物聯網技術助力海洋牧場發展

陳芳等

摘 要：簡要介紹了海洋牧場發展現狀、物聯網技術發展現狀，初步探索物聯網技術對海洋牧場發展的推動作用。

關鍵詞：海洋牧場；發展現狀；突發事件；物聯網

隨著社會經濟和人口的發展，人類對海洋索取性開發的后果已經開始顯現，水域環境污染和資源過度捕撈導致水生生物資源衰退、水域生態環境惡化，甚至有些水域出現生態荒漠化趨勢。生物資源人工增殖和合理利用、水域生態環境保護已經成為一項重要而緊迫的任務。

隨著陸地資源的枯竭和匱乏，人類把目光投向了廣闊的海洋。1971年，日本在海洋開發審議會上第一次提出了“海洋牧場”的概念。海洋牧場是仿照陸地模式，在劃定的海域范圍內，通過人工建設圍欄、投放礁石、增殖放流等方式，合理利用自然條件下的海洋生態環境，結合人工統一管理，對經濟魚類、甲殼類、軟體類、藻類等海洋經濟生物進行半人工半自然放養，以期獲得長期環境收益和經濟收益的目的。

目前網絡技術的發展突飛猛進，作為互聯網應用的延伸和擴展，融合了傳感技術、射頻掃描、智能芯片嵌入技術的“物聯網”（The Internet of things）已經成為新一代的信息網絡平臺，處于物聯網內部的節點與節點之間“物物相連”，任何節點之間都能實現信息共享和交換[1]。

海洋是動態的系統，水域環境的質量直接決定了海洋牧場的經濟收益，掌握水域生態環境實時狀況是建設和管理好海洋牧場的關鍵問題。以物聯網技術為基礎，構建全方位的監測體系，實時掌握環境變化情況，為海洋生物營造一個適合生長與繁殖的生態環境。結合人工增殖放流吸引外來生物，形成半人工半天然的生物積聚區，保持水產資源的穩定和持續增長。

1 我國建立海洋牧場的優勢及發展現狀

目前在山東煙臺、青島、河北秦皇島和大連獐子島已經實施了人工投礁和增殖放流。我國福建莆田南日島海域最大的海洋牧場生態養殖基地正在建設當中，結合當地海上風電資源，開辟一條能源利用和海洋牧場建設和諧統一的發展道路。

我國海洋資源豐富，2012年海洋總產值達到50 087億元，已占國內生產總值的十分之一，且呈現出不斷上升的趨勢，海洋漁業繼續保持穩定增長態勢，2012年實現增加值3 652億元，比上年增長6.4%；海洋生物制藥方面也有較大增長。

2 海洋牧場面臨的問題

海洋是循環的動態系統，海洋牧場在生產過程會面臨諸如海洋災害、海洋突發環境事件等問題。《中國海洋災害公報》數據顯示，我國海域水體污染、溢油、赤潮、海冰等環境災害嚴重，2011年渤海灣蓬萊19-3油田發生溢油事故，煙臺扇貝幾近絕產。水體污染，不僅威脅海洋生物的生存，影響養殖業的經濟效益，對以海洋水體為基礎的沿海旅游業也造成了嚴重損失。

海洋環境災害和突發污染事件，對海洋牧場造成嚴重危害。實時掌握海洋牧場相關區域水體、大氣、底質等環境參數，建立海洋牧場區域環境監測與預警系統，及時發現異常變化并采取措施，最大限度降低災害的影響，是保障海洋牧場安全的重要手段之一。

3 物聯網技術助力海洋牧場發展

目前，通迅技術已經突破地域和空間的限制，從陸地到海洋，信息采集設備可以遍布世界的各個角落，足不出戶就可以實時掌握海洋環境的狀況。

通過物聯網數據傳輸平臺，以應用傳感技術、射頻掃描技術進行全自動環境信息數據采集和發送的終端為節點，如：浮標、自動檢測系統、空間遙感系統等，節點之間實現數據的共享和交換，具有不受環境條件限制，高精度、不間斷作工作的優勢[2]。

“傳感器”作為物聯網重要組成部分，部署于海洋牧場區域形成節點網絡，收集區域內大氣、水體、底質等環境載體相關參數數據，通過網絡匯集，形成區域環境實時狀況信息，對不同環境參數設置預警閾值，使得管理單元能夠準確、及時掌握牧場區域環境質量狀況。

入海河口、陸源排污口、油田工作區等區域對海洋牧場環境具有較高威脅，是需要不間斷監測的區域，浮標、視頻采集設備、自動監測站等信息采集裝置將采集的數據通過衛星，地面基站等媒介傳輸給信息中心加以處理。

環境突發事件發生突然，發展迅速，破壞力和破壞范圍巨大。2010年發生在墨西哥灣的漏油事件使該海域沿岸生態環境遭受“滅頂之災”，經濟損失和環境損失無法估量。將監測裝置部署在高危區域，能夠在最短時間內發出警告，為減少損失、快速判斷事件類型和采取適當措施提供幫助。

海洋環境質量直接關系到海洋牧場的經濟和生態效益，將物聯網技術引入海洋牧場建設和管理過程中，構建以空間衛星遙感觀測、水面傳感觀測、水體斷層分段觀測“三位一體”的立體監測網絡，全面監控“海洋牧場”區域以內及周邊海域的環境狀況，及時準確地為保護海洋牧場環境應對突發環境事件提供數據支持，對保護海洋牧場生物資源和可持續發展具有重要意義。

參考文獻：

[1] 么強，趙海濤，李雪梅.物聯網在海洋漁業中的應用[J].河北漁業，2011 （1）：54-55

[2] 么強，李雪梅，閆錚. 運用海洋調查和物聯網技術建立渤海突發環境事件預警體系初探[J].河北漁業，2013（5）：60-61