■ 楊紅生 霍達(dá) 茹小尚 張立斌 林承剛 邢麗麗

1.中國科學(xué)院海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實驗室 山東青島 266071

2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實驗室海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實驗室 山東青島 266237

3.中國科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心 山東青島 266071

4.中國科學(xué)院海洋牧場工程實驗室 山東青島 266071

5.中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049

1 背景

當(dāng)前，因全球氣候變化及人類活動加劇，導(dǎo)致水溫升高、水體富營養(yǎng)化和水體低氧等現(xiàn)象頻發(fā)，對水域生態(tài)環(huán)境造成了直接影響，并引起了水域生境退化和水生生物資源衰退等諸多問題。我國在漁業(yè)領(lǐng)域經(jīng)歷了資源增殖放流、人工魚礁投放和海洋生態(tài)牧場系統(tǒng)化建設(shè)等歷程，逐步實現(xiàn)了漁業(yè)生產(chǎn)從環(huán)境資源利用型向環(huán)境資源保護(hù)型的轉(zhuǎn)變。近年來通過借鑒以海洋生態(tài)牧場治理海洋生態(tài)問題的成功模式，使人們將目光逐漸移至淡水水域，水域生態(tài)牧場的概念應(yīng)運(yùn)而生。

1.1 水域生態(tài)牧場的定義

地球表層由海洋和陸地構(gòu)成，其中海洋面積占71%，陸地面積占29%。水域生態(tài)系統(tǒng)可以劃分為淡水生態(tài)系統(tǒng)和海水生態(tài)系統(tǒng)，包括江河、湖泊、池塘、水庫、潮間帶、淺海、深海大洋等。廣袤的水域面積，為發(fā)展水域生態(tài)牧場提供了廣闊的發(fā)展空間。

水域生態(tài)牧場是基于生態(tài)學(xué)原理，充分利用自然生產(chǎn)力，運(yùn)用現(xiàn)代工程技術(shù)和管理模式，通過生境修復(fù)和人工增殖，在適宜的海洋及淡水水域構(gòu)建的兼具環(huán)境保護(hù)、資源養(yǎng)護(hù)和漁業(yè)持續(xù)產(chǎn)出功能的生態(tài)系統(tǒng)[1]。水域生態(tài)牧場建設(shè)是修復(fù)受損生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)護(hù)水生生物資源的有效技術(shù)途徑，也是新時期我國漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

1.2 水域生態(tài)牧場建設(shè)進(jìn)展

1.2.1 海洋生態(tài)牧場建設(shè)成績斐然

日本在上世紀(jì)60年代和70年代相繼提出“栽培漁業(yè)”計劃和“海洋牧場”發(fā)展規(guī)劃，自日本黑潮牧場建立后，海洋牧場概念與建設(shè)實踐在全球得到了普遍重視。美國于1968年提出建造海洋牧場計劃，1972年付諸實施，1974年在加利福尼亞州建立起海洋牧場，利用自然苗床，培育大型藻類，生態(tài)效果顯著。韓國1998年開始實施“海洋牧場計劃”，2009年啟動的“海洋森林建造工程”目前已經(jīng)恢復(fù)了5710 hm2海洋生態(tài)環(huán)境，預(yù)期到2030年，通過整合海洋森林、海洋牧場、人工魚礁，建造人造產(chǎn)卵場、棲息場，漁業(yè)資源量可從目前的860萬噸提高至1100萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界范圍內(nèi)至少有64 個國家進(jìn)行了過總數(shù)達(dá)180 種的資源增殖實踐，在歐洲、北美洲、亞洲與大洋洲建設(shè)了廣泛的海洋牧場區(qū)。

我國海洋生態(tài)牧場發(fā)展迅速。從2015年起，我國近海已有110個國家級海洋牧場示范區(qū)獲得批準(zhǔn)建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，國家級海洋牧場示范區(qū)建設(shè)總面積已超過2.08×105hm2，并計劃在2025年前完成178 個國家級海洋牧場示范區(qū)建設(shè)以帶動全國海洋牧場產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過50 余年的努力，我國海洋生態(tài)牧場建設(shè)效果顯著，在理論和實踐方面都取得了豐碩成果，為水域生態(tài)牧場建設(shè)提供了建設(shè)方向和參考樣例，同時也奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2.2 淡水生態(tài)牧場建設(shè)研究剛剛起步

