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麥康森等:開拓我國深遠海養殖新空間的戰略研究

發布時間:2017/11/16 17:40:02  來源:溪流之海洋人生  編輯:黃姍  我來說兩句我來說兩句(0)
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核心提示:海水養殖是人類主動、定向利用國土海域資源的重要途徑,已經成為對食物安全、國民經濟和貿易平衡做出重要貢獻的產業。
中國水產門戶網報道

 

  一、前言

  海水養殖是人類主動、定向利用國土海域資源的重要途徑,已經成為對食物安全、國民經濟和貿易平衡做出重要貢獻的產業。近50年來,我國海水養殖業得到了長足發展,各地按照“充分利用淺海灘涂,因地制宜地養殖增殖,魚蝦貝藻全面發展,加工運銷綜合經營”的發展方針,大力發展海水養殖業,使得我國的海水養殖產業發展到世界先進水平。我國有3×106km2的海洋面積,然而,目前我國海水養殖主要是陸基和近淺海養殖,已利用的近岸海區水深均在20m以內,這些海區也是陸源污染最為集中的區域。同時,由于經濟社會的發展和人們對生活環境提出更高的要求,能夠提供給海水養殖的空間受到嚴重擠壓,海水養殖密度過大、病害頻發和環境惡化等問題日益突出。為實現新時期我國海水養殖業的可持續發展,減輕養殖對近岸海區的影響,亟需拓展養殖空間,實施深遠海養殖戰略。

  深遠海養殖將采取先進的養殖技術和設施,將養殖區域拓展到20m以下的海區。深遠海海域水交換率高,污染物含量低,因此向深遠海海域發展養殖將減輕各種污染對養殖生物的影響,生產出健康潔凈的水產品,為人們提供更多更優質的深海營養源。隨著養殖區的外移,全國近岸區的養殖密度將得以有效控制,甚至完全可以實施內灣和近岸數千米海區內禁養,此舉將明顯減輕淺海養殖對近岸淺水區環境的影響,有利于淺海生態系統的恢復和環境保護,也有助于實現近岸關鍵生物資源的恢復和持續利用。隨著我國國民經濟的進一步發展,人們對生活環境質量必然有更高的要求,實施深遠海養殖戰略,也將有利于促進我國沿海生態旅游業的發展。同時,深遠海大型養殖設施的構建,如同遠離大陸的定居型海島。實施深遠海海水養殖戰略,就是屯漁戍邊、守望領海,體現漁權即主權、存在即權益。

  二、面臨的問題分析

  深遠海海水養殖是一個綜合體系。適養物種、養殖技術和養殖平臺(大型基站、大型深水網箱和養殖工船等)是深遠海海水養殖的主體;清潔能源和飲用水供給、物資和養成品的海上運輸和陸地物流、養殖水產品的精深加工等,是深遠海海水養殖體系必須有的周邊配套支撐網絡。同時,深遠海海水養殖還必須考慮海流(暖流)、風暴潮等對深遠海養殖活動的影響以及減災防災策略等。對我國開展深遠海海水養殖已有的基礎和面臨的問題分析如下。

  ⒈近岸海水養殖技術比較成熟,深遠海海水養殖技術還缺乏實戰經驗

  深遠海海水養殖物種的選擇必須同時考慮其生物學特性和經濟學特性。與近海養殖相比,深遠海海水養殖在水文水質條件、水中生物和氣候等方面具有特殊性,要求養殖動物具有相應的適應性。同時,深遠海養殖是一種高投入和高風險的養殖,這要求養殖種類具有較高的經濟價值和加工后較高的經濟附加值,以保證養殖的效益。世界上深遠海海水養殖最成功的產業當屬挪威大西洋鮭(三文魚)養殖,其產量已近2×106t,而2014年我國10余種海水魚類養殖總產量也僅為1.19×106t,挪威利用現代物聯網技術,實現了三文魚的精細養殖,降低了養殖成本、保障了產品品質。據統計,我國2014年僅從挪威和智利進口鮮、冷、凍大西洋鮭就達2.5×104t,價值1.96億美元。可見,我國存在巨大的優質海水養殖魚產品缺口。我國的海域從北到南,由渤海、黃海、東海到南海,在水溫、水文水質條件、氣候變化等方面均存在較大差異,這決定著我國海水魚類的養殖存在著多樣性。我國現有的主要海水養殖魚類包括大菱鲆、牙鲆等冷水性魚類,大黃魚、鱸魚、石斑魚、卵形鯧鲹和軍曹魚等溫水性魚類,雖然已經有較長的養殖歷史和比較成熟的養殖技術,但是否適合在深遠海養殖,養殖技術如何適應深遠海的特點,相關的遺傳育種、飼料營養與投飼、疾病診斷與防治、養成品的保活保鮮與加工等技術能否滿足要求,還需要在不斷地探索中去解答。

