摘 要：海洋牧场不仅能够创造经济价值而且还可以发挥资源环境养护与海域环境修复等生态作用,“统筹兼顾,生态优先”是我国海洋牧场建设的基本原则。以海洋牧场生态管理为对象,回顾了海洋牧场的起源、定义、分类,从生态相关评价、养殖承载能力、资源环境监测等方面分析了海洋牧场生态管理的研究现状,在此基础上指出了海洋牧场生态管理的发展趋势——越来越重视海洋牧场的生态作用、越来越重视利用信息技术提高海洋牧场的管理水平、越来越重视对海洋牧场的科学评价与决策。在上述趋势综合作用下,海洋牧场生态安全将会是未来研究的重要方向。
关键词：海洋牧场; 生态管理; 生态评价; 资源环境;
作者简介： 杜元伟(1981-),男,吉林白山人,中国海洋大学管理学院教授,博士生导师,主要从事海洋管理、决策分析等研究。
基金： 国家社会科学基金重大项目“我国海洋牧场生态安全监管机制研究”(18ZDA055);
The Present Situation and Prospect of Ecological Management for Marine Ranching
Abstract：The marine ranching can not only create economic value, but also play an ecological role such as the conservation of resources and environment and the restoration of the marine environment. "Overall consideration and ecological priority" is the basic principle of the construction of marine ranching in China. Taking the ecological management of marine ranching as the object, this article reviews the origin, definition, and classification of marine ranching, and analyzes the research status of ecological management of marine ranching from the aspects of ecological related evaluation, bearing capacity, and resource and environmental monitoring. On this basis, the development trend of ranch ecological management is pointed out——more and more attention is paid to the ecological role of marine ranching, to the use of information technology to improve the management level of marine ranching, and to the scientific evaluation and decision-making of marine ranching. The ecological security of the marine ranching will be an important focus for future research.
Keyword：marine ranching; ecological management; ecological evaluation; resources and environment;
一、引言
