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      百年演進后必將大放異彩——海洋牧場新業態調查報告

      來源:民生網2022-05-26 11:40:54

      海洋牧場是一個有著百年歷史的海洋產業,經過百年演進,其內涵不斷豐富和升華,如今逐步成為了具有環境保護、資源養護和漁業持續產出的新業態,為“兩山理論”和“雙碳”行動注入新的活力,必將大放異彩。

      理念與探索:水是生物的牧場

      在我國,早在距今2000年左右的春秋戰國或漢代的“罧業”中就出現了關于魚礁的文字,上個世紀40年代,我國科學家提出了“水就是生物的牧場”、“海洋農牧化”、“使海洋成為種養殖藻類和貝類的‘農場’,養魚、蝦的‘牧場’,達到‘耕海’目的”等富有創新性的理念。到了上世紀70年代末,我國也開展了海洋牧場的實踐,主要方式為人工魚礁建設和增殖放流。

      美國于1935年在新澤西州梅角海域建造了海洋牧場。此后,該國在 1968 年制定了“海洋牧場建設計劃”,并于 1974 年在加利福尼亞建立了海洋牧場,將海洋牧場建設與觀光、游釣等休閑娛樂產業結合起來發展休閑漁業,取得了良好的生態和經濟效益。

      日本在1971年舉行的海洋開發審議會上提出海洋牧場的定義,將其闡述為“栽培漁業高度發展階段的形態”,并在1987年完成《海洋牧場計劃》的制定。

      韓國從1998年開始實施海洋牧場計劃,并在2002年頒布的《韓國養殖漁業育成法》中將海洋牧場定義為“在一定的海域綜合設置水產資源養護的設施,人工繁育和采捕水產資源的場所”。

      縱觀國際海洋牧場的建設歷程,最初都是從經濟學的概念出發,以追求經濟效益為根本出發點。但由于不同國家和地區的生態環境特征、經濟發展狀況、科技發展水平和生活文化傳統等方面存在差異,不同國家出現了各具特色的海洋牧場建設模式。先后出現了以調動公民積極參與并以休閑漁業為特色的美國模式;依靠技術支持并注重自然生態環境修復與生物資源養護的日本模式;注重政府宏觀指導下苗種繁育和資源生物增殖的韓國模式;加強漁業資源管理并注重人工魚礁建設和資源生物增殖放流的中國模式等。

      總體而言,各國在海洋牧場建設方面主要呈現以下兩個特征:一是生境營造,二是增殖放流。

      在美國,截至2000年,美國的人工魚礁的建設海域已拓展到美國西部和墨西哥灣,建造的人工魚礁超過2400處。調查結果顯示,美國人工魚礁建造成效顯著,建礁后海區的漁業資源增加到原來的43倍,每年可增加約 500 萬噸漁業產量。

      在日本,1952年提出利用水生生物偏好聚集在沉船和礁石的習性,投放混凝土塊建設人工魚礁,實現增加漁業資源和提高采捕效率。在開發和建設海洋牧場的過程中,日本非常重視人工魚礁對魚類等生物的聚集效果,通過水槽模型試驗等方法系統地研究了人工魚礁的水動力學特征,總結了不同人工魚礁礁體模型的流體力學特性;注重環境承載力的評估及經濟效益與生物資源養護的平衡,將人工魚礁建設、關鍵物種增殖放流、生物行為控制與馴化等技術融入漁業管理體系。

      在韓國,1971年開始建設育苗場,韓國先后建設了19個地區級和國家級育苗場。同年,在江原道襄陽水域投放混凝土四方形人工魚礁,此后每年都會在沿岸水域設置 5 萬個以上多種類型的人工魚礁。自 1998 年起,在南部的慶向南道南岸建造海洋牧場,落實“海洋牧場計劃”。

      在中國,1979年在廣西欽州沿海區域投放了26座試驗性小型單體人工魚礁,1984 年成立了全國人工魚礁推廣試驗協作組,推動人工魚礁建設的健康快速發展。 2006 年,國務院發布了《中國水生生物資源養護行動綱要》。據統計,截至2016年,全國用于海洋牧場建設的資金總數達55.8億元人民幣,已建成海洋牧場200多個,投放魚礁超過6000萬空立方米。

