渔业科技前沿

人工智能和物联网技术实现蓝鳍金枪鱼幼鱼尺寸的自动测量

在水产养殖中，养殖鱼类的大小是决定饲料量和起捕时间的重要信息。但在尺寸测量时，需要人工逐一测量，并逐帧移动捕捉到的图像，这就给工作效率和测量精度带来了问题。

丰田通商株式会社（Toyota Tsusho）与日本电气株式会社（NEC）为Yokota公司共同开发了一项针对蓝鳍金枪鱼幼鱼的水产养殖鱼类自动尺寸测量服务。Yokota是丰田通商集团旗下的全周期蓝鳍金枪鱼养殖公司，旗下运营Tuna Dream Goto和Tuna Dream Okinawa公司。在Tuna Dream Goto和Tuna Dream Okinawa的合作下，这项服务利用了丰田通商株式会社yokowa技术在水产养殖方面的专业性以及NEC公司的人工智能和物联网技术。这是对2018年开发的水产养殖鱼类尺寸测量自动化服务的改进。

具体地说，在传统服务中，只针对60 cm及以上的成鱼蓝鳍金枪鱼，但这项服务的测量目标扩大到20 cm或更小，蓝鳍金枪鱼幼鱼性状识别的准确性提高，实现了更精确的测量。通过这项服务，可以基于更准确的信息来确定饲料量和起捕时间，有望提高水产养殖的生产力。未来，丰田通商株式会社和NEC将通过在渔业中利用人工智能和物联网技术，促进海洋资源的可持续利用，并致力于实现联合国制定的可持续发展目标。

杨林林译自Japan：NEC and Toyota Tsusho develop automated size measurement service for juvenile bluefin tuna using AI/IoT technology，FIS，2020-05-22

人工智能图像处理技术可以实现鱼类自动计数

Nichiro Maruha株式会社与Tokyo Artisan Intelligence株式会社合作开发了一套鱼类自动计数系统，并于2020年4月在Sakurajima Fish Farm株式会社投入运营，Sakurajima Fish Farm株式会社是养殖五条鰤和紫鰤的公司。

Nichiro Maruha株式会社一直在考虑将人工智能（Artificial Intelligence，AI）和物联网技术引入水产养殖领域。这一次，通过应用人工智能的图像处理技术对传统图像处理技术难以进行的活鱼进行个体识别，实现自动化计数养殖鱼类。到目前为止，鱼类的计数过程一直是人工测量的，通过实现自动化，预计水产养殖的效率会提高并产生以下影响：减少人为失误（提高精度）；减轻员工身体负担（提高安全性）；降低人工成本（提高收益）；减少劳工数量（改善小规模水产养殖公司经营）。目前，已经在五条鰤和紫鰤的成鱼上进行了验证，未来计划应用到幼鱼及其他鱼类上。在Maruha Nichiro株式会社可持续中期管理计划中，保护海洋资源是一个重要问题，促进和获得可持续渔业和水产养殖认证被定为中期目标。该工具的模型优化引擎以用户的数据集和模型参数为基准，对整个模型进行分析，并对目标平台进行优化。这将实现现有AI方法无法实现的低功耗、高速度和低成本。

杨林林译自Japan：Maruha Nichiro begins counting fish with artificial intelligence image processing technology（AI），FIS，2020-05-19

使用区块链技术可以减少鱼类损失和IUU捕捞

将区块链方法应用于海产品行业预计将创造一个公平的竞争环境，可防止IUU产品进入供应链，并提高副产品等原材料的价值。2020年7月下旬发布的MarinTrust监管链2.0版将包括一个特定条款，重点关注关键数据要素的登记，将以创新的方式启动实施，以保证从源头开始的完全可追溯性。

