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二、我国海洋文化研究现状
近年,“文化热”在我国方兴未艾,海洋文化实际上也是一种地域文化,因而也受到一定重视,在开发海洋、发展海洋产业热潮中,海洋文化也被列入其中。广东省炎黄文化研究会主持过五次海洋文化学术研讨会,出版海洋文化论集,不少学者提出“时代呼唤开拓海洋文化研究”[3]。在这片呼吁声中,海洋文化成果相继涌现,据《中国期刊全文数据库》资料,1979年以来,发表在各类期刊上海洋文化论文226篇。专门性学术著作也渐见问世,如曲金良主编《海洋文化概论》[4]、宋正海著《东方蓝色文化——中国海洋文化传统》[5]、徐晓望著《妈祖的子民——闽台海洋文化研究》[6]。但这些论著,不但数量少,而且内容主要局限于文化学和考古学、历史学范围,包括我国海洋文明起源,海洋历史文化、海洋思想、海洋权益、海洋文学艺术[7][8],以及航海史、造船史、渔业史、外贸史、科技史等所涉及海洋文化问题。而从文化地理,甚至范围更广一点人文地理学视野出发,研究海洋的文化地理论著,可谓凤毛麟角。检索美国“ProQuestDigitalDissertation”(PQDD)系统收入1861-2007年约170万篇高校博硕论文,也未见以海洋文化地理命名的论文,可以说海洋文化地理研究领域,还是一片荆棘丛生的处女地,有待她们的哥伦布们来开垦。
三、海洋文化研究内容
海洋文化研究的对象是海洋,这个占地球表面70%面积的最大地域单元,它的特性如著名德国哲学家黑格尔说“:大海给了我们茫茫无定、浩浩无际和渺渺无限的观念;人类在大海的无限里感到自己底无限的时候,他们就被激起了勇气,要去超越那有限的一切。大海邀请人类从事征服,从事掠夺,但是同时也鼓励人类追求利润,从事商业。平凡的土地、平凡的平原流域把人类束缚在土壤上,把他卷入无穷的依赖性里边,但是,大海却挟持着人类超越那些思想和行动的有限的圈子。从事贸易必须要有勇气,智慧必须和勇敢结合在一起。这种超越土地限制、渡过大海的活动,是亚细亚各国所没有的。”[9]虽然黑格尔在这里否定了亚洲具有海洋文化,但他对海洋文化和大陆文化的区别、海洋文化的本质和内涵是作了深入分析的,故200多年来,这个论断被人们反复引用,特别是海洋环境对海洋文化产生的作用和肯定海洋文化的商业性,已成为不刊之论。从这个文化视角来观察海洋文化地理研究内容,大致可包括如下几个方面。
(一)海洋文化赖以产生的历史地理基础
恩格斯说“:如果地球是某种逐渐生成的东西,那么它现在的地质的、地理的、气候的状况,它的植物和动物,也一定是某种逐渐生成的东西。它一定不仅有在空间中互相邻近的历史,而且还有时间上前后相继的历史。”[10]海洋文化也是如此,与任何一个区域文化面貌一样,总是由多种多样的元素长期作用形成的。这包括了自然、政治、历史、技术、经济、心理等元素的特定历史过程的产物。创造海洋文化的主体是人,人主要生活在大陆,所以海洋文化必须以大陆为依托而产生,由此决定研究海洋文化也必须同时研究大陆环境,而不仅仅是研究海洋环境。大陆与海洋环境的统一或者综合,加之它们各自历史过程,共同构成了海洋文化生成的历史的地理基础。
(二)作为海洋文化经济基础的理论总结
举凡人类涉及海洋的一切经济活动,都属海洋文化的经济基础。这包括海洋交通、海洋商业、海洋矿业、海洋工业、海洋手工业、海洋渔业、海洋种植业等[11]。海洋文化是在这些经济基础上产生的,但这些经济基础并不等于海洋文化。海洋文化凝聚了这些经济基础的科技成果,是在这些基础上产生的理论总结、规律性升华、更多的具有理性层面的原理、价值等,而不囿于这些产业本身的研究和表述。例如海洋交通作为一项产业,涉及海洋经济众多领域,但从海洋文化立场,只研究与之相关密切的造船技术、航海技术、导航技术,以及航线、港口的技术进步水平,反映某个时代海洋交通的科技成果,以有别于海洋交通经济所注重的交通成本、货流结构、经济获益及其分配等。海洋文化与它有联系,但不能取代和混为一谈,否则海洋文化覆盖范围过广、外延过大,也就失去自己的内涵。
(三)海洋文化的社会结构和景观
创造海洋文化的主体是社会人类群体,包括农、渔、商、工、军人等,形成海洋文化的社会结构。他们各有自己的职业、行为、性格等,成为海洋文化景观重要组成元素。沿海居民“以海为田”,从事海产采集、捕捞或围垦海涂为田,是海洋农业文化主体;在海上漂泊,以舟楫为家宅的海上蛋民,作为一个特殊群落,生产生活方式皆以海洋展开,婚姻、习俗等都异于陆上居民,文化景观自成一体。岭南商帮集团,既浪迹天涯,遍设会馆于神州大地,也“以海为商”,把生意做遍全世界,成为最富冒险、超越精神文化的一群,并以此区别于我国徽商和晋商。南海中有些海岛长期为“海盗”盘踞,其中不少是失地农民,无以为生,飘泊岛上,靠打劫往来商船为生。他们桀骜不驯,敢与官府对抗,引导得当,可成为反封建、反殖民主义的坚强力量,同样是海洋文化一个载体。举凡这些涉及海洋的人群,包括他们的社会分层、家庭、家族构成、文化禀赋、生活习俗等文化景观,无不彰显着海洋文化的品格及其与地理环境关系,列入海洋文化地理研究内容。
(四)海洋精神文化和景观
海洋精神文化即狭义海洋文化,包括人类对海洋的崇奉、海洋神话、信仰、宗教、戏剧、艺术、歌谣、舞蹈等,它们都与海洋文化的传承有密切关系。例如华侨作为海洋文化一个特殊群体向海外漂泊、开拓,使中华文化,特别是岭南文化在海外弘扬、绵延、传播,为中国海洋文化在五大洲取得一定地位做出积极贡献。故华侨文化的语言、建筑、风习、生活方式等文化景观也属海洋文化范畴。又如南海神、妈祖、雷神、北帝崇拜等,已成为沿海地区一种风俗活动,其景观研究是海洋风俗地理一个重要内容。
(五)海洋制度文化与空间分布
海洋茫无际崖,人类活动多处于漂流、自由状态,不易约束。海洋生活的这种特殊性,需要法律制度加以规范。翻开海洋史,海盗出没,劫掠客商之事时有所闻。毋论古代或近代,实际上在原始资本积累时期,欧洲殖民主义者在亚洲、非洲、美洲洋面所作所为,多为海盗行为,几无法律可言。随着海洋在社会经济生活中地位日益凸显,尤其是海底油气资源的发现和开采,海洋权益争端成为当今世界不安的一个根源。1982年《联合国海洋法公约》通过和后来的实施,特别是200海里专属经济区的划分,使临海国家在海洋权益上的矛盾和争端日趋复杂尖锐,所以临海国家自定海洋法规与国际海洋法规之间的不整合,更需要通过平等协调方法解决。我国海洋法制的建设严重滞后于大陆法制建设,也同时面临着与国际海洋法的对接等问题,所以海洋制度文化的研究,迫切地摆在海洋文化研究者面前。大海的波涛,造就了沿海百姓剽悍的民风。不少志书都说生活在海边的古越人好斗轻生,一言不合,即使父子之间也拳脚相向。有人指出“:湛江沿海地区村斗之多,在中国是罕见的。村斗不管出自何因,同姓人都赶来助斗,往往酿成几千人手持凶器,你死我活的大厮杀。造成严重伤亡的村斗,在历史上例不胜举。”[12]这种现象在沿海地区带有普遍性,其深层根源仍是法律意识薄弱,无视或蔑视法律所致。无论何种海洋制度,它们的实施都有一定空间范围,如《联合国海洋法公约》所规定专属经济区,从制度文化而言,即属功能文化区,有确定边界;某种商品进出口也有规定流通地区,故不少海洋制度文化所及地区,实际是一种功能文化区,为海洋文化地理主题之一。
(六)海洋文化资源的开发利用
在海洋文化发展的长河中,留下许多宝贵的海洋文化资源,既有物质形态,也有非物质形态,都蕴含有丰富的科学、哲学、文学、艺术等价值,可为海洋科技史、海洋自然哲学史、海洋文学史、海洋艺术史等研究,沿海城市和区域开发、海洋观光旅游,以及其他各项海洋开发事业提供决策上重要参考。例如已在南海阳江海域上出水宋代沉船“南海1号”的综合研究,就有非同寻常的科学价值。前些年发现珠海高栏岛宝境湾摩崖石刻,保留了许多至今未解古越人活动文化信息,有待人们破译。珠三角经济起飞,深圳、珠海经济特区崛起,港澳经济领先、法制观念深入人心等许多人文社会现象,都需要从它们的文化海洋性上找根源;而它们的发展规划,更需要从它们海洋文化宝库中借鉴经验和教训。至海洋风光之胜,海洋魅力之强,更是发展海上旅游、振兴海洋产业的有力杠杆。这都展示了海洋文化资源开发利用的潜力非常巨大、实用价值很高,是海洋文化地理应用研究一个重要领域。
(七)海洋文化区域分异
