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 湖南人 发表于: 2021-3-29 13:25:38|显示全部楼层|阅读模式

[2021年] 藏“粮”于海,现代化海洋牧场为什么能?

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源自:瞭望东方周刊
  本文转载自微信公众号“瞭望”(ID:OutlookWeekly1981),原文首发于2021年3月29日,原标题为《瞭望|藏“粮”于海,现代化海洋牧场为什么能?》。
⊙作者:《瞭望》新闻周刊记者张程程

  你可曾想过,大海将是人类未来的粮仓。
  随着生活水平改善,我国居民的食物消费需求从吃饱、吃好到吃健康不断升级,这让动物蛋白在百姓餐桌上所占的比例正在加速增长。专家预计未来20年间,动物蛋白市场的需求增长率在45%左右。
  生产动物蛋白主要有两种方式。一种是猪牛羊等畜牧养殖。另一种重要动物蛋白,在水里。
  鱼类被视为21世纪人类的最佳动物蛋白质来源,联合国粮农组织早已将水产品列入粮食范畴。但天然的渔业资源已无法满足消费需要,水产品供应必须通过养殖。
  水产养殖存在资源依赖,我国水产饲料85%的蛋白质原料依靠进口。而以资源消耗型为主的生产方式,不论是产量还是质量,都难以为继。
  还有一个因素同样不容忽视。
  近些年,我国近海生境严重退化,近一半海湾四季均出现劣四类水质,生物多样性降低,食物网结构简单化,水产经济物种低龄化、小型化,海底荒漠化趋势明显。
  既要碧海金沙,又要海量水产,现代化海洋牧场应运而生。
  提到牧场,人们想到的是广阔草原上牛羊成群。海洋牧场与之有共通之处,但放牧地点变成了汪洋大海,放牧对象变成了鱼虾贝等海洋生物。
  事实上,我国科学家为实现水产资源增殖,早在20世纪中叶就提出了“海洋农牧化”理念,但直到近十年海洋牧场才迎来加速发展。
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2019年5月25日“长鲸1号”投产运营
  这与我国日益发展的海洋科技密切相关。近年来,海洋科学研究、海洋高技术开发已上升到国家决策范畴,对海洋科技的投入也逐步加大,硬件建设水平与先进国家的差距不断缩小,海洋科技创新能力显著提升。
  一系列高新技术在现代化海洋牧场建设中得到应用。例如,高度机械化及自动化技术,使人工鱼礁投放、海洋牧场效果调查评估、生态采捕更加准确;声、光、电等技术手段,应用于鱼类行为的高效控制,大大提升海洋牧场资源的有效监测与评估;信息化、可视化技术和卫星遥感技术的应用,提升了数字化管理水平及灾害预警防控能力。
  目前,我国已实施了以养护型、增殖型、休闲型为主要类别,覆盖渤海、黄海、东海与南海的110个国家级海洋牧场示范区,及其他海洋牧场。据测算年可产生直接经济效益319亿元。
  现代化海洋牧场的生态效益更加可观。
  区别于传统捕捞、养增殖或网箱、浮筏、养殖工船等海上养殖场,现代化海洋牧场能够实现生态环境修复与优化、生物资源养护与增殖、环境友好型选择性采捕,年生态效益高达604亿元,每年还可固碳19万吨,消氮16844吨,减磷1684吨,对赤潮、绿潮等海洋灾害防控发挥重要作用。
  至2025年,我国计划建成178个国家级海洋牧场示范区。现代化海洋牧场将成为我国解决粮食安全,保证动物蛋白可持续供给的有效应对方案。
  展望未来,以现代化海洋牧场为依托,我国开发利用海洋资源的能力将进一步提升,将从远海走向更深更广阔的海域。绿色可持续的海洋生态环境将“让人民群众吃上绿色、安全、放心的海产品,享受到碧海蓝天、洁净沙滩”。
  现代化海洋牧场,耕耘深蓝的基点
  原题《耕海牧渔》
  文|《瞭望》新闻周刊记者张程程
  3月,福建霞浦的海参已经进入采收期。而在北方海域,收获还要再等一季。
