知道智慧农业的人肯定知道无人农场，喜欢养鱼的朋友肯定也会畅想有没有无人渔场呢。科学家也思考过这个问题，并且正在不断用技术把这些付诸实现。
中国作为全球第一大水产养殖大国，未来中国水产养殖的出路在哪里？智能渔业到底能起到多大的作用？在未来它能为我国水产养殖做出什么深刻的变化吗？
一、为什么水产养殖必须走智慧化之路？
中国水产品产量连续33年稳居世界第一。据最新统计，2021年我国水产品总产量达到6693万吨，人均水产品占有量47公斤，是世界人均水平的2倍,供给总体充足。
中国水产养殖种类超过300种，水产养殖产量从2016年的4793.2万吨增长至2021年的5388万吨。2021年养殖水产品在产量中占比提高至80.5%，比上一年增长了3.1%，预计2022年将进一步增长至5630万吨。从这个数字看，我国也是妥妥的世界水产养殖第一大国，占世界水产养殖总产量的60%左右。
水产品在保障全球食品安全中的作用已引发了世界的高度关注。可有些摆在我们面前亟待解决的问题：近年来人力成本逐年上升，从事渔业的专业化人群逐年稀缺，传统的依靠人力和经验的渔业管理模式将变得越来越难。因此，科技化、数据化、智能化成为渔业发展的必由之路！
智慧化能解决什么问题呢？简单地说就是三句话：能够有效改善水产生态环境，能够显著提高水产养殖生产经营效率，能够彻底转变渔业生产者、消费者观念和组织体系结构。
而要实现智慧水产养殖，我们还必须先解决好三个问题：什么是智慧水产养殖？怎么做好智慧水产养殖？谁来实现智慧水产养殖？这三个问题，我们先来看看国际上是怎么回答的。
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅）
二、国际智慧渔业的发展情况如何？
什么是智慧水产养殖？粮农组织推出了“气候智能型农业”（CSA）（包括水产养殖在内）概念，旨在帮助建立适当的技术、政策和投资环境，在气候变化背景下实现可持续农业发展、保障粮食安全 。
气候智能型渔业可以说是一石三鸟，目的就是尽可能提高生产率、适应气候变化、减少或消除温室气体排放（减缓）。它和我们所说水产养殖可持续集约化等养殖方式不同，其着力点明确于气候变化，目的是要促进生产率、适应和减缓协同增效，同时确保所有人都能获得有营养的食物。
但在一些相对落后的国家，要将生产率提高和社会环境可持续发展等相互竞争的优先重点联系起来难度很大，但部分研究人员和渔民已将气候智能型农业作为一种备选的创新型适应做法。
那么怎么做好智慧水产养殖？水产养殖的智能化依靠设施的现代化。自2000年联合国粮食及农业组织（FAO）在泰国举办的世界新千年水产养殖大会以来，各国设施水产养殖发展为水产养殖智能化打下了良好的基础。在国外，设施水产养殖的模式主要包括集约化池塘养殖、大棚（温室）养殖、工厂化养殖、网箱养殖等。
在此，我们重点介绍几种陆上养殖模式。
1. 池塘循环水养殖
这是最近几年发展起来的一种新型集约化池塘养殖模式，这种模式一般将池塘分为两个区域，其中大水面区域占97%左右，主要用于生态化净化养殖水体，俗称“养水”，也可适当套养一定量的滤食性鱼类；小水面区域占3%左右，用于高度集约化养鱼，达到精准化、智能化管控，也能将部分残饵粪便分离取出。
池塘循环水养殖
（图片来源：作者拍摄）
（图片来源：全国水产推广总站）
2.大棚（温室）池塘养殖
这是在养殖池塘上覆盖透光的塑料薄膜或玻璃、玻璃钢，犹如种植蔬菜的大棚（温室）。集约化池塘养殖和大棚（温室）池塘养殖在欧美国家并不发达，因此技术水平较为有限。
大棚（温室）池塘循环水养殖
（图片来源：作者拍摄）
3.工厂化养殖
这是设施化程度最高的产业，是高科技和产业化的结合，特点是高投入高产出。进入21世纪以来，国外工业化循环水养殖技术开始进入规模化应用阶段，研究更加深入，先进的水生生物技术、工程技术（特别是自动化、智能化监测与控制技术）不断集成创新并应用到该领域。
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅提供）
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅提供）
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅提供）
俄罗斯工厂化育苗车间
（图片来源：作者拍摄）
国际智慧水产养殖的特点主要体现在一下几方面：
第一，高新化和普及化。发达国家在工业化循环水养殖系统中都应用了当今的前沿高新技术，包括生物工程技术、高效水处理技术、现代监测控制技术、网络信息技术等。
第二，智能化和机械化。当前国外发达国家十分重视工厂化养殖中水质调控的自动化、机械化研究与应用。美国在高密度养殖系统中，程序控制技术研究与应用非常先进。其他先进国家也同样在自动控制及水质处理、监测等方面有许多研究及应用，如在增氧、生物净化沉淀、过滤、脱氮、曝气等方面都采用和集成了当代最新技术。
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅）
第三，标准化和模块化。近年来国外在设施工业化养殖技术与装备的标准化和模块化研究与应用方面有了显著提高，在常用生物、物理和工程技术方面取得了量化指标和经验设计参数。