海洋虽然是一个整体,不像大陆那样有山川分隔,人文景观不一,区域差异了然在目。但海洋文化所依托的大陆不同,特别是各海区所属人类对海洋认识、开发利用历史早晚、方式方法、创造物质财富形态、景观有异,在此基础上产生的海洋制度、精神文化也各具特色,并且一切海洋文化都涉及到它们的空间结构与地区分布问题。要弄清海洋文化现象这些空间分布特点和规律,必须借助海洋文化地域分异研究,即划分海洋文化区。海洋文化区综合地反映了海洋文化形成环境、历史过程、景观特色、海洋文化传播和海洋生态文化等一系列特色在空间上组合表现,应视为海洋文化区域研究的高峰和终结,在海洋文化地理上具有不可替代意义。例如南海周边临海居民分为广府、福佬、客家民系,他们对海洋依赖、开发利用方式、成果等有较大差异,有论者认为可以划分为粤东、珠江口、粤西南、海南岛、北部湾、南海诸岛六个海洋文化区。透视这种分区,可以深刻理解南海海洋文化在各海区特点和地域分异规律,不但具有重要学术意义,而且对当地社会经济发展也提供了决策上重要参考。近年珠三角经济崛起全国,并成为全球产业转移一个中心,其中一个强大因素即为珠三角拥有岭南文化海洋性最大优势,故能在地区竞争中遥遥领先,且立于不败之地。基于此,海洋文化区域分异研究,无论对南海还是其他海区,都是一个必不可少的长期的研究任务。
四、海洋文化特质与海洋环境关系
文化史专家冯天喻先生指出“:文化的实质性含义是‘人类化’,是人类价值观念在社会实践过程中的对象化,是人类创造的文化价值,经由符号这一介质在传播中的实现过程,而这种实现过程包括外在文化产品的创造和人自身心智的塑造。”[13]简而言之,文化特质是指文化的价值,它一方面体现了自然界在人类创造文化过程中的作用和变化,另一方面也蕴含了人类自身性质、内在特点及其变化,是两者紧密关联和互动的产物。文化特质的这一界定,用于大陆文化,是大陆自然资源和环境对文化产生的参与,另外更为重要的是人类在其中的能动作用,最后制造出来的文化产品,体现了自然和人类活动的统一。而海洋是没有自然界限,因而是世界性的。有人据此认为海洋文化是世界性的文化现象[14]。然而,海洋文化到底要依托大陆而产生,无论大陆或海洋某一部分,都有自己环境和资源特点,这不能不影响到海洋文化同样有地域个性。但海洋文化的共同性和特殊性相比较,前者毕竟是第一位的。广西民族大学徐杰舜先生把海洋文化基本特征归结为外向性、开放性、冒险性、崇商性、多元性[15],看来是十分精到的。但恰如郦道元《水经注》曰“:水德融和,变通在我。”还应加上一个包容性或兼容性。研究这些特质与海洋环境关系,也是海洋文化地理一个不可或缺内容。
(一)外向性
作为海洋文化载体或介质,海水永远处于无休止的运动中,处于从不间断的流动中。人类必须适应海洋这种属性和环境来进行创造海洋文化活动。因海水不停顿地在一个海区与另一个海区之间交换,具有稳定的外向运动特点,所以海洋文化也从它产生的海区或大海边缘向外传播。特别是在交通不发达的古代,海洋是人类往来的重要通道,文化交流藉此而发生,这比大陆要容易得多,这也决定了海洋文化的外向性特质。古代孤悬海外的海南岛,不但沿岛居民生活资仰于海洋,而且深处五指山区的黎人,也以输出槟榔、椰子为经济来源。宋人王象之在《舆地纪胜•琼州》指出“:琼人以槟榔为命,岁过闽广者不知其几千百万也。又市舶门曰‘:非槟榔之利,不能此一州也。’”槟榔文化支持了海南经济发展,是海洋文化外向性一个范例。
(二)开放性
海洋是一个大系统,这个系统下的某个海区、海岛、海湾、海峡、海岸带等都是它的子系统,不但在这些大小系统内不断进行物质和能量交换,以维持各自生存、运动和平衡,而且在海洋和大陆之间,也发生同样的过程,舍此海洋文化不能产生,这就决定了海洋文化必定是开放性的。另外,只有依靠这种开放性,海洋文化的结构、功能、景观等才不断得到调整,其文化势能、动能得以消长,产生势位差,形成文化运动,即文化交流,产生文化区域效应,推动社会经济发展。海洋文化这种开放性,是它优越于大陆文化特质之一。日本是个资源贫乏的岛国,完全依赖海外资源、技术等发展起来,海洋文化为其立国之本。亚洲“四小龙”(香港、新加坡、台湾、韩国)或为海岛、或为半岛,同样敞开自己的大门,吸纳四海各种资源,充实、壮大自己,在世界经济版图上赢得一席之地。
(三)冒险性
海洋风波险恶,变幻莫测,历被视为畏途。宋代坡过琼州海峡,“舣舟将济,股栗魂丧”[16],直到海上交通颇为发达的明代,据正德《琼台志•杂事》说,进入海南的人“稍有识者,当少知避”,琼州海峡仍是一道巨大障碍。近现代航海技术进步,但要超越海洋,仍有许多风险。在这种海洋环境下创造的海洋文化,冒险性是它的一个显著特征。明清时期,海上走私贸易十分兴旺,实际上这些商人集团不少是海盗式的,一方面出于武装自保,另一方面则是为了掠夺。史称明嘉靖年间“闽广徽浙,无赖亡命,潜匿倭国者,不下千数,居成里巷,街名大唐,有资本者则纠倭贸易,无财力者则联夷肆劫”[17]。以后,“自外夷通商以来,商船大半歇业,前之受雇于访商者,多以衣食无资,流而为匪”[18]。所以海洋文化中冒险性,就是指海上活动要有冒险心态,不惜以生命为代价的价值观,以及敢于面对大海、挑战大海的大无畏精神。研究这种冒险性产生地理环境、社会基础、景观特色等,构成海洋文化地理一个必要组成部分。
(四)崇商性,或曰重商性
黑格尔在《历史哲学》中谈到西方海洋文化,实际就是海上贸易,说中国没有海洋文化,没有分享海洋赋予的文明,也就是缺少海上贸易。这种悖论,虽不足取,但也说明,海上贸易确是海洋文化一个最主要的内涵。海上贸易不仅发生在沿海,而且穿过海洋腹地,抵达远方港口,是最富于商业性、冒险性的活动,因而是海洋文化一个不可或缺的研究内容。岭南人自古以来,从物质形态到精神形态都充分表现出对商品的价值取向。广州是中国历史上历时最长外贸中心,唐代有著名“广州通海夷道”,宋代与40多个、元代与140多个国家和地区通商,明清时形成近乎全民经商狂热。屈大均《广东新语•事语•食语》说广东“无官不贾,且又无贾不官”,“民之贾十三,而官之贾十七”,“儒从商者为数众多”,“而官之贾日多,遍于山海之间,或坐或行,近而广(东)之十郡,远而东西二洋,无不有也”。近年改革开放,广东商品经济大放异彩,一方面是“广货”节节北上,另一方面大批岭北人南下,形成“东西南北中,发财到广东”时代潮流,将各种地域文化带进广东,使广东文化景观非常丰富多彩,即为岭南海洋文化重商性在当代一种折射。
(五)多元性
《易》曰“:海纳百川,有容乃大。”大海相互沟通或与江河对接,接受多种文化成份,兼收并蓄,融会贯通,形成多元文化特质。岭南文化的海洋性,除了缘于南海海洋环境,主要还有假道南海传播而来的海外印度文化、波斯文化、阿拉伯文化、近世西洋文化等,既相互融合,又和而不同、共生、同存、共荣,形成一种复合型文化,其多元性甲于内地许多地域文化。当然,多元性并不是海洋文化所独有的,许多地域文化都有这种特性,但海洋的宽广无涯、强大亲和力等环境性质,却是大陆难以相比的,在此基础上产生的海洋文化更富有多元性也是不争的事实。香港、澳门作为中西文化交流中心,其文化的多元性既是一个背景,也是这种交流的一种结果,都与它们的海洋文化环境息息相关。
(六)包容性(兼容性)
海水有溶解万物的自然属性,且不停地流动、交换。海洋这种作用可以将不同地域、民族文化在海水所到之处找到自己的位置、能够相互容忍、自由地发展,并相互交流、整合,形成你中有我,我中有你状态,这就是海洋文化的包容性。岭南文化发展史上,绝少出现因文化特质差异而发生重大冲突、对抗事件。自明末西风东渐以降从西方传进被北方一些人喻为“奇技巧”的科技文化到近年改革开放传进新鲜事物,无不如此。相反,一些大陆文化因缺乏包容性而凸显、强化了它们的排他性,结果由文化冲突导致政治、军事冲突。中东地区近年暴力事件不断,从深层根源来说,与文化的排他性不无关系。实际上,海洋文化这些特质,都是一个整体,相互之间不但可以沟通,而且相互影响。上述外向性与开放性的关系如此,多元性与包容性的关系也一样如此。又海洋文化主要以海上商业贸易为主流,商品生产和流通具有强烈的外向性和扩张性,目的是追逐利润,由此必须要有勇气、有胆识、有谋略去挑战大海,渡过惊涛骇浪,航行到利润所在一切地方,为此,也必然要承担风险,所以海洋文化的冒险性与生俱来。在商业贸易背景下,商品价值观念、交换观念、竞争观念等深入民心,崇商性也就成为海洋民族最为本质的一个文化个性。