  海参对温度的变化非常敏感。一旦环境温度超过32摄氏度,它的生命就会变得十分脆弱、甚至直接化成水。对于在近海池塘中养殖海参的人来说,水的温度就是悬在头顶的达摩克利斯之剑。而在更远处海域、住在“洋房”里的海参,却不会轻易受此影响,因为海水流动,这里的水温起伏不会太大。
  这些“海参洋房”是一种海洋牧场。
  在广阔大海上,人们用现代工程技术将各种海洋生物聚集在一起,如赶着成群牛羊在辽阔草原上放牧那样,进行科学养护和管理,这就是海洋牧场。
  党的十八大以来,我国日益注重从根本上改变海洋资源保护和利用方式,海洋渔业加快向绿色低碳、安全优质方向发展。建设海洋牧场,能够有效改善水域生态,增殖海洋生物资源,成为我国海洋渔业转型升级的重要依托。
  2017年、2018年、2019年,中央一号文件连续三年就海洋牧场建设作出部署。
  从渤海湾到南粤海域,从山东长岛到海南蜈支洲岛,在我国绵长的海岸线上,现代化海洋牧场建设如火如荼。
  扬波大海,走向深蓝。
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游客在位于山东省烟台市区渔人码头以东海域的“耕海1 号”海洋牧场综合体平台上垂钓(2020年9月2日摄)王凯摄
  必须走向深远海
  记者一行乘船抵达山东省烟台市长岛县小黑山岛,看见在码头附近的工地上,建筑工人们正忙着浇注1.5米见方的钢筋水泥空方。这些钢筋水泥空方被趣称为“海参洋房”,每个市场价格接近2000元。
  小黑山5000余亩确权海域归属烟台中平海洋科技有限公司省级海洋牧场,从去年开始,这些空方已分批投放到海洋牧场海域里人工造礁。
  “以前,海底的自然礁石被淤泥等覆盖,再加上整体海洋环境不如从前,海洋生物数量越来越少。人工造礁后,各种海洋生物多了,海参、鲍鱼等自然繁殖也有了丰富的饵料。”中平海洋科技有限公司负责人介绍道。
  人工造礁,是一种投礁型海洋牧场,改善海洋环境、优化生态效应明显。据观测,山东海域礁区三年内生物量增长6.7倍,基础生产力提升20.4%,生物多样性指数提升60.5%,昔日荒漠化的海底明显改善。
  我国早在20世纪40年代就提出了“水是鱼的牧场”的理念。1965年,我国海洋农业奠基人曾呈奎院士等人就已经提出在海洋中通过人工控制种植或养殖海洋生物的理念和海洋“牧场”的战略构想。
  上世纪80年代,我国开始建设海洋牧场,但多为自发性、科学试验性建设,没有形成规模。2002年起,我国对海洋渔业进行重大战略性调整,在沿海各地全面启动和实施海洋捕捞渔民转产转业项目,其中安排部分资金用于开展海洋牧场建设。
  近十年,海洋牧场开始得到大规模研究和尝试推广。关键原因之一是,对海洋资源的利用要突破天花板。
  作为国际公认的优质动物蛋白来源,绿色优质水产品是满足我国居民美好食物需求的重要来源。但近年我国内陆和近海渔业资源几近枯竭,水产品供应更多依赖水产养殖,而作为其基础的饲料工业需大量进口鱼粉、豆粕等原料,对外依赖严重。
  近海水污染也不容忽视。海岸带遍布的工程,对海岸生态系统造成破坏。近海水产养殖也对水质产生影响。
  “7︰1,这是近海网箱养鱼的一个比例。”长岛海洋生态文明综合试验区工委专职副书记、管委专职副主任李俊杰告诉记者,也就是说,每喂食7斤新鲜的野杂鱼才能获得1斤鱼产品,另外6斤以各种形式留在海洋中,成为海水的一个污染源。
  既要获得渔业资源、又要保护生态环境,这个现实要求我们必须有新思路,走向深远海成为必然。
  2015年,随着“绿色”发展理念的提出,海洋牧场建设得以极大地推进。2017年,中央一号文件首次提出“发展现代化海洋牧场,加强区域协同保护,合理控制近海捕捞”,标志着我国海洋牧场发展进入新阶段。同年6月,原农业部下发《全国海洋牧场建设规划(2016~2025年)》征求意见稿,分析了我国海洋牧场的建设现状及存在的问题,明确称,“到2025年,在我国沿海建成国家级海洋牧场示范区120个”。
  2018年,中央一号文件再次强调“建设现代化海洋牧场”。“现代化”特征逐步成为未来海洋牧场的核心元素。