      海洋牧場建設的根本目標是增殖增加海洋漁業資源。與生境營造如影隨形、相得益彰的措施是增殖放流。形象地講,海洋牧場建設恰似筑巢,增殖放流如同引鳳,二者缺一不可。1842年,法國最早開展鱒魚人工增殖放流,1860—1880 年,美國、加拿大、俄國和日本等國家實施大規模鮭科魚類增殖。 20 世紀80—90 年代,全球范圍內約有 64 個國家和地區對超過 180 種海洋物種開展了增殖放流活動,其中包括美國22種、日本72種、韓國14種和中國14種等。自20世紀 50 年代起,我國開始在淡水湖泊以放養方式增殖漁業資源。自 20 世紀 80 年代開始,在黃渤海和東海開展對蝦的增殖放流試驗。2006年以來,《中國水生生物資源養護行動綱要》《國家重點保護經濟水生動植物資源名錄》《水生生物增殖放流管理規定》等政策文件相繼頒布實施,沿海各省市積極開展了人工魚礁建設和增殖放流活動。其間,我國累計舉辦增殖放流活動場次超過1.5萬,參與人次超過300萬,放流水域遍及全國重要江河、湖泊、水庫和近海海域,累計增殖各類水產苗種3727億余單位。

      這一過程我們稱之為海洋牧場1.0階段,其核心是漁業資源增殖,手段是人工魚礁建設與增殖放流,以農牧化和工程化為驅動力,目標是經濟效益,沒有引入環境的概念,更沒有引入生態系統的概念。

      創新與發展:海洋生態牧場

      時至今日,國際上海洋牧場建設仍以人工魚礁投放與增殖放流等方式為主,在理論與技術方面未見顯著突 破。而我國在創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念指引下,加強海洋牧場建設已成為“兩山理論”在海洋領域的重要踐行方式,理論創新和技術創新成果不斷出現,海洋牧場也由1.0階段跨入 2.0階段,即海洋生態牧場。

      海洋牧場2.0的概括起來,主要有四個特點,一是堅持生態優先。健康的海洋生態系統是建設海洋牧場的重要基礎。發展海洋牧場不能以犧牲生態環境為代價,必須堅持生態優先原則,重視生態環境修復和生物資源養護,并根據海域生物承載力確定合理的建設規模。二是堅持陸海統籌。海洋牧場建設區域應包括海域與毗連陸地,海域是生境修復和增殖放流的實施空間;陸地不僅是牧場管理與苗種生產的基地,也是加工、旅游、科普等產業的落腳點。陸海區域有機銜接融合,實現鹽堿地生態農場-灘涂生態農牧場-淺海生態 牧場的“三場連通”。 三是堅持三產貫通。海洋牧場產業體系應包括水產品生產、礁體和裝備制造、休閑漁業等產業,形成水產品生產-精深加工-休閑漁業“三產融合”的現代化海洋牧場產業架構。四是堅持四化同步。生態化、工程化、自動化、信息化是海洋牧場 2.0階段的集中體現和發展方向,是應對環境災害、提高生產效率、降低生產成本的重要保障。

      海洋牧場建設更富創新性,概括起來主要有四個方面。其一,建設內容更加豐富。隨著相關研究和實踐的穩步推進,我國自然生境(如海藻場、海草床、牡蠣礁、珊瑚礁等)構建、苗種培育、設施與工程裝備、環境監測評價等海洋牧場建設關鍵技術逐漸成熟,增殖放流也得以加強。自2015 年起,每年 6 月 6 日成為全國“放魚日”。“十三五”期間累計投入資金 50 多億元人民幣,放流各類水生生物苗種1900多億單位。 其二,建設技術顯著提升。堅持生態優先、原創驅動、技術先導和工程實施的基本原則,突破了生境修復、資源養護、安全保障等一系列關鍵技術,成功構建形成海上的“綠水青山”。主要表現是,一是“因海制宜”。 突破了南、北方典型海域生境修復新技術,完成了海洋牧場生境從局部修復到系統構建的跨越。二是“因種而異”。突破了關鍵物種資源修復技術,實現了生物資源從生產型修復到生態型修復的跨越。三是“因數而為”。突破了環境與生物資源遠程實時監測和預警預報技術,實現了海洋牧場從單因子監測評價到綜合預警預報的跨越。從原理認知、設施研發、技術突破和應用推廣四個層面出發,進一步發展了海洋牧場理論與技術應用體系,初步構建形成了涵蓋國家、行業、地方和團體的標準體系。其三,建設模式推廣示范。2015年底,首批 22 個國家級海洋牧場示范區獲批啟動建設。截至2021年底,覆蓋渤海、黃海、東海和南海的153個國家級海洋牧場示范區相繼獲批建設。2016—2020年,農業農村部共投入26億余元人民幣,支持 113個人工魚礁建設項目,累計投放魚礁超過 5 000 萬空立方米。海洋牧場作為海洋漁業的新業態,具有顯著的固碳增匯能力。據測算,我國已建成的海洋牧場年固碳量達到 32 萬噸,消減氮 27 961 噸、磷 2795 噸,每年產生生態效益 1003 億元人民幣。

