元上设置的对接件(图10中的11、12、13、14、15所示)对接的有孔对接件(图10中的9、10所示))，非刚性连接器的另一端(图10中的1)与另一结构单元刚性连接，两个结构单元之间用非刚性连接器完成连接后呈现的状况如图11所示，这种连接设计近似火车各车箱连接样那么单间，这种非刚性材料的连接设计可防止任意方向的运动使相连的两个结构单元之间产生刚性对抗点，可使大尺度的海上浮体抵御大涌浪的破坏，两个结构单元之间设有保险的铁链连接(铁链因不好绘图而未画出，故没有图示)。
85.所述的喂鱼装置(如图13所示)，是个在管道(图13中的5)的一端设置有网状捕鱼器(图13中的1)的装置，管道中端用轴(图13中的6)把管道安装在环形圈上设置的支架(图13中的7)上，管道与支架之间设有伸缩装置(图13中的8)使管道(图13中的5) 可绕轴(图13中的6)转动，当伸缩装置伸长时，可使捕鱼器(图13中的1)升高从而使捕获的鱼通过管道的进鱼通道口部(图13中的2)进入管道(图13中的5)到达环形圈内的养鱼区域喂鱼，伸缩装置可选用液压装置，网状捕鱼器(图13中的1)上设有诱鱼灯(图 13中的4)和诱饵释放装置(图13中的3)以诱引鱼进入网状捕鱼器。网状捕鱼器在捕获人工自然渔场中自然生长的鱼后可通过管道进入环形圈内替代饲料来喂养圈内人工养殖的高附加值的金枪鱼。
86.所述的水平轴风电机组(如图9中的1)、垂直轴风电机组(如图9中的2)、波浪能发电装置(图7所示，图8中的2、图9中的3)安装在环形圈上(如图12所示)，为生产、生活提供充足的可持续环保能源。
87.所述的抽水设备(如图14、图15所示)是若干抽水机连接进水管道和出水管道安装在环形圈上，抽水机用海洋能电力驱动。
88.一种抽水机(图14中的2)的进水管道(图14中的1)是通往环形圈内的海洋深处吸入因上层养鱼而沉降到海洋深处的富营养水，出水管道(图14中的3、4)通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养。
89.另一种抽水机(如图15中的9)的进水管道(如图15中的10)是通往远离环形圈(如图12所示)的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管道(图15中的8、7)中的水分别经过装有营养物质的若干容器(图15中的5)后再分别经过设有开关(图15中的4)的若干管道(图15中的3)汇入出水总管道(图15中的2)再进入水分流管道(图15中的1) 通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，装有营养物质的容器(图15中的5)上设有营养物质进入口(图15
中的6)，营养物质可选用如自然的磷矿石、铁矿石，或其它含磷、铁、氮、硅等的物质，这些营养物质在水流的冲刷过程中缓慢的释放到水中从而到过真光层，开关(图15中的4)的作用是通过控制流量从而调节和控制各种营养物质的释放速度进而调节和控制人工自然渔场的真光层水中的各营养成分的含量，以达到符合海洋生物生长的最佳生长条件的目的。进水管道(如图15中的10)还可以通往河流的出海口吸取陆源营养水。
90.还有一种抽水机(图14中的2)的进水管道(图14中的1)是通往环形圈(如图12 所示)外的上层吸入新鲜水，出水管道(如图14中的3、4)通往环形圈内为环形圈内养鱼补充新鲜水。
91.所述的空气压缩设备(如图16所示)是若干空气压缩机(图16中的1)连接着管道 (图16中的2)安装在环形圈上，空气压缩机用海洋能电力驱动。
92.一种空气压缩机的出气管道(图16中的2)是通往人工自然渔场的真光层为固氮生物提供更多的氮源和氧气，因空气中含有78％左右的氮。
93.另一种空气压缩机的出气管道(图16中的2)是通往环形圈内的养鱼水域为鱼群提供更多的氧气。
94.三、如图3、图4、图17所示：
95.图17中，1代表海洋生物生长时所需的营养物质供给装置，2空心浮体，3与水有很大接触面积的竹尾。
96.所述的人工自然渔场中的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置(如图3、图4和图17中的1所示)，是在营养物质供给装置的空心浮体(图3、图4中的9和图17中的2) 上，设置有与水有很大接触面积的竹尾(图17中的3)供海洋微型生物依附。
