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　　在2022年的中国工程院第十六次院士大会上，刘鹤副总理提出了防疫安全、产业链安全、粮食安全等六大国家战略安全问题。发展深远海养殖是事关粮食安全的战略问题，是一项为未来创造希望的事业。早在2016年，中交集团就组建了漂浮技术研发团队 ① （以下简称“团队”），开始是进行悬浮隧道的技术研究，后来逐步发展到了进行我国架漂浮工程的技术研究。这项研究形成了一个很重要的近海工程的技术安全思想：基于我国架的条件，一方面我国的沿海每年都会频繁地遭受台风灾害的影响，另一方面是近岸的架又提供了一种适合于建设工程性防灾设施的条件。由此形成的一项核心技术是近岸极端灾害性海况的工程防御安全技术。基于这一项技术，团队提出了基于我国架条件的超大型浮体技术、大规模深远海储油技术、包括大规模深远海养殖技术等一系列应用技术。大规模深远海养殖技术就是将海工建设技术服务于深远海养殖，使得海工技术实现了跨领域的发展。针对深远海养殖，团队提出并且研发了建设海上防护基础设施的技术，在海上形成大规模的遮掩水域，开展大规模深远海养殖生产。本研究基于这项技术，提出了一个发展大规模深远海养殖模式的系统性的构想，用以解决深远海养殖的安全难题，同时推动深远海养殖方式的变革，为发展我国深远海养殖提供一个新的选择方案。从海工工程的视角，未来深远海养殖采用的大型 HDPE 深水网箱，将是一种高技术含量的工业产品。用一个工程师的职业眼光来看，这种复杂的结构物的海上安装、深水锚固等都属于十分专业的海上工程技术。从管理的视角，开展大规模养殖还是一个由量变带来养殖模式的质变的问题，它提出了建立大规模养殖方式、创新养殖模式、重构养殖产业链等一系列的需求和命题。

　　从人类未来对动物蛋白的需求来看：首先，世界人口持续快速增长，2050年将超过90亿人（联合国秘书处经济和社会事务部人口司，2022），如果保持现有的动物蛋白消耗水平，增长不会低于20%。其次，随着人类生活的改善和生活水平的提高，对动物蛋白将会提出更大的需求。目前发达国家人均动物蛋白摄入量为50.3克/天，发展中国家为23.3克/天（联合国粮食及农业组织，2022a）。如果发展中国家人均动物蛋白提高7克/天，达到大约30克/天的水平，则动物蛋白就需要再增加30%。

　　动物蛋白主要由畜牧业和渔业提供。2019年世界畜牧业产量达到3.37亿吨，碳排放总量39.6亿吨，约占-全球总排放量的55%（联合国粮食及农业组织，2021）。畜牧业的农业资源消耗的占比很大。2019年统计显示，全球畜牧业占农业总用地的71.55%。在粮食消耗方面，以我国为例，每年畜牧业饲料投喂的粮食消耗占到粮食总量的40%（熊本海等，2022）。如果未来增长的动物蛋白全部由畜牧业提供，相应的碳排放及农业资源占用的增长都将超过60%。未来大力发展畜牧业，需要继续占用大量土地，加剧粮食负担、恶化碳排放问题，地球将不堪重负。

　　与畜牧业（包括淡水养殖和陆基海水养殖）相比，海洋渔业（不包括陆基海水养殖）不直接占用土地资源。

　　粮食的消耗也远小于畜牧业。以 2021 年为例，其所需的陆地原材料大约仅占动物饲料用量的 4%（奥特奇，2022）

　　② 。鱼类饲料还可以期待着通过发展生态技术，利用海洋自然生产力，减少陆源饲料营养源的限制，降低对农业资源的占用比例。根据联合国相关组织的研究，海洋生物固定了全球55%的碳，其中海洋鱼类每年约排放16.5亿吨的碳沉入海洋深处，贡献了海洋表面下碳汇总数的16%（萨巴等，2021）。海洋人工饲喂养殖方式在碳生态方面，虽然与海洋自然生物有一定的区别，但这只是一个需要进行综合评价的科学命题。2020年世界渔业总产量1.78亿吨（不含藻类），为人类提供了17.5%的动物蛋白（联合国粮食及农业组织，2022b）。若未来动物蛋白需求增长量的50%由渔业提供，相应的渔业产量还需要增加约2.7亿吨。无论如何未来的海洋渔业都将会有巨大的发展空间。与发展畜牧业相比，发展渔业在农业资源占用、维持地球生态方面具有明显的优势。

　　据统计，2018年全世界有3900万人从事渔业捕捞工作，渔船总数尽管比2016年减少了2.8%（世界捕捞业的发展已处于一个受控制的状态），但仍然达到456万艘（联合国粮食及农业组织，2022b）。人类强大的捕捞能力，会造成过度捕捞，导致自然渔业资源的锐减，导致渔业捕捞的不可持续，甚至会造成一些物种的灭绝，损坏海洋生态系统。据联合国粮食及农业组织（以下简称“粮农组织”）的长期监测，处于生物可持续水平的鱼类总群占比从1974年90%快速地下降到了2017年65.8%（联合国粮食及农业组织，2022a）。

　　随着一系列控制配额、限制捕捞的海洋渔业国际公约的签署实施（张继红等，2021），1986年前后全球渔业捕捞量进入了一种相对平稳的状态（图1）。2018 年，世界排名前七的国家在海洋捕捞总量中占比50%以上，中国的占比为15%，排名第一。在排名前七的国家中，中国和美国逐步减少捕捞产量，仅有秘鲁仍然处在增长状态。近年来，我国政府通过压减捕捞渔船数量、制定休渔期以及长江“十年禁渔”修复生态等措施，实现对渔业捕捞的控制，我国渔业捕捞的增长也进入了一种相对平稳的状态。

　　1986年以来，全球渔业继续保持持续发展的态势，增长主要来源于渔业养殖（图1）。1986~2020年全球渔业养殖总量增长了889.4%。其中亚洲发展最快，增长了969.8% ，中 国 增 长了1152%，亚洲在世界渔业养殖总量增长占比为 89.2%(不含藻类)（联合国粮食 及 农 业 组 织 ，2022a）。亚洲是世界渔业养殖发展最快的地区，全球养殖业增长的主要贡献在亚洲和中国：亚洲是世界人口增速最快的地区；亚洲人独特的饮食习惯和临水而居的自然人文传统，形成了对发展渔业的一种特殊需求。欧美等国家渔业养殖的增幅大，但总量占比小，主要为海水养殖；非洲和大洋洲的占比较小，非洲以淡水养殖为主（图2）。我国是世界水产养殖总量第一的国家，由于我国实行以养为主的水产政策，形成了淡水和沿海近岸的大规模养殖体系，也是世界唯一养殖水产总量超过捕捞总量的国家（徐琰斐等，2021；叶婷等，2020）。从世界范围看，未来发展渔业养殖，欧洲、美洲和非洲无论淡水和海水都有充裕的可发展空间；亚洲地区在经过了近十多年快速发展的基础之上，如果按照现有的养殖方式和养殖模式，发展空间将会受到诸多因素的制约。

　　注：不含深水哺乳动物、鳄鱼、短吻鳄、凯门鳄和藻类。数据按鲜重当量表示。资料来源：联合国粮食及农业组织。

　　综上所述，从（1）区域人口增长的趋势，（2）生活质量改善对动物蛋白的需求，（3）饮食习惯与饮食结构改变和对动物蛋白生产消费结构的影响等3个方面，可以对世界未来渔业养殖增长和发展趋势做一个分析和展望：欧美等发达国家动物蛋白的生产、消费结构基本处于平衡状态，未来不会成为渔业养殖的主要增长区域。亚洲、非洲、南美等发展中国家和欠发达国家既是未来人口增长的主要区域，也是对生活改善有迫切需求的区

