【海洋观点】海洋牧场3.0：展望

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, X) w4 V3 u% Z: T世界各国高度重视水域资源的保护和养护，沿海国家大多采用建设海洋牧场等方式来保护生态环境和增殖渔业资源。从海洋牧场的建设历程来看，其先后经历了以“农牧化和工程化驱动的人工鱼礁投放、资源增殖放流”为特征的海洋牧场 1.0 阶段和以“生态化和信息化驱动的规模化建设”为特征的海洋牧场 2.0 阶段。可以预见的是，在践行“绿水青山就是金山银山”理论和实现碳达峰、碳中和目标的过程中，以数字化和体系化为特征、兼顾淡水和海洋的全域型水域生态牧场建设，即海洋牧场 3.0 阶段即将到来。
# w. ]* W: ?3 q' u0 k) j我国高度重视现代化海洋牧场建设与发展。现代化海洋牧场是集环境保护、资源养护与渔业资源持续产出于一体，实现优质蛋白供给和维护近海生态安全的新业态。面对新形势和新任务，以数字化和体系化为驱动力的海洋牧场 3.0 即将到来，即涵盖淡水和海洋的全域型水域生态牧场。
' C5 c4 ]. ~/ a一、发展理念与目标
% g0 S2 x0 p8 a贯彻“两山理论”，聚焦“双碳”目标，坚持“生态、精准、智能、融合”的现代化海洋牧场发展理念，构建科学选址—规划布局—生境修复—资源养护—安全保障—融合发展的全链条产业技术发展格局，建设全域型水域生态牧场。在北方海域，打造生态牧场“现代升级版”；在南方海域，拓展生态牧场“战略新空间”；在内陆水域，开启生态牧场“淡水新试点”。创新核心技术体系，支撑国家级海洋牧场示范区全面升级。
二、建设特征与内容
保护利用并进。在科学评估海洋牧场生物生产力和生态承载力的基础上，充分利用水域自然生产力，实现不投饵；充分利用水体营养盐存量，实现不施肥；切实保护水域生态系统，以及确保水产品质量安全，实现不用药；采用融合发展的创新模式，提升渔民经济收益，实现增收入；延长产业链，拓展产业空间，实施渔旅产业融合，实现增就业；充分发挥生态牧场生物固碳能力，实施清洁能源与生态牧场融合发展，助力实现“双碳”目标，实现增碳汇。
# ~. K0 p- s  _3 y0 D. h5 K+ V: V场景空间拓展。贯彻落实习近平总书记在西藏考察工作时提出的“要坚持保护优先，坚持山水林田湖草沙冰一体化保护和系统治理，加强重要江河流域生态环境保护和修复，统筹水资源合理开发利用和保护”的指示精神，拓展海洋牧场发展空间，构建涵盖淡水和海洋的全域型水域生态牧场。全域型水域生态牧场是未来发展的目标，其将特定湖泊、河口、海湾等作为一个整体，基于生态系统原理开展选址、布局、建设、监测和管理。根据建设类型、规模、增殖放流目标物种和水域特征，优化生态牧场空间布局，实现陆海统筹、四场联动，充分体现水域生态系统的整体性。
  @% N' x  ], h1 f核心技术突破。推动核心技术体系生态化、精准化、智能化发展。开发生态牧场机械化播苗、自动化监测、精准化计量与智能化采收装备；搭建生态牧场资源环境信息化监测平台；研发灾害预警预报与专家决策系统，提高生态牧场运行管理的智能化水平。
# A- O4 d# h& X# ~7 r: u& ^  A7 l发展模式创新。强化景观融合、资源融合和产业融合，运用景观生态学理念，研发生态牧场多维场景营造技术，开发复合高效、多营养层次的系统构建模式，实现净水保水与资源养护的一体化；结合生态牧场海域光照、风力和水动力资源特征，充分利用太阳能、风能和波浪能等清洁能源，搭建生态牧场智能安全保障与深远海智慧养殖融合发展平台；布局以水域生态牧场为核心的跨界融合产业链条，创建产业多元融合发展模式。
三、技术与模式展望
