1. 養(yǎng)殖海洋生物的基礎(chǔ)研究
本專業(yè)畢業(yè)生可以進入海洋領(lǐng)域,、信息技術(shù)領(lǐng)域的科研院所,、高等院校,、企事業(yè)單位和國家機關(guān)工作,,從事海洋高科技,、海洋資源開發(fā)及海洋工程方面的工作,。
也可在近岸,、港口,、河道工程,、海洋工程的設(shè)計和計算工作,,海洋預報,漁場資源研究,,海洋生態(tài)研究,,水動力研究,海洋規(guī)劃管理,,漁政管理,,水聲通信,海洋遙感等工作,。
2. 海洋生物的開發(fā)與利用
以海洋水體為正常棲居環(huán)境的一切微生物,。但由于學科傳統(tǒng)及研究方法的不同,本文不介紹單細胞藻類,而只討論細菌、真菌及噬菌體等狹義微生物學的對象,。
海洋細菌是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),。作為分解者它促進了物質(zhì)循環(huán);在海洋沉積成巖及海底成油成氣過程中,都起了重要作用,。
還有一小部分化能自養(yǎng)菌則是深海生物群落中的生產(chǎn)者,。
海洋細菌可以污損水工構(gòu)筑物,在特定條件下其代謝產(chǎn)物如氨及硫化氫也可毒化養(yǎng)殖環(huán)境,,從而造成養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟損失,。
但海洋微生物的頡頏作用可以消滅陸源致病菌,,它的巨大分解潛能幾乎可以凈化各種類型的污染,它還可能提供新抗生素以及其他生物資源,,因而隨著研究技術(shù)的進展,,海洋微生物日益受到重視?!咎匦浴?與陸地相比,,海洋環(huán)境以高鹽、高壓,、低溫和稀營養(yǎng)為特征,。
海洋微生物長期適應復雜的海洋環(huán)境而生存,因而有其獨具的特性,。
嗜鹽性 海洋微生物最普遍的特點,。真正的海洋微生物的生長必需海水。海水中富含各種無機鹽類和微量元素,。
鈉為海洋微生物生長與代謝所必需此外,鉀,、鎂、鈣,、磷,、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物生長所必需的。
嗜冷性 大約90%海洋環(huán)境的溫度都在5℃以下,絕大多數(shù)海洋微生物的生長要求較低的溫度,,一般溫度超過37℃就停止生長或死亡,。
那些能在 0℃生長或其最適生長溫度低于20℃的微生物稱為嗜冷微生物。
嗜冷菌主要分布于極地,、深?;蚋呔暥鹊暮S蛑小F浼毎?gòu)造具有適應低溫的特點,。那種嚴格依賴低溫才能生存的嗜冷菌對熱反應極為敏感,,即使中溫就足以阻礙其生長與代謝。
嗜壓性 海洋中靜水壓力因水深而異,,水深每增加10米,靜水壓力遞增1個標準大氣壓,。海洋最深處的靜水壓力可超過1000大氣壓。深海水域是一個廣闊的生態(tài)系統(tǒng),約56%以上的海洋環(huán)境處在100~1100大氣壓的壓力之中,,嗜壓性是深海微生物獨有的特性,。來源于淺海的微生物一般只能忍耐較低的壓力,而深海的嗜壓細菌則具有在高壓環(huán)境下生長的能力,,能在高壓環(huán)境中保持其酶系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。
研究嗜壓微生物的生理特性必需借助高壓培養(yǎng)器來維持特定的壓力。
那種嚴格依賴高壓而存活的深海嗜壓細菌,由于研究手段的限制迄今尚難于獲得純培養(yǎng)菌株,。
根據(jù)自動接種培養(yǎng)裝置在深海實地實驗獲得的微生物生理活動資料判斷,在深海底部微生物分解各種有機物質(zhì)的過程是相當緩慢的,。
低營養(yǎng)性 海水中營養(yǎng)物質(zhì)比較稀薄,,部分海洋細菌要求在營養(yǎng)貧乏的培養(yǎng)基上生長。