　　域。非洲和南美的饮食习惯和饮食结构的取向将会是一个变量，但一定有发展渔业养殖的需求。亚洲仍然会是全球渔业养殖发展的主要区域。

　　我国是一个人口大国，提高和改善人民的生活水平是党和国家的一项重要的基本国策。我国人民的生活水平提高得很快，对动物蛋白尤其是优质鱼类蛋白有十分巨大的潜在需求。我国渔业养殖的发展远快于其他亚洲国家，因此持续发展面临的问题也更多，制约的因素更为突出。我国目前渔业养殖的海淡水产品基本对半占比，淡水略高。与拥有的淡水条件相比，我国的淡水养殖已经占用很大的资源，2015年前后淡水养殖产量达到峰值（徐琰斐等，2021；农业部渔业局，2016，2017，2018，2019，2020，2021）。近年来内陆江河湖泊生态保护和流域禁捕要求越来越严格，淡水养殖产量呈现减少趋势。

　　目前我国海上养殖主要集中在近海浅水海域，养殖方式粗放、养殖布局不合理、养殖密度过大、养殖品质不高。例如，汕头市的蓉江出海口和南澳岛与之间有100多平方公里的海域，是拥有天然遮掩条件的优良养殖海域。在历史上开展过海上网箱养殖，出产优质的石斑鱼。但是长时间大密度过度养殖导致海域的海水 严 重 富 营 养化，海域环境恶化，养殖的鱼类致 病 并 大 量 死亡，以至于近年来整个海域只能养 殖 蚝 类 和 藻类。但是进行大密度的蚝类和藻类的养殖，又会造成一些新的海洋生态问题。所以就这片海域而言，可能需要人们提供一种较长时 间 的 休 养 生息、自然修复的条件，才能够最终恢复良好的生态。另一方面，陆基海水养殖需要利用近岸的海水，近岸海水水质恶化将会直接影响到养殖品质和养殖成本，影响陆基海水养殖的发展。因此，我国的海水和海上近岸养殖产业已经处于一种退化的状态。

　　2013年国务院发布的《关于促进海洋渔业持续健康发展的若干意见》，明确规定将海上养殖面积控制在115万公顷内，而且鼓励部分企业进行海洋离岸养殖。这意味着早在10年以前，我国近海养殖的发展空间就已经呈现出趋于饱和的趋势。事实上2021年我国海上养殖面积已经超过202万公顷（农业部渔业局，2016，2017，2018，2019，2020，2021），有限的近岸海域资源已经难以担负水产品总量持续增长的负荷。国家鼓励发展深远海养殖。我国拥有广阔的深远海养殖的海域资源。发展深远海养殖，具有水源优质、远离陆源性污染和目前开发程度低等显著的优势。深远海养殖采用的深水网箱，地处较深的海域，水面开阔、水流畅通，可以解决普通网箱养殖的水体交换不畅通、水质不稳定造成的鱼类抑制摄食、生长速度慢、病害发生率高的问题（徐琰斐等，2021；叶婷等，2020；徐皓等，2021）。因此，深水网箱养殖显现出的效率明显优于传统网箱。据2017年我国的一项统计资料，深水网箱仅用2.83%的养殖面积，就创造了18.5%传统网箱的养殖产量（徐杰等，2020）。综上所述，我国淡水养殖的发展已经受到了限制，近岸海水养殖处于一种过度饱和的状态，唯有走向深远海，才能够维持我国渔业养殖业的持续发展。

　　深远海养殖是一个严重受到海洋风浪环境影响的产业，迄今为止，发展深远海养殖一直是世界难题。挪威是世界海洋养殖的强国，深远海养殖的大国。挪威自然条件得天独厚，遍布不受海浪侵扰的峡湾，具有天然优良的海上养殖条件（克里斯塔基斯等，2021）。挪威主要发展了养殖工船和大型深水网箱技术，在发展深远海养殖方面居世界领先地位。从目前情况看，一方面，这类养殖方法的投资远高于近岸养殖，面临着较高死亡率、管理运营成本高等诸多难题；另一方面，深远海环境对养殖的影响还存在一系列未知因素，还存在许多需要人类进一步尝试和探索的问题。因此，挪威政府并没有大张旗鼓地去发展深远海养殖，只是让少部分先头部队探路，积累经验和技术。目前只有两家公司的两个深远海养殖项目获得挪威政府颁发的永久许可证。我国科学家在20世纪70年代末期就提出了建造海洋工船的设想（徐皓等，2021），通过40多年的努力，才在深远海养殖的装备上取得实质性的突破，2020 年我国深远海养殖的产量达到 29.31 万吨（农业部渔业局，2016，2017，2018，2019，2020，2021）。近5年我国建造了“国信1号”、 “鲁岚渔61699号”等大型养殖工船， “深蓝1号”等大型深海网箱， “海峡1号”、 “耕海1号”、 “嵊海1号”等深海养殖综合平台。我国深远海养殖装备产业正在加快形成和发展，装备的技术水平也逐步跨入了世界先进行列。但是与挪威深远海养殖环境不同，我国沿海每年都会受到台风的影响，这就需要更谨慎地对待包括极端天气等带来的未知风险。因此，要将发展深远海养殖事业行稳至远，就需要从更多的路径进行探索。

　　有关深远海的概念，海洋学、渔业生态学、国家海洋管理部门等有不同的表述和定义。关于深远海养殖，粮农组织将其一般性的定义为：设置于暴露在风浪作用下的开放海域，有设施设备保障，有补给船舶支持的海上生产系统（张继红等，2021）。我国的学术界对深远海养殖做过多种定义。有学者将深远海养殖定义为：设置在离岸10千米以外、水深大于20米并具有大洋性浪流特征的开放海域，采用规模化的养殖设施和机械化、自动化、智能化养殖配套装备，开展鱼类高效养殖生产，养殖配置符合生态环境相关要求（徐琰斐等，2021）。有学者定义为：设置在离岸3海里以外、水深在25~100米、无遮蔽的开放海域，以远程管控设施装备为保障、陆海补给系统为支持，对生态环境无负面影响的工业化海上养殖生产方式（徐皓等，2021）。还有学者将海上养殖分为近岸养殖、离岸养殖和深远海养殖（董双林，2019）。基于上述观点，并结合我国架的特征和我国国情，作者认为深远海养殖的定义应包含4个方面。

　　深远海养殖的深水，是指水深应能适应各类大型深水网箱的养殖。根据我们的调研和咨询，深远海养殖适宜水深范围为10~20米，因此深远海养殖的水深宜大于20米。就网箱而言，单个网箱养殖水体越大，单位养殖水体网箱的造价越低、性价比越高。另一方面，深远海养殖的优势之一是能够大量使用大尺度的网箱，例如直径60米以上的大型圆形网箱。在深水环境中采用大尺度网箱养殖，就能形成一种更接近于鱼类生长的野生生长环境和自然生态环境，养殖出高品质鱼类。如果能解决好灾害性海况的养殖风险，就能够用深水网箱大量地养殖大体型、长周期、高附加值的经济性鱼类，还能够改善鱼苗选育的条件。

　　深远海养殖是一种特殊的离岸海洋渔业养殖方式。在我国近岸的架，分布有丰富的季节性、结构性、周期性的沿岸洋流，它们与外海进入的暖流系统构成了中国的海洋环流生态。这种海洋环流生态能够持续带来新鲜的海洋能量，并能够持续输运和稀释近海污染，进而建立起一种能够自我净化和自我修复的深远海养殖生态环境。因此，深远海养殖的选址，尤其是开展大规模深远海养殖的选址，需要考虑选择具有稳定近岸洋流影响的海域，建立起一种由海洋动力提供的稳定的养殖生态系统。针对于选址需要组织专项的勘察，开展专题水文研究，其中要特别关注评估洋流环境，特别是赤潮影响的风险。

　　深远海养殖是一个边界条件极为复杂的巨系统工程，定义还需要体现系统整体最优化的思想。开展深远海养殖的基本系统体系包括两个前提、一个基础、一条产业链。两个前提：一个是安全养殖一票否决，另一个是绿色可持续养殖一票否决；一个基础：要以工业化的养殖方式为基础；一条产业链：能够提供良好的资源保障条件，以养殖科学技术支撑，采用高效率的养殖模式组织生产和完善的营销服务体系的产业链，用以实现深远海养殖的完整社会价值的创造。

