■ 劉 輝 奉 杰 趙 建 民
1.中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所 煙臺 264003
2.中國科學(xué)院海洋研究所 青島 266071
我國是海洋漁業(yè)大國,然而傳統(tǒng)漁業(yè)卻面臨著生境退化和資源衰退等嚴(yán)峻資源環(huán)境問題?,F(xiàn)代化海洋牧場,是兼顧環(huán)境保護和漁業(yè)高效產(chǎn)出的海洋資源開發(fā)和保護新業(yè)態(tài),可協(xié)調(diào)生態(tài)利益、經(jīng)濟利益和社會利益的平衡發(fā)展,是我國海洋漁業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新動力[1-2]。
海洋牧場監(jiān)測評價技術(shù)體系涉及環(huán)境監(jiān)測及預(yù)測技術(shù)、生物資源及補充過程的監(jiān)測和預(yù)測技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能評估技術(shù)、生態(tài)承載力評估技術(shù)等不同范疇的內(nèi)容。海洋牧場監(jiān)測評價貫穿于整個海洋牧場的建設(shè)、管理、效益提升和安全保障等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié),是海洋牧場構(gòu)建技術(shù)體系的重要部分。
隨著我國現(xiàn)代化海洋牧場產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期,我國海洋牧場監(jiān)測評估技術(shù)體系也得到了快速的創(chuàng)新集成和應(yīng)用,在新裝備、新技術(shù)及新方法等方面都取得了較大突破。本文從監(jiān)測裝備研發(fā)、監(jiān)測及評估技術(shù)原理等角度系統(tǒng)梳理了本領(lǐng)域的研究進展和典型應(yīng)用案例,并對本領(lǐng)域研究尚存在的不足和未來發(fā)展方向提出思考和展望,以期為助力我國海洋牧場建設(shè)技術(shù)體系實現(xiàn)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級提供參考。
圖1 海洋牧場監(jiān)測平臺展示:(左)多功能海洋牧場平臺,(右)海洋牧場監(jiān)測數(shù)據(jù)中心
近年來,我國在海洋環(huán)境監(jiān)測裝備和技術(shù)突破方面進步顯著,實現(xiàn)了從近海到深遠海監(jiān)測、從原位傳感器創(chuàng)新研發(fā)到平臺集成和大數(shù)據(jù)挖掘等多空間、多維度的系統(tǒng)技術(shù)突破,也為我國海洋牧場綜合監(jiān)測(觀測)網(wǎng)絡(luò)體系的技術(shù)建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。
實現(xiàn)環(huán)境及生態(tài)要素的“實時監(jiān)測+可視化”目標(biāo),是現(xiàn)代化海洋牧場“信息化、智能化”的標(biāo)志之一,當(dāng)前我國海洋牧場實時監(jiān)測裝備正處于加速建設(shè)時期。截至目前,在萊州灣、祥云灣等多個國家級海洋牧場示范區(qū)都已安裝多功能環(huán)境資源監(jiān)測平臺,實現(xiàn)了多參數(shù)水環(huán)境和氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測的無線傳輸及多終端訪問(圖1)。此外,各省市也在不斷加大對海洋牧場建設(shè)海域的綜合監(jiān)測,以山東省海洋牧場監(jiān)測網(wǎng)為例,全部國家級海洋牧場示范區(qū)都已實現(xiàn)海洋牧場生態(tài)環(huán)境參數(shù)和高清視頻的長期、連續(xù)、穩(wěn)定和實時在線觀測。
此外,近岸淺水浮標(biāo)、海床基等新型監(jiān)測設(shè)備也得到了廣泛應(yīng)用;無人機、無人艇、水下滑翔機等新興設(shè)備在海洋牧場實現(xiàn)自動巡航監(jiān)測已展現(xiàn)出巨大應(yīng)用價值。伴隨著各項技術(shù)的突破,以“實時化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”為典型特征的我國海洋牧場“海-陸-空”三維監(jiān)測體系構(gòu)建逐漸得以實現(xiàn),為實現(xiàn)海洋牧場可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全保障提供了堅實保障。
