人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)的制作方法
【專利摘要】人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)屬于海洋漁業(yè)生物資源增養(yǎng)殖【技術(shù)領(lǐng)域】。在淺海建造人工魚礁，為海洋生物提供繁殖索餌空間，一定坡度礁體在一定流速海流作用下，可以產(chǎn)生上升流，提高漁獲量。人工魚礁受海水深度、海流、地形和底質(zhì)條件限制，投資成本高。人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破人工魚礁限制，不但可以在數(shù)十米深淺海里進(jìn)行，就是在數(shù)百米、千米深海里也可以實(shí)施人工誘導(dǎo)上升流，投資成本低。最核心技術(shù)突破是材料由剛性變?nèi)嵝?，由立體變平面，由復(fù)雜變簡(jiǎn)單，不受海水深度、海流、地形和底質(zhì)條件限制，可在大洋海域里進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)效益高，社會(huì)效益生態(tài)效益顯著。這使得人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)有了無(wú)比廣闊施展舞臺(tái)和巨大市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【專利說明】人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)屬于海洋漁業(yè)生物資源增養(yǎng)殖【技術(shù)領(lǐng)域】。以深海大洋表層為舞臺(tái)，以二氧化碳和水為原料，以太陽(yáng)光為能源，以氮磷硅鐵等營(yíng)養(yǎng)元素為骨架，以海洋生態(tài)系統(tǒng)為工廠，以解決人類食物供給短缺問題為動(dòng)力，以人工誘導(dǎo)上升流為基本技術(shù)途徑，將氣候變暖元兇二氧化碳化害為寶，經(jīng)浮游植物光合作用大規(guī)模生產(chǎn)浮游生物，以魚蝦蟹貝富集轉(zhuǎn)化浮游生物，最終轉(zhuǎn)化為魚肉、魚粉、魚油、蝦蟹貝等食物。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋面積占地球表面積的71%，僅占海洋面積千分之一的上升流海域，生產(chǎn)出全世界漁獲量的50%，占海洋面積7.5%的大陸架海域，生產(chǎn)出全世界捕撈漁獲量的90%，其它占海洋面積92.5%的深海大洋海域，僅生產(chǎn)不足10%的漁獲量。主要原因是因?yàn)闊釒啛釒詈４笱蠛Ｓ驕剀S層強(qiáng)度大，深層海水營(yíng)養(yǎng)鹽不能上升到海洋表層真光層參與光合作用，造成海洋表層營(yíng)養(yǎng)鹽含量嚴(yán)重貧乏，初級(jí)生產(chǎn)力很低，海洋魚類等生物因?yàn)闆]有充足的食物供給，造成漁業(yè)生物資源匱乏，漁獲量很低。
[0003]當(dāng)生活在海洋表層海水里的生物死亡后，生物體逐漸下沉，在下沉過程中，生物體被細(xì)菌逐漸分解，組成生物體的各種營(yíng)養(yǎng)元素被分解釋放回海水中，由于底層海水溫度低，沒有太陽(yáng)光，不能進(jìn)行光合作用，這些營(yíng)養(yǎng)元素沒有被消耗，而在海水中逐漸積累儲(chǔ)存。
[0004]當(dāng)上升流將含有大量氮、磷、硅、鐵等營(yíng)養(yǎng)元素的底層水上涌至溫暖海洋表層時(shí)，在陽(yáng)光照耀下，二氧化碳、水和營(yíng)養(yǎng)元素，經(jīng)浮游植物光合作用，生產(chǎn)出大量浮游生物，為魚蝦蟹貝等動(dòng)物提供豐富食 物，引起生物數(shù)量大爆發(fā)，這就是占海洋面積千分之一的上升流海域，生產(chǎn)出世界50%漁獲量的根本原因所在。如果我們將上升流海域面積擴(kuò)大一倍，即意味著增加50%漁獲量。
[0005]從現(xiàn)實(shí)情況來說，現(xiàn)在海洋漁業(yè)捕撈技術(shù)與捕撈能力都不成問題，只要有足夠的漁業(yè)資源量和資源密度，人們就能夠?qū)⑺兂蓪?shí)實(shí)在在的可以看得見的漁獲量?，F(xiàn)在的核心問題是如何大幅度增加漁業(yè)資源量。那么，如何才能夠大規(guī)模大面積大范圍低成本地提高海洋漁業(yè)資源總量呢。