海洋技术专业是综合了原海洋物理、海洋化学、海洋生物、海洋地质等专业中侧重于应用的部分而产生的新专业。盐城工学院海洋技术专业成立于1999年,是为适应江苏“海上”的开发战略而设,在目前《江苏沿海地区发展规划》上升为国家战略时仍然是人才培养与输送基地之一。作为一所地方性普通工科院校,盐城工学院海洋技术专业主要是培养适应社会主义现代化建设和地方经济发展需要,德、智、体、美全面发展,具有海洋技术专业(海洋生物资源与环境监测、水产动物营养与饲料科学)和相近专业的理论知识,有较强的实践能力、创新精神和社会责任感,能在水产养殖、饲料、海洋生物资源开发、海洋保护与管理相关行业从事生产、营销、质检、科研和企业管理等工作的本科应用型创新技术人才。
应用型创新技术人才就是具有创新精神和创新能力、表现出灵活、开放、好奇的个性,具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想象力丰富及冒险精神,能够把成熟的技术和理论应用到实际的生产中去,具备深厚的科学基础理论的人才。对大学生进行对创业教育,培养具有创新、创造、创业能力的高素质人才是当前高校的重要任务,创新精神和实践能力的培养是新时期人才培养目标的核心[1]。实习基地应成为学生自主训练,激发创新思维的基地。
一、实习基地的现状与不足
盐城工学院海洋技术学科经过10年的建设与发展,已经初具规模,学科发展方向明确、教学规模适中、科研水平有一定提升、教师学缘组成相对合理,尤其在培养应用型人才的思路与实践上有了较大的收获,但由于学校的整体发展要求、所处的地区性差异及其他一些客观条件,我校海洋技术学科仍然有诸多改进与提高之处,尤其表现在培养应用型创新技术人才的实习基地建设上。
1.基地没有完全体现海洋技术人才培养特色
海洋技术专业主要是培养具备海洋高科技和海洋工程方面的基本理论、基本知识及海洋高新技术开发研究的能力,具有从事海洋调查和海洋科学研究方面的基本能力,能从事海洋高科技、海洋资源开发及海洋工程工作的高级专门人才。各个学校可以根据实际状况进行适当调整,我校的海洋技术专业目前偏重向水产动物营养与饲料科学,在目前的实习基地中大多数是与淡水养殖相关的一些企业,如养殖饲料生产厂、鱼种繁育场等,而对于以海洋生物资源、海洋化学资源等研究对象及一些海洋高科技研究的实习场所很少。
2.实习基地提供的实习内容单调
培养计划中实习包括认识实习、综合实习、毕业实习及毕业设计四个方面,不同的实习时间、内容是与理论讲授的内容相适应的,目前除毕业设计需要投入系统的研究过程外,其他的实习形式基本上都是观摩学习,浮于表面,对实习基地的整体没有深入的了解。
3.部分实习内容档次低
毕业论文(设计)是对学生理论与实际相结合程度与水平的一种检验方法,也是对培养创新应用型人才体系优劣的考核,目前海洋技术专业学生的毕业论文大多数是由本专业理论课老师指导,绝大多数内容是在学校实验室中完成,研究内容基本上是理论课多个实验内容的重复,更重要的是学生自主思路少,完全是按照老师的完整方案执行。
4.适应应用型创新人才培养目标的实习基地较少
海洋技术专业主要是以海洋科学、海洋资源与环境等方面为主要研究对象的,盐城工学院海洋技术专业方向是海洋生物资源与环境监测、水产动物营养与饲料科学,是以生物体为具体研究对象的,生物的生长周期较长,如盐地碱蓬的一个生长周期需要6―7个月,鱼从幼体长成成体也需要数月,而目前较多的实习单位是饲料生产企业、水产品养殖企业,以直接程序化操作为主,加上实习单位的管理章程、效益要求,学生到实习单位后仅仅是看看、望望、逛逛,无法真正上手操作。
二、应用型创新人才实习基地的建设目标
盐城工学院是面向地方建设的一所省市共建普通院校,服务地方,培养应用型人才是其发展定位,在目前沿海大开发的利好形势下,海洋技术学科的发展前景广阔。
培养应用型创新人才,加强学科实习基地建设是重头戏之一,在海洋技术学科应用型创新人才实习基地建设过程中,地方政府、业务单位和高校三个方面要共同参与基地建设;调整与提升现有基地层次,发展与完善基地特色;在发展过程中只有相互尊重、目标明确、效益兼顾,才能完成海洋技术学科创新应用型人才实习基地的建设目标。
1.基地组成的层次性
实习内容的多样性决定了基地组成的层次性,包括认识实习、综合实习、毕业实习以及毕业设计四个方面,针对不同的实习内容,可以组建不同内涵层次的单位。不同层次包括有单位的整体经济实力、研究实力、与海洋技术专业的相关程度等。认识实习、综合实习主要是给学生以加强专业知识的了解、明确专业在社会的应用状况,学时较少,基于此目的的实习单位需要与海洋技术学科相近的即可,如水产养殖场、水产品加工、微生物研究所、滩涂湿地保护区等。毕业实习和毕业设计是给学生专业课程的全面检查与实际应用能力的考核,所耗的时间较长,基于此目的的实习单位就需要与专业科学较为密切的单位,如海洋化工生产企业、滩涂资源研究机构、海水养殖场、海洋生物技术研究机构等。
2.发展方向的多元性
人才培养方向与发展的多元性决定了实习基地发展的多元性,海洋技术专业创新性人才包括创新应用型人才、创新研究性人才。由于自身的发展,实习单位在基地组成层次中可以易位,原来主要作为认识实习的单位可以发展成毕业实习单位,原来科研型单位可以发展成科研生产一体化的单位,实习单位多元化与创新人才的多元化培养是相辅相成的。
校内实习基地建设与发展是必不可少的,校内基地是校外实习基地多元化发展的必要补充,校内基地的建设应当采用最先进的仪器设备和软件系统,实习指导教师也应具有较强的科研和实践能力,保证学生学到本行业最先进的技术和管理方法,完善校内基地培养创新型人才的功能[2]。
3.实习内容的完整性
整合基地单位优质资源,同类实习基地要各具特色,采取学生在不同单位轮换实习的方式弥补实践内容单一的缺陷,保障实习效果,并对不能达到要求或效果不理想的实习基地及时予以淘汰。在毕业实习和毕业论文设计过程中,实习内容的完整性显得更为重要。海洋技术主要是以生物为研究对象的,研究对象生长周期长,任务完成需要时间也长,要求学生的动手能力强及与社会有较强的沟通能力,如果研究失败,则付出的时间和经济上的代价就较大。因此,毕业实习与毕业论文的时间要相互调剂,与实习单位的生产周期或者研究周期相适应。
4.实习过程的理论性
实习指导教师是专业实习中的组织者和领导者,发挥着主导作用,实习指导老师的素质、水平是学生实习质量的保证,在一定程度上甚至比理论老师更为重要。高水平的实习基地离不开高水平的实习指导教师。实习指导教师既要有较全面的专业理论水平,更重要的是要有较强的实践能力,同时还应了解和熟悉企业的运营情况[3]。
在校外实习基地指导的老师大多数都有较强的实际工作能力,解决实际工作的能力较强,但及时给学生以专业理论归纳解释则缺火候,如果让校内教师充当实习指导老师,则理论强而实践弱,因此需要注重校外基地指导老师的培训工作,让校内指导老师可以作为带队老师直接深入到校外基地进行实践,通过理论、实践、提高、再应用,讲懂、讲通深奥晦涩的理论,提高实践经验和解决实际问题的能力。
学校要把加强实习指导教师队伍建设作为教育教学工作的重中之重,建立和健全实习指导教师队伍建设的长效机制,加快建设一支理论与实践共优的“双师型”教师队伍,提升海洋技术学科创新应用型人才的培育体系。
5.基地建设的动态性
实习基地建设目标与人才培养目标相适应,人才培养与社会发展是一致的。实习基地建设是一项综合性的系统工程。从内容上看,包括思想建设、组织建设、物质建设、师资队伍建设等;从布局上看,有不同地域、不同背景、不同条件的实习基地的建设。同时,教育实习基地需要高等院校、教育行政部门、实习学校、当地政府等多方面通力合作与共建,因此,是一项长期而艰巨的任务[4]。
在当今市场经济起主导作用的社会,效益是企业的生命线。要想实习基地能够最大限度地发挥作用,校企双方就要本着“优势互补、互利互惠”的原则进行合作,最终实现学校、企业、社会都受益的“共赢”目标[5]。创新性实习基地的组成是相对稳定的动态平衡体系,优胜劣汰,去劣存优,校企共赢是保证其良性发展的基础。
参考文献:
[1]王春潮,王平祥.校内教学实习基地建设与管理探索[J].实验技术与管理,2009,26,(5):137-139.
[2]阎玉科.论创新型人才特征及培养关键[J].江苏高教,2004,(2):87-89.
[3]申忠宇,赵瑾.加强专业实习基地建设培养高素质创新人才[J].实验室研究与探索,2005,24(sup.):106-107.
