让海底世界呈现于世！揭秘“海洋牧场观测网”建设背后的故事 - 海洋观察站建设经验

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海底世界到底是什么样子的，海洋生物究竟是如何生长与繁衍的？或许，我们以前只能靠想象，或者只能在海洋公园里看个大概。

近日，浙江大学海洋学院教授、博士生导师李培良题为“海洋牧场监测预警所面临的挑战”的专题报告在国家自然科学基金委员会第230期双清论坛上引起热烈反响，而他在山东所研究并实践的“海洋牧场观测网”也引起了不少专家的兴趣。

2015年，山东提出建设“海洋牧场观测网”，并在青岛、烟台、威海、日照等市的25个重点海洋牧场建设区布设海底有缆在线观测系统。那么，这个观测网到底有什么奥秘呢？

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借地利之便，记者对话李培良教授，一窥海洋牧场观测网“全貌”并了解其先进的技术力量及适用领域。

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人物名片

李培良，1975年10月出生，浙江大学海洋学院教授，博士生导师。

2003年中国海洋大学物理海洋学博士毕业并留校任教，2018年4月调至浙江大学海洋学院。现任农业农村部海洋牧场建设专家咨询委员会委员，山东省海洋牧场观测网建设专家组首席专家，主要研究方向为海洋环境业务化观测和海洋环境业务化数值预报，先后主持参加各级项目50余项，发表文章60余篇。

主要为海洋牧场做灾害预警

对话舟山：李教授，你好。海洋生态修复其实有很多种办法，海洋牧场建设，说白了，是否就是给海洋生物建房子？

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李培良：差不多。海洋牧场是基于生态学原理，充分利用自然生产力，运用现代工程技术和管理模式，通过生境修复和人工增殖，在适宜海域构建的兼具环境保护、资源养护和渔业持续产出功能的生态系统。其主要目的就是改善生态环境，增加渔业资源。

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海洋牧场建设是个新兴项目工程，又是个系统工程。可以应用互联网、物联网、智能化、信息化等技术手段，建设沿岸渔业、海洋牧场信息化管理体系和互联网+产业应用体系。我们所做的工作，就是想构建沿岸海域立体观测网，建设沿岸海洋与渔业数据库和信息化大平台。

对话舟山：从你的履历中，我们发现，你的团队在山东已经建立了海洋牧场观测系统，成效也不错，那么在浙大又有什么样的新作为呢？

李培良：2018年10月12日，浙大海洋学院与山东省水生生物资源养护管理中心签订全面战略合作协议，重点在海洋牧场建设发展领域开展合作。双方共建的山东省海洋牧场观测网数据中心在舟山校区揭牌成立。山东省水生生物资源养护管理中心隶属于山东省海洋与渔业厅，主要承担山东全省水生生物资源增殖放流、海洋牧场建设、休闲海钓和渔业资源及捕捞的管理等工作。

浙大海洋学院将与山东省水生生物资源养护管理中心建立长期战略合作伙伴关系，共同为山东省海洋牧场的建设发展提供技术服务。同时围绕高水平人才培养和科技成果应用转化，开展多渠道、多层次和多形式的交流与合作，包括合作建设山东省海洋牧场观测网数据中心等。

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对话舟山：看起来，从你的叙述中得知，你在舟山教研尚不足一年，可不可以谈谈海洋牧场观测网在山东的发展情况？

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李培良：2015年，山东提出建设“海洋牧场观测网”，并在青岛、烟台、威海、日照等市的25个重点海洋牧场建设区布设海底有缆在线观测系统。到2018年，山东已建成24个海底有缆在线观测系统，累计获得数据和视频资料500T，并成立省海洋牧场观测与预警中心。

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我们建立的海底有缆在线观测系统专门针对山东海洋牧场的观测需求，即长期海底在线，监测数据与视频同步。通过该系统，有关部门可实时了解海洋牧场海洋环境和海底生物状况，进而提高对海洋牧场生态环境的管理和保护水平。同时，还可通过观测网提供的数据，摸清海洋灾害发生和资源变动趋势，从而对海洋牧场生态灾害进行预报预警。海底有缆在线观测系统还能为有关部门制订海洋牧场生态灾害应对策略与保障方案提供数据支撑。