　　一项技术如果需要社会付出高昂的成本，必将会影响这项技术的推广和应用，影响这项技术最终实现自身的价值创造。第一，深远海养殖的目标，是要为人类创造一种重要的生活必需品，而不是一种生活奢侈品。要让这个产业成为一个能够更好地普惠广大民众的产业。第二，短期经济性的要求应该是高效率和低成本。第三，对整个生命周期的成本和价值创造需要做科学的评估。根据我国深远海养殖发展的条件、环境和需求的情况，本文给深远海养殖作以下的定义：设置在水深不宜小于20米的开阔、开敞的海域，具有稳定的（近岸）洋流条件，后方陆域具备进行大规模养殖的现代化产业链的条件，养殖的安全风险可控，能够实现系统的最优化和养殖成本的最优化，并能够适应区域经济的长远发展、海域的长远规划以及海洋生态环境保护的海上养殖。

　　我国的深远海养殖起步晚，与先进国家相比仍存在较大的差距。2020年深水网箱的产量为29.31万吨，挪威在2008年三文鱼的养殖产量就达到了77.5万吨，12年前一个养殖品种的产量就已经超过了我国2020年深水网箱产量的1倍（联合国粮食及农业组织，2022a）。1989~2020年以来我国水产养殖总量均居世界第一，但目前深水网箱的规模占比很小，仅占海水养殖总产量的 1.37%，水产养殖总产量的 0.56%（农业部渔业局，2016，2017，2018，2019，2020，2021）。

　　业界和学术界对我国深远海养殖发展的现状做了许多很有价值的研究，综合这些研究中提出的主要问题有：缺乏健全的政策法规体系保障，水产种业不能有效支撑海水养殖业发展，养殖模式滞后亟待升级，养殖产品附加值不高等（李大海、韩立民，2016；叶婷等，2020；董双林，2015）。针对这些问题提出了比如加强产业顶层规划布局，构建完善法律法规体系、全产业链标准体系，培育现代海洋种业，持续推动养殖模式升级，实施品牌化战略、提升产品附加值等一系列重要的意见和建议（徐皓等，2021；侯海燕等，2017；朱玉东等，2017）。2022年3号台风“暹芭”对广东阳江深水网箱养殖造成了很大损失。台风以后作者到阳江、湛江、汕头进行了一次深远海养殖发展现状的专题考察，与政府相关部门、地方养殖企业、渔业科技人员和现场养殖工人进行了深入的交流和探讨。通过调研，我们进一步发现了我国深远海养殖发展存在的一些值得关切的问题，具体总结为以下4个方面。

　　地方养殖企业是当前发展深远海养殖的主体。在座谈交流中，大家对我国海洋近岸养殖发展的不可持续性和发展深远海养殖的必然趋势都有共识。不少养殖企业认为深远海养殖能够创造很好的经济效益，用他们的话说： “三年养殖只要有一年成功，就能够维持企业的正常运营。”尽管如此，绝大多数的养殖企业对于发展深远海养殖仍然望而却步，缺乏积极性。

　　用他们在座谈中的一段话来讲： “深远海养殖就是从有钱养到没钱，从有房住养到没房住。”再比如，地方养殖企业在座谈中提到，解决好养殖保险问题是他们最为关切的问题。对于企业来讲，发展深远海养殖是一种高风险的投资。如果没有养殖保险做保障，一旦受灾血本无归。养殖保险问题虽然已经得到了政府的高度重视，但是地方养殖企业反映，投保条款的设定异常苛刻，还不足以解决加快发展深远海养殖的后顾之忧。

　　座谈中介绍，政府农业部门为了鼓励深远海养殖的发展，制定了包括每1万立方米养殖水体的装备给予200 万元补贴等一些非常有力度的政策。但是这项补贴政策的惠及面很有限。地方政府鼓励多、实际投入少。因为面对深远海养殖的巨大风险，政府在推动深远海养殖发展时，不仅需要面对投入产出的问题，更为重要的是还需要面对安全风险的问责担当问题。

　　比如湛江市的养殖业基础条件较好，为了加快养殖业的发展，近年来成立了以深远海技术研发为主攻方向的研发机构，整合高校、央企资源，形成了产学研用一体的研发体系，并取得了不少成果。但是未来如果没有能够承担风险损失的资本支持，落实实施主体会成为制约技术成果规模化转化的一大难题。我国的东南沿海台风多发，1977~2021年间登陆我国的台风数量年均达到7.4个。台风导致的灾害严重地影响了渔业养殖，从我国近年的统计资料看，海上养殖年年都要遭灾（中国气象局数据网，2022）③ 。例如，2013年广东和海南两省累计损毁了海上养殖网箱（鱼排）6万多个（隋广军、唐丹玲，2015）；2014年9号超强台风“威马逊”造成了海南省的渔业直接经济损失超过27亿元（吴祖立等，2018）；2021年强台风“烟花”造成了浙江舟山的18.4万多亩水产养殖面积受灾，直接经济损失达到10亿元 ④ 。中国工程院院士包振民教授是从事海洋科学研究的知名海洋生物专家，认为发展深远海养殖事关国家粮食安全，意义十分重大。当前我国的深远海养殖面临3个问题：第一是“看天吃饭”，到深远海养殖不安全；第二是不走向深远海，国家的养殖事业前景堪忧；第三是“看天吃饭”的问题不解决，深远海养殖就走不出去。中山大学黎祖福教授是长期推动我国海洋养殖事业发展的知名学者，他提出的一个重要观点是：发展农业生产要兴修水利，变“看天吃饭”为“旱涝保收”；发展深远海养殖也要解决“看天吃饭”的问题，只有解决好高海况环境下的养殖安全问题，才能够突破深远海养殖的发展瓶颈。

　　本文得出的结论是：制约我国深远海养殖发展的主要矛盾和核心问题是养殖安全问题。只有解决好养殖安全问题，才能够让养殖企业安心地走向深远海，投资者和保险企业才能够放心地提供服务，政府才能够放手地制定政策并进行统筹协调，我国的深远海养殖才能实现良性发展。

　　海洋巨大的波浪反复作用所造成的破坏能力是一种人力难以抗拒的破坏力，也是大自然给人类带来的最具灾害性影响的破坏力之一。作者从两个方面来说明这个问题。第一是我作为港珠澳大桥岛隧工程负责人，2017年8月在人工岛上亲身经历了超强台风“天鸽”过境的过程。 “天鸽”预报时的最大风力不到10级，是一个在我国南海形成的小台风，登陆时成为了一个风力达到16级以上、实测风速超过50米/秒的超强台风，造成珠海损失100多亿元。从这个经历中我获得了两方面的感受：第一，即便是在气象卫星、超级计算机、智能化分析模型的时代，像海洋台风这样的灾害性气象仍然具有不可预测性。第二，海洋极端灾害性天气呈发展趋势，海上的灾害性气象海况所造成的破坏力往往远超出一般人的想象。这里我想给大家介绍一个让我们感到很震惊的细节。当时因为有些幕墙还没装好，透过幕墙的风，居然能够把室内用作隔墙结构的槽钢和工字钢吹弯吹变形。当我们身处台风中心时，才会很真切地感受到“此时此刻人类的任何努力都会不堪一击”。第二是我们的团队对海上“排山倒海”的力量做过分析。我国南海近岸的极端性海浪高度达到16米。这种波浪每100米迎浪面的波浪力达到5万吨，与一座千米级悬索桥主缆的缆力相当。在桥梁界，将悬索桥的主缆称作大桥的生命线，在主缆两端设置两个大锚锭提供主缆的拉力，被称作大桥的“命根子”。提供5万多吨缆力的锚锭，是一种需要嵌入地下的自重超过20万吨的巨大的结构物。这类波浪的波周期一般都会达到10s以上，波长甚至会超过200米，波流速度能达到10米/秒的级别。在波浪进入近岸的水域受到海床的挤压后发生变形，在海底地形变化剧烈的区域还极有可能引发波能突变的现象，造成不可预测的破坏性的波浪行为。这种波浪到底有多大的破坏力，我们可能还没有人经历过，因此还缺乏对它的直接经验和感受。