雖然大多海洋生物資源監(jiān)測技術(shù)可直接在海洋牧場海域開展應(yīng)用并具有極大產(chǎn)業(yè)意義,但由于海洋牧場海域人工設(shè)施多、生境結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且多巖礁性生物,生物資源的監(jiān)測和追蹤技術(shù)在準(zhǔn)確性與精確性方面相比是困難的。
水下視頻等光學(xué)成像監(jiān)測技術(shù)因具有直觀獲取生物及生境資料的特點,目前在我國海洋牧場監(jiān)測使用非常廣泛。在浮游生物領(lǐng)域,除了FlowCam、ZooScan等商業(yè)化的樣品處理儀器外,還包括基于全息影像、顯微攝影、背影成像等原位的浮游生物監(jiān)測技術(shù),已實現(xiàn)了浮游動物圖像的快速檢測和精準(zhǔn)識別,對海洋牧場基礎(chǔ)餌料供應(yīng)、關(guān)鍵物種補充、赤潮等災(zāi)害預(yù)警具有重要應(yīng)用價值。在魚類、貝類、棘皮類等生物監(jiān)測領(lǐng)域,應(yīng)用較多的則為潛水員手持式和定置式視頻采集設(shè)備,前者多用于潛水隨同記錄、樣點及樣帶調(diào)查、非接觸式測量等監(jiān)測工作,后者多用于長期或?qū)崟r的生物監(jiān)測,以直觀掌握資源變動和異常等。另外,拖曳式視頻技術(shù)在海洋牧場蛇尾等潛在致災(zāi)或生態(tài)安全指示物種監(jiān)測方面有所應(yīng)用。
機器視覺和深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)的創(chuàng)新融合極大提高了視頻監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用效果。通過水下圖像清晰化和顏色矯正等圖像增強技術(shù),為解決我國北方海域水體渾濁、透明度低所導(dǎo)致圖像色彩失真、模糊等難題提供了可行的解決思路。另外,基于圖像處理和機器學(xué)習(xí)原理的生物形態(tài)和重量預(yù)測技術(shù)、基于雙目測量原理的礁區(qū)魚類測量技術(shù)、基于卷積深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理的魚類識別和跟蹤技術(shù)、基于目標(biāo)檢測原理的刺參等經(jīng)濟物種識別技術(shù)等也在海洋牧場資源生物精準(zhǔn)監(jiān)測方向具有極大應(yīng)用前景。
水聲學(xué)技術(shù)和方法已在我國海洋牧場大空間尺度的生物資源監(jiān)測和生境測繪中得到廣泛應(yīng)用。例如,在動物資源的監(jiān)測評估方面,利用成像聲吶和多頻聲學(xué)方法,實現(xiàn)了礁區(qū)魚類大規(guī)模的識別、生物量和規(guī)格大小測算等[3]。在植物資源的監(jiān)測評估方面,利用回聲探測開展了大規(guī)模海底植被調(diào)查,并在渤海唐山沿海海域發(fā)現(xiàn)中國面積最大的鰻草海草床,充分展示了聲吶技術(shù)在大空間尺度資源環(huán)境監(jiān)測中的高效率優(yōu)勢[4]。此外,基于聲學(xué)標(biāo)記技術(shù)可用來研究礁區(qū)魚類的生境利用規(guī)律,在追蹤與揭示礁區(qū)魚類不同季節(jié)生境利用規(guī)律提供重要技術(shù)支撐,而基于側(cè)掃和多波束聲吶技術(shù)可對人工魚礁進行實況監(jiān)測,在測算和評估人工魚礁的布局特征、空方數(shù)量以及礁體是否下沉傾覆等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)問題上得到應(yīng)用。
生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括形態(tài)結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)兩大部分。當(dāng)前,海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)有較多案例,比如優(yōu)勢物種的種群結(jié)構(gòu)、生長模式及資源量分布;在礁體附著生物、底棲生物、巖礁魚類的群落結(jié)構(gòu)以及與礁區(qū)內(nèi)外環(huán)境因子的關(guān)系,增殖放流種群結(jié)構(gòu)時空動態(tài)變化跟蹤模擬等方面研究也取得了較大進展[5]。