中國智能水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀與對策研究

鞏沐歌，孟菲良，黃一心，周海燕

(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所,上海，200092)

改革開放以來，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，2017年水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量5 267.6萬t，與2010年相比，增長超過37.6%[1]，已成為發(fā)展最快的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一。然而，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在快速發(fā)展的同時，也面臨資源日益短缺、環(huán)境生態(tài)壓力加大、食品安全事件頻發(fā)等諸多挑戰(zhàn)以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新需求，因此發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)“轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)”勢在必行。

智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是把現(xiàn)代智能技術(shù)應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖的全過程，即利用互聯(lián)網(wǎng)(移動)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖有關(guān)裝備相互集成，構(gòu)建高效養(yǎng)殖裝備與養(yǎng)殖過程管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖“高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、健康、安全”的綠色可持續(xù)化戰(zhàn)略目標(biāo)。智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是對傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖方式的升級改造。

1 發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要意義

1.1 發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是保障中國糧食安全的需要

糧食問題始終是中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的首要問題。智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是漁業(yè)現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)，能將目前落后低效的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)高效的大規(guī)模生產(chǎn)方式，大幅度提高勞動生產(chǎn)率和漁業(yè)生產(chǎn)力水平，生產(chǎn)更多的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品。一方面彌補未來將面臨的2 000萬t水產(chǎn)品消費需求缺口，減少對糧食的消耗，緩解糧食生產(chǎn)壓力[2]；另一方面可以增加動物蛋白來源，改善食物結(jié)構(gòu)，提高人民健康素質(zhì)。因此，發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖可以為中國糧食安全提供有力保障。

1.2 發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求

目前，中國的池塘養(yǎng)殖仍存在沿用粗放式經(jīng)營的傳統(tǒng)方式，養(yǎng)殖過程中不合理投喂和用藥，極大地惡化了水質(zhì)環(huán)境，影響水產(chǎn)品質(zhì)量，加劇水產(chǎn)病害的發(fā)生，使得養(yǎng)殖風(fēng)險增大。同時，中國勞動力資源短缺、人力成本不斷攀升等問題也制約著漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！度珖鴿O業(yè)發(fā)展第十三個五年規(guī)劃(2016—2020年)》強調(diào)“十三五”漁業(yè)發(fā)展要牢固樹立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，以提質(zhì)增效、減量增收、綠色發(fā)展、富裕漁民為目標(biāo)，堅持生態(tài)優(yōu)先、創(chuàng)新驅(qū)動、“走出去”戰(zhàn)略、以人為本、依法治漁，大力推進(jìn)漁業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加快轉(zhuǎn)變漁業(yè)發(fā)展方式，加快實現(xiàn)漁業(yè)現(xiàn)代化。這對中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的智能化提出了緊迫的要求。轉(zhuǎn)變發(fā)展方式是水產(chǎn)養(yǎng)殖持續(xù)發(fā)展的必由之路。物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用，實現(xiàn)養(yǎng)殖水質(zhì)的精準(zhǔn)監(jiān)控與調(diào)控，實現(xiàn)飼料和藥品的精準(zhǔn)投喂，有效改善水體環(huán)境，減少污水排放，提高生產(chǎn)效率，降低人力成本，規(guī)范生產(chǎn)管理，促進(jìn)中國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1.3 發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是實施海洋強國戰(zhàn)略的基本保障

