南沙大發展！2019 年中國（南沙）智慧漁業高峰論壇在廣州南沙隆重舉行

　　文/圖  水產前沿 葉豐齊 植銀素

　　12月15日，2019 年中國（南沙）智慧漁業高峰論壇在廣州南沙隆重舉行，本次峰會由南沙區人民政府、國家數字漁業創新中心主辦，南沙區農業農村局、廣州南沙現代農業產業集團中心承辦，中國漁業物聯網與大數據產業創新聯盟、工業化水產養殖與裝備產業技術創新戰略聯盟協辦，中國農業大學、大連海洋大學支持。以“灣區漁業，明珠領航”為主題，會上專家與業者圍繞智慧漁業科技最新動態，開展粵港澳大灣區智慧漁業科研和產業發展探討，搭建智慧漁業三產深度融合平臺，促進現代漁業發展。

　　中國工程院院士、北京農業信息技術研究中心首席科學家趙春江，中國農業大學黨委副書記寧秋婭，中國農業大學信息與電氣工程學院黨委書記景發，中國農業大學、教育部長江學者特聘教授李道亮，中國海洋大學、教育部長江學者特聘教授艾慶輝，大連海洋大學海洋科技與環境學院院長、教授、科技處處長劉鷹，廣州市委常委、南沙區委書記、廣州南沙開發區（自貿區南沙片區）黨工委書記蔡朝林，副書記徐永等重量級嘉賓出席，還有各涉漁院校代表、企業代表等300余人參加。

　　會議伊始，由蔡朝林書記、寧秋婭副書記分別代表致辭。

　　廣州市委常委、南沙區委書記、廣州南沙開發區（自貿區南沙片區）黨工委書記 蔡朝林

　　蔡朝林表示，水產養殖業是南沙農業發展的重點，占南沙全區農業總產值近四成，2018年水產養殖面積10.33萬畝，占全市總面積的30%，水產總產值34.59億元，面積和產值全市第一。20多個觀賞魚養殖品種全國份額第一、觀賞米蝦等高端產品產量全球第一，具備良好的智慧漁業發展基礎。

　　未來，南沙將牢牢把握粵港澳大灣區建設歷史性機遇，充分發揮“三區一中心”戰略發展優勢，以漁業產業園建設為抓手，在國家數字漁業創新中心、中國漁業物聯網與大數據產業創新聯盟和工業化水產養殖與裝備工程產業聯盟的大力支持和指導下，立足國際視野，打造大灣區現代漁業產業發展創新高地。

　　寧秋婭表示，本次會議正是在國家農業現代化、國家粵港澳大灣區發展兩大戰略背景下產生的，為加強粵港澳大灣區智慧漁業科研和產業發展的交流與合作，促進南沙現代漁業產業園的發展，服務大灣區發展戰略，利用中國漁業物聯網與大數據產業創新聯盟、工業化水產養殖與裝備產業技術創新戰略聯盟年會契機，圍繞南沙現代漁業產業園與智慧漁業科技的最新動態，展開有關大灣區智慧漁業科技和產業前景的研討，推進大灣區智慧漁業科技、資本、產業的合作和交流。

　　1、《廣州南沙開發區（自貿區南沙片區）管委會—中國 農業大學智慧農業戰略合作》簽約

　　2、南沙農業集團與中國漁業物聯網與大數據產業創新聯盟、工業化水產養殖與裝備產業技術創新戰略聯盟合作意向書簽約

　　3、南沙農業集團與香港品質保證局、廣州市品牌質量創新促進會合作意向書簽約

　　精彩報告

　　目前我國水產養殖普遍面臨設施化、數字化、智能化程度較低，海水養殖以粗放養殖占大多數，缺乏養殖水體在線監測技術，增氧投餌作業主要靠經驗，勞動生產率低的發展問題。發展智慧漁業已成為國家重大戰略需求，其核心要素在于信息技術與漁業深度融合，發展全新的農業生產方式。人工智能等新一代信息技術已成為科技革命核心技術，為農業革命性的產業升級提供了歷史性機遇，為農業領域萬物智能提供重要手段，在此背景下，農業進入了數字化時代，也是第三次綠色革命，智慧農業已經成為世界農業發展的重要趨勢。