全球粮食损失和浪费是联合国“可持续发展目标12”的重点，该目标旨在到2030年减少一半的粮食浪费。世界粮农组织的SOFIA 2020报告强调，在渔业和水产养殖业中每年约有35%的损失或浪费。鱼类副产品的使用正在增加，占加工鱼类的70%。它们由鱼类加工产生，一般由头部、内脏、皮肤、骨骼和鳞片组成。在鱼粉和鱼油行业中，副产品占最终产品的30%，还有改进余地。副产品也用于其他行业，如制药（Omega-3脂肪酸）、宠物食品、化妆品等。海产品价值链的复杂性引起了人们对所用原材料的日益关注，并要求其来源具有透明度。这也是有负责任采购标准的原因。目前，全球生产的所有海产品中有50%以上由MarinTrust认证。

区块链技术是海洋原料生产与食品加工业之间的桥梁。实施负责任的区块链网络现在看来非常有意义。区块链技术按照以下三个指导原则进行操作：必须是开放和民主的，通过一个无中介的可访问数据库，允许加工公司访问关键数据要素，如捕鱼区、捕获物种的名称、处理地点、可持续性证书或证明、生产方法等；必须保证透明度，允许访问每笔交易及其各自的价格；保证记录的不可逆性。这一方法使MarinTrust能够帮助改善鱼粉和鱼油行业与人类消费品行业之间的联系和对话，而这两个行业处于同一空间，使用相同的资源。MarinTrust希望使数据收集和处理更容易，充分利用其在价值链中的地位，帮助所有利益相关者展示可追溯性。随着数据可用性的增加，模型的可行性也将增加。

杨林林译自UK：Use of blockchain technologies in the seafood industry can reduce fish loss and IUU fishing，FIS，2020-07-09

Oceana揭露欧洲的海洋塑料灾难

海洋环境保护组织Oceana发表了一份关于塑料对欧洲和地中海海底灾难性影响的报告。通过探险照片（其中一部分未出版），报告证实了堆积在海滩或海洋表面的塑料仅占倾倒入海洋塑料总量的1%。剩下的99%进入了数百米深的水下，并危及具有高生物价值的地区，如海底山脉、峡谷和悬崖。

欧洲海洋塑料运动负责人NATIVIDAD SANCHEZ解释说，这项研究的目标是提高人们对海床上某些看不见的事实的认识，海床最终容纳了大部分倾倒入海洋中的塑料。如果人类想从根本上解决海洋中的塑料问题，诸如海滩清洁和海面上废物收集等措施是非常必要的，但完全不够。必须减少一次性塑料的生产，并立法消除那些最具破坏性的塑料。

海床以其丰富的生物多样性而著称，是珊瑚、鲸类和鲨鱼等标志性物种的觅食和繁殖点。然而，水下地形是塑料垃圾的通道，在水流的帮助下，塑料垃圾最终被储存在海底深处，形成了巨大的垃圾场。此外，由于低温和缺乏光照，这些废物的降解速度比海洋表面要慢，因此这些塑料能在几个世纪内保持完整。欧洲海洋探险负责人RICARDO AGUILAR表示，海床是海洋治理中最容易被遗忘的地方。在短短几年内，像海底山脉、峡谷和悬崖这样的生命绿洲就变成了垃圾填埋场。半封闭海洋的情况更令人担忧，特别是地中海，因为它承受着更多人类压力，而且水域深度很大。

Oceana提出了一系列建议，这些建议超出了2021年生效的“欧洲指令2019/904”。建议包括绘制危险区域地图，以识别容易堆积海洋垃圾的地方。此外，推进有关去除塑料方案的调查，以了解如何在不损害脆弱物种的情况下做到这一点。用可重复使用的材料代替一次性塑料，禁止在饮料包装上使用塑料环，并停止释放气球，因为它们是许多物种因塑料摄入、窒息和饥饿死亡的主要原因。重新引入可回收包装系统，以便到2025年至少有70%的一次性包装可重复使用。对一次性塑料，如杯子、食品容器、包装纸、湿巾和气球等征税。实际上，与塑料低廉的价格相比，这些破坏的环境成本是无法估量的，因为一旦深海生态系统受到影响，需要几个世纪才能恢复。

杨林林译自EU：Oceana reveals a plague of plastics in the marine platform of Europe，FIS，2020-07-17