  ⒉深遠海海水養殖平臺建設剛剛起步,落后發達國家幾十年

  美國最早開始探索深遠海海水養殖,至今已有幾十年的研究歷史。目前,已經有二十余個國家和地區通過試驗、研究和風險投資積極參與深遠海養殖。挪威、日本等國建立起了較為完備的體系。世界漁業發達國家發展深遠海養殖工程裝備的主要途徑是深水巨型養殖網箱和浮式養殖平臺。在現代工業科技的支撐下,發達國家網箱養殖自動化程度發展很快,生產效率顯著提高,生產過程得到了有效管控,信息化水平不斷提高。面向深海開放性海域的大型網箱設施形式多樣,技術水平遠遠領先。歐洲正在實施“深遠海大型網箱養殖平臺”工程項目,利用可整合海水大型網箱技術、海上風力發電技術、遠程控制與監測技術以及優質苗種培育技術、高效環保飼料與投喂技術、健康管理技術等配套技術,形成綜合性的工程技術體系,是人類開發和利用海洋資源的新嘗試。另一方面,法國在布雷斯特北部的布列塔尼海岸與挪威合作建成了一艘長270m,總排水量1×105t的養魚工船。據Seafood Source的2015年12月11日報道,挪威NSK船舶設計公司(NSK Ship Design AS)正在建設大型深海養殖工船,NSK共設計了三艘船,長度430m、寬度54m,一艘養殖工船可以容納1×104t三文魚成魚或者超過200萬條幼魚,還可以降到海平面以下10m。養殖工船為鋼架結構,每艘船上可以安裝6個50m×50m的養殖網箱,網箱深度可達60m。西班牙彼斯巴卡公司設計的養魚平臺,能經受9m海浪,管理7只2000m3的深水網箱,年產魚250~400t。

  相比較而言,我國的深遠海養殖起步較晚,且在各方面同挪威等國家還存在較大差距。2014年,我國啟動了首個深遠海大型養殖平臺建設,該平臺由十萬噸級阿芙拉型油船改裝而成,型長243.8m,型寬42m,型深21.4m,吃水14.8m,能夠提供養殖水體近8×104m3。該養殖平臺主要包括整船平臺、養殖系統、物流加工系統和管理控制系統,能滿足3000m水深以內的海上養殖,并具備在12級臺風下安全生產、移動躲避超強臺風等優越功能。首個深遠海大型養殖平臺是以海洋工程裝備、工業化養殖、海洋生物資源開發與加工應用技術為基礎,通過系統集成與模式創新,形成集海上規模化養殖、名優苗種規模化繁育、漁獲物扒載與物資補給、水產品分類貯藏等于一體的大型漁業生產綜合平臺。該養殖系統由14個養殖倉構成,設有變水層測溫取水裝置、餌料集中投喂系統。同時,物流加工系統具備遠海捕獲漁船的物流補給、漁獲物海上收鮮與初加工功能。管理系統可實現對養殖系統的機械化、自動化控制,以及物流、捕獲等整個生產系統的信息化管理。

  ⒊深遠海海水養殖新能源供給理論可行,但支撐體系尚未建立

  深遠海海水養殖所需的自動投飼、日常管理和維護以及工作人員生活所需的基本能源保障,都需要穩定和持續的能源供給。然而,深遠海養殖空間遠離大陸,從內陸鋪設海底電纜或使用柴油發電機均不能滿足能源供應短缺的問題。太陽能和風能是深遠海海水養殖可持續利用的能源,以前兩者為基礎的微電網的建成和使用可確保深遠海海水養殖能源的安全供給。然而,由于深遠海養殖空間的空氣濕度較大、含鹽量高,并且長時間處于高溫高濕環境,對安裝的發電部件、槳葉、固定支撐部件的威脅很大。當新能源微電網在深遠海養殖空間應用時,如光伏、風電和波浪能等新能源的間歇性會導致電力輸出的不穩定,因此,微電網中必須帶有儲能器件,并配備適量規模的柴油發電機,通過建立良好的能量管理系統,以保證能源供給的穩定性。