　　智慧漁業主要內容包括：1、養殖環境信息的全面感知，以低成本高可靠的養殖水體智能傳感技術，實現魚類行為、生命信息等智能感知與量化，建立養殖信息的可靠傳輸網絡；2、由水質、病害等預測預警模型，投餌、增氧等養殖作業決策模型，養殖裝備工況監控、診斷與預警模型結合的漁業大數據智能信息處理；3、陸基工廠循環水、設施池塘、網箱、圍欄、海洋牧場、養殖工船等養殖智能裝備，以及作業機器人，智能漁場系統集成與應用。4、水產質量安全追溯，漁業決策與管理的可視化，人機混合交互的個性化定制化服務系統。

　　農業的生物和生態特性，讓工業管理方式發生變化，把工業那套完全照搬到農業上是不合適的。未來需要集中在加強關鍵技術研發創新、積極開展漁業應用等方面工作，隨著智能升級，農業數字技術的廣泛應用，逐步實現智能化、網絡化、數字化、綠色化的水產養殖。

　　營養健康是未來食品研究與產業發展的方向

　　據統計，中國人口老齡化速度遠遠高于世界平均值，國民營養健康狀況十分嚴峻，76%人群處于亞健康狀態。以“防大于治”為主導思想，國民亟需從調整膳食結構開始改善自身營養狀況，國家也制訂了“健康中國2030計劃”，希望減少慢性病發病率，引導國民思想從吃得飽、吃得好到吃得健康轉變。

　　食品是大健康產業的源頭，食品要求營養、健康、安全、科學，中國大健康產業仍處于初創期，需要由價格競爭轉向以“營養健康”為需求的價值競爭。建議政府要引導食品產業的營養健康轉型，建立營養健康的食品消費觀；企業要加大基礎研究力度，打破國外壟斷現象；重視針對適用人群確切用量的臨床評估，增加新型產品的開發和推廣，建立基礎科技成果轉化通道等加強國民營養建設工作。

　　產學研聯合推進我國智慧漁業發展

　　我國漁業發展面臨生產規模小，組織化程度低，資源約束大，養殖勞動力成本大幅提升、老齡化嚴重的發展瓶頸。這讓從業者不禁思考，30年后誰來養魚？李道亮教授提出，產業亟需向資源節約、產出高效、環境友好、產品安全轉型升級，打造物聯網、大數據、人工智能和機器人高度參與的無人漁業，也就是“漁業4.0時代”。

　　我們努力的方向是把養魚人干的活都更換成機械電子裝備，實現無人養殖，把藍色海洋變成藍色土地。而要實現漁業4.0時代，需要產學研三方聯合推進。具體來說就是養殖產業要提出要求，學校、研究所負責研發、創新技術，企業將技術落地，打造完整閉環。但是目前的問題就是企業提出的問題鮮少得到解決。

　　未來，我們需要通過綜合應用物聯網、5G、大數據、人工智能、區塊鏈、空間信息技術等新一代信息技術，通過魚類生長環境、養殖裝備、生長狀態的在線化、數據化和網聯化，以更加精準、動態、智能的方式管理漁業生產，進而實現生產集約、產出高效、環境友好、產品安全的現代漁業生產方式。

　　智慧漁業與工業化養殖

　　劉鷹教授指出傳統養殖模式存在許多問題，污染、赤潮問題、河道網箱密集不堪負荷……傳統漁業以大量消耗資源和環境為代價。而智慧漁業以物聯網、人工智能、數據、智能檢測、感知控制等達到精準化養殖，可視化管理、智能化決策，可以有效改善我們的養殖水環境，提高生產效率，從養殖大國轉變為養殖強國。