　　人与自然要和谐相处，要敬畏自然，否则就会受到惩罚，会付出巨大的代价。所以，在灾害性的海况可能发生的时候，人类普遍遵循的防范原则和指导思想，不是对抗而是避让。避让的方式归结起来有以下4类。

　　第一类是撤离到预定的安全水域防御灾害。在我国东南沿海设置了许多的防台锚地，当有台风影响时，社会船舶和工程船舶可以撤离到这些预先规划的水域，以保证安全。

　　第二类是通过游弋的方式主动避让。举一个港珠澳大桥建设中的案例。港珠澳大桥人工岛建设需要120个直径22米、高约50米的钢圆筒，用10万吨远洋轮从上海运到珠江口。在满载钢圆筒的情况下，船舶的安全抗风等级为8级，作者利用全球气象信息系统提供的信息，让船舶始终避开8级风圈的影响范围。养殖工船也采用了主动避让的防灾理念。

　　第三类是在原地垂向避让。海上工程使用的自升式平台通过升出波浪影响范围，来避开风浪灾害的影响。比如近海的采油平台和海上施工的大型工程平台。平时作业可以通过升降，使得工作不受波浪影响。在有灾害性海况的时候，平台升出波浪影响范围可以保证其安全。

　　现在技术发展了，人类也在尝试发展一些在极端海况下不需要撤离的浮式平台和特殊装置，但造价极其昂贵。例如，我国南海的大型漂浮式采油平台，一个平台的造价达到200亿元左右，平台通过锚固系统固定在作业海域。当面临灾害性海况的时候，人员要撤离，平台不需要撤离。再比如国家计划研发一个造价38亿元的大科学装置，用来研究海洋的灾害性气象规律。这个装置需要做到在极端海况下人员和装置双安全。近年来发展的深远海养殖平台也是一种能够做到就地防御灾害的装置。

　　第四类是采用工程的方法隔离灾害性海况的方式。港口水工工程的港池和防波堤就属于这类方式。我国海上养殖普遍采用HDPE深水网箱。这种网箱在通常的海况下能够“以柔克刚”，经济性很好。但在灾害性海况下网箱会产生很大的变形，网箱的自身结构和锚固系统都会变得不安全，养殖的鱼极其容易受伤死亡或大量逃逸。而且网箱自身不具备撤离的机动能力，当地也没有条件为大量的网箱提供临时存放的安全水域。

　　因此，团队创新了一种离岸隔离的防御理念，利用海工工程隔离灾害性海况的理念，研发了一种通过建设海上防护基础设施，隔断灾害性海况，为深远海养殖提供离岸的有安全保障的人造环境的技术。

　　为此，我们需要建立一种海上防护基础设施的新型大型公共基础设施理念。公路是一种汽车通行的基础设施，航道是一种船舶通航的基础设施，机场是一种航空运输的基础设施。同样的，海上防护设施是一种深远海养殖的基础设施。

　　我国南海的极端灾害性海况是一种最具代表性的灾害性海况。团队以这种条件的波浪为研究对象，探索了利用海工技术在海上建设能够防御极端灾害性海况人造环境的可能性。

　　团队提出的海上防护基础设施的主体结构是由大直径圆筒和放置在圆筒顶部的挡浪墙体组成的安全消浪设施（参见《管理世界》网络发行版附录附图1）。研究针对我国南海近岸波高16米的波浪。选择的海域离岸距离10~15千米，水深28~30米，砂质海床。如果需要抵御16米的波浪，就需要采用直径近30米、自重超过4万吨的大型圆筒结构，在插入海床的一定深度以后，每个圆筒可以独立地抵御1万多吨的波浪力。将数百个圆筒围成一个圈，与圆筒顶部的挡浪墙体组合在一起，就形成了能够抵御以百万吨计波浪力的安全消浪设施，用以隔离灾害性的海况。圆筒之间需要设置间隙，让安全消浪设施有一定的透水和透浪的功能。通过调整间隙，可以控制安全消浪设施的透浪率和透水率。团队研究的结果：16米的波高可以被削减80%~90%，降低到2米左右；并且可以做到每昼夜进行1次水体交换。在未来需要根据具体的海况环境和工程建设的条件，以及养殖对环境的要求，开展模型实验来确定具体的工程设计方案。采用这种以安全消浪设施为主体结构的海上防护基础设施，即便是我国近岸的极端灾害性海况，深远海养殖安全包括养殖水质环境都可以得到保障。在这样的水域里进行深远海养殖，就完全免除了对海洋灾害的后顾之忧。

　　海上防护基础设施建设的适宜水深为20~40米。我国沿海架水深20~40米的海域面积有37万平方千米（张继红等，2021），可利用的海域资源十分充足，建设的经济技术条件都较为有利。海上防护基础设施的形状以圆形为最优：第一，单位长度获得的遮掩水域面积最大，经济性好（图3）；第二，消浪效果较好，有利于结构安全；第三，有利于控制对区域水流环境的影响。海上防护基础设施属于一种透水结构物。根据我国有关透水结构物的用海规定：地方政府拥有7平方千米以内的审批权限，超过7平方千米需要由国家相关部门进行审批。所以，可以将大规模深远海养殖基地分为小型、中型和大型三类。7平方千米以下规模的为小型，7平方千米以上为大、中型（表1）。

　　建设海上防护基础设施是一种大规模的海工工程，它的投资规模与高速公路工程和大型桥梁工程是相当的。但与后者相比较，建设海上防护基础设施可以采用工业化流水线进行大圆筒的制造，采用大型装备在海上进行安装，工效很高，施工速度很快，建设周期很短，规划、设计、建造可以在一年内完成；投资大，收益高，见效快；投资的财务成本也远低于后者。

　　通过海上防护基础设施围成10~20平方千米的遮掩水域，形成一个大规模深远海养殖基地，一个养殖基地的平均养殖水体就能达到6400万立方米的规模（见表3）。就养殖规模而言，量变带来了质变，深远海养殖的条件发生了巨大的变化：2021年全国深远海养殖水体的总量大约仅为3400万立方米；世界上包括我国现有的各类深远海养殖平台、养殖工船、养殖网箱的养殖水体，一般都在 3 万~5 万立方米，最大的也只有10多万立方米的规模。人类通过自己建设大规模的海上防护基础设施进行养殖，这是人类历史上第一次提出大规模深远海养殖的全新命题。面对这样一个命题，对如何开展大规模深远海养殖进行系统的探索和研究是十分必要的。

　　建立现代化大规模养殖方式的新理念是首要问题，其本质就是要建立起以工业生产的大规模生产方式为基础的新的养殖思想：第一，这个新理念要以工业生产的机械化和自动化为基础。农业的种植业、畜牧业，包括渔业等的基础生产方式的共同特点都是重复性工作。按照工业生产的规律，重复性的工作都可以实现机械化和自动化，而且采用自动化的生产方式更具优势。以美国为例，美国是世界农业生产最先进的国家，美国的种植业、畜牧业都实现了机械化和自动化的生产就是很好的证明。第二，这个新理念要以系统工程思想为基础。以现代化大规模养殖方式为基础的养殖体系是以以下4个方面所构成的覆盖了3个产业的系统工程。第一个方面有大规模养殖水域作为基础；第二个方面具有开展大规模养殖的条件；第三个方面在规模化条件下能够形成高效率的机械化和自动化的生产系统；第四个方面能够形成一种完善的社会服务保障体系。按照这样一种养殖的理念，需要以系统工程思想为指导，创新发展以先进的工业化思想为基础的全新的大规模深远海养殖模式。鉴于此，深远海养殖方式的发展面临着大变革和大发展的重大机遇。