97.四、如图20所示：
98.图20中，1波浪能收集浮体的下层空心浮体，2波浪能收集浮体的上层有孔容器，3 高压放电装置，4进空气管道，5进水管道。
99.所述的人工自然渔场中的海洋生物生长时所需的营养物质供给装置中的波浪能收集装置的波浪能收集浮体(1、2所示)，波浪能收集浮体分为上下两层，上层是有孔容器2，下层是空心浮体1，有孔容器中装有海洋初级生物利用二氧化碳进行光合作用时所需的营养物质，营养物质是磷矿石、铁矿石等，上层有孔容器2上设有高压放电装置3，高压放电装置 3上设有进空气管道4和进水管道5，高压放电装置可把空气中的氮转化成二氧化氮，二氧化氮遇水生成硝酸，硝酸遇磷矿石会生成硝酸钙和磷酸，可为人工自然渔场提供氮源(硝态氮源)和磷源，硝酸遇铁矿石会有铁离子释放出来，可为人工自然渔场中的浮游生物生长提供所需的铁离子。
100.五、如图1、图2、图3、图4、图18所示：
101.图18中，1代表海洋生物生长时所需的营养物质供给装置，2代表海洋生物的依附栖息物体，3缆绳，4人工水泥藻鱼礁。
102.所述的人工自然渔场中的众多海洋生物的依附栖息物体(如图1、图2和图18中的2 所示)，是在依附栖息物体上(图18中的2)通过缆绳(图18中的3)连接着海洋生物生长时所需的营养物质供给装置(图18中的1和图3、图4所示)。
103.六、如图19所示：
104.图19中，1比重小于水的浮球，2竹尾，3缆绳，4人工水泥藻鱼礁，5绳索。
105.所述的人工自然渔场中的众多海洋生物的依附栖息物体，是在绳索5上设置与水有很大接触面积的竹尾2供海洋生物依附栖息，绳索5上设有比重小于水的浮体1，通过缆绳3 连接绳索5和沉入海底的人工水泥藻鱼礁4，使竹尾2处于真光层。
106.七、如图21所示：
107.图21中，1水分流管道，2出水总管道，3各种营养水输出管道，4控制流量的开关， 5装各种营养物质的容器，6各种营养物质的进口，7各种营养物质容器的进水管道，8高压放电装置上的进空气管道，9高压放电装置上的进水管道，10抽水机，11高压放电装置， 12抽水机端的出水管道，13装营养物质的若干容器中的其中一个容器，14、15抽水机的进水管道。
108.所述的环形圈养鱼装备上的抽水设备，进水管道(14、15)是通往环形圈外的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管道12中的水分别经过装有营养物质的若干容器(5、 13)后再分别经过设有开关4的若干管道3汇入出水总管道2再进入水分流管道1通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，装有营养物质的容器上设有营养物质进入口6，在装有营养物质的若干容器中的其中一个容器13的进水管7上设有高压放电装置11，容器13 中装有磷矿石、铁矿石等，高压放电装置上设有进空气管道8和进水管道9，高压放电装置可把空气中的氮转化成二氧化氮，二氧化氮遇水生成硝酸，硝酸遇磷矿石会生成硝酸钙和磷酸，可为人工自然渔场提供氮源(硝态氮)和磷源，硝酸遇铁矿石会有铁离子释放出来，可为人工自然渔场提供所需的铁离子。
109.八、如图22所示：
110.图22中，1抽水机的进水管道，2抽水机，3抽水机的出水管道，4水分流管道，5合成尿素装置的输出管道，6合成尿素装置，7合成尿素装置的进氮气的管道，8合成尿素装置的进二氧化碳气体的管道，9合成尿素装置的进水管，10输入电解液的管道，11电解水的装置。
111.所述的环形圈养鱼装备上的抽水设备，进水管道1是通往环形圈外的海洋深处吸入海洋深处的富营养水，出水管3、4道通往人工自然渔场为海洋初级生物提供营养，有合成尿素装置6的输出管道5与出水管道3连通，合成尿素的装置上设有进氮气(或空气，因空气中氮气的含量约78％)的管道7、进二氧化碳气体的管道8和进水管道9，电解水的装置 11与合成尿素的装置6相连，电解水的装置11上设有输入电解液的管道10。利用环形圈养鱼装备上充足的海洋能电力，很容易在合成尿素的装置中提供尿素合成时所需的反应条件，为利用空气、二氧化碳和水作为原料合成尿素提供能源，合成尿素装置中的已合成尿素溶解于水经合成尿素装置的输出管道5从而进入抽水机的出水管道3通往人工自然渔场，为海洋生物提供氮源，为海洋生产更多的有机物提供充足的营养。
112.原理：
