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21世纪初中国海洋生物学研究进展

2021-07-08刘金林夏菁孙雨晴童钇超张建恒何培民

科学大众·教师版 2021年5期
关键词:生态修复食品

刘金林 夏菁 孙雨晴 童钇超 张建恒 何培民

摘 要:进入21世纪以来,海洋科学研究得到了各国的高度重视,各项研究分支均取得突破性进展。本文综述了近20年来我国海洋生物学研究取得的成就,简述了我国在科研梯队建设及研究领域完善、海洋生物资源调查与合理应用、海水增养殖技术发展、海洋生物食品安全研究、海域生态修复等方面取得的成果,以期助力我国的海洋生物学学科发展。

关键词:战略资源; 海洋生物学; 科研梯队; 海水养殖; 食品; 生态修复

中图分类号:Q7;Q81          文献标识码:A        文章编号:1006-3315(2021)5-124-002

1.中国海洋科学研究发展概况

中国是太平洋沿岸的一个海洋大国。依照《联合国海洋法公约》计算,中国的实际海洋国土面积约300×104km2。海洋及海洋国土是中国经济发展的战略资源,也是促使海洋科学迅猛发展的基石。近些年来,海洋科学各分支学科如物理海洋学、海洋地质学、化学海洋学、海洋生物学等发展迅速,中国相关研究的地理范围也由区域性迈向全球性,各项研究分支均取得突破性进展。其中,以海洋生物学学科研究发展最为瞩目。

2.近20年中国海洋生物学研究进展

2.1科研梯队建设及研究领域完善

长久以来,中国的海洋研究机构仅有原国家海洋局及中国科学院等少数科研单位,相关的研究仅限于近海海域,这也势必造成其在早期的海洋生物学研究中发展不充分。进入新世纪以来,中国逐渐完善相关领域的科研机构。2009年筹建的中国科学院烟台海岸带研究所是中国专门从事海岸带综合研究的唯一国立机构,与山东大学等国内其余相关科研机构共同构成海岸带研究的第一梯队;2018年新组建的自然资源部囊括原国家海洋局、原国土资源部以及原国家测绘地理信息局,与中国科学院海洋研究所及上海交通大学等相关科研机构共同构成近海研究的第二梯队;2011年筹建的中国科学院深海科学与工程研究所填补了中国深海战略上的地域空白,与西湖大学—上海海洋大学深渊科学技术研究中心等科研机构共同构成深远海研究的第三梯队。各单位在研究领域层次定位明确,开展广泛的合作,促进了中国在海洋生物学领域研究的迅速发展。

2.2海洋生物资源调查与合理应用

21世纪初,中国科研人员对海岸带生物资源进行了较为全面的调查,提出了保护和有限度开发滨海湿地国家公园的具体方案及实施计划;对近海的藻类、甲壳类以及鱼类等物种资源进行了形态学分类研究;与此同时,分子生物学等方法也被广泛应用于海洋生物的分类。中国积极参与并与国际海洋相关学科的合作研究项目接轨,成功加入国际生命条形码计划并构建了中国海域内的部分海洋生物DNA条形码数据库等。

中国也积极参与国际公海海域的联合科考调查计划。2007年10月2日起,中国成为南极海洋生物资源养护委员会(CCAMLR)的正式成员;2009年,一张由CCAMLR签发的“通行令”为中国开启了“地球上最后一个蛋白库”的大门;中国在磷虾捕捞等问题上正按照规则行事,捕捞作业中严格执行CCAMLR要求的全面、系统的观察覆盖要求。此外,科研人员对南极海域以及南大洋的生物资源种类等进行了综合性海洋调查研究,深入研究海洋生物的各种变化过程和动态规律、生物间的相互作用以及极地微塑料污染等问题,为保护及开发利用南极等国际公共海域生物资源做出应有的贡献。

2.3海水增养殖技术的进一步发展

进入新世纪以来,海水养殖的种类得到进一步丰富,新型海水养殖方式不断出现并大量推广应用,例如备受推崇的养殖大黄鱼(Larimichthys crocea)等的网箱养殖技术[1];养殖日本对虾(Penaeus japonicus)等的低坝高网养殖技术以及养殖栉孔扇贝(Chiamys farreric)的养殖笼和套籠技术等。在当前中国近海天然渔业资源趋于枯竭的背景之下,类似养殖技术的应用使得中国海产品产量大量增加,越来越多的海产品种类进入寻常百姓家。