生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)主要反映在食物網(wǎng)結(jié)構(gòu),食物網(wǎng)通過描述生產(chǎn)者與消費者之間的相互聯(lián)系,成為描述生態(tài)系統(tǒng)生物間相互作用關(guān)系、揭示生態(tài)系統(tǒng)脆弱性以及優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要研究切入點。攝食生態(tài)則是食物網(wǎng)刻畫的基本內(nèi)容,目前常用的手段是通過胃含物分析結(jié)合穩(wěn)定同位素、分子條形碼等技術(shù),以揭示海洋牧場不同物種的攝食強度、食物組成、生態(tài)位及攝食競爭等規(guī)律,進而構(gòu)建食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)[6-8]。
能量流動與物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大基本功能。海洋牧場物質(zhì)循環(huán)與能量流動在食物鏈和食物網(wǎng)水平都有研究,例如定量描述牧場能量流動與物質(zhì)循環(huán)特征,包括對牧場不同營養(yǎng)級間能量傳遞效率、生物生產(chǎn)力、能量物質(zhì)的循環(huán)利用效率等方面研究。相關(guān)研究主要關(guān)注的科學(xué)問題多集中在不同有機質(zhì)源對海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的貢獻、海洋牧場內(nèi)不同營養(yǎng)級之間的能量傳遞過程、海洋牧場物質(zhì)和能量利用方式的時空差異等;由于構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)模型需要耗費較大的人力物力,目前國內(nèi)外對于海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)水平的研究仍然相比較少[9]。雖然我國在利用生態(tài)路徑(Ecopath)模型對海洋牧場能量流動與物質(zhì)循環(huán)特征的評估方面積累了較多經(jīng)驗[10-11],但在綜合水動力過程、地球化學(xué)循環(huán)過程、食物網(wǎng)等子模型,用于牧場和人工魚礁的能量流動與物質(zhì)循環(huán)特征研究的生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)模型研究方面相比國外仍處于跟跑狀態(tài)[12-13]。
基于生物承載力評估的海洋牧場建設(shè)是實現(xiàn)現(xiàn)代化海洋牧場建設(shè)和管理的核心內(nèi)容。生物承載力評估根據(jù)評估的出發(fā)點可分為4 個層面:①綜合考量環(huán)境因子、生物適應(yīng)性和政策規(guī)劃的適宜海域內(nèi)可容納的最大生物數(shù)量;②由初級生產(chǎn)力或餌料數(shù)量決定的生物最大可增殖的密度;③在不影響生態(tài)系統(tǒng)各功能群平衡的前提下的最大增殖密度;④協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟因素和生態(tài)效益的生物最大增殖密度[14-15]。
對于不同出發(fā)角度的生物承載力評估,可選用不同的工具和模型,比如地理信息工具、生長模型、生態(tài)動力模型等。目前我國已在多處國家級海洋牧場示范區(qū)開展了生物承載力評估的研究和示范工作,并作為海洋牧場建設(shè)中“生態(tài)優(yōu)先”的重要參數(shù)。例如,采用Ecopath模型評估了榮成俚島海域、唐山祥云灣海洋牧場、萊州灣海洋牧場的魚類、刺參、皺紋盤鮑等物種的承載力,采用基于營養(yǎng)鹽限制模型評估了獐子島海洋牧場的貝類承載力等[16-17]。當(dāng)前,Ecopath 模型逐漸成為較為主流的海洋牧場生態(tài)承載力評估方法,且應(yīng)用范圍逐漸擴大。
人工設(shè)施投放對水動力和營養(yǎng)要素循環(huán)過程影響的監(jiān)測和模擬研究仍有待提高。在目前海洋牧場建設(shè)規(guī)模快速增加的背景下,我國近岸礁體投放規(guī)模不斷增加,但人為建造活動帶來的物理海洋學(xué)效應(yīng)評估相對薄弱,礁體物理穩(wěn)定性以及是否發(fā)生礁體漂移、傾覆、淤積和沉陷等風(fēng)險的評估不夠,海洋牧場設(shè)施投放后對水文水動力、泥沙輸運、岸線侵蝕等作用的監(jiān)測和模擬重視不足。同時,投礁設(shè)計和布局仍主要依賴經(jīng)驗積累和借鑒,一般是以礁體不明顯阻礙水流、不投放到過軟底質(zhì)等定性和半定量數(shù)據(jù)為參考,缺少該研究方向系統(tǒng)性研究的支持,間接影響了我國礁體設(shè)計和性能改進技術(shù)的進步。
