海洋牧場(chǎng)：科技打造“藍(lán)色糧倉”

把海洋建設(shè)成人類獲取優(yōu)質(zhì)蛋白的巨大“藍(lán)色糧倉”，這是我國幾代海洋科學(xué)家的夢(mèng)想。這是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要在海洋牧場(chǎng)建設(shè)原理、關(guān)鍵裝備設(shè)施研發(fā)、建立資源評(píng)估與養(yǎng)護(hù)、生態(tài)安全與環(huán)境保障技術(shù)體系等方面取得全面突破。中國科學(xué)院海洋研究所楊紅生研究員帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)20年來在這一領(lǐng)域耕耘：“我常常思索，中國特色的海洋牧場(chǎng)應(yīng)該是什么樣子？海洋牧場(chǎng)僅僅是模仿國外開展簡單的人工魚礁投放或漁業(yè)資源增殖放流嗎？立足我國國情，應(yīng)該賦予海洋牧場(chǎng)什么樣的新內(nèi)涵？基于現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展方向，海洋牧場(chǎng)能夠給廣大的漁民生活帶來什么樣的積極改變？這個(gè)蔚藍(lán)色的夢(mèng)想該如何實(shí)現(xiàn)？”

什么是海洋牧場(chǎng)？

提到牧場(chǎng)，大家都會(huì)想起那首古老的歌謠，“天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊”;會(huì)聯(lián)想到水草豐美、牛羊肥壯的草原勝景。而海洋牧場(chǎng)雖然與草原牧場(chǎng)有所不同，但在本質(zhì)上二者是相通的，查閱《辭?！?，對(duì)于“牧場(chǎng)”的解釋是適于放牧的草場(chǎng)，或者是經(jīng)營畜牧業(yè)的生產(chǎn)單位。

當(dāng)翻閱學(xué)習(xí)到中國科學(xué)院海洋研究所前所長、我國海洋農(nóng)業(yè)奠基人曾呈奎院士的文章，發(fā)現(xiàn)老一輩海洋人早在1965年就提出了“海洋農(nóng)牧化”的設(shè)想，提出在海洋通過人工控制種植或養(yǎng)殖海洋生物的理念和海洋“牧場(chǎng)”的戰(zhàn)略構(gòu)想。

但是，關(guān)于海洋牧場(chǎng)的概念，或者說到底什么是海洋牧場(chǎng)？目前無論是在國際，還是在國內(nèi)，學(xué)界還沒有一個(gè)公認(rèn)的明確定義。因?yàn)閲椴煌?，時(shí)代不同，觀點(diǎn)不同，學(xué)科不同，甚至海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況和開發(fā)利用程度在不同時(shí)期也不同，導(dǎo)致了海洋牧場(chǎng)概念和內(nèi)涵的不同。

二十年的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，讓海洋牧場(chǎng)的模樣在我心中初具雛形。我心中的海洋牧場(chǎng)，就是大海饋贈(zèng)給我們?nèi)祟惖囊粋€(gè)豐饒凈美的藍(lán)色糧倉——通過認(rèn)知自然，與自然共建，與漁民共建，實(shí)現(xiàn)海域生境修復(fù)和資源養(yǎng)護(hù)，構(gòu)建適應(yīng)中國國情、具有中國特色的海洋牧場(chǎng)，從而美化環(huán)境，讓大海變得更加蔚藍(lán)，讓大海成為人工漁場(chǎng)，為國人提供清潔的環(huán)境和優(yōu)質(zhì)的海產(chǎn)品。

經(jīng)過無數(shù)次的思考、研討和論證后，我國海洋牧場(chǎng)領(lǐng)域的專家學(xué)者在2019年的國家自然科學(xué)基金委員會(huì)第230期雙清論壇上，明確了海洋牧場(chǎng)的概念和內(nèi)涵，即基于生態(tài)學(xué)原理，充分利用自然生產(chǎn)力，運(yùn)用現(xiàn)代工程技術(shù)和管理模式，通過生境修復(fù)和人工增殖，在適宜海域構(gòu)建的兼具環(huán)境保護(hù)、資源養(yǎng)護(hù)和漁業(yè)持續(xù)產(chǎn)出功能的生態(tài)系統(tǒng)。