　　國內陸基工廠化循環水養殖裝備產業現狀特點：以養殖工程設施設備單元的開發為重點；以借鑒、模仿、集成國內外水處理設備為特征；發明創新了10余項新設施裝備，在生產中應用日益廣泛；工廠化養殖設施設備規模化生產企業50余家；關鍵設施設備已成批量生產，全部實現了國產化。劉鷹教授團隊目前已經實現的技術有水下視頻監控硬件設備，水下視頻圖像分析，魚類行為監控系統，魚重預測，活魚形態測量，活魚計數，肉色分級等。最后，他表示智慧漁業關乎方方面面，需要大家通力合作來達成目標。

　　大黃魚產量高，但人工配合飼料普及率低，靠冰鮮雜魚不利于可持續養殖發展，因為生產1kg大黃魚要消耗約4000尾野生雜魚，嚴重浪費資源。冰鮮雜魚有攜帶傳播病原的風險，而且營養單一，氮、磷排放量分別達到173kg和33kg（高于投喂配合飼料216%和165%），對水體環境造成負面影響。相比之下，人工配合飼料原料安全、經過高溫膨化殺菌，營養全面，可改善大黃魚的營養代謝，供應穩定，易于儲存，投喂操作簡單，提高效率，節約勞動成本，有利于資源節約、環境保護和健康可持續發展。目前阻礙配合飼料全面取代冰鮮雜魚的痛點在于誘食性不夠好，養殖中后期生長緩慢，容易引起肝臟疾病等。要找出解決策略，首先必須探究大黃魚的攝食機理，開發高效誘食劑；然后開展精準營養研究，理解其生理代謝，尋找適宜的營養配比，控制微量元素搭配，降低糖含量，減少肝膽疾病的誘因；充分考慮肉食魚類對植物蛋白的接受度，尋找更合適的替代蛋白源。

　　目前，南海漁業資源衰退嚴重，可用于發展漁業的陸域空間越來越小。海南是尚待開發的處女地，擁有豐富的熱帶、海洋、生態資源，南海漁業資源多樣性高、總量大、但單位面積產量低。海南自貿港建設目標之一就是成為國家生態文明示范區，加強環保為海南漁業發展帶來新機遇。因地處熱帶，養殖物種長速快、生長期長、代時短，適宜發展水產育種，可打造千億產業。海南智慧漁業的建設與發展分為兩部分：陸域能夠發展苗種產業、工廠化養殖，輻射全國，服務全球；海域可以進行深海養殖和建立海洋牧場。不過南海養殖面臨臺風問題，養殖設施、產品必須能夠抵抗臺風的侵襲，區域選擇、實現方式以及規模需要科學合理地進行規劃。

　　要形成具有國際先進水平的深海養殖核心技術體系，深海工程化魚類養殖和深海養殖裝備及配套設施集成等技術研究，外海大型養殖平臺系統及養殖模式的構建、外海深水多營養層次綜合養殖技術研究缺一不可。以下是部分成功案例：

　　抗12級臺風、養殖水體25萬立方米的“海洋漁場1號”海洋牧場牧場安裝了2萬余個傳感器，100余個水下監控設備和100余個生物光源，每季可養魚150萬尾，產量約8000噸。

　　養殖水體5萬立方米的“深藍1號”全潛式網箱，可自動投餌、網衣清洗、起捕、監控，一次可養三文魚30萬尾，產量1500噸。

　　養殖水體可達3萬立方米的“德海1號”設置3+1養殖區，配備自動投餌機、監控監測系統、風光互補能源系統、起網機、水下清洗機、錨泊系統，可實現一體化管理及無人駐守養殖。

　　萊州灣明波大型管樁圍網能容納16萬立方水體，可實現自動投餌、生物量估算等自動化智能管控；采用魚藻共生的立體生態養殖模式，在圍網不同層次養殖不同魚類，每年可以養殖4500多噸海水魚，還能有效降低規模化養殖對環境造成的危害。