我國大水面漁業(yè)發(fā)展歷史悠久，在上世紀(jì)60年代隨著魚類人工繁殖技術(shù)實現(xiàn)突破，“四大家魚”得以在湖泊和水庫大規(guī)模增殖放流；90年代后，規(guī)?；鲋撤帕鞣N類又增加到河蟹和名特優(yōu)魚類，相關(guān)理論和技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于完善；近年來，在注重“凈水、保水”功能的保水漁業(yè)與凈水漁業(yè)模式創(chuàng)新方面也取得了較大突破[2]。

以浙江省為例，1km2以上湖泊有30 余個，水庫逾3500 個，其中大型水庫30 座，目前已在90%以上的小型水庫開展了保水潔水漁業(yè)工程建設(shè)，如容量達(dá)178 億m3的千島湖保水漁業(yè)模式已成為淡水生態(tài)漁業(yè)的成功案例，當(dāng)前湖內(nèi)淡水魚類已達(dá)到114種，年漁業(yè)直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值逾10 億元[3]。然而，在當(dāng)前嚴(yán)峻的資源環(huán)境形勢下，在戰(zhàn)略層面仍缺少集生態(tài)修復(fù)、資源養(yǎng)護(hù)和產(chǎn)業(yè)升級等多功能為一體的新型淡水水域開發(fā)利用模式創(chuàng)制，淡水生態(tài)牧場建設(shè)亟待進(jìn)行。

2 水域生態(tài)牧場的建設(shè)必要性

2.1 水域生態(tài)牧場建設(shè)是修復(fù)受損生態(tài)環(huán)境的有效途徑

由于全球氣候變化，近年來漁業(yè)環(huán)境因子如溫度、溶解氧等發(fā)生了顯著改變，加之水電工程建設(shè)、填海造陸、航運(yùn)、采砂等人類活動加重，導(dǎo)致海洋和淡水生態(tài)環(huán)境都出現(xiàn)了急劇惡化現(xiàn)象。在近海環(huán)境方面，我國面積大于100 km2的44 個海灣中，超過20 個海灣四季均已出現(xiàn)劣四類海水水質(zhì)，無機(jī)氮、活性磷酸鹽、石油類和化學(xué)需氧量等關(guān)鍵監(jiān)測因子的超標(biāo)面積占所監(jiān)測面積的比例分別為75.4%、44.0%、4.4%和33.9%；同樣在內(nèi)陸水域方面，根據(jù)《2018 中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》顯示，2018年監(jiān)測水質(zhì)的111 個重要湖泊（水庫）中，Ⅰ類水質(zhì)的湖泊（水庫）僅7個，比例僅占6.3%[4]。

水域生態(tài)牧場可通過直接修復(fù)海草床、恢復(fù)海藻場、重建生態(tài)關(guān)鍵種等生態(tài)途徑，進(jìn)而實現(xiàn)水域環(huán)境狀態(tài)的持續(xù)改善[5]。如海州灣海洋生態(tài)牧場建設(shè)實踐表明，在2008-2015年間該海域關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)溶解無機(jī)氮的含量呈現(xiàn)連年增長趨勢，水質(zhì)總體呈現(xiàn)出逐漸改善趨勢，經(jīng)數(shù)據(jù)測算表明海洋生態(tài)牧場藍(lán)色碳匯交易價格高達(dá)253元/t[6]，具有可觀的功能效益。

2.2 水域生態(tài)牧場建設(shè)是養(yǎng)護(hù)生物資源的有效手段

我國近海和內(nèi)陸漁業(yè)資源現(xiàn)狀都呈現(xiàn)出了明顯的衰退現(xiàn)象。在近海，當(dāng)前漁業(yè)生物資源量較上世紀(jì)50年代已降低80%以上，而漁獲物70%以上是小型中上層魚類，海底荒漠化趨勢明顯。在內(nèi)陸，除了廣泛存在的“人魚爭水”和經(jīng)濟(jì)魚類資源衰竭等嚴(yán)峻現(xiàn)狀外，長江白豚等珍稀淡水保護(hù)生物種群也出現(xiàn)斷崖式下降，甚至已出現(xiàn)滅絕現(xiàn)象[7]。