　　根据现代化大规模养殖方式的新理念，我们创新了大规模深远海养殖新模式（见图 4）（以下简称“模式”）。该模式由海上防护基础设施、工业化养殖系统和陆基支持系统3个部分组成。模式的主体是工业化养殖系统，该系统包括模块化组合网箱系统、专业化养殖服务系统和智能化监控管理系统3个子系统。由海上防护基础设施提供的大规模的水域环境，模块化组合网箱系统创造的开展大规模养殖生产的条件，专业化养殖服务系统、智能化监控管理系统和陆基支持系统等形成的高效率的机械化和自动化的生产系统，以及完善的社会服务保障体系，形成的大规模深远海养殖模式，是复杂的系统工程。这个系统的特点：第一是经济规模巨大，由一个大型深远海养殖基地构建的系统，形成的社会经济规模总量将超过500亿元；第二是一个覆盖3个产业的大系统；第三是一个由地方政府主导，以地方企业为主体的产业链。这种模式能够较好地解决4个方面的重要问题：第一解决养殖安全问题；第二能够在空间高度集中、资源高度集约化的条件下进行大规模养殖；第三可以形成一个高效率、高产出、低成本的养殖服务体系；第四可以在绿色养殖、海上生活等方面有新的突破。为了便于了解和把握这个模式的体系和思想，我们将这个模式概括为“两个前置条件、三大特点、三个特色和两个区别”。

　　海上防护基础设施提供安全养殖的条件，陆基支持系统提供产业链和资源保障的条件，它们是开展大规模深远海养殖的两个前置条件。前者在前文已作了系统介绍，接下来对陆基支持系统作以下介绍。陆基支持系统是大规模深远海养殖后方的配套产业链：该系统的经济规模巨大（见表2）。每建设一个大规模深远海养殖基地，需要配套的饲料生产能力达到90万~100万吨/年；鱼产品的销售产值按照世界渔场交货价的1.5倍估算，达到289.5亿元/年的巨大的交易规模。因此，发展陆基支持系统也是发展地方经济的一个重大机遇。陆基支持系统形式上可以按照“一港”、 “一园”、 “一市场”统筹配套。

　　（1）“一港”是指要有一个专用的港口。提供鱼饲料装卸、基地生产生活物资装卸、鱼产品装卸、养殖装备组装转运、基地淡水供应、基地工作人员交通服务、基地工作船舶回港靠泊服务等，在港区还需要建设交通、餐饮、超市、工作人员临时休息等综合服务设施。服务于一个深远海养殖基地的港口年装卸量大约为300万~500万吨。

　　（2）“一园”是指要在港区后方规划一个产业园。一个养殖基地的主要配套产业包括种苗生产（5亿~10亿尾/年）、鱼饲料生产（90万~100万吨/年）、养殖装备制造（3亿~5亿元/年）、鱼产品加工（100万吨/年）等。

　　（3）“一市场”是指要在港区和产业园之间建设一个鱼产品交易市场（交易额规模：300亿元/年）。配套冷链服务、仓储服务、物流服务、销售服务、文旅服务等构成的产业链。大规模深远海养殖模式是一个覆盖了3个产业的产业链，而且是由若干分散独立的经济实体和企业组成的十分庞大而复杂的系统工程。该模式的海上养殖部分是一种类似于工业化生产的大规模生产组织方式；整体体系更类似于一种工业化生产的标准流程化的生产组织方式。因为，如果需要维持一个大型深远海基地的养殖生产，那么人们每天都需要向海上提供200万~300万尾鱼苗；每天都需要提供大约2500吨的饲料；每天都需要向海上提供各种补给物资、日常海上养殖服务所需要的支持。海上每天都会生产出3000吨的鱼产品，所有的鱼产品每天都需要能够得到及时的加工、保鲜、储藏或分销。海上养殖生产难免会遭遇到恶劣的气象海况，需要具有标准流程化的应对功能和应对能力。信息管理系统是“中枢”和“大脑”，每天还需要完成数据的采集、分析，并形成系统的指挥指令。总而言之，大规模深远海养殖模式的体系运行，是一个以社会分散的自然资源为主体的一种特殊的大规模的生产组织系统，这个系统涉及到整个社会资源的许多方面。一旦运转不畅，不仅会影响到系统本身的正常运行，而且会带来社会面上的影响，造成经济损失。这样一个复杂的系统工程问题是一种全新的、需要地方政府、养殖企业在未来深入思考和研究的重大管理问题。

　　大规模深远海养殖模式有三大特点：一是“模块化养殖”实现大规模集约化的养殖生产；二是“专业化服务”体系提供高品质高效率的养殖服务；三是“信息化管理”实现对养殖生产的管理和指挥。

　　（1）模块化养殖：在一个有遮掩的水域里开展深远海养殖：首先，如何确定养殖水体的适宜占比是一个十分重要的、而且是需要优先解决的具体问题。针对于这个问题团队进行过研究。在大面积遮掩水域内确定养殖水体适宜占比的影响因素包括：第一，与养殖所处海域的海流强度等条件相关；第二，与海域的强浪向和海流流向的耦合关系相关；第三，与海上防护基础设施的透浪率和透水率的优化设计相关；第四，最关键的因素是与在遮掩水域开展养殖所需要或所允许的波浪、海流、水体交换频次，以及满足养殖作业所需要的船舶通道、深水网箱锚固的水下安全空间的控制标准相关。综合已有的研究成果，在大面积遮掩水域内，养殖面积的适宜占比为20%~30%，相应的养殖水体体积的适宜占比为10%~15%。按照这个标准，建设一个大规模深远海养殖基地，平均养殖水体能达到6400万立方米（见表3）。

　　其次，未来如何去突破大型柔性深水网箱的锚固将是一大技术难题。即便是处在有遮掩的环境中：一是与近岸的条件相比较，海上工程的经验表明，30米的水深是一个很大的变化，将是一种完全不同的挑战；二是以大型柔性深水网箱和深水锚固系统构建的大规模的柔性结构物的锚固体系的锚固机理是一个尚需要进一步研究的复杂的工程问题；三是在遮掩的环境中，虽然使得海浪和海流的条件得到了控制，但是仍然存在外海环境下大型深水网箱的抗风安全风险问题。归纳以上3点，研究的结论是：即便是有遮掩的深远海条件，它与近岸浅水条件相比，网箱的锚固将会是两种完全不同的体系。更为重要的是还存在两大安全问题：一个是深水网箱高密度分布，会造成多个网箱的锚固系统相互压锚，牵一发而动全身，不仅会增加网箱拆装维护的难度，甚至会存在网箱结构发生意外的安全风险；另一个是高密度网箱以及密集的锚固系统，会成为养殖船舶行驶作业的安全隐患。

　　我们在前文已经做过介绍，2017年全国深水养殖水体为1200万立方米，网箱数量达到14000个，一个深远海养殖基地的平均养殖水体为6400万立方米，相当于全国深水养殖水体体积的5倍。如果采用传统的深水养殖方式，就要用数万个网箱在遮掩水域里养殖，显然是不可行的。假如采用大型的深水网箱分散养殖，根据前文对大型柔性深水网箱锚固系统的分析，特别是对两大安全问题的分析，应该也是不适宜的。遮掩水域是一种人造的并且是有限的水域环境，空间高度集中，资源高度集约化，给养殖环境带来了前所未有的改变。在这样一种极为受限的空间中，仍然按照传统的习惯用成千上万的网箱自由地进行养殖是无法设想的。因此，团队提出创建一种模块化组合网箱系统，创新一种模块化网箱连接技术，将10~12个大型深水网箱进行模块化组合，并能实现整体锚固，形成一个个的养殖单元，进而在有限的空间拓展出数千万立方的养殖水体，同时创造一个能够保障养殖工作顺畅有序的工作环境。