　　從近海走向深遠海養殖：以黃海冷水團鮭科魚類綠色養殖為例

　　海水魚是我國海水養殖業的嚴重短板，缺乏拉動產業發展的國際化品種，不適應居民消費結構升級需求，導致價格低迷，漁民增收困難。大型鮭科魚類（三文魚）是很好的選擇，但目前國內鮭鱒養殖以淡水為主，海水養殖不足1000噸，飼料利用率低，生長緩慢，大量占用養殖空間和水資源（水流量1m3/s恒等于200-250噸），發展鮭科魚類海水養殖勢在必行。我國海區冬季水溫南北溫差大，夏季南北溫差小，水溫普遍偏高，鮭科魚類無法度夏。黃海冷水團處于海面下20-30米，水質好，溫度低，符合大西洋鮭最適生長溫度（13-17 °C）；飽和度高，中層與底部溶氧高。鮭科魚類種苗孵化后要進行約1年的培育，然后通過海水馴化，再進入深海網箱。擁有多因子綜合調控的鮭鱒魚鹽度馴化技術的深遠海養殖網箱2.0版“深藍2號”能保障養殖環境，可分級、分批次、或一次凈箱，養殖智能化管控技術可以實現適應性投喂、應急增氧、光照調節還有能源切換，在極端天氣下，可撤離海面作業人員，而不停止生產。

　　水產工業化養殖模式與裝備

　　生態化和工業化是水產養殖的未來出路，因起步較晚、較落后，目前設施水產養殖還很有限。作為主要的設施養殖模式，池塘內循環水流水養殖和溫室大棚養殖的設施和裝備升級十分關鍵。池塘內循環流水養殖設施能集約化、精準化，有效地管控養殖，不過難點在于集污排污，必須在理解溶解氧、二氧化碳和氨氮濃度變化與循環水體流速關系的前提下，改進推水系統；因為過快的流速會讓固體顆粒采集、去除困難，從而降低效率。溫室大棚養殖跨度大、濕度高，還需要進一步為水產的特點做設施結構改進，優化熱濕環境調控，加強設施與設備的節能技術，把生產標準化、模式化。

　　關于水產養殖信息技術與智能管控的難點：1、傳感器的穩定性、可靠性和耐用性不足；2、缺少信息管控平臺的構建與完善，及精準反饋控制；3、養殖生物與養殖環境信息難以精準獲取與表征。

　　傳統網箱自動化程度低，抗風浪能力弱，管理成本高，養殖污染大，發展智能深遠海養殖網箱是今后的方向。不過，養殖裝備及輔助設備達不到要求，適養魚類品種少，苗種供應不足，海水魚類抗病疫苗的研制滯后，顆粒飼料開發及質量制約等因素已成為發展深水網箱養殖所面臨的問題；亟需在“養什么？在哪養？怎么養？”這3個問題上加以考量。

　　品種選擇應基于經濟效益，養殖選址不但要滿足適養魚類良種選育技術、種苗規模化培育技術、魚類疫病綜合防控技術和魚類精準營養與高效飼料等多方面條件要求，還要確保水產品保活運輸與加工的可行性。另外，確立適合深遠海養殖的裝備很重要，其基本功能應包括框架結構、錨泊定位、沉浮控制、網衣材料，再加上智能化功能：如網衣清洗、防護，水下照明，魚群監控，飼料存儲、投放，死魚處理，魚獲方式，活魚運輸，水文監測以及集中控制。

　　擁有島、洲、礁、沙和灘600多個，海洋經濟物種達3000多種；海洋資源得天獨厚的海南共有24個海洋牧場，其中8個養護型，16個休閑型，面積1000畝的蜈支洲島海洋牧場是代表之一；目前尚缺少增養殖型的海洋牧場。海洋牧場在線自動監控系統的建設，可實現對海洋牧場溫度、鹽度、深度、溶氧、葉綠素、pH值、濁度等水質參數實時監測以及水下人工魚礁周圍環境和生物生活習性的實況視頻監控，同時對觀測數據和視頻進行網絡同步展示發布，備份存儲及統計分析。信息化實現了對海洋牧場生態環境實時可視、可測、可控、可預警，可以掌握水質變化、漁業資源變動和海域氣象變化等情況，幫助維護海域環境，管理漁業資源，保障安全管護及生產。

