文/于宇 趙羿羽 郎舒妍 魏志威 盧賀帥

珊瑚礁被譽為“海底熱帶雨林”，在海洋生態(tài)環(huán)境和人類經(jīng)濟社會中占據(jù)重要位置，在海洋生態(tài)平衡維護、漁業(yè)資源再生、生態(tài)旅游觀光、海岸線保護和海洋藥物開發(fā)等領(lǐng)域具有重要價值。造礁石珊瑚是珊瑚礁的主要構(gòu)建者，也是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分；同時，其他類型的一些珊瑚由于其觀賞價值和收藏價值，廣泛出現(xiàn)在水族館、珠寶市場等。

近年來，受氣候變化和人類活動等因素影響，全球諸多海域的珊瑚礁出現(xiàn)嚴重退化現(xiàn)象，亟需開展珊瑚礁生態(tài)修復(fù)。同時，隨著民眾對于旅游觀光、醫(yī)療、高端珠寶等消費需求的不斷增長，商用珊瑚發(fā)展前景廣闊。人工養(yǎng)殖珊瑚有利于快速增加珊瑚數(shù)量，既能應(yīng)用于恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)，又可充分發(fā)揮其經(jīng)濟價值，因此，珊瑚人工養(yǎng)殖將逐步成為海洋經(jīng)濟大開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。

一、國外珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)按照珊瑚自身繁殖方式，可分為有性繁殖技術(shù)和無性繁殖技術(shù)兩類；按照珊瑚培育環(huán)境，又可分為原地培育技術(shù)和異地培育技術(shù)兩類。國外在這4種技術(shù)類型上開展了一些研究，取得了一些進展。珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀見表1。

表1 珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

二、我國珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)和裝備發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)開展珊瑚培育相關(guān)研究的機構(gòu)包括中國科學(xué)院南海海洋研究所、中國科學(xué)院廣州地球與化學(xué)研究所、國家海洋局第三海洋研究所、海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院、海南大學(xué)、廣東海洋大學(xué)、廣西大學(xué)等，近年來，在相關(guān)技術(shù)與裝備研究等方面取得一定進展。

（一）珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)方面

在珊瑚人工有性繁殖技術(shù)研究方面，國內(nèi)研究起步較晚，初步取得一些研究成果。中國科學(xué)院南海海洋研究所在海南省三亞灣和西沙永興島上進行了珊瑚有性繁殖實驗與珊瑚幼體培育增殖實驗，目前已經(jīng)掌握芽枝鹿角珊瑚、中華扁腦珊瑚等種類的繁殖規(guī)律和幼體發(fā)育過程；廣東海洋大學(xué)在徐聞珊瑚礁國家自然保護區(qū)進行了澄黃濱珊瑚、大管孔珊瑚等性腺發(fā)育與繁殖力的研究。

在珊瑚人工無性繁殖技術(shù)研究方面，我國主要開展了造礁石珊瑚斷枝培育研究，用于珊瑚礁生態(tài)修復(fù)。目前，我國使用較多的造礁石珊瑚斷枝培育方法包括珊瑚樹斷枝培育法、浮床斷枝培育法、纜繩斷枝培育法等。

（二）珊瑚人工養(yǎng)殖裝備方面

在研究珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)的同時，我國也在探索新型珊瑚養(yǎng)殖裝備（見圖1）。2018年，海南南海熱帶海洋研究所在三亞崖州灣海域建立了海上木質(zhì)珊瑚養(yǎng)殖試驗浮式平臺，配套4個高密度立體養(yǎng)殖專用籠；2017年，浙江海洋大學(xué)提出一種海底珊瑚培養(yǎng)裝置的發(fā)明，包括基座和若干培養(yǎng)盆，能夠穩(wěn)定在海底定位；2019年，煙臺中集藍海洋科技有限公司等提出一種適合在海上進行珊瑚養(yǎng)殖的浮式裝置發(fā)明，包括養(yǎng)殖平臺、養(yǎng)殖架、養(yǎng)殖鏈、養(yǎng)殖板和提升機構(gòu)等部分；2019年，廣東海洋大學(xué)提出一種用于珊瑚養(yǎng)殖的機器人系統(tǒng)發(fā)明，工作人員在水上通過手勢識別系統(tǒng)來實時操控機械手裝置的水下動作，提高珊瑚移植固定等作業(yè)效率。

