摘 要： 《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》在“加快生产经营数字化改造”中明确提出要“渔业智慧化”发展。本文在分析渔业智慧化发展现状和存在问题的基础上，提出要坚持物联网应用引领，强化渔业基础，并在遵循产业发展、技术更新和服务需求逻辑的方式下审视渔业智慧化发展，更加注重“智慧”衔接的产业内容，构建智慧产业与现代渔业一体化发展格局，持续带动提升现代渔业生产、服务和管理水平。
关键词： 智慧渔业; 发展现状; 对策;
Abstract： Digital Agriculture Rural Development Plan(2019-2025) clearly proposes "intelligent fisheries" development in "accelerate the production and management of digital transfor mation". On the basis of analyzing the current situation and existing problems of intelligent fishery development, this paper puts forward that one should adhere to the guidance of Internet of things application and strengthen the foundation of fishery, and in the way of following the logic of industry development, technology renewal and service demand, examine the development of fishery intelligence, pay more attention to the industry content connected with "intelligence", construct the integrated development pattern of intelligence industry and modern fishery, and continuously promote the development of modern fisheries production, services and management.
Keyword： intelligent fishery; aquaculture development; countermeasures;
一、引言
智慧渔业是运用物联网、大数据、人工智能、卫星遥感、移动互联网等现代信息技术，深入开发和利用渔业信息资源，全面提高渔业综合生产力和经营管理效率的过程，是推进渔业供给侧结构性改革，加速渔业转型升级的重要手段和有效途径[1,2]。在新一代信息技术的支撑下，数字赋能农业逐渐成为社会发展共识，世界主要发达国家都将数字农业作为战略重点和优先发展方向，加快推动了信息技术渗透农业全产业链条[3,4]，构筑了新一轮产业革命优势[5]。《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》（农规发[2019]33号）明确提出要“渔业智慧化”发展，用数字化引领驱动农业农村现代化，为实现乡村全面振兴提供有力支撑。经济增长方式向提高资源利用率和产品质量转变。
二、渔业发展概况
改革开放40多年来，在政策和技术的双轮驱动下，我国渔业保持着良好发展态势，多主体参与、多要素集聚、多模式创制、多业态呈现和多机制保障成为产业发展显着特征，产量稳步提升，产值逐年提高[6]。1990年以来，我国水产品总产量稳居世界第一，成为世界上唯一养殖产量超过捕捞产量的国家。近10年来，渔业总产值稳步提升，渔业总产值在农牧渔业总产值中的比重逐步加大。2019年，我国渔业总产值已达12572.4亿元，占农牧渔业总产值的10.1%，水产品总产量达到6.48036×107t，比上年增长0.35%，水产养殖产量5.07907×107t，占总产量78.38%。水产养殖保证了人均45kg水产品产量，提供了国人1/5动物优质蛋白。在深入推进乡村振兴战略的时代背景下，渔业在稳产保供、渔业碳汇和渔民增收等方面的社会功能越发突出。
图1 渔业总产值占比农林牧渔业总产值变动情况
