烟台市生态信息化水产养殖模式的SWOT分析及对策

栾佳璐，金世豪，徐慧聪，刘峰，陈合伟，王承国

（中国农业大学烟台研究院，山东 烟台 264670）

近年来，烟台市水产养殖行业得到长足发展，2018年，全市水产养殖面积19.43万公顷，其中海水养殖面积达到19万公顷，养殖产量132.8万吨，产值204.2亿元［1］。在发展传统水产养殖业的同时，烟台市还大力发展海洋牧场、海水工厂化养殖、池塘工程化循环水养殖等生态信息化养殖模式。生态信息化水产养殖模式利用信息化设备的监测与调控，推动行业转型，在养殖效益达到最大化的情况下保护修复生态环境。目前，很多学者进行了众多有关生态信息化水产养殖的研究，刘世晶等［2］归纳总结了信息化水环境监测技术在自动信息收集、智能信息处理、精准控制输出等方面的作用；刘峰等［3］提出信息化、生态化、集约化的虾蚕生态共育信息化模式设想；侯永红［4］介绍了我国水产养殖中信息化技术存在的问题和相关应用；李海涛等［5］设计实现了具有水环境因子数据收集和视频监测、水质分析评价、养殖知识普及等功能的系统，以帮助养殖企业进行决策。然而，对于生态信息化水产养殖模式发展的优势、劣势、机会和威胁的分析和总结却不多，本文运用SWOT模型对烟台市生态信息化水产养殖模式进行分析，旨在促进烟台市水产养殖业健康持续发展，为由海洋大市向海洋强市的转变提供参考和借鉴。

1 生态信息化水产养殖模式

生态信息化水产养殖模式是利用信息化设备的监测、预警及调控，依据不同生物之间的共生互补关系，以实现提高养殖经济效益、提高养殖空间利用率及保护修复环境等目标。与传统养殖技术相比，信息化生态养殖模式可在减少人力投入的情况下，生产出绿色、健康、无公害的水产品，促进经济效益、生态效益、社会效益的共同发展。

生态信息化水产养殖模式是在生态养殖环境中依靠传感器及水下机器人，实时监测上传环境因子（温度、pH、溶氧、氨氮、盐度、光照等）数据及养殖池底画面，使相关环境因子及影像的数据通过互联网或GPRS无线网络传输到数据监测平台，养殖者可通过计算机或移动设备查看实时或其他具体时间的环境因子数据［6-8］。水产养殖环境数据监测平台利用已监测到的环境因子数据，借助物联网和大数据，根据该生态养殖系统内的生物种类及生物量，基于相关的数学模型，自动计算相关的重要环境因子的适宜范围，并对环境因子的未来走向做出预判。若某一环境因子有超出或低于所计算的适宜范围的趋势，数据监测平台将发出预警信号并传送到养殖者的终端［9］，而后自动连通相关调控仪器（如增氧机、自动投饵机等）对养殖系统进行初步调控，以等待养殖者做出相应的专业判断。信息化生态养殖监测平台结构如图1所示。

2 烟台市生态信息化水产养殖模式的SWOT分析

烟台市作为国家海洋经济创新发展示范城市，坚持“科技兴海、创新发展”战略，生态信息化水产养殖模式不仅是烟台市渔业转型升级的发展方向，更会带动海洋观光、海洋装备、生态保护等多产业共同发展，对烟台市生态信息化水产养殖模式内外部因素分析显得尤为重要。

2.1 优势分析

2.1.1 自然资源优势 烟台市位于山东半岛中部，濒临渤海和黄海，海岸线为1 037公里［10］，占全省1／4。烟台市沿岸海湾众多，多为半封闭型，水深一般在15米以内，黄海暖流与山东沿岸流在此交汇，适合海水养殖。烟台海洋生物种类繁多，常见海洋生物经济种类有大菱鲆、牙鲆、南美白对虾、扇贝、海参等［11］，是山东省的优势水产品主产区。近年来，烟台大力发展生态养殖，建设海上粮仓，2019年生态养殖面积达到18.1万公顷，占全市海水养殖面积的95.5%。

2.1.2 科研力量优势 烟台市有众多科研院所、高校和本地龙头企业支持海洋经济的发展。烟台市与中国科学院海洋大科学研究中心开展战略合作，推进中国科学院烟台产业技术创新与育成中心建设，为全市传统海洋产业的升级转换提供科技支撑；中国农业大学、烟台大学、鲁东大学等高校开设水产养殖专业培养人才，鲁东大学自2018年起招收水产养殖专业的基层农技推广人才定向培养生（即免费农科生），为乡镇农技推广机构培养本科生；烟台市拥有山东东方海洋科技股份有限公司和莱州明波水产有限公司等养殖龙头企业，致力于发展海洋牧场、智能化生态围网等信息化生态养殖，逐步实现装备化、智能化的立体生态养殖模式。

