茹小尚，鄧貝妮，馮其明，林承剛，張立斌，楊紅生*

(1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071；2.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，海洋牧場(chǎng)工程實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071；3.中國(guó)科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心，山東 青島 266071；4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

通信作者：楊紅生，從事海洋牧場(chǎng)工程技術(shù)與建設(shè)原理、養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)研究，E-mail：hshyang@qdio.ac.cn

海洋牧場(chǎng)是基于海洋生態(tài)系統(tǒng)原理，在特定海域，通過(guò)人工魚(yú)礁、增殖放流等措施，構(gòu)建或修復(fù)海洋生物繁殖、生長(zhǎng)、索餌或避敵所需的場(chǎng)所，增殖養(yǎng)護(hù)漁業(yè)資源，改善海域生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)資源可持續(xù)利用的漁業(yè)模式[1-5]。海洋牧場(chǎng)建設(shè)可在有效緩解近海重要漁業(yè)生境退化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)資源的增殖，是集環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、資源養(yǎng)護(hù)于一體的海洋漁業(yè)新業(yè)態(tài)[1-4]，對(duì)促進(jìn)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)體系，是近年來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)海洋漁業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要舉措。本文通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外海洋牧場(chǎng)發(fā)展歷程、建設(shè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)等，旨在指明我國(guó)海洋牧場(chǎng)發(fā)展的技術(shù)瓶頸和未來(lái)前景，為我國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

1 海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念

1.1 國(guó)際海洋牧場(chǎng)理念發(fā)展進(jìn)程

在國(guó)際上，海洋牧場(chǎng)理念起源于發(fā)達(dá)國(guó)家(日本、美國(guó)、加拿大、英國(guó)與挪威等)在海洋漁業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展的人工魚(yú)礁建設(shè)和增殖放流活動(dòng)，其主要目的在于恢復(fù)、維持或增加具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值漁業(yè)資源的捕撈量。根據(jù)海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念的差異，海洋牧場(chǎng)的內(nèi)涵主要涉及“增殖放流”與“人工魚(yú)礁投放”兩個(gè)方面，且各國(guó)之間差異極大[4-5]。

在增殖放流方面，主要內(nèi)涵為將海洋牧場(chǎng)視為對(duì)陸地畜牧業(yè)的模仿，在天然海域進(jìn)行增殖放流后，讓苗種自然生長(zhǎng)，達(dá)到一定規(guī)格后開(kāi)展捕撈，核心在于強(qiáng)調(diào)海洋牧場(chǎng)是一種可持續(xù)性的海洋漁業(yè)生產(chǎn)的模式[4-5]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)，1984 以來(lái)，已有64 個(gè)國(guó)家開(kāi)展了180 種的漁業(yè)資源增殖實(shí)踐，在歐洲、北美洲、亞洲與大洋洲建設(shè)了廣泛的海洋牧場(chǎng)區(qū)。因各海域生態(tài)系統(tǒng)差異、漁業(yè)利用需求差異與經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異等多種因素，海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)在不同國(guó)家地區(qū)之間形成了典型的產(chǎn)業(yè)差異性。例如，美國(guó)注重調(diào)動(dòng)公民積極參與并以休閑漁業(yè)為特色，歐洲國(guó)家注重加強(qiáng)漁業(yè)資源管理以維持商業(yè)捕撈，大洋洲國(guó)家重視生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)而限制漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)等[4]。

在人工魚(yú)礁工程建設(shè)方面，主要內(nèi)涵為將人工魚(yú)礁建設(shè)視為保護(hù)和養(yǎng)護(hù)漁業(yè)資源的一種技術(shù)手段，通過(guò)原始的投放沉船、樹(shù)木、石塊，到投放人為設(shè)計(jì)具有一定構(gòu)型的混凝土礁、鋼材礁等，進(jìn)而達(dá)到誘魚(yú)、聚魚(yú)和養(yǎng)護(hù)漁業(yè)資源的目的，其核心同樣在強(qiáng)調(diào)保障商業(yè)漁業(yè)資源的產(chǎn)出[4-5]。近年來(lái)，隨著海洋生境的急劇衰退，人工魚(yú)礁的功能已從單純的漁業(yè)資源增殖延伸為綜合生態(tài)功能，但在全球范圍內(nèi)，各類(lèi)型人工魚(yú)礁建設(shè)的主要功能仍為漁業(yè)資源的增殖[5]。該理念在日本尤為突出，20 世紀(jì)50 年代，日本開(kāi)始將人工魚(yú)礁建設(shè)納入國(guó)家規(guī)劃進(jìn)行實(shí)施，1978—1987 年日本水產(chǎn)廳制定了《海洋牧場(chǎng)計(jì)劃》，規(guī)劃在日本列島沿海興建5 000 km 長(zhǎng)的人工魚(yú)礁帶，把整個(gè)日本沿海建設(shè)成為廣闊的“海洋牧場(chǎng)”。進(jìn)入20 世紀(jì)90年代，日本的人工魚(yú)礁建設(shè)已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；约爸贫然捏w制，每年投入人工魚(yú)礁建設(shè)的資金為600 億日元，建設(shè)礁體600 萬(wàn)空方[6]，并在全國(guó)近岸12.3% 的海域設(shè)置了人工魚(yú)礁[7]。為提高海域生產(chǎn)力，日本相繼開(kāi)展了表層浮魚(yú)礁、深水超大型魚(yú)礁的研制，探索開(kāi)放性海洋牧場(chǎng)的建設(shè)道路，并大力推進(jìn)海洋牧場(chǎng)建設(shè)效果評(píng)估方法和技術(shù)的研究。