[0006]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)的核心任務(wù)就是大幅度提高海洋漁業(yè)資源總量，具體實(shí)施方法就是大規(guī)模大面積大范圍低成本人工誘導(dǎo)上升流。我們已經(jīng)找到解決人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)這一關(guān)鍵技術(shù)途徑，可以將人工誘導(dǎo)上升流技術(shù)變成現(xiàn)實(shí)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0007]在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是循環(huán)的，能量是流動(dòng)的。氮、磷、硅、鐵及其它微量元素可以從上升流海水中得到補(bǔ)充，碳、氫、氧、鈣、鎂、硫、鈉、鉀可以從海水中得到充分供應(yīng)。組成魚蝦蟹貝等生物體的所有物質(zhì)元素來源問題解決了，能量來源是太陽(yáng)光能，雖然能量在流動(dòng)過程中會(huì)有一些損失，但太陽(yáng)光能在源源不斷的供應(yīng)，可以承受這些損失。因此，只要在海洋表層系統(tǒng)中的物質(zhì)元素流入大于流出，系統(tǒng)的食物產(chǎn)出就是有保障的。我們所需要的產(chǎn)出是魚肉、魚粉、魚油、蝦蟹貝等食物。
[0008]人類如果不人工養(yǎng)殖豬牛羊等牲畜，而靠捕殺野生動(dòng)物來獲取肉食，人類將在滅絕所有大型野生動(dòng)物后無(wú)肉可食。人類如果不人工飼養(yǎng)雞鴨鶉等禽類，而靠撿拾鳥蛋為食，人類也將在滅絕各種鳥類后無(wú)蛋可食。人類如果不人工種植稻麥?zhǔn)虻裙任?，而靠采集野生植物種子為食，那么人類也將在采凈各種植物種子后無(wú)糧可吃。
[0009]這樣的道理誰(shuí)都明白，可是人類卻在海洋中一直靠捕殺野生魚類來滿足自身食物需求，而沒有將大規(guī)模人工海洋魚類養(yǎng)殖提上議事日程。人類一直在不斷強(qiáng)化捕殺海洋魚類資源的探測(cè)能力和捕撈能力，一直在進(jìn)行酷漁濫捕，以至于造成一些魚種數(shù)量下降，個(gè)體變小，失去捕撈價(jià)值，有的甚至絕種。
[0010]世界各國(guó)海洋漁業(yè)資源管理工作目前主要是限制捕撈數(shù)量、控制捕撈規(guī)格、縮短捕撈時(shí)間和減少捕撈區(qū)域，而沒有從根本上來解決海洋漁業(yè)資源總量的人工增養(yǎng)殖問題?，F(xiàn)在的主要漁業(yè)管理理念就是針對(duì)現(xiàn)有有限資源如何防止別人進(jìn)入，如何在既得利益者之間進(jìn)行瓜分。
[0011]在海洋中人類如果只是無(wú)限度的索取捕撈現(xiàn)有魚類資源，而不認(rèn)真考慮如何在海洋里大規(guī)模大面積大范圍人工增養(yǎng)殖魚類資源，最終人類也將無(wú)魚可食。僅僅靠保護(hù)現(xiàn)有漁業(yè)生物資源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果連現(xiàn)有資源都保護(hù)不了，海洋漁業(yè)資源將很快枯竭。人類的技術(shù)能力進(jìn)步太快，市場(chǎng)需求增加太快，探測(cè)捕撈裝備更新太快，在魚類資源屬于公地資源的情況下，誰(shuí)捕到算誰(shuí)得，過度捕撈將是必然的結(jié)局。
[0012]為了保證人類一直有魚可食，我們必須在海洋里走現(xiàn)代化農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的道路，化公地為私地，確定海域使用權(quán)，突破近岸海域的限制，在遼闊的深海大洋中大規(guī)模大面積大范圍低成本人工增養(yǎng)殖魚類 等生物資源，這就是海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。這是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的客觀反映，是技術(shù)革命發(fā)展進(jìn)程的必然結(jié)果，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的客觀要求。
[0013]只要合理確定受法律體系保護(hù)的海域使用權(quán)，制定科學(xué)完善的技術(shù)操作規(guī)程，采取適當(dāng)寬松的政策鼓勵(lì)措施，保護(hù)投資者合理合法權(quán)益，保證適當(dāng)?shù)耐度氘a(chǎn)出比，培育恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管控能力，妥善處理既得利益者和新入投資者的利益關(guān)系。這樣社會(huì)各方面富余資金就會(huì)投入這一新興領(lǐng)域，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增加新的就業(yè)吸納能力，形成新的漁業(yè)增養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。而魚產(chǎn)品市場(chǎng)可以說是無(wú)窮大，食用不了的魚肉可以加工成魚粉，變成飼料原料以替代糧食，使用不了的魚油可以加工成生物柴油，變成燃料以替代石油天然氣。魚產(chǎn)品既然可以轉(zhuǎn)化為糧食和燃料，它也就有了無(wú)窮大的市場(chǎng)容量。