目前，中國漁業(yè)發(fā)展處于轉(zhuǎn)型升級的階段。近海養(yǎng)殖面臨生產(chǎn)方式粗放、水域環(huán)境惡化、水土資源緊缺等突出問題，因此，以提質(zhì)增效、減量增收為目標(biāo)，大力發(fā)展深藍(lán)漁業(yè)、挺進(jìn)“深遠(yuǎn)?！背蔀楸厝贿x擇。通過拓展深藍(lán)?？臻g，提供品種豐富、質(zhì)量優(yōu)良的水產(chǎn)品，滿足人民日益增長的美好生活需要，也是黨的十九大提出的目標(biāo)與要求。深藍(lán)漁業(yè)是在遠(yuǎn)離大陸的深遠(yuǎn)海水域，依托養(yǎng)殖工船或大型浮式養(yǎng)殖平臺等核心裝備，并配套深海網(wǎng)箱設(shè)施、捕撈漁船、物流補給船和陸基保障設(shè)施所構(gòu)成的“養(yǎng)殖、捕撈、加工”相結(jié)合、“海洋、島嶼、陸地”相連接的全產(chǎn)業(yè)鏈漁業(yè)生產(chǎn)新模式。深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖是在遠(yuǎn)離大陸的地方進(jìn)行養(yǎng)殖，環(huán)境條件復(fù)雜，各種生產(chǎn)保障困難，因此依靠傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式是不現(xiàn)實的，因此迫切需要有智能化的養(yǎng)殖裝備和技術(shù)為深海養(yǎng)殖的實施提供有力的保障。

1.4 發(fā)展智能水產(chǎn)養(yǎng)殖是融入“一帶一路”倡議“走出去”的重要推手

近年來，國家提出了“一帶一路”倡議，得到國際社會高度關(guān)注和響應(yīng)?！耙粠б宦贰毖鼐€65個國家的人口是中國總?cè)丝诘?倍。據(jù)了解，海上絲綢之路沿線國家大多為熱帶國家，且多為不發(fā)達(dá)國家。這些國家的漁業(yè)是其國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，自然漁業(yè)資源豐富，捕撈產(chǎn)量較大，但養(yǎng)殖技術(shù)水平總體落后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，捕撈產(chǎn)量大于養(yǎng)殖產(chǎn)量。大力發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，可以降低對自然資源的依賴度，且水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)具有投資低、產(chǎn)出高和效益高等優(yōu)勢，是解決糧食安全、緩解貧困、提供營養(yǎng)和增加收入的重要產(chǎn)業(yè)[3]。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖合作需求大，為智能水產(chǎn)養(yǎng)殖對外合作帶來了難得的發(fā)展機遇。這既能有效地提升相關(guān)國家養(yǎng)殖業(yè)的水平，又增強了中國在其他國家的影響力，從而實現(xiàn)了互利共贏的良好局面。

2 中國智能水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

2.1.1 生產(chǎn)領(lǐng)域

在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)領(lǐng)域主要是利用傳感器，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)養(yǎng)殖水體實時監(jiān)控，飼料、漁藥自動精準(zhǔn)投喂，水產(chǎn)病害監(jiān)測預(yù)警。2010年，江蘇宜興建立了江蘇省首個物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖基地[4]。2014年廣東開發(fā)了“健坤智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)”，并在廣東韶關(guān)力冉國家級工廠化養(yǎng)殖示范基地得到應(yīng)用。2015年江西省建成首個智慧漁業(yè)示范基地，該套智慧漁業(yè)系統(tǒng)集成了養(yǎng)殖信息管理、水質(zhì)在線監(jiān)測、自動控制、視頻顯示及多平臺終端控制等諸多功能[5]。2015年江蘇省啟動研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)和生物處理零排放的智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)。2013—2015年，江蘇開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖平臺在北京、天津、河北、遼寧、上海等20個省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用。

2.1.2 經(jīng)營領(lǐng)域

在水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營領(lǐng)域主要是運用電子商務(wù)平臺實現(xiàn)水產(chǎn)品銷售、水產(chǎn)養(yǎng)殖投入品的購買等。蘇州公司開發(fā)的可追溯水產(chǎn)品電商平臺，養(yǎng)殖戶可以在平臺上實現(xiàn)苗種、飼料和魚藥的團(tuán)購。江蘇省在蘇寧易購超市頻道“中華特色館”內(nèi)設(shè)置“江蘇優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品”頁面，江蘇各地特色水產(chǎn)品都可在蘇寧易購上銷售[6]。多家電商公司也涉足水產(chǎn)領(lǐng)域，還涌現(xiàn)出一批專注于水產(chǎn)品的精分型網(wǎng)站，以及一些由地方政府扶持，當(dāng)?shù)仄髽I(yè)運營的地域性水產(chǎn)網(wǎng)站等。