海洋牧場(chǎng)建設(shè)最初的目的是增加近岸海域水產(chǎn)品的產(chǎn)出，隨著海洋牧場(chǎng)理論和實(shí)踐的不斷發(fā)展，海洋牧場(chǎng)建設(shè)開(kāi)始更加注重環(huán)境保護(hù)、生境修復(fù)與營(yíng)造以及生物資源的養(yǎng)護(hù)[8]。針對(duì)不同海區(qū)的條件和現(xiàn)狀，能夠采取措施進(jìn)行保護(hù)的，就不要額外增加人工干預(yù)；能夠修復(fù)受損現(xiàn)狀的，就不要輕易改變物理環(huán)境條件開(kāi)展重建；在生態(tài)優(yōu)先的前提下，通過(guò)合理開(kāi)發(fā)，獲取最佳生態(tài)效益的生境修復(fù)效果[3]。目前，國(guó)際海洋牧場(chǎng)的發(fā)展逐漸強(qiáng)調(diào)與自然生境的保護(hù)修復(fù)相結(jié)合，世界不同國(guó)家和地區(qū)分別開(kāi)展了牡蠣礁型海洋牧場(chǎng)、海草床型海洋牧場(chǎng)、海藻場(chǎng)型海洋牧場(chǎng)和珊瑚礁型海洋牧場(chǎng)的建設(shè)，并取得了顯著的效果[9-23]。例如，地中海地區(qū)牡蠣礁型海洋牧場(chǎng)生物量豐富[9]；瑞典海藻場(chǎng)型海洋牧場(chǎng)能吸收環(huán)境中大量的氮和磷[21]；美國(guó)佛羅里達(dá)州海草床型海洋牧場(chǎng)短期內(nèi)生物多樣性增加[13]；美國(guó)夏威夷、佛羅里達(dá)州珊瑚礁海洋牧場(chǎng)對(duì)維持環(huán)境穩(wěn)態(tài)起到了重要作用[23]。

1.2 我國(guó)海洋牧場(chǎng)理念發(fā)展進(jìn)程

基于我國(guó)特殊國(guó)情，我國(guó)學(xué)者對(duì)海洋牧場(chǎng)的理念提出了原創(chuàng)性的創(chuàng)新與貢獻(xiàn)。自1947 年朱樹(shù)屏提出“水即是魚(yú)類(lèi)的牧場(chǎng)”的理念以來(lái)，曾呈奎、毛漢禮等在1965—1979 年，先后提出了“種植藻類(lèi)和貝類(lèi)的農(nóng)場(chǎng)，養(yǎng)魚(yú)、蝦的牧場(chǎng)”等早期海洋牧場(chǎng)初始理念[24-25]，并于1980—1985 年歸納出“海洋農(nóng)牧化”的海洋牧場(chǎng)概念雛形[26-28]。自此以后，經(jīng)過(guò)近40 年的人工魚(yú)礁投放、漁業(yè)資源增殖與淺海生境修復(fù)等系列初期海洋牧場(chǎng)建設(shè)實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展，特別是《中國(guó)水生生物養(yǎng)護(hù)行動(dòng)綱要》頒布以后，“海洋牧場(chǎng)”理念在我國(guó)得到了快速發(fā)展。

當(dāng)前，169 處國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)已經(jīng)獲批建設(shè)。在立足“綠色、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展”等現(xiàn)代漁業(yè)的戰(zhàn)略定位下，我國(guó)已形成具有明顯中國(guó)特色的現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)與發(fā)展理念，典型特征為海洋牧場(chǎng)將增殖放流、生境修復(fù)與資源養(yǎng)護(hù)等功能融合發(fā)展，具體內(nèi)涵主要包括“生態(tài)優(yōu)先、陸海統(tǒng)籌、三產(chǎn)貫通、四化同步”等基本理念，即海洋牧場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展必須依賴具有活力的海洋生態(tài)系統(tǒng)，海洋牧場(chǎng)的建設(shè)必須包括海域與陸地的共同開(kāi)發(fā)，海洋牧場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈必須包括一二三產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，海洋牧場(chǎng)功能的高效發(fā)揮必須依賴技術(shù)與設(shè)備的現(xiàn)代化水平[3,8]，并在2023 年5 月發(fā)布了《海洋牧場(chǎng)基本術(shù)語(yǔ)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將海洋牧場(chǎng)的定義、分類(lèi)等基本概念正式確立。