113.海洋有机物(如海藻、海洋微生物、鱼、虾、贝、蟹等)都是海洋生物基因自然的利用自然资源(如碳、氮、氧、氢、磷、硫、钙等)所生产的。
114.海洋中最小的浮游生物——初级生物(海洋生物生态食物链中的第一环)的生长需要阳光和氮、磷、钙、硅、铁等营养物质，而其光合作用所需要的碳源是溶于海水中的二氧化碳，氮来自空气而且是组成蛋白质的重要物质，藻、贝、虾、蠏、鱼等有机物中的碳都来自二氧化碳，而且海洋中有太多的贫营养(氮、磷、钙、硅、铁等)海域，唯独碳(二氧化碳)是大大过剩的。
115.植物细胞只有分布在临界深度以上(在真光层)，才能充分地进行光合作用，并超过呼吸的消耗，从而出现有机物的积累，表现出有净产量。在海洋中，有了海藻就有贝类，有了贝类就有小鱼乃至大鱼。世界上屈指可数的渔场，大抵都在近海，这是因为，藻类生长需要阳光和硅、磷、氮、铁等营养物质，这些条件只有接近陆地的近海才具备，因为近海有来自陆源河流的供应，如中国的长江口、舟山、闽中、粤东、三亚、北部湾等小渔场，但这些小型渔场因种种原因都在走向枯竭。而海洋调查表明，在1000米以下的深海水中，硅、磷、氮等营养盐含量十分丰富，只是它们浮不到温暖的表面层。因此，只有少数范围不大的海域，那儿由于自然力的作用，深海海水会自动上升到表面层，从而使这些海域海藻丛生，鱼群密集，成为不可多得的天然渔场。世界四大天然渔场形成的原因是洋流的动力作用，洋流对海洋生物分布的影响主要是形成渔场，全球四大渔场分为两类，一类是分布在寒暖流交汇的地方，另一类是分布在上升补偿流的地方(秘鲁渔场)。因为寒暖流交汇处和上升流都能把营养盐类带至海洋表层。寒、暖流交汇处，海水受到扰动，引起上下翻腾，于是把深海下层丰富的营养盐类带到表层，促使浮游生物大量繁殖，各种鱼类都集中到这里觅食，这就形成了渔场。世界著名的四大渔场都分布在寒、暖流交汇的海区，它们是北海道渔场(日本)、北海渔场(英国)、纽芬兰渔场(加拿大)、秘鲁渔场。
116.人工自然渔场的重要功能就是利用“海洋初级生物”【最小的浮游生物的初级生产量 (生态食物链中的第一环)】的光合作用来产出海洋中尽可能多的有机物，它模拟天然渔场的形成原理，凭借其自身在海上有充足的海洋能发电的能力，很容易抽取深海富营养水至真光层，很容易把空气中的氮气转变为氨态氮或硝态氮，为海藻、海洋固氮生物等的生长提供氮源，很容易把空气中的氮气压入真光层而增加固氮生物所需的氮源，在真光层设置的供海洋生物依附、栖息的物体可形成其良好的生态系统环境，等于为海洋生物安一个舒适的家和提供丰富的营养食物，使海洋生物在这个家中住得好、吃得饱、长得快。在磷矿石、铁矿石等引入人工自然渔场的过程中，首先可促使浮游生物在充足的营养中利用海水中的二氧化碳进行光合作用而大量繁殖，诱使鱼类都集中到这里觅食、栖息、繁殖，创造大范围的“人工天然渔场和海洋森林”，增加种群数量和人为改善、优化群落结构，使海洋生物的食物链(网)中的营养层级增多，消耗更多的二氧化碳，甚至可以创造鱼类新的索饵场，增加洄游鱼量。以增量海洋生物的自然原理来生成更多的海洋食物有机物和“惰性溶解有机碳”——增加碳的惰性化，因为人工自然渔场中海洋初级生物的生态过程会生成一种称之为“海洋惰性溶解有机碳”的物质，而“海洋惰性溶解有机碳”可封存于海水中超过5000年之久而不会变为二氧化碳返回大气圈，在海上人为营造的“人工自然渔场”永远是自然生态的海洋。陆地上的森林固定碳的时间可能平均不到200年。我国完全有实力和能力在沿岸海域的贫营养海区建设2亿公顷的人工自然渔场，经计算：过50年后(30 年完成建设，20年运行)，大气中所有过量的二氧化碳可全部转化成“海洋惰性溶解有机碳”封存于海水中(按5个营养层级的食物链计算)，彻底消除过度的温室效应，使大气二氧化碳浓度回复到工业革命前的280ppm，完全复原自然生态。这2亿公顷的人工自然渔场至少可生产16亿吨高品质的自然食用金枪鱼(用人工自然渔场中生长的自然鱼喂养金枪鱼)，还有其它有机物，或产出320亿吨其它鱼类(需20公斤的其它鱼才能养出1公斤金枪鱼)，保障人类食物源的安全，这就实现了用二氧化碳永久封存二氧化碳并同时生产鱼的目的，实现了能充分满足人类需要的碳、氮自然循环，而且都是自然资源(碳、氮等)在自然原理的作用下循环，使病态的海洋
又恢复成了自然生态的海洋，使已破坏的陆地生态也恢复了自然的生态，这将是中国对人类的巨大贡献。