水域生態(tài)牧場建設(shè)已被證明是養(yǎng)護(hù)生物資源的有效手段。山東、浙江、海南等沿海省市數(shù)據(jù)表明，在海洋生態(tài)牧場建設(shè)后，牧場區(qū)的關(guān)鍵漁業(yè)資源的生物量、數(shù)量密度和分布密度等都出現(xiàn)了顯著上升，并且因牧場區(qū)可作為水生生物適宜的棲息繁衍空間，魚卵和仔稚魚的數(shù)量也出現(xiàn)了大幅增加，生態(tài)牧場建設(shè)為減緩乃至修復(fù)受損漁業(yè)資源提供了新方向。

2.3 水域生態(tài)牧場建設(shè)是踐行“兩山理論”的重要途徑

自2013年5月，習(xí)近平總書記首次提出“保護(hù)生態(tài)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力，改善生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力”的科學(xué)論斷后，“綠水青山就是金山銀山”理念已逐漸發(fā)展成為我國科學(xué)處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題的基本理論依據(jù)。

水域生態(tài)牧場建設(shè)因具有促進(jìn)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，提高漁業(yè)效益，修復(fù)受損環(huán)境和養(yǎng)護(hù)生物資源的多元經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義，目前已成為漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域踐行“兩山理論”的重要途徑和關(guān)鍵抓手。

2.4 水域生態(tài)牧場建設(shè)得到了黨和國家的高度重視

生態(tài)牧場建設(shè)一直在國家戰(zhàn)略層面得到了高度重視。習(xí)近平總書記在海南和山東考察時分別強(qiáng)調(diào)：“支持海南建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場”、“海洋牧場是發(fā)展趨勢，山東可以搞試點(diǎn)”。與此同時，自2017年以來，中央一號文件連續(xù)多年突出并強(qiáng)調(diào)了“支持健康養(yǎng)殖發(fā)展海洋牧場”、“建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場”、“推進(jìn)海洋牧場建設(shè)”，并提出“合理確定內(nèi)陸水域養(yǎng)殖規(guī)模，降低江河湖泊和近海漁業(yè)捕撈強(qiáng)度，全面實施長江水生生物保護(hù)區(qū)禁捕”。水域生態(tài)牧場建設(shè)已成為新時期生態(tài)文明建設(shè)過程中的重要關(guān)注點(diǎn)與關(guān)鍵發(fā)力點(diǎn)。

3 面臨的問題

當(dāng)前水域生態(tài)牧場建設(shè)雖然已在海洋生態(tài)牧場建設(shè)中取得了一系列進(jìn)展，但以“生態(tài)修復(fù)+資源養(yǎng)護(hù)”為綜合目標(biāo)的淡水生態(tài)牧場建設(shè)研究仍處于萌芽階段，在理念、設(shè)備、技術(shù)、管理等四個方面仍存在諸多問題亟需解決。

3.1 建設(shè)原理亟待創(chuàng)新

水域生態(tài)牧場建設(shè)必須摒棄“生態(tài)牧場等同于漁業(yè)生產(chǎn)”的傳統(tǒng)理念，而要立足“生態(tài)保護(hù)優(yōu)先”的基本建設(shè)理念，把握“自然修復(fù)為主、三效融合、三生一體”的基本建設(shè)原則，強(qiáng)調(diào)生境修復(fù)、資源養(yǎng)護(hù)和環(huán)境保護(hù)的綜合功能發(fā)揮，注重生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)效果的平衡性（三效融合），關(guān)注生態(tài)、生活和生產(chǎn)的發(fā)展協(xié)調(diào)性（三生一體），進(jìn)而實現(xiàn)“利用生態(tài)”到“服從生態(tài)”再到“保護(hù)生態(tài)”的意識轉(zhuǎn)變。在理念升級的基礎(chǔ)上，亟待開展建設(shè)原理創(chuàng)新，從生物承載力等生境修復(fù)原理到生態(tài)種擴(kuò)繁等資源養(yǎng)護(hù)原理，形成建設(shè)原理的成體系突破，在不破壞當(dāng)前水資源環(huán)境的基礎(chǔ)上，促進(jìn)原有資源增加，提高物種多樣性，實現(xiàn)多產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

