中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 海洋占地球表面積的71%，蘊藏著豐富多樣、獨具特色的生物資源，是支撐人類可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間和資源寶庫。豐富的海洋生物資源，不僅為人類提供充足的優(yōu)質蛋白來源，還為藥物制劑、大健康產品、功能食品、能源及新型和特種材料等行業(yè)提供了不可或缺的原材料。當前，世界正面臨著人口激增、氣候變化、海洋生態(tài)系統(tǒng)退化、陸地資源短缺等一系列嚴峻挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)海洋生物資源的可持續(xù)開發(fā)和利用已成為全球關注的焦點。

海洋生物產業(yè)是海洋戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成，具有高度的資源依賴性、顯著的高附加值及先進的技術含量等特點，被視為未來海洋高新技術產業(yè)中極具發(fā)展?jié)摿蛧H競爭力的關鍵領域之一。當前，海洋生物產業(yè)主要集中在以傳統(tǒng)海洋漁業(yè)和現(xiàn)代海水養(yǎng)殖業(yè)為核心的第一代與第二代產業(yè)，在海洋生物精深加工產品及除食品領域外的其他產業(yè)應用及市場等方面，所占比重仍然較小，諸如海洋生物醫(yī)藥、海洋生物功能食品、海洋保健品和海洋生物材料等第三代新型海洋生物產品，在全球海洋產業(yè)中所占比例尚不足1%。海洋生物產業(yè)面臨著產業(yè)鏈不完整、粗放無序發(fā)展、勞動力密集度高、同質化競爭嚴重、科技創(chuàng)新驅動力不足、研發(fā)能力薄弱、產品附加值低、投入產出效率低下及生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)結構亟待完善和升級，第三代新興海洋生物產業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景與機遇。因此，急需開展全產業(yè)鏈的科技創(chuàng)新，全面提升技術水平與產品附加值，打通并拓展產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，構建新一代循環(huán)型海洋生物產業(yè)體系，保障海洋生物產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

循環(huán)海洋生物產業(yè)（circular blue bioindustry）遵循循環(huán)經濟的核心理念，依托海洋生物科學的深入研究和技術創(chuàng)新的推動，旨在引領海洋生物產業(yè)朝著資源高效利用、智能化驅動及綠色生產的方向發(fā)展。這一發(fā)展模式致力于實現(xiàn)海洋生物資源的可持續(xù)開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護的雙贏局面，是當前海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。循環(huán)海洋生物產業(yè)對于促進海洋生物產業(yè)鏈向高技術、深加工及高附加值方向升級具有重要意義，從而達到優(yōu)化產業(yè)綜合效益，促進產業(yè)集群的匯聚與發(fā)展，提升產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力和市場競爭力，為實現(xiàn)海洋經濟的長遠繁榮奠定堅實基礎。

循環(huán)海洋生物產業(yè)的定義與發(fā)展模式

定義

循環(huán)海洋生物產業(yè)，是一種新興的產業(yè)經濟模式，它根植于海洋生物資源的可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護和諧共生的理念，聚焦海洋生物資源的全循環(huán)利用，以構建海洋生物資源可再生獲取體系、清潔加工技術體系、可循環(huán)利用的產品體系及實現(xiàn)零浪費和零污染的產業(yè)體系為核心，形成獨具特色的全產業(yè)鏈和全生命周期循環(huán)經濟發(fā)展模式（圖1）。循環(huán)海洋生物產業(yè)的宗旨在于推動海洋經濟的綠色高質量發(fā)展，力求在資源利用、經濟效益、社會效益、倫理規(guī)范和環(huán)境效益之間達到協(xié)調統(tǒng)一，實現(xiàn)全面發(fā)展。

評估方法

循環(huán)海洋生物產業(yè)的本質，是一種追求可持續(xù)發(fā)展或可再生發(fā)展的經濟模式，其核心是對可持續(xù)發(fā)展性的明確界定與科學評估。作為人類社會和經濟活動的重要組成部分，可持續(xù)性需要全面考慮資源利用、環(huán)境與生態(tài)、技術與經濟、社會與倫理等四大維度，具體可從5個主要方面進行評估。

資源利用的可持續(xù)性。評估指標：以資源的100%全利用為目標，評估資源消耗率、資源回收率、資源再利用率等關鍵指標。評估方法：遵循質量和能量守恒定律為基本原理，通過系統(tǒng)收集和分析循環(huán)海洋生物經濟活動全過程中的物質、能量和資源等的投入、產出數(shù)據(jù)，包括廢棄物與能量等信息，計算各項評估指標的具體數(shù)值，科學評估資源的利用效率，為產業(yè)技術創(chuàng)新提供有力指導依據(jù)。