  2019年,中央一号文件进一步强调“推进海洋牧场建设”。
  经过30余年,我国海洋牧场建设初具规模,经济效益、生态效益和社会效益日益显著。据不完全统计,全国已投入海洋牧场建设资金超过80亿元,其中中央财政投入近7亿元,已创建五批110个国家级海洋牧场示范区。
  “现代化”成核心元素
  乘船颠簸数小时,直至渤海深处的山东长岛大钦岛海域,记者终于踏上了一座长宽各66米、高30多米的钢制庞然大物。这座自带液压升降系统、可抗12级台风的海上超级工程,就是烟台中集来福士打造的现代化海洋牧场平台“长鲸1号”。
  “4个工作人员承担着千吨成品鱼的养殖工作。”平台负责人陈德刚介绍,“长鲸1号”配备国内首个通过美国船级社检验和渔业船舶检验局检验的网箱设施,依托自动投饵、水下检测、成鱼回收、云数据处理等多项技术,养殖效率成倍提高。
  近些年,随着我国海洋装备建造水平不断提升,海洋牧场由近浅海走向深远海的步伐不断加快。现代化装备化集约化的海洋牧场已经成为维护我国粮食“美好安全”的新途径。
  离开“长鲸1号”乘船再航行约一小时,就来到了位于长岛南隍城海域的另一座现代化海洋牧场平台“国鲍1号”。此时,工作人员正用龙门吊将海面下的网箱缓缓升起,记者打开其中一个养殖笼,看到几十头肥美的鲍鱼盖着厚实的海草“被子”,安居在内。
  山东长岛南隍城乡党委书记刘国明介绍,“国鲍1号”可放置37800个海珍品养殖笼,鲍鱼年产量最高可达120吨,年纯收入可达1500万元。
  受访专家表示,现代化海洋牧场通过规模化、生态化、智能化养殖管理,在提高产量的同时,产品质量也得到了提升,从而满足我国居民对水产品“量”的需求和对“质”的追求。
  现代化海洋牧场在使深远海成为“良田”的同时,也在潜移默化间改变着海域生态。
  长岛当地渔民告诉记者,前些年由于大面积的近海养殖和过度捕捞,一些野生鱼类几乎不见踪影。这两年开海后,发现若干年没有见到的刀鱼群、黄鱼群回来了,甚至还出现了白江豚群。
  “海洋牧场改变了以往以单纯捕捞、设施放养为主的渔业生产方式,有助于解决海洋生态污染或者过度捕捞带来的资源枯竭、近海养殖引起的病害加剧等问题。”广东省渔业技术推广总站站长刘胜敏说。
  近年来得益于海洋牧场建设,广东渔业资源恢复速度加快,海洋牧场渔业资源密度比投礁前平均提高8.7倍。与此同时,海洋生态修复效果明显,广东已建成的海洋牧场每年固碳7万吨、消减氮6000吨和磷600吨。
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2019年5月10日,“长鲸1 号”拖航至大钦岛海域
  海上乐园
  当记者登上位于烟台市区渔人码头以东海域的“耕海1号”海洋牧场平台时,游客张先生兴奋地向记者展示他的“战果”:一个小时左右,他就从网箱中钓到了14条加吉鱼。“虽然这些鱼的价格比市价高一些,但是自己钓的感觉不一样。”
  “休闲海钓拉动的消费总额远超所钓鱼品的价值,相当于海洋牧场使一条鱼的价值翻了50多倍。”山东省发展改革委一级巡视员梁文跃说。
  在我国沿海很多地区,不少现代化海洋牧场平台已经不满足于单纯的养殖功能,不断延伸产业链、提升价值链,成为一二三产业融合发展的重要依托和海洋经济新的增长点。
  “耕海1号”负责人、山东海洋现代渔业有限公司副总经理尉岩介绍,平台共四层,分成不同的功能区域,可以喝咖啡、垂钓、吃饭、看电影等等。预计年产鱼类15万公斤之余,年游客接待量将达到5万人次。正在建设的二期项目将向生态化、装备化、智能化、多元化方向优化发展。
  现代化海洋牧场的效益不止于此。
  比如伴随现代化海洋牧场建设推进,一张海底观测系统网正在日益完善。
  “海底观测系统能够全方位、实时、高分辨率地获取海洋环境与海底生物数据,结合分析,可摸清海洋灾害发生和资源变动趋势,从而有效预报预警。”浙江大学海洋学院教授、博士生导师李培良说。未来,海洋牧场生态环境应急预测系统可进一步向海上溢油、污染物扩散路径等全方位应急预测功能发展,为科学决策提供第一手分析数据。