海洋是21世纪人类资源获取的重要战略要地,其在支撑人类社会快速发展的同时也遭受了各种开发利用的侵害,诸如过度捕捞、围海造陆、垃圾排放等不良用海方式使得海洋环境不断恶化、海洋生物资源的数量和质量显著下降,为此,联合国粮食及农业组织提出了“蓝色增长”的发展理念,旨在推动世界各国可持续开发海洋生物资源、保护海洋生态环境。[1]在“蓝色增长”理念的引导下,海洋牧场得到了全球沿海国家的推崇,许多国家将海洋牧场作为转变海洋渔业发展方式的重要路径以及发展海洋渔业经济、改善海洋生态环境的重要举措。据联合国粮食及农业组织统计,截至2018年初,世界上已有64个沿海国家发展海洋牧场,资源增殖品种超过180种。我国政府亦十分重视海洋牧场建设,2006年发布的《中国水生生物资源养护行动纲要》掀起了海洋牧场建设的第一次热潮,[2]2016年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划》(2016-2020年)与2017年发布的《国家级海洋牧场示范区建设规划(2017-2025年)》再次推动了我国海洋牧场的快速发展。我国海洋牧场建设已初见成效,目前我国已经建立了86个国家级海洋牧场示范区,各类海洋牧场总数达到233个。海洋牧场之所以备受重视,是因为它是解决海洋经济社会发展和生态环境保护之间矛盾的一大利器,[3]不仅能够创造经济价值而且还可以发挥资源环境养护与海域环境修复等生态作用,“统筹兼顾,生态优先”是我国海洋牧场建设的基本原则。[4]虽然近年来涌现了一批与海洋牧场相关的研究成果,最近也开始有学者对海洋牧场的实践与理论进行了回顾和总结,但目前尚为发现围绕生态管理问题对海洋牧场研究进行现状分析与未来展望的综述性成果。有鉴于此,本文以海洋牧场生态管理为对象,在回顾海洋牧场起源、定义、分类的基础上,从生态相关评价、养殖承载能力、资源环境监测等方面对海洋牧场生态管理的相关研究成果现状进行分析并指出未来研究的方向。
二、海洋牧场的起源、定义与分类
(一)海洋牧场的起源
世界海洋牧场的发展大致经历了增殖放流、人工鱼礁投放、系统化建设三个阶段。其一,国外很早就开始探索增殖放流的海洋渔业发展方式,19世纪下半叶起,发达工业化国家展开了海鱼孵化运动;我国则是于民国时期起在南方沿海进行鱼类增殖放流活动。其二,人工鱼礁投放在我国最早可以追溯到春秋战国时期或汉代的“�K业”,日本和美国渔民很早也曾使用过简易的人工鱼礁以增大捕鱼量,但是直到1935年美国才建造了真正意义上的世界上第一座人工鱼礁,日本在二战后开始投放人工鱼礁,我国则是在20世纪70年代末才开始在南部沿海实验性地投放人工鱼礁。其三,正式的海洋牧场出现在20世纪70年代,美国于1968年提出了海洋牧场计划并在六年后建成了加利福尼亚巨藻海洋牧场;日本于1987年建成世界上第一个海洋牧场——日本黑潮牧场;我国在增殖放流和人工鱼礁建设的基础上系统化地建设海洋牧场,如辽宁省大连市的獐子岛,其在20世纪80年代开始进行对虾夷扇贝的育苗和底播,在90年代通过建设海藻场进行生境营造的同时搭设了较为完善的监测设施,[5]形成了真正意义上的海洋牧场。
(二)海洋牧场的定义
“海洋牧场”这一概念起源于20世纪70年代—80年代。日本虽然在20世纪50年代开始使用“海洋牧场”这个用语,但直到1971年才在海洋开发审议会提出“海洋牧场”的定义,即海洋牧场是未来渔业的基本技术体系,是海洋生物资源可持续生产食物的系统,并于1980年将海洋牧场的定义扩展为“将苗种生产、渔场建造、苗种放流、养成管理、收获管理、环境控制、防治病害措施等广泛的技术要素有机组合起来的管理型渔业”。[7]Thorpe认为,海洋牧场是一个渔业系统,幼鱼被增殖放流后会在不受保护状态下依靠海洋水域中的天然饵料生长,达到市场需求规格后被捕获。[8]1996年,联合国粮食及农业组织在日本召开的海洋牧场国际研讨会将“资源增殖”或“增殖放流”视为“海洋牧场”。[5]韩国于2003年在《韩国养殖渔业育成法》中将海洋牧场定义为“在一定的海域中综合设置水产资源养护设施,人工繁殖和采捕水产资源的场所”。