中国经济海藻养殖技术概况与展望

刘福利,牛建峰,隋正红,单体锋,王铁杆,唐贤明,梁洲瑞,逄少军*

(1.中国水产科学研究院黄海水产研究所, 农业农村部海洋渔业资源可持续利用重点开放实验室,山东 青岛 266071; 2.中国科学院海洋研究所, 中国科学院实验海洋生物学重点实验室,山东 青岛 266071; 3.中国海洋大学, 海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室, 山东 青岛 266003;4.浙江省海洋水产养殖研究所, 浙江 温州 325005; 5.海南省海洋与渔业科学院， 海口 571126)

海藻是重要的海洋资源。近年来，全球藻类产业呈现快速发展势头，2016年世界水生植物养殖产量约3 005万t(大型海藻占比99%以上)，占水产养殖总量的27.2%，销售额171亿美元[1]。海藻的应用领域越来越广泛，除了传统上用作食品、化工原料(提取藻胶、甘露醇等)、水产饲料、海藻肥等外，医药、化纤、能源等逐渐成为海藻应用的新兴领域[1]。市场需求推动海藻产业成为全球最活跃的渔业产业之一，主产地区涉及50多个国家，平均产量增长率是渔业整体增幅的2倍以上，显示出巨大的发展潜力[1]。中国是海藻生产和消费大国，2018年我国藻类产量为220万 t (干重)，占全球藻类总产量的近50%[2-3]。

养殖技术不断革新推动了海藻养殖产业的持续发展。海藻养殖初期，主要是利用天然基质采集野生苗种并进行资源增殖，如利用菜坛法增殖坛紫菜、利用绑苗投石法增殖海带和裙带菜、利用珊瑚枝绑苗增养殖麒麟菜等，这些方法简单、成本低，但受自然条件影响大，导致效率低、产量不稳定。随着对养殖藻类基础生物学研究的深入，人工基质(如天然或合成纤维编制的绳网或绳索等)被用作养殖海藻生长的附着基，加之人工采苗育苗技术的发展，推动了海藻养殖浮筏的出现，各种类型的浮筏是目前效率最高的海藻养殖方式[4]。当前，我国海藻养殖种类较多，每个经济海藻都有其相应的养殖技术与模式，总体而言，从海藻养殖的横向空间分布来看，可分为陆基养殖、潮间带养殖和浅海养殖；从纵向空间分布来看，可分为基底式养殖和漂浮式养殖。当前，我国海藻养殖以潮间带养殖、近岸浅海养殖和漂浮式养殖为主。

近年来，在全球气候变化、海水污染与富营养化、海岸工程等多重压力下，加之近岸水产养殖密度增大，导致海藻养殖环境复杂化甚至恶化，近岸适养水域空间有限；另外，其他海洋产业发展也压缩海藻养殖空间，尤其是海洋生态文明建设大背景下的近海水域保护与利用政策发生变化，对海藻养殖产业及其养殖技术与模式提出了新的要求与挑战[5]。因此，本文对我国海藻养殖技术进行回顾，总结经验、查找不足，提出新思路、新方法，以期为我国海藻养殖产业可持续发展提供支撑。