      海洋牧場的蓬勃發展,也出現了一些問題。

      一是技術體系亟待創新。實現理念、裝備、技術、管理的現代化是成功建設海洋牧場的關鍵。因此,相關原理亟待揭示。例如,基礎生境構建機理、牧場海域小尺度生態系統結構功能分析與生物承載力評估、資源最大可持續產量預測等,均是有效實施生境修復和資源養護的前提。同時,現代化工程設施設備亟待研發。尤其是適用于不同海域的高效資源增殖養護設施、資源環境監測裝備和大型海產品自動化加工設備。再次是相關技術亟待突破。諸如海洋牧場科學選址和生態均衡布局、食物網結構優化、生物制御、生境適宜性評價、目標導向性魚礁設施設計、資源高效增殖與生態采捕、生態災害預警預報等。此外,管理體系亟待提升。陸海聯動管理有待加強,需要構建覆蓋海洋牧場全過程的專家決策系統等。

      二是規劃建設標準體系亟待制定?,F階段海洋牧場建設標準體系尚未完善,需要加強國家、行業標準和技術規范的制定,并根據海域所屬地區的自然環境特征和經濟發展狀況制定地方和團體標準,為海洋牧場標準化和規范化建設提供支持和指導。

      三是建設效果評價體系亟待完善。由于海洋牧場類型、規模和管理等方面存在差異,不同地區海洋牧場建設的成效有所不同,質量也參差不齊。然而,目前仍然缺乏成熟的綜合效果評價體系,難以量化評估海洋牧場建設的成效。因此,亟待制定科學可行的績效評價體系,以保證海洋牧場建設的質量和產業的健康發展。

      超越與展望:開辟戰略新空間

      現代化海洋牧場是集環境保護、資源養護與漁業持續產出于一體,實現優質蛋白供給和維護近海生態安全的新業態。海洋牧場3.0階段呼之欲出。

      2021 年發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》中特別提出了“優化近海綠色養殖布局,建設海洋牧場,發展可持續遠洋漁業”的宏偉目標。2021 年 11 月,我國首個海洋牧場建設的國家標準《海洋牧場建設技術指南》正式發布。面對新形勢和新任務,以數字化和體系化為驅動力的海洋牧場 3.0 階段即將到來,即涵蓋淡水和海洋的全域型水域生態牧場。

      現代化海洋牧場的發展理念與目標就是深入貫徹“兩山理論”,聚焦“雙碳”目標,堅持 “生態、精準、智能、融合”的現代化海洋牧場發展理念,構建科學選址—規劃布局—生境修復—資源養護—安全保障—融合發展的全鏈條產業技術發展格局,建設全域型水域生態牧場。在北方海域,打造生態牧場“現代升級版”;在南方海域,拓展生態牧場 “戰略新空間”;在內陸水域,開啟生態牧場“淡水新試點”。創新核心技術體系,支撐國家級海洋牧場示范區全面升級。

      海洋牧場3.0階段具有以下四個特點。首先是保護利用并進。在科學評估海洋牧場生物生產力和生態承載力的基礎上,充分利用水域自然生產力,實現不投餌;充分利用水體營養鹽存量,實現不施肥;切實保護水域生態系統,以及確保水產品質量安全,實現不用藥;采用融合發展的創新模式,提升漁民經濟收益,實現增收入;延長產業鏈,拓展產業空間,實施漁旅產業融合,實現增就業;充分發揮生態牧場生物固碳能力,實施清潔能源與生態牧場融合發展,助力實現“雙碳”目標,實現增碳匯。

      其次是場景空間拓展。全域型水域生態牧場是未來發展的目標,其將特定湖泊、河口、海灣等作為一個整體,基于生態系統原理開展選址、布局、建設、監測和管理。根據建設類型、規模、增殖放流目標物種和水域特征,優化生態牧場空間布局,實現陸海統籌、四場聯動,充分體現水域生態系統的整體性。

      其三是核心技術突破。推動核心技術體系生態化、精準化、智能化發展。開發生態牧場機械化播苗、自動化監測、精準化計量與智能化采收裝備;搭建生態牧場資源環境信息化監測平臺;研發災害預警預報與專家決策系統,提高生態牧場運行管理的智能化水平。

      第四是發展模式創新。強化景觀融合、資源融合和產業融合,運用景觀生態學理念,研發生態牧場多維場景營造技術,開發復合高效、多營養層次的系統構建模式,實現凈水保水與資源養護的一體化;結合生 態牧場海域光照、風力和水動力資源特征,充分利用太陽能、風能和波浪能等清潔能源,搭建生態牧場智能安全保障與深遠海智慧養殖融合發展平臺;布局以水域生態牧場為核心的跨界融合產業鏈條,創建產業多元融合發展模式。