21世纪是海洋世纪,“面海而兴,背海而衰”,中国建设海洋强国需要所有民众的共同关注和努力。但目前我国海洋科普教育发展较为滞后,民众的海洋意识普遍不强。在欧美等发达国家,海洋科普教育是一种国民教育、终身教育。例如美国国家海洋政策委员会提出了“促进海洋的终生教育”,各类涉海机构都非常重视对国民海洋科普意识的教育和投资。德国的海洋通识教育从国家立法、海洋意识教育到技术开发,都形成了一套较为完善的科普教育宣传体系,为海洋科普提供了良好的服务平台,并在实践中取得较好效果。中国海洋学会开展的国民海洋意识调查结果显示,我国国民的海洋意识较淡薄,对我国海洋资源的了解比较缺乏。如何较大程度地提高我国国民的整体海洋意识水平,成为摆在众多海洋工作者面前的严峻课题。
本文在研究国内外海洋科普教育发展的基础上,提出建设一个海洋科普教育资源库。一方面,海洋教育工作者和公益组织可以将涉海通识教育资源规划进入资源库,充实海洋科普教育资源内容;另一方面,社会公众能够通过资源库平台自主选择感兴趣的教育资源,自主完成学习内容,学习过程不受时间和空间限制。海洋科普教育资源库的建设和推广,对提高我国国民海洋意识和海洋素养具有重要意义。
1 海洋科普教育资源库建设思路
1.1 科普课程体系设计
本文在学习、整理国内外高校在海洋科普教育方面开设的基础课程、核心课程的基础上,结合我国海洋科普教育的实际情况,初步整理出目前需要列入科普资源库的涉海课程体系。资源库课程体系设计按照基础课程、核心课程进行分类,设计出覆盖海洋科学、海洋技术、海洋社会、海洋文化、海洋法、海洋生物、海洋环境、海洋经济、海洋物理、海洋化学、海洋遥感等多个学科方向的主要课程目录;强化海洋科学、海洋环境、海洋文化等几个特色课程资源的建设开发力度。基于这一课程体系设计,开发、整合相应的科普教学资源,实现资源分类、入库,为开展海洋科普教育提供基础素材支撑。在资源开发、整合的过程中,不断总结海洋科普教育资源库建设中的各类经验,不断完善科普资源库后续建设。
1.2 科普资源库建设方案
海洋科普教育资源库的建设总体按照“理论研究->体系规划->资源库建设->应用推广”的思路进行。在技术方案上,资源库参照运用国内外先进的数据库开发标准和软件系统开发工具,搭建起资源库管理平台,并逐步建成几个有代表性的科普课程资源库、做好应用、推广工作。本文建设的科普教育资源库总体设计方案如图1所示。
本文建设的海洋科普资源库由科普资源及课程体系、资源库管理系统以及科普数据库三大部分组成。科普资源库管理系统不仅可以提供海洋科普教育网络课程,还可以随时把相关的资料进行整理和编辑,集成到科普资源库里,社会公众也可以及时获取更全面、更丰富的科普资源,实现科普课程在线学习。系统也能够根据在线学习的情况对相关科普资源进行修改完善,对科普教育的效果进行测评,为后续科普资源开发提供依据。
2 相关技术
系统开发基于B/S模式,采用LAMP结构,即基于Linux操作系统,Apache服务器,数据库选用MySQL,开发语言为PHP。在系统架构设计方面,系统开发采用MVC设计模式,基于ThinkPHP框架,ThinkPHP是一个快速、高效、简单的轻量级PHP开发框架,包含了底层架构、模板引擎、缓存机制、表单处理等常用的组件,能够较好满足Web应用开发的需求。
在服务器端架构设计方面,为了提高服务器性能,满足大量终端访问需求,系统从两个方面对服务器架构进行了改进。一方面是不让业务逻辑直接访问数据库,而是访问高效的内存缓存对象。另一方面是用户与服务器和页面缓存系统通过建立连接进行通信,有效的增加了服务并发数量。
3 部分功能实现
3.1 课程体系管理模块
海洋科普教育资源库需要收录较多涉海科普课程,系统要能够实现对这些科普课程的动态管理功能。例如科普课程的新增、编辑和删除操作。此外,每一个科普课程又包含了诸多子栏目和所属章节内容,如何动态管理这些栏目和章节内容是资源库后台管理的一个重要功能。本系统在开发实现过程中通过建立类似目录树的方式来动态管理科普课程。通过后台菜单操作,管理员可以方便地新增科普课程,并为新增的科普课程添加其所属章节目录信息,如图2所示。
3.2 科普资源管理模块
系统的各类科普资源包含了文本、图片、视频、音频、动画等多种形式,每一条资源记录都对应着科普课程的一个章节知识点。为方便管理员编辑各类科普资源,系统通过集成第三方文档编辑组件开发了较为完善的科普资源编辑子系统。在资源编辑子系统中,可以实现图文、视频、动画等多媒体素材的综合编辑和排版,达到所见即所得的资源编辑效果。
4 结束语
海洋科普事业对提高公众海洋意识,促进海洋环境保护、建设海洋生态文明具有重要促进作用。国内专门面向海洋科普教育的资源库系统还不多见。本文介绍了海洋科普教育资源库的建设和开发工作,提出了海洋科普课程和资源库建设方案,初步开发完成了资源库管理系统。目前,科普资源库收录的科普课程数量有限,科普素材还不够丰富,其后续的应用推广还需要更多优质的科普资源,未来只有开发更多、更丰富的科普资源才能发挥科普资源库的综合效益。
参考文献
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作者简介
中国是生产甲壳质类产品的大国,每年生产量约为2000~3000吨,在医用生物材料、保健食品、农业浸种剂、化妆品、保鲜剂等方面,进行了深入的研究和开发,取得丰硕成果,各种高新技术产品,不断形成兰色产业。
青岛市海岸线长,海域广阔,海洋生物资源(包括虾、蟹等甲壳类动物)丰富,是我国独具优势的海洋科技城市,与海洋有关的科研机构和院校云集于此,从事海洋生物工程研究的专家学者,人才济济,他们在甲壳质的研究和开发方面处于国内依靠地位。他们的研究成果得到国内外的首肯,他们扶持了的一批企业,为青岛市的经济建设作出了卓越的贡献。中国科学院海洋研究所应用海洋化学工程中心研究员,青岛市甲壳质研究会理事长程,青岛大学医学院化学教研室教员、青岛市甲壳质研究会副理事长张吉平教授,还有许光庭、楼宝成、娄性义、兰进、林华英、吴鸿昌等一批老专家教授都有他们自己的研究成果和贡献,不一一列举。
青岛市的甲壳质事业不仅在科研方面居全国首位,生产能力、生产品种、产品数量和质量也处于国内领先地位,主要产品有:甲壳素、不同分子量的甲壳胺、氨基葡萄糖盐、“农乐一号”、“喜多安”、“甲壳胺胶囊”、“海康泰”、“海赋健”、“海赋力”、“恒生源”、“金骨骨源”、“养年康宝”、“普康安”、“人工皮肤”、“海洋丽姿”、保鲜剂、保湿剂、甲壳质纤维等等。已形成产业化群体产品畅销国内外市场,其中年产量在百吨以上的甲壳质生产、营销企业有:青岛百成海洋资源开发公司、山东海汇生物工程公司、青岛利中甲壳质公司等。这些企业重视与科研人员合作,充分发挥他们的优势,在专家们的扶持下,企业效益不断增加,为青岛市的经济腾飞和高新技术产业的开发做出了重要贡献。青岛市的甲壳质的事业正在稳健快速的向前发展。
时间追溯到2004年,严小军在浙江乐清翁育苗场检验微藻饵料生物是否具有设想营养价值。刚开始,育苗场的老板并不同意,严小军就用科学精神去感动他,告诉他们这样做的目的是为了让今后的育苗更加可靠。就这样,严小军和他的研究生每天一清晨就到育苗场干活,空余时间则在一起做不同饵料微藻的营养效果实验,衣服不知被汗水浸湿多少回。终于功夫不负有心人,实验得出结果,今后育苗只要选取1-2种饵料生物就可以达到更好的效果。令人意想不到的是,实验选出的饵料在当年的育苗中就取得了更好的经济效益,“这时候大家是何等的开心!”后来,他们把育苗场收集的样品带回实验室继续分析,最后看到了特定的脂类物质出现了选择性的富集,“我们知道当初提出的假设成功了!”
实验的成功无疑让每个参与其中的人都为之振奋,但殊不知,经验丰富的育苗高手――严小军的研究助手徐继林老师一开始并不看好他们的假设。这个饵料微藻是否会真的像严小军设想的一样是具有不同的饵料效果?饵料的效果是否真的来自脂类营养学的影响?徐继林将信将疑,而且他也担心在育苗场做实验是否能取得足够的支持和精细的样品。
实践是验证真理的唯一标准,实验之后徐继林相信了。“徐老师在此之后成为了这一研究的主力,即使在我们获得国家奖之后,我和他还是一直深入地探讨是否有可能进一步改进我们的技术”,通过不断努力,严小军建立了国际上最先进的微藻脂类学研究方法,从而可以筛选到了更好的饵料微藻。在福建漳州诏安,他们建立了东南沿海最大的滩涂贝类育苗基地。
那么,什么是微藻脂类学研究?国际上对于脂组学的研究出现于90年代末,主要基于液质联用的分析方法对海洋微藻全脂组成进行精准分析,该项技术曾获2002年诺贝尔化学奖,已经成为近年来广泛兴起的蛋白质组学、代谢组学的重要研究工具。而微藻脂类物质主要包括:甘油磷脂(磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油)、甘油糖脂(MGDG、DGDG、SQDG)、甘油三酯、甘油甜菜碱酯(DGTS、DGTC、DGTA)、鞘脂(Sphingosine、Cer、GSL),这些物质结构多样复杂并担负不同的生理功能,脂类物质随生理条件会出现相互转化。
海洋微藻的大学问
对海洋微藻脂类的研究有三大意义:作为微藻本身及其食物链以及生物地球化学循环的重要生物指示物,作为微藻生理学代谢与营养学的重要指标,作为微藻生物能源的重要物质基础。
所以,对微藻脂类研究势在必行。严小军所在的实验室是国内最早开展微藻脂组学研究的研究团队,他门采用飞行时间质谱高精度分析的技术手段,解决了一些早期研究中无法识别的精细结构的判别特征和判别规律,也发现了一些新型的脂类结构。经过近十年的持续研究,已经形成一套完整的脂类结构的分析技术和脂组学技术体系。近年来,随着质谱技术的快速发展,鉴定极为复杂的脂类物质的结构组成为可能,同时结合不同条件下结构组变化的规律,形成脂组学新学科,是代谢组学技术中发展最快的专门领域。