1 养殖种类及发展简史

20世纪50年代，我国海带(Saccharinajaponica)自然光育苗(夏苗法)和海带筏式养殖两大技术体系的突破推动了海带规模化养殖产业的兴起，也揭开了我国海藻养殖产业的大幕，引领了我国第一次海水养殖浪潮[2]。20世纪60年代，福建省坛紫菜“歼灭战”建立了坛紫菜人工采苗和养殖技术，推动了我国坛紫菜(Pyropiahaitanensis)养殖业的快速发展[6]；20世纪70年代，江苏省引进山东省的条斑紫菜(Pyropiayezoensis)，并试验成功了人工育苗和养殖技术，开启了北方沿海条斑紫菜的规模化养殖[7]；20世纪70年代后期，我国开始探索裙带菜(Undariapinnatifida)的人工养殖，80年代建立了半人工育苗技术，90年代逐渐完善了全人工育苗技术，推动裙带菜养殖进入稳定发展期[8]；龙须菜(Gracilarialemaneiformis)是我国江蓠科经济海藻的代表性种类，20世纪80年代开展了规模化养殖试验，1988年开展了龙须菜南移栽培研究，到2000年前后随着“981”龙须菜新品种的育成，逐渐形成了龙须菜南北方接力养殖的新模式[9]。另外，我国小规模的养殖种类有羊栖菜(Hizikiafusiformis)、鼠尾藻(Sargassumthunbergii)、麒麟菜(Euchumaspp.)、石花菜(Gelidiumspp.)、红毛菜(Bangiafuscopurpurea)、礁膜(Monostromaspp.)、浒苔(Ulvaprolifera)、长茎葡萄蕨藻(Caulerpalentillifera)等[10]。我国海藻养殖区域遍及全国沿海各省份，北到辽宁省南至海南省都形成了规模不等、品种不同的海藻养殖产业。2018年，我国藻类产量为220万 t(干重)，养殖面积约为14万 hm2，主要为海带(152万 t)、江蓠(33万 t)、紫菜(20.1万 t)和裙带菜(17.6万 t)(图1)[3]。

图1 2018年中国主要经济海藻种类的产量Fig.1 Yield of main species of seaweeds cultivated in China in 2018

2 浅海养殖技术与模式

浅海尤其是水深5～50 m之间的海域，靠近大陆，有充足的陆源营养盐，适宜的流速和风浪，易于海上养殖设施建设和养殖过程管理，是海藻养殖最集中的区域。海藻养殖产业不断发展壮大的过程，也是海藻养殖区由近岸浅水区向离岸深水区不断扩展的过程[5]。因此，根据离岸距离远近和养殖海区深浅，浅海养殖又可细分为近岸浅水区养殖和离岸深水区养殖。二者都以养殖浮筏作为主要养殖设施，尽管无本质区别，但是由于近岸和离岸海区的海况差异，在养殖设施、养殖品种、养殖管理等方面各有特点[5]。

2.1 浅海养殖海区

浅海养殖的海区选择需要考虑的因素主要包括海区的水深、水质、底质、潮流、透明度等。在大潮的低潮时水深至少保持5 m以上，水深在15～30 m为宜，近年来随着离岸养殖发展，养殖水深向40 m甚至50 m发展；水质清洁无污染，符合国家海水水质标准中的第二类水质[11]，氮、磷等营养盐适量偏高为宜；底质以平坦的泥底和泥沙底最好，较硬的沙底次之，以方便养殖筏架设置为选择标准；风浪是影响安全生产的关键因素，一般风浪小的海区适宜海藻养殖，但要求具有一定水流，尤其是具有上升流的海区最佳，通常流速越大海藻生长越好，不同海藻对流速的要求存在差异。透明度影响养殖海藻的受光，透明度1～3 m为宜，透明度稳定是关键。不同海藻对水温和盐度的要求差异较大，需要根据具体海藻的生物学特征来选取适宜的海区[10]。

2.2 浅海养殖设施

浅海海藻养殖主要以浮筏式养殖为主。海带浮筏养殖建立最早、也最为成熟，其他海藻养殖浮筏大都是参考海带养殖浮筏进行适当改造而成的。当前，浅海养殖的藻类包括褐藻类的海带、裙带菜、羊栖菜、鼠尾藻等以及红藻类的龙须菜、紫菜等，其中海带、裙带菜、羊栖菜、鼠尾藻、龙须菜的养殖筏架类似，以单式筏为主流；紫菜的浅海养殖筏架独具特点，称为全浮动筏架。

2.2.1单式筏 海带等海藻的养殖浮筏基本上可分为单式筏(又称大单架)和双式架两大类，也有因地制宜改进的方框筏、长方框筏、蜈蚣式筏架等。生产实践证明，每台独立设置的单式筏受风流的冲击较小，抗风浪能力较强，更为牢固、安全，是当前最为流行的筏架。