3.2 建設(shè)設(shè)備亟待研發(fā)

2020年《中共中央國務(wù)院關(guān)于抓好“三農(nóng)”領(lǐng)域重點(diǎn)工作確保如期實現(xiàn)全面小康的意見》提出：“要強(qiáng)化科技支撐作用，加快智能化、復(fù)合型設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用”。水域生態(tài)牧場的設(shè)備現(xiàn)代化主要體現(xiàn)在資源環(huán)境監(jiān)測裝備和大型生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)與利用方面。在資源環(huán)境監(jiān)測設(shè)備方面，我國通過集成開發(fā)水質(zhì)、流速、氣象、溫度、溶解氧多探測裝備并創(chuàng)新研制出“保障平臺”等新型設(shè)施，大大提高了水域生態(tài)牧場對生態(tài)災(zāi)害的抵御能力。然而，大型專用生產(chǎn)設(shè)施研發(fā)也未實現(xiàn)突破，因設(shè)備研發(fā)落后致使的生產(chǎn)效率低下、經(jīng)濟(jì)利潤不足等典型技術(shù)瓶頸仍未解決。

3.3 建設(shè)技術(shù)亟待突破

水域生態(tài)牧場建設(shè)是海洋生態(tài)牧場建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級，是由淺海延伸到內(nèi)陸水域為一體的大尺度、全方位整合創(chuàng)新。因此水域牧場建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新方面需特別注意兩點(diǎn)：（1）一些只適用于海洋生態(tài)牧場但不適用于淡水牧場的建設(shè)技術(shù)可以作為參考但絕不能照搬；（2）基于淡水生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)的相關(guān)技術(shù)體系需自主創(chuàng)新，例如適用于淡水環(huán)境的生物承載力和環(huán)境容納量評估技術(shù)、環(huán)境高效修復(fù)技術(shù)、選址與建設(shè)技術(shù)、資源環(huán)境實時監(jiān)測技術(shù)等仍有待細(xì)化提升。此外，要加強(qiáng)對大數(shù)據(jù)、云平臺的高效整合與利用，強(qiáng)化信息化建設(shè)，對生態(tài)牧場中的數(shù)據(jù)除了實現(xiàn)實時采集與快速傳輸外，未來也需要對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、決策，相應(yīng)設(shè)備及集成技術(shù)也亟待提升。

3.4 管理體系亟待提升

水域生態(tài)牧場管理方面需要遵循相關(guān)政策，并因時因地進(jìn)行調(diào)整。要加強(qiáng)水陸聯(lián)動管理，一方面需強(qiáng)化生態(tài)牧場日常監(jiān)測管理，及時獲取反饋水域環(huán)境因子等信息，構(gòu)建更為升級的“專家決策系統(tǒng)”，另一方面完善對牧場關(guān)鍵物種的資源管理，適時采取調(diào)整措施。需要建立權(quán)責(zé)明晰的管理制度，平衡不同行業(yè)對水域使用的矛盾，以期在不破壞原有生態(tài)的前提下，最大化利用水域。

4 舉措和建議

我國幅員遼闊，經(jīng)緯跨度極大，在不同省市區(qū)域存在典型的生態(tài)差異、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)差異、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀差異和技術(shù)水平差異等，立足“堅持全國一盤棋”的戰(zhàn)略思考下，為統(tǒng)籌水域生態(tài)牧場建設(shè)在全國范圍內(nèi)協(xié)調(diào)發(fā)展，未來應(yīng)在生態(tài)牧場的規(guī)劃和布局統(tǒng)籌、建設(shè)技術(shù)和原理、多產(chǎn)業(yè)模式融合和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)制定等方面開展系統(tǒng)性創(chuàng)新與突破。