目前,他们已经成为国际上较为知名的微藻脂类学研究的研究队伍,收获众多前沿发现。比如,在微藻鞘脂方面发现了一些全新的糖鞘脂结构,这些糖鞘脂结构作为新的微藻化学分类学生物指标具有重要意义,且可能与微藻抗病毒的能力有关;发展了微藻甘油三酯的精确结构鉴定方法,解决了微藻甘油三酯共流出组分的精确判断方法;在微藻脂组学研究微藻生理代谢中,发现硅藻氮缺乏是微藻生长从指数期向对数期转变的最为关键的生源要素限制因素,而并非传统认为的硅缺乏,这一发现与近期对于硅藻基因组中出现罕见的鸟氨酸循环具有科学解释的一致性,同时还观察到硅藻类是所有饵料微藻中能够在进入生长平台期后最快速积累甘油三酯,是最优良的饵料生物;在微藻分类学方面,解决了骨条藻、微绿球藻中几株形态相似种的脂类学判别难题。
对于目前已经取得的傲人成绩,严小军并没有浮躁,而是冷静地认识到,“相对于国际上一些重要的研究团队来说,我们对于微藻脂类学的研究技术已经处于尖端水平,但将微藻脂类学的研究方法放入一个更加宏观的生理学与生态学研究的问题中尚显能力不足”,美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家采用微藻脂类学研究技术提出了蓝细菌对于磷限制耐受的新观点;以色列魏斯曼研究所的科学家利用微藻脂类学研究技术提出了颗石藻受病毒入侵的鞘脂生物合成基因横向传递的新理论……
差距虽有,但令人欣慰的是,严小军近期在对深海热液口盲虾的脂类学分析中发现了不同于光合作用层普通虾的鞘脂差异,为深海热液口盲虾的生理学适应提出了一个新的视角。
除了海藻脂类学研究,严小军的另一大创新性成果是――微藻脂肪酸甾醇同时分析,这是紧密围绕微藻营养对于贝类生长发育的一项技术创新。由于贝类在摄食微藻后可能同时对脂肪酸和甾醇都有营养需求,哪个物质对贝类的生长更为重要?这时就需要同时分析两类物质的变化规律以精确判别其重要性。如果采用传统的脂肪酸和甾醇分开测定,不仅需要两份样品做平行的独立分析,而且可能由于不同的分析批次而导致结果的系统性误差。因此,严小军在充分研究传统分析方法的基础上,发现了“如果将脂肪酸充分甲酯化之后,再直接对甾醇进行硅醚化衍生,进行一次性的GCMS分析就可以同时获得分析结果”,幸运的是,他在实际分析中发现脂肪酸甲酯和甾醇硅醚在出峰时间上分别处在两个差异显著的时段,这大大简化了物质结构判别中可能出现脂肪酸甲酯和甾醇硅醚混杂在一起而所带来的潜在麻烦。有了新的分析方法,后续的实验就顺利许多,最终研究结果发现,贝类摄食微藻后,对于特定的脂肪酸具有显著的富集作用,而对于甾醇,尤其是胆固醇,具有更加高效的富集倍率。这不仅使严小军了解到了贝类对于微藻脂类营养的一些内在规律,还为选用微藻高效营养种类指明了路径。
实现产学研的成功转化
在严小军看来,要进一步使我国的藻类资源开发利用走在国际前沿水平,我们仍然需要不断地努力,要实现这一目标,主要解决两个关键问题,一个是新型设备的产业链改造,我们所知,目前企业在自动化控制方面已经达到一个较高的水平,但是在新型加工工艺装备方面,仍然依靠进口设备,缺乏自主知识产权,“短时间内无法改变这种局面,但需要下决心改进工艺设备的高端化”。
另一个问题是研发成果的产业化。“相比于老一辈科学家而言,我们更加注重学术成果,但对于产业发展的紧密结合做得不如前辈好。”近五年来,有趋势表明,科研成果的产业化在得到有效地推进,“大家有理由相信,新产品新工艺的产业化将进入一个快速发展的新时期。”
如今,严小军正在进行3项产学研合作的探索。针对螺旋藻红球藻高质量培养与加工技术,2011年与云南程海丽江程海保尔生物开发有限公司合作,共同申报发明专利16项,包括“大规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法”“一种螺旋藻培养基循环利用的方法”“一种养殖螺旋藻越冬复壮保种的培养基”……研究掌握了螺旋藻重金属积累溯源的主要途径,突破了螺旋藻重金属的减除技术,极大地改进了螺旋藻的产品质量和废水处理技术。
针对海藻生物活性物质与海藻工业技术,2012年与山东日照洁晶集团股份有限公司合作,重点针对海藻化工行业产品种类趋同、利润低下、工艺耗水量大等问题,提出了将传统海藻工业老三样“海藻酸钠、甘露醇、碘”提升为新三样“岩藻黄素、褐藻多酚、岩藻多糖硫酸酯”的产业合作创新构想。
针对微藻饵料营养供应技术,2012年与福建宝智水产科技有限公司合作,共进行了10余种滩涂贝类苗种培育,其中3个品种为首次进行规模化生产,无论是苗种的质量还是经济效益均居全国同行业首位,2014年各项产品年销售额突破5000万元。建成了东南沿海规模最大的滩涂贝类育苗基地、全国滩涂贝类行业中唯一一家温控车间――“循环温控新品种培育车间”。
打开海洋生物科学研究的一扇窗
2013年,在北京生物芯片国家工程研究中心程京院士的指导下,严小军领导建立了生物芯片北京国家工程中心宁波分中心――我国唯一的海洋领域的生物芯片分中心。该中心的目标是将生物芯片技术应用于生态环境、生物育种、海水养殖病害快速检测等领域,是海洋生物技术科学研究和产业化的一个重大机遇。
生物芯片为何物?简单来说,生物芯片就是一种将多数的生物分子探针取得快速检测的方法和技术,最主要的是DNA探针微阵列技术,芯片的制造和检测技术包括了材料学、化学、分子生物学等多学科的技术手段。其应用主要包括“物种的快速检测”和“生物生理学变化的多参数变化规律测定”两个方向,用途十分广泛。
中心成立以来,严小军团队已成功建立基于LAMP-LFD技术的蓝藻有毒水华的监控新技术。目前,有多位教授承担了国家级生物芯片的重大科技计划,取得了很大进展。其中,张德民教授采用生物芯片技术,提出了基于微生物群落结构变化的海水养殖健康诊断新方法,对于东海近海海域提出了基于微生物分子区系结构的区域划分方法。程京院士将生物芯片技术应用于海洋,可能在生态环境诊断、生物病害筛查、生物探矿、海洋微型生物快速鉴定等领域具有广阔的用途,“生物芯片技术有望在‘十三五’期间实现在海洋领域的产业化突破。”
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.01.010
Formation and Development of Cross-disciplinary Faculties
under Conditions of Across Campuses
WANG Guoying, LI Ying, HUANG Longzhou, CHEN Shengping
(School of Marine Science, Sun Yat-sen University, Zhuhai, Guangdong 519082)
Abstract From the staff set up with the teaching staff, disciplinary aspects of setting direction and scientific research, personnel training and other professional direction, elaborate cross under campuses conditions of formation and development of academic departments, to explore the conditions under campuses administrative operation mechanism, promote discipline mechanism, teachers and students exchange mechanism, student service mechanism, try to resolve the contradictions school, to avoid running the risk.
Key words across campuses; disciplines; talent training; service guarantee
多校区办学,可在较短时间内对基础建设进行较大规模投入,实现学校规模的扩大、基础设施水平的提高。①办学规模的扩大,为学科交叉、渗透、互补和综合提供了必要条件,可催生并促进新兴交叉学科发展,2008年中山大学海洋学院在珠海校区应运而生。然而,多校区办学既是机遇也是挑战,既存在有利因素,也面临诸多困难。②本文以中山大学海洋学院为例,探讨跨校区条件下交叉学科院系的组建与发展。
1 跨校区条件下的组建实践
中山大学自建校之初即开展南海渔业资源调查研究,在海水养殖动物繁殖与生长、营养与饲料、病害控制等领域中取得了瞩目成绩,是全国最早开辟海洋天然产物化学、河口海岸学和海洋生物功能基因等学科领域的单位之一。2001年,中山大学珠海校区的建立为中山大学在21世纪的发展注入新的活力,提供更为广阔的空间。在上述基础上,2008年中山大学整合相关力量,在跨校区条件下组建交叉学科院系――海洋学院。
1.1 人员组建与师资队伍建设