　　模块化组合网箱系统由两部分组成：（1）大型深水网箱。比如采用直径60米以上、养殖水深15~20米的大型圆形柔性HDPE深水网箱。结合网箱的透水性能、养殖水体效率的因素、养殖的习惯等，也可以考虑采用矩形、方形以及其他形状。采用HDPE深水网箱的好处在于，这类网箱在我国技术成熟，经济性好，生产制造使用都具备良好的基础条件。（2）关键技术是需要创新一种漂浮式的、柔性的大型深水网箱模块化连接结构体系，也可以简称为深水网箱模块化连接技术。通过这项创新的技术要实现两个功能，并且解决两个重要的问题：一是通过漂浮式的、柔性的模块化连接结构，要能够在未来实现对养殖工作体系的整体锚固的功能；二是依靠模块化连接结构，能够实现将10~12个大型深水网箱连接成为一个整体的养殖单元的功能。这种锚固体系在海中的尺度很大，长度达到数百米，宽度要超过百米。在实际使用时，首先需要在海中组装和锚固好锚固体系，然后再将一个个的大型深水网箱漂浮到锚固体系相应的位置进行连接和固定，这样就完成了整个养殖单元的组装工作。

　　单个养殖单元的养殖水体大约为100万立方米，每平方公里布设3~4组养殖单元，一个十多平方公里的深远海养殖基地有数十组这样的养殖单元。采用模块化组合网箱系统的技术还具有以下三方面的优势：一是有利于养殖网箱形成标准化的系列产品，二是有利于海上养殖专用船舶实现标准化和系列化的研发制造，三是有利于建立标准化的养殖服务体系。

　　（2）专业化服务：在前文已经介绍过，一个大规模深远海养殖基地，如果一年养殖90万~100万吨鱼，就意味着这个基地需要管理超过50个100万立方米的养殖单元、600多个10万立方米养殖水体的大型深水网箱；一个基地平均每天要新投放200万~300万尾鱼苗；每天要投喂2500吨饲料；每天要捕捞3000吨的鱼等。以上就是所谓大规模深远海养殖的量化的概念。仅就量而言，它就是对现有养殖方式的颠覆。在这样一种认识的基础上，接下来我们对未来大规模深远海养殖的5项重要工作逐一地进行分析。

　　第一项重要的工作是大规格鱼苗的海上养殖工作。现在的养殖规模不大，使用的网箱也不大，一般采用小规格鱼苗直接投放到网箱内进行喂养。随着鱼的体型增大，再更换大网眼的网衣。在鱼的生长周期内，大约要更换2~3次网衣。但是养殖工人告诉我们： “在海上养殖，最辛苦、最困难的一项工作就是更换网衣。”目前也有一些直接投放大规格鱼苗，来避免更换网衣的做法。而大规模深远海养殖需要采用的大型HDPE深水网箱，比如达到10万立方米养殖水体规模的网箱，直接投放小规格鱼苗、在鱼的生长过程中多次地更换网衣，这种做法的技术可行性和经济性都存在很大的问题，至少是一个需要在未来结合于养殖实践进一步论证的问题。我们的考虑是：将大规格鱼苗的海上养殖工作列为一项专业性的工作；在养殖基地内专门规划鱼苗养殖区域，或者采用适合于小规格鱼苗养殖生长的网箱，或者采用比如海上循坏水等高效率的鱼苗养殖技术，来解决大规格鱼苗的大批量养殖问题。

　　第二项重要的工作是网箱系统的安装、更换和维护工作。假如未来采用10万立方米水体的大型圆形柔性HDPE深水网箱，这种网箱的尺度非常大，直径达到80米以上，周长达到240米以上，面积要达到5000平方米，相当于10多个标准篮球场。这种网箱在波浪作用下竖向是一种柔性结构；在海平面上需要依靠漂浮式的支撑体系加上锚固系统来形成一种稳定的结构；沿着水深的垂直方向，如何做到在受到海流、波浪影响时，网衣整体能够保持一种稳固的状态，这一点是一个难题，是未来使用这种大型深水网箱，在装备技术上有待突破的关键技术问题。大型柔性深远海养殖网箱产品实际上是一种包含了复杂工程科技的工业产品。未来在海上养殖中使用这种产品，从工厂生产、产品运输、产品组装、海上组合，一直到拆除更换、维护回收等全过程的工作，都属于专业性、技能性以及对装备都有很高要求的工作。要完成好这些工作，不仅需要形成一整套的专项技术、专用装备，还需要建立专门的标准，培训专业性的作业人员，组建一支专门的团队。

　　第三项重要的工作是饲料投喂工作。饲料投喂工作直接影响鱼的生长和养殖成本，饲料加上饲料投喂服务占了养殖成本的六到七成。传统的饲料投喂方式是依靠经验粗放的饲料投喂方式，是一种低效率的生产方式。传统的饲料投喂工作是劳动密集的工作，本质上属于重体力劳动。作者在湛江调研了一家在国内属于规模和管理都比较靠前的养殖企业。该企业每年生产大约4500吨的鱼产品，用30个养殖工人，平均每天大约需要投喂15吨饲料。这些养殖工人反映说：第一，每天都要去搬10多吨的饲料，身体和心理都非常疲劳；第二，常年在风浪条件下喂食，对于人、船和网箱都有很大的安全风险；第三，都知道最好的情况是让鱼吃九分饱，这样鱼不爱得病，残饵少，饲料浪费少，鱼也长得快，但是工人是凭经验投喂饲料，大多数情况都会多喂或者少喂。采用大规模深远海养殖模式，一个基地每天平均需要投喂饲料量要达到2500吨的量级，面对这样一个投喂量，传统的饲料投喂方式已经失去了现实性。如果未来人们能够依靠科学的方法，实现精细化的投喂，一年减少10%的饲料浪费，就可以节约5亿元的成本；如果能够将鱼的生长速度提高5%，一年就可以增加近10亿元的产值收入。但是在调研交流中发现，将来要让养殖企业快速地改变对包括饲料投喂在内的一些习惯做有非常大的难度。退一步讲，当面对现实条件限制的时候，我们可能需要采取一些过渡性的方法。但是要十分明确的是，采用传统的和习惯的方法不能发挥出现代化大规模养殖方式的工业化、自动化和高效率的优势。因此，针对于饲料投喂，需要构建通过自动化、智能化最终能够达到精细化、精准化的大系统，并按照这个系统来建立服务于大规模深远海养殖饲料投喂的专业化生产管理体系。

　　第四项重要的工作是网衣污损生物的清理工作。根据调研发现，无论对于哪一类的网衣材料，从我国现有的养殖经验来看，网衣的污损生物已经成为了影响海上网箱正常养殖的另一个十分重要的具体问题。因为目前我国近岸养殖的水质环境都有不同程度的海水富营养化现象，形成了比较有利于网衣污损生物生长的生态环境和生长规律。按照一年的养殖周期，在某些季节网衣污损生物的生长速度会变得特别快；按照水深和水流的分层，网衣污损生物的生长会有不同的分布和变化；网箱内的养殖密度和饲料的投喂管理会影响水体的营养成分，也会影响到网衣污损生物的生长等。污损生物的大量附着会阻塞网眼，影响到网箱内外的水体交换，导致网箱内部环境恶化，增加鱼群致病和死亡的风险。未来的大规模深远海养殖是在稳定的洋流环境中进行养殖：第一，有新鲜的海水不断补充，能够实现频繁的水体交换，海水富营养化的现象能够得到大为改善。第二，在有稳定洋流的环境中，海水的温度一年四季也会相对的更加稳定。第三，如果采用大规格的鱼苗以后，能够采用较大网眼的网衣材料，还有利于改善人工养殖形成的富余营养水体在网衣区域的集聚。总体上来讲，大规模深远海养殖网衣污损生物的影响一定会得到改善，但是对于养殖一定仍然是一个重要的影响因素，这一点是不会改变的，而改善的程度还有待在未来做进一步的研究。传统网箱清理污损生物，常常采用更换网衣、通过晾晒再进行清理的方法。对于大规模深远海养殖采用的大型深水网箱，一个网箱如果达到10万立方米的水体，仅网箱里的鱼就有上千吨；网箱本身也很昂贵，更换网衣还需要大量的装备和人力的投入。如果仍然简单地考虑采用更换网衣的方法，从对养殖的鱼产生的影响、从经济上以及管理上都将会形成一系列的难题。如何处理大型深水网箱产生的污损生物，是大规模深远海养殖在未来有待于攻克和解决的一个重大问题。这个问题有多条可能的解决路径，比如第一，从网衣材料上进行突破，研发能抑制污损生物生长的网衣新材料；第二，从装备上进行突破，研发自动化、智能化、高效率的网衣污损生物清理装备；第三，建立基于大规模养殖的网衣污损生物监测管理系统，准确掌握污损生物生长状态，并能及时提供清理信息等。但是，最为重要和最为关键的是要建立一套专业化的管理体系，形成一支网衣污损生物的监测、监控、清理的专业化的管理队伍。