[0014]這樣的海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)就成了真正的低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)完全符合國(guó)家提倡的節(jié)能減排政策和可持續(xù)發(fā)展政策，海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)就是充分開發(fā)利用太陽(yáng)光能和生物質(zhì)能的藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)的典型案例。一切的起點(diǎn)均來自于永恒的太陽(yáng)光能。這才是真正的綠色能源。
[0015]由于海洋面積寬廣遼闊，海洋表層太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能的利用效率極低，任何一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步都可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、政治效益和社會(huì)效益，還可以帶來良好的環(huán)境效益和生態(tài)效益。在理想狀態(tài)下，巨大的海洋食物供給潛力的發(fā)揮將逐步緩解人類對(duì)陸地食物供給需求的壓力，如果人類能夠通過海洋養(yǎng)殖基本解決食物供給問題，那就為陸地森林、草原和濕地資源保護(hù)提供機(jī)會(huì)，為陸地生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供機(jī)會(huì)，為生物多樣性保護(hù)提供機(jī)會(huì)，為城市鄉(xiāng)村建設(shè)發(fā)展提供空間。
[0016]人類總是要想方設(shè)法解決食物供給問題的，任何人、任何國(guó)家、任何時(shí)候都回避不了這個(gè)問題。當(dāng)今社會(huì)的所有矛盾都聚焦在這里。民以食為天。海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)就是為了從根本上徹底解決人類食物供給短缺問題，在海洋表層將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為食物。人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)就是海洋養(yǎng)殖理論的具體體現(xiàn)，其技術(shù)理論體系將對(duì)歷史發(fā)展有十分深遠(yuǎn)的影響，她將人從陸地人變成海洋人，將人類文明從陸地文明變成海洋文明，將人類食物供給從以陸地為主變成以海洋為主。海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展將永無(wú)止境。
[0017]在遼闊的深海大洋表面進(jìn)行人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)計(jì)劃是一項(xiàng)超前思維，其基本觀念就是跨越陸地，進(jìn)入海洋；跨越淺海，進(jìn)入深海；跨越捕撈天然野生資源，進(jìn)入人工增養(yǎng)殖生物資源。人類進(jìn)入文明以來，糧食、肉蛋奶等食物生產(chǎn)一直主要在陸地上進(jìn)行，其基本模式就是砍伐森林，開墾草原，開辟耕地，精耕細(xì)作?，F(xiàn)在陸地上宜農(nóng)土地資源幾乎已被開墾殆盡，海洋天然野生魚類生物資源也基本被捕撈殆盡，已經(jīng)到了必須跨越陸地進(jìn)入海洋、跨越天然進(jìn)入養(yǎng)殖的時(shí)候了。
[0018]目前海洋牧場(chǎng)計(jì)劃已經(jīng)在淺海海域熱火朝天地進(jìn)行著，其主要表現(xiàn)就是人工增殖放流、淺海底播增殖和人工魚礁建設(shè)等。但是淺海海域面臨著環(huán)境污染、酷漁濫捕、面積有限、其它行業(yè)用海競(jìng)爭(zhēng)加劇等問題，而深海大洋海域卻沒有上述問題。雖然在深海大洋海域?qū)嵤┖Ｑ竽翀?chǎng)計(jì)劃現(xiàn)在還很少有人提出，其主要原因是沒有找到切實(shí)可行的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性方案。我們?cè)谶@方面進(jìn)行了大膽深入的探索研究，并且取得重大技術(shù)理論突破。
[0019]我們?cè)谘芯咳驓夂蜃兣?、海洋生物碳匯、糧食危機(jī)、能源危機(jī)、太陽(yáng)能大規(guī)模固定開發(fā)利用等課題過程中，發(fā)現(xiàn)利用植物光合作用調(diào)控大氣二氧化碳濃度，進(jìn)而控制全球氣候變暖進(jìn)程是成本最低的可行性方案，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)是在深海大洋海域開展大規(guī)模生物固碳的一個(gè)可行性很強(qiáng)的方案，為此進(jìn)行了多年深入的探索研究，同時(shí)解決理論、材料、成本、效益、投入、產(chǎn)出等一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題，并形成全新的技術(shù)理論。