環(huán)境與生態(tài)的可持續(xù)性。評估指標：以對環(huán)境和生態(tài)產生凈零影響（基線要求）直至正向影響（最高要求）為目標，評估生物多樣性指數(shù)、水和大氣質量指標、化學等污染物排放量等關鍵參數(shù)。評估方法：運用現(xiàn)代生態(tài)監(jiān)測技術、遙感技術、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進手段，對循環(huán)海洋生物產業(yè)過程中的生態(tài)環(huán)境進行長期、動態(tài)監(jiān)測與評估，深入了解其對生態(tài)環(huán)境的具體影響，并推動指導科學發(fā)現(xiàn)和技術創(chuàng)新，最終實現(xiàn)環(huán)境生態(tài)可持續(xù)性目標。

技術與經濟的可持續(xù)性。評估指標：以追求技術水平和經濟效益的全球先進性和競爭力為目標，評估技術的綠色化、智能化和柔性精準化水平，同時考察總產值、投資效益比、技術增加值、利潤率等經濟效益指標。評估方法：通過構建數(shù)學模型進行模擬分析，并廣泛收集循環(huán)海洋生物產業(yè)過程中的技術經濟數(shù)據(jù)，進行深入分析和驗證，計算各項評估指標的具體數(shù)值，并結合投入產出分析、成本效益分析等多種方法，對循環(huán)海洋生物產業(yè)的技術經濟效益的可持續(xù)性進行綜合評價。

社會與倫理的可持續(xù)性。評估指標：以追求新技術和新產業(yè)發(fā)展的社會公平度和符合倫理法則為目標，評估資源、技術和機會在不同社會群體中的共享程度；審視新技術和產業(yè)發(fā)展對人性倫理的短期及長遠影響；以及評估潛在的社會和倫理風險水平。評估方法：通過理論與實踐的創(chuàng)新結合，基于當前的調查數(shù)據(jù)，提高評估的預見性，從而構建社會和倫理可持續(xù)性評估的理論體系與方法框架。以有預見性的理論為指導，設計并實施問卷調查、深度訪談和社會實驗等方式，深入探究循環(huán)海洋生物產業(yè)對社區(qū)及居民的多維度影響，包括就業(yè)、收入水平、生活質量和社區(qū)滿意度等方面，對循環(huán)海洋生物產業(yè)的社會和倫理可持續(xù)性進行綜合評價。

循環(huán)海洋生物產業(yè)可持續(xù)性的綜合評估。在全面完成上述四大維度評估的基礎上，運用最先進的人工智能與大數(shù)據(jù)等技術，采用多種綜合評價方法（如經典的加權評分法、模糊綜合評價法等），對循環(huán)海洋生物產業(yè)的可持續(xù)性進行綜合效益評價。綜合評估旨在全面、系統(tǒng)地展現(xiàn)循環(huán)海洋生物產業(yè)在資源高效利用、環(huán)境與生態(tài)友好、技術經濟可行、社會與倫理和諧等多維度上的綜合表現(xiàn)，為科學研究、技術創(chuàng)新、政策制定，以及實施有效的管理措施提供堅實的科學依據(jù)，推動循環(huán)海洋生物產業(yè)向更加可持續(xù)的方向發(fā)展。

發(fā)展模式

循環(huán)海洋生物產業(yè)涵蓋了2種不同的策略與發(fā)展模式：傳統(tǒng)產業(yè)的重新設計；新興產業(yè)的從頭設計。盡管路徑不同，兩者均致力于推動海洋生物產業(yè)的升級與轉型，旨在實現(xiàn)更加可持續(xù)、環(huán)保和高效的發(fā)展目標。

傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)重新設計

海洋生物產業(yè)重新設計，是在現(xiàn)有傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)的基礎之上，深度融合循環(huán)經濟的核心理念與技術手段，從產業(yè)鏈的全生命周期可持續(xù)性評估出發(fā)，識別并優(yōu)化不符合循環(huán)經濟模式的產業(yè)結構和生產流程。通過研發(fā)創(chuàng)新和改造升級，致力于提升4個關鍵領域的可持續(xù)性：資源利用的可持續(xù)性、環(huán)境與生態(tài)的可持續(xù)性、技術與經濟的可持續(xù)性，以及社會與倫理的可持續(xù)性。這一系列舉措，旨在推動現(xiàn)有海洋生物產業(yè)向更加可持續(xù)的發(fā)展路徑轉型，從而最大程度地契合循環(huán)經濟的原則。同時，對于無法適應或不適合進行改造提升的現(xiàn)有傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)技術和產品，加快其淘汰與廢止進程，確保整個產業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展。