资料来源：中国农村统计年鉴
图2 2019年农林牧渔业总产值分布图
资料来源：中国农村统计年鉴
图3 2019年中国水产品产量结构分析
资料来源：中国农村统计年鉴
表1 2019年海水养殖种类生产情况表
资料来源：中国农村统计年鉴
表2 2019年淡水养殖种类生产情况表
资料来源：中国农村统计年鉴
2019年，农业农村部、生态环境部等10部委发布《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》（农渔发[2019]1号），山东省农业农村厅等12部门联合印发《山东省加快推进水产养殖业绿色发展实施方案》（鲁农渔字[2019]43号），加快推进绿色兴渔、质量兴渔。农业农村部等4部委发布《关于实施“互联网+”农产品出村进城的指导意见》，促进农产品产销对接。互联网已与水产养殖业各领域深度融合，需将信息技术与产业链条深度融合，加快生产要素的互联互通和综合集成，促进传统渔业结构优化和转型升级，实现数字化引领驱动渔业经济发展。
图4 智慧渔业结构示意图
三、渔业智慧化结构与发展现状
渔业产业链条具有关联度大、渗透力强、辐射面宽[7]和直接投资乘数高等特点，社会投资拉动效应显着。随着乡村振兴战略的深入推进，渔业逐步成为现代农业高质量发展的高地。互联网时代，需要充分利用互联网来创新产业组织管理和生产发展模式，推动产业组织模式、服务模式和商业模式创新，加快推进产业转型升级。京东、阿里等知名销售运营平台积极布局水产品销售网络，以市场为核心，以信息为优势，有效带动提升渔业生产、服务和管理水平。
智慧渔业是指将信息技术贯穿于渔业全过程，进而提高渔业资源配置、组织管理和综合生产效率，促进渔业供给侧改革和转型升级。在梳理渔业重点产业环节的基础上，按照“互联网+”的发展模式，将智慧渔业分为基础信息数据化、渔业生产智慧化、加工流通智慧化和服务管理智慧化4个方面19个具体领域。
（一）水产养殖智慧化发展现状
美国、德国和日本等水产养殖业发达国家相继建立完善了养殖池塘水体环境智能监控管理系统，实时在线检测监测水质各项理化指标[8,9]，实现了监测数据自变量与养殖水域生态环境因变量之间的对应调节，最大程度的模拟创造养殖对象适宜的生存环境。苏格兰利用物联网技术实时监控鱼虾养殖中不同地区饵料、药物和鱼虾排泄物的污染程度，并构建出预测预警模型[10]。澳大利亚开发视频系统监测鱼类生长，该软件将能够从水下立体视频成像中对鱼进行自动识别和测量[11]。
我国水产养殖智慧化研究起步于20世纪90年代，2011年在江苏建设了我国首个物联网水产养殖示范基地[12]。2012年全国水产技术推广总站开发应用水生动物疾病远程辅助诊断服务网，为基层水产养殖户提供及时在线的水生动物疾病防控技术咨询和辅助诊断，有效解决了基层水产养殖渔民“看鱼病难”的问题。在养殖技术优化创新，集中集约水平显着提升和养殖模式丰富多样的基础上，特别是深远海大型网箱养殖、工厂化循环水养殖等产业形式和模式广泛推广应用，使水产养殖智慧化技术和产品成为研究重点和销售热点，环境监测、自动投饵、远程监控和病害监测等经济实用、操作简便的管理软件和设施设备应用而生，结合精准识别、智能分析和自动控制等技术建立了精准投喂、繁殖育种数字化管理、疫病监测预警和粪便自动清理等系统，提高了养殖的机械化、自动化和智能化水平[13]。在实践应用基础上，以产业发展需求和服务为导向，提出将水产养殖业智慧化发展分类为功能模块和数据产品，并相应提出子系统具体领域。
图5 水产养殖智慧化结构示意图
（二）水产品质量安全智慧化发展现状
水产品质量安全智慧化可分为冷链物流网络、精准食品检测等5个子系统，实现水产品养殖、加工和流通环节的质量安全管理，建立水产品质量安全可追溯体系。在该领域，智慧化主要体现在质量追溯体系建设方面，北美和欧洲国家较早在水产品身份代码、信息范围的确定、信息采集和管理、数据处理等水产品可追溯技术领域开展研究，并将条码技术、电子标签技术及射频识别（RFID）技术广泛应用到食品追溯工作中，建立了较为完善的水产品质量追溯技术体系[14]。在水产品加工方面，发达国家水产品加工与流通智慧化发展主要体现在处理装备和加工装备的机械化和自动化[15]。
图6 水产品质量安全智慧化结构示意图