[0020]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)計(jì)劃以大規(guī)模大面積大范圍低成本人工誘導(dǎo)上升流為技術(shù)創(chuàng)新核心，以創(chuàng)新理論、創(chuàng)新材料、超低成本、超高效益為技術(shù)可行性方案突破口，以從根本上解決中國(guó)乃至世界糧食供給短缺危機(jī)為行動(dòng)指南。
`[0021]我國(guó)糧食生產(chǎn)供給一直存在很大壓力。我國(guó)幾乎沒有耕地資源儲(chǔ)備，現(xiàn)有耕地也幾乎全部滿負(fù)荷生產(chǎn)，幾乎沒有剩余糧食生產(chǎn)能力儲(chǔ)備，目前主要靠從國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)口來彌補(bǔ)食物供應(yīng)短缺。我國(guó)每年進(jìn)口 5000多萬(wàn)噸轉(zhuǎn)基因大豆等糧食，按一噸大豆折合三噸糧食計(jì)算，即約1.5億噸糧食生產(chǎn)能力需求靠進(jìn)口來滿足，約占我國(guó)糧食總生產(chǎn)能力的30%，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
[0022]在遼闊的海洋里大規(guī)模生產(chǎn)魚蝦蟹貝等食物，一直是我們追求的夢(mèng)想。人工增殖放流和人工魚礁建設(shè)由于前期投入資金巨大，資本回收周期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)不確定，資源管理難度大等原因，目前主要以政府公益性投資為主，以生態(tài)效益和社會(huì)效益為主要考核對(duì)象，經(jīng)濟(jì)效益暫時(shí)不太突出，民營(yíng)資本沒有大規(guī)模介入。淺海底播增殖主要以養(yǎng)殖海參、鮑魚、扇貝等移動(dòng)緩慢的高價(jià)值海產(chǎn)品為主，對(duì)海底資源條件要求比較苛刻，由于有較高的投資回報(bào)率，風(fēng)險(xiǎn)較為可控，民營(yíng)資本已經(jīng)介入。
[0023]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)創(chuàng)意最開始誘因是人工魚礁理論。在淺海海域投放淘汰漁船、混凝土構(gòu)件建造人工魚礁，可以為海洋生物提供繁殖、產(chǎn)卵、索餌、遮蔭、避敵、生長(zhǎng)、育肥、活動(dòng)空間，一定大小坡度的礁體在一定流速的海流作用下，可以產(chǎn)生上升流，進(jìn)而提高海域初級(jí)生產(chǎn)力，最終提高漁獲量。我們?cè)谌斯~礁理論和現(xiàn)象啟發(fā)下，經(jīng)過長(zhǎng)期不斷探索，總結(jié)運(yùn)用現(xiàn)代最新科技理論成果，緊緊抓住核心問題，鍥而不舍，終于在人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)理論上獲得重大突破。
[0024]我們的人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)水平從理論上說已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破人工魚礁理論的限制，比人工魚礁理論更有競(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)有的人工魚礁理論和實(shí)踐受海水深度、海流、地形和底質(zhì)等條件的嚴(yán)格限制，投資成本隨海水深度的增加呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。而我們的人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)不但可以在數(shù)十米深的淺海海域里進(jìn)行人工誘導(dǎo)上升流，就是在數(shù)百米，甚至數(shù)千米深的深海大洋海域里也可以實(shí)施人工誘導(dǎo)上升流，投資成本隨海水深度的增加僅呈算術(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而且最核心的突破是投資成本比同樣條件下的人工魚礁成本低得多，且不受海水深度、海流、地形和底質(zhì)等條件的限制，可以在毗鄰區(qū)和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)海域進(jìn)行，甚至可以在深海大洋海域里進(jìn)行，發(fā)展空間巨大，投資回報(bào)率高，經(jīng)濟(jì)效益高，社會(huì)效益和生態(tài)效益顯著，政府和民營(yíng)資本均可以進(jìn)行操作。
