物联网技术助力海洋牧场发展

陈芳等

摘 要：简要介绍了海洋牧场发展现状、物联网技术发展现状，初步探索物联网技术对海洋牧场发展的推动作用。

关键词：海洋牧场；发展现状；突发事件；物联网

随着社会经济和人口的发展，人类对海洋索取性开发的后果已经开始显现，水域环境污染和资源过度捕捞导致水生生物资源衰退、水域生态环境恶化，甚至有些水域出现生态荒漠化趋势。生物资源人工增殖和合理利用、水域生态环境保护已经成为一项重要而紧迫的任务。

随着陆地资源的枯竭和匮乏，人类把目光投向了广阔的海洋。1971年，日本在海洋开发审议会上第一次提出了“海洋牧场”的概念。海洋牧场是仿照陆地模式，在划定的海域范围内，通过人工建设围栏、投放礁石、增殖放流等方式，合理利用自然条件下的海洋生态环境，结合人工统一管理，对经济鱼类、甲壳类、软体类、藻类等海洋经济生物进行半人工半自然放养，以期获得长期环境收益和经济收益的目的。

目前网络技术的发展突飞猛进，作为互联网应用的延伸和扩展，融合了传感技术、射频扫描、智能芯片嵌入技术的“物联网”（The Internet of things）已经成为新一代的信息网络平台，处于物联网内部的节点与节点之间“物物相连”，任何节点之间都能实现信息共享和交换[1]。

海洋是动态的系统，水域环境的质量直接决定了海洋牧场的经济收益，掌握水域生态环境实时状况是建设和管理好海洋牧场的关键问题。以物联网技术为基础，构建全方位的监测体系，实时掌握环境变化情况，为海洋生物营造一个适合生长与繁殖的生态环境。结合人工增殖放流吸引外来生物，形成半人工半天然的生物积聚区，保持水产资源的稳定和持续增长。

1 我国建立海洋牧场的优势及发展现状

目前在山东烟台、青岛、河北秦皇岛和大连獐子岛已经实施了人工投礁和增殖放流。我国福建莆田南日岛海域最大的海洋牧场生态养殖基地正在建设当中，结合当地海上风电资源，开辟一条能源利用和海洋牧场建设和谐统一的发展道路。

我国海洋资源丰富，2012年海洋总产值达到50 087亿元，已占国内生产总值的十分之一，且呈现出不断上升的趋势，海洋渔业继续保持稳定增长态势，2012年实现增加值3 652亿元，比上年增长6.4%；海洋生物制药方面也有较大增长。

2 海洋牧场面临的问题

海洋是循环的动态系统，海洋牧场在生产过程会面临诸如海洋灾害、海洋突发环境事件等问题。《中国海洋灾害公报》数据显示，我国海域水体污染、溢油、赤潮、海冰等环境灾害严重，2011年渤海湾蓬莱19-3油田发生溢油事故，烟台扇贝几近绝产。水体污染，不仅威胁海洋生物的生存，影响养殖业的经济效益，对以海洋水体为基础的沿海旅游业也造成了严重损失。

海洋环境灾害和突发污染事件，对海洋牧场造成严重危害。实时掌握海洋牧场相关区域水体、大气、底质等环境参数，建立海洋牧场区域环境监测与预警系统，及时发现异常变化并采取措施，最大限度降低灾害的影响，是保障海洋牧场安全的重要手段之一。

3 物联网技术助力海洋牧场发展

目前，通迅技术已经突破地域和空间的限制，从陆地到海洋，信息采集设备可以遍布世界的各个角落，足不出户就可以实时掌握海洋环境的状况。

通过物联网数据传输平台，以应用传感技术、射频扫描技术进行全自动环境信息数据采集和发送的终端为节点，如：浮标、自动检测系统、空间遥感系统等，节点之间实现数据的共享和交换，具有不受环境条件限制，高精度、不间断作工作的优势[2]。

“传感器”作为物联网重要组成部分，部署于海洋牧场区域形成节点网络，收集区域内大气、水体、底质等环境载体相关参数数据，通过网络汇集，形成区域环境实时状况信息，对不同环境参数设置预警阈值，使得管理单元能够准确、及时掌握牧场区域环境质量状况。

入海河口、陆源排污口、油田工作区等区域对海洋牧场环境具有较高威胁，是需要不间断监测的区域，浮标、视频采集设备、自动监测站等信息采集装置将采集的数据通过卫星，地面基站等媒介传输给信息中心加以处理。

环境突发事件发生突然，发展迅速，破坏力和破坏范围巨大。2010年发生在墨西哥湾的漏油事件使该海域沿岸生态环境遭受“灭顶之灾”，经济损失和环境损失无法估量。将监测装置部署在高危区域，能够在最短时间内发出警告，为减少损失、快速判断事件类型和采取适当措施提供帮助。

海洋环境质量直接关系到海洋牧场的经济和生态效益，将物联网技术引入海洋牧场建设和管理过程中，构建以空间卫星遥感观测、水面传感观测、水体断层分段观测“三位一体”的立体监测网络，全面监控“海洋牧场”区域以内及周边海域的环境状况，及时准确地为保护海洋牧场环境应对突发环境事件提供数据支持，对保护海洋牧场生物资源和可持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1] 么强，赵海涛，李雪梅.物联网在海洋渔业中的应用[J].河北渔业，2011 （1）：54-55

[2] 么强，李雪梅，闫铮. 运用海洋调查和物联网技术建立渤海突发环境事件预警体系初探[J].河北渔业，2013（5）：60-61