主要內容。優(yōu)化現(xiàn)有產業(yè)結構：建立涵蓋全產業(yè)鏈生命周期可持續(xù)性的數(shù)據(jù)分析方法、模型、工具及規(guī)范體系，指導梳理現(xiàn)有海洋生物產業(yè)的布局和結構，優(yōu)化并重新設計形成更為合理、高效的可持續(xù)發(fā)展產業(yè)鏈。例如，通過構建多層次養(yǎng)殖結構，或引入魚、蝦、貝、藻多元化養(yǎng)殖模式，形成一個相互支撐、資源共享的產業(yè)鏈生態(tài)，在提升養(yǎng)殖綠色化水平與效益的同時，有效減少病害的傳播。此外，通過資源生產與獲取、加工、產品制造與使用、利益合理分配等環(huán)節(jié)的全面智能化和綠色化升級，實現(xiàn)現(xiàn)有海洋生物產業(yè)可持續(xù)性的顯著提升。改造現(xiàn)有生產流程：積極引入循環(huán)經濟的理念和可持續(xù)性評價體系，開展技術和產品創(chuàng)新，對現(xiàn)有海洋生物產業(yè)的生產流程進行深度改造；通過減少有毒有害化學品使用、引入綠色化學品替代方案；采用生物煉制技術減少廢棄物排放，提高資源利用效率；應用節(jié)能、節(jié)水技術降低生產能耗、水耗和污染；優(yōu)化產品設計，避免產生二次廢物與污染等先進技術手段，致力于實現(xiàn)綠色、低碳、環(huán)保和智能的生產方式。創(chuàng)新關鍵技術：在循環(huán)海洋生物產業(yè)重新設計中，加強科技創(chuàng)新和應用，如開發(fā)自動化、智能化的投喂系統(tǒng)、水質在線監(jiān)測系統(tǒng)等先進養(yǎng)殖技術與設備，以提高海水養(yǎng)殖效率和管理水平；同時，利用信息技術和大數(shù)據(jù)技術等，對養(yǎng)殖過程進行精準管理與優(yōu)化，進一步提高資源利用效率。此外，通過開發(fā)先進的合成生物技術、生物制造技術、新材料技術等，全面推動現(xiàn)有海洋生物產業(yè)的技術進步和產品升級。出臺政策激勵與加強國際合作：政府應出臺財政補貼、稅收優(yōu)惠等激勵措施，鼓勵企業(yè)積極參與并加速循環(huán)海洋生物產業(yè)的重新設計進程。同時，加強國際合作，積極引進國外先進的循環(huán)海洋生物產業(yè)技術、產品及經驗，為海洋生物產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力和動力。

實施路徑?，F(xiàn)狀剖析：以全產業(yè)鏈生命周期可持續(xù)性分析為核心，對現(xiàn)有的傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)進行全面深入的梳理與分析，了解其產業(yè)結構、資源利用方式與效率、技術經濟的特性、生產流程的運作、廢棄物處理和環(huán)保措施的實施、社會和倫理的影響等多個維度的情況。問題識別：基于全產業(yè)鏈現(xiàn)狀的細致分析，精準識別出傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)面臨的系列重大和核心問題，如資源利用效率低、技術革新滯后、經濟效益欠佳、廢棄物排放量巨大、環(huán)境污染問題嚴重及資源和利益分配不均衡等。創(chuàng)新改進策略制定：針對存在的問題，著手對產業(yè)鏈進行全面系統(tǒng)的重新設計，并制定詳盡的創(chuàng)新與改進方案，包括產業(yè)結構優(yōu)化、生產流程改進、新技術和產品開發(fā)、資源利用效率提升、廢棄物排放減少和資源的合理配置等。改造實施與升級轉型：將創(chuàng)新和改進方案付諸實施，通過整合創(chuàng)新科技資源與產業(yè)鏈企業(yè)的技術力量，分步驟開展技術和產品的創(chuàng)新工作，借助政策引導和市場驅動的雙重力量，有力推動傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)向循環(huán)經濟與可持續(xù)性方向的轉型升級。

產業(yè)貢獻。產業(yè)結構優(yōu)化：通過全產業(yè)鏈評估，優(yōu)化產業(yè)結構。例如，開發(fā)綠色多層級養(yǎng)殖模式，提升養(yǎng)殖效率并減少病害；開發(fā)海洋生物資源的全利用和高值產品，提高資源利用效率和價值；進而實現(xiàn)資源、環(huán)境、技術與經濟的全面綠色化升級，為海洋生物產業(yè)轉型奠定堅實基礎。生產流程改造：改造生產流程，減少有害物質使用；應用節(jié)能技術降低能耗；利用節(jié)水和水回用技術降低水耗；通過生物煉制等技術提高資源利用率，實現(xiàn)綠色、低碳、低水、低能生產，顯著提升產業(yè)可持續(xù)性。技術創(chuàng)新升級：引入自動化、智能化養(yǎng)殖和加工技術，利用大數(shù)據(jù)精準管理，推動技術革新與產業(yè)升級，為海洋生物產業(yè)現(xiàn)代化注入新活力，提高整體競爭力。