在一般營養(yǎng)較豐富的培養(yǎng)基上,,有的細菌于第一次形成菌落后即迅速死亡,,有的則根本不能形成菌落。
這類海洋細菌在形成菌落過程中因其自身代謝產(chǎn)物積聚過甚而中毒致死,。
這種現(xiàn)象說明常規(guī)的平板法并不是一種最理想的分離海洋微生物方法,。
趨化性與附著生長 海水中的營養(yǎng)物質(zhì)雖然稀薄,但海洋環(huán)境中各種固體表面或不同性質(zhì)的界面上吸附積聚著較豐富的營養(yǎng)物,。
絕大多數(shù)海洋細菌都具有運動能力,。其中某些細菌還具有沿著某種化合物濃度梯度移動的能力,這一特點稱為趨化性,。
某些專門附著于海洋植物體表而生長的細菌稱為植物附生細菌,。海洋微生物附著在海洋中生物和非生物固體的表面,形成薄膜,,為其他生物的附著造成條件,,從而形成特定的附著生物區(qū)系。
多形性 在顯微鏡下觀察細菌形態(tài)時,,有時在同一株細菌純培養(yǎng)中可以同時觀察到多種形態(tài),如球形橢圓形,、大小長短不一的桿狀或各種不規(guī)則形態(tài)的細胞。
這種多形現(xiàn)象在海洋革蘭氏陰性桿菌中表現(xiàn)尤為普遍,。
這種特性看來是微生物長期適應復雜海洋環(huán)境的產(chǎn)物,。
發(fā)光性 在海洋細菌中只有少數(shù)幾個屬表現(xiàn)發(fā)光特性。
發(fā)光細菌通??蓮暮K螋~產(chǎn)品上分離到,。
細菌發(fā)光現(xiàn)象對理化因子反應敏感,因此有人試圖利用發(fā)光細菌為檢驗水域污染狀況的指示菌,?!痉植肌?海洋細菌分布廣、數(shù)量多,,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起著特殊的作用,。海洋中細菌數(shù)量分布的規(guī)律是:近海區(qū)的細菌密度較大洋大,內(nèi)灣與河口內(nèi)密度尤大;表層水和水底泥界面處細菌密度較深層水大,,一般底泥中較海水中大;不同類型的底質(zhì)間細菌密度差異懸殊,,一般泥土中高于沙土。大洋海水中細菌密度較小,,每毫升海水中有時分離不出1個細菌菌落,因此必須采用薄膜過濾法:將一定體積的海水樣品用孔徑0.2微米的薄膜過濾,,使樣品中的細菌聚集在薄膜上,,再采用直接顯微計數(shù)法或培養(yǎng)法計數(shù)。大洋海水中細菌密度一般為每40毫升幾個至幾十個,。在海洋調(diào)查時常發(fā)現(xiàn)某一水層中細菌數(shù)量劇增,,這種微區(qū)分布現(xiàn)象主要決定于海水中有機物質(zhì)的分布狀況。一般在赤潮之后往往伴隨著細菌數(shù)量增長的高峰,。有人試圖利用微生物分布狀況來指示不同水團或溫躍層界面處有機物質(zhì)積聚的特點,,進而分析水團來源或轉(zhuǎn)移的規(guī)律。 海水中的細菌以革蘭氏陰性桿菌占優(yōu)勢,,常見的有假單胞菌屬等10余個屬,。相反,海底沉積土中則以革蘭氏陽性細菌偏多,。芽胞桿菌屬是大陸架沉積土中最常見的屬,。 海洋真菌多集中分布于近岸海域的各種基底上,按其棲住對象可分為寄生于動植物,、附著生長于藻類和棲住于木質(zhì)或其他海洋基底上等類群,。某些真菌是熱帶紅樹林上的特殊菌群。某些藻類與菌類之間存在著密切的營養(yǎng)供需關(guān)系,,稱為藻菌半共生關(guān)系,。 大洋海水中酵母菌密度為每升 5~10個。近岸海水中可達每升幾百至幾千個,。海洋酵母菌主要分布于新鮮或腐爛的海洋動植物體上,,海洋中的酵母菌多數(shù)來源于陸地,只有少數(shù)種被認為是海洋種,。海洋中酵母菌的數(shù)量分布僅次于海洋細菌,。 在海洋環(huán)境中的作用。海洋堪稱為世界上最龐大的恒化器,,能承受巨大的沖擊(如污染)而仍保持其生命力和生產(chǎn)力;微生物在其中是不可缺少的活躍因素,。