[9]在我国,有学者很早就基于增殖放流提出了海洋牧场的理念。朱树屏最早提出了“种鱼”的理念,随后又提出了“海洋农牧化”,认为捕捞要具有科学性和计划性。[5][10](P97-98)[11](P1130)曾成奎提出“海洋生产农牧化”的概念,将其定义为“通过人为干涉改造海洋环境,以创造经济生物生长发育所需要的良好环境条件,同时也对生物本身进行必要的改造,以提高他们的产量和质量”。[12]随后,冯顺楼将人工鱼礁引入海洋牧场,通过为鱼类提供栖息场所、上升流作用,以及改变鱼类结构有效实现渔业资源的增殖。[13]进入21世纪后,学者们开始将增殖放流、生境营造、繁育驯化和环境监测等理念综合融入海洋牧场。[14]随后,有学者紧跟着管理与技术进步的步伐对定义进行了补充完善。如李波等在定义中指明要用先进的科技力量对海洋牧场进行人工控制;[15]阙华勇提出要建立生态化、良种化、工程化、高质化的渔业生产与管理模式,实现“海陆统筹、三产贯通”的海洋渔业新业态。[16]中国水产科学研究院于2017年对海洋牧场的定义进行了界定:基于海洋生态系统原理,在特定海域经过人工鱼礁、增殖放流等措施,构建或修复海洋生物繁殖、生长、索饵或避敌所需的场所,增殖渔业资源、改善海域生态环境,实现渔业资源可持续利用的渔业模式。[17]2019年3月31日,第230届双清论坛明晰了海洋牧场的概念和内涵,给出了迄今为止最具权威性的定义,即海洋牧场是基于生态学原理,充分利用自然生产力,运用现代工程技术和管理模式,通过生境修复和人工增殖,在适宜海域构建的兼具环境保护、资源养护和渔业持续产出功能的生态系统。[18]
(三)海洋牧场的分类
国外文献中鲜有对海洋牧场进行分类的研究,目前主要有日本学者于1991年将海洋牧场分为两个类型——全量收获型和再生产型。前者是指收获所有的放流苗种,即“放多少、收多少”;后者则是在使放流对象融入海域环境的同时也成为被捕捞的对象,即先进行鱼类资源补充再进行部分捕获。[19](P408-617)由于国外学者将海洋牧场等同于资源增殖,因此后续提出的一代回收型、捕获型与全量收获型的内涵一致,资源造成型、补充型与再生产型的内涵一致。[20][21]在我国,对海洋牧场的分类则要复杂许多。许强等将舟山海洋牧场划分为渔获型海洋牧场、休闲型海洋牧场、增养殖型海洋牧场、研究型海洋牧场和综合型海洋牧场。[22]于会娟基于恢复生态健康的建设总目标在上述分类的基础上新增了种质保护型和生态修复型海洋牧场。[23]2017年6月,我国发布的《SC/T 9111—2017海洋牧场分类》将海洋牧场划分为二级:一级将整体划分为养护型海洋牧场、增殖型海洋牧场、休闲型海洋牧场三类;二级则进一步将三类一级海洋牧场形态细分为4类、6类、2类,[17]此种分类方法简明实用,有利于海洋技术标准体系的建立。特别地,山东作为全国现代化海洋牧场建设的试点示范省,在2017年颁布的《山东省海洋牧场建设规划(2017—2020年)》中按照海洋牧场功能和建设方式,将海洋牧场划分为投礁型、游钓型、底播型、田园型、装备型共五种类型。
三、海洋牧场的生态相关评价
海洋牧场从产生到发展虽始于资源增殖,但今天已经明确其应兼顾经济、社会、生态等多重效益,并且生态效益应居于首位。如:杨红生强调海洋牧场的发展理念应坚持“生态优先”;[6]陈丕茂也提出关于海洋牧场的目标定位应当是“生态优先,注重生态环境保护”。[5]2017年,农业农村部出台的《国家级海洋牧场示范区管理工作规范(试行)》明确指出“海洋牧场示范区应以修复和优化海洋渔业资源和水域生态环境为主要目标”。[24]在现有研究中,已有学者从牧场选址、生境营造、资源环境和生态系统服务等方面对海洋牧场生态相关评价开展了研究并取得了一定成果。
(一)牧场选址评价