新興海洋生物產業(yè)從頭設計

當前，海洋生物產業(yè)正由以海產食品為主的第一代海洋漁業(yè)和第二代海水養(yǎng)殖業(yè)，向更為廣闊的第三代海洋生物產品產業(yè)及未來新一代“海洋生物產業(yè)3.0+”邁進。這些新興產業(yè)的產品形式豐富多樣，涵蓋了從海洋藥物、海洋大健康產品到海洋材料、海洋能源等所有應用領域和市場需求，為人類面臨的氣候變化、能源安全、生命健康等重大挑戰(zhàn)提供可持續(xù)的解決方案。正在興起的新一代海洋生物產業(yè)擺脫了現(xiàn)有產業(yè)的束縛，得以開展全新的從頭設計。這是一種更為徹底的策略，其核心在于從海洋生物產業(yè)的源頭出發(fā)，設計并構建一個全新的、完全遵循循環(huán)經濟原則的海洋生物全產業(yè)鏈體系。通過科技創(chuàng)新，尤其是顛覆性創(chuàng)新的引領，運用設計的原理來優(yōu)化全生命周期產業(yè)布局，構建綠色、智能、先進的產業(yè)鏈，以確保新興海生物洋產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

主要內容。理論和方法革新：從頭設計秉承全新的理念，以循環(huán)經濟原理和四維可持續(xù)性評估方法為基石（圖1），將海洋生態(tài)環(huán)境的保護與海洋資源的優(yōu)化利用置于產業(yè)發(fā)展的核心位置，倡導構建綠色、低碳、智能、高效的海洋生物產業(yè)發(fā)展模式，旨在推動新一代可持續(xù)或可再生海洋生物產業(yè)體系的建立。② 系統(tǒng)性規(guī)劃布局：從宏觀視角出發(fā)，對新興海洋生物產業(yè)進行全面規(guī)劃與布局，確保產業(yè)的合理分布和協(xié)調發(fā)展，包括產業(yè)布局、產業(yè)鏈構建、基礎設施建設、科技創(chuàng)新體系等多個方面，旨在實現(xiàn)新興海洋生物產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、高效運作和持續(xù)進化。③ 技術和產品革新：從頭設計離不開強大的技術和產品創(chuàng)新支撐，包括應用生物技術、智能制造技術、新材料技術、信息技術等領域的顛覆性創(chuàng)新，為新興海洋生物產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供不竭動力。④ 目標導向策略：設定明確的可持續(xù)發(fā)展目標，其中最高目標包括水、能、物高效最優(yōu)利用（水全循環(huán)無排放、綠色能源和凈零能耗使用、物料全回收循環(huán)利用）、海洋生物原料全利用、無毒化學品使用、無人工廠（數(shù)字化、智能化、全自動化）、柔性模塊組合工廠、移動式工廠、精準個性化定制生產工廠。同時，針對這些目標，開展科學基礎和工程技術前沿及交叉創(chuàng)新的先導研究，以推動未來海洋生物產業(yè)的綠色、低碳、智能、高效發(fā)展，實現(xiàn)經濟效益和生態(tài)效益的雙贏。

實施路徑。目標設定：明確新興海洋生物產業(yè)循環(huán)經濟從頭設計發(fā)展的四維可持續(xù)性目標，即資源利用可持續(xù)性、環(huán)境與生態(tài)可持續(xù)性、技術與經濟可持續(xù)性、社會與倫理可持續(xù)性。規(guī)劃制定：依據(jù)設定的最高目標，分階段、分步驟地制定詳盡的產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，包括市場布局、產業(yè)布局、產業(yè)結構、產業(yè)鏈構建和科技創(chuàng)新體系等。生產流程設計與創(chuàng)新：從源頭上設計和創(chuàng)新生產流程，確保每個生產環(huán)節(jié)都符合循環(huán)經濟的原則。同時，以四維可持續(xù)性評估方法來確定技術和產品是否可能整合進產業(yè)鏈，并滿足持續(xù)的創(chuàng)新升級需求。構建綠色和智能供應鏈：在產業(yè)內部和產業(yè)間構建綠色、智能供應鏈和價值鏈體系，實現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用和副產物的資源化轉化。推廣與實施：分階段、分地域推廣實施從頭設計的產業(yè)體系，通過政策引導、市場驅動和資金支持等方式，推動新興海洋生物產業(yè)的建設與發(fā)展。

產業(yè)貢獻。全新產業(yè)發(fā)展模式構建：以循環(huán)經濟原理為基石，構建以四維可持續(xù)性評估方法為基本原則、從頭設計思維的全新產業(yè)發(fā)展模式，引領新興海洋生物產業(yè)“以終為始”的綠色、低碳、智能化發(fā)展，建立可持續(xù)性為特征的新一代海洋生物產業(yè)體系。系統(tǒng)規(guī)劃布局：宏觀規(guī)劃產業(yè)布局，以四維可持續(xù)性原則設計構建全產業(yè)鏈，配套規(guī)劃基礎設施與科技創(chuàng)新體系，確保產業(yè)協(xié)調健康發(fā)展，為新興海洋生物產業(yè)高效建立與持續(xù)進化迭代奠定基礎。技術和產品革新：以海洋生物產業(yè)從頭設計為指導，發(fā)展和應用與海洋生物產業(yè)相關的顛覆性技術創(chuàng)新，包括合成生物、智能制造、綠色技術等，引領技術和產品的革命性創(chuàng)新。