2.4海洋生物食品安全引发较大关注

中国大量海水养殖厂分布于黄河、长江及珠江入海口等重度污染海域,海域中陆源农药等浓度偏高,重金属、石油等污染严重[2]。生物的富集作用使得绝大部分养殖生物遭受污染,海产品的质量不合格给渔民造成巨大损失,严重威胁并影响国民的食品安全与健康,因此从生产源头上进行管控也显得尤为重要,而在海水养殖前期、中期以及后期的相关举措可有效减缓重金属污染等问题。

由此,中国科研人员创新性地总结了多种生态养殖方式,例如在高污染旅游区运用“真江蓠—黑鲷”的网箱生态复合养殖系统进行创收[3];对海水养殖中使用的海水及产生的废水进行化学或生物方法处理,在保障养殖用水安全的同时也避免了二次污染;对养殖过程中产生的各种生物废弃物进行处理,积极推动养殖场的无公害处理产地认证等。

2.5海域生态修复成为热门

受工、农业生产的影响,中国近海富营养化和重金属、石油等污染现象较为严重,大部分河口、海湾、珊瑚礁以及海草床等正处于亚健康或不健康状态,虽然赤潮、绿潮暴发累计面积有所减少[4-6],但金潮暴发面积有逐步扩大的趋势[7-8],针对各海域开展生态修复工作也是重中之重。就全国范围来看,已有不少海湾修复的成功案例或思路,例如成功地采用海带、真江蓠(Gracilaria verrucosa)和龙须菜(Asparagus schoberioides)等大型藻类对象山港网箱养殖区进行了生境修复;通过引种和栽培技术研究,对厦门海岸红树林进行保护与生态恢复等。中国政府正投入大量经费用于修复生态,海域生态修复工程研究逐渐成为热门。

3.结语

近20年来,中国海洋生物学取得了瞩目的成就。本文从科研梯队建设及研究领域完善、海洋生物资源调查与合理应用、海水增养殖技术发展概况、海洋生物食品安全、海域生态修复等方面具体阐述21世纪初中国海洋生物学研究进展,为同行提供科学参考。目前,中国海洋生物学在生物多样性研究、海洋生物与环境资源开发、海洋生物基础调查等方面仍有较大提升空间。未来,应创建标准技术规程,加强海洋资源评估和保护,并促进与物理海洋、化学海洋等多学科融合发展,关注生态过程,从多个圈层、多个尺度开展综合研究。在建设“海洋强国”的背景下,中国海洋生物学研究发展未来可期。

基金項目:国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项(2018YFD0901500);国家自然科学基金(41576163);国家海洋局公益性科研专项(201205010);骆肇荛科创基金(A1200400201328)

参考文献:

[1]韩芳,霍元子,杜霞,等.象山港网箱养殖对水域环境的影响[J]上海海洋大学学报,2012,21(5):825-830

[2]笪春年,刘桂建,柳后启,等.黄河入海口沉积物中有机氯农药的垂直分布特征[J]中国科学技术大学学报,2015,45(11):960-966

[3]徐姗楠,温珊珊,吴望星,等.真江蓠(Gracilaria verrucosa)对网箱养殖海区的生态修复及生态养殖匹配模式[J]生态学报,2008,28(4):1466-1475

[4]刘金林,杨晓倩,李继业,等.黄海绿潮暴发期间沉降浒苔研究进展[J]环境污染与防治,2020,42(5):614-618

[5]Liu J.L., Xia J., Zhuang M.M., etal. Controlling the source of green tides in the Yellow Sea: NaClO treatment of Ulva attached on Pyropia aquaculture rafts[J]Aquaculture, 2021, 535: 736378

[6]Liu J.L., Zhuang M.M., Zhao L.J., etal. Taxonomy and genetic diversity of amphipods living on Ulva lactuca L. in Gouqi coast of China[J]Pacific Science, 2020, 74(2):137-146

[7]Liu J.L., Xia J., Zhuang M.M., etal. Golden seaweed tides accumulated in Pyropia aquaculture areas are becoming a normal phenomenon in the Yellow Sea of China[J]Science of the Total Environment, 2021, 774: 145726

[8]Zhuang M.M., Liu J.L., Ding X.W., etal. Sargassum blooms in the East China Sea and Yellow Sea: Formation and management[J]Marine Pollution Bulletin, 2021, 162: 111845

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