论文《海洋牧场开发设备需求研究》-仁创编译转载
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摘要：海洋牧场的理念是从农业畜牧场中启发而来的，是一种现代化农渔业生产方法，其利用现代科学技术支持和管理，采用现代化管理方法以实现生态健康，良好的环境，丰富的资源和产品安全，具有修复海洋栖息地，提高水产养殖生物质量，增加渔业资源的特点。该文分析了海洋牧场开发的仪器和设备要解决的关键技术问题以及当前的现状和今后的发展。
关键词：海洋牧场建设;海洋生态环境保护;海洋生物资源可持续发展;设备研制
随着捕捞技术的进步和捕捞力量的剧增，我国近海渔业资源已全面衰退，小型化、低质化现象严重，传统渔场、渔汛几近消失。因此，如何恢复和养护渔业资源成为了我国渔业产业永续发展的关键问题[3]。2006年，国务院颁布的《我国水生生物养护行动纲要》中提出，养护和合理利用水生生物资源对于促进渔业可持续发展、维护国家生态安全具有重要意义。党的十八大将生态文明建设列入“五位一体”的总体布局，确定了渔业发展的总基调。海洋牧场是利用现代科学技术支撑，运用现代管理方法进行管理，实现生态健康、环境优良、资源丰富、产品安全的现代农渔业生产方式，具有修复海洋生境、改善增养殖生物质量和增殖渔业资源等特点，已成为近海渔业资源养护的重要手段之一[4-6]。
1海洋牧场建设对声学监测设备的需求
根据农业部关于印发《国家级海洋牧场示范区建设规划(2017—2025)》的通知，截至2016年，全国已投入海洋牧场建设资金55.8亿元，建成海洋牧场200多个，其中，国家级海洋牧场示范区42个，涉及海域面积超过850km2，投放鱼礁超过6000万m3;预计到2025年，全国创建区域代表性强、生态功能突出、具有典型示范和辐射带动作用的国家级海洋牧场示范区178个，推动全国海洋牧场建设和管理的科学化、规范化。但是，海洋牧场建设是否达到了预期目标、渔业资源养护效果如何以及存在的生态风险是什么?目前这些问题都还没有明确的答案。究其原因，是传统的海洋底质环境与海洋生物调查方法在海洋牧场中存在很大的局限性，缺乏有效的调查技术和评估方法，用现有仪器设备无法开展全面而有效的调查评估。渔业声学是水声学在渔业资源研究领域的一个应用分支[7]。声学设备和声学调查评估方法的出现，弥补了海洋牧场地形地貌、地质结构、底质类型以及生物资源传统调查方法的缺点，加快了数据获取效率，增大了数据规模。渔业资源声学调查评估方法相对于传统的调查采样分析方法，其优势主要体现在效率高、非接触、不损害渔业资源、回波影像数据可保存与回放、对比分析方便快捷等方面，现已在渔业资源评估和生态环境调查等领域得到了广泛的应用[8]。声学手段在海洋牧场建设中具有重要意义。首先，声学对海底勘测可为海洋牧场人工鱼礁区选址提供科学依据;其次，声学对生物资源进行连续监测，可以为分析其群落或种群变动规律提供数据支持;再次，结合底质调查数据和生物资源数据分析其两者之间的相互关系;最后，运用声学手段勘测人工鱼礁和海洋牧场生物资源，为海洋牧场建设效果评估提供更有力的数据支持。连续的海洋牧场生态环境和生物资源监测，积累的大量数据将传输至海洋牧场大数据服务平台，大数据平台将对数据进行综合分析，分析结果经用于海洋牧场建设的完善。
2海洋生态环境保护对声学监测设备的需求
保护海洋生态环境就是保护海洋生物资源，海洋生态环境的调查是海洋生态环境保护的前提。目前，海洋生态环境调查方法普遍比较传统，主要通过海上采样、分析得到海洋生态环境数据。这种调查方法需要投入大量的人力和物力，大尺度、大空间的生态环境调查更是突显传统调查手段的弊端，主要表现为调查持续时间长、效率低、人为误差大等。而现代声学手段在生态环境调查中的应用，提高了调查数据的精准度和调查效率，可以直观地呈现出海洋生态环境现状。如声学在海洋地形地貌、地质结构方面的应用，已经体现了声学手段的优越性。国外利用高分辨率深拖侧扫、高分辨率浅地层剖面设备对黑海泥火山海域、哥斯达黎加近海海底圆丘、爱尔兰西部海域等地的地形地貌、底层结构及灾害地质等进行了探测并获取了大量海底数据[9-11]。国内声学探测相对国外发展较晚，但是发展速度很快，目前在海底底质声学现场探测设备机械系统、声学底质分类和地形复杂度分类的应用等方面已经获得了很多理论和应用成就[12-19]。因此，研制更先进、更实用的声学监测设备对海洋生态环境保护具有重要意义。
3海洋生物资源可持续发展对声学监测设备的需求
由于过度捕捞和环境污染等原因导致的海洋生物资源衰退，恢复海洋生物资源，实现海洋生物资源可持续发展是亟待解决的问题之一。解决这一问题的前提是实现对海洋生物资源的监测。但是目前传统生物资源分析和评估调查方法多为光学法(水下摄像和记录)和直接捕捞法(拖网和钓具)[20-22];浮游生物数据和海底底质数据主要来自现场采样和检测分析[23-25]。传统的调查手段存在取样效率低、取样面积小、易受局部特殊生境限制等缺点。目前，声学调查评估方法已成为欧美等渔业发达国家和地区渔业资源现存量调查和数据对比分析的主要方法，并在制定海域不同鱼类总允许渔获量(TAC)的主要依据[26-29]。我国声学调查评估起步较晚，近年来，随着我国渔业和声学研究的不断发展，声学方法研究在我国也取得了一定的成就。目前，声学方法已在黄海、东海等海域和长江、珠江、黄河、抚顺浑河等重要河流水库的渔业资源的调查和评估中得到了应用[8，30-41]。适用于海洋生物资源调查的声学设备对实时掌握海洋生物资源、合理制定捕捞计划、实现海洋生物资源可持续发展具有重大意义。
4结语
随着我国对海洋牧场建设的积极推进，“像草原放牧一样对海洋鱼类进行放养”的建设理念得到了农渔业从业者的认可。与草原牧场不同的是，海洋牧场在管理、维护以及评估方面有着更高的难度。因此，研发高精尖的海洋牧场设备对于实现海洋牧场的可视化、智能化、科技化，改善海洋生态养护技术，达到海洋生物资源可持续发展的成果具有重大意义.
作者：王思凯 李九奇 刘永虎 刘崇焕 单位：大连海洋大学
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