　　第五项重要的工作是捕捞工作。首先，一个基地的年捕捞量理论上要达到90万~100万吨。就捕捞量而言，这已经是一项远超出正常捕捞能力范围的特殊的捕捞工作。其次，以一个10万立方米养殖水体的大型深水网箱为例，成品的鱼类达到1500吨左右。要在受到柔性网箱制约的环境下完成这个大强度的捕捞工作，不仅需要研发一系列特殊的装备和工具，还需要开发一些特殊的专业化的大型捕捞船舶。第三，对于一个基地，如果每天都需要去完成3000吨的捕捞量，就一定需要建立一支专业的，并且要足够强大的捕捞团队，才有可能完成好这项繁重的工作，担负起重大的责任。根据以上的工作分析进行整合和组织，作者建立了包括海上鱼苗养殖服务、网箱系统维护服务、饲料投喂服务、污损生物管理服务、基地捕捞服务5大专业生产系统，加上资源保障服务、技术支持服务、海上生活社区服务3大专业服务系统的完善的大规模深远海养殖专业化服务体系。按照未来达到自动化、智能化、标准化、流程化的理想组合状态做了预测，一个基地的人员配置大约在120~180人之间。但是这些人员应该都是高素质的专业人员，都是知识型员工。根据粮农组织2018年的报告，全世界渔业养殖从业人数为2050万人，养殖的水产品总量为5000万吨。如果采用大规模深远海养殖模式，每100人每年可以养殖出64万吨的鱼产品（参考表4）。按照这个养殖效率，大概仅需要不到1万人，就能实现同样规模的养殖产量。从以上分析结果我们可以做一个判断：采用大规模深远海养殖模式，不仅可以改变海上养殖的资源条件、改变深远海养殖的风险状态、改变养殖生态的可持续性，还极大地解放了海上养殖业的生产力，完全可以媲美甚至超越美国、英国、日本等发达国家的先进农业生产水平和生产方式。如果能够不失时机去发展这种模式，我国的深远海养殖业就一定能够率先实现现代化大农业生产方式的重大突破。接下来以饲料投喂服务为例做进一步的分析和说明。与在海上的自然环境中养殖相比，有掩护的环境称得上“风平浪静”，安全是有保障的；饲料投喂服务系统提供的是智能化的精准投喂方式，是对传统人工投喂方式的颠覆。饲料投喂服务系统包括饲料储供中心、智能化喂料船和“供料-投饵”管理系统。这个系统按照专业化分工的原则，创造了一种能够满足大规模深远海养殖的标准化流程服务，本质上就是大规模工业化思想的体现：第一，在每个基地设置1~2个大规模的饲料储供中心，智能化喂料船到储供中心取饲料。饲料供应商可以供应到储供中心，由专业公司负责投喂，也可以负责供料和投喂。第二，系统采用的智能化喂料船是一种具有自动投喂功能、卫星导航自动循迹功能、海上动力定位功能，并且可以选择采用机械输送方式或者空气输送方式实现全自动饲料投喂的专用船舶。第三， “供料—投饵”管理系统是一种智能投喂管理系统，用物联网系统管理投喂指令，由喂料船上的计算机系统执行指令，完全可以做到精准投喂。对于一个大规模养殖基地，饲料投喂服务系统提供的是高品质、高效率和低成本的标准化服务。无论采用哪种养殖生产的组织体系，通过购买服务的形式，这个系统都可以提供无差别的专业化服务。

　　（3）信息化管理：大规模深远海养殖是在海上固定的场所内进行养殖生产，加上有遮掩水域的条件，就能够方便地建立大规模的数据监测和信息管理系统，形成大数据的环境，并建立起大数据平台：有了这种大规模的固定水域，就有了进行长期系统监测和研究的工作条件；大规模养殖还能够提供大量丰富的样本条件，有了这方面的条件就可以方便地开展各种专业性、目的性的监测和研究；进行大规模养殖还提出了组织专门的团队开展长期监测和研究的需求和必要；相应的就需要建立起较为完善的系统设施，形成一套能够进行长期正规化监测研究的基础设施。

　　团队研究规划的这种大规模深远海养殖基地，设置了一个现代化大规模的海上生活社区，社区的面积达到2万平方米。海上防护基础设施上的风电厂，可以提供充足的绿色能源。这就为将来在海上的养殖基地建立高水准的监控信息管理中心创造了条件。考虑这种信息的重要性和价值，未来还需要在陆上的专用港区建立一个具有同样功能的副中心，作为一个备份。沿着养殖基地的一周有十多公里的海上防护基础设施，平均的高程达到10米左右，交通便捷，可以作为建设各种通信基站、布设各种网络和建立各种永久监测设施的基础设施。在海面的部分分布有50~60个、单个投影面积达到7万平方米的海上养殖单元，每个单元有10~12个大型深水网箱，它们是一种被锚固在海床上的大型漂浮结构。利用这些养殖单元可以很方便地建立起各种覆盖养殖全域的系统设施。海面上的监测设施可以就地采用太阳能，通信采用无线通信的方式。海上的高盐、高湿，在南方地区还存在高温的环境，属于一种腐蚀性很强的恶劣环境。未来大规模地布设基站、网络和监测设施，需要高度关注系统设施的耐候性、耐久性和可靠性，需要进行专门的产品开发和特殊设计。以上基于物联网、大数据、智能分析模型，建立的系统是一种为大规模深远海养殖提供直接信息服务的数字化应用技术平台。具体来讲：第一，结合物联网等技术实现全覆盖的智能化深远海养殖监控管理；第二，建立全域数据感知采集平台，并在此基础上形成系统的深远海养殖数据库；第三，利用大规模养殖环境参数，结合大数据等技术，建立一个功能齐全的智能数据分析系统。将以上的系统设施进行整合和概括，就构成了一个可以称之为以“一网”、 “一库” “一中心”为主体框架的大规模深远海养殖信息化管理、未来能够进一步实现智能化管理的“大脑”和“中枢”的完整的信息化管理系统。

　　团队分析未来大规模深远海养殖的环境、养殖、维护3个方面的需求，构建了养殖环境监控系统、智能投喂管理系统和养殖设施监控管理系统。

　　（1）养殖环境监控系统是对大规模深远海养殖的环境影响要素进行监测管理。环境监测要素包括采集养殖区域气象、水质、海流、温盐等海洋数据，监测与海洋生物生产力和养殖相关的浮游动植物、自养细菌、微生物、环境水生物、生命基础元素以及水质富营养化信息。利用大数据等技术对海量数据进行特性提取、分类、处理，构建分析与预测模型，做到能够智慧地提供鱼群健康的预警信息、鱼群病害的预防信息、养殖环境维护的决策信息。

　　（2）智能投喂管理系统是对大规模深远海养殖饵料精准投喂进行监测管理。要以鱼的生长效率为主线开展监测和研究。可以基于大规模深远海养殖的稳定环境要素信息的采集条件，以及大量丰富的样本条件，大规模地开展与鱼的生长和摄食相关的单影响因素、组合影响因素等的监测和研究，以获取大量的包括鱼群生长参数、鱼群摄食以及反映鱼群摄食规律的相关参数等。设置比如鱼的生长速度最快、饲料量最少、残饵率最低、经济性最好等多目标优化模型，建立起各种相关性，构建一个以单个网箱为基础单位的大规模深远海养殖鱼群摄食的数据库，结合大数据等先进技术，形成模型和数据分析系统，近似拟合出鱼群生长—投喂饲料—环境因素之间的关系，生成各种鱼群的生长优化曲线，最终实现精确计划投喂方案和实现精准精细的投喂管理。