對環(huán)境變動的預(yù)測、生態(tài)效應(yīng)評估和應(yīng)對方案不足。環(huán)境波動、極端天氣及全球變化對水生生物和生態(tài)系統(tǒng)的影響已受到全球廣泛關(guān)注。工業(yè)革命以來海水pH 已經(jīng)降到8.1,達到200 萬年來的歷史最低點,預(yù)計到2100年pH將繼續(xù)下降0.3~0.5單位[18]。全球重度低氧區(qū)也已經(jīng)超過500 個,本世紀(jì)末海洋溶解氧含量將有1.5~4%的凈損失[19]。近幾年,我國黃渤海海洋牧場內(nèi)海參等典型高值海產(chǎn)品因極端天氣而損失的案例常有報道,因此我國海洋牧場建設(shè)應(yīng)密切關(guān)注海洋生物對全球氣候變化的響應(yīng)和適應(yīng),加強高溫、缺氧等極端氣候的預(yù)測和應(yīng)急補救對策,延伸和發(fā)揮生態(tài)牧場在管控和預(yù)警上的優(yōu)勢。同時加強礁體投放后環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)的研究,其中尤以礁體投放是否引起海流嚴(yán)重減緩、溶解氧收支變化等風(fēng)險為主。
對突發(fā)生態(tài)災(zāi)害的預(yù)測、效應(yīng)評估和應(yīng)對方案不足。赤潮、綠潮、水母等生態(tài)災(zāi)害暴發(fā)是海洋牧場平穩(wěn)運營的重要生態(tài)威脅,國內(nèi)外對其暴發(fā)機制和生態(tài)效應(yīng)的研究已經(jīng)較為廣泛,在海洋牧場海域,其生態(tài)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在有害物質(zhì)釋放或被牧場生物濾食/攝食、營養(yǎng)物質(zhì)競爭、藻華或水母死亡沉降而引起海底生境破壞及食物網(wǎng)的級聯(lián)影響等。通過監(jiān)測評估海洋牧場生物類群與致災(zāi)生物關(guān)系,從生態(tài)系統(tǒng)運行機制上入手加強對海洋牧場生態(tài)災(zāi)害的防控應(yīng),防范生態(tài)災(zāi)害發(fā)生或降低生態(tài)災(zāi)害的危害程度。
巖礁性生物監(jiān)測仍有技術(shù)難點。海洋牧場海域生物群落有較大比例的巖礁性生物,因礁體遮擋致使視頻、聲學(xué)手段受限,無法實現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測,因此常出現(xiàn)“蹤跡難覓、來去難知”的現(xiàn)象。以刺參為例,雖其運動緩慢易于潛水觀察、取樣和計數(shù),但因晝伏夜出、在礁石區(qū)藏匿和夏眠等特殊行為影響,致使其現(xiàn)存量和種群變動仍評估困難。
長斷面與大尺度的生物資源高效監(jiān)測技術(shù)缺乏。大部分戀礁性魚類雖然不是洄游性物種,但其短距離遷徙行為也足以游出海洋牧場海域,進而降低了監(jiān)管者對海洋牧場生物的監(jiān)控能力。而聲學(xué)探測可實現(xiàn)遠距離與實時性觀測,通過借鑒魚道和河道內(nèi)魚群監(jiān)測的原理,加強對于近海牧場海域漁業(yè)物種的聲學(xué)回聲特征的測量和模型計算,進而通過聲學(xué)探測系統(tǒng)的垂直探測、橫向探測等不同應(yīng)用方法組合應(yīng)用在海洋牧場生物監(jiān)測領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣泛。
海洋牧場中重要餌料生物和關(guān)鍵物種的補充機制研究較少。在國際海洋牧場領(lǐng)域,人工魚礁區(qū)生物量的增加是吸引聚集而來還是繁殖生產(chǎn)而來已經(jīng)爭論多年,對于我國海洋牧場同樣存在這樣的問題。尤其是充分依靠自然生產(chǎn)力的漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng),必須重視經(jīng)濟物種本身以及其餌料生物的補充過程研究,并查明環(huán)境因子和人為干擾的響應(yīng)。以煙臺一處國家級海洋牧場為例,企業(yè)自建牧場與周邊島嶼存在明顯連通性,海參成體生長和苗體附著發(fā)育的適宜區(qū)域都存在,目前已形成了苗種自然產(chǎn)生和補給的良性循環(huán),只需要少量投放海參苗,即可實現(xiàn)海參生產(chǎn)采收,也側(cè)面反映出海洋牧場重要生物補充機制研究的重要性。