4.1 推進(jìn)水域生態(tài)牧場統(tǒng)籌規(guī)劃與科學(xué)布局

強(qiáng)化水域生態(tài)牧場大空間尺度的規(guī)劃設(shè)計和統(tǒng)籌布局工作，以點(diǎn)帶面，保障全區(qū)域生態(tài)效應(yīng)發(fā)揮。在規(guī)劃設(shè)計方面，突出“因地制宜、因水制宜”在水域生態(tài)牧場建設(shè)中的關(guān)鍵特征，需要統(tǒng)籌待建址的地理位置、附近水域情況、前期發(fā)展程度并根據(jù)本底漁業(yè)資源及生物承載力調(diào)查，以明確未來發(fā)展方向合理規(guī)劃布局。需要統(tǒng)籌當(dāng)前海域適宜的水生物種，從生態(tài)及經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，以確立重點(diǎn)資源養(yǎng)護(hù)對象。而布局統(tǒng)籌方面，指在水域生態(tài)牧場建設(shè)過程中，既要充分發(fā)揮獨(dú)立水域單元的獨(dú)特優(yōu)勢，也要根據(jù)不同水域的空間異質(zhì)性，科學(xué)進(jìn)行魚礁等生境構(gòu)建設(shè)施的布局布放，注重整體生態(tài)效應(yīng)的發(fā)揮。

4.2 加強(qiáng)水域生態(tài)牧場建設(shè)理論與技術(shù)創(chuàng)新

強(qiáng)化水域生態(tài)牧場建設(shè)理論和技術(shù)創(chuàng)新，立足淡水環(huán)境與海洋環(huán)境的差異性，分別在建設(shè)原理和建設(shè)技術(shù)方面形成系統(tǒng)突破并實現(xiàn)集成應(yīng)用。在建設(shè)原理方面，應(yīng)重點(diǎn)突破水域環(huán)境與生物承載力評估模型、層次結(jié)構(gòu)模型原理、重要動物行為發(fā)生原理、多層次營養(yǎng)級營造原理、生境修復(fù)原理等共性關(guān)鍵原理的系統(tǒng)性解析。在建設(shè)技術(shù)方面，應(yīng)重點(diǎn)突破漁業(yè)遙感信息技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用、水生生物集群行為控制、生態(tài)關(guān)鍵種保育繁殖、高效人工魚礁構(gòu)建設(shè)計等共性技術(shù)的集成性創(chuàng)新與應(yīng)用。

4.3 促進(jìn)水域生態(tài)牧場多產(chǎn)業(yè)模式融合創(chuàng)新

加強(qiáng)水域生態(tài)牧場產(chǎn)業(yè)鏈條設(shè)計，重點(diǎn)突破“一二三產(chǎn)業(yè)”的有機(jī)融合，倡導(dǎo)以多元驅(qū)動、多功能建設(shè)和多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展助力水域生態(tài)牧場的產(chǎn)業(yè)鏈條的有效延長。加快推進(jìn)“漁旅融合”、“漁風(fēng)融合”、“漁光結(jié)合”等典型水域生態(tài)牧場產(chǎn)業(yè)融合模式和示范基地建設(shè)，形成生產(chǎn)空間集約高效利用的產(chǎn)業(yè)共建格局，以延長產(chǎn)業(yè)鏈提升經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)參與積極性，保障水域生態(tài)牧場的可持續(xù)健康發(fā)展[8]。

4.4 強(qiáng)化水域生態(tài)牧場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系制定

加強(qiáng)水域生態(tài)牧場領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)、政策和法規(guī)的制定，以標(biāo)準(zhǔn)化保障生態(tài)牧場的均衡性發(fā)展。從國家宏觀管理角度出發(fā)，必須加強(qiáng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法規(guī)的制定，根據(jù)不同類型的水域，建立不同的水域生態(tài)牧場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為水域生態(tài)牧場建設(shè)提供保障和引領(lǐng)作用。從區(qū)域發(fā)展角度出發(fā)，以根據(jù)各地區(qū)的實際產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與生態(tài)特征，加強(qiáng)地方性標(biāo)準(zhǔn)和支持性政策的制定，以水域生物承載力實際情況，確定水域建設(shè)規(guī)模、區(qū)域布局、增殖種類、建設(shè)途徑，嚴(yán)格控制，合理投放，實現(xiàn)水域生態(tài)牧場生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展。