　　地熱、高鹽度鹵水、鹽田生物餌料是天津開展海水工廠化循環水養殖的傳統優勢，但過度依賴環境條件并不符合可持續生產的目的。基于精準檢測和自動控制的精細化管理、循環水系統與物聯網結合、對養殖動物個體、群體行為與生長發育建模、融合智能決策的標準化、工業化生產才是今后的發展方向。工業化循環水物聯網系統的核心在于對全環境、全流程和全要素進行檢測與控制，通過各類傳感器收集的數據進行分析，可以監測溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強度、氣壓、紫外線等環境信息，根據不同養殖品種、生長階段建立控制系統調節設備；集成傳感器網絡技術與機器視覺技術能夠獲取養殖對象密度建立自動投喂系統，并針對攝食、疾病、應激等行為進行檢測；應用機器視覺技術可以實時檢測水體殘餌、藥物、排泄物等排放情況，檢測氨、氮、硫、重金屬等養殖尾水污染指標，結合溶氧、水溫、電導率等水質數據構建增氧、加熱、制冷等控制系統，精準調控水質。

　　目前的養殖模式、設備、種苗、生產資料不足以滿足水產養殖的可持續發展，數字化水產養殖解決不可迭代性，以及管理、技術和勞動力等問題；算法、模型決策系統、執行系統是未來水產養殖可持續發展的核心，讓機器、算法幫助我們解決復雜的問題，令水產養殖變得標準、可持續迭代。

　　智慧漁業中的可視化技術在國內外的發展現狀及趨勢

　　目前基于光學成像的可視化技術已成主流，養殖區域設置可移動監控裝置可實現現實環境實時查看、遠程實時監控以及視頻信息傳輸存儲。從直觀監控到多維信息提取，通過數量、體積、長度、超短時間等參數提取特征，還可采用高速攝影進行運動模式魚群分析，為養殖密度、投飼量和投飼頻率提供依據。

　　智慧漁業大數據平臺的實踐與規劃

　　通過大數據分析方法及AI算法，實時分析各養殖環境的水質信息，設備狀態信息，養殖環境信息，進行實時告警；如pH、溶氧、溫度、氨氮等養殖參數超出閾值告警；增氧機、溫控設備斷電告警以及外來人員進入生產區域告警。

　　海洋環境監測系統的難點與痛點：1、國產海洋監測裝備市場占有率不足10%；2、檢測裝備生物附著嚴重；3、遠程控制和應急處置管理能力弱；4、監測傳感器功耗大，準確度低，損壞率大，維護成本高；5、海洋信息傳輸載波頻率低、時延差大；6、海上通信網絡信號覆蓋弱；7、終端系統多樣性、碎片化、通用難。

　　大閘蟹養殖物聯網覆蓋宜興市主要水產養殖鄉鎮，分別對溶氧、溫度、pH、氨氮、濁度等養殖環境數據、生產數據（利用水下攝像頭獲取大閘蟹實時進食、防天敵等圖像數據）和大閘蟹產量、銷量、價格等銷售數據進行采集分析，找出適宜的放苗量、水草種植量、飼料投喂量并預估最終產量，助力養殖戶增收。

　　采用區塊鏈+溯源方法就是在服務系統可信的基礎上保障農產品的質量安全可信；實現親魚培育、繁育、飼養、加工，包括生態環境水質、飼料、漁藥、檢驗檢疫等關鍵控制點從池塘到魚市的全程溯源。

　　通過分布在各個養殖區的“端”（傳感器），實時獲取養殖數據上傳云平臺，通過相應的算法和大數據分析，輸出標準化養殖模型，達到實時監控、在線管理、自動增氧、精準投喂的智慧漁業養殖模式，節水節料，降低人工、電費成本；該模式已在珠海斗門海鱸魚的養殖中，得到成功印證。

　　頒獎儀式

　　報告結束后，中國漁業物聯網與大數據產業創新聯盟和工業化水產養殖與裝備產業技術創新戰略聯盟對業內有杰出表現的企業進行了頒獎。

　　科技創新獎