海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)評估模型研究的海區(qū)邊界如何確定仍缺乏理論研究。開放海域中的海洋牧場是具有物理邊界的“斑塊生境”,但其與毗鄰海域之間物質(zhì)交換作用顯著,比如水交換帶來的餌料補充、牧場生物的主動遷入與遷出、生物外出索餌等,致使其生態(tài)系統(tǒng)的邊界并不明顯。因此,在模型研究中將海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)近似等于礁區(qū)之內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)是否妥當(dāng)仍需要深入探討和研究。另外,對于多處海洋牧場連通、及海洋牧場與島嶼連通等情況的生態(tài)系統(tǒng)模型構(gòu)建案例較少。
海洋牧場生態(tài)動力學(xué)模型應(yīng)用相對較少。目前我國對于牧場食物網(wǎng)模型的研究多基于“靜態(tài)”假設(shè)開展,對海洋牧場內(nèi)部的生態(tài)動力學(xué)過程關(guān)注不足,比如我國北方海洋牧場食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化和年紀(jì)變化、牧場及毗鄰海域間生物遷入遷出效應(yīng)、生物地球化學(xué)過程等缺乏系統(tǒng)研究。同時海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)也會逐漸發(fā)育和成熟,因此對于海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)模型的評估應(yīng)重視在時間尺度上的對比分析,為我國海洋牧場建設(shè)與運營提供重要支撐。
巖礁生物資源數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性影響模型準(zhǔn)確度。海洋牧場復(fù)雜的生境結(jié)構(gòu)增加了海洋牧場魚類、底棲動物等生物資源量精準(zhǔn)量化的難度,傳統(tǒng)的流刺網(wǎng)、地籠調(diào)查、聲學(xué)、水下攝像的調(diào)查方法對查明海洋牧場人工魚礁不同生物資源量大小均存在明顯不足,尚無有規(guī)范有效的牧場生物資源調(diào)查方法,也使生態(tài)系統(tǒng)模型評估的準(zhǔn)確性尚存疑問。同時微食物網(wǎng)是海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,微食物網(wǎng)生物被中型浮游動物以及貝類生物捕食,成為海洋牧場高營養(yǎng)級生物的重要能量來源,然而我國海洋牧場微食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)及對漁業(yè)食物網(wǎng)的級聯(lián)影響,目前尚無系統(tǒng)研究涉及。
提高海洋牧場生物的精細化監(jiān)測技術(shù)水平。建立海洋牧場生物圖像和視頻數(shù)據(jù)庫,加強巖礁性魚類、大型無脊椎生物的視頻識別、跟蹤和測量技術(shù),突出視頻測量技術(shù)的可視化與可測量化。測定海洋牧場不同生物類群的聲學(xué)響應(yīng)特征,增加多頻聲學(xué)方法、成像聲吶等技術(shù)在礁區(qū)多物種識別、規(guī)格和生物量測量上的應(yīng)用,發(fā)揮水聲學(xué)監(jiān)測范圍大與效率高的優(yōu)勢。
加強海洋牧場關(guān)鍵物種自然補充過程機制研究。加強海洋牧場海域重要生物資源的生境利用規(guī)律及季節(jié)性遷移規(guī)律研究,提高對巖礁性生物資源的季節(jié)變動的認知水平。在現(xiàn)有浮游動物監(jiān)測裝置的基礎(chǔ)上,突破海洋牧場經(jīng)濟物種浮游期影像信號的精確采集和識別,研發(fā)重要生物資源在浮游期的在線監(jiān)測裝置,實現(xiàn)刺參、鮑、魚類等生物幼體豐度的實時監(jiān)測,加強重要生物資源在浮游幼體補充來源、親體數(shù)量、關(guān)鍵生物和生態(tài)過程的監(jiān)測和機制研究。