自人類開發(fā)利用海洋以來,競爭性的捕撈和航?;顒?、大工業(yè)興起帶來的污染以及海洋養(yǎng)殖場的無限擴大,使海洋生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡遭受嚴重破壞,。海洋微生物以其敏感的適應能力和快速的繁殖速度在發(fā)生變化的新環(huán)境中迅速形成異常環(huán)境微生物區(qū)系,,積極參與氧化還原活動,調(diào)整與促進新動態(tài)平衡的形成與發(fā)展,。從暫時或局部的效果來看,,其活動結(jié)果可能是利與弊兼有,但從長遠或全局的效果來看,微生物的活動始終是海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過程中最積極的一環(huán),。 海洋中的微生物多數(shù)是分解者,,但有一部分是生產(chǎn)者,因而具有雙重的重要性,。實際上,,微生物參與海洋物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的全過程。海洋中分解有機物質(zhì)的代表性菌群是:分解有機含氮化合物者有分解明膠,、魚蛋白、蛋白胨,、多肽,、氨基酸、含硫蛋白質(zhì)以及尿素等的微生物;利用碳水化合物類者有主要利用各種糖類,、淀粉,、纖維素、瓊脂,、褐藻酸,、幾丁質(zhì)以及木質(zhì)素等的微生物。此外,,還有降解烴類化合物以及利用芬香化合物如酚等的微生物,。海洋微生物分解有機物質(zhì)的終極產(chǎn)物如氨、供主要氫和系中,,某一或自養(yǎng)微生物,,、浮游動物以及底棲動物等提供直接的營養(yǎng)源,。這在食物鏈上有助于初級或高層次的生物生產(chǎn),。在深海底部,硫細菌實際上負擔了全部初級生產(chǎn),。 在海洋動植物體表或動物消化道內(nèi)往往形成特異的微生物區(qū)系,,如弧菌等是海洋動物消化道中常見的細菌,分解幾丁質(zhì)的微生物往往是肉食性海洋動物消化道中微生物區(qū)系的成員,。真菌,、酵母和利用各種多糖類的細菌常是某些海藻體上的優(yōu)勢菌群。微生物代謝的中間產(chǎn)物如抗生素,、維生素,、氨基酸或毒素等是促進或限制某些海洋生物生存與生長的因素。某些浮游生物與微生物之間存在著相互依存的營養(yǎng)關(guān)系,。如細菌為浮游植物提供維生素等營養(yǎng)物質(zhì),,浮游植物分泌乙醇酸等物質(zhì)作為某些細菌的能源與碳源。 由于海洋微生物富變異性,故能參與降解各種海洋污染物或毒物,,這有助于海水的自凈化和保持海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn) 定,。
3. 海洋生物養(yǎng)殖方法
這個要分品種,我是海洋漁業(yè)苗種的碩士,,有很多養(yǎng)殖品種是海水淡化的,。我來簡單舉兩個栗子。
觀賞魚中的小丑魚是海洋珊瑚礁的靚麗風景,,經(jīng)過淡化后可以進入千家萬戶的淡水水族箱,,成為家庭的可愛小精靈。
金目鱸在海水中孵化,,后可直接在海水中養(yǎng)殖,,也可經(jīng)過簡單淡化以后在倒水池塘養(yǎng)殖,經(jīng)濟效益這幾年十分樂觀,。
魚類因為可以依靠鰓排泄體內(nèi)過多的鹽份,,隨著環(huán)保壓力正大,海洋網(wǎng)箱養(yǎng)殖的限制,,現(xiàn)在海洋水產(chǎn)研究和高校研究室在進行著很多品種的淡化工作,,在淡水中進行海水淡化魚類循環(huán)的綠色養(yǎng)殖實驗也在如火如荼的進行中。
4. 養(yǎng)殖海洋生物的基礎(chǔ)研究方法
海兔俗稱海珠,、雨虎,,其種類較多,分布較廣,,大都分布在熱帶和亞熱帶的海域,,在我國東南沿海也有出產(chǎn),東南沿海主要有藍斑背肛海兔,、黑指紋海兔等品種,。