綜上所述，循環(huán)海洋生物產業(yè)的重新設計和從頭設計是一個復雜而重要的系統(tǒng)工程，是推動傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)升級重構與新興海洋生物產業(yè)源頭建設的重要策略。通過優(yōu)化產業(yè)結構、改造生產流程、加強技術創(chuàng)新和模式創(chuàng)新等措施，可以實現(xiàn)海洋生物資源的可持續(xù)利用，推動海洋生物產業(yè)的綠色、低碳、智能和高效發(fā)展。這一目標的實現(xiàn)，需要政府、科研院所、企業(yè)和社會各界的共同努力與協(xié)作。

全球海洋生物產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇

全球海洋生物產業(yè)的現(xiàn)狀分析

全球海洋生物資源是一個巨大的資源寶庫，占地球生物總數(shù)的80%和動物蛋白質的90%，其中絕大部分資源尚待人類的深入探索與開發(fā)利用。全球海洋生物產業(yè)是一個多元化且錯綜復雜的領域，盡管當前主要以提供海產品的海洋漁業(yè)和水產養(yǎng)殖業(yè)為主導，但蘊藏著服務幾乎全部產業(yè)和產品市場的巨大潛力，如海洋生物藥物、海洋生物大健康產品、海洋生物材料等新興領域。

海洋生物資源的開發(fā)利用，廣泛覆蓋捕撈養(yǎng)殖、海洋食品、海洋保健品、海洋化妝品、海洋藥物、海洋生物材料、海洋工業(yè)和農用化學品、海洋生物能源的開發(fā)和生產等多個方面。當前，海洋生物產業(yè)所占比例最大的是海洋漁業(yè)和養(yǎng)殖，但科技創(chuàng)新含量較低；而科技含量高、附加值高的海洋生物產業(yè)，如海洋生物制品、海洋生物醫(yī)藥、海洋生物保健食品和海洋生物能源等，其所占份額少于1%。

自20世紀60年代以來，全球主要海洋國家競相發(fā)力，致力于發(fā)展海洋生物產業(yè)。美國、加拿大、日本、澳大利亞、法國、挪威等國家紛紛推出海洋生物產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，著手建立國家級海洋生物產業(yè)研發(fā)中心、基地及產業(yè)園區(qū)等；同時，加大力度發(fā)展海洋生物產業(yè)和生物技術革新，以期實現(xiàn)海洋生物產業(yè)的建立和可持續(xù)發(fā)展。美國是最早制定海洋生物產業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的國家之一，其也是海洋經濟政策最為完善的國家之一。為了激發(fā)海洋生物科技領域的創(chuàng)新活力，美國在1992年率先成立“海洋聯(lián)盟”（The Ocean Alliance），開創(chuàng)了產學研緊密合作的先河，每年投入高達27億美元，全力支持海洋生物科技研發(fā)工作。在《2000海洋法令》（The 2000 Marine Regulations）中，美國提出用海洋信托基金的方法為海洋生物新型重點產業(yè)提供資金來源，并建立了完善的海洋生物產業(yè)技術轉讓機制，極大地調動了科研人員的積極性，有力地推動了整個海洋生物產業(yè)的蓬勃發(fā)展。日本在海洋生物資源的開發(fā)利用方面起步也較早，為促進海洋生物產業(yè)發(fā)展，不僅專門加大了信貸投入，還不斷優(yōu)化信貸結構，以激勵科技創(chuàng)新。如對投資海洋生物產業(yè)相關的基礎設施的企業(yè)，可享受高達14%—20%的稅收優(yōu)惠政策。韓國自1996年成立海洋水產部以來，是唯一實行海洋管理綜合體制的國家，并出臺《21世紀海洋水產前景》（1997—2001年）規(guī)劃，以激勵海洋生物資源的可持續(xù)開發(fā)。近年來，澳大利亞非常重視新一代海洋生物產業(yè)的發(fā)展，在2015—2025年“澳大利亞國家海洋科學規(guī)劃”（The National Marine Science Plan—National Marine Science Committee）中，新興海洋生物產業(yè)首次被列為關鍵發(fā)展領域。為進一步推動該領域的發(fā)展，澳大利亞分別在2019年和2021年資助支持了2個國家聯(lián)合研究中心：投資3.2億澳元的“藍色經濟國家聯(lián)合研究中心”（Blue Economy Cooperative Research Centre）和投資2.7億澳元的“海洋生物產品國家聯(lián)合研究中心”（Marine Bioproducts Cooperative Research Centre）。這2個中心旨在通過市場驅動的創(chuàng)新，加速推動澳大利亞新一代海洋生物產業(yè)的建立。國際上眾多國家在海洋生物產業(yè)發(fā)展方面的積極探索與實踐，為這一產業(yè)的快速、健康發(fā)展提供了寶貴的經驗與啟示。