单式筏主要由1条浮绠、2条橛缆、2个橛子(或石砣)和若干个浮子组成(图2)。浮绠通过浮子漂浮于海水表面，用来悬挂养殖苗绳，浮绠的长度就是筏身长，筏身的长短与生产安全有关，不同地区筏身的长度不同，因地而异，一般净长60～100 m，可以根据风浪大小进行适当调节，风浪大的海区，筏身适当缩短，风浪小的海区延长，当前浮绠多用聚乙烯等化学纤维制成，直径为15～30 mm。橛缆连接浮绠与木橛(石坨)，通过木橛(石坨)来固定筏身。橛缆材料、规格同浮绠，长度一般是水深的2倍，在风浪海流较大的海区，则为水深的2.5～3倍。橛子为硬质木材，根据养殖区风浪潮流的大小选择适宜的橛子规格，其直径一般为15～25 cm，长度为1.5～2.5 m；在不能打橛的海区，采取下砣子的办法来固定筏身，砣子的重量要根据养殖区风浪潮流的大小而定，一般3～6 t为好。浮子用于使筏架漂浮于设置的水层，浮子多为浮球，浮球分为塑料和玻璃两种，塑料浮球规格不等，小型浮球直径为20 cm，正常浮球直径一般为28 cm，重量1.6 kg，浮力12.5 kg，玻璃浮球直径一般为30 cm，重量为2 kg左右，浮力为15 kg。当前，北方海区普遍使用塑料浮子，而南方海区更多使用塑料泡沫，甚至塑料瓶等物品，浮子的选择较为随意。不同海藻以苗绳(养殖绳)为附着基，通过苗绳悬挂在养殖浮筏上。不同海藻的苗绳材料和规格不同，以海带为例，苗绳多为聚乙烯绳或聚乙烯绳与红棕丝的混纺绳，直径1.5～2.5 cm，不同海区的长度差别较大，山东的海带苗绳长度大多为2.5 m左右，而辽宁、福建的海带苗绳有的长达8 m，龙须菜苗绳长5 m。

海藻养殖区应合理布局，既要充分利用海区生产力，又要考虑养殖容量，合理控制养殖密度，保证优质高产的目的。一般30～40台筏子划为一个区，区与区间呈“田”字形排列，区间留出足够的航道。区间距离以30～50 m为宜，筏间距以5～8 m为宜。另外，单式筏的方向(图2)非常关键，不但关系到筏身的安全，而且关系到养殖方法与海藻的受光情况。在设置筏向时，风向和流向都要考虑，当前推广的顺流筏养殖法，必须使筏向与流向平行，尽量做到顺流。在流速较大的海区多采取“一条龙”养殖法，筏向与流向垂直，要尽量做到横流。这样既能保证筏架的安全，也能使海藻能得到充分的光照，并避免海藻相互缠绕。

图2 单式筏结构及海藻单式筏浅海养殖Fig.2 Single floating raft structure and its cultivation methods in shallow sea

2.2.2全浮动筏 潮间带是紫菜养殖的传统区域，由于潮间带空间有限导致养殖密度不断增加，加之水质污染加剧，导致养殖紫菜病害频发，推动了紫菜养殖由潮间带向浅海区域扩展。全浮动筏是紫菜浅海养殖的主要设施，如图3所示。

图3 全浮动筏紫菜浅海养殖Fig.3 Full floating raft for Pyropia spp. cultivation in shallow sea