海洋牧场的选址主要是对牧场的水文指标、理化指标和生物指标进行相应分析,通过对建成后的生态系统水平进行评价从而判断是否适合进行生境建设。现有对牧场选址评价主要可以划分为构建评价指标体系和创新评价方法两类。在构建评价指标体系方面,许强从影响环境改为环境影响视角指出海洋牧场选址时应考虑物理环境(水域空间、水质水深、流场底制)和生物环境(初级生产、饵料生物、敌害生物);[25]温泽民以水质(DO、COD、IN、N:P以及悬浮物质)、底质(沉积物包括Cu、Cr、Pb、Zn、Cd、As、TOC和硫化物)、饵料生物(浮游动物、浮游植物、底栖生物的生物量及物种多样性)和大型游泳生物(CPUE、物种多样性、个体肥满度以及海域受胁迫情况)等四个方面为评价准则,建立了海洋牧场选址的评价指标体系。[26]在创新评价方法方面,林军等尝试应用海洋数值模式解决象山港海洋牧场选址评估问题;[27]许强等使用层次分析法对舟山市海洋牧场的选址问题进行评价;[28]章守宇等在综合考虑环境工程适宜性、增殖目标生物,以及牧场建设本底生物三大因素的基础上,提出了基于生态因子地图法的海洋牧场选址评价方法。[29]
(二)生境营造评价
海洋牧场的生境营造评价主要是从人工鱼礁、藻礁的材质、结构、布局方面对人工鱼礁和藻礁的物理性能、生物效益、环境效益进行评价。在物理性能方面,陈勇等对凝石胶凝材料抗压强度以及其对海水pH值的影响进行了相关实验研究;[30]王宏等对比了三种不同人工鱼礁混凝土在自然海水条件下的腐蚀寿命;[31]张怀慧等、史红卫等给出了最佳单位鱼礁有效包络面积和单位鱼礁的有效边缘。[32][33]在生物效益方面,现有研究主要是从流场效应、生物效应和遮蔽效应三个方面对生境空间建设的效果进行评价,如黄梓荣等和张磊等研究了不同材料礁体的生物附着效果;[34][35]江艳娥等和张硕等从生物诱集效果对不同材料与构型的人工鱼礁和藻礁投放效果进行了评价。[36][37]在环境效益方面,人工鱼礁、藻礁作为一个海域的“外来者”不仅会附着、诱集生物,更会对整个海域环境产生一定的影响,因此也有学者研究了生境营造对附近海域的环境影响问题,如李纯厚等研究发现人工鱼礁能够提高所在海域的碳汇能力;[38]史佰佰等对海湾扇贝骨料不同替代率的碳汇作用进行了实验,也得到了一些有价值的研究结论。[39]
(三)资源环境评价
海洋牧场建设完成后会对海域资源环境产生多方面影响,因此有学者开展了许多相关研究,研究成果大多数集中在海洋牧场建设对生物、海水水质、生态系统的效果评价方面。如涂忠等、章守宇等和王铁杆等从游泳动物、大型底栖动物的种类组成、生物多样性、种类丰度、CPUE和生物群落结构改变等视角研究海洋牧场的生态效应;[40][41][42]吴立珍等从水域生态环境及营养盐结构的改变对集鱼效果和生物多样性的影响入手对海洋牧场的生态效益进行了评价;[43]王伟定等则从人工鱼礁建设对海域营养盐与水质的影响层面对海洋牧场的环境效益进行了评价;[44]赵新生等采用层次分析法,以水质环境、生物资源和外来压力为准则层,以11个因子为指标层建立了海州湾海洋牧场生态健康评价体系;[45]Lee等利用生态系统模型比较了海洋牧场建设前后生态系统结构的变化,评价了海洋牧场活动对生态系统的影响。[46]
(四)生态系统服务评价
现有研究主要是通过调查研究方法计算海洋牧场建成前后生态系统服务价值的变化,在此基础上评价海洋牧场对生态系统服务价值的影响。杨红生等和La Peyre等指出,海洋牧场生态系统影响并改变了区域海洋生态系统服务价值结构,提高了区域生态系统服务价值,但不同类型的人工礁体对不同种类鱼类的影响并不完全相同,不同阶段产生的生态系统服务价值亦存在一些差异。[47][48]陈应华和李纯厚研究了深圳大亚湾大辣甲南人工鱼礁生态系统服务价值,指出海洋牧场生态系统的供给服务价值和旅游娱乐服务价值显著高于邻近自然海域,渔业资源的供给和旅游业的发展是促进海洋牧场生态系统服务价值变化的内在驱动力。[49][50]程飞等和Chen等采用旅行费用法、条件价值评估法等分析了中国台湾澎湖、象山湾等地区人工鱼礁的娱乐休闲生态系统服务价值,指出海洋牧场建设成功后引起的游钓和潜水行为能够显著增加该海域的旅游娱乐价值。[51][52]马欢等则采用生态系统服务理论,对拓林湾海洋牧场建设前后生态系统服务价值进行了系统评估,结果表明:拓林湾生态系统服务价值有所上升,但其中价值构成未发生明显变化,表现为供给服务价值最高,文化服务价值次之,调节服务价值相对较低。[53]