1.3 中外海洋牧場(chǎng)理念差異簡(jiǎn)析

對(duì)比中外海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念特征，相同點(diǎn)在于各國(guó)的海洋牧場(chǎng)理念都起源于全球海洋漁業(yè)資源持續(xù)衰退背景下的反思，根本目的在于滿足對(duì)于漁業(yè)資源的需求。差異之處：與各國(guó)相比，在各時(shí)期海洋科研工作者共同努力下，我國(guó)海洋牧場(chǎng)理念一直處于動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程，并出現(xiàn)了明顯的三段式跨越發(fā)展，即以服務(wù)魚(yú)貝藻養(yǎng)殖為特征的早期雛形階段，該階段特征為將海洋牧場(chǎng)等同于海水養(yǎng)殖；以人工魚(yú)礁投放和漁業(yè)資源增殖為特征的發(fā)展期，該階段重視海洋牧場(chǎng)建設(shè)的資源養(yǎng)護(hù)功能；現(xiàn)階段海洋牧場(chǎng)理念已發(fā)展為涵蓋生境修復(fù)、資源養(yǎng)護(hù)和漁業(yè)資源持續(xù)產(chǎn)出，乃至海洋大食物觀等新內(nèi)涵?？傮w而言，我國(guó)動(dòng)態(tài)發(fā)展的海洋牧場(chǎng)理念是我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)的理論縮影。

2 海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)

隨著世界各國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)的逐漸興起，海洋牧場(chǎng)相關(guān)研究工作也得到迅速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1968—2023 年，國(guó)際海洋牧場(chǎng)的研究呈穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，尤其是在20 世紀(jì)90 年代以后，我國(guó)及其他國(guó)家相繼出臺(tái)了《日本海洋研究開(kāi)發(fā)長(zhǎng)期計(jì)劃(1998—2007)》、《美國(guó)海洋戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃(1995—2005)》、《韓國(guó)海洋牧場(chǎng)長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃(1998—2030)》、《國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)規(guī)劃(2017—2025)》等國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃，海洋牧場(chǎng)相關(guān)研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。

2.1 國(guó)際海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

日本海洋牧場(chǎng)的建設(shè)技術(shù)體系已經(jīng)較為成熟。在生境營(yíng)造技術(shù)方面，日本通過(guò)4 次沿岸漁場(chǎng)整頓開(kāi)發(fā)事業(yè)計(jì)劃，建成了遍布全國(guó)沿海的人工魚(yú)礁場(chǎng)[29]。日本人工魚(yú)礁正在向材料現(xiàn)代化、組合構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、形式多樣化、規(guī)模大型化的方向發(fā)展，人工魚(yú)礁集魚(yú)原理和環(huán)境改善效果評(píng)估等研究正在有序開(kāi)展[30-32]。在增殖放流技術(shù)方面，日本在20～30 年前已實(shí)現(xiàn)了80 多種生物苗種的人工繁育，針對(duì)增殖放流對(duì)象，開(kāi)展了苗種繁育、放流地點(diǎn)選擇、苗種放流規(guī)格的篩選、放流前中間培育、放流效果評(píng)估、生物標(biāo)志、放流對(duì)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的影響等一系列研究及技術(shù)開(kāi)發(fā)[33-34]。在生物控制技術(shù)方面，日本開(kāi)展了魚(yú)類(lèi)馴化實(shí)驗(yàn)，利用聲學(xué)和光學(xué)刺激，結(jié)合投餌訓(xùn)練、圍欄氣泡幕、水團(tuán)幕和電柵欄等技術(shù)將魚(yú)群控制在一定范圍內(nèi)[35]，超聲波生物遙測(cè)技術(shù)也被應(yīng)用到魚(yú)類(lèi)行為研究當(dāng)中[36]，但相關(guān)技術(shù)大多停留在實(shí)驗(yàn)水平，未得到規(guī)模化推廣應(yīng)用。