师资在大学教育中起着至关重要的作用。海洋学院始终把握和持续推进人才强院主战略,通过人才引进、聘任兼职教授、共建核心团队等方式,实现不同层次优秀人才的快速积聚。在组建过程中,学校将原分属地理学院、环境学院、生命学院的河口海岸研究所、近岸海洋科学与技术研究中心、生物有机地球化学团队整体划归海洋学院。新建的海洋学院通过配备研究生/博士后/讲师/副教授、联合实验室等方式,与生命学院共建海洋生物养殖与环境、海洋保护生物学、海洋化学与污染控制等团队,与地科学院共建海洋地质与地球化学团队,与工学院共建岩土工程与信息学团队,与地理学院共建遥感与地理信息学团队。此外,通过人才引进新建生物海洋学与生态学、海洋石油与矿产资源、海洋生物天然产物化学等团队。海洋学院坚持培养与引进相结合,稳步增加人才体量,不断优化师资队伍结构,实现了“从无到有,从小到大,从弱到强”,形成了一支包括15位教授(珠海校区2位、广州校区13位)在内的专职教师队伍50人,其中国家杰出青年科学基金获得者2人、国家优秀青年科学基金获得者1人、广东省珠江学者特聘教授1人。此外,学院还先后聘请广州海洋地质调查局、广东省水利水电科学研究院、国家海洋局南海工程勘察中心、澳大利亚悉尼大学海洋技术部、美国麻州大学海洋科学与技术学院等兼职研究生导师/教授45名。③
1.2 学科方向设置与科学研究
学术水平和科研能力是衡量学科发展水平的重要标志和尺度。海洋科学是涵盖众多学科的大科学体系,从单一学科向多学科交叉融合的趋势发展十分明显,海洋科学技术服务于经济、社会发展和国家权益的国家需求目标越来越突出和强化。海洋学院注重学科交叉和融合,根据国家南海资源开发与保护战略以及广东省海洋战略性新兴产业发展需求,在一级学科层面上重点建设和发展六个学科方向:海洋生物资源保护与利用;海洋矿产资源形成机制与勘探;河流物质输入与海洋环境生态效应;河口海岸过程与工程;海洋生物天然产物与药物;计算海洋学与海洋模型开发应用。自成立以来,海洋学院着力整合学科资源,全面推进交叉学科与新兴学科建设,积极与校内外单位合作,强强联合,建成了河口水利技术国家地方联合工程实验室、广东省海洋资源与近岸工程重点实验室、水产品安全教育部重点实验室、广东省河口水利工程实验室、海洋石油勘探开发广东高校重点实验室和海洋微生物功能分子广东高校重点实验室,累计获资助科研经费超过2亿元,发表SCI收录论文200多篇,获得或申请发明专利50多项。
1.3 专业方向设置与人才培养
人才培养是大学教育的永恒主题。海洋学院始终坚持并不断强化教学工作的基础和中心地位,本着“博学专长”理念,形成了包括本科专业、一级学科硕士博士点和博士后流动站在内的一套完整的海洋科学人才培养体系,人才培养质量不断提升。本科生培养主要在珠海校区完成:一年级开始接受数、理、化、生、地等相关学科教育基础上,掌握海洋科学核心知识,培养宽广的知识面;二年级开始分海洋生物、海洋地质、物理海洋3个方向进行专业培养;注重创新科研能力训练;三年级开始面向学术前沿、行业应用等不同需求,设置个性化、高品质的选修模块,注重培养实践动手能力;四年级开始进入各科研团队,参照研究生模式培养本科生,完成论文答辩,实现共性教育与个性教育相结合。研究生培养主要在广州校区完成,学院依托南海资源开发与保护协同创新中心,构建并完善了突出创新能力、专业潜能和综合素质的研究生奖助体系,强化联合培养和国际化培养,提高研究生科技创新能力和社会服务能力。海洋学院通过促进师资队伍融合、寓教于研、寓教于社会服务,建成了海洋科学省级实验教学示范中心,发展了一套跨校区条件下本创新能力培养方式,建立了一套分层次、多学科的海洋科学实验教学体系,③④并被列为广东省高等学校战略性新兴产业特色专业建设点和国家级专业综合试点。
2 跨校区条件下的服务保障机制
立足于跨校区办学现状,海洋学院注重跨校区办学的研究,积极探索跨校区服务和保障体系,努力尝试化解办学中的矛盾、规避办学中的风险。
2.1 行政运转机制
在多校区办学条件下的二级学院,其行政运转成本显然要高于单一校区学院(尤其是校本部整建制学院)。在行政/教辅人员有限的情况下,如何提高行政运转效率是一个关键。海洋学院从制度文化、学术文化、环境文化、礼仪文化、行政文化等角度出发,分析多校区办学条件下的组织文化对学院发展所带来的影响,营造网络式交流和沟通文化,构建一套行之有效的行政运转机制,并促进学院文化认同。⑤首先,处理好学院空间布局与管理协调之间的关系,明确党务、教务、学生等工作管理主体放在珠海校区,科研、人事、研究生教育等工作管理主体放在广州东校区,在珠海、广州两地办公室设置相应岗位,配备工作人员,保证两地工作任务顺利对接。其次,建立全体教职员工参与的QQ交流群,将通知通告、新闻动态、各项活动记录等及时到QQ群上,为分布于不同校区的老师提供一个交流空间,也为行政/教辅人员与教师之间建立一个无障碍交流渠道,让全体教职员工体验到相互尊重和公平公开,强化主人翁意识。再次,按科研、学科建设与行政综合,党务、学生服务与学业辅导,人事、教务与研究生教育,设备、安全与科研仪器共享,实验教学中心与学生科研等板块,每月编辑并公布《海洋学院工作简报》,规范日常事务性工作,实现责任到人、工作到位,形成督办机制,提高效率。
2.2 学科促进机制
随着社会的发展、科技的进步,学科建设已成为提高学校办学水平和人才培养质量的关键,特别是对新建学院来说,关系着学院的生存和发展。只有抓住学科建设这条主线,才能做到纲举目张,统揽学院各个方面的工作。海洋学院借鉴国外大学资源配置方式,建立并完善科技资源共享机制,一方面通过共建核心团队、聘请兼职教授等方式与兄弟单位合作,推进从单一学科向多学科交叉融合,另一方面以国家需求为导向,建立重大项目策划机制,积极参与策划国家及省市海洋规划和项目立项。我院牵头申报的“海洋生物天然产物化合物库”获得批准立项,成为财政部和国家海洋局推进海洋经济创新发展区域示范的首批3个国家级公共平台之一;牵头申报的 “中国-东盟海水养殖技术联合研究与推广中心”通过专家论证,成为第一批落实的17个中国-东盟海上合作基金项目之一;牵头培育的“南海资源开发与保护协同创新中心”通过认定,成为广东省首批批准组建的20个协同创新中心之一。通过抓学科建设,促进教学科研发展和队伍建设,进而提高学院教育质量、科研水平及整体实力。
2.3 师生交流机制
多校区办学在一定程度上放大并凸显了师生间的“心灵壁垒”,而良好的沟通与交流则有助于消除壁垒,保证各项工作的有序开展。为此,海洋学院建立了全方位的师生交流机制。首先,实施本科生导师制度,每位导师指导2~3名学生,全程关注学生的学习、思想、就业等问题,推动思想教育与专业教育、共性教育与个性教育相结合;其次,实施双班主任制度,为大一各班级配备专业班主任(以学术服务和专业指导为主,由专业教师担任)和副班主任(以行政服务和思想指导为主,由广州校区的行政人员担任),每学期开展3~4次班级活动,促进两校区师生之间的互动;第三,实施院长书记午餐会制度,每2~3周举行1次,每次安排6~8名学生参加,畅通学生意见反馈渠道,切实解决学生问题;第四,开展早期接触科研活动,分批安排低年级本科生到广州校区参观科研实验室,进行代表性科研工作示教,畅通学生与科研团队的交流渠道,为有科研兴趣的学生创造有利条件;第五,举办海洋大讲堂系列讲座,每月一期,邀请院内外知名教师担任主讲嘉宾,围绕“海洋”这一主题交流学术信息,启发学术思维。
2.4 学生服务机制
新建校区大多存在地理位置边缘化、校园文化边缘化、校园管理边缘化等特征,多校区办学条件下,来自学生内心的“被边缘化”感觉不容忽视。海洋学院通过学生工作的学术化/专业化和精品化/品牌化,促进学生学习,激发学生昂扬向上的精神面貌,避免了因地区差异导致的心理失衡。⑥首先,实现学生工作的学术化/专业化,促进学生学习:组织低年级本科生到广州科研团队实验室观摩与交流,组建中华白海豚、红树林保护、海洋知识竞赛等以学术/专业为背景的兴趣小组,安排实验技术人员负责动员、引导、组织、保障低年级本科生参与科研训练,大一本科生直接参与人数比例达35%,大二、大三比例高达80%以上。其次,实现学生活动的精品化、品牌化,激发学生的荣誉感和自豪感:每年举办1次全国性海洋知识竞赛,以赛促学,促进学生涉猎广泛的专业知识,被列为中山大学第三批“顶尖课外学术竞赛项目”;每年举办1次为期半个月的海洋科技文化节,展现海院学子风采,被认定为中山大学(下转第30页)(上接第21页)第四批“实践育人精品项目”。海洋学院已形成“广州校区-珠海校区”相联动、“第一课堂-第二课堂”相互补的工作格局,构建了一套立体而系统的学生服务模式。⑦
3 建设成效分析
上世纪90年代初,美国大学生卡伦・利普斯在安东谷以西320公里处设立了一个研究区域。她的研究对象是当地的蛙类,后经证实,其中有些种类从未得到科学界的确认。为了到达这一地区,她要从最近的城市驱车两个小时,然后再步行一个小时穿越热带雨林。
利普斯在山里住了两年时间,收集了足够的资料之后才返回撰写论文。几个月之后,她再次回到这一地区,虽然看上去一切如旧,但却很难看到蛙类了。她想象不到到底发生了什么。她将自己找到的五六具蛙的尸体寄给了美国的一位知名病理学家。而这位专家也感到奇怪,从样本中检验不出任何已知疾病的迹象。
几年过去了,利普斯的论文完成了,也成为了一名教授。此时的她需要寻找一个新的研究地区。这一回她选择的是巴拿马西部热带丛林中一处没有人烟的地带。起初,那里的的蛙类看上去都很健康。但一段时间以后,利普斯开始在溪水里发现蛙的尸体,岸边还有一些奄奄一息,有时她抓起一只后,不得不看着蛙在自己手里死去。她将一些样本寄给了美国的另一位病理学家,结果对方仍然无法找出原因。
正在杀死蛙类的这场灾难在蔓延,像巨浪一样向巴拿马东部推进。2002年,贝拉瓜斯省圣菲市附近河流的大部分蛙类都消失了。到2004年,科克莱省埃尔科佩国家公园里实际上已经没有蛙了。那时候,在安东谷附近,金蛙还是比较常见的,城市附近的一条河还取名为“千蛙河”,但2006年,“巨浪”也席卷了这里。