[0025]海洋面積足夠大，海水深度足夠深，大洋海域漁獲量相當(dāng)?shù)停仙骱Ｓ驖O獲量相當(dāng)高，人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)從宏觀經(jīng)濟(jì)上說產(chǎn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于投入，這使得人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)有了無(wú)比廣闊的施展舞臺(tái)和巨大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這是一種突破性的全新技術(shù)發(fā)明。
[0026]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)的戰(zhàn)略目標(biāo):在任何情況下，海洋牧場(chǎng)可以在中國(guó)470多萬(wàn)平方公里的藍(lán)色海洋國(guó)土內(nèi)全面滿足全體中國(guó)人對(duì)食物供給不斷增長(zhǎng)的需求。也就是說海洋牧場(chǎng)要具有折合1.5億噸糧食的有機(jī)物生產(chǎn)能力。折合每平方公里有32噸糧食生產(chǎn)能力，折合每平方米約32克/年糧食生產(chǎn)能力。秘魯上升流海域初級(jí)生產(chǎn)力平均為300-500克碳/平方米.年。陸地上耕地糧食生產(chǎn)能力平均為500公斤/畝.年，合750克/平方米.年。按初級(jí)生 產(chǎn)力同口徑計(jì)算耕地約為300-500克碳/平方米.年，與上升流海域相當(dāng)。我們對(duì)海洋國(guó)土的糧食生產(chǎn)能力要求只相當(dāng)于耕地的5%。
[0027]從太陽(yáng)光能輻射資源來說，我們應(yīng)該完全有能力做到，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到太陽(yáng)光能資源的限制。根據(jù)現(xiàn)有光合作用效率數(shù)據(jù)，農(nóng)作物為0.5%-1.0%，大型海藻為4.0%-6.0%，淡水微藻捷克柵藻在實(shí)驗(yàn)室最佳條件下最高可達(dá)10%。中國(guó)海域平均太陽(yáng)能密度5000MJ/m2.a，有效輻射能(約相當(dāng)于可見光部分，大致為太陽(yáng)總輻射量的50% ) 2 5OOMJ/m2.a。按
0.1%的光合作用效率計(jì)算，海面有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)能力約為2.5MJ/m2.a，浮游生物能值大約為
2.5MJ/kg，即約折合 1000 克 /m2, a。
[0028]像耕地一樣耕海是許多海洋工作者的夢(mèng)想。池塘養(yǎng)殖、籠筏養(yǎng)殖、圍海養(yǎng)殖是耕海夢(mèng)想在海岸陸地、灘涂、潮間帶和淺海海域的實(shí)現(xiàn)，人工放流增殖、淺海底播增殖和人工魚礁建設(shè)等是耕海夢(mèng)想在近岸淺海海域及較深海域的實(shí)現(xiàn)，而人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)是耕海夢(mèng)想在深海乃至大洋海域?qū)嵤┑木唧w體現(xiàn)。人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)是否可行，理論突破是關(guān)鍵，投入產(chǎn)出是核心，政治意愿是保障，市場(chǎng)需求是根本。
[0029]所謂理論突破，就是指綜合運(yùn)用人類科技理論研究的最新成就，綜合運(yùn)用宏觀和微觀自然科學(xué)領(lǐng)域的視野，將地球作為一個(gè)整體，將大氣圈、海水圈和生物圈作為一個(gè)互動(dòng)的有機(jī)系統(tǒng)，通過一系列可行的技術(shù)和工程措施，擴(kuò)大海洋生物的生存范圍和生存空間，提高海洋生物的食物來源，增加海洋真光層的營(yíng)養(yǎng)鹽含量，擴(kuò)大生物固定太陽(yáng)能規(guī)模，提高初級(jí)生產(chǎn)力，利用海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律，通過人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)來增加海洋漁業(yè)資源總量，從而提高海洋漁獲量。
[0030]所謂投入產(chǎn)出，就是指在現(xiàn)有市場(chǎng)技術(shù)條件下，人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)的投入產(chǎn)出比具有足夠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，比現(xiàn)有海水養(yǎng)殖和淡水養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益更高，甚至比陸地農(nóng)牧業(yè)食物生產(chǎn)更有利可圖，那么在市場(chǎng)機(jī)制作用下，在資本逐利驅(qū)動(dòng)下，社會(huì)各方面資金就會(huì)介入海洋牧場(chǎng)投資，從而形成新的投資熱點(diǎn)。我們的人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)水平比人工魚礁更有競(jìng)爭(zhēng)力，投資成本更低。
