物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力海洋牧場(chǎng)發(fā)展

陳芳等

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了海洋牧場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，初步探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)海洋牧場(chǎng)發(fā)展的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：海洋牧場(chǎng)；發(fā)展現(xiàn)狀；突發(fā)事件；物聯(lián)網(wǎng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人口的發(fā)展，人類對(duì)海洋索取性開發(fā)的后果已經(jīng)開始顯現(xiàn)，水域環(huán)境污染和資源過度捕撈導(dǎo)致水生生物資源衰退、水域生態(tài)環(huán)境惡化，甚至有些水域出現(xiàn)生態(tài)荒漠化趨勢(shì)。生物資源人工增殖和合理利用、水域生態(tài)環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。

隨著陸地資源的枯竭和匱乏，人類把目光投向了廣闊的海洋。1971年，日本在海洋開發(fā)審議會(huì)上第一次提出了“海洋牧場(chǎng)”的概念。海洋牧場(chǎng)是仿照陸地模式，在劃定的海域范圍內(nèi)，通過人工建設(shè)圍欄、投放礁石、增殖放流等方式，合理利用自然條件下的海洋生態(tài)環(huán)境，結(jié)合人工統(tǒng)一管理，對(duì)經(jīng)濟(jì)魚類、甲殼類、軟體類、藻類等海洋經(jīng)濟(jì)生物進(jìn)行半人工半自然放養(yǎng)，以期獲得長(zhǎng)期環(huán)境收益和經(jīng)濟(jì)收益的目的。

目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，作為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸和擴(kuò)展，融合了傳感技術(shù)、射頻掃描、智能芯片嵌入技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)”（The Internet of things）已經(jīng)成為新一代的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，處于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間“物物相連”，任何節(jié)點(diǎn)之間都能實(shí)現(xiàn)信息共享和交換[1]。

海洋是動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，水域環(huán)境的質(zhì)量直接決定了海洋牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)收益，掌握水域生態(tài)環(huán)境實(shí)時(shí)狀況是建設(shè)和管理好海洋牧場(chǎng)的關(guān)鍵問題。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建全方位的監(jiān)測(cè)體系，實(shí)時(shí)掌握環(huán)境變化情況，為海洋生物營(yíng)造一個(gè)適合生長(zhǎng)與繁殖的生態(tài)環(huán)境。結(jié)合人工增殖放流吸引外來生物，形成半人工半天然的生物積聚區(qū)，保持水產(chǎn)資源的穩(wěn)定和持續(xù)增長(zhǎng)。

1 我國(guó)建立海洋牧場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展現(xiàn)狀

目前在山東煙臺(tái)、青島、河北秦皇島和大連獐子島已經(jīng)實(shí)施了人工投礁和增殖放流。我國(guó)福建莆田南日島海域最大的海洋牧場(chǎng)生態(tài)養(yǎng)殖基地正在建設(shè)當(dāng)中，結(jié)合當(dāng)?shù)睾Ｉ巷L(fēng)電資源，開辟一條能源利用和海洋牧場(chǎng)建設(shè)和諧統(tǒng)一的發(fā)展道路。

我國(guó)海洋資源豐富，2012年海洋總產(chǎn)值達(dá)到50 087億元，已占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的十分之一，且呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，海洋漁業(yè)繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2012年實(shí)現(xiàn)增加值3 652億元，比上年增長(zhǎng)6.4%；海洋生物制藥方面也有較大增長(zhǎng)。

2 海洋牧場(chǎng)面臨的問題

海洋是循環(huán)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，海洋牧場(chǎng)在生產(chǎn)過程會(huì)面臨諸如海洋災(zāi)害、海洋突發(fā)環(huán)境事件等問題。《中國(guó)海洋災(zāi)害公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)海域水體污染、溢油、赤潮、海冰等環(huán)境災(zāi)害嚴(yán)重，2011年渤海灣蓬萊19-3油田發(fā)生溢油事故，煙臺(tái)扇貝幾近絕產(chǎn)。水體污染，不僅威脅海洋生物的生存，影響?zhàn)B殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)以海洋水體為基礎(chǔ)的沿海旅游業(yè)也造成了嚴(yán)重?fù)p失。

海洋環(huán)境災(zāi)害和突發(fā)污染事件，對(duì)海洋牧場(chǎng)造成嚴(yán)重危害。實(shí)時(shí)掌握海洋牧場(chǎng)相關(guān)區(qū)域水體、大氣、底質(zhì)等環(huán)境參數(shù)，建立海洋牧場(chǎng)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常變化并采取措施，最大限度降低災(zāi)害的影響，是保障海洋牧場(chǎng)安全的重要手段之一。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力海洋牧場(chǎng)發(fā)展

目前，通迅技術(shù)已經(jīng)突破地域和空間的限制，從陸地到海洋，信息采集設(shè)備可以遍布世界的各個(gè)角落，足不出戶就可以實(shí)時(shí)掌握海洋環(huán)境的狀況。

通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，以應(yīng)用傳感技術(shù)、射頻掃描技術(shù)進(jìn)行全自動(dòng)環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的終端為節(jié)點(diǎn)，如：浮標(biāo)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、空間遙感系統(tǒng)等，節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，具有不受環(huán)境條件限制，高精度、不間斷作工作的優(yōu)勢(shì)[2]。

“傳感器”作為物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分，部署于海洋牧場(chǎng)區(qū)域形成節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，收集區(qū)域內(nèi)大氣、水體、底質(zhì)等環(huán)境載體相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)匯集，形成區(qū)域環(huán)境實(shí)時(shí)狀況信息，對(duì)不同環(huán)境參數(shù)設(shè)置預(yù)警閾值，使得管理單元能夠準(zhǔn)確、及時(shí)掌握牧場(chǎng)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量狀況。

入海河口、陸源排污口、油田工作區(qū)等區(qū)域?qū)Ｑ竽翀?chǎng)環(huán)境具有較高威脅，是需要不間斷監(jiān)測(cè)的區(qū)域，浮標(biāo)、視頻采集設(shè)備、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站等信息采集裝置將采集的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星，地面基站等媒介傳輸給信息中心加以處理。

環(huán)境突發(fā)事件發(fā)生突然，發(fā)展迅速，破壞力和破壞范圍巨大。2010年發(fā)生在墨西哥灣的漏油事件使該海域沿岸生態(tài)環(huán)境遭受“滅頂之災(zāi)”，經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境損失無法估量。將監(jiān)測(cè)裝置部署在高危區(qū)域，能夠在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)出警告，為減少損失、快速判斷事件類型和采取適當(dāng)措施提供幫助。

海洋環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到海洋牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入海洋牧場(chǎng)建設(shè)和管理過程中，構(gòu)建以空間衛(wèi)星遙感觀測(cè)、水面?zhèn)鞲杏^測(cè)、水體斷層分段觀測(cè)“三位一體”的立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，全面監(jiān)控“海洋牧場(chǎng)”區(qū)域以內(nèi)及周邊海域的環(huán)境狀況，及時(shí)準(zhǔn)確地為保護(hù)海洋牧場(chǎng)環(huán)境應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境事件提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)保護(hù)海洋牧場(chǎng)生物資源和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 么強(qiáng)，趙海濤，李雪梅.物聯(lián)網(wǎng)在海洋漁業(yè)中的應(yīng)用[J].河北漁業(yè)，2011 （1）：54-55

[2] 么強(qiáng)，李雪梅，閆錚. 運(yùn)用海洋調(diào)查和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立渤海突發(fā)環(huán)境事件預(yù)警體系初探[J].河北漁業(yè)，2013（5）：60-61