2.1.3 管理領(lǐng)域

在水產(chǎn)養(yǎng)殖管理領(lǐng)域主要由政府主導(dǎo)開發(fā)，運用先進(jìn)的信息化技術(shù)采集各項信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為行政管理決策提供基礎(chǔ)支撐。2009年，全國養(yǎng)殖漁情信息采集系統(tǒng)建立，基本實現(xiàn)了中國水產(chǎn)養(yǎng)殖主產(chǎn)區(qū)的信息采集全覆蓋。該系統(tǒng)已在全國16個漁業(yè)主產(chǎn)省(區(qū))建立信息采集定點縣200個，采集點747個，各類采集終端6 000多個，形成了近1 300人的采集分析隊伍，能對76個養(yǎng)殖品種、9種養(yǎng)殖模式進(jìn)行全年的信息動態(tài)采集[7]。2016年全國水產(chǎn)養(yǎng)殖動植物病情測報信息系統(tǒng)正式啟用，該系統(tǒng)運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了一套包括數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、應(yīng)用及信息匯總分析的應(yīng)用系統(tǒng)，依靠原有5級測報工作體系，由測報點完成基礎(chǔ)測報信息的上報工作，國家、省、市和縣4級測報機構(gòu)對轄區(qū)內(nèi)測報點的原始信息進(jìn)行自動匯總、圖表分析，實現(xiàn)條件查詢功能，自動生成當(dāng)月病害測報表[8]?！八驗┩筐B(yǎng)殖登記發(fā)證系統(tǒng)”主要用于水域灘涂養(yǎng)殖發(fā)證登記工作，截至2014年底，全國共計發(fā)證14.9萬本，確權(quán)面積456萬hm2，占總養(yǎng)殖面積的55%[9]。

2.1.4 服務(wù)領(lǐng)域

在水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)領(lǐng)域主要是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)培訓(xùn)以及保險與金融服務(wù)，將養(yǎng)殖保障內(nèi)容延伸到養(yǎng)殖活動的上下游?！皾O水云”水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)(管理)平臺作為專業(yè)性的水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺，通過下設(shè)的“遠(yuǎn)程會診平臺、質(zhì)量監(jiān)管平臺、漁技服務(wù)平臺、科技入戶平臺、養(yǎng)殖微求助平臺、水產(chǎn)電商平臺”6個分平臺間的數(shù)據(jù)共享、信息交互，為漁業(yè)主管部門、養(yǎng)殖企業(yè)(戶)、專家團(tuán)隊、水產(chǎn)品(漁需)經(jīng)紀(jì)人及水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈所有參與者提供最專業(yè)、精準(zhǔn)、及時、貼心的“互聯(lián)網(wǎng)+”養(yǎng)殖綜合信息服務(wù)[10]。2016年 “農(nóng)信漁聯(lián)1.0上線，該系統(tǒng)使用互聯(lián)網(wǎng)+思維和新商業(yè)模式聯(lián)接現(xiàn)代水產(chǎn)高端苗種、飼料、微生態(tài)動保、設(shè)備設(shè)施、養(yǎng)殖技術(shù)和生產(chǎn)模式、綜合服務(wù)、信息和金融，結(jié)合線上線下優(yōu)勢資本資源和資訊，打造互聯(lián)網(wǎng)+漁業(yè)一站式綜合價值服務(wù)平臺[11]。江蘇省創(chuàng)建的河蟹交易平臺“蟹庫網(wǎng)”，其推出的河蟹銀行服務(wù)可協(xié)助養(yǎng)殖單位解決資金貸款問題[12]。