四、海洋牧场的养殖承载能力
海洋牧场的持续健康发展有赖于资源数量要维持在可控范围之内,如果资源数量超出负荷则不仅与海洋牧场的发展初衷相违背,更会带来生态安全问题,因此海洋牧场资源环境承载能力是海洋牧场的重要研究方向之一。就现有成果而言,学者们主要从概念定义、研究方法、实际评估三个方面研究了海洋牧场的养殖承载能力问题。
(一)养殖承载力的定义
养殖承载力是承载力在养殖领域的概念拓展,国内外专家学者都尝试基于自身理解对其进行定义。一开始,学者面向特定产品对养殖承载力进行定义,如Carver等把水库对投饵网箱养鱼的养殖承载力定义为对生长率不产生负影响并获得最大产量的放养密度。[54]在前者研究成果的基础上,杨红生等和刘剑昭等提出具有一般性的养殖承载力定义,并引入综合效益、生态系统稳定和可持续发展等新内涵。[55][56]在上述成果中,黄后磊等指出养殖承载力能随着养殖方式与养殖技术的改进而得到补充,因此养殖承载力并非固定不变,通过改善养殖方式、优化养殖技术可以提高养殖承载力。[57]目前随着养殖承载力研究的深入,刘慧等将其定义为:在充分利用水域的供饵能力、自净能力,同时确保养殖产品符合食品安全标准的前提下,能维持水域生态系统相对稳定的最大养殖量,从而同时兼顾水产养殖的经济、社会和生态效益,并且强调养殖活动的可持续发展和养殖食品质量安全等综合因素。[58]
(二)养殖承载力的研究方法
纵观国内外相关成果,目前有关养殖承载力评估的研究方法主要有经验研究法、现场试验、生理生态模型、生态系统动力学模型等四种研究方法。具体如下:一是经验研究法。以养殖实验区历年的养殖面积、产量、密度及环境因子等详细记录为依据,推算适宜的养殖承载力。Smaal等、Grizzle等和Frechette等利用水交换率与贝类生长速率的关系、水流速度与贝类生长的关系、浮游植物与贝类生长的关系建立了双壳贝类、贻贝、硬壳蛤等养殖承载力模型。[59][60][61]该种方法的优点是经费、人力及时间投入较少,缺点是数据获得较为困难、数据可靠性较低、不确定性较大。二是现场实验。测定养殖生物的生理生态因子及环境参数,求得养殖生物瞬时生长率为零时的最大现存量即养殖承载力。刘剑昭等和Dame等采用野外实验、直接测定等方法评估了中国对虾、美洲牡蛎的养殖承载力。[56][62]该种方法的优点是可行性较高、数据可直接测得、人力投入小、周期较短;缺点是仅适用于滩涂、池塘等较小水域,如进行大面观测则需耗费较多的人力物力资源。三是生理生态模型。在测定单个生物体生长过程中所需平均能量的基础上,通过估算养殖实验区的初级生产力或供饵力的总能量,建立养殖生物的养殖承载力模型。Carver等、方建光等和唐启升等根据无机氮的供需平衡、水域能量收支交换等估算了海带、贻贝等养殖承载力;[54][63][64]刘学海等则依据饵料收支平衡关系,估算了胶州湾菲律宾蛤仔的养殖容量。[65]该种方法的优点是运用普遍、实验精力投入较为适宜;缺点是人力投入多、未考虑养殖生物对于环境的影响(养殖生物的生物沉积作用及生理排泄)以及养殖废物在养殖系统中的再循环。四是生态系统动力学方法。近年来,随着生态动力学和计算技术的发展,运用生态系统动力学模型进行养殖容纳量的研究成为了新的趋势。国外学者广泛应用的模型方法主要有DEPOMOD和ECOPATH两种,前者主要用于预测鱼类、贝类的养殖水平对底栖生物群落结构的影响程度;后者是基于能量平衡原理直接构造生态结构,用线性齐次方程描述能量流动以及确定生态参数。[66]国内董世鹏等则采用大面观测、现场模拟实验与生长情况跟踪相结合的手段,基于Dame指标和Herman模型估算了胶州湾菲律宾蛤仔的养殖容量。[67]该种方法的优点是综合考虑了生态系统各种因素以及养殖生物与生态环境之间的相互作用;缺点是成本较高、难度较大、人力投入多、周期长。
(三)养殖承载力的实际评估