研究人员开发鲎循环养殖系统

医学研究人员希望能够持续收获宝贵的鲎（Limuluspolyphemus）细胞裂解液，同时减少对野生种群的伤害。鲎的血液是现代医学的重要资源。它含有鲎细胞裂解液（Limulus Amebocyte Lysate，LAL），这是一种阿米巴细胞的水提取物，用于无菌测试，以确保药品、疫苗和医疗设备不受潜在的致命细菌内毒素的影响。自从1977年被美国食品和药物管理局批准以来，LAL测定法一直是检测内毒素污染医疗器械的标准方法。

然而，由于交叉反应和抑制剂等干扰因素的影响，使用LAL检测人类血液中这类细菌的尝试迄今未能成功。与此同时，鲎血液的需求也引发了人们对野生鲎影响的质疑。在野外采集中，每年大约有60万只鲎被捕捉。由于全球变暖，鲎也被用作捕捞鳗鱼和海螺的诱饵，种群已经很脆弱。以前曾试验过水产养殖方法以减少死亡率和改善LAL供应，但长期养殖的效果要么没有报道，要么没有成功。

考虑到鲎在野外的生存压力及开发人类血液LAL检测方法的迫切程度，北卡罗来纳州的一组研究人员最近发表了一篇新论文，可能是解决这些问题的关键。北卡罗来纳州一个初创生物公司（Kepley BioSystems公司）总裁ANTHONY DELLINGER博士表示，他们想要找到一个更有效保护鲎的方式来获取鲎的血液，将典型的水产养殖转变为生产更具经济潜力的高端生物产品。为了促进收获LAL和维护动物福利，DELLINGER和他的同事开发了一个循环养殖系统（RAS系统），包括两个储存罐（4 ft×6 ft×1 ft，约1.8 m×1.2 m×0.3 m，盐度19.5‰～22.0‰）、一个生物过滤罐和一个固体分离罐。鲎长期养殖在系统中，接受特殊饮食，并定期通过外科植入血管的内导管抽血。研究小组发现，鲎保持了它们的自然行为和体质量，并且持续生长，植入导管后12个月内的死亡率为零。他们还发现，长期养殖的鲎一年最多可以提取24次LAL。充足的研究和证据也表明，鲎可以人工繁殖和养殖，这可能会使生物医药行业不再需要野外捕捞鲎。

杨林林译自USA：Can farming horseshoe crabs help the COVID-19 cause？FIS，2020-07-15

智利关注小规模水产养殖

来自智利渔业发展研究机构（Fisheries Development Institute，IFOP）的科研人员，研究了在野外小规模水产养殖（fisheries development institute，APE）计划下协同培育物种的潜在利益和相互作用，并将其作为手工渔民和养殖户的一种发展选择。其中一项研究集中在受人类活动产生的高水平营养物质（富营养化）影响的地区，在那里双壳软体动物可以通过过滤帮助减少有机质负荷和控制微藻丰度，而大型藻类则捕获和消耗无机营养物质。此外，大型藻类还可降解工业废弃物产生的重金属污染。

研究人员开展的另一项研究重点是减轻气候变化对小规模水产养殖的影响。如果双壳类和大型藻类一起培育，它们可以相互受益，因为它们的一些生物过程可以相互耦合。例如，海洋酸化导致的pH降低加速了双壳贝类贝壳的溶解，同时也阻碍了它们的形成（钙化），从而影响生长。大型藻类在光合作用中利用海水中的二氧化碳，导致pH增加，这有利于双壳贝类生物的钙化。与此同时，双壳贝类作为废物排泄到环境中的物质则是大型藻类生长需要的营养物质。一般来说，新出现的栖息地是在双壳贝类和大型藻类投放到海底之后才出现的。与没有投放的毗邻地区相比，养殖中心的物种多样性和丰度都有所增加。这是有意义的，因为在这些新栖息地发现的物种，除了有上述物种的幼体外，还包括最终可能被管理和开发的具有生态和经济重要性的物种。然而，应该指出的是，对当地生态系统的积极影响仅限于较小的规模和不需要人工喂养的物种，如双壳贝类和大型藻类，以及需在特定地点的物理条件下。总而言之，研究的目的是为智利小规模水产养殖的发展和可持续性提供科学技术基础，造福于环境和渔民。