  但是,现代化海洋牧场建设要实现自主可控,还面临一系列“卡脖子”难关。
  比如中国海洋环境监测中心使用的应急预测系统,核心控制系统和技术是德国进口的,需要不断调试和维护才能适应中国的水文特点。
  比如“耕海1号”的钢筋骨架是烟台中集来福士建造,但水下检测设备、新材料网衣等仍是挪威、日本进口。
  受访专家告诉记者,我国海洋牧场建设相关核心关键技术自给率低,尤其是新材料、新能源、传感与芯片、导航定位等方面依赖国外进口。同时,我国海洋基础研究较为薄弱,从事海洋牧场研究的专业机构和人才缺乏,相关海洋科技创新由于跨度大、投入高、周期长、风险大,较难取得突破。
  海洋牧场,让人类回归到与大海和平相处的角色,成为一名观察者和监督者。建设现代化海洋牧场,不仅是满足人们的粮食美好需要,更是贯彻绿色发展理念、探索海洋经济高质量发展的有效路径。
  “坚持陆海统筹,发展海洋经济,建设海洋强国”,这是党的十九届五中全会经略海洋的长远谋划。融海洋经济、海洋生态、海洋科技、海洋文化于一体的现代化海洋牧场建设,将助推海洋强国战略向更深更远处探索。
  (参与采写:张武岳詹奕嘉张力元张昕怡)
  用什么搭建海上粮仓
  文|《瞭望》新闻周刊记者
  在大海里建造“牧场”,不是件容易事。
  首先要有强大的科技水平,大到海底地形测绘水质资源监测,小到渔网鱼饵投放生活垃圾排放,一到了深远海就都很考验技术。其次要有强大的装备建造能力,才能够在深蓝处矗立起一座座平台、潜埋下一个个网箱。还要有过硬的风险防控管理能力,全球气候变化和人类活动影响下海洋生态灾害时有发生,能否实现可视、可测、可报,决定着海洋牧场的高质量发展。
  跨过现代化海洋牧场建设的种种“门槛”,考验着我国海洋科技的研发能力和应用水平,也展示着海洋强国战略的推进步伐。
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为什么现在能
  把海洋建设成人类获取优质蛋白的巨大“蓝色粮仓”,是我国几代海洋科学家的梦想。但直到近十年海洋牧场才开始规模化发展,这与我国海洋科技的发展进步密不可分。
  在位于山东长岛的“长渔1号”海洋牧场平台上,记者实地感受到了满满的科技感:风力自动投饵机、5G通信基站、海洋数据观测系统、水下监控系统、信息传输系统等。
  以深海养殖网箱为例,从投放鱼苗、投喂饵料到收获成品鱼,只需要一台电脑和几个机械按钮就可操作完成。“风力自动投饵系统由中集蓝海洋科技有限公司独立研发,拥有100%自主知识产权,能够实现定时、定量、高效自动控制。”中集来福士海洋工程有限公司助理总裁杨易川介绍。
  经过多年研发,建设海洋牧场所需的一些新材料、新技术和新装备取得了一定进展。例如,高度机械化及自动化技术,使人工鱼礁投放、海洋牧场效果调查评估、生态采捕更加准确;声、光、电等技术手段应用于鱼类行为的高效控制,大大提升海洋牧场资源的有效监测与评估;无人机、无人艇、水下滑翔机等新兴设备在海洋牧场实现自动巡航监测已展现出巨大应用价值。
  又如,我国近年在海洋环境监测装备和技术突破方面进步显著,实现了从近海到深远海监测、从原位传感器创新研发到平台集成和大数据挖掘等多空间、多维度的系统技术突破,为海洋牧场综合监测(观测)网络体系的技术建设打下了坚实基础。
  记者了解到,山东莱州湾、河北祥云湾等多个国家级海洋牧场示范区都已安装多功能环境资源监测平台,实现了多参数水环境和气象数据监测的无线传输及多终端访问。
  海洋牧场发展至今,已成为海洋渔业的“新型基础设施”。在诸多科技手段“加持”下,除了满足日常养殖作业需求外,还担负着海上看护、休闲渔业、科研试验、海洋环境监测、智慧海洋建设等多项职能。
  凭什么抗住“山竹”