全浮动筏紫菜养殖网帘全程浮在水中、不会因潮汐变化而浮出水面。传统全浮动筏包括固定装置(橛子或砣子)、橛缆、浮绠、浮子以及苗网。橛缆一般是直径为1.5～2 cm的聚乙烯绳，长度不少于当地最大潮差的4倍，橛缆与木桩或砣子相连固定于海底；浮绠一般为直径与橛缆相同的聚乙烯绳，长60～100 m。两条浮绠形成1行养殖筏架，浮绠中每隔2 m左右固定1根长2 m、直径5 cm的竹竿，使浮绠和网帘展开；浮绠与网纲均匀布设浮球，苗帘与浮绠一直浮于水面，不设干露装置。由于紫菜网帘不干露，这种养殖方法不利于抑制杂藻，进而影响紫菜的产量和品质。为解决上述问题，“翻板式”全浮动筏是目前使用最广泛的一种方法(图3)，即在普通全浮动筏架的浮绠上添加直径为30～40 cm、长度为60～80 cm的圆柱状泡沫浮漂。不需晒网时，浮漂位于网帘的上侧，需要晒网时，人工将浮漂反转到网帘的下侧，凭借浮漂的高度将养殖网帘浮出并高于水面，从而实现紫菜网帘晒网的目的。

合理的布局应当考虑潮流的方向和筏架设置的密度，既要保证潮流的畅通，合理利用养殖海区以提高生产力，同时又能保证筏架的安全。为此一般筏架都采用正对或斜对海岸，与风浪方向平行或成一个小的夹角。养殖小区、大区之间都要留出一定的航道，对于全浮动筏式紫菜养殖，养殖筏架所占面积应控制整个海区的1/14～1/10以下[12]。

2.3 浅海养殖管理

养殖期间的管理是影响海藻产量和质量的关键因素，主要环节包括养成方式选择、养殖密度调控、养殖水层调节、病害防控以及养殖筏架管理等。就养殖方式(图2)而言，利用单式筏养殖的种类多采用平养的方式，即在两行单式筏之间平挂苗绳，苗绳上夹挂海藻，使海藻处于同一水层，受光均匀，生长一致；也可采用苗绳垂直于浮绠的垂养或苗绳平行于浮绠的“一条龙”式的殖成方法；全浮动筏紫菜养殖既可采用冷藏网、酸处理等方式克服不干出的负面影响，也可采用“翻板式”筏架进行干出晒网。养殖密度调节非常重要，海带、裙带菜、龙须菜等要合理控制夹苗密度、苗绳间距，若掉苗严重则要适时补苗，控制合适的养殖密度，对增产意义重大。养殖水层调节是保证养殖海藻接受适宜光照的重要措施，要根据海水透明度、潮流、海藻自身重量等因素变化，通过调节吊绳长短、增减浮漂等方式来调节养殖水层。养殖过程中，往往由于环境因子(光照、温度等)胁迫导致海藻抗性降低，病原生物入侵进而导致病害发生，另外也有敌害生物(钩虾、麦秆虫等)直接造成的灾害，这些病害可通过适宜海区选择、养殖密度调控、养殖水层调节等方式进行预防。养殖筏架安全检查、及时维护是一项重要工作，尤其是对在离岸深水区的养殖活动，要经常检查筏架绳索的磨损、老化和牢固程度，防止苗绳缠绕，甚至拔橛、筏架倒塌等灾害。

3 潮间带养殖技术与模式

潮间带海藻养殖主要是指紫菜养殖，可分为两种方法：半浮动筏式养殖和支柱式(插杆式)养殖。

3.1 潮间带养殖海区

潮间带养殖海区的选择关乎紫菜养殖的产量、品质和生产安全，选择养殖海区需要考虑的因素包括底质、潮位、潮流、风浪、盐度、营养盐等。底质以能使桩基打牢的沙质或泥沙质为好，少浮泥，水深较深的海域可有效避免底质对养殖的影响，滩面平坦，坡度较小，更适于潮间带养殖；选择适宜的潮位，保证紫菜在不同养殖阶段都有合适的干露时间；在筏架安全的前提下，大潮流有利于紫菜生长，紫菜养殖的海区最大海流速度应达30 cm·s-1，筏间流速应不小于10～15 cm·s-1；紫菜叶状体对海水盐度适应力较强，一般来说，条斑紫菜适宜盐度为21～30 psu，坛紫菜栽培盐度17～26 psu为适宜；紫菜喜欢高营养盐海区，海水总含氮量低于40～50 μg·L-1时则为贫营养区,在100 μg·L-1时为中肥区，200 μg·L-1以上时为肥沃区。