现有研究分别以藻类、贝类、鱼类等为对象,对养殖承载力进行了实际评估,得到了一些有价值的结论。一是藻类养殖承载力评估。目前对特定海域中藻类的养殖承载力主要是通过海水中氮、磷元素平衡法进行评估。方建光等和卢振斌等采用无机氮、无机磷供需平衡法评估得到桑沟湾海带养殖承载力为54000t(干重)、单位养殖面积承载力为400kg/hm2,厦门大瞪岛海域紫菜和海带的养殖承载力分别为1.97×104t和12.22×104t。[63][68]二是贝类养殖承载力评估。滤食性贝类以浮游生物和有机碎屑为食,其养殖承载力与初级生产力、悬浮颗粒有机物浓度等密切相关。Carver等、卢振斌等、杨红生等、Soo等和杜琦等利用营养动态模型、沿岸能流模型等估算了泉州湾、诏安湾、大嶝岛海域、东山湾等地的贝类养殖承载力,分别为4.4536×104t、6.0092×104t、3.7488×104t、2.46789×105t。[54][68][69][70][71]刘学海、董世鹏等分别基于生态模型和现场观测得出胶州湾平均放养密度应为690枚/m2,而针对不同年龄段的贝类,建议若以2龄蛤为采捕对象,适宜的播苗密度为582ind./m2;若以3龄蛤为采捕对象,适宜的播苗密度为789ind./m2。[65][67]三是鱼类养殖承载力评估。海水鱼类网箱养殖污染物输出较大,故通常采用与污染密切相关的关键环境限制因子评估其养殖承载力。朱良生等、黄小平等、黄洪辉等和张皓通过养殖产生的主要污染物(N、P和化学需氧量)、底质硫化物等因子对鱼类养殖承载力进行了数值预测,计算得到大亚湾大鹏澳海水鱼类网箱养殖区的养殖承载力春、秋两季分别为650t和550t,三都湾海水鱼类网箱养殖承载力为1.44×104t。[72][75]四是多营养层次综合养殖承载力评估。多营养层次综合养殖模式是水产养殖界的绿色革命,该模式对减轻环境污染压力、保证水产养殖业健康可持续发展意义重大。目前,对于该类养殖承载力的评估成果相对匮乏,但已有初步成果表明,合理的混养结构可以提高混养体系的养殖承载力。陈康研究指出,桑沟湾海带养殖可以提高扇贝的养殖承载力,网箱养殖鱼类、大型藻类、刺参的合理配比为1:1.02:0.17。在该模式下,如何科学确定苗种投放种类、投放时间、投放密度、营养物质利用效率是有待解决的关键问题。[76][77]
五、海洋牧场的资源环境监测
近年来,随着卫星、遥感、信号传输等技术的快速发展,现代信息技术开始被提倡融入到海洋牧场的建设与管理之中。王恩辰等将最新科技理念融入海洋牧场建设的过程中,认为可以建设智慧海洋牧场。[78]基于信息技术能够对海洋牧场的生境要素、生物资源,以及海域气象环境等方面进行监测。
(一)海洋牧场生境要素监测
现有成果对海洋牧场生境要素的监测指标、监测技术以及集成方法进行了研究。如胡庆松等对海洋牧场鱼类驯化的声音监测系统以及远程水质监测系统进行了相关研究;[79][80]彭伟峰等则对海洋牧场监测系统的搭载平台进行了实验。[81]上述研究可总结为下述成果:在监测指标方面,海洋牧场的生境要素大致由水文和水质指标(温度、盐度、浊度、叶绿素、溶解氧等)、沉积物指标(沉积物粒度、常见重金属、总有机碳、硫化物等)和生物指标(浮游植物、浮游动物、低栖生物等)组成;在监测技术方面,海洋牧场的生境要素可以通过浮标、潜标、高频地波雷达、卫星遥感技术、航空遥感技术、水下自航式海洋环境监测平台技术,以及可升降多功能海洋牧场平台进行监测;在集成方法方面,先基于监测技术获取海洋牧场在生境要素指标上的数据,再利用单因子指数、主成分分析、层次分析等方法对监测数据进行集成,进而实现对海洋牧场环境质量的评价。
(二)海洋牧场生物资源监测
现有成果从监测对象和监测技术两个方面对海洋牧场生物资源进行了研究。如季胜强等就海洋牧场网箱养殖的监测方式进行了重点总结;[82]杜斌等也详细总结了海洋监测所应用的主要技术。[83]上述成果可作如下总结:在监测对象方面,海洋牧场的生物资源以底栖植被、底栖海珍品种群、礁区鱼类资源为主;在监测技术方面,海洋牧场的底栖植被可由水下视频、航拍和遥感、水声学等技术进行监测,底栖海珍品种群可由常规潜水取样、水生生物视觉等技术进行监测,礁区鱼类资源可由网具调查、游钓调查、水下目测、视频遥测、水声学遥测和立体摄像等技术进行监测。