美國(guó)海洋牧場(chǎng)在生境營(yíng)造方面，首先結(jié)合地理信息系統(tǒng)和航空攝像手段建立了生境選址技術(shù)，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)研發(fā)了多種特色的人工礁體，利用廢棄材料的投放有效改善底質(zhì)環(huán)境，并在20 世紀(jì)80 年代提出rigs-to-reefs (從平臺(tái)到礁體)項(xiàng)目，逐漸將退役的大型鉆井平臺(tái)或航空母艦改造成人工魚(yú)礁。通過(guò)廢棄牡蠣殼回收和志愿者活動(dòng)，提高公共參與度，有效促進(jìn)了衰退棲息地的修復(fù)，并通過(guò)完善的監(jiān)測(cè)和評(píng)估技術(shù)，對(duì)生境營(yíng)造的修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估。在增殖放流方面，建立了完善的苗種孵化和培育技術(shù)，為牡蠣礁和海藻場(chǎng)修復(fù)以及經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的增殖提供充足的苗種資源，有效結(jié)合生境營(yíng)造和增殖技術(shù)，形成較為完備的技術(shù)體系[9-12]。此外，在修復(fù)區(qū)域大力發(fā)展?jié)撍陀吾灝a(chǎn)業(yè)，有效促進(jìn)了一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益[17-20]。

歐洲國(guó)家在生境構(gòu)建技術(shù)方面，相關(guān)國(guó)家基于防拖網(wǎng)和海岸保護(hù)目的研發(fā)了特制的人工礁體，通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)模型模擬礁體投放產(chǎn)生的效益與影響。同時(shí)歐洲借鑒美國(guó)的rigs-to-reefs 項(xiàng)目，提出了renewable-to-reefs (從再生資源到礁體)的計(jì)劃，將退役的風(fēng)電樁基等設(shè)施改造成人工棲息地，有效提高了生態(tài)效益。德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)、挪威等國(guó)實(shí)施了海上風(fēng)電和海水增養(yǎng)殖結(jié)合的試點(diǎn)研究，促進(jìn)海上風(fēng)電和多營(yíng)養(yǎng)層次養(yǎng)殖融合發(fā)展，提高空間利用效率[37]。在深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖智能裝備方面較為成熟，如挪威建立了大西洋鮭(Salmo salar)智能化養(yǎng)殖技術(shù)體系，通過(guò)在適宜海域布置大型養(yǎng)殖網(wǎng)箱和養(yǎng)殖工船，利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和水下識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境因子和生物狀態(tài)，同時(shí)建立了海產(chǎn)品的冷鏈運(yùn)輸和自動(dòng)化加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖和加工融合發(fā)展，自動(dòng)化、機(jī)械化程度較高，有效降低了成本投入并提高了生產(chǎn)效率，為未來(lái)牧養(yǎng)融合模式構(gòu)建提供了裝備和技術(shù)儲(chǔ)備。

澳大利亞的海洋牧場(chǎng)建設(shè)主要是針對(duì)退化的自然生境進(jìn)行修復(fù)，在海草修復(fù)方面，研發(fā)了海草種子播種機(jī)和移植海草的機(jī)器ECOSUB1，將海草移植推向了機(jī)械化。在珊瑚礁修復(fù)方面，通過(guò)建立自然保護(hù)區(qū)，限制破壞性捕撈活動(dòng)，在漁業(yè)區(qū)域建立了限額捕撈和限制規(guī)格捕撈制度，有效降低了捕撈強(qiáng)度并養(yǎng)護(hù)幼體資源。在增殖放流方面，相關(guān)學(xué)者根據(jù)澳大利亞西部增殖放流的例子形成了一套工作框架，注重對(duì)海區(qū)物種增殖潛力進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)標(biāo)記進(jìn)行增殖效果量化，并通過(guò)監(jiān)控和建模來(lái)評(píng)估放流的效果[38]。

2.2 我國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

我國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念提出較早，但海洋牧場(chǎng)建設(shè)直到進(jìn)入21 世紀(jì)后才得以快速發(fā)展，裝備技術(shù)體系正處在逐步完善過(guò)程中。在十三五期間，依托科學(xué)技術(shù)部設(shè)立的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)安全保障技術(shù)”項(xiàng)目與“黃渤?，F(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)構(gòu)建與立體開(kāi)發(fā)模式示范”項(xiàng)目，在生境營(yíng)造方面，突破了以人工魚(yú)礁、海草床、海藻場(chǎng)、牡蠣礁和珊瑚礁為代表的海洋牧場(chǎng)多元棲息生境營(yíng)造技術(shù)體系。在資源養(yǎng)護(hù)方面，突破了以生態(tài)關(guān)鍵種識(shí)別、生物承載力評(píng)估、生態(tài)容納量評(píng)估為核心的海洋牧場(chǎng)資源增殖與目標(biāo)種管護(hù)技術(shù)。在安全保障方面，突破了以專家決策系統(tǒng)為軟件設(shè)施，以自升式海洋牧場(chǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)、浮標(biāo)平臺(tái)、潛標(biāo)平臺(tái)為硬件設(shè)備的海洋牧場(chǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警與智能化管理系統(tǒng)。相關(guān)研究成果通過(guò)整合我國(guó)60 余年海洋牧場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，于2021年形成了我國(guó)首個(gè)海洋牧場(chǎng)建設(shè)領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)指南》，該標(biāo)準(zhǔn)明確了海洋牧場(chǎng)建設(shè)涉及的規(guī)劃布局、生境營(yíng)造、增殖放流、設(shè)施裝備等關(guān)鍵技術(shù)要素，也標(biāo)志著我國(guó)以“生境營(yíng)造-增殖放流-安全保障”為鏈條的現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)體系初步建立。