第四，大型和超大型化。国外设施工业化养殖都有向大型、超大型企业发展的趋势。美国的一家对虾养殖工厂，就负责全州对虾市场销量的一半；日本政府在长崎建造的养鱼车间就占地3英亩；俄罗斯计划建造多个大型工厂化养鱼工厂，总产量达到百万吨。
三、我国的智慧化水产养殖应用了那些技术？
目前，我国的智慧化水产养殖技术与物联网技术紧密结合。其在水产养殖业中的应用形式主要有：实时养殖环境监控、数字化生产记录、智能化物流管理、体系完善的质量溯源等技术。
这些技术的运用，在增加水产品产量、扩大生产规模、提高产品品质、减少养殖风险、降低资源消耗和人力成本等方面，起到了非常重要的作用。
1.水产养殖环境监控。
实施水产养殖环境监控是把养殖场管理提升到一个全面监控和管理的高度。首先，它把水产养殖基地等生产单位和周边的生态环境视为整体，把各种相关因素综合在一起，进行系统、精密分析，保障渔业生产的生态环境在可承受范围内。
目前中国养殖环境监控主要通过智能传感器实时采集养殖场的温度、湿度、光照度、气压、粉尘弥漫度、有害气体浓度等环境信息，并将这些信息传输到远程服务器，依据服务器端模型做出的决策驱动养殖场相关环境控制设备，进而实现水产养殖场环境的智能管理。
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅）
2.水产养殖精细化管理。
在水产养殖场里，人们利用二维码以及无线射频等信息技术，实现了基于移动终端的畜禽生长、繁殖、防疫、疾病诊疗等动物生长信息的实时获取和分析。然后，能够按照预先设定的程序进行程序化自动化操作，实现精准控制。
精细化管理手段
（图片来源：大连海洋大学庞洪帅）
水产养殖实时监控
（图片来源：作者拍摄）
在智慧水产养殖方面，中国开发了水质在线监测系统、专家在线鱼病远程会诊系统、水产品质量安全检测及追溯系统、公共信息发布与手机信息预警系统等，并在天津、江苏、上海、福建等大面积水产养殖主产区得到广泛应用，可以实现自动化精准化操作，可以减少要素投入，节约成本，提高效率。
比如，专家在线鱼病远程会诊系统的应用，就可以对疑难病症难以确诊的问题,来辅助多个异地专家交互讨论,通过信息共享,实现专家对鱼病的远程会诊,进一步改善鱼病诊断专家系统的应用效果。
3.提升从业人员知识和技能水平。
谁来实现智慧渔业，不只是政府和科技人员。完善的水产科技，使水产业相关人员足不出户就能够远程学习水产养殖知识，获取各种科技和水产品供求信息，信息化终端成为渔业生产者的大脑，这是实现智慧渔业的基础。
概括起来，智慧型的水产养殖就是要达到：养殖环境信息的全面感知、养殖个体行为的精确识别、装备工作状态的实时监控、现场作业生产自动化操作和物流信息化与可追溯管理。
（图片来源：自浙江大学刘鹰教授）
四、我国陆基设施渔业的主要模式有哪些？
设施水产养殖业代表着一个国家渔业科技水平，是现代水产养殖业发展的必然趋势。20世纪70年代以来，中国的设施水产养殖业发展很快，在借鉴渔业发达国家经验的基础上，加以集成创新，形成了自己的特色设施水产养殖产业。
（图片来源：浙江大学刘鹰教授）
1.大棚（温室）池塘养殖
大棚（温室）池塘养殖犹如大棚蔬菜种植，是中国的一大特色产业，量大面广，有海水养殖、淡水养殖，有繁育，也有商品鱼养殖，养殖品种很多，如南美白对虾、龟鳖、小龙虾、罗非鱼、石斑鱼等。通过大棚蓄热保温，延长生长期或实现常年生长，与普通池塘养殖相比，大棚池塘养殖大幅提高了单位面积产量和效益。
（图片来源：作者拍摄 ）
2.工厂化循环水养殖
这是利用现代技术装备建设起来的，具有可实现养殖生产条件全人工控制的设施和装备系统，高投入、高产出，是工厂化养殖的高级形式。近年来，山东、辽宁（东部）、天津、江苏、浙江、福建、广东等沿海地区的工厂化养殖发展很快，养殖种类扩展到鱼类、虾类、海参、鲍鱼、藻类等多种水产品。
半滑舌鳎工厂化养殖
（图片来源：黄海水产研究所）
内陆工厂化养殖全国各地均有不同规模的企业，主要养殖鳗鱼、龟鳖类和名贵鱼类等高附加值的种类和河蟹育苗。目前，工厂化循环水养殖工程设施的设计和建造技术，包括供水与原水处理、循环水处理、机械装备、监测控制系统等，已完全国产化。
传统养殖模式早已不适应现代社会发展的需求，智慧渔业赋予水产养殖行业未来新方向，打造出水产养殖新模式。相信未来，现代化技术与渔业养殖，管理、经营将深度融合起来，我们也进入渔业产业信息化、智慧化新时代。
参考文献：
1.《农村绿皮书：中国农村经济形势分析与预测（2021~2022）》p149-150，社会科学文献出版社2022年4月
2.《世界农业科技前沿》农业农村部科教司
3.《2018年世界渔业和水产养殖状况》FAO
4.《2022年世界渔业和水产养殖状况》FAO
5.《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》农业农村部
6.《实现蓝色增长建设充满活力的渔业和水产养殖社区》FAO
7.《中国农业展望报告》（2022—2031）农业农村部市场预警专家委员会著
出品：科普中国
作者：刘雅丹（中国水产学会原秘书长助理/研究员，全国首席科学传播专家）
监制：中国科普博览
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