我国在2006年建立了“农业部种植业产品质量追溯系统”，2008年建立了“农垦系统质量安全可追溯系统”，此后又建立了“动物标识及疫病可追溯体系”和“水产品质量安全追溯网”。很多省市相继开发水产品质量管理与信息服务系统，建设了集智能监管、谣言识别、风险预警等一体化的智能监管平台，如山东省渔业通信息化综合管理服务平台，结合条码、二维码、无线通信技术，集成无线打印设备，实现对上市产品从养殖环境到投入品管理，从生产过程控制到销售信息追溯的互联网追溯查询，消费者通过扫描商品条形码，可查询相关追溯信息。我国水产品质量安全智慧化发展还体现在水产品加工和流通装备领域。冷冻与保鲜装备的连续化、节能化水平不断提高，冷冻鱼糜加工及鱼糜制品加工生产线、鱼粉加工生产线等装备已经实现国产化[16]。智能化芯片和高速电子器件以及检测仪器的广泛应用有效缩短检测周期，微电子技术和生物传感器的开发利用使检测仪器逐步走向小型化、便携化和快速化[17]。
（三）渔业生产及管理预警预报智慧化发展现状
实现病害分析防治服务、水质管理分析服务、台风预警分析服务等渔业灾害预警预报服务。预警预报智慧化发展主要体现在台风预警和渔业灾害的预警预报服务方面。2012年国家开发全国海洋渔业生产安全环境保障系统，建成包括国家海洋环境预报中心、海区中心和沿海省三级海洋渔业环境服务保障体系，能够实时开展渔船、渔港、养殖区的动态监控、海洋环境保障服务和海洋渔业生产等辅助决策功能[18]。2016年底，全国海洋渔业生产安全环境保障系统已建成1个国家中心、3个海区中心和7个沿海省市分中心的渔业生产安全环境保障业务化运行系统，每日定时制作和发布中国近海53个渔场和1449个渔区的公众预警报产品和专题预警报产品[19]，在防台风、避灾害和稳生产等方面发挥积极作用。2018年，国家对系统集成显示平台和数据库功能进行了升级改进，新系统实现了重点渔港高分辨率影像、渔船船位和精细化网格化预报产品的叠加显示，多元信息在一个界面中叠加显示，更为直观地为用户提供渔船海上安全保障辅助决策参考信息[20]。
（四）水产品电子商务智慧化发展现状
实现水产品、休闲渔业领域电子商务平台的建设服务，促进生产主体与电商平台对接，促进渔业供给侧改革。2013-2017年，生鲜电商交易规模呈直线上升趋势，2019年中国生鲜电商交易规模达到2796.2亿元[21]。在这样大背景下，许多以水产品为主打产品的生鲜电商如雨后春笋般应运而生。目前，国内生鲜电商可分为4大类，综合性电商平台、垂直水产品生鲜电商、社区O2O模式和创新模式，代表企业主要有京东生鲜、极鲜网、每日优鲜和盒马鲜生等。目前，水产品电商主要是依托生鲜电商或综合性电商平台实现自身发展，本地化成为水产电商交易转型方向，二线城市成为销售主力，呈现出向三四线城市延伸发展态势[22]。新冠疫情期间，日照市贻贝采用线上销售模式，使贻贝成长为线上贝类销售的第二大产品，成功实现了“卖全国”。乳山市探索发展了“线上”“线下”相结合的销售运营模式，极大提升了乳山牡蛎的产品价值和社会知名度，牡蛎鲜品主要销往北京、上海、广州、西安、成都、深圳、厦门等国内大中城市，高端市场占有率居国产牡蛎第一位。乳山全市牡蛎电商从业人员达0.3万人，年电商销售牡蛎达1.5亿斤，电商销售额15亿元以上。
（五）渔业生产管理智慧化发展现状
实现渔业资源、渔情信息、远洋渔业、渔船监管以及渔业互保等渔业生产管理信息平台一体化展示。远洋渔业和渔业管理领域智慧化发展较快。在远洋渔业领域，早在20年前，日本和欧美国家就将RS技术和GIS技术用于渔场预测[23,24,25]。上海今阳信息技术有限公司开发建设的远洋渔业渔情预报信息系统V2.0，有机融入了GIS、GPS和RS技术，具备了地图基本操作、海洋图基本操作、渔情预报和产量分析四大功能，可以准确开展中西太平洋金枪鱼、西南大西洋阿根廷滑柔鱼等10个海区（鱼种）的渔情预报，并在海洋地图上直观展现鱼群分布海域以及该区域鱼群产量。在渔业决策指挥方面，深圳市云传物联技术有限公司开发建设了智慧渔业养殖渔友云系统，整合了雷达监控、红外光电、地理遥感、飞行测绘、视频传输和AIS等信息化领域前端技术，有效破解各子系统之间的“信息孤岛”问题，形成了上下衔接、互联互通的信息化管理系统平台。洪泽湖应用该管理系统软件，渔政管理实现科学化和智能化管理，2018年湖区非法捕捞案件数量较2017年相比减少了45%。
四、渔业智慧化发展制约因素
渔业智慧化是集标准化生产、规范化操作和信息化管理三位一体的水产健康养殖方式[26]。渔业智慧化的实现是基于水产养殖业和物联网技术的充分发展以及物联网产业链与水产养殖业全生产周期的深度融合。当前，主要有两大因素制约我国渔业智慧化发展：