為什么要建設(shè)海洋牧場(chǎng)？

首先，不得不建設(shè)海洋牧場(chǎng)。這是我國海域自然稟賦和資源環(huán)境現(xiàn)狀所決定的。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和全球氣候變化，我國近海健康狀況不容樂觀。近海陸源輸入總量在增加，近海營養(yǎng)鹽存量難以減少，局部海域生境嚴(yán)重退化，近一半海灣常年出現(xiàn)劣于第四類水質(zhì);較20世紀(jì)50年代，海草床和珊瑚礁分布面積減少80%以上;過度捕撈又導(dǎo)致大型肉食性魚類資源量下降甚至枯竭，生物多樣性降低，主要漁業(yè)生物資源量降低80%以上，漁獲物70%以上是小型中上層魚類，出現(xiàn)了資源低值化和小型化，海底荒漠化趨勢(shì)明顯。與此同時(shí)，食物鏈的短缺，又導(dǎo)致營養(yǎng)鹽傳遞在較低的食物鏈水平進(jìn)行，最終導(dǎo)致赤潮、綠潮、水母、海星、蛇尾等的大規(guī)模暴發(fā)。系統(tǒng)性開展海洋生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程已經(jīng)迫在眉睫，必須從保護(hù)環(huán)境、修復(fù)生境、養(yǎng)護(hù)資源做起，從而實(shí)現(xiàn)海洋生物資源的自我補(bǔ)充。

其次，必須要建設(shè)好海洋牧場(chǎng)。隨著全球人口日益增長和可用耕地面積逐年減少，糧食短缺已成為全球公認(rèn)的未來人類的重大危機(jī)。而在新冠肺炎疫情的影響下，據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、世界糧食計(jì)劃署等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的最新報(bào)告顯示，全世界已有6.9億人處于饑餓狀態(tài)。而水產(chǎn)品在改善人類膳食結(jié)構(gòu)、保障糧食安全中發(fā)揮著重要作用。我國人均水產(chǎn)品占有量達(dá)46.3千克，滿足了國民1/3的動(dòng)物蛋白需求。自1990年以來，我國水產(chǎn)總產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界首位，但同時(shí)養(yǎng)殖病害和養(yǎng)殖水域污染等問題日趨嚴(yán)重，近海也出現(xiàn)無魚可捕的尷尬局面。通過開展海洋牧場(chǎng)建設(shè)，保障優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品的持續(xù)供給，不但能滿足國民水產(chǎn)蛋白需求，也可通過“一帶一路”倡議對(duì)緩解全球糧食危機(jī)作出重大貢獻(xiàn)。

再次，海洋牧場(chǎng)建設(shè)是一個(gè)漫長的過程，是需要幾代人持續(xù)努力與持久付出才有可能取得成效的系統(tǒng)工程。海洋牧場(chǎng)建設(shè)也是一個(gè)復(fù)雜的且多學(xué)科交叉的工程，涉及海洋生態(tài)、工程技術(shù)、生物增殖、環(huán)境保護(hù)、信息技術(shù)等多學(xué)科的交叉應(yīng)用，然而，海洋牧場(chǎng)建設(shè)的重大原理、重要技術(shù)、現(xiàn)代化裝備等尚未系統(tǒng)突破。因此，海洋牧場(chǎng)建設(shè)不是立竿見影的形象工程，而是造福子孫后代的生態(tài)工程。在已有的成績面前，更需要一步一個(gè)腳印，扎扎實(shí)實(shí)地持續(xù)推進(jìn)。

建好海洋牧場(chǎng)需跨過哪些“坎”？

如今，科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界都明白了海洋牧場(chǎng)已成為現(xiàn)代漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向，也清醒地認(rèn)識(shí)到建設(shè)海洋牧場(chǎng)仍困難重重。例如，到底什么地方可以建海洋牧場(chǎng)？海域的承載力有多少？海洋牧場(chǎng)里能夠增殖多少資源？如何布局和建設(shè)海洋牧場(chǎng)？如何科學(xué)監(jiān)測(cè)、評(píng)估、預(yù)測(cè)和管理海洋牧場(chǎng)？如何安全保障海洋牧場(chǎng)可持續(xù)運(yùn)營？海洋牧場(chǎng)建設(shè)后，如何科學(xué)評(píng)估？這些問題都尚未得到科學(xué)答案，須從理論、技術(shù)、裝備、模式、標(biāo)準(zhǔn)化等方面開展系統(tǒng)性的研究與創(chuàng)新。