杨林林译自Chile：Small-scale aquaculture，the focus of interest of IFOP researchers，FIS，2020-07-11

全球贝类、海藻养殖业迎来发展机会

如果在更广泛的生态系统框架和战略下进行管理，水产养殖有可能增强生态系统并为人类提供更多的利益，其价值可能在调节、供应、栖息地和养殖生态系统服务等广泛领域内得到回报。

科学家们进行了一项全球尺度的空间分析，收集了广泛的全球数据集，数据包括关键的环境、社会经济和人类健康等方面。该研究开发了一种新的定量全球指数，恢复水产养殖机会指数（restorative aquaculture opportunity index，RAOI），以帮助识别那些有较大机会从恢复贝类和海藻养殖发展所提供的生态系统服务中获益的海洋生态区域。该研究进行了初步的文献汇总，从广义维度了解环境、社会经济和人类健康，从而定义在何处开发贝类和海藻养殖业可以减轻环境挑战并确保社会效益，同时考虑可持续发展的制约因素。接着，一个相关领域的专家组被召集起来，以确定RAOI模型的输入参数，并衡量它们的相对重要性。然后，利用基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的建模方法，整合代表16个环境、社会经济和人类健康因素的空间数据层，计算在不同情景下对贝类和海藻养殖业最优的RAOI，并评估RAOI对专家权重和个体因素的敏感性。

杨林林译自Worldwide：Identifying global opportunities for shellfish，seaweed aquaculture，FIS，2020-07-24

海上风能可能比目前全世界消耗的能源还要多

海上风能开发已经成为可再生能源领域，尤其是风能领域的最新一场伟大革命。全球超过50 m水深的80%的海上风能资源都可以利用。这意味着，根据欧洲风能技术与创新平台（ETIP Wind）的说法，风能可以提供的电力比当今全世界所消耗的电力还要多，为在无污染的情况下满足电力需求提供了一个伟大的解决方案。

起重机租赁、重型起重和运输工程服务组织Sarens，最近加入了世界上第一个专门致力于促进全球海上风能开发的组织——世界海上风能论坛（World Forum Offshore Wind，WFO）。Sarens表示，西班牙在安装海上风能开发设备方面面临的一个问题是水域深度，这使得安装海上风力发电机变得十分困难。

杨林林译自Other Media｜EuropaAzul：Floating offshore wind could generate more energy than is currently consumed worldwide，FIS，2020-08-04

大西洋鲑幼鱼生长速度减缓有利于心脏发育

挪威生命科技大学（Norwegian University of Life Sciences，NMBU）兽医学院和奥斯陆大学的一项新研究表明，鲑鱼幼鱼生长放缓会促使成鱼个体变得更大、更强壮。

尽管鲑鱼幼鱼必须达到最佳状态并且足够强壮才能应对入海挑战，但是在孵化和海洋阶段，该行业正在越来越多地考虑健康和福利问题。在挪威水产养殖业，近年来已经做了大量工作来培育一种快速生长的大型鲑鱼的幼鱼，大大缩短它在海里的时间。这个想法是为了防止鲑鱼接触到鲑鱼虱和其他只有在海洋阶段才会发生的疾病问题。危险的是这会影响到鲑鱼品质。基于这一问题，科学家们进行了一项研究以发展预防措施，保护鲑鱼的心脏和健康。其中一个启动的项目是HELSMOLT，它的目的是调查生长缓慢的鲑鱼幼鱼是否能更好地处理海洋阶段的过渡，并在生长阶段获得更好的心脏健康和存活率。该项目的最新发现也证实了这一点，并发表在Aquaculture杂志上。读者还可以查询NMBU发布的新闻稿“鲑鱼的慢速生长对鱼的心脏有益”，获取更详细的资料。

杨林林译自Norway：Slow production of Atlantic salmon smolt is better for the fish’s heart，FIS，2020-08-12