2.3 中外海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)差異簡(jiǎn)析

對(duì)比中外海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)特征，相同點(diǎn)在于各國(guó)在海洋牧場(chǎng)的建設(shè)過(guò)程中都高度重視生境修復(fù)、資源養(yǎng)護(hù)相關(guān)的技術(shù)研發(fā)，即各國(guó)大多以自身海域自然稟賦為基礎(chǔ)，初步構(gòu)建了可行的海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)體系。差異之處主要包括兩點(diǎn)，一是我國(guó)高度重視海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)的應(yīng)用推廣工作，得益于國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)中所建立的“建設(shè)單位+技術(shù)依托單位”申報(bào)模式，高校與科研院所開(kāi)發(fā)的海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)及時(shí)得到了應(yīng)用推廣。例如，日本在30 年前已研發(fā)出系列先進(jìn)的魚(yú)類(lèi)控制技術(shù)，但可能因缺少產(chǎn)業(yè)依托，卻未得到有效推廣應(yīng)用。二是因低氧等海洋生態(tài)災(zāi)害和海洋生物去向不明等對(duì)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)造成的嚴(yán)重影響，我國(guó)在海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)體系中高度重視資源環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)工作，形成了基于自升式海洋牧場(chǎng)安全保障平臺(tái)、浮標(biāo)、潛標(biāo)的立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

但需要引起高度重視的是，選址布局作為海洋牧場(chǎng)建設(shè)的前提環(huán)節(jié)，對(duì)海洋牧場(chǎng)建設(shè)成敗起到?jīng)Q定性作用，例如我國(guó)長(zhǎng)江口區(qū)域海洋牧場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，因選址失誤，所投放的人工魚(yú)礁在幾年內(nèi)出現(xiàn)了大量沉降的現(xiàn)象。但經(jīng)查閱文獻(xiàn)，各國(guó)在海洋牧場(chǎng)選址布局方面的理論與技術(shù)研究極少，在未來(lái)研究中需得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式

3.1 國(guó)際海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式

以日本、韓國(guó)為代表的亞洲海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)特征是在開(kāi)展增殖放流與人工魚(yú)礁投放等活動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)成立專職專業(yè)的水產(chǎn)管理中心對(duì)轄區(qū)內(nèi)海洋牧場(chǎng)開(kāi)展協(xié)調(diào)管理，有效地促進(jìn)了漁業(yè)資源的高效產(chǎn)出，也符合漁業(yè)資源最大化利用的目標(biāo)[4,39]。

以美國(guó)為代表的北美地區(qū)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)特征為通過(guò)投放人工魚(yú)礁開(kāi)展?jié)O業(yè)資源的養(yǎng)護(hù)，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)模式上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，即將海洋漁業(yè)與潛水觀光和休閑旅游等第三產(chǎn)業(yè)開(kāi)展融合，創(chuàng)建了具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的休閑游釣產(chǎn)業(yè)，并通過(guò)制定《釣魚(yú)規(guī)定》等配套法律法規(guī)減少漁業(yè)資源的濫捕現(xiàn)象，以促進(jìn)休閑游釣業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4,40]，相關(guān)產(chǎn)業(yè)模式在加拿大也有報(bào)道。

以挪威、德國(guó)、英國(guó)等為代表的歐洲海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)特征為注重通過(guò)增殖放流具有商業(yè)捕撈價(jià)值的貝類(lèi)、魚(yú)類(lèi)苗種，達(dá)到增加或維持天然海域內(nèi)漁業(yè)資源量的目標(biāo)，進(jìn)而為重要經(jīng)濟(jì)物種的商業(yè)采捕提供支持[4,41]。大洋洲擁有全球最大的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，為保護(hù)脆弱的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，以澳大利亞為代表的大洋洲海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)特征為在開(kāi)展?jié)O業(yè)資源捕撈活動(dòng)時(shí)，高度關(guān)注珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與保護(hù)，并將海洋環(huán)境與資源信息系統(tǒng)等信息化技術(shù)融入到漁業(yè)生產(chǎn)中[4,42]。

3.2 我國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式

十三五期間，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的指導(dǎo)下，我國(guó)已在近海初步建立了海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)雛形，不同海域呈現(xiàn)出明顯的產(chǎn)業(yè)模式差異。在黃海與渤海，形成了以刺參、鮑、海膽等傳統(tǒng)海珍品底播增殖為主的海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)集群，一大批企業(yè)已經(jīng)完成了集苗種繁育、底播增殖、成品養(yǎng)殖、產(chǎn)品精深加工的海洋牧場(chǎng)海珍品全產(chǎn)業(yè)鏈條打造。在南海，積極開(kāi)展了珊瑚礁修復(fù)工作，并在現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，形成了的潛水觀光、食宿餐飲為一體的新型旅游產(chǎn)業(yè)。在東海，海洋牧場(chǎng)建設(shè)仍以地方政府主導(dǎo)的公益性項(xiàng)目為主。