实现可视、可测、可预警

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对话舟山：这是一种什么样的海底装置呢？

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李培良：海底有缆在线观测系统是一种新型的近岸海底观测解决方案，主要由岸基控制系统、海底电缆和水下观测系统组成。系统可集成海流计、波浪计、潮位观测仪、水质仪、录像机、水听器、CTD等各种观测仪器，实现海流、波浪、温度、盐度、潮位、海啸、溶解氧、叶绿素、浊度、水下声学信号、水下高清视频等海洋要素的在线连续观测。

该系统通过海底电缆实现了海洋环境连续观测所需的稳定能源供给及长距离、高带宽数据传输问题，并创造性引入现场CAN总线分布式模块化集成控制技术，实现了水下仪器设备的分布式模块化集成与智能控制问题。简单的水下接插和电缆结构以及独立的分布式模块化集成控制，使得系统的稳定性、可靠性与安全性大大增加，同时大幅降低了成本，简化了后期维护流程。

该系统现已推广至海洋牧场生态环境监测、珊瑚礁环境在线监测与保护、河流入海口海洋环境监测、“蓝色海湾”整治行动石油石化区海洋环境观测、海洋台站常规海洋环境监测以及底边界层科学观测与研究等海洋观测领域应用30余套。其中，该系统在山东省海洋牧场领域应用24套，组建了山东省海洋牧场观测网，并在此基础上建立了山东省海洋牧场数据中心，实现了可视、可测、可识别、可预警的综合效果。

对话舟山：这样的系统能给海洋生态建设带来些什么好处？

李培良：提到海洋牧场，大家可以先设想一下陆地上的牧场：放眼望去一望无际的大草原，风吹草低见牛羊，它们成群结队自由自在地奔跑、嬉戏、觅食……

同理，海洋牧场也可以有这样的景象，在某一片海域中，各种藻类、鱼类、贝类、海参等海洋生物在自由自在地生活着。只是，以前囿于技术手段，这样的场景只能在我们脑海里想象。

有了这套系统，我们不仅能够在陆地上清楚地看到海洋生物的水下生活实况，还能够对海洋牧场环境进行实时在线监测。通过长期连续监测获取大量的海洋环境生态参数，掌握海洋渔业资源情况，并能够对海洋牧场中出现的生态灾害进行提前预警，从而对海洋牧场的安全建设、健康发展和科学管理提供有效指导。

观测网能为舟山带来什么

对话舟山：从目前来看，这套系统有什么优势吗？

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李培良：这套系统通过多项先进技术，集聚了结构简单、稳定可靠、成本低廉、便于维护等多重优势，因此同样适用于海洋牧场之外的多种海洋环境监测场景，如河流入海口、珊瑚礁区、石油石化区、海洋观测站/平台等海域环境，大大增强了我国近海海底海洋环境在线观测能力，完善了我国近海海洋环境立体观测网络，在舟山的大石化环境应急监测，舟山附近海域的水交换，以及航线保障等方面将有很大的应用前景。

对话舟山：我们舟山目前也建立了不少海洋牧场，同时各地也有不少养殖区，这个系统能给舟山带来什么？

李培良：除了可视、可测之外，当然，我们可以了解舟山附近海域的生态环境变化机制，海洋灾害的调控机理，进而提高海域生态环境安全性，降低生态安全隐患。

比如，2018年7月中旬，我们团队发现山东海洋牧场未来的两个星期内将长期处在副高的控制之下，经推测认为海洋牧场会出现高温、低氧灾害，遂提前2周给有关部门发了预警信息，及时作出应对措施，最后没有造成太大的损失。而在2018年8月3日，辽宁养殖海参因高温大面积死亡，实际上，那次高温灾害，山东跟辽宁基本上是同步的。

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这些年，我们一直在给山东海洋牧场做灾害预警，还参与建设山东海洋牧场数据中心。我们正尝试提前半年或一年预报低氧灾害出现的概率，指导牧场海参的播种和收获。海洋牧场一般在春天和秋天播种收获，知道了夏季低氧灾害爆发的频率，就可以对播种和收获的行为进行调整，适当增加当年春天的收获量，减少播种，减少夏季低氧灾害爆发造成的损失。

当然，在舟山，这种预警不局限于养殖领域，还可以涉及到很多方面，为科学决策提供第一手分析数据与报告，作好技术服务。

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对话舟山：据说，你们还建了一个“海洋牧场观测网”APP，观测网的数据对所有人开放，无论是游客还是科研、管理部门，都能实时获取相关的信息。

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李培良：是的。海洋牧场的数据是要共享的，不共享就不能体现出系统的价值和意义。我们也希望更多有识之士有兴趣加入到团队中来，共同助推整个海洋牧场产业的进步与发展。

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