  ⒋深遠海海水養殖產品冷鏈物流技術落后,缺乏由海到陸到餐桌的無縫連接

  養殖產品向港口或陸地的運輸,以及通往市場的物流是深遠海海水養殖體系中的重要一環。海洋水產品具有高易腐性的特點,對流通溫度和流通時間的要求較高,因此海洋水產品加工流通需要全程冷鏈的支持。然而,我國海產品冷鏈物流發展仍處于起步階段,海洋水產品冷鏈物流標準體系不健全,規范冷鏈物流各環節市場主體行為的法律法規體系尚未建立。冷鏈物流各環節的設施、設備、溫度控制和操作規范等方面缺少統一標準,信息資源難以實現有效銜接。冷鏈物流設備老化,自動化程度較低。集生產、加工、流通和消費為一體的網絡平臺尚處于培育期,增值服務水平較低。海洋水產品冷鏈物流技術缺乏,包括流通冷鏈裝備技術、流通保鮮保活技術、流通網絡信息技術、物流體系增值服務技術、物流保障技術、綠色包裝技術、食品安全檢測技術、污染物降解技術、信息標識與溯源技術等核心技術。

  ⒌深遠海海水養殖人員生活保障系統還需完善,缺乏淡水和新鮮蔬菜

  深遠海海水養殖由于遠離大陸架,養殖基地人員的基本生活保障也是發展大規模深遠海海水養殖所必須解決的問題之一。必要的淡水和新鮮蔬菜供給是養殖人員長期生活的基本保障。船舶長距離運輸容易導致淡水污染,鋪設海底管道使得淡水供給成本較高。因此有必要利用海上能源進行海水淡化,隨著反滲透海水淡化裝置的生產、制造及安裝技術越來越成熟,并且滲透膜的價格也有所下降,使得國內船用反滲透海水淡化裝置數量已超過了蒸餾法海水淡化裝置。但是傳統淡化系統占地面積大,深遠海養殖基地空間有限,需要更加緊湊型的海水淡化設備。而新鮮蔬菜保障是養殖人員營養的必要來源,船運補給受到時間和天氣影響較大,宜采取因地制宜的方法來滿足養殖人員的蔬菜供給,利用較小的空間進行水培蔬菜種植,不僅可以滿足蔬菜供給,還可以綠化環境。

  總的來說,我國深遠海養殖能力還很弱,幾乎只有深海捕撈,更沒有成型的深遠海規模養殖平臺。差距集中在工程設施、配套設施、網箱養殖和海洋牧場構建技術等。同時,將深遠海海水養殖作為體系,將其中各要素(物種、技術、設施、裝備、平臺、能源和物流等)在該體系中的銜接和聯動作為整體的研究和實踐還相當欠缺。然而,我國在近海海水養殖設施裝備、養殖技術、能源供給、物流和加工等方面都已經有了較好的研究和技術儲備,已經具備深遠海海水養殖研究和應用的必備條件,沒有不可跨越的技術和裝備障礙。但同時,除了裝備、工程與技術外,深遠海海水養殖如何與遠洋捕撈配合互補,深遠海海水養殖可能涉及相關國際法律,以及深遠海海水養殖如何與國際水產品貿易銜接等問題也需要綜合研究。

  我國已經在南海海域啟動構建首個深遠海大型養殖平臺,同時在黃海海域積極籌建黃海冷水團魚類養殖,這為我國海水養殖新空間的探索邁出了堅實的第一步。

  三、戰略選擇

  我國必需制定和實施深遠海規模化養殖的國家戰略,突破深海巨型網箱設施結構工程技術、養殖工船綜合平臺技術,集成工程化和信息化魚類養殖技術,深遠海養殖的能源供給網絡,以及人工生態礁及其他配套裝備,在20m以深海域形成技術裝備先進、養殖產品健康和高經濟附加值、環境友好的現代化規模養殖平臺,將養殖區域拓展到深遠海。同時,以深遠海可移動式養魚工船、養殖基站和養殖平臺等作為載體,可分別在南海、東海和黃海等海域宣示國家主權。