在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“藍(lán)色糧倉(cāng)科技創(chuàng)新”專項(xiàng)的支持下，通過(guò)開(kāi)展布局融合設(shè)計(jì)、增殖型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)研發(fā)、海上風(fēng)電對(duì)海洋牧場(chǎng)資源環(huán)境評(píng)價(jià)體系構(gòu)建等工作[43]，創(chuàng)建了海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展模式。與傳統(tǒng)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式相比，漁能融合模式具有海域空間利用效率高、產(chǎn)值高等產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)有效解決了地方漁業(yè)企業(yè)資金不足的問(wèn)題。當(dāng)前，在“大食物觀”新發(fā)展理念的指導(dǎo)下，以大型深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖裝備為依托，以“牧養(yǎng)互動(dòng)”為技術(shù)特點(diǎn)的深遠(yuǎn)海海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式也初具雛形，在黃海的南隍城海域、南海的樂(lè)東海域都已取得重要進(jìn)展，為我國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)模板。

3.3 中外海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式差異簡(jiǎn)析

對(duì)比中外海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式特征，相同點(diǎn)在于各國(guó)海洋牧場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)都是漁業(yè)資源的可持續(xù)產(chǎn)出，即以漁業(yè)資源采捕為主要業(yè)態(tài)的第一產(chǎn)業(yè)是各國(guó)海洋牧場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。差異之處在于，我國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)模式積極吸納了各國(guó)較為成熟的產(chǎn)業(yè)模式，在一二三產(chǎn)業(yè)全鏈條產(chǎn)業(yè)創(chuàng)制和產(chǎn)業(yè)融合方面取得了較大進(jìn)展。例如在漁旅融合模式中，在吸收了美國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)中的休閑潛水、休閑游釣等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，也增加了游學(xué)科普、特色餐飲等產(chǎn)業(yè)模式，代表包括河北省祥云灣國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)等，在漁能融合模式創(chuàng)制過(guò)程中，吸納了韓國(guó)利用風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性開(kāi)展貝類(lèi)增殖的基礎(chǔ)上，也直接研發(fā)了可以開(kāi)展魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)型，代表為廣東省陽(yáng)西青州島風(fēng)電融合海域國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)等。

4 問(wèn)題與技術(shù)分析

4.1 關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

梳理對(duì)比國(guó)內(nèi)外海洋牧場(chǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，可知我國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)在技術(shù)方面雖已初見(jiàn)成效，但在海洋牧場(chǎng)發(fā)展中仍存在許多亟需解決或懸而未決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。如適應(yīng)性增殖模式、人工生態(tài)系統(tǒng)等理論仍未得到解答[1-2]，而基于“藍(lán)色增長(zhǎng)”理念提出的海洋牧場(chǎng)生態(tài)城市化或生態(tài)城鎮(zhèn)化建設(shè)新理論也未得到探索，至于民眾與行政主管部門(mén)關(guān)注已久的“海洋牧場(chǎng)內(nèi)豐富的漁業(yè)資源到底從何而來(lái)，是聚集而來(lái)，還是人工魚(yú)礁區(qū)性成熟個(gè)體產(chǎn)生的后代”，“海洋牧場(chǎng)內(nèi)聚集的漁業(yè)資源被采捕后，會(huì)不會(huì)造成毗鄰海域漁業(yè)資源的毀滅性下降”等疑問(wèn)，至今仍未有明確的理論性答案。只有破解海洋牧場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中長(zhǎng)久未解決和新產(chǎn)生的科學(xué)問(wèn)題，從基礎(chǔ)理論層面對(duì)海洋牧場(chǎng)建設(shè)給予堅(jiān)實(shí)地支撐，才能實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)建設(shè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，基于以上技術(shù)與產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，提出了海洋牧場(chǎng)亟待解決的10 項(xiàng)科學(xué)問(wèn)題，即“牧場(chǎng)十問(wèn)”：

① 如何將海洋牧場(chǎng)規(guī)劃布局與我國(guó)傳統(tǒng)漁業(yè)資源產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)和洄游通道相結(jié)合。

② 海洋牧場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素是什么，對(duì)人類(lèi)活動(dòng)干擾的響應(yīng)特征是什么。