  2018年9月,养殖水体达3万立方米的“德海一号”智能化养殖渔场投放至广东珠海万山枕箱岛外海域,投放后不久即经受住了17级超强台风“山竹”的考验。经历持续10多个小时平均风速48米/秒、阵风风速超过63米/秒、不规则浪高3至4米的海况,结果“箱不烂、网不破、鱼不跑”。
  现代化海洋牧场建设离不开装备的支撑。
  我国在雷达探测、海洋遥感、深海通信与定位技术等装备研发实践方面取得了重大突破,极大地推动了海洋牧场自动化、智能化建设。先进的船舶与海洋工程装备技术和强大的建造能力,则使装备制造与深海渔业养殖深度融合成为可能。
  记者了解到,我国多家船舶海工企业已经进军海洋牧场平台建造领域。例如,烟台中集来福士海洋工程有限公司建造的海洋牧场平台已经发展到第三代,并且实现了从自升式到半潜式的升级,适应水深也从10米提升至30米。
  “相比油气等海洋工程装备,海洋牧场装备研发建造周期较短。我们将海工领域的高新技术应用在这些装备上。”杨易川介绍,目前中集来福士已在山东沿海建造24座海洋牧场平台。
  现代化海洋牧场潜力巨大,海洋牧场装备产业同样潜力巨大。未来,海洋渔业装备仍需主攻现代技术装备,聚焦高精度监测装备和专用设施的研制等“卡脖子”技术问题,融合应用养殖技术和物联网技术,在深远海实现养殖生产的集约化、装备化和智能化。
  自主创新力亟待突破
  海洋科技是开发和利用海洋资源的重器。当前,我国已建成国家级海洋牧场示范区110个,未来还会有更多。我们的海洋科研支撑力足够吗?
  答案不算乐观。
  受访专家表示,尽管一些新材料、新技术、新工艺、新方法等在海洋牧场建设中得以应用,但随着海洋牧场产业规模日益扩大,现代化海洋牧场构建原理与关键装备设施研发滞后已经成为制约海洋牧场发展和产业升级的瓶颈。
  一些核心技术尚未完全突破。如环境多维信息化监控及智能化预警等海洋牧场信息化智能化装备尚需集中研发,自主创新能力亟待提高。
  相关基础研究仍显薄弱。一片海域能否建设海洋牧场,建设何种类型的海洋牧场,适宜增殖的品种有哪些,对该海域自然环境将产生怎样的影响等,需提前做好海底地形测绘、海域资源与环境调查、海域生物承载力评估等各项基础工作。但我国在这些方面的研究力度尚不充分。
  在受访专家看来,现代化海洋牧场建设相关科技涉及的学科多,交叉多,研究难度大。而我国海洋科研存在基础研究前瞻性布局缺失、重大问题导向的学科交叉研究组织形式单一等问题,制约破除瓶颈的能力。
  中国工程院院士丁德文建议,尽快建立适宜海洋牧场基础研究的组织形式,启动多学科交叉的研究项目布局,聚焦“卡脖子”技术难题和重大科学问题,强化原创驱动,有效推动地球科学、生命科学、管理科学、信息科学、工程与材料科学等学科领域在海洋牧场研究上的联合攻关,实现新理念、新装备、新技术、新模式的突破,支撑海洋牧场科学有序发展。
  从应用端,受访专家和业内人士建议,海洋牧场装备产业链上下游相关单位加强合作,充分发挥各自在装备设计建造、运营管理、沿海资源开发等方面的优势,搭建“政产学研用”平台,合力开展现代化海洋牧场信息装备研发、深远海养殖等关键技术攻关,加强海洋牧场新技术的推广应用。
  从事海洋牧场研究的机构和专业人才不足,难以支撑我国大规模海洋牧场建设发展的问题也亟需突破。丁德文建议,从教育入手,逐渐建立起海洋牧场学科体系、学术体系、话语体系和教材体系,实现问题带动学科、理论指导实践、技术服务工程、科技和工程引领经济产业。
  现代化海洋牧场建设是一个复杂、长期性、造福人类的工程,当下还有一系列重大的技术问题需要努力研究、解决。当我国海洋科技足够自主可控地在蔚蓝大海上开发出一个又一个“蓝色粮仓”,我们或许就可以像买玉米一样买海鲜,物美而价廉,远离大海的内陆居民也可以每餐来上两条鱼,而且是天然野生鱼。
  (采写记者:张武岳詹奕嘉张力元张昕怡)
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  监制:夏宇
⊙编辑:顾佳贇
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