  ⒈戰略目標

  深遠海海水養殖是在遠離大陸的深遠海水域,依托養殖工船或大型浮式養殖平臺等核心裝備,并配套深海網箱設施、捕撈漁船、能源供給網絡、物流補給船和陸基保障設施所構成,集工業化綠色養殖、漁獲物搭載與物資補給、水產品海上加工與物流、基地化保障、數字化管理于一體的漁業綜合生產系統,構建形成的“養―捕―加”相結合、“海–島–陸”相連接的全產業鏈漁業生產新模式。

  以南海深遠海海水養殖平臺建設和黃海冷水團養殖開發為重點,開展大型專業化養殖平臺研發,突破關鍵技術與重大裝備研發,全面構建“養―捕―加”相結合、“海–島–陸”相連接的全產業鏈深遠海海水養殖體系,引入多方資本,建立企業平臺,形成全產業鏈生產模式。用10~20年時間,建成一批深遠海大型養殖平臺,形成海上工業化養殖生產群,成為新海上絲綢之路上的一顆顆璀璨的明珠。

  ⒉戰略任務

  ⑴開展深遠海海水養殖適宜品種繁養關鍵技術研究,構建優質高效養殖技術體系

  針對深遠海養殖品種高值、高效養殖要求,結合深遠海區域性水文條件,運用水產養殖學基本原理及其養殖對象生態、生理學特征,從虹鱒、硬頭鱒、大西洋鮭、裸蓋魚、石斑魚、大黃魚、軍曹魚、金槍魚等海水養殖魚類中篩選出適合深遠海海水養殖的種類,突破優質品種工業化人工繁養技術和營養與配合飼料加工技術,創建主要養殖品種船載艙養環境控制技術、深海巨型網箱綜合養殖技術,研究集成開發遠距離自動投餌、水下視頻監控、數字控制裝備、輕型可移動捕撈裝備、水下清除裝備、輕型網具置換輔助裝備,構建基于生長模型的工業化養殖工藝與生產規程,建立名優品種深遠海養殖技術體系。

  ⑵構建以深遠海養殖平臺為核心的新型海洋漁業生產模式

  針對深遠海海況條件及養殖平臺構建基本要求,開展工船平臺和網箱設施水動力學特性研究,研發專業化艙養工船、半潛式開艙養殖工船等基礎船型,以及拖弋式大型網箱、半潛式大型網箱設施等模型,突破錨泊與定位控制技術、電力推進與驅動控制技術,構建自動化投喂與作業管理裝備技術體系。同時,開發海洋石油平臺海水養殖功能性拓展和轉移綜合利用技術。拓展海洋石油平臺的功能,嫁接現代化的深海養殖設施和裝備,綜合利用現役海洋石油平臺。改造去功能化的海洋石油平臺,構建去功能化的老舊海洋石油平臺功能移植深海養殖模式,建立深遠海養殖基站。根據海區捕撈生產需要,建立海上漁獲物流通與粗加工平臺。以游弋式大型養殖工船平臺為核心,固定式大型網箱設施為拓展,島、陸生產基地為配套,結合遠海捕撈漁船、綜合加工船、海上物流運輸船,形成漁業航母船隊,建立深遠海漁業生產模式,并開展產業化生產示范。

  ⑶研究和構建深遠海海水養殖能源保障系統

  深遠海海水養殖能源供給應以可再生能源提供為主、柴油為補充能源的綜合系統,其中可再生能源部分以光伏發電和風力發電為主,配以光熱綜合利用和波浪能利用等。發電系統可以是單獨的光伏、風電系統,也可以是風光互補、風柴互補、風光柴發電系統。其關鍵技術包括光伏系統的防腐蝕技術、抗風系統的設計、光伏系統材料、儲能電池的可靠性評估、海島環境和能源數據監測、采集與分析、光伏系統發電量評估、儲能系統的防腐蝕技術、運營維護的操作手冊編制,發電量與能耗分析,海島安裝光伏系統的各類技術標準、安裝規范的制定等。

  ⑷建設海洋水產品智能化物流系統網絡平臺

  深遠海海水養殖產業鏈中需要高效的水產品物流體系,達到減少流通環節,降低流通成本,提高流通速度,保障海洋水產品質量和食用安全的需要。重點突破海洋水產品物流網絡信息采集、傳輸關鍵技術,海洋水產品物流系統自動化關鍵技術,開發適用于海洋水產品物流動態品質監測系統,采集海洋水產品物流過程產品品質的特征動態數據,建立動態監測過程中海洋水產品品質評判指標標準體系,實現海洋水產品品質、標識、地理位置的實時監控與跟蹤的標準化模式,建立相應的溯源技術標準,制定相應的技術規程,實現消費終端和溯源共享平臺。