2.2 科技發(fā)展?fàn)顩r

2.2.1 信息獲取

水產(chǎn)養(yǎng)殖信息獲取是指通過傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機器視覺技術(shù)和遙感技術(shù)獲取水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境、水生動物行為特征以及區(qū)域水環(huán)境變化、水產(chǎn)養(yǎng)殖面積等信息。在獲取水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境信息方面，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)多種水質(zhì)參數(shù)信息的遠(yuǎn)程采集、存儲與管理和遠(yuǎn)程控制[13-15]；在獲取水生動物行為特征參數(shù)方面，利用機器視覺、圖像識別技術(shù)分析魚群、點帶石斑魚、鯧鰺等行為特征，實現(xiàn)了智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖[16-18]；在水生動物辨識方面，開展魚苗、蟹苗、小球藻自動計數(shù)系統(tǒng)研究[19-21]；在獲取水產(chǎn)養(yǎng)殖面積方面，利用遙感技術(shù)進(jìn)行分類提取水產(chǎn)養(yǎng)殖面積信息[22-25]。

2.2.2 信息處理

信息處理涵蓋了養(yǎng)殖過程的各個方面，包括水質(zhì)監(jiān)控、病害診斷、投喂決策和質(zhì)量追溯等方面。在水質(zhì)監(jiān)控與模型方面，朱成云等[26]提出混沌變異的分布估計(CMEDA)算法優(yōu)化最小二乘支持向量機模型(LSSVR)，提高了溶氧預(yù)測精度；徐龍琴等[27-28]提出工廠化育苗水溫組合預(yù)測模型構(gòu)建了工廠化養(yǎng)殖pH非線性組合預(yù)測模型和南美白對蝦工廠化育苗水溫組合預(yù)測模型，為養(yǎng)殖管理提供了技術(shù)支持。在病害診斷方面，甄愛軍等[29]開發(fā)了實現(xiàn)水產(chǎn)病害圖譜管理系統(tǒng)，為提高養(yǎng)殖人員對病害的認(rèn)識水平，快速采取應(yīng)對措施提供支撐；閻笑彤等[30]設(shè)計了水產(chǎn)養(yǎng)殖病害診斷專家系統(tǒng)，可以對病害癥狀進(jìn)行快速診斷；溫繼文等[31]構(gòu)建了魚病遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警與診斷系統(tǒng)；劉雙印等[32]研制對蝦疾病遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)，具有咨詢、病害診斷與防治等功能；張啟宇等[33]研究了海參防治診斷專家系統(tǒng)，提出了病害信息推薦、診斷模型。在飼料投喂決策方面，孫國祥等[34-35]研究建立了大西洋鮭、大菱鲆投喂生長模型，為養(yǎng)殖管理提供了新的方法；胡利永等[36]利用機器視覺技術(shù)提出了新的投飼量計算模型；羅偉等[37]建立草魚投喂管理、生長、飼料需求模型，為草魚精準(zhǔn)投喂管理提供一定的理論基礎(chǔ)；安繼芳等[38]研制出淡水養(yǎng)魚飼喂專家系統(tǒng)，促進(jìn)了飼料的合理利用；徐麗英等[39]構(gòu)建了飼料配方和投喂決策模型，開發(fā)的投喂決策系統(tǒng)，提高了養(yǎng)殖場管理水平。在質(zhì)量追溯技術(shù)方面，彭賓[40]建立了工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖質(zhì)量全程監(jiān)控與可追溯體系，李源等[41]提出了基于NFC標(biāo)簽可追溯質(zhì)量管理系統(tǒng)；陸軍等[42]設(shè)計出可追溯二維碼標(biāo)簽，建立了中華絨螯蟹可追溯系統(tǒng)；楊信廷等[43]建立了基于流程編碼的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；叢斯琳等[44]開發(fā)了基于Petri網(wǎng)的水產(chǎn)品追溯信息模型，實現(xiàn)了溯源功能。