圖1 我國新型珊瑚養(yǎng)殖裝備專利

國內(nèi)相關(guān)科研院所、高校及企業(yè)在珊瑚異地培育裝備方面也開展了相關(guān)研究。2015年，杭州冷倍冠科技有限公司發(fā)明了一種珊瑚人工養(yǎng)殖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ι汉黟B(yǎng)殖池內(nèi)的鹽度、亮度、溫度、含氧量等參數(shù)進行檢測及進行針對性改善，最大程度保證珊瑚生長環(huán)境穩(wěn)定。2018年，國家海洋局第三海洋研究所等提出了半開放式珊瑚養(yǎng)殖系統(tǒng)，通過模擬珊瑚生長的環(huán)境條件，建立一套具有供水、光照、造浪、供氧控制的養(yǎng)殖系統(tǒng)以及養(yǎng)殖水過濾處理的循環(huán)系統(tǒng)。

三、珊瑚人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)特點及裝備需求分析

（一）產(chǎn)業(yè)特點

1.產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊

珊瑚人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景有兩個方面。一方面為商業(yè)應(yīng)用前景，即珊瑚貿(mào)易、觀光旅游和醫(yī)用前景。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年世界珊瑚的漁獲量在100t～400t，年交易量高達10多億美元；2014年，頂級紅珊瑚的價格為18000元/g～20000元/g，超過黃金時價的90倍；水族愛好者、水下探險愛好者也為珊瑚提供了巨大的商業(yè)市場空間；同時，由于死亡珊瑚的骨骼經(jīng)過熱處理可以用于人類骨骼修復(fù)，在醫(yī)學(xué)方面也具備一定市場前景。另一方面為生態(tài)環(huán)境修復(fù)需求前景。隨著人們對珊瑚生態(tài)系統(tǒng)重要性認識的不斷增強，歐美、東南亞等地區(qū)紛紛開展珊瑚生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作；我國正在開展海南省、廣東省、廣西壯族自治區(qū)、福建省等地相關(guān)海域的珊瑚礁修復(fù)研究與實踐，預(yù)期對人工養(yǎng)殖珊瑚的需求量將激增。

2.新興產(chǎn)業(yè)弊端未消

珊瑚人工養(yǎng)殖業(yè)作為新興海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，屬于尚不成熟的發(fā)展中產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展不充分，大部分養(yǎng)殖裝備技術(shù)水平不高，國際上也未形成能夠?qū)崿F(xiàn)高效產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的人工養(yǎng)殖技術(shù)方案；由于造礁石珊瑚的生活水深較大（25m～50m），而相關(guān)裝備大部分屬于淺水裝備范疇，具體養(yǎng)殖實施過程仍以潛水員人工操作為主；珊瑚人工養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展需要大量資金投入、政策支持等強力保障，尤其是珊瑚礁生態(tài)修復(fù)，必須以海洋生態(tài)環(huán)境修復(fù)為前提，這樣的系統(tǒng)工程建設(shè)與完善都十分復(fù)雜。

3.分化特征明顯

目前，國外對珊瑚人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)技術(shù)的選擇具有明顯的分化特征。對于部分發(fā)展中國家（如印度尼西亞），受經(jīng)濟實力限制，只能選擇充分利用得天獨厚的自然條件，將珊瑚投放到天然海域里放養(yǎng)，其產(chǎn)品主要面向水族館觀光等市場；對于歐美等發(fā)達國家，更多的是選擇高成本的異地養(yǎng)殖（如室內(nèi)養(yǎng)殖），可有效避免不利的自然環(huán)境影響，通過人工控制各種有利于珊瑚生長的環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)高價品種珊瑚的人工養(yǎng)殖，其產(chǎn)品主要面向高端珊瑚市場和用于海洋環(huán)境生態(tài)修復(fù)。

4.產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向多元化

隨著智能化技術(shù)的發(fā)展以及與海洋養(yǎng)殖業(yè)的加速融合，目前珊瑚手工栽培的方式終將發(fā)生巨大變革，珊瑚人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)技術(shù)必然朝著專業(yè)化、自動化、智能化方向發(fā)展。相關(guān)的珊瑚作業(yè)船將搭載專業(yè)化集成化裝備，作業(yè)能力涵蓋珊瑚采集到運輸、培育及投放全過程，提升珊瑚種植、移植效率；應(yīng)用于珊瑚種植的相關(guān)機械設(shè)備或者水下有纜遙控機器人（ROV）將得到進一步研發(fā)與應(yīng)用（見圖2）；水下自治機器人（AUV）、潛浮標及通訊、聲吶等先進技術(shù)將廣泛用于珊瑚養(yǎng)殖的水下探測、監(jiān)視，通過獲知水下環(huán)境實時信息，規(guī)避不利生存因素和突發(fā)外界因素，提升珊瑚種植、移植的存活率。