生态工程新技术体系。研发生态型产卵育幼设施、生境修复设施、资源养护设施、生态采捕设施，优化“草—鱼—虾—贝—参”等复合多营养级食物网结构，实现净水保水与资源养护的一体化；创新水生植物高效培植方法，配套人工藻礁投放，建立人工藻礁增殖区；利用大型藻类生产生物能源、有机肥料，减少化石能源消耗，完善贝藻生态价值评估技术，打造贝类和藻类特色产业模块，构建固碳增汇、循环经济新模式。
' C9 X% p. H0 b( b) r精准生产新技术体系。依托北斗卫星导航系统精准定位与高分遥感基础服务，研制浑浊水体机器人自主采收“手眼协同”智能控制设备，研发海洋牧场自主监测水面无人船、巡检水下机器人与水下无人采收机器人等装备；集成应用先进环境和资源监测传感器，研制不同载体跨介质资源环境信息在线组网装备，基于 5G 通信平台开发资源环境信息实时无线传输系统，构建水域生态牧场资源环境信息化监测平台；开发机械化播苗、自动化监测、精准化计量与智能化采收装备，提升水域生态牧场机械化和智能化水平；开展生态牧场与风机融合布局设计，研制环境友好型装备，研发环保型施工和智能运维技术，科学评价清洁能源开发对海洋牧场资源环境影响；结合生态牧场水动力环境，开发波浪能等海洋清洁能源，构建智慧“能源岛”，打造水域生态牧场高质化产业融合发展基地。
( c- [; O( q9 Q1 Y/ H智能管理新技术体系。调查分析水域污染陆源输入、时空动态、开发利用现状，以及主要生源要素的分布特征；结合建设规模、类型、内容和主要增殖目标物种，确定水域生态牧场布局的功能设施组成、最小功能单位、功能协同效应，最终科学规划各功能单位的平面布局；利用大数据分析技术，基于海洋牧场资源环境监测数据，预测不同捕捞强度下主要资源生物量变动情况，制定适宜的采捕策略，实现水域生态牧场生产效益最大化；充分利用人工智能技术，建立资源环境预警/预报专家决策系统，为水域生态牧场中短期灾害预警/预报等科学决策提供支撑。
* y5 S6 P2 k$ u9 r( }景观融合模式。运用景观生态学原理，通过现代化陆海统筹的海洋牧场建设，构建和谐水域生境，破堤通湖海，构建生态湖海堤，修复淡水和滨海湿地，综合提升陆上湖泊和近海环境质量；建设生态廊道，修复河岸沙滩，让“盆景”变风景；大力发展景观生态旅游，配建陆基或船基旅游保障单元和水上旅游设施，制定科学合理的规章制度，适度发展游钓渔业；充分挖掘自然和文化资源，发展沿岸观光、岛上观鸟、水上观鲸、潜水观鱼等旅游产业。
! t0 V1 K% x! W0 ]# ?) ?. y资源融合模式。坚持资源融合，形成集聚效应。我国内陆水域广阔，近海海岸线绵长，具有丰富的空间资源、生物资源、水资源、清洁能源和文化资源。未来，现代化水域生态牧场可依托大型综合智能平台和海上漂浮城市理念，综合利用各类水域资源，建设水域城市综合体，解决陆地资源、能源和空间匮乏的问题，提高海洋及江河、湖泊等水域产能，有效推动碳汇渔业、环境保护、资源养护和新能源开发的有机融合，构建新型“人水和谐”发展模式。
1 r9 ]; v1 Y+ c) B5 g1 [: O产业融合模式。坚持产业融合，坚持功能多元。创新“三产融合”发展模式，在北方海域强化以“海珍品增殖”为特色的一产带二产、三产的发展模式；在南方海域强化以“渔旅融合”为特色的三产带一产、二产的模式；在内陆水域强化以“大型水域的一产带二产、三产，中小型水域三产带一产、二产”为特色的发展模式，延伸产业链，拓展产业范围，实现水域生态牧场的高质量发展。在保障环境和资源安全的前提下，实施生态牧场与能源开发、文化旅游、设施养殖等产业多元融合发展，创新生态牧场与太阳能、风能、波浪能等新能源产业，以及深远海智慧渔场等融合发展新模式。
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文章来源：节选自《海洋牧场 3.0：历程、现状与展望》，原刊于《中国科学院院刊》2022-05-05。
作者：杨红生，中国科学院海洋研究所、中国科学院烟台海岸带研究所常务副所长、研究员；丁德文，自然资源部第一海洋研究所研究员、学术委员会主任，中国工程院院士。