3.2 潮间带养殖设施

紫菜主要的养殖设施可分为半浮动筏架和支柱式筏架。

3.2.1半浮动筏架 半浮动筏是我国独创的、适合于潮差较大的潮间带海区的栽培方法，其兼具支柱式和全浮动筏的优点，涨潮时紫菜网帘浮于水面，落潮时又可被支架支撑于海滩上，使网帘干出(图4)，从而保证紫菜的产量高、品质好，但此方式只能在潮间带中部附近进行，栽培面积受到限制。

图4 半浮动筏紫菜潮间带养殖Fig.4 Semi-floating raft for Pyropia spp. cultivation in intertidal zone

半浮动筏一般由橛(锚)、橛缆、浮绠、浮架构成。橛(锚)固定整个筏架；橛缆连接橛子和浮绠，每台筏架4条橛缆，为聚乙烯绳，直径2 cm左右，长度不得少于当地最大潮差值的4倍；每台筏架2条浮绠，为聚乙烯绳，直径2 cm左右，长度为150～180 m；浮架由浮竹和支脚组成，浮竹两端分别绑在浮绠上，撑开浮绠和网帘，支脚高80～120 cm，在退潮时支撑苗帘露出水面，保持干出。

筏架方向应尽量统筹考虑潮流方向与冬季主导风向，通常应与冬季主导风向平行或小于30°角，以防大风大浪掀翻筏架，为了保持养殖区潮流畅通，筏架布设应与潮水涨落方向尽量一致。为确保水体充分交换，每排筏架间距6～8 m，每10排筏架之间留20 m宽的水道，每30排之间留60 m宽大水道，筏架面积与滩涂面积的比例以1∶8为宜。

3.2.2支柱式筏架 支柱式养殖是将竹竿、木桩或玻璃钢撑杆直接插入海底作为支柱，将紫菜网帘挂在支柱上，使网帘随着潮水涨落而漂浮或干出的一种紫菜养殖方式(图5)，适于潮差较小海区的紫菜养殖。

图5 支柱式紫菜潮间带养殖Fig.5 Stay-pole raft for Pyropia spp. cultivation in intertidal zone

支柱式养殖筏架由固定桩(砣)、橛缆、撑杆、浮绠、吊绳和苗网组成。固定桩(砣)可以是木桩、竹桩或铁锚，深埋入海底，与橛缆相连以固定筏架，橛缆连接浮绠，两条平行浮绠间用竹竿撑开，用于悬挂苗网。橛缆和浮绠多为聚乙烯绳，直径约为1.5～2 cm。撑杆按一定方向排列，插入海底，起到支撑苗帘干露的作用，撑杆多为竹竿，长度10～15 m，直径12～17 cm；近年来也采用玻璃钢撑杆，可根据养殖海区水深采用相应规格的玻璃钢杆。苗网通过干露调节绳悬挂在撑杆合适高度，通过潮水涨落来调节适宜的干露时间。目前，支柱式养殖的苗网高度可调，是人为调控最有效的一种养殖方式，随着撑杆的不断发展，有效地拓展了紫菜栽培生产的区域，已拓展到了近海水深20 m的区域。

在适当的海区，按照与冬季主导风向一致或成小于30°角来设置固定桩，便于海水的流动，每台筏架间的距离不少于10 m，一般海区由5台筏架平行组成1个小区，较差海区可由2 台筏架组成1个区，小区间距不少于20 m，三个小区组成一个大区，小区间距20～30 m；大区间距60 m以上。为控制合理的养殖密度，养殖筏架面积应控制在整个海区总面积的1/6以下。