圖2 澳大利亞開發(fā)的珊瑚播種水下機器人

（二）對裝備的需求

現(xiàn)階段，珊瑚人工養(yǎng)殖特別是原地培育所采用的裝備相對簡單，未來要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需要高端化的裝備及配套系統(tǒng)設(shè)備進行支撐。目前，主要裝備需求包括裝備類和關(guān)鍵配套系統(tǒng)設(shè)備類兩大類（見圖3）。

圖3 珊瑚人工養(yǎng)殖裝備體系圖

1.裝備類

裝備類主要包括專門用于珊瑚移植的專業(yè)化珊瑚作業(yè)船舶，用于珊瑚養(yǎng)殖的海上浮式珊瑚養(yǎng)殖平臺，用于珊瑚養(yǎng)殖的海底固定式養(yǎng)殖裝置等，用于珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)研究及應(yīng)用試驗的海洋珊瑚養(yǎng)殖試驗平臺等，用于珊瑚種植、移植作業(yè)的ROV，用于珊瑚監(jiān)測的AUV，用于人員下潛的相關(guān)潛水裝具等，以及可用于珊瑚養(yǎng)殖場的全通透型觀光潛水器等。

2.關(guān)鍵配套系統(tǒng)設(shè)備類

關(guān)鍵配套系統(tǒng)設(shè)備類主要包括珊瑚養(yǎng)殖作業(yè)所需的機械設(shè)備（如提升設(shè)備等），具備增氧、凈水、殺菌、制冷、保溫等功能的相關(guān)供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、光控系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、造浪系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等，包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)前處理及存儲器、中央控制器等在內(nèi)的珊瑚養(yǎng)殖智能控制系統(tǒng)，用于珊瑚自身生長情況及威脅珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的各類災(zāi)害事件監(jiān)測的激光雷達、潛浮標系統(tǒng)等遙感監(jiān)測設(shè)備，采用新型材料的人工礁體等。

四、珊瑚人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

人工養(yǎng)殖珊瑚具有廣闊的市場前景，但實現(xiàn)珊瑚大規(guī)模人工養(yǎng)殖仍存在較大難度。目前全球通過充分利用自然條件進行大規(guī)模珊瑚無性繁殖的珊瑚養(yǎng)殖場已經(jīng)非常常見；尚未出現(xiàn)用于珊瑚生態(tài)修復(fù)、醫(yī)用等領(lǐng)域的高端化、智能化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化珊瑚人工養(yǎng)殖場，規(guī)模化養(yǎng)殖裝備與技術(shù)也有待于突破與完善。

考慮到國家加快推進生態(tài)文明建設(shè)、南海資源開發(fā)與保護等方面的要求，珊瑚人工養(yǎng)殖裝備技術(shù)可能會成為我國一個新興產(chǎn)業(yè)方向。目前，我國在珊瑚人工養(yǎng)殖技術(shù)等領(lǐng)域已具備一定基礎(chǔ)，同時，我國在漁業(yè)養(yǎng)殖裝備、水下機器人、水下監(jiān)測裝備及水下旅游觀光裝備等領(lǐng)域也取得了眾多成果，這對于未來加快珊瑚養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分有利。

一是深化珊瑚人工養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的論證評估、相關(guān)裝備及關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備能力現(xiàn)狀梳理，加快突破珊瑚人工養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)，積極爭取高端珊瑚人工養(yǎng)殖裝備研發(fā)項目，著重開展高端化、智能化珊瑚人工養(yǎng)殖裝備的論證、研發(fā)與應(yīng)用。

二是強化水產(chǎn)養(yǎng)殖、裝備制造、信息化等跨行業(yè)、跨專業(yè)的融合，推進珊瑚養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)鏈各類創(chuàng)新主體協(xié)同，打通供需溝通渠道，成立“珊瑚養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟”，打造聯(lián)合開發(fā)、優(yōu)勢互補、利益共享、風(fēng)險共擔(dān)的產(chǎn)學(xué)研用長效合作機制，強化產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)人才培養(yǎng)。