當前，全球海洋生物產業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的快車道，特別是在新興海洋生物制品與醫(yī)藥領域，得益于生物技術的不斷進步和海洋生物資源的深度挖掘，眾多創(chuàng)新生物制品、藥物及保健品如雨后春筍般涌現(xiàn)。截至2023年，全球海洋生物制品與醫(yī)藥的產業(yè)規(guī)模已達到年400億—500億美元，盡管其市場份額相對較小，卻保持著約15%—18%的年均高速增長態(tài)勢。此外，海洋生物酶、海洋生物農藥等產品領域也同樣展現(xiàn)出無限的市場潛力。據(jù)估算，海洋中棲息著超過100萬種魚類、藻類、珊瑚、海綿等生物，以及約10億種微生物，而且目前僅9%的海洋生物被人類認知。僅在2011—2020年這10年間，科學家們就發(fā)現(xiàn)了13492種新的海洋天然產物，這些產物有望被開發(fā)成為海洋藥物等多種新型海洋生物產品。盡管海洋生物產業(yè)在可持續(xù)發(fā)展方面面臨資源、技術、人才等多方面的挑戰(zhàn)，但其巨大的發(fā)展?jié)摿h未被充分開發(fā)，已成為各海洋強國競相角逐的戰(zhàn)略高地。

全球海洋生物產業(yè)的挑戰(zhàn)與機遇

盡管海洋生物產業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅獙崿F(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。海洋生物資源雖豐富多樣，但很多種類的天然資源量相對有限，因此確保資源可再生性開發(fā)，成為制約海洋生物產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素之一。隨著全球人口的增長和人們對海洋來源產品需求的增加，海洋生物資源的過度開采和環(huán)境污染問題日益嚴重，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了不可逆轉的破壞。傳統(tǒng)海洋生物資源的采集和加工過程中產生的污染和廢棄物，對海洋環(huán)境構成了負面影響。如廢水排放、化學物質和塑料使用等問題，不僅威脅著海洋生物的生存環(huán)境，也對海洋生物產品的質量安全帶來了挑戰(zhàn)。海洋生物資源的開發(fā)利用技術水平滯后、人才短缺、產業(yè)鏈短及產品附加值低等問題，嚴重阻礙了產業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。當前，海洋生物產業(yè)面臨的核心難題是缺乏循環(huán)經濟模式下的關鍵技術和產品創(chuàng)新，這制約了現(xiàn)有產業(yè)的轉型升級和新興產業(yè)的培育與發(fā)展。

2015年，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會正式通過17項可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs），包括“零饑餓”（SDG-2）、“負責任消費和生產”（SDG-12）、“水下生物”（SDG-14）等，涵蓋社會、經濟和環(huán)境3個維度的問題，旨在到2030年前以綜合方式徹底解決，轉向可持續(xù)發(fā)展道路。全球海洋生物產業(yè)在可持續(xù)發(fā)展的框架下，蘊含著廣闊的發(fā)展機遇，為科技和產品創(chuàng)新提供了無限的空間。海洋生物產業(yè)技術和產品不斷創(chuàng)新，如基于基因編輯的合成生物技術、基于資源全利用的綠色生物精煉技術、基于人工智能和自動化的先進生物智造技術等，為循環(huán)海洋生物產業(yè)的發(fā)展提供了有力的科技支撐。這些創(chuàng)新技術賦能新興海洋生物產品應用和市場拓展。例如，新型海洋生物大健康產品、海洋藥物、海洋生物材料等領域的迅速發(fā)展，為海洋經濟增長和創(chuàng)新注入了新的動力和活力。

海洋作為連接世界各大洲的廣闊水體，其可持續(xù)發(fā)展離不開國際的合作與共同努力。通過全球海洋國家的創(chuàng)新合作范式，促進海洋生物資源的高效利用和保護，推動全球海洋生物經濟朝著更加可持續(xù)和繁榮的方向發(fā)展，是擺在我們面前的首要任務。

中國循環(huán)海洋生物產業(yè)的重新設計和從頭設計

中國海洋生物資源豐富，產業(yè)基礎雄厚

中國坐擁遼闊的海域和富饒的海洋生物資源，是全球海洋生物資源最為豐富的國家之一。自1990年以來，中國水產品總量便穩(wěn)居世界首位。據(jù)預測，到2030年，全球水產品需求量將達2億噸，為海洋生物產業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了得天獨厚的自然稟賦與資源基礎。當前，中國海洋生物產業(yè)已初步構建起一條涵蓋海洋漁業(yè)、海水養(yǎng)殖業(yè)、海洋生物醫(yī)藥、海洋生物產品等領域的較為完備的產業(yè)鏈。近年來，中國對海洋生物產業(yè)的發(fā)展給予了前所未有的重視，積極推動其向規(guī)?；?、社會化、高技術化的方向轉型升級?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中明確提出，要建設一批高質量海洋經濟發(fā)展示范區(qū)和特色化海洋產業(yè)集群。廣東、山東、福建等海洋大省也在其“十四五”規(guī)劃或相關專項規(guī)劃中，明確提出將海洋生物產業(yè)列為海洋經濟發(fā)展的重中之重，并將海洋生物技術研發(fā)作為國家高技術開發(fā)的重點領域，以海洋生物技術為海洋生物產業(yè)發(fā)展的堅實支撐，為海洋生物產業(yè)的發(fā)展提供了良好的產業(yè)政策環(huán)境。