其一，科學(xué)規(guī)劃。海洋牧場(chǎng)建設(shè)前，需要對(duì)建設(shè)海域開展資源與環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，同時(shí)對(duì)建設(shè)海域能夠承載的生物種類和數(shù)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，在此基礎(chǔ)上確定建設(shè)什么類型的海洋牧場(chǎng)，采用何種步驟建設(shè)海洋牧場(chǎng)，如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)布局。

其二，生境營造。給海洋里的生物安好了家，生物才能更好地生存和繁殖。針對(duì)近海海草（藻）床受損、產(chǎn)卵場(chǎng)消失等生態(tài)系統(tǒng)荒漠化的突出問題，修復(fù)了受損的牡蠣礁和海草床，在荒漠化嚴(yán)重區(qū)域科學(xué)投放了人工魚礁，實(shí)現(xiàn)了海洋牧場(chǎng)生境從局部修復(fù)到系統(tǒng)構(gòu)建的跨越。

其三，資源養(yǎng)護(hù)。在科學(xué)評(píng)估特定海域承載力的基礎(chǔ)上，提出了生物功能群概念，也就是說海洋牧場(chǎng)不但要養(yǎng)護(hù)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源種，更要養(yǎng)護(hù)生態(tài)關(guān)鍵種，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)食物鏈的穩(wěn)定。突破了生態(tài)關(guān)鍵物種擴(kuò)繁和資源修復(fù)，提高了海洋牧場(chǎng)資源生物種類數(shù)量和資源量，實(shí)現(xiàn)了生物資源從生產(chǎn)型修復(fù)到生態(tài)型修復(fù)的跨越。

其四，持續(xù)利用。為了保障海洋牧場(chǎng)的生態(tài)安全，開發(fā)了浮標(biāo)、潛標(biāo)、自升式海洋牧場(chǎng)平臺(tái)等資源環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)牧場(chǎng)資源環(huán)境立體化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，開發(fā)了專家決策系統(tǒng)，能夠?qū)ι鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)給出及時(shí)的應(yīng)對(duì)建議，極大提高了對(duì)生態(tài)災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)能力。開發(fā)了一系列承載力評(píng)估、產(chǎn)量預(yù)測(cè)等模型，對(duì)牧場(chǎng)的生物承載力、資源產(chǎn)量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)評(píng)估，為科學(xué)的開展資源捕撈提供了理論依據(jù)。

其五，模式示范。為讓一線從業(yè)人員能夠高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量建設(shè)海洋牧場(chǎng)，中國科學(xué)院海洋研究所聯(lián)合多家涉?？蒲袡C(jī)構(gòu)和企業(yè)創(chuàng)建了中國科學(xué)院海洋牧場(chǎng)工程實(shí)驗(yàn)室，制定了系列海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)地方標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也在積極推動(dòng)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定，創(chuàng)建了“科研院所+企業(yè)+合作社+漁戶”相結(jié)合的“澤潭模式”，實(shí)現(xiàn)了海洋牧場(chǎng)企業(yè)發(fā)展與漁民收入同步提升、海域生態(tài)與產(chǎn)出效益同步改善，為海洋牧場(chǎng)建設(shè)提供了可復(fù)制、可推廣的示范樣板。

黨的十八大以來，綠水青山就是金山銀山的生態(tài)保護(hù)理念深入人心，海洋牧場(chǎng)建設(shè)正是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源養(yǎng)護(hù)與漁業(yè)持續(xù)產(chǎn)出的有效舉措。目前，我國已實(shí)施了以養(yǎng)護(hù)型、增殖型、休閑型為主要類別，覆蓋渤海、黃海、東海與南海四大海域的110個(gè)國家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)。據(jù)測(cè)算，已建成的海洋牧場(chǎng)年可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益319億元，而生態(tài)效益高達(dá)604億元，遠(yuǎn)高于海產(chǎn)品收獲所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益;此外，海洋牧場(chǎng)每年還可固碳19萬噸，消氮16844噸，減磷1684噸，對(duì)赤潮、綠潮等海洋災(zāi)害防控發(fā)揮著重要作用。

至2025年，我國計(jì)劃將建成178個(gè)國家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)，標(biāo)志著我國海洋牧場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)初具雛形。而在新時(shí)期，我國海洋牧場(chǎng)建設(shè)在現(xiàn)代化與生態(tài)化方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，換言之，我國海洋牧場(chǎng)雖初見成效，但現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)才剛剛起步。