一是水产养殖业还处在较低发展水平，以资源消耗和规模扩张为特征的粗放型生产方式在一定区域内普遍存在。价格低迷、设施落后以及柠檬市场等消极因素由市场前向传导至产业链条，生产水平低，生产成本高，限制了生产设施改造和生产效率提高。在低水平循环发展模式下，从业人员不注重长期数据积累，养殖管理依靠经验，缺乏产业智能发展诉求[27]，水质管理、循环利用和自动投饵等自动化装备和物联网技术尚未普及。
二是物联网技术产业发展支撑能力不足。当前渔业智慧化成果多为农业或其他行业技术转移和模仿改良的结果[28]，产品或技术直接嫁接渔业可能产生水土不服的结果。物联网企业与农业产业的结合仍存在一系列不确定性，作为盈利试点领域，总体投资规模不大[29]，难以汇聚成推动产业智慧化发展蓬勃力量。渔用智慧化企业总体上自主创新能力弱，物联网感知层、传输层、处理层和应用层也都不同程度存在技术和管理标准规范缺失，企业局限于产业单一环节产品研发和小规模应用试验，技术创新与成果转化滞后于生产。
五、渔业智慧化发展建议
一是建立标准。重点做好省级层面水产养殖物联网发展规划编制和标准体系建设，既要建立智慧渔业战略层面粗线条标准框架，又要结合深水抗风浪网箱、海洋牧场、疫病苗种场建设等重点领域和产业模式的发展特征和内在需求，在信息感知装备、信息感知装备评价、无线传感网技术和水产养殖云服务等领域体系化建立健全标准综合体，实现物联网产业链条和水产养殖产业链条交汇融合。多元化标准制（修）订主体，涵盖具有高校、科研院所、研发企业和养殖主体等在内的标准编制单位或人员，体现出标准技术先进性和经验应用性。
二是技术研发。围绕现代渔业发展重大需求，在建立水产养殖物联网精准控制系统框架下，以推动水产养殖物联网大规模应用和提供技术整体解决方案为目标，在感知层、传输层、处理层和应用层分别启动水产养殖物联网研发示范项目，按照水产养殖业发展规模、养殖模式、养殖品种和养殖流程，有机结合工程技术、机械设备和管理软件等应用于渔业的现代技术手段，区域化物联网技术分类开发，产品化养殖管理创新研究，重点突破水域环境感知、设备智能控制、生产信息采集、数据智能分析和服务体系建设等关键技术，不断提升渔业生产智慧化水平。
三是社会服务。支持物联网企业与水产养殖生产经营主体合作，在遵循水产养殖业发展规律和渔业发展内在需求的基础上，联合开发建立水产养殖信息化技术，建立预测、预警、控制和诊断等水产养殖的信息处理模型，整合应用各个环节，链条化形成可推广应用的技术模式和服务体系，为灾害预警、水质监测、疫病防控等提供有效的信息服务。建设一批水产养殖物联网示范基地，在重点养殖品种优势产区将研发物联网技术及实施装备进行集中展示和集成示范，以点带面，实现水产养殖物联网技术的产业化应用，不断提升物联网技术的社会效益。
四是发展渔业。水产养殖物联网是信息技术和渔业发展或资源利用发展到一定阶段的产物，要充分体现出物联网服务生产、服务市场、服务渔民和服务公众的优势，就需要大力发展“公司+农户”“基地联市场”等多种联结机制[30]，培育育繁推、产加销和贸工农一体化的综合性水产养殖企业，大力发展工程化养殖和深远海渔业，规范建设健康养殖示范场和实施池塘标准化改造工程，不断提升水产养殖业发展的规模化、标准化、自动化、集约化和设施化水平。
六、总结与展望
在资源、技术、空间和环境等多重因素叠加作用下，单纯依靠传统养殖模式已经难以培育出产业发展新动能，不足以推动水产养殖业绿色发展。张瑞敏曾说过“鸡蛋从外部打破是食物，从内部打破是新生。”发展智慧渔业就是实现传统水产养殖向现代水产养殖转变的助推器和加速器。成本要降低，数据要增值，数据已成为关键生产要素。
物联网作为一项新型的信息化集成技术，既是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点，也是推动我国农业向“高产、优质、高效、生态、安全”发展的重要驱动力[31]。加里·哈默尔（Gary Hamel）在《管理大未来》中写道，“将人类束缚在地球上的不是地球的引力，而是缺乏创造力。”在国家乡村振兴战略背景下，在大力发展现代渔业的基础上，围绕中国工程院王茂华院士总结的智慧农业“感、移、云、大”四字特征，坚持应用引领，在遵循产业发展逻辑、技术更新逻辑和服务需求逻辑的方式下审视渔业智慧化发展，不断提升渔业智慧化发展的创新意识和能力，加快推进渔业生产经营数字化改造和管理服务数字化转型，成功构建智慧产业与现代渔业一体化发展新格局。
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