隨著海洋強國戰(zhàn)略的深入實施，海洋經濟迎來了迅猛發(fā)展的新時期。2023年，全國海洋產業(yè)生產總值高達約9.9萬億元，其中海洋生物產業(yè)占比約11.4%，這彰顯了海洋生物產業(yè)日益凸顯的重要性。海洋產業(yè)的總體增速持續(xù)超越國民經濟同期的增速，特別是新興海洋生物產業(yè)，2010—2019年實現(xiàn)了年均24%的高速增長，正逐步成為拉動國民經濟發(fā)展轉型的有力新引擎。展望未來，預計到2030年，海洋生物產業(yè)有望躍升為中國海洋戰(zhàn)略性新興產業(yè)的第一大支柱產業(yè)。伴隨著生物技術的日新月異，中國海洋生物產業(yè)已構建起一條涵蓋海洋生物資源采集、加工、研發(fā)、生產和銷售等多個環(huán)節(jié)的完整產業(yè)鏈。在技術創(chuàng)新領域，海洋生物產業(yè)不斷取得新突破，數(shù)字化、基因編輯、生物合成、先進智造等前沿技術的應用，顯著提高了海洋生物資源的利用效率，加速了海洋生物產業(yè)的升級和轉型步伐。隨著人們生活品質的提升和健康意識的覺醒，海洋生物產品的市場需求持續(xù)攀升，特別是在海洋生物大健康產品、海洋生物藥品和海洋生物材料等應用領域，市場需求潛力和增速均展現(xiàn)出巨大潛力。

中國海洋生物產業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與機遇

隨著科技的不斷進步和消費者需求的多元化，海洋生物產品在營養(yǎng)食品、保健產品、工業(yè)原料和藥物等多個領域得到廣泛應用。尤其是在海洋生物保健品、海洋生物藥品及海洋生物新材料等領域，市場規(guī)模的擴張尤為亮眼，每年約有超過200個新的活性分子被發(fā)現(xiàn)，并有超過100個產品獲得批準上市。中國海洋生物產業(yè)在快速發(fā)展的同時，也面臨著資源保護與環(huán)境協(xié)調發(fā)展、技術創(chuàng)新水平不足，以及國際市場競爭白熱化等嚴峻挑戰(zhàn)。盡管中國擁有悠久的海洋生物制品和藥物的使用歷史，且產業(yè)規(guī)模位居世界第1位，但在創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展方面，仍落后于歐美發(fā)達國家。為了應對這些挑戰(zhàn)，需緊密圍繞中國海洋經濟與藍色產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，以實現(xiàn)全產業(yè)鏈的循環(huán)經濟和可持續(xù)發(fā)展為目標，通過資源、技術和產品創(chuàng)新，對傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)進行重塑、對新興海洋生物產業(yè)進行前瞻性布局。應進一步加大科研投入，提升技術水平，聚焦優(yōu)勢海洋生物資源的高值化利用，實現(xiàn)技術和產品的創(chuàng)新突破，提升產品質量與附加值，從而增強國際市場競爭力，推動中國循環(huán)海洋生物產業(yè)實現(xiàn)高質量可持續(xù)發(fā)展。

當前，中國海洋生物產業(yè)結構以初級產業(yè)和產品為主導，存在增產不增值、增效不明顯的突出問題。為從根本上解決這些挑戰(zhàn)和問題，需以現(xiàn)有產業(yè)的優(yōu)化升級和新興產業(yè)的創(chuàng)新設計為雙輪驅動，以實現(xiàn)資源利用、環(huán)境與生態(tài)、技術與經濟、社會與倫理四維可持續(xù)性為目標，大力推進全產業(yè)鏈的技術與產品創(chuàng)新，優(yōu)化調整海洋生物產業(yè)的結構，構建可持續(xù)發(fā)展的海洋生物產業(yè)體系。建議從4個方面重點突破。

優(yōu)化升級現(xiàn)有產業(yè)。政府通過頂層設計引導技術創(chuàng)新，重點加大海洋生物資源高效利用技術研發(fā)力度，如海洋生物資源的綠色生產、精深加工、綠色和智能生物煉制等技術，推動智能化、信息化和綠色化改造，降低成本，提升產品附加值，降低生態(tài)環(huán)境污染；鼓勵企業(yè)向上下游產業(yè)鏈定向整合和延伸，開發(fā)海洋功能食品、大健康產品、生物材料等高附加值產品，加強自主品牌建設。

前瞻布局新興產業(yè)。利用新興海洋生物產業(yè)從頭設計的理論和方法，重點支持在四維可持續(xù)性原則驅動下的智能海洋生物制造、合成海洋生物制造（特別是深海和極端環(huán)境）、海洋生物醫(yī)藥、海洋生物大健康和海洋生物新材料等新興產業(yè)，打造示范性平臺、攻克關鍵核心技術，加速成果轉化。