研究人员成功地替换了肉食鱼类饲料中的鱼粉和鱼油

夏威夷科纳镇（Kailua-Kona）的研究人员在为长鳍鰤（Seriolarivoliana）的养殖开发一种低成本的“无鱼”饲料方面取得了突破。长鳍鰤是一种肉食海洋鱼类，因其浓郁的黄油味而备受欢迎。

鱼粉和鱼油常用于制作肉食性海洋鱼类饲料，开发其替代物将对海洋的可持续性和满足世界各地对海产品日益增长的需求将产生重要影响。夏威夷海洋养殖公司Ocean Era的CEO NEIL ANTHONY SIMS表示，据他们所知，这是鱼粉和鱼油第一次从海洋肉食性鱼类饲料中完全消失，且没有任何有害后果。该试验就是在这家公司进行的。长鳍鰤是一种生长迅速的生鱼片级鱼类，所以这对海水养殖业的可持续性和可扩展性来说是一个重大突破。水产养殖是世界上增长最快的食品行业，消耗了全球70%以上的鱼油和鱼粉。这些鱼油和鱼粉是从沙丁鱼、鳀鱼和鲱鱼等饲料鱼中提取的。大约20%的全球野生鱼类捕捞量，也就是每年有1 800×104t的鱼被转化为鱼粉和鱼油作为动物饲料。

在由美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）Saltonstall-Kennedy基金资助的为期三个月的试验中，480只长鳍鰤幼鱼被喂食4种饲料中的一种。其中2种饲料不含鱼粉，2种中的1种还不含鱼油。鱼粉的替代主要依赖于家禽，来自升级循环的家禽辅料。鱼油的替代品使用天然海藻油，它含有高水平的两种关键的Omega-3脂肪酸、二十二碳六烯酸（Docosahexenoic Acid，DHA）和二十碳五烯酸（Eicosapentenoic Acid，EPA），添加鱼粉和鱼油的饲料作为对照，另外还有一种商业对照饲料。这些鱼被储存在16个水箱中进行生长比较试验。从生长、饲料转化率（feed conversion ratio，FCR）、鱼片产量和成活率等方面对其性能进行了评价。FCR是养殖1 kg鱼所需饲料的比率。结果发现，喂食无鱼粉/无鱼油饲料的鱼表现得和喂食鱼粉和鱼油饲料的鱼一样好。喂食无鱼粉/无鱼油饲料的鱼比喂食商用对照饲料的鱼有更好的口味。水产饲料技术公司的鱼类营养专家、这项研究的首席研究员RICK BARROWS表示，结果清楚地表明，海藻油可以100%取代鱼油，而不会减缓鱼类的生长。

试验中使用的饲料配方通过F3饲料创新网络（F3 FIN）提供给任何致力于研究动物饲料中替代野生鱼类成分的人。F3 FIN通过共享实验方案、测试设施和配料供应商，鼓励在无鱼水产养殖饲料配料方面的可持续创新。海藻油中EPA和DHA含量是鱼油的2倍，这2种脂肪酸对维持鱼类健康和保持人类心脏和大脑健康都很重要。SIMS表示，开发使用这些升级循环成分和微藻油的饲料对海洋鱼类养殖的长期可持续性至关重要，也有益于持续地为地球上未来90亿人口提供有益心脏健康的海产品。

该项目名为“为高市场价值的美国海水养殖业开发高效益、低成本的无鱼粉和鱼油饲料”，由NOAA的Saltonsta-Kennedy基金资助（NA18NMF4270208）。美国农业部（USDA）为该试验提供了饲料加工支持。人类研究所和Ka’upulehu鱼塘是NOAA资助的合作伙伴。Saltonstl-kennedy基金资助的项目范围是：满足渔业社区的需求，通过建设和维持可持续的渔业来优化经济效益，以及增加其他机会，使沿海地区的工作和发展得以持续。

杨林林译自USA：Researchers successfully replace fishmeal，fish oil in farm-Raised carnivorous fish（video），FIS，2020-08-26