[0031]所謂政治意愿，就是指政府領(lǐng)導(dǎo)重視。中國(guó)不僅僅有960萬(wàn)平方公里的陸地國(guó)土，中國(guó)還有470萬(wàn)平方公里的藍(lán)色海洋國(guó)土。國(guó)務(wù)院2006年發(fā)布的“中國(guó)水生生物資源養(yǎng)護(hù)行動(dòng)綱要”就是政治意愿的具體體現(xiàn)。
[0032]所謂市場(chǎng)需求，就是指當(dāng)市場(chǎng)農(nóng)牧產(chǎn)品絕對(duì)供應(yīng)量嚴(yán)重不足時(shí)，導(dǎo)致市場(chǎng)食物價(jià)格暴漲，以至影響國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定大局。假設(shè)遭遇特大自然災(zāi)害，或者氣候變化引起糧食生產(chǎn)大范圍嚴(yán)重減產(chǎn)，或者發(fā)生重大戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致貿(mào)易封鎖而無(wú)法進(jìn)口糧食，由此導(dǎo)致市場(chǎng)魚價(jià)、肉價(jià)、糧價(jià)翻番，而且僅靠運(yùn)用陸地土地資源無(wú)法有效解決。在此形勢(shì)下，人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)有可能很快就會(huì)被國(guó)家決策層提上議事日程，加以推廣應(yīng)用。
[0033]中國(guó)人口眾多，耕地資源有限，淡水資源分配不均，糧食生產(chǎn)能力不足，食物供應(yīng)安全一直是個(gè)很嚴(yán)重的政治問題，所謂米袋子省長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，菜籃子市長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，就是這種國(guó)情的具體體現(xiàn)?，F(xiàn)在隨著城市化建設(shè)，大量原有優(yōu)質(zhì)耕地資源變成城市建設(shè)用地，永遠(yuǎn)失去了糧食生廣能力。品種改良，單廣提聞，水利建設(shè)，還有危機(jī)四伏的轉(zhuǎn)基因食物進(jìn)口，雖然可以暫時(shí)緩解糧食供應(yīng)短缺的嚴(yán)峻局面，但不能從根本上解決糧食危機(jī)問題。從國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)口糧食只能彌補(bǔ)一時(shí)之急需，而不能作為中國(guó)這么多人口平時(shí)安身立命的保證。唯有突破陸地限制進(jìn)入海洋，才可以一勞永逸地解決食物供應(yīng)短缺問題。
[0034]海洋養(yǎng)殖是個(gè)規(guī)模龐大的系統(tǒng)工程，沒有現(xiàn)成的路可走，我們必須探索開路。海洋牧場(chǎng)已有在淺海海域成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以為我們提供一些啟示，總結(jié)一些規(guī)律。人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)在廣闊深海大洋海域提高初級(jí)生產(chǎn)力，進(jìn)而增加海洋漁獲量，是一種全新的海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式`探索。
[0035]將人類食物生產(chǎn)供給注意力從陸地轉(zhuǎn)向海洋，需要有博大的膽略和氣魄。市場(chǎng)需求決定科研發(fā)明突破的方向，向海洋要食物，向海洋要能源，是當(dāng)今中國(guó)最殷切的需求，在科學(xué)規(guī)律指導(dǎo)下，發(fā)明一系列經(jīng)濟(jì)可行的海洋牧場(chǎng)技術(shù)方案，一直是我們努力的方向。地球是我們共同家園，需要我們共同精心呵護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0036]深海大洋表層有充足的光照、適宜的溫度、合適的鹽度、二氧化碳、溶氧、PH值和無(wú)盡的水，限制植物生長(zhǎng)繁殖的主要限制性因素就是營(yíng)養(yǎng)元素相對(duì)缺乏，由此造成動(dòng)物缺少充足的食物，最終表現(xiàn)為漁獲量較低。由于溫躍層的存在和制約，下層海水中豐富的營(yíng)養(yǎng)元素不能隨時(shí)自由補(bǔ)充到表層，以滿足植物光合作用所需，造成熱帶海洋的初級(jí)生產(chǎn)力不足50克碳/平方米.年，而相同光熱條件的熱帶雨林初級(jí)生產(chǎn)力高達(dá)2500克碳/平方米.年，相差50倍以上。而同在熱帶的秘魯上升流海域由于表層海水營(yíng)養(yǎng)元素經(jīng)常得到上升流海水的不斷補(bǔ)充，初級(jí)生產(chǎn)力可達(dá)500克碳/平方米.年，比沒有上升流的其它海域初級(jí)生產(chǎn)力高出10倍以上。人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)的目的就是模仿天然上升流作用機(jī)制，為海洋表層補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)兀素以提聞初級(jí)生廣力水平，從而提聞?wù)麄€(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效率和容納量，進(jìn)而提高海洋漁獲量水平，為人類提供更多的食物蛋白資源。