實施循環(huán)經濟與綠色發(fā)展策略。優(yōu)先推動現(xiàn)有海洋生物資源特別是加工副產物的資源化利用技術，如將廢棄物轉化為飼料、肥料、生物制品、生物材料等；建立循環(huán)海洋生物產業(yè)經濟示范區(qū)，引領產業(yè)向綠色、低碳和高價值方向發(fā)展；加強資源保護與管理，實施生態(tài)修復，維護生物多樣性，確保產業(yè)和經濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。同時，對新興海洋生物資源尤其是海洋微生物資源、深海及極端環(huán)境的微生物資源設計布局全新產業(yè)鏈，建立新一代海洋生物制造和生物產品的創(chuàng)新研發(fā)和產業(yè)平臺。

積極尋求國際合作。在海洋生物產業(yè)發(fā)展方面，國外已較早開展了對海洋生物產業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面的研究，探索出了一系列成功的發(fā)展模式與路徑，積累了豐富的經驗。中國應積極尋求國際合作，結合本國實際需求，借鑒其他國家和地區(qū)的良好經驗，以促進海洋生物產業(yè)的健康快速發(fā)展。

展望

循環(huán)海洋生物產業(yè)，作為一種新興的產業(yè)經濟范式，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的經濟潛能。通過對傳統(tǒng)海洋生物產業(yè)的重新設計和新興海洋生物產業(yè)的從頭設計，以可持續(xù)性評估為核心理念，構建循環(huán)海洋生物產業(yè)體系，旨在實現(xiàn)海洋資源的可持續(xù)利用與海洋生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調發(fā)展，進而推動經濟社會的發(fā)展和增強國際競爭力。未來，循環(huán)海洋生物產業(yè)的發(fā)展將聚焦于以下六大科學與技術方向。

循環(huán)海洋生物產業(yè)可持續(xù)性評估的理論框架與方法論。深入探究海洋生物資源保護與利用可持續(xù)性、環(huán)境與生態(tài)可持續(xù)性、技術與經濟可持續(xù)性、社會與倫理可持續(xù)性，構建一套系統(tǒng)的理論與方法體系，為循環(huán)海洋生物產業(yè)的設計和創(chuàng)新提供科學指引。

強化跨學科研究和科技創(chuàng)新的力度。在循環(huán)海洋生物產業(yè)領域，促進生物學、工程學、經濟學、環(huán)境科學、信息技術等多學科的深度融合，推動關鍵技術的原始創(chuàng)新與集成創(chuàng)新，為循環(huán)海洋生物產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強大的科技支撐和智力保障，加速實現(xiàn)海洋資源高效利用與生態(tài)環(huán)境保護的雙贏目標。

新一代綠色海洋生物煉制技術與產品體系的革新。基于循環(huán)經濟原理，重構并優(yōu)化海洋生物產業(yè)鏈，聚焦海洋生物資源的可持續(xù)、高值利用。通過綠色加工技術、產品創(chuàng)新及先進制造技術的融合，推動生物煉制技術創(chuàng)新和產品體系建設，全面推動提升產業(yè)鏈的效率、多元共生、環(huán)保降耗及品質效益。

海洋生物產業(yè)自動化與智能化的深度躍升。以打造海洋生物產業(yè)的未來智能工廠為愿景，加速人工智能與大數(shù)據(jù)技術驅動的自動化、無人化、模塊化、移動式和定制化的技術創(chuàng)新與集成應用。重點突破監(jiān)測裝備、加工工藝、數(shù)據(jù)采集分析、自動管理與決策系統(tǒng)的智能化升級，推動建設無人養(yǎng)殖場和無人工廠的廣泛應用。

循環(huán)海洋生物產業(yè)標準體系的全面構建。圍繞海洋生物資源的生產、加工、產品設計和市場開拓等關鍵環(huán)節(jié)，構建以綠色和智能為核心的國家標準體系，突破國際標準制定的壁壘，提升國際引領地位。

循環(huán)海洋生物智造未來工廠的理想設計和創(chuàng)新實踐。在可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經濟理念的指導下，構建綠色、智能的生物煉制工廠，其顯著特征包括水、能、物高效最優(yōu)利用（水全循環(huán)無排放、綠色能源和凈零能使用、物料全回收循環(huán)利用）、海洋生物原料全利用、無毒化學品全面替代、無人工廠的智能化運營（數(shù)字化、智能化、全自動）、柔性模塊化的組合工廠、移動式工廠布局，以及精準個性化的定制生產。針對這些特征，開展循環(huán)海洋生物智造未來工廠的科學基礎與工程技術前沿研究，推動交叉創(chuàng)新，并實現(xiàn)產業(yè)化落地。

（作者：張衛(wèi)，澳大利亞弗林德斯大學 澳大利亞國家海洋生物產品聯(lián)合研究中心；張樹峰、周涵韜、戴民漢，廈門大學近海海洋環(huán)境科學國家重點實驗室 福建省海洋科學與技術創(chuàng)新實驗室；編審：楊柳春；《中國科學院院刊》供稿）