      海洋牧場3.0建設,要找準技術與模式兩個層面的切入點,并在五個方面發力。

      一是生態工程新技術體系創新。著力在生境修復設施、資源養護設施、生態采捕設施實現技術突破,優化“草—魚—蝦—貝—參”等復合多營養級食物網結構,實現凈水保水與資源養護的一體化;創新水生植物高效培植方法,配套人工藻礁投放,建立人工藻礁增殖區;利用大型藻類生產生物能源、有機肥料,減少化石能源消耗,完善貝藻生態價值評估技術,打造貝類和藻類特色產業模塊,構建固碳增匯、循環經濟新模式。

      二是創新精準生產新技術體系。依托北斗衛星導航系統精準定位與高分遙感基礎服務,研制渾濁水體機器人自主采收“手眼協同”智能控制設備,研發海洋牧場自主監測水面無人船、巡檢水下機器人與水下無人采收機器人等裝備;集成應用先進環境和資源監測傳感器,研制不同載體跨介質資源環境信息在線組網裝備,基于 5G 通信平臺開發資源環境信息實時無線傳輸系統,構建水域生態牧場資源環境信息化監測平臺;開發機械化播苗、自動化監測、精準化計量與智能化采收裝備,提升水域生態牧場的機械化和智能化水平;開展生態牧場與風機融合布局設計,研制環境友好型裝備,研發環保型施工和智能運維技術,科學評價清潔能源開發對海洋牧場資源環境影響;結合生態牧場水動力環境,開發波浪能等海洋清潔能源,構建智慧“能源島”,打造水域生態牧場高質化產業融合發展基地。

      三是建設智能管理新技術體系。調查分析水域污染的陸源輸入、時空動態、開發利用現狀,以及主要生源要素的分布特征;結合建設規模、類型、內容和主要增殖目標物種,確定水域生態牧場布局的功能設施組成、最小功能單位、功能協同效應,最終科學規劃各功能單位的平面布局;利用大數據分析技術,基于海洋牧場資源環境監測數據,預測不同捕撈強度下主要資源生物量變動情況,制定適宜的采捕策略,實現水域生態牧場生產效益的最大化;充分利用人工智能技術,建立資源環境預警/預報專家決策系統,為水域生態牧場中短期災害預警/預報等科學決策提供支撐。

      四是創新景觀融合模式。運用景觀生態學原理,通過現代化陸海統籌的海洋牧場建設,構建和諧水域生境,破堤通湖海,構建生態湖海堤,修復淡水和濱海濕地,綜合提升陸上湖泊和近海環境質量;建設生態廊道,修復河岸沙灘,讓“盆景”變風景;大力發展景觀生態旅游,配建陸基或船基旅游保障單元和水上旅游設施,制定科學合理的規章制度,適度發展游釣漁業;充分挖掘自然和文化資源,發展沿岸觀光、島上觀鳥、水上觀鯨、潛水觀魚等旅游產業。

      五是創新資源融合模式。堅持資源融合,形成集聚效應。我國內陸水域廣闊,近海海岸線綿長,具有豐富的空間資源、生物資源、水資源、清潔能源和文化資源。未來,現代化水域生態牧場可依托大型綜合智能平臺和海上漂浮城市理念,綜合利用各類水域資源,建設水域城市綜合體,解決陸地資源、能源和空間匱乏的問題,提高海洋及江河、湖泊等水域產能,有效推動碳匯漁業、環境保護、資源養護和新能源開發的有機融合,構建新型“人水和諧”發展模式。

      六是產業融合模式。堅持產業融合,堅持功能多元。創新“三產融合”發展模式,在北方海域強化以 “海珍品增殖”為特色的一產帶二產、三產的發展模式;在南方海域強化以“漁旅融合”為特色的三產帶 一產、二產的模式;在內陸水域強化以“大型水域的一產帶二產、三產,中小型水域三產帶一產、二產” 為特色的發展模式,延伸產業鏈,拓展產業范圍,實現水域生態牧場的高質量發展。在保障環境和資源安全的前提下,實施生態牧場與能源開發、文化旅游、設施養殖等產業多元融合發展,創新生態牧場與太陽能、風能、波浪能等新能源產業,以及深遠海智慧漁場等融合發展新模式。

      海洋是生命的搖籃。海洋夢,是藍色的中國夢,堅信百年演進后的現代化海洋牧場必將大放異彩,中國人的海洋強國夢想定將成為現實。

      (作者:中國科學院海洋研究所楊紅生、自然資源部第一海洋研究所丁德文)

       

      (責任編輯:賈偉)

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