2.2.3 智能化裝備

中國水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化裝備主要集中在增氧控制、飼料投飼裝備以及水下機器人等方面。在智能增氧裝備方面，盛平等[45]研制的基于實時水質(zhì)參數(shù)的智能養(yǎng)殖裝備，是智能增氧、投飼一體機，具有實時水質(zhì)參數(shù)查詢、遠(yuǎn)程增氧、遠(yuǎn)程投飼、遠(yuǎn)程智能控制等功能；沈楠楠等[46]開發(fā)的基于水產(chǎn)物聯(lián)服務(wù)平臺的智能增氧控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測養(yǎng)殖水體中溶氧等參數(shù)，自動控制增氧機運行；楊世鳳等[47]設(shè)計了以太陽能為主要動力來源的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能增氧系統(tǒng)；高鳳強等[48]研究并設(shè)計的基于GSM通信網(wǎng)絡(luò)的增氧機監(jiān)控系統(tǒng)，通過手機終端實現(xiàn)對增氧機運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和控制。在智能投飼裝備方面，第一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖遠(yuǎn)程多路自動投飼系統(tǒng)研制成功[49]；景新等[50]設(shè)計了新型的室內(nèi)工廠化、池塘、深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖自動投飼系統(tǒng)，定時和投喂更加準(zhǔn)確，提高了飼料的利用率；王勇平等[51]等采用機器視覺的方法設(shè)計了智能投飼系統(tǒng)，通過分析魚群攝食信息，實現(xiàn)了精準(zhǔn)有效投喂；黃嘉榮等[52]研制了智能喂蝦機，實現(xiàn)了精準(zhǔn)投喂的效果；許仕杰等[53]研制了移動投飼裝置，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的自動化。水下機器人方面尚處起步階段，黎柱坤等[54]研發(fā)的用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水下機器人，可以實現(xiàn)水中穩(wěn)態(tài)控制、多種水質(zhì)參數(shù)的實時測量和水下實時拍攝。

3 中國智能水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展趨勢

3.1 智能水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

3.1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)向規(guī)?；?、集約化、智能化、生態(tài)化發(fā)展

十八大以來，黨中央國務(wù)院提出了一系列水環(huán)境保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)的政策措施，國家漁業(yè)部門也進(jìn)一步明確了漁業(yè)以養(yǎng)為主的發(fā)展方針。在政府和市場的雙重驅(qū)動下，生態(tài)優(yōu)先和供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整促使水產(chǎn)養(yǎng)殖模式發(fā)生重大變化，這些變化已在保護(hù)水環(huán)境健康，保證生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中起了重要作用。由于生物技術(shù)、微生物技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、納米技術(shù)、信息技術(shù)等前沿高新技術(shù)成果在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用，自動化程度大大提高，生產(chǎn)效率不斷提高。水產(chǎn)養(yǎng)殖模式已從傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式向工程化、智能化的養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變，如工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖、漁光一體化、陸基推水集裝箱養(yǎng)殖、深水抗風(fēng)浪網(wǎng)箱養(yǎng)殖等[55]。因此，未來水產(chǎn)養(yǎng)殖模式變革的主要發(fā)展方向是規(guī)模化、集約化、智能化、生態(tài)化。

3.1.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營向集約化、專業(yè)化、組織化、社會化發(fā)展

黨的十八大報告提出“構(gòu)建集約化、專業(yè)化、組織化、社會化相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系”的戰(zhàn)略構(gòu)想。目前，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖大多以個體分散生產(chǎn)經(jīng)營為主，且隨著農(nóng)村青壯年勞動力大量進(jìn)城,勞動力老弱化、水產(chǎn)養(yǎng)殖兼業(yè)化問題日益明顯。隨著智能水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)全球化的深入發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營將必然走向新型漁業(yè)經(jīng)營體系。新型漁業(yè)經(jīng)營體系是集約化、專業(yè)化、組織化和社會化四個方面有機結(jié)合的產(chǎn)物。智能水產(chǎn)養(yǎng)殖為新型漁業(yè)經(jīng)營體系的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖實現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖集約、高產(chǎn)、高效；水產(chǎn)可追溯系統(tǒng)實現(xiàn)了“生產(chǎn)有記錄、流向能追蹤、信息能查詢、責(zé)任能追究”的質(zhì)量安全的可追溯性，為水產(chǎn)品品牌質(zhì)量提供了保障；互聯(lián)網(wǎng)營銷模式與民俗文化相結(jié)合的新型經(jīng)營發(fā)展道路，實現(xiàn)了水產(chǎn)品營銷的時尚化和品味化。因此，未來水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)營模式發(fā)展方向是集約化、專業(yè)化、組織化、社會化。