③ 人工魚(yú)礁等人工營(yíng)造生境的聚魚(yú)原理是什么。

④ 如何在受損的海草床、海藻場(chǎng)、珊瑚礁和牡蠣礁等區(qū)域開(kāi)展原位的生境修復(fù)工作。

⑤ 海洋牧場(chǎng)內(nèi)增加的漁業(yè)資源是聚集而來(lái)，還是自然群體繁殖的后代。

⑥ 海洋牧場(chǎng)內(nèi)聚集的漁業(yè)資源被采捕后，會(huì)不會(huì)造成毗鄰海域漁業(yè)資源的毀滅性下降。

⑦ 增殖放流的苗種，能否在海洋牧場(chǎng)內(nèi)生長(zhǎng)至性成熟，并形成可穩(wěn)定繁殖的自然群體。

⑧ 如何提高海洋牧場(chǎng)內(nèi)低氧等海洋災(zāi)害的預(yù)測(cè)精度？

⑨ 海洋牧場(chǎng)內(nèi)生物功能群的碳匯能力如何，如何提高海洋牧場(chǎng)的碳匯功能。

⑩ 如何平衡海洋牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，如何維持海洋牧場(chǎng)生態(tài)功能的長(zhǎng)效發(fā)揮。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)瓶頸

不同尺度下海洋牧場(chǎng)群規(guī)劃選址與空間布局技術(shù)研究仍未開(kāi)展 當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)建設(shè)了眾多的國(guó)家級(jí)與省級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)，但海洋牧場(chǎng)的選址、規(guī)劃與布局技術(shù)仍有待完善，并主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：一是在大的空間格局下，各海洋牧場(chǎng)建設(shè)仍以獨(dú)立的單元區(qū)存在，未能發(fā)揮出海洋牧場(chǎng)群或海洋牧場(chǎng)帶的生態(tài)作用，未能從國(guó)家層面將我國(guó)近海的海洋牧場(chǎng)總體規(guī)劃布局與海洋生物的越冬場(chǎng)、產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)和洄游通道有機(jī)貫通，出現(xiàn)了大空間尺度下海洋牧場(chǎng)生物養(yǎng)護(hù)功能不明確的現(xiàn)狀。二是在單個(gè)的海洋牧場(chǎng)單元內(nèi)，人工生境與自然生境的融合營(yíng)造技術(shù)仍缺少理論支撐，如不同功能的人工魚(yú)礁設(shè)施如何與原有海草床、海藻場(chǎng)、珊瑚礁、牡蠣礁等生境開(kāi)展有層次的布設(shè)[4,44]，導(dǎo)致了在小空間尺度下海洋牧場(chǎng)建設(shè)對(duì)原有生境改造能力不強(qiáng)的現(xiàn)象。

海洋牧場(chǎng)人工生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)造技術(shù)研究有待加強(qiáng) 歸根結(jié)底，海洋牧場(chǎng)是一種以人為主導(dǎo)的海洋人工生態(tài)系統(tǒng)，整體上我國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)仍存在生態(tài)學(xué)理論缺失、海洋生態(tài)工程技術(shù)缺少、生態(tài)管理缺位的問(wèn)題[2]。因此，在海洋牧場(chǎng)人工生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，存在漁業(yè)資源關(guān)鍵功能群遴選、生境營(yíng)造規(guī)劃、海洋牧場(chǎng)人工生態(tài)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)等技術(shù)研發(fā)有待加強(qiáng)的問(wèn)題。在海洋牧場(chǎng)生態(tài)工程建設(shè)方面，存在以生態(tài)苗種增殖為主的漁業(yè)資源關(guān)鍵功能群構(gòu)建工程、生境營(yíng)造工程、生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)控工程等技術(shù)有待加強(qiáng)的問(wèn)題[2,45-46]。在海洋牧場(chǎng)生態(tài)適應(yīng)性管理方面，存在人工生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理方案制定、實(shí)施與評(píng)估等技術(shù)研發(fā)有待加強(qiáng)的問(wèn)題[2]。

“海洋牧場(chǎng)+”融合發(fā)展建設(shè)技術(shù)體系研發(fā)亟待開(kāi)展 當(dāng)前，我國(guó)所完成的海洋牧場(chǎng)示范區(qū)多建設(shè)在近海區(qū)域，更為廣闊的深遠(yuǎn)?？臻g未得到有效開(kāi)發(fā)。在大農(nóng)業(yè)觀、大食物觀理念的指導(dǎo)下，建設(shè)現(xiàn)代海洋牧場(chǎng)，發(fā)展深水網(wǎng)箱、養(yǎng)殖工船等深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖，現(xiàn)代海洋牧場(chǎng)與深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖有一定的聯(lián)系且可以融合發(fā)展，共同承擔(dān)著向海洋要食物、構(gòu)建多元化食物供給體系的重任，但我國(guó)“海洋牧場(chǎng)+”融合發(fā)展建設(shè)技術(shù)體系仍處于起步狀態(tài)，主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：大型養(yǎng)殖平臺(tái)、養(yǎng)殖工船等裝備研發(fā)有待加強(qiáng)；缺少具有機(jī)械化、自動(dòng)化和無(wú)人化特點(diǎn)的生產(chǎn)作業(yè)裝備等。此外，當(dāng)前在全球氣候變化下，海洋生態(tài)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，但高精度的海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)裝備和預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)研發(fā)仍處于初級(jí)階段，雖然可對(duì)水文、水質(zhì)等參數(shù)開(kāi)展監(jiān)測(cè)，但對(duì)滸苔與臺(tái)風(fēng)等生態(tài)災(zāi)害的應(yīng)對(duì)能力仍有待加強(qiáng)，制約了海洋牧場(chǎng)建設(shè)與深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖等健康安全發(fā)展[4]。