2.1.3 产业基础优势 根据生产方式不同，烟台市生态养殖可分为工厂化养殖、深水网箱、标准化池塘、浅海筏式、底播增殖等养殖方式。在发展养殖业的同时，还大力发展育种业，为生态养殖提供充足的优质苗种。烟台市实施科技化、产业化、品牌化三大带动战略，“烟台海参”、“烟台鲍鱼”等品牌在国内享有盛誉，逐渐形成养殖、捕捞、加工、流通相连接的渔业产业体系。《烟台市现代渔业发展规划（2014—2020）》中提到烟台市正在构建包括渔业种业、养殖业、增殖业、捕捞业、加工业和休闲渔业的“六大产业体系”，在原有产业布局的基础上，进一步优化产业结构，形成更加完善的现代渔业产业体系。

2.2 劣势分析

2.2.1 信息化设备开发瓶颈 目前，烟台市企业开发的设备大多为多参数水质监测仪，只能用于水产养殖中重要参数的实时监控，而预警、调控等其他功能的开发尚未完善［12］。信息化水产养殖监测系统采用包括感知层、传输层、处理层和应用层的架构体系［13］，其在恶劣且复杂的水下环境中要满足长期稳定监测的需求，设备开发、调试和维修等环节都面临巨大挑战。对于养殖企业来说，缺少足够的技术设备支持，常常会导致企业无法跟上市场发展的步伐，造成企业甚至整个行业处于发展劣势之中。

2.2.2 科学管理意识不足 由于烟台市政府尚未出台关于生态信息化水产养殖体系的政策与条例，因此，缺乏成体系的、科学的管理方式来促进生态信息化水产养殖模式的探索。缺乏科学的管理方式的另一原因是相关管理人员认识不到位、工作懒散、没有正确的养殖观念。由于缺乏有效的管理，养殖者一味地追求经济效益，为降低成本投放不符合标准的饲料，违规排放污染物，随着时间的推移，将会造成严重且不可逆的环境问题。

2.2.3 专业技术人员缺乏 烟台的大部分水产养殖者都是未接受过高等教育和专业知识培训的渔民，依靠经验从事养殖活动，通常固守传统养殖方式，不愿采取科学的养殖体系与信息化设备，导致养殖结构单一且效率不高。生态信息化水产养殖需要专业的技术人员对系统和设备进行管理和维护，而有专业知识的大学生大多不愿在条件艰苦的养殖场工作，导致缺乏专业技术人员。

2.3 机会分析

2.3.1 政府政策支持 2019年初，国家农业农村部、生态环境部、自然资源部等10部门联合印发《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》鼓励生态健康养殖。近年来，山东省和烟台市政府先后颁布了《山东省海洋强省建设行动方案》、《中共烟台市委海洋发展委员会关于加快建设海洋经济大市的意见》、《渤海综合治理攻坚战行动计划》等相关政策来规范和指导水产养殖业的转型升级，政策中多次强调发展现代渔业，应按照规模化、工程化、智慧化、绿色化的发展方向，促进渔业与其他产业融合发展、推动产业新旧动能转换。《2019年烟台市海洋发展和渔业工作要点》中提出推动“互联网＋海洋”融合创新发展，构建养殖鱼情信息采集系统，融合各类海洋资源，推动水产养殖高质量发展。

2.3.2 水产品市场需求提高 随着消费者生活水平的提高，对鱼虾等优质蛋白的需求日益增加，水产品市场也随之扩大。由表1可知，2014—2018年间烟台市年人均消费支出逐年增加，海水养殖产品产量也不断上升，2018年产量达132.77万吨，水产品市场供给和需求都不断提高；同时，随着消费者对水产品安全问题的关注度逐步提高，烟台市每年都会认证无公害水产品。生态信息化水产养殖能利用设备监测预防疾病，减少药物残留，养殖出安全放心的无公害水产品。预计2020年底，烟台市无公害、绿色和有机水产品证书增加到150张以上。

表1 2014—2018年烟台市水产品市场相关统计数据

2.3.3 水产行业转型升级 中共“十九大”提出：建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。当前信息化和智能化的浪潮正在引领“新旧动能转换”时代，固守传统养殖方法，使用陈旧养殖设施，盲目追求养殖效益，而忽视产品质量及环境保护，是典型的水产养殖科学发展的意识屏障。生态信息化水产养殖模式将传统养殖结合现代科技，聚集海洋科技创新资源，提高海洋科技核心引领作用，以实现跨学科领域的互动，同时充分考虑利用信息化手段结合资源环境因素，在保护生态效益的前提下追求经济效益，有利于烟台市水产养殖行业的转型升级。