3.1.3 水產(chǎn)養(yǎng)殖管理服務(wù)向大數(shù)據(jù)云平臺方向發(fā)展

2015年國務(wù)院印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》提出：要運用大數(shù)據(jù)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、完善社會治理、提升政府服務(wù)和監(jiān)管能力。隨著傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用,水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)收集、清洗、整合、挖掘變成有價值的信息，可以為政府大數(shù)據(jù)管理、科學(xué)化監(jiān)管提供基礎(chǔ)。水產(chǎn)養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)平臺是面向水產(chǎn)養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈開展決策與服務(wù)的軟件工具，在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)，為經(jīng)營主體提供生產(chǎn)決策、經(jīng)營服務(wù)，為政府部門提供決策支持和行業(yè)服務(wù)[56]。2018年基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)打造的水產(chǎn)養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)防災(zāi)減損系統(tǒng)應(yīng)用項目在成都成功落地，成為國內(nèi)首個部署在云端的“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)”水產(chǎn)養(yǎng)殖防災(zāi)減損系統(tǒng)。因此，未來水產(chǎn)養(yǎng)殖管理服務(wù)向大數(shù)據(jù)云平臺方向發(fā)展。

3.2 智能水產(chǎn)養(yǎng)殖科技發(fā)展趨勢

3.2.1 信息獲取手段多樣化，精度和質(zhì)量不斷提高

Phillip[57]研究指出，目前的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)正朝著傳感器、發(fā)射機、通信多路復(fù)用器、驅(qū)動器或輸出設(shè)備、計算機硬件、計算機控制軟件組成的智能化水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的方向發(fā)展。例如，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的全天候多方位的智能水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)[58]，基于Wi-SUN無線電傳感器網(wǎng)絡(luò)養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)[59]。隨著這些應(yīng)用技術(shù)地不斷發(fā)展以及在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域應(yīng)用中不斷成熟，水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)信息獲取的精度和質(zhì)量將不斷提高。隨著光學(xué)、聲學(xué)等感知技術(shù)的發(fā)展，針對水產(chǎn)養(yǎng)殖對象外形特征、體表顏色、行為過程的測量更加準(zhǔn)確。如挪威OptoScale公司采用立體攝像機和激光束準(zhǔn)確測量魚的生長情況[60]，Pinkiewicz等[61]利用視覺技術(shù)估算魚類優(yōu)速和方向。同時，3S技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境、管理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，提升了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境信息獲取的準(zhǔn)確性。

3.2.2 信息處理智能化、模型化，養(yǎng)殖管理更加科學(xué)

水產(chǎn)養(yǎng)殖是一個涉及多變的物理世界和人類社會的復(fù)雜系統(tǒng),養(yǎng)殖對象特殊、環(huán)境復(fù)雜、影響因素眾多,傳統(tǒng)的信息處理無法滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化發(fā)展需求，人工智能、數(shù)據(jù)挖掘算法模型在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的深層次運用，能夠有效解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境復(fù)雜多變、影響因子較多的問題，真正實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖管理科學(xué)性。國外很多機構(gòu)針對養(yǎng)殖品種開展系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境和生長機制的研究，根據(jù)養(yǎng)殖環(huán)境和個體生長，建立了投喂策略模型,并形成一個全面的模型化研究體系。例如，Ingrid等[62]建立了歐洲鱸魚日增重模型；Tómas等[63]建立了在不同溫度下大菱鲆生長速率和飼料轉(zhuǎn)化率的數(shù)學(xué)模型。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖將由傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式向精準(zhǔn)化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)發(fā)展，信息處理由僅憑人的經(jīng)驗向依靠模型控制轉(zhuǎn)變。