　　（3）养殖设施监控管理系统是对大规模深远海养殖设施的使用和运行状态进行监测管理。设施监测要素包括网衣清洁、模块化组合网箱的连接系统、锚固系统、网箱等设施状态和各种监测硬件设施状态。采用固定监测、抽样监测、随机监测、物理性监测等组合的监测方法，结合物联网、大数据等先进技术，建立运维数据库和分析模型，实现智能化指导制定预防性维养计划，防止养殖系统的损毁、网箱损毁、鱼类逃逸、监测系统失效等各种养殖意外。

　　除此之外，通过养殖信息管理系统，还可以为养殖科研、种苗研究、饲料开发研究、养殖生态研究提供数据和信息服务。这个系统可以将科技服务延伸到养殖生产管理链的最末端，来创造经济效益。做一个保守的预测分析，整体上能创造3%~5%左右的直接经济效益。

　　大规模深远海养殖模式的三个特色：一是采用绿色能源；二是建设一个海上漂浮工厂；三是建设现代化的海上生活社区。

　　（1）利用防护设施的大圆筒做海上风电基础，建设3万~5万千瓦的海上风电厂，海上养殖基地全部采用绿色能源，实现零碳排放。

　　（2）一个年产90万~100万吨的大规模深远海养殖基地，意味着每天都要处理3000吨左右的新鲜鱼产品。

　　大量的鱼产品如何保鲜、如何销售，将是一个涉及到消费理念、消费习惯，鱼产品的加工、保鲜、销售和物流的复杂系统，是发展大规模深远海养殖“卡脖子”的最后一公里。利用遮掩的水域条件，建设一个2万~3万平方米大规模的海上漂浮工厂，在养殖现场形成鱼产品的初级加工能力和冷冻储藏能力，有利于打通“卡脖子”的最后一公里。

　　（3）利用防护设施的大圆筒做基础，建设一个高标准、现代化的海上生活社区，为工作人员创造舒适的海上生活环境，彻底颠覆海上养殖艰苦生活的理念。

　　（1）与养殖工船、养殖平台的区别：大规模深远海养殖模式有别于养殖工船、养殖平台等现有的深远海养殖方式。近年来养殖工船和养殖平台发展得很快，养殖规模越来越大，抗风浪能力增强，灾害性海况抵御能力有突破，养殖水体趋于大型化，自动化和智能化养殖技术不断提升，成本有所降低、经济性有改善。尽管成效很显著，但是这两种方式是两类不同的养殖方式：第一，工船和平台是一种单机系统，属于一种单一系统的生产方式，资源配套是专属性的；而大规模深远海养殖模式是一个复杂的巨系统，属于一种大规模的生产方式，可以实现资源共享。第二，工船和平台是独立地在外海进行养殖生产，需要配置有各种专业的综合性团队，常常面临“单兵作战”的情况；而大规模深远海养殖模式是有固定基地的正规化的生产，能够建立规范的组织管理系统，形成专业性的团队，实现“集体作战”。第三，工船和平台能够实现智能化管控；而大规模深远海养殖模式不仅能够做到管控智能化，还可以建立大数据平台，获取对创新研发养殖技术和优化养殖生产有价值的系统化的信息，能够更好地推动养殖产业发展和养殖技术进步。第四，相比较而言，在工船和平台的养殖环境下，装备、人员以及鱼类仍然存在随机风险；而在大规模深远海养殖模式的环境下，上述风险都可以得到控制和防范。第五，大规模深远海养殖模式带来的效益是质的飞跃，建设大规模深远海养殖基地，可以使我国的深远海养殖产量跃居世界前列，改变我国深远海养殖发展的整体态势。除此之外，因为大规模深远海养殖模式特有的安全稳定的环境和规模化效应，所以可以实现稳产高产、养殖成本优化、并有利于安全生产。但是，发展大规模深远海养殖模式，需要有完善配套的产业链的支持，需要有强大的研发系统做支撑，还需要有健全的政策体系保驾护航。

　　（2）与传统养殖方式的区别：大规模深远海养殖模式有别于传统方式，对于传统养殖方式将是一种颠覆。目前传统的海上养殖是一种养殖方式高度分散，劳动高度密集、机械化程度低，效率不高的产业。2017年全国深水养殖产量大约为10万吨，养殖水体仅为1200万立方米，有14000个深水网箱分散在超过1万多千米的中国沿海，目前的资料显示，总体情况并没有明显改善（农业部渔业局，2016，2017，2018，2019，2020，2021）。而大规模深远海养殖是大工业思想的养殖方式，一个十几平方公里的养殖基地的养殖水体就能达到6400万立方米。作者在湛江调研时与养殖工人进行了交流，据他们介绍：现在的海上养殖第一是安全风险大，因为鱼每天都要喂食，常年都要在风浪条件下工作；第二是劳动强度很大，海上喂料和网箱日常维护都要靠人力；第三是生活条件特别艰苦，几十个人住一条船，非常拥挤，日晒雨淋，淡水也不宽裕。年龄稍大的、身体不够强壮的工人都做不了养殖工作，海上养殖也是后继无人。而大规模深远海养殖模式是知识、资本密集的产业，需要的员工是知识型员工。湛江当地一家养殖企业，在国内也属于比较好的养殖企业，在海上大约用30人管理近30万立方米的海水网箱，每年生产0.45万吨鱼。而将来采用了大规模深远海养殖模式，30约可以管理2000万~3000万立方米水体的网箱，每年能够生产30万~45万吨鱼。这种养殖方式所释放出来的生产力、所带来的效率的改变将是一种性的变革。

　　如果将大型深远海养殖基地的海上防护基础设施作为一种公共设施，我们可以做一个比较：（1）与高速公路比较：一条大型高速公路的投资大约需要100亿元，年收费不到30亿元，收费期一般为25~30年。（2）与采油平台比较：近期我国在南海建设的海上采油平台，总投资大约200亿元，每年的油气产值不到40亿元，寿命约20年，整个生命期大约能创造800亿元产值。（3）与港珠澳大桥比较：港珠澳大桥总投资1260亿元，其中300亿元的银行由30年期特许经营收费偿还，未来正常年收费能达到50亿元。

　　反观海上防护基础设施的投资与收益：（1）根据表3，建设一个大规模海上养殖基地的防护设施的投资大约76.8亿元，养殖鱼的年产量能达到96万吨，年产值能达到193亿元。（2）按照100年的生命期计算，理论上可以为国家养殖9600万吨鱼，创造19300亿元养殖产值。（3）与前面所列的基础设施相比，维护成本很低，未来还可以拆除，恢复海域的自然状态。

　　（1）单个基地的主要经济参数见表3。表中所列的参数是根据表1平均计算得出。产值计算按照粮农组织2018年世界渔场交货价和当年平均汇率折算，单价为20.1元/千克。海上防护基础设施的投资与工程地质和工程条件有关，但对表3所列的参数不会产生颠覆性影响（见表6）。

　　（2）单个基地的平均经济指标见表4。单个基地海上养殖的工作人员和管理人员的总人数为120~180人，表中按照150人计算。

　　（3）单个基地的成本指标见表5。计算方法在表头下方的括弧内有具体的说明。其中固定资产折旧项仅计算所需养殖装备的投资总额；还本付息项以海上防护基础设施的总投资作为计算基数；饲料成本项按照单个基地鱼的总产量96万吨的1∶1计算饲料的消耗，单价饲料按照5000元/吨进行计算。

　　计算方法依照表 5，仅对其中的固定资产折旧、工资总额、还本付息三项，按照表 5相应的指标乘以 1.5 倍进行计算，合计高成本为74.13亿元/年，比表 5 仅增加了 7%，说明了固定资产、工资总额、基础设施的投资即便增加50%，对于总成本的影响并不敏感。

　　（5）每吨鱼经济指标见表7。计算方法用表3的年产量96 万吨逐一地除以表 5 中对应的项目，便可以得到表7所列的相应指标。返回搜狐，查看更多