  ⑸構建新型海水淡化系統和水培蔬菜種植平臺

  深遠海海水養殖的淡水供給以非并網集約化膜法海水淡化、發電一體化技術為主,海水淡化裝置和發電機全部裝在風機塔筒內,幾乎不占用地方,利用風、光、柴、蓄綜合電力系統協同供電實現海水淡化能量供給,不僅保障發電系統安全,還可以保障養殖平臺淡水供給。主要技術包括:新型海水淡化、風電集約化、一體化系統研發,新型海水淡化系統不僅供水、供電,還可以利用較小空間進行零排放水培蔬菜立體種植,每平方米年產77.5kg新鮮蔬菜( 生菜等綠葉菜),根據養殖基地的實際空間和養殖人員的營養需求,做好水培系統的搭建和蔬菜品種的選擇工作。

  四、政策建議

  ⒈加強組織領導,做好頂層設計,合理規劃中長期產業布局

  根據國家海洋戰略部署,按照南海等深遠海海域可持續開發規劃,按照先易后難,典型示范,分步推進的原則,結合國民經濟發展、維護海洋權益等方面情況,做好頂層設計。可以分別在黃海(冷水團)、南海設立試驗點,結合區域自然條件、水文特點、主養品種以及捕撈生產狀況,具體布局深遠海養殖及物流平臺及其船隊的產業規模、海域布局和陸上基地配置,確定深遠海海水養殖發展的技術路線圖。

  ⒉加大研發投入,鼓勵融資創新,構建多元化的產業化應用模式

  設立科技專項,組織科研優勢單位,開展深遠海海水養殖基礎共性技術和關鍵技術的研發。發揮財政資金引導作用,設立中央與地方相結合的專項補貼資金,以中央財政資金為主,鼓勵行業內外的企業整合優勢資源參與深遠海大型養殖平臺的產業化。鼓勵銀行創新金融產品,為構建深遠海海水養殖平臺提供優惠貸款。鼓勵并廣泛吸納企業資金、民間資本等社會資本參與,形成多元化的投資格局。

  ⒊加強政策引導,以點帶面分步實施,促進深遠海海水養殖的發展

  出臺鼓勵政策,以深遠海海水養殖平臺研發應用示范為目標,組織企業多方參與。通過示范帶動和產業政策引導,按照規劃布局,形成多個深遠海漁業生產船隊,建立完善的生產體系,推進我國現代漁業生產方式轉型升級。

  五、結語

  開拓海水養殖新空間,開展深遠海海水養殖是我國海水養殖可持續發展的需要,是保障我國食物安全和近海生態安全的需要,也是有效利用我國海洋資源、宣示海洋權益的需要。本研究認為我國在養殖技術、裝備和市場需求上已經具備開展深遠海海水養殖的條件,以養殖生產為基本生產能力的“養―捕―加”一體化大型深遠海養殖平臺,在能源和物流保障系統支持下,可以在遠離陸基的深遠海持續開展漁業生產,帶動形成區域性漁業生產船隊,以新型的漁業生產方式,實現廣袤的藍色國土資源的可持續開發,形成工業化養殖新產業,促進漁業產業結構調整與生產方式轉變。深遠海海水養殖是海水養殖的一次革命,是高投入、高風險、高回報兼具的一個新興產業,需要做好頂層設計,制定中長期規劃,分步實施。政策引導,引入多元化市場主體和資金,養殖、裝備、加工、物流和貿易等協調發展。

  【作者簡介】本文作者/麥康森 徐皓 薛長湖 顧為東 張文兵 李兆杰 余波,第一作者麥康森,中國海洋大學,教授,中國工程院院士,研究方向為海洋營養與飼料;本文來自《中國工程科學》(2016年第3期),屬中國工程院重點咨詢項目“現代海水養殖新技術、新方式和新空間發展戰略研究”,參考文獻略,用于學習與交流,版權歸作者與出版社共同擁有。

 

編輯:黃姍 訪問人次:36504 關鍵字:深海,海水,養殖,  >> 更多資訊進入水產新聞網
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