3.2.3 養(yǎng)殖裝備更加智能化、精細(xì)化、自動化

在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域智能化裝備不斷出現(xiàn)，實現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化、精細(xì)化、自動化，助推水產(chǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。例如，內(nèi)置特定養(yǎng)殖品種知識數(shù)據(jù)的智能控制系統(tǒng)結(jié)合新型傳感器可實時連續(xù)接收8項參數(shù)[64]，使得魚類養(yǎng)殖更加精準(zhǔn)高效。應(yīng)用紅外線技術(shù)精確監(jiān)測網(wǎng)箱中魚的生長狀況和飼料轉(zhuǎn)化效率Biomass Daily系統(tǒng)[65]，提高了飼料利用率，并優(yōu)化魚類養(yǎng)殖。各種各樣的水產(chǎn)養(yǎng)殖機器人更加智能化，也正在逐漸改變傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。例如，專門用于追蹤水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中pH水平的機器魚[66]，快速監(jiān)測水下結(jié)構(gòu)設(shè)施和養(yǎng)殖魚類的狀況的水下無人機和遙控潛水器(ROVs)[67]，可將生病的和健康的魚分開的iFarm設(shè)備[68]，使用激光消滅海虱保護(hù)鮭魚的機器魚[69]，能夠根據(jù)養(yǎng)殖魚類生長所需的合適飼料量進(jìn)行投飼的自動投飼機器人[70]等。這些新裝備不僅改善了魚類福利，飼養(yǎng)過程更加節(jié)能，而且使水產(chǎn)養(yǎng)殖更加精細(xì)化。

4 發(fā)展建議

4.1 加強頂層設(shè)計，推進(jìn)智能養(yǎng)殖的基礎(chǔ)建設(shè)

信息化是智能化的基礎(chǔ)，因此開展?jié)O業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計，梳理漁業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)需求，建立漁業(yè)信息化體系標(biāo)準(zhǔn)，及時制定智能養(yǎng)殖急需的基礎(chǔ)性關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)智能養(yǎng)殖的發(fā)展；開展數(shù)據(jù)共享平臺的頂層設(shè)計，構(gòu)建智能養(yǎng)殖數(shù)據(jù)中心，鼓勵相關(guān)企業(yè)參與數(shù)據(jù)提供，建立健全數(shù)據(jù)交換共享機制，開展數(shù)據(jù)分析挖掘，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識，為養(yǎng)殖業(yè)提供服務(wù)；加強與電信等相關(guān)企業(yè)合作，充分利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋到每一個養(yǎng)殖場。

4.2 加強科技研究，促進(jìn)智能技術(shù)水平的提升

要加強投資、鼓勵智能養(yǎng)殖科技研發(fā)，進(jìn)一步研究多參數(shù)傳感器等信息收集關(guān)鍵技術(shù)，提升信息收集的準(zhǔn)確度，進(jìn)一步開展3S技術(shù)應(yīng)用研究，實現(xiàn)多區(qū)域養(yǎng)殖狀況的實時了解；開展聲、光等技術(shù)在信息獲取技術(shù)上的應(yīng)用研究，通過數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對環(huán)境和養(yǎng)殖水生物行為的數(shù)字化表達(dá)；要針對主養(yǎng)品種智能養(yǎng)殖需要，構(gòu)建包括養(yǎng)殖生境與生長、生長與投飼、氨氮排放、病害與防治等在內(nèi)的各類模型，集成養(yǎng)殖智能專家系統(tǒng)。

4.3 加強裝備示范，引領(lǐng)智能養(yǎng)殖成果的應(yīng)用

設(shè)立專項資金，推進(jìn)解決養(yǎng)殖全過程機械化、自動化瓶頸問題的研究，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、人工智能等信息技術(shù)，推進(jìn)各類智能裝備的出現(xiàn)，重點要研究各類智能化環(huán)境控制和飼料投喂設(shè)備，建立養(yǎng)殖數(shù)據(jù)自動采集、處理預(yù)警系統(tǒng)，為實現(xiàn)精準(zhǔn)養(yǎng)殖打下基礎(chǔ)。要建立各種模式的智能養(yǎng)殖示范基地，通過基地宣傳和展示先進(jìn)智能化設(shè)備的運行效果，引領(lǐng)整個行業(yè)生產(chǎn)效率的提高，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)。

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