2.4 威胁分析

2.4.1 养殖成本提高 生态信息化水产养殖模式需要在养殖前期增添一系列监测设备以及构建水产养殖数据监测平台，对于生态养殖来说，监测设备购置费用、数据监测平台日常维护费用使养殖成本增加，迫使水产品定价提高，进而限制了产品销量和销路。另一方面，养殖者大多都不愿在养殖前期不见效益的情况下购置价格高昂的监测设备，限制了生态信息化水产养殖的探索与发展。

2.4.2 信息化水产养殖分析模型较为单一 生态信息化水产养殖模式中的数据监测平台需要以养殖水域容纳量、生态环境状况和主要养殖种类的生物学特性为依据计算环境因子适宜范围，但目前信息化设备与水产养殖领域的结合仍处于磨合阶段，把现有的水产养殖分析模型套用到所有复杂的养殖环境中，难免会导致养殖系统紊乱甚至崩溃。另一方面，生态养殖的生产数据在养殖户和养殖企业手中，共享程度低，无法汇合各方数据研发多样的分析模型，导致生态信息化水产养殖模式存在一定的发展屏障［14］。

3 烟台市生态信息化水产养殖模式发展对策

3.1 完善管理体制和政策导向

政府主管部门应将生态水产养殖理论作为水产养殖的发展理论基础，合理调整水产养殖证和水域滩涂养殖证的发放流程。形成以养殖容量为基础，以养殖种类、密度、方式方法为监管标准的全方位管理体制，以此来避免过度养殖及由于过度养殖导致的环境破坏等现象出现，从而促进生态水产养殖的可持续发展［15］。此外，应进一步推出政策鼓励发展信息化设备与生态水产养殖相结合的养殖模式，并针对养殖成本提高等问题给予养殖者定量补贴，以帮助养殖者完成转型升级。

3.2 探索更有效的信息化生态结构模型

由政府牵头构建养殖数据共享平台，政府相关部门共享政策，养殖企业和养殖户个体共享生产数据，养殖企业的研发团队和科研院所能够利用生产数据探索出更有效、多样化的信息化生态养殖结构模型，并将信息化模型与全市养殖企业和养殖户个体共享。运用信息化生态结构模型使水产养殖数据监测平台计算环境因子的适宜范围更加精准，预测的环境因子走向更加精确，从而保障养殖活动顺利进行，促进区域协同发展，最终实现全行业甚至跨行业的共同发展。

3.3 开发专业化设施设备与数据监测平台

开发专业的一体化设备是目前亟需突破的问题之一。一体化设备可在进行相关环境因子实时监控的功能之上，与数据监测平台相连接，数据监测平台可利用大数据物联网等手段实现计算、预警、增氧和精准投喂等功能［16］。监测设备与数据监测平台相结合可提供一种节能环保、性能可靠、可实现环境因子多参数实时监测的养殖新模式。在保障设备与数据监测平台各功能稳定运行的前提下降低设备制造、维修成本也是需要攻克的难题之一。烟台市设备生产企业可借助“政产学研”合作的平台与政府、高校、科研院所加强联系，不断提升自主创新能力，研发出价格低廉、功能全面的监测一体化设备和数据监测平台。

3.4 建立相关行业标准

在未来水产养殖业的发展中，政府及水产行业应对水产品质量安全、养殖水域生态环境保护以及养殖业执法等多个方面建立相关标准，以规范养殖过程。对于生态水产养殖，标准应结合新农业的发展理念，不仅要对养殖中的水质提出要求，而且对其产品的质量安全性和运输条件也需建立相应的标准。在烟台市水产养殖数据共享平台建成后，养殖企业和养殖户个体入驻平台，政府相关部门可根据制定的标准随时对共享平台上的养殖数据进行检查，同时可以定期聘请水产养殖专家根据生产数据和养殖过程中出现的问题进行答疑，最终实现水产养殖全过程的监督和指导［17］。

3.5 培养专业技术人员

面对专业技术人员缺乏的现状，海洋与渔业有关部门可定期开展专业培训，对专业知识不足的养殖户和渔民进行生态信息化水产养殖模式的讲解和示范，定期组织养殖户个体去龙头水产养殖企业进行参观交流。同时，高等院校可与养殖企业开展校企合作，为水产养殖相关专业的本硕博毕业生提供就业岗位，并由政府设立专项资金对到基层就业的毕业生给予补贴。此外，政府可牵头在社会上招聘有技术背景的高素质人才，提供岗位培训和优良待遇，以吸引更多专业人才，提高生态信息化水产养殖的专业化水平。