[0037]人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)技術(shù)工程材料選用柔性膜狀材料，以下統(tǒng)稱為“誘導(dǎo)膜”。
[0038]誘導(dǎo)膜主體材料包括各種純棉、滌棉、棉麻、混紡、化纖、滌綸、錦綸、尼龍等各種紡織品面料，還包括各種塑料薄膜、高分子材料薄膜、橡膠薄膜以及其它各種膜狀材料。實(shí)際選料時(shí)依據(jù)使用壽命、材料強(qiáng)度、對(duì)環(huán)境影響、成本等綜合因素統(tǒng)籌考慮具體材料。
[0039]誘導(dǎo)膜強(qiáng)化材料選用柔性膜狀復(fù)合材料，如滌綸、錦綸、尼龍等各種化纖紡織品面料，在誘導(dǎo)膜受力較強(qiáng)部位加裝強(qiáng)化帶，增加誘導(dǎo)膜的強(qiáng)度和使用壽命，以抵抗海洋惡劣環(huán)境的沖擊，以柔克剛。強(qiáng)化帶的經(jīng)緯間隔均為2米，強(qiáng)化帶寬0.2米。
[0040]誘導(dǎo)膜除主體材料和強(qiáng)化材料外，還包括縫制安裝在誘導(dǎo)膜上的各種附件，如底綱、墜子、浮子、營(yíng)養(yǎng)袋、錨繩和錨碇等。為了節(jié)省成本，附件材料盡量選用廉價(jià)易得的產(chǎn)品。
[0041]底綱為縫制安裝在誘導(dǎo)膜底部的一根繩索，用以連接墜子和誘導(dǎo)膜。
[0042]墜子用石塊或混凝土材料制作，中間打孔，用繩索每間隔一定距離固定安裝在底綱上，用以固定誘導(dǎo)膜底綱在海底的位置，不被海流沖走移動(dòng)。
[0043]浮子用充氣塑料球制作，縫制安裝在誘導(dǎo)膜中部和上部強(qiáng)化帶處，為誘導(dǎo)膜提供一定的向上浮力，誘導(dǎo) 膜面在海流作用力和浮子浮力的共同作用下，使誘導(dǎo)膜面與海底面保持一定的向上傾斜角度，誘導(dǎo)下層海水水團(tuán)沿誘導(dǎo)膜面向上層流動(dòng)。
[0044]營(yíng)養(yǎng)袋用布料制作，縫制安裝在誘導(dǎo)膜面上部，用于加裝各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并進(jìn)行緩釋處理，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在海水中逐漸溶解釋放。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括各種植物限制性營(yíng)養(yǎng)元素，如氮、磷、鐵、硅、維生素、生物素、微量元素以及其它任何對(duì)生物生長(zhǎng)繁殖所必需的各種限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。加裝營(yíng)養(yǎng)袋是為了最大程度提高初級(jí)生產(chǎn)力和次級(jí)生產(chǎn)力水平?？筛鶕?jù)實(shí)際情況具體需求選擇加裝或不加裝營(yíng)養(yǎng)袋。
[0045]錨繩和錨碇用現(xiàn)成商品，主要用于在等深線超過100米的深海大洋海域固定誘導(dǎo)膜底綱在海洋中的位置，只要固定誘導(dǎo)膜底綱兩邊即可。在海流流速超過I米/秒的淺海急流海域，也需要用錨協(xié)助固定誘導(dǎo)膜底綱兩邊。
[0046]在等深線為10-100米之間的淺海海域，人工誘導(dǎo)上升流海水水團(tuán)來源取下層含營(yíng)養(yǎng)鹽豐富的溫度較低的底層與近底層海水水團(tuán)。誘導(dǎo)膜底綱與海底接觸，底綱上每隔一定距離安裝墜子以固定在海底；誘導(dǎo)膜其它部分游離，誘導(dǎo)膜中部和上部強(qiáng)化帶處各連接安裝一定數(shù)量的浮子，浮子數(shù)量由海流流速大小確定。墜子提供的總重力是浮子提供的總浮力的5倍以上，以確保底綱在海底位置的固定。利用浮子向上浮力與海流對(duì)誘導(dǎo)膜迎流面所形成的作用力使誘導(dǎo)膜與海底面之間形成一定的傾斜角度，傾斜角以15-45度之間為宜。根據(jù)海流流速大小，通過調(diào)整浮子數(shù)量與浮力大小，來調(diào)整傾斜角的角度大小。以一定傾斜角的誘導(dǎo)膜垂直攔截在海流流動(dòng)路徑上，利用水流慣性力以及誘導(dǎo)膜迎流面不同深度水壓差和不同水流速度差異所形成的壓力差，誘導(dǎo)下層壓力較大的水團(tuán)沿著誘導(dǎo)膜迎流面向較上層壓力較小的上層流動(dòng)，從而形成人工誘導(dǎo)上升流。