目前,海洋牧場監(jiān)測評估研究已進入了多學(xué)科交叉階段。在國家和企業(yè)層面都非常重視現(xiàn)代化海洋牧場的建設(shè)和監(jiān)測評價技術(shù)突破,預(yù)期未來將有更多的海洋牧場監(jiān)測活動和監(jiān)測數(shù)據(jù)積累,而更多海洋牧場深入的問題探索需要聯(lián)合物理海洋學(xué)、地球化學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)以及計算機科學(xué)等各領(lǐng)域,通過數(shù)學(xué)模型聯(lián)合構(gòu)建與機理、機制研究互相驅(qū)動,加深對問題的闡釋和應(yīng)用。
重視不同尺度下海洋牧場監(jiān)測評估研究。隨著海洋牧場建設(shè)規(guī)模擴大,各海洋牧場海域之間、海洋牧場與毗連自然生境之間的連通性將不斷加強,可預(yù)想未來海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)注尺度將從當(dāng)前單個海洋牧場海域尺度,逐步擴大為多海洋牧場連通的海域尺度或海洋牧場與周邊生境聯(lián)通的尺度,乃至較大規(guī)模的海洋牧場群與毗鄰海域構(gòu)成的海灣尺度等;因此,不同尺度下海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)的研究和模擬應(yīng)該得以重視,支撐我國近海農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
重視海洋牧場作為新型生態(tài)系統(tǒng)的研究。建立規(guī)范有效的海洋牧場生物資源調(diào)查方法,提高牧場生物資源調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與精確性,為牧場生態(tài)系統(tǒng)評估提供有效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。調(diào)查牧場功能區(qū)劃、水動力特征、建設(shè)模式等對生態(tài)系統(tǒng)能量流動和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)特征的影響。掌握海洋牧場及毗鄰海域生態(tài)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)程度,調(diào)查牧場與鄰近海域之間物質(zhì)交換、魚類遷入遷出規(guī)律。掌握海洋牧場微食物網(wǎng)結(jié)構(gòu),研究牧場微食物網(wǎng)能流通量,查明牧場微食物網(wǎng)能流過程對經(jīng)典主食物網(wǎng)能量補充量的大小及其影響。重視海洋牧場生態(tài)動力學(xué)模型的發(fā)展,綜合考慮水文水動力過程、生物地球化學(xué)過程和生態(tài)過程,以增強生態(tài)系統(tǒng)模型的預(yù)測能力。
當(dāng)前,海洋牧場的評估工作主要依照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《國家級海洋牧場示范區(qū)年度評價及復(fù)查辦法(試行)》、《SC/T 9417-2015 人工魚礁資源養(yǎng)護效果評價技術(shù)規(guī)范》、《DB37T 2982.4-2017 海洋牧場建設(shè)規(guī)范第4 部分:監(jiān)測與評價》、《GB/T 12763.1-2007 海洋調(diào)查規(guī)范》與《GB 17378.1-2007 海洋監(jiān)測規(guī)范》等。但是因海洋牧場產(chǎn)業(yè)復(fù)雜、發(fā)展模式多樣等原因,現(xiàn)有評估標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范仍有未盡之處。
進一步完善海洋牧場監(jiān)測評估的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),考慮不同海洋牧場建設(shè)和發(fā)展模式,明確海洋牧場監(jiān)測評估的側(cè)重點,涵蓋從設(shè)計、建設(shè)、管理各階段,從生態(tài)系統(tǒng)角度入手提供規(guī)范參考,完整評估現(xiàn)代化海洋牧場的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并防范生態(tài)風(fēng)險。進一步規(guī)范企業(yè)常規(guī)監(jiān)測項目的實施,激勵企業(yè)培養(yǎng)科研支撐人員,提高企業(yè)常規(guī)監(jiān)測能力,由專業(yè)科研機構(gòu)和企業(yè)科研中心協(xié)同開展監(jiān)測。