它體形略成紡錘形,一般體長12厘米,、寬7厘米,,身體底色多為黃褐至青綠色,背側(cè)面有許多黑色細點,。
海兔在我省沿海亦有分布,,但目前許多地方尚未很好開發(fā)利用,亦未很好開展人工養(yǎng)殖,,因而在市場上基本沒有海兔產(chǎn)品出售,,海粉藥源也十分缺乏,實際上,,海兔除可自然繁殖外,,它還可以進行人工養(yǎng)殖,。
據(jù)記載,我國廈門漁農(nóng)養(yǎng)殖海兔已有100多年歷史,,其產(chǎn)品曾遠銷南洋諸地,,山東長島的海兔產(chǎn)品也曾暢銷西班牙市場。因此,,各地可根據(jù)資源情況研究開發(fā)利用海兔,,并積極開展人工增養(yǎng)殖,這對于增加珍貴海味品種和藥用原料,,以及漁農(nóng)的經(jīng)濟收入和出口創(chuàng)匯,,是一項很有發(fā)展前景的養(yǎng)殖事業(yè)。
5. 養(yǎng)殖海洋生物的基礎(chǔ)研究包括
過度捕撈,、海 洋環(huán)境污染,、生境喪失和退化、外來物種 入侵,。
威脅一:海洋環(huán)境污染日益加劇
海洋環(huán)境污染日益加劇是海洋生物多樣性面臨的最主要威脅之一。海洋環(huán)境污染,,使得海水和沉積物中的營養(yǎng)鹽和重金屬等化學因子含量發(fā)生改變,,對海洋生物的正常棲息、覓食,、繁衍,、生存等造成影響。其特點是污染源多,、持續(xù)性強,、擴散范圍廣且難以控制。
威脅二:海洋資源過度開采
過度開采,,包括過度捕撈,,盲目圍填海,不合理的工業(yè)布局和濱海旅游資源不合理開發(fā)利用等,,是造成海洋生物多樣性下降的不可忽視的原因,。我國海洋捕撈產(chǎn)量保持在較高水平,近海經(jīng)濟魚類資源因過度捕撈而嚴重衰退,,傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)魚類已不能形成漁汛,,小型魚、低齡魚,、低值魚類比例增加,,部分地區(qū)已到了“無魚無漁”難以恢復的程度。
威脅三:海洋物種生境遭到破壞
在沿海社會經(jīng)濟高速發(fā)展的帶動下,,海洋海岸帶開發(fā)活動和城市擴張建設(shè)日益增多,,不合理的開發(fā)直接或間接造成了自然岸線變異,、海岸侵蝕加重、海洋環(huán)境污染,、富營養(yǎng)化加劇,,典型海洋生態(tài)系統(tǒng)和重要棲息地不斷喪失,海洋生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變,,優(yōu)質(zhì)海洋生物資源衰竭,,海洋生物多樣性持續(xù)下降等。
威脅四:外來物種入侵“防不勝防”
外來物種入侵類,,如漁業(yè)捕撈,、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水生生物貿(mào)易,、科學研究,、開辟航道和船舶運輸?shù)龋赡苡幸饣驘o意引入新的物種,。進入我國的海洋外來物種涉及許多不同的門類,。到目前為止,明確引進或者進入我國的海洋外來物種數(shù)量約有119種之多,,其中問題最突出的海洋外來入侵種之一是1979年引進的互花米草,。
威脅五:氣候變化影響海洋生態(tài)系統(tǒng)
全球變化對海洋生態(tài)的影響包括許多方面。海平面上升將直接淹沒沿海地區(qū)的大片潮灘濕地和濱海低地,,導致珊瑚礁,、紅樹林等典型生境以及其他多種海岸資源大面積喪失。海水溫度升高會造成珊瑚的死亡和白化,,影響紅樹林的分布界限,,也會使海洋浮游、游泳等生物群落結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)變化,。海洋酸化會影響到以碳酸鹽為骨骼的生物的代謝過程與生活史,,并通過食物鏈影響整個生態(tài)系統(tǒng)。