[0047]人工誘導(dǎo)上升流的動(dòng)力來源是海流本身所蘊(yùn)含的動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化。誘導(dǎo)膜迎流面海流流速減小，動(dòng)能降低，勢(shì)能增加，水壓增加，動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化。誘導(dǎo)膜迎流面下部率先降低水流速度，水壓增大，水團(tuán)從下層壓力較大處流向上層壓力較小處。人工誘導(dǎo)上升流無(wú)需額外施加人工動(dòng)力。
[0048]為了不影響船舶航行，在航道區(qū)，誘導(dǎo)膜頂部離海平面20米以下，以超過船舶最大吃水深度為宜。在非航道區(qū)，誘導(dǎo)膜頂部可以離海平面5米左右，在不受海面風(fēng)浪破壞的前提下，盡可能將下層富含營(yíng)養(yǎng)鹽的水團(tuán)誘導(dǎo)上升到太陽(yáng)光輻射充足且溫度較高的上層海域，為植物光合作用補(bǔ)充各種營(yíng)養(yǎng)鹽，提供適宜生活環(huán)境，提高初級(jí)生產(chǎn)力水平。
[0049]在誘導(dǎo)膜頂部留有5米高度不安裝浮子，頂部誘導(dǎo)膜可以隨海水自由飄動(dòng)，為幼魚擴(kuò)大遮蔽空間，為海洋生物提供繁殖、產(chǎn)卵、索餌、遮蔭、避敵、生長(zhǎng)、育肥、活動(dòng)空間，同時(shí)為附著生物擴(kuò)大附著面，為海洋魚類提供更多餌料生物。
[0050]在等深線100米以外的深海大洋海域，人工誘導(dǎo)上升流海水水團(tuán)來源取下層含營(yíng)養(yǎng)鹽比較豐富的100-200米深度的低溫水團(tuán)。具體依據(jù)不同深度海水營(yíng)養(yǎng)鹽濃度測(cè)定數(shù)據(jù)后確定，綜合考慮營(yíng)養(yǎng)鹽濃度和誘導(dǎo)膜安裝加工成本，原則上誘導(dǎo)膜底部最深不超過海平面下200米。誘導(dǎo)膜底綱采用錨繩和墜子共同固定，誘導(dǎo)膜底綱兩邊用錨繩錨定在海底固定，誘導(dǎo)膜其它底綱用墜子固定，墜子的總重力稍小于浮子的總浮力，重力不足部分由錨繩提供。其它方面與等深線在10-100米之間的淺海海域誘導(dǎo)膜制作安裝條件相同。
[0051]【具體實(shí)施方式】[0052]
在工廠里根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)安裝好誘導(dǎo)膜，以及相應(yīng)的底綱、墜子、浮子、營(yíng)養(yǎng)袋、錨繩、錨碇，并縫制安裝到位，疊放整齊包裝。
[0053]用船將誘導(dǎo)膜 運(yùn)輸?shù)綄?shí)施海域，在與海流流向垂直的海區(qū)，安放好誘導(dǎo)膜，固定好底綱和墜子，讓誘導(dǎo)膜在海水中充分展開。
[0054]定期定點(diǎn)測(cè)量海流流向和流速，測(cè)量海底和海表層營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，測(cè)量初級(jí)生產(chǎn)力和次級(jí)生產(chǎn)力，測(cè)量海區(qū)漁業(yè)資源量和漁獲量。
[0055]
基本長(zhǎng)度尺寸比例關(guān)系 膜高:2-3倍海水深度。
[0056]膜長(zhǎng):1-2倍膜高。
[0057]左右列距:1-2倍膜高。
[0058]前后行距:5-8倍膜高。
[0059]假設(shè)1:海水深度50米，膜高100-150米，膜長(zhǎng)200-300米。左右列距200-300米。前后行距500-800米。
[0060]假設(shè)2:海水深度100米，膜高200-300米，膜長(zhǎng)400-600米。左右列距400-600米。前后行距1000-2000米。
【權(quán)利要求】
1.人工誘導(dǎo)上升流海洋牧場(chǎng)有關(guān)誘導(dǎo)膜技術(shù)原理、材料、附件、設(shè)計(jì)理念、方案等，均受專利權(quán)保護(hù)，需經(jīng)專利權(quán)人授權(quán)。
2.人工魚礁海洋牧場(chǎng)建筑材料由剛性材料轉(zhuǎn)用柔性材料，需經(jīng)過專利權(quán)人授權(quán)。
3.人工魚礁海洋牧場(chǎng)建筑材料由立體材料轉(zhuǎn)用膜面材料，需經(jīng)過專利權(quán)人授權(quán)。
4.無(wú)論誘導(dǎo)膜長(zhǎng)度和高度尺寸如何變化，無(wú)論墜子和浮子大小輕重如何，無(wú)論縫制安裝間隔距離長(zhǎng)短，安裝數(shù)量多少，無(wú)論強(qiáng)化帶選用何種材料，經(jīng)緯間隔距離長(zhǎng)短，強(qiáng)化帶寬度大小，均不構(gòu)成實(shí)質(zhì)性改變，均不影響本發(fā)明專利權(quán)利要求，均需經(jīng)過專利權(quán)人授權(quán)。
【文檔編號(hào)】A01K61/00GK103766243SQ201210394542
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】朱祖陽(yáng) 申請(qǐng)人:朱祖陽(yáng)