3.3 潮间带养殖管理

养殖期管理主要包括苗期管理、潮位调节、病害防治以及浮筏管理等。紫菜不同于海带等海藻，其在采壳孢子后，幼苗是在海上培养的，包括挂网、干出调节、分网、补苗以及冷藏网技术等，苗期管理非常关键。紫菜不同生长发育期对干出时间的要求不同，潮位决定着养殖紫菜的干出时间，直接影响紫菜养殖产量，因此潮位调节是紫菜养殖过程中极其重要而又繁琐的工作。近年来随着养殖密度增大、养殖环境变差，导致紫菜养成期发病率上升，选择适宜海区(水质清洁、肥沃，敌害生物少等)、合理控制养殖密度是紫菜病害预防的关键，另外合理调节潮位、选用适宜品种也是提高紫菜抵抗性、减少病害的重要方法。紫菜养殖筏架安全管理也是一项重要工作，需经常巡查养殖筏架情况，及时修补、加固。

4 陆基养殖技术与模式

我国海藻养殖绝大部分都集中在潮间带和浅海海域，陆基化养殖量非常少，主要有池塘(鱼塭)养殖和工厂化养殖。

4.1 池塘(鱼塭)养殖

一些江蓠种类，如细基江蓠(繁枝变型)、脆江蓠和芋根江蓠等，适合于沿海池塘(鱼塭)内养殖，在我国华南沿海应用广泛。池塘、鱼塭要有排灌闸门，能控制水位和换水，要有淡水水源，底质以泥沙为主，盐度偏低。将江蓠幼苗和成体的切段均匀地撒在池塘、鱼塭中，每公顷大约需种苗4 500 kg，让其自然生长，藻体多在塘底呈半悬浮状态生长，一般没有附着基，但也有极少数藻体附生在小石块或贝壳上。在养殖过程中，要勤于观察江蓠的生长情况，如藻体的大小和颜色变化，进行海水密度和光照的调整。正常情况下，撒苗养殖30～40 d时，江蓠长满塘底便可采收，并留下部分让其继续生长。另外，也可在池塘内打桩、拉绳，进行夹苗养殖。

4.2 工厂化养殖

当前，我国工厂化养殖的海藻主要是长茎葡萄蕨藻，也有少量采用工厂化循环水养殖鱼虾的企业，为了净化水质，在车间内养殖一些诸如石莼、江蓠类的海藻，这种模式称为工厂化多营养层次综合养殖。尽管当前我国工厂化海藻养殖还处于刚刚起步阶段，但是却是一个非常有发展潜力的新兴方向。

长茎葡萄蕨藻，俗称海葡萄，是分布于热带、亚热带海区的一种暖温性大型经济海藻，营养丰富，味道鲜美，有“绿色鱼子酱”的美名。长茎葡萄蕨藻在我国养殖时间较短，到目前为止，仍处于推广阶段，仅海南、山东、福建少数地区有过小量成功养殖的案例，一般采用工厂化室内水池和室外池塘的养殖方式，其规模也远远达不到产业化水平。长茎葡萄蕨藻的工厂化设施，主要包括养殖温室、养殖池、养殖浮床、海水处理系统四大部分。养殖温室顶部应选用透光性较好的材料，有利于光线的进入，充足的光线也可以使温室维持较高的温度。因此，养殖温室可以建设成塑料膜养殖大棚或玻璃房的形式，另外加设遮光帘等调光设施。养殖池一般用混凝土制成，也可用玻璃钢制成，池内壁可用食品级玻璃钢树脂涂层，长度为4～5 m，宽度可在1.5～2 m之间，深度1 m以内较适宜。养殖浮床使用PPR管做框架，宽度一般为0.5 m，长度应根据养殖池的大小设计，框架两侧分别铺设塑料网格，长茎葡萄蕨藻苗种置于网片之间，网格的孔径一般为8～10 mm。海水处理系统与海带育苗车间类似，包含沉淀池、砂滤罐、储水罐等。

5 养殖技术面临的问题与挑战

从20世纪50年代起，我国海藻规模化养殖发展近70年，取得了巨大的成就。然而，在当前社会经济、生态环境的新形势下，海藻养殖产业也面临着来自外部环境以及自身的问题与挑战，本文从养殖技术层面探讨当前海藻养殖产业发展所面临的问题与挑战。