(三)海洋牧场海域气象监测
在海洋牧场建设多次强调三产贯通的情况下,有效的海洋牧场气象监测不仅能够加强气象灾害预警,也能通过实时的气象报告提高以休闲观光为主要功能的海洋牧场服务水平。现有的海域气象监测研究主要集中在监测技术方面。目前海域气象监测要素主要包括风、气压、气温、相对湿度、海面有效能见度、降水量,监测技术主要依靠浮标技术、岸基台站监测技术、海洋遥感监测技术等。[83]
(四)海洋牧场监测系统
在现有成果中,学者们主要研究基于数据收集下能够进行相应数据处理和决策的监测系统。如于杰等基于GeoServer技术开发了海洋牧场地理信息管理决策系统并在此基础上提出了一套能对海洋牧场进行可持续管理的技术;[84]邢旭峰等和王志滨等设计了海洋牧场环境信息综合监测系统和生态环境在线观测平台;[85][86]石尧等设计了一种海洋牧场多参数智能监测系统。[87]上述监测系统不仅能实现对海洋牧场的全面监测,而且还能对监测数据进行一定程度的分析处理。
六、结论与展望
随着我国生态文明建设的稳步推进,海洋牧场作为解决海洋渔业资源利用和生态环境保护之间矛盾的重要举措正引起越来越多学者的兴趣和关注。在现有成果中,海洋牧场的定义和类型已基本明确,诸如层次分析法、比较分析法、模糊层次分析法等一些定量分析工具被成功应用于解牧场选址、生境营造、资源环境、生态系统服务中的评价问题,已有研究基于经验研究法、生理生态模型、生态动力学模型、现场实验等研究方法评估了藻类、贝类、鱼类等海洋水生生物的养殖承载力,现代化的信息技术也开始融入到海洋牧场的建设与管理之中。不难发现,海洋牧场领域研究成果已经开始重视应用自然科学、社会科学等领域的理论和方法解决海洋牧场生态管理方面的问题,不过当前阶段尚主要以借鉴其他领域的经典方法尝试解决本领域的问题为主。
目前,海洋牧场生态管理方面已取得了一定数量的研究成果,总体来看这些成果基本呈现出以下发展趋势。一是越来越重视海洋牧场的生态作用。由海洋牧场的概念发展脉络可知,“生态优先”原则已得到业界学者的认可和提倡,海洋牧场生态安全监管是践行“生态优先”原则、保证海洋牧场可持续利用需首要解决的问题,故将会是今后的研究热点。二是越来越重视利用信息技术提高海洋牧场的管理水平。信息化、智慧化已渗透到海洋牧场建设和管理之中,信息技术不仅能提升生产效率、提高管理效果,而且还有利于监测企业生产行为对海域资源环境的影响程度。探索建设信息化、智慧化海洋牧场是顺应时代发展的必然选择,实时监测、预警预报、决策支持将会成为海洋牧场的研究热点。三是越来越重视对海洋牧场的科学评价与决策。层次分析法、模糊综合评价法等已被应用于解决海洋牧场的选址评价、效果评价和资源环境评价等方面,但这些方法过多地依赖专家经验、存在主观臆断性过强的缺陷。随着信息技术在海洋牧场建设与管理中的深度应用,数据将会帮助我们改进评价效果、作出更为科学的决策,研究海洋牧场的科学评价模型与决策方法将可能是今后的热点。需要特别指出的是,我国海洋牧场建设的目的之一,就是要解决和突破近海渔业资源日渐枯竭与生态环境堪忧的困境。当前我国海洋经济增长进入了新常态,“美丽中国”战略也要求海洋水产向绿色低碳、安全环保的方向发展,研究海洋牧场生态安全问题势在必行。在上述三种海洋牧场的发展趋势综合作用下,如何利用现代化信息技术对海洋牧场生态状况进行及时监测与有效评价,如何结合评价结果及历史数据对海洋牧场的生态安全状态进行静态与动态预警,如何通过资源配置实现对海洋牧场生态安全问题进行科学决策与有效控制,如何从政府监管层面设计政策保障机制以确保海洋牧场真正实现生态安全,将会是未来海洋牧场生态安全的重要研究方向。
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