Термином «аквакультура» обозначается совокупность технологий разведения, выращивания, производства в искусственных (или естественных, но контролируемых, «управляемых» человеком) условиях водных объектов и дополнительно в случае реализации интегрированных технологий — неводных объектов (например, растений).
В следующие 20 лет аквакультура, как и сельское хозяйство в целом, будет развиваться в рамках перехода к новым производственным технологиям, в первую очередь — с повышением уровня автоматизации и цифровизации («Индустрия 4.0»). Большая контролируемость технологического процесса востребует развитие климатонезависимого, круглогодичного производства, которое обеспечивает стабильность поставок и более высокую экономическую эффективность, что особенно актуально для городов.
Реализованное в городах производство аквакультурной или агропродукции принято называть ситифермерством или урбанизированным сельским хозяйством. Развитие этого направления (особенно в его «органической» форме) признано приоритетным не только в России [9], но и в мире в целом [2, 5, 7, 13]. Это связано с необходимостью повышения уровня продовольственной безопасности городов, что требует актуализации подходов агропроизводства, модернизации и повышения эффективности существующих решений и практик [10, 13].
Сити-фермерская аквакультура — это в первую очередь производство, основанное на рециркулятивных аквакультурных системах (РАС). В более развитых формах сити-фермерская аквакультура предстает в виде аквапонических систем, т.е. сложных интегрированных систем рециркулятивной аквакультуры и интенсивного растениеводства, которые, совместно с колониями нитрифицирующих бактерий, создают единую, практически замкнутую и безотходную производственную систему [3].
Функционирование аквапонических систем основано на использовании процесса биоремедиации. При этом колонии нитрифицирующих бактерий, населяющие субстрат и корневую систему растений в замкнутом цикле аквакультуры, очищают воду от токсичных веществ, а отходы жизнедеятельности гидробионтов используются как питательная среда для растений. Растения потребляют растворенные в воде соли, химические элементы (азот, фосфор, углерод) и в некоторой степени обогащают кислородом воду, которая фильтруется и поступает к гидробионтам в очищенном виде [6].