5.1 全球气候变化加剧，抗逆新种质的应用需要配套的养殖技术

温室气体(二氧化碳等)导致的气候变暖和海洋酸化，给海藻生理、生态、生长以及繁育带来前所未有的扰动和挑战[13]。我国养殖产量最大的褐藻，如海带、裙带菜是冷温性种类，温度异常升高对其种苗繁育、海上养成会造成严重的影响甚至病害[14-15]；紫菜、江蓠虽然较海带、裙带菜更耐高温，但是近年来也时常有高温造成病害的报道[16-17]。我国主要海藻养殖对象包括海带、紫菜、裙带菜和龙须菜，都已有耐高温新品种的育成和应用，要充分发挥良种的作用，需要良种与良法相配套，需要探索与良种特性相适应的养殖技术参数，如种苗下海时间、养殖水层、养殖密度、养殖管理等。

5.2 海藻离岸式养殖发展趋势凸显，高海况下的养殖技术亟需建立完善

近年来，随着海藻养殖产业扩张，近岸适养海区空间有限，养殖密度不断增大，导致养殖海藻的产量和品质下降，加之近岸环境治理和其他产业发展，进一步压缩了海藻近岸养殖的发展空间，海藻养殖向离岸深水区发展的趋势日渐凸显[5]。但离岸深水区流急、浪大，海况复杂，对养殖藻类适应性、养殖设施、养殖技术、养殖模式以及运行管理等提出了挑战，如何改善海带的抗风浪能力(不掉苗、不折断、不缠绕),提升不干出紫菜的品质，保障养殖筏架安全、实现高海况条件下的机械化等问题是目前海藻养殖技术亟需解决的问题。

5.3 生态优先的时代背景下，海藻生态养殖技术需要优化升级

在传统观念中，海藻养殖具有积极的生态效应，如，海藻养殖过程中可大量吸收氮、磷等营养盐，固定二氧化碳、释放氧气，吸收、吸附重金属等污染物，对缓解近海富营养化、海洋酸化、防控海水污染等具有重要作用[18]。在这些客观事实面前，人们往往忽略了海藻规模化养殖对生态环境的负面影响，尤其是内湾、近岸浅水区的高强度、高密度的海藻养殖，会改变局部的生态因子，如遮光、阻流、竞争营养盐、改变沉积物组分等[19]；海藻跨海区甚至跨国养殖，可能会携带病原或敌害生物[20]；海藻养殖过程中使用的合成纤维绳索、塑料制品等，会因管理不当而成为海洋垃圾，这些方面会对海洋生态环境带来负面影响。在当前生态优先的时代背景下，海藻养殖技术与模式需要优化升级，如，什么样的养殖容量或密度能实现养殖效益和生态效益的最大化？海藻养殖如何实现“轮作”？养殖设施材料如何规范化使用？只有解决好这些问题，才能实现海藻养殖经济价值和生态价值的双赢。

5.4 人工成本剧增，海藻养殖的机械化、智能化水平亟待提高

当前我国海藻养殖机械化水平普遍较低，海藻养殖大多依赖于人力，劳动强度大，年轻一代不愿从事海藻养殖行业，工人缺口日渐扩大，人工成本上涨迅速，甚至占生产总成本的一半以上，成为限制海藻养殖可持续发展的关键因素。当前，物联网、人工智能、大数据等技术日新月异，相关技术也在陆地农业甚至水产养殖中得到应用，如智能温室大棚等。海藻养殖如何和这些高新技术相结合，提高海藻养殖过程中的机械化、智能化水平，降低对人工的依赖，这可能是将来决定海藻养殖产业能否持续发展的关键因素之一。另外，海藻养殖的规范化、标准化是当前亟需解决的问题，这是实现海藻养殖机械化和智能化的前提条件。