5 發(fā)展建議

5.1 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)

海洋牧場(chǎng)的穩(wěn)步發(fā)展離不開(kāi)政府的管理和支持，針對(duì)我國(guó)海洋牧場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，鑒于企業(yè)和漁民個(gè)體往往存在過(guò)度追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視生態(tài)效益的問(wèn)題，應(yīng)形成以農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、自然資源部、發(fā)展和改革委員會(huì)等多單位為主導(dǎo)的頂層設(shè)計(jì)，在海洋牧場(chǎng)建設(shè)與布局規(guī)劃方面，科學(xué)推進(jìn)近海與深遠(yuǎn)海海洋牧場(chǎng)的協(xié)同發(fā)展、推進(jìn)陸海一體化水域生態(tài)牧場(chǎng)建設(shè)，在海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，積極推進(jìn)深遠(yuǎn)海牧養(yǎng)互動(dòng)式、漁旅融合式、漁能融合式等新型產(chǎn)業(yè)模式國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)，并組織企業(yè)、漁民積極參與的海洋牧場(chǎng)發(fā)展聯(lián)盟，引導(dǎo)科研機(jī)構(gòu)為其提供科學(xué)技術(shù)支持，強(qiáng)化數(shù)字賦能在海洋牧場(chǎng)現(xiàn)代化建設(shè)中的作用，實(shí)現(xiàn)理念、裝備、技術(shù)和管理的現(xiàn)代化，促進(jìn)海洋牧場(chǎng)自身產(chǎn)業(yè)鏈條的三產(chǎn)貫通，促進(jìn)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展[47]。

5.2 加大研發(fā)投入

據(jù)統(tǒng)計(jì)，十三五期間，科學(xué)技術(shù)部共設(shè)立兩項(xiàng)海洋牧場(chǎng)相關(guān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，國(guó)撥研發(fā)資金共計(jì)4 891 萬(wàn)元，而開(kāi)展國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)國(guó)撥資金為33.8 億元，科技投入為產(chǎn)業(yè)投入的1.45%，研發(fā)投入比嚴(yán)重不足。加快海洋牧場(chǎng)建設(shè)原理、裝備和技術(shù)的研究是推動(dòng)海洋牧場(chǎng)發(fā)展的根本動(dòng)力，我國(guó)海洋牧場(chǎng)相關(guān)領(lǐng)域的科研實(shí)力在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展中得到了顯著提升，但仍面臨諸多困難，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)科研投入，并鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，建議設(shè)立“海洋牧場(chǎng)現(xiàn)代化建設(shè)研發(fā)專項(xiàng)”，針對(duì)現(xiàn)代海洋牧場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中存在的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難題，實(shí)施系統(tǒng)研究，力求在海洋牧場(chǎng)構(gòu)建原理、技術(shù)和管理各層面有所突破，如監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、科學(xué)選址、承載力評(píng)估、生境營(yíng)造、智能管控等方面，為現(xiàn)代海洋牧場(chǎng)的科學(xué)有序發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。鼓勵(lì)企業(yè)自發(fā)開(kāi)展海洋牧場(chǎng)構(gòu)建技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)，推動(dòng)新技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用與推廣，促進(jìn)我國(guó)海洋牧場(chǎng)事業(yè)的數(shù)字化、智能化和生態(tài)化發(fā)展[48]。

5.3 強(qiáng)化國(guó)際合作

世界各國(guó)在海洋牧場(chǎng)建設(shè)與管理方面，根據(jù)各自的國(guó)情均走出了獨(dú)特的發(fā)展道路。發(fā)達(dá)國(guó)家海洋牧場(chǎng)建設(shè)的實(shí)踐起步較早，加強(qiáng)我國(guó)與其他國(guó)家漁業(yè)管理部門(mén)之間的交流，相互借鑒海洋牧場(chǎng)發(fā)展的管理模式與經(jīng)驗(yàn)，將有助于海洋牧場(chǎng)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。海洋牧場(chǎng)相關(guān)企業(yè)可以增進(jìn)聯(lián)系，相互學(xué)習(xí)對(duì)方的優(yōu)勢(shì)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（作者聲明本文無(wú)實(shí)際或潛在的利益沖突）