据估计,地球上曾经存在过的至少5000亿个物种中,99%以上已经消亡了。全世界都可以发现这种消亡的痕迹,而这些痕迹是很难被忽视的。
在过去的5亿多年里,地球上至少发生了20次物种大规模灭绝的现象。其中最具破坏性的有5次,造成了生物多样性的严重丧失。第一次发生在大约4.5亿年前的奥陶纪晚期,造成80%以上的海洋生物灭绝。第五次发生在6500万年前的白垩纪晚期,不但终结了恐龙家族,地球上75%的物种都在那次事件中消亡。
大灭绝的重要性远不止受影响的物种数量。与造成那些因为各种原因已经不适应地球环境的物种灭绝的自然灭绝过程不同,大灭绝同时还消灭了有适应能力的物种。
发生大灭绝之后,生命需要花费成百上千万年的时间才能恢复,而一般来说,届时已经产生了新的角色分配。在白垩纪晚期的物种大灭绝之后,哺乳动物就取代了灭亡的恐龙。因此,可以说物种大灭绝不同于自然进化的过程,而是重组生物环境,从而创造出新生命模式的重大事件。
目前,大多数生物学家一致认为,新的物种大灭绝事件正在发展过程中。尽管很难说清确切的灭绝数字,但如果目前的趋势继续下去,到本世纪末,至少地球上一半的物种将消亡。
很难说清目前的灭绝过程具体是从什么时候开始的。但可以将起始点追溯到大约5万年前。当时的澳大利亚是大量巨型动物的家园,甚至有体积相当于甲壳虫汽车的陆龟。但包括19种体重超过100公斤的有袋目动物和三种爬行动物在内的很多巨型动物后来都逐步灭亡了。
人类的影响
这一消亡过程几乎与人类从亚洲东南部登陆澳大利亚的时间相符。由于澳大利亚地域广阔,最初不可能有很多垦殖者,因此在很长一段时期内,人们都没有注意到这一巧合。但地质学家和人类学家近年来的研究成果却为世界呈现出一幅清晰的图景。大约1.1万年前,北美四分之三的大型动物开始消亡,这碰巧也是人类开始穿越白令海峡,进入美洲大陆的时期。
澳大利亚和北美的情况同样也发生在世界其他地区。人类在大约2000年前迁入马达加斯加,紧接着岛上所有体重超过40公斤的哺乳动物都灭亡了。毛利人在大约800年前来到新西兰,当时新西兰有11种名为恐鸟的巨鸟,几个世纪以后,所有的恐鸟都灭亡了。虽然这种因为“第一次接触”而灭绝的事件更多地发生在大型动物身上,但绝不仅限于此。人类在大约1500年前发现了夏威夷群岛,不久以后,岛上90%的原生鸟类就灭亡了。
人类对地球的影响不断增强。农业、砍伐树木和建筑等活动已经使地球三分之一到二分之一的土地发生了改变,这一数字很可能还没有反映出真实的影响程度,因为那些人类没有主动开发的土地也可能发生变化。世界上最重要的水路大部分要么改道了,要么已经有了水坝,或者以其他方式被人类所操纵,目前世界上现存的淡水资源已经有一半被人类利用。通过国际贸易和旅行,人类将大量物种运送到并不适合它们生存的生态环境中。我们向大气层释放了太多的二氧化碳,造成气候和大气层的构成都发生了变化。
两栖动物就受到了这些变化的影响。生存环境遭到了破坏可能是造成种群数量减少的主要因素,农业活动中使用的化学产品似乎是造成这些蛙类出现畸形的原因,但目前这场灭蛙浪潮的罪魁祸首可能是一种菌类。两名人类学家在华盛顿动物园的死蛙尸体上发现了这种新菌类之后,将其命名为“蛙壶菌”。
美国的阿迪朗达克山在19世纪和二战期间是主要的铁矿产地之一,如今山上布满了大小废矿。去年冬天笔者与动植物专家阿尔・希克斯一同去参观一处矿井。希克斯在路对笔者说,2007年初,他陆续接到很多与蝙蝠有关的奇怪电话。有的人让他去看看家里的狗叼回来的死蝙蝠,有的是因为看到蝙蝠在公路上空飞舞。在隆冬季节,蝙蝠是不应该有如此活跃的表现的。
到了2007年3月,他的一些同事到奥尔巴尼西部的一处洞穴里进行关于蝙蝠冬眠情况的常规调查。他们也给希克斯打回了电话。希克斯回忆说:“他们跟我说:‘我的妈呀,到处都是死蝙蝠。”’他要求同事们将一些蝙蝠尸体带回办公室,还拍摄了一些洞穴里活蝙蝠的照片。在分析照片时,希克斯发现,这些蝙蝠好像鼻子以下都埋在滑石粉里一样。这是之前从未发现过的情况,他决定将这些照片寄给自己所知道的所有研究蝙蝠的专家,但没有一个人能够解释清楚。“我们以为这种现象会消失的。”2008年冬天,在33个冬眠点也发现了身上满是这种白色物质的蝙蝠。与此同时,大量蝙蝠陆续死去。在有些冬眠点,蝙蝠数量减少了97%。
设在麦迪逊的动植物健康中心马上开始研究这一情况。科学家培育了这种白色物质,发现这是一种未经确认的真菌,只存在于低温状态下。这种被命名为“白鼻综合征”的病症蔓延速度极快,2008年3月在另外3个州也发现了患病蝙蝠,死亡率已经高达75%。
关于物种大灭绝,一个悬而未决的问题是,为什么在特定时期,生命资源的总量会大幅度减少。美国地质学家沃尔特・阿尔瓦雷斯说:“现在我们正在目睹人类可能造成新的物种大灭绝。”
改变的速度
1引言
和传统海域不同,深海是一个非常特殊的生态环境,可以说是地球上最恶劣的环境之一。这里永久低温(火山口除外)、高压、黑暗。海水每加深10米,就会增加一个大气压。在1万多米的深海,压力高达1000多个大气压,也就是在每平方厘米的面积上的压力可达到1000公斤 [1]。
近年来,随着各国海洋技术的发展,科学家纷纷把目光聚焦到深海这片广阔而又神秘的未知领域。其中对深海生物的探索主要包括了两方面:一是对生命起源的探索,如对发现深海热液喷口生物群落等[2];二是对深海生物样本进行采样及研究。本文将详细叙述近年来对深海生物捕获技术方面的现状、进展以及收获。
2深海生物捕获技术
深海生物捕获,即对深海生物进行采样,把生物样品从深海捕获出水进行科学研究。从生物特性上来看,浮游生物行动力差,分布较多,所以相对容易捕获。目前国内外对浮游生物的捕获技术已经比较成熟,传统的捕获方法就是利用深海拖网、取样器或者抓斗获取生物样本,然后拖上岸来进行过滤分离[3]。而对于深海一些较大型生物(诸如深海底栖生物、游泳生物)的捕获相对较难,当今的捕获技术主要分为拖网技术以及深潜器技术,结合一些比较简单的诱捕技术。
2.1 深海拖网捕获技术
拖网捕获技术,是一种利用船舶航行的拖拽式采样方式。主要分为底拖网和水中拖网两种方式。
底拖网技术用于对深海底栖生物等小型生物进行采样捕获。它由拖曳缆绳和采样铁框架和网篮等构成,采样时用绞车把采样器沉放到海底,并靠船舶的航行沿着海底拖曳采样,收集样品。
水中拖网适用于捕获较大的深海生物,它是由拖拽览绳和设置了一定网格大小的渔网所组成,利用船只在海面上拖动,来回拖拽进行捕获。
2.1.1拖网的缺陷
大量研究显示,底拖网技术对生态系统造成了灾难性伤害,珊瑚、海绵、鱼类和其它动物都将因此受到捕杀。而且众多海洋生物的栖息地――海山等水下生态系统也遭到了严重的破坏。这对海洋生态系统造成了无法弥补的损失。
从图1中可见,拖网后海床上留下明显的底拖网滚轮划痕,所经之处都被夷为平地。此外,底拖网还会掀起海底沉积物,严重破坏海底生物的生存环境。
而从技术层次来看,拖网技术很难对生物进行有针对性的捕获,往往造成不分青红皂白的“滥杀无辜”,成功率低且浪费资源。
2.1.2拖网的改进[4]
由于拖网存在着以上这些缺陷,尤其是对深海生态环境的破坏,使得研究者不得不思考如何改进技术,尽量减小拖网的破坏。改进的理论基础是使用遥控技术控制拖网上纲、下纲以及海底之间的距离(D1、D2),使其保持在一个合适的距离,尽可能的减小拖网与海底之间的剪切力。
目前加拿大的NTI公司就基于这种理论发明了一种拖网监视系统。这套拖网监视系统NETMIND ™由四部分组成:接收器,水听器,软件和传感器,分别安装在拖网上进行工作。这种新型拖网技术主要能够更好地监视和控制拖网过程,不仅提高了效率,更重要的是控制了拖网高度,尽量减少拖网与海床摩擦所产生的破坏。
2.2 深潜器技术
深海深潜器近年来越来越多地运用于人类对深海资源的探索。其中,对深海生物资源的探索也是极为重要的一环。深潜器最直观的优点在于科学家可以远程进行操控并且针对性高,也不会对深海环境造成破坏,但造价不菲。主要分为水下机器人和载人深海深潜器两种。
2.2.1深海深潜机器人
水下机器人又称无人遥控潜水器,其工作方式是由水面母船上的工作人员通过连接潜水器的脐带提供动力,操纵或控制潜水器,采用水下电视、声呐等专用设备进行观察,并由机械手进行水下作业。在深海生物捕获中,水下机器人使用机械手把捕获的生物放入收集仓中带上水面。
2.2.2深海载人深潜器
深海载人深潜器与水下机器人的不同之处在于可以把人携带进深潜器进入深海进行科学工作,类似于潜艇,其科技含量更高。
2.3 其他技术
除了上述两种方法外,还有一些针对某些特定的深海生物所设计的简单诱捕设备。比如把深度表绑在浮动的长绳上垂吊到海底下捕捉大型游泳生物;利用深海抓斗捕获底层底栖生物等等。
3 国内外深海生物捕获现状及收获
3.1拖网技术的现状与收获
在利用拖网技术对较大型深海生物捕获方面,研究者们的收获颇丰。2008年,来自14个国家的科学家在北大西洋的马尾藻海(Sargasso sea)表层以下5000米处运用拖网捕获了一种漂浮的、相貌丑陋的片脚类动物(Amphipod),它是一种小型的、类似对虾的甲壳类。此外,专家们在这里采集了500多种生物,其中可能包括12个新物种。这也是我们目前了解到的生活在最深海域中的生物之一;在爱尔兰西北处约400里的大西洋深海处,考察者们通过深海拖拉船捕获到深海巨型蜘蛛蟹;在深海鱼类捕获方面,科学家们利用底拖网技术捕获深海贡式巨口鱼、深海白袋巨口鱼以及宽咽鱼等等。
除了大型深海生物,研究者还利用两种特制的拖网技术对生活于3000~6000m的深海生物幼体进行捕获。而这两种拖网新技术在国内外运用的还比较少[5]:
第一种叫作多层矩形中层拖网RMT(Multiple Rectangular
Midwater Trawl),用于采集上升热液羽流中的热液生物幼体。该网由甲板上发出不同频率的声波来控制网的开闭装置。不足之处是没有可视装置,无法在近底层水平拖曳,因而很难采集到近底层热液生物幼体。
第二种用拖网和浮游生物泵挂在深潜器的侧面采集近底层热液生物幼体。但考虑到潜器活动范围、下潜时间以及安全性的多方面因素,拖挂的拖网网口比较小,滤水量不大,采集的幼体也不多。系统中浮游生物泵被安装在深潜器上,并下放到预定深度后开启动力泵,使大量海水流过滤网,捕获的悬浮颗粒物和微生物的滤网连同一定体积的水样密封于耐压样品容器中,但由于深海底大型生物的丰度低且泵过滤的水量有限,几乎采集不到底栖生物幼体等较大的生物,偶尔采到一些,也都是死的标本,因此这种方法不常使用。
3.2深潜水下机器人的现状与收获
当今深潜水下机器人技术比较发达的是美国、日本以及一些欧洲国家,我国近年来在这个方面也取得了突破性的进展。
在利用深海深潜机器人对深海资源进行探测领域上处于领先地位的是美国。美国的伍兹霍尔(Woods Hole)海洋研究所从事研制深海深潜机器人以及深海载人深潜器两方面的工作,贡献巨大。他们在2007年研制的讷雷依(Nereus)号水下机器人对大面积洋底进行一般性测量以及收集生物标本,讷雷依(Nereus)号水下机器人能够在最大深度为6500~11000 m的世界海洋,其中包括北冰洋底[6]。在2009年,来自伍兹霍尔海洋研究所的专家对东南亚的西里伯斯海进行了一次为期4周的“探究深海物种进化”的科学考察,发现了大量以前未见的物种,并且还捕获了不少深海罕见的生物。所使用的技术就是一台名为“全球最棒的漂流者”的深潜水下机器人(如图3),它配备有高清晰度摄像头,能在深达3000米的水下工作,科学家可远距离操作,将水中抓获的生物存放在机器人的收集仓中。
通过这次深海采样,科学家捕获了不少深海生物,比如在2000米深的西里伯斯海捕获了一种长约3厘米,和普通药片差不多大小的等足目生物(如图4);在约2500米海域捕获了一种粉红色、透明的好似海参的生物等等。
国内近年来在深潜器技术领域取得了突破,2008年5月在海南,目前我国下潜深度最大、功能最强的无人遥控潜水器(Remotely Operated vehicle,简称ROV)“海龙号”,亦称水下取样型机器人完成了3277米深诲试验,这在目前世界上只有极少数国家能够做到。该机器人将主要用于大洋深海生物基因和极端微生物的研究以及探索人类起源的秘密,同时也将进行各种水下作业。
3.3 深海载人深潜器的现状与收获
深海载人潜水器最初更多地应用在军事方面,近年来随着深潜器技术的突飞猛进,载人深潜器开始被广泛运用在深海科学研究中去。相比较水下机器人,深潜器能够将研究人员送入深海进行实地考察,研究人员可以近距离更直观的对生物进行研究。由于深海载人潜水器的特殊地位和作用,美、法、日、俄等国早已开展了深海载人潜水器的研制工作,而我国起步相对较晚。
国外方面,美国在无人潜航器中最具代表性的就是美国伍兹霍尔(Woods Hole)海洋研究所研制的阿尔文号(Alvin)深潜器。自建造以来,阿尔文号已下潜4100余次,每年的平均下潜次数保持在百次以上,对地壳构造、海洋化学、生命的起源以及深海物质的组成等基础研究起到了重要作用[6]。在深海生物方面的最著名的贡献就是于1977年历史性地发现了洋中脊上的黑烟囱和热液生物群落。如图5所示,科学家(Pilot)可随着阿尔文号的载人舱潜入海底,利用配备的机械手(Starboard/Port Manipulator)、生物取样器以及采样篮(Sample Basket)对深海生物进行采样和收集。据悉,2004年美国已决定斥资2000多万美元在6年内建造一艘功能更加完善的新概念ALVIN号潜水器[7]。
其他国家方面,日本海洋科技中心用钦合金做耐压壳建造了 “深海2000”号和“深海6500”号的潜水器,以及法国研制的“Victor 6000”号、Nautile号和Cyana号载人深潜器,都能在低至6000m的深海完成包括深海生物捕获考察在内的许多深海探索及捕捞工作。
我国的海洋事业起步较晚。近年来,海洋开发和海洋科研逐步和国际接轨,开始走向深远洋。我国在载人深潜器领域最大的突破是研制的7000米载人深潜器(如图6),此载人深潜器需花5小时下潜至7000米深海,整个作业时长可达12小时。潜水器类似美国阿尔文号能容纳3个人,一名操作员,两名科学家。在潜水器的前端,是一个密闭的玻璃,潜水科学家可以通过这里看到外面的世界。潜水器装有两只机械手,可以进行抓取等水下工作。潜水器可用于深海生物基因的采样及研究等多项工作。
3.4 其他诱捕技术的现状与收获[8]
此外,科学研究者也会针对所要捕获的生物的特性设计一些比较简单的诱捕设备来进行采样。
比如在针对大型深海游泳生物捕获方面,2005年,来自日本的两位科学家在水深900米的海中将摄影机和深度表绑在浮动的长绳上垂吊到海底。他们在摄影机下面挂着小乌贼当诱饵,并且用一袋切碎的虾来引诱大章鱼。当一条长约8米的大乌贼用触角缠绕住诱饵后,就被隐藏在其中的挂钩给钩住了,绑在长绳上的摄影机拍下了前前后后捕获的过程。
而针对一些小型深海生物,研究人员研制了一种像双瓣贝壳的“大洋抓斗”,在撞击到海底时能快速闭合,将样品全部“抓”到斗内。但它容易扰乱样品,不利于精细研究。为此又设计了箱式取样器、重力取样器和活塞取样器等,将它们垂直下放到海底,利用特殊装置迅速将样品完好地取上来,这样就能对沉积物逐层加以研究。
4对深海生物捕获技术的探讨
4.1 捕获技术的展望
就目前的技术而言,水下机器人以及载人深潜器无论制造还是使用都需耗费极大的人力财力,远远超过了普通研究机构的承担能力。拖网技术虽然使用较为广泛,但是除了存在会破坏深海生态环境的弊端以外,捕获的针对性和成功率都比较低。最为关键的是,无论拖网或深潜器都不是专门针对捕获设计的,其捕获功能的经济实用性太低。因此,越来越多的研究人员正在开发一种既经济又实用、专门针对深海生物捕获的简单设备,比如一些深海生物诱捕设备。
所谓的“诱捕”,即是转“主动捕获”为“被动诱捕”。研究者根据深潜器的耐压构造原理[9-10],设计建造一个耐压的笼体,笼内放有诱饵,笼体上带有类似蟹笼的诱捕口,笼体外装有蓄电池、重锚、浮标、无线通信设备以及水下声学通信设备。把此诱捕笼放入海底,一段时间后,通过水下声学释放器等设备控制其上浮并通过无线通信设备定位回收。此设计可通过改变诱饵来更换捕获的对象,针对性较拖网技术有很大提高,而且不会破坏深海环境,也不需要深潜器那般庞大的经费支持。
4.2 深海生物捕获待解决的难点
目前对深海生物捕获存在着一个难题,就是所捕获生物的存活率。也就是说,当今的采样技术在捕获稍微大型的生物的时候,很难克服保压的问题,往往把深海生物从海底捞上来的过程中生物已经死亡,在采集深海生物幼体方面也具有同样的难题,没有保压装置所采集的幼体出水面时已几乎全部死亡(除了极个别的蟹类大眼幼体能在1个大气压下经历变态发育过程外)。
为此,各国的研究者开始对保压转置进行了研究。目前对深海微生物的活体采样已经可以实现,使用的方法是多网分段/分层生物幼体保压取样器,可以保持高压取样筒体的压力,即6h的压力变化不超过10%[3]。接下来,针对中大型深海生物捕获装置的保压问题也急需得到解决。
5结语
21世纪是属于海洋的世纪,海洋中有着巨大的资源等着人类去探索和发掘。深海作为海洋最神秘之处,是地球表面生物多样性最为丰富的地区,因此,对深海的生物进行捕获研究以及发现深海新的物种,进而对深海极端海洋生态系统中的生物资源、生物多样性进行系统的比较研究,对人类揭示生命的起源以及研究生物对特殊环境的适应能力有着极为重要的科学意义。目前,国际上对深海生物资源的探索愈来愈热,各国科学家都争先恐后地探索着这片人类知之甚少的宝地,深海生物资源也已成为世界各国的战略发展资源,许多发达国家在制定针对本土生物资源保护和可持续发展规划的同时,更是把目光转向国际公共深海区域的竞争和开发。因此,我国要在今后日趋激烈的国际深海公共资源的竞争中取得领先地位的话,就必须尽快发展海洋事业,发掘深海生物资源。
参考文献:
[1] 游隆信.深海生物及其生存环境[J].生物学教学,2004,29(1):54-55.
[2] 王丽玲,等.深海热液喷口生物群落研究进展[J].地球科学进展,2008,23(6):604-612.
[3] 刘少军,等.深海保真取样器研究及其虚拟样机实现[J].机械工程与自动化, 2005,(2):1.
[4] Charles W.West. Development and Application of Bottom Trawl Instrumentation Systems in Fisheries ResourceAssessment[J].OCEANS,1984, Jan 6th,2003.
[5] 葛朝平.深海近底层多网分段/分层生物幼体保压取样器研究[D].杭州:浙江大学硕士学位论文,2008.
[6] Andrew D.Bowen.The Nereus hybrid underwater robotic vehicle for global ocean science operations to 11,000m depth[J].OCEANS, 2008, Sept,1-10.
[7] 顾继红,等.(美)伍兹・霍尔海洋研究中心载人深潜器计划探究暨(美)新概念ALVIN号载人深潜器关键技术浅析[J].船舶,2008,(2):8-12.