5.5 新型综合水产养殖模式需要海藻养殖新技术来配套

多营养层次综合水产养殖(integrated multi-trophic aquaculture, IMTA)是当前国际水产养殖学术界和产业界都积极倡导和践行的水产养殖模式，其核心理念是利用海藻吸收营养物质、调控水质的功能，实现养殖系统(养殖动物和海藻)的稳定性和高效产出[21]。利用海洋风电场、钻井平台等海上设施可为离岸海域水产养殖提供锚泊服务的便利，搭建水产养殖设施设备进而开展综合性水产养殖，这种模式称为多用途水产养殖(multi-use aquaculture)，可降低离岸式养殖的管理运行成本，是欧美国家倡导的一种新型的养殖模式[22]。我国已有多营养层次综合水产养殖的多年实践经验，但在这种养殖模式尤其是多用途水产养殖模式中，多物种的养殖技术与单品种海藻养殖技术相比有何区别？养殖动物与海藻如何搭配？操作管理有何改进？这些问题值得关注和解答，进而为新型海藻综合养殖模式提供技术储备。

6 海藻养殖技术发展对策

海藻是一种重要的海洋资源，其应用的广度和深度不断扩展和加深，发展海藻养殖产业具有重要的经济、生态和社会效益。为应对我国海藻养殖产业面临的问题与挑战，未来的海藻养殖应整合多营养层次、多用途的综合水产养殖模式，与物联网、人工智能等高新技术交叉融合，构建现代化的海藻养殖场(图6)。从养殖技术与模式的角度提出以下对策与展望。

图6 未来海藻养殖场构想Fig.6 Concept for the future seaweed cultivation farm

6.1 大力提升海藻养殖技术的标准化、机械化和智能化水平

优化海藻养殖关键技术参数，规范海藻养殖筏架的搭建和设置，形成技术标准并进行应用推广；加强养殖机械设备的研发，如海带分苗机、收割机、紫菜翻板自动晒网装置等，提高海藻养殖过程中的自动化水平；积极与物联网、人工智能等高新技术交叉融合，构建海藻养殖、监测大数据，努力开启海藻养殖技术的智能化时代。

6.2 积极探索新型海藻养殖模式及其配套养殖技术

鉴于海藻单养的经济效益较低，与高值水产动物搭配，开展多营养层次综合养殖，以提高海藻养殖的综合效益；积极发展海藻离岸式养殖，开拓海藻养殖新空间；与海洋风电场等结合，探索开放海区的多用途综合水产养殖，降低离岸式海藻养殖成本。在这些模式下，推动传统单种类海藻养殖技术向多品种综合养殖技术转变，优化养殖种类搭配、养殖密度、养殖布局、养殖设施、养殖管理等方面的技术参数。

6.3 着力加强海藻养殖场的科学化管理、推动海藻养殖产业可持续发展

合理规划海水养殖水域滩涂功能区，完善海藻养殖许可证制度，基于环境承载力和海域养殖容量，确定养殖的区域、密度、规模及周期，实行科学合理的“轮作”制度；建立科学的海藻生态效益评价指标体系和标准，推动政府建立对海藻养殖产业的生态补偿(eco-compensation)制度，充分发挥海藻的生态功能，推动海藻养殖产业的可持续发展。

7 结语

总之，我国是世界上最早开展海藻规模化养殖的国家之一，养殖产量稳居世界前列，历经60多年的发展，建立了完善的养殖技术体系，对世界海藻养殖产业发展发挥了引领和示范作用。但在当前社会经济和生态环境的新形势下，我国海藻养殖也面临着自身与外部以及国内与国外的压力与挑战，海藻养殖产业如何实现自身的提质增效以应对诸如减量增收的外部环境需求？我国海藻养殖技术如何发展，以应对异军突起的东南亚海藻养殖国家在国际市场上的竞争，应对欧美国家先进养殖模式与技术的挑战？回答这些问题的过程也将是我国海藻养殖技术革新和产业发展的过程。同时，也应看到海藻产业发展的机遇，一是海藻应用的日益广泛，市场需求量增加趋势显著；二是海藻养殖的生态效益越来越受到重视。这两点将是海藻产业发展的主要驱动力，海藻养殖技术应围绕服务、支撑这两个驱动力来进行科技创新和升级改造，进而推动海藻产业的健康可持续发展。