海洋技术论文

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海洋技术论文范文第1篇

杨树在北半球有着广泛地分布，是我国人工造林的主要目标树种，杨树喜湿、耐寒，对我国各地的地理和气候条件有广泛的适应，但是山坡地和丘陵种植杨树容易出现生长缓慢、病虫害增加等实际问题。造林过程中使用杨树树种要考虑到土壤条件，有效土层的厚度要保持＞1m，土壤有机质含量＞1%，这样的条件才更适于杨树的生长，也有利于造林目标的快速实现。

2.杨树造林技术的要点

2.1杨树造林的常规方法一是，杨树平茬造林，在根系和茎下部分水不多前及时平茬或强度截干。这种方法要注意平茬时机，如果错过平茬时机的话，会导致苗木不能保活或长不良。此法在旱情严重、常规造林把握不大时，或常规造林后苗木地上部分忍耐不了干旱和风沙，开始由上而下干枯时可采用，且秋春两季均可造林，苗木全埋在土中能保持水分平衡，成活率高。其缺点是，苗木由零点开始生长，起点低。二是，杨树插条造林，顾名思义这是一种以插条的方式进行造林的方法，插条上端与地面子，或高出地面3～5cm，以利于发芽。留根育苗与插条造林结合，可形成完整的育苗和造林系列技术。

2.2杨树造林的季节把握杨树造林秋季造林宜早，初霜之后苗木叶开始发黄和脱落时即可带叶秋栽，宜用木质化好的壮苗深栽至80cm—100cm，栽后及早春应浇水。在杨树丰产林营造中留根育苗和截根苗深栽系列技术常因缺乏壮苗木用弱苗造林，导致杨树的成活率和生长量降低，成为一个长期没有解决的令人困扰的问题。

3.养护中对杨树病虫害的防治技术

3.1杨树蛀干类病虫害的养护防治在养护过程中对蛀干类杨树虫害采用预防的方法为主，特别在杨树幼林期要加强抚育工作，及时对灌木割灌，对杂草铲除，在保持杨树通风性和透光率的基础上，预防蛀干类虫害的发生。当杨树出现蛀干类虫害时应该根据虫害的生态结构采用针对性的方法予以消杀，对于天牛幼虫可以采用500有机磷注射树干的方式加以处理，对于天牛成虫可以采用1000倍的乐果乳液（40%含量）喷适于杨树树干，做到对成虫的消杀。在蛀干类虫害发生的时候可以利用赤眼蜂、花绒坚甲和啄木鸟等生态天敌对害虫进行生物抑制，做到对杨树虫害的控制。

3.2杨树食叶类虫害的养护防治食养护工作力对叶类虫害的防治以预防为主，一般在入冬之前对病害弱枝采取割除的处理，消除寄生越冬虫蛹，达到对第一代越冬幼虫数量的控制，起到事半功倍的效果。在食叶类虫害出现的时候可以采用多种方法防治，例如：通过昆虫向光性的特点，设置灯光捕杀食叶类昆虫王志明黑龙江省逊克县林业局新立林场黑龙江逊克164400成虫；采用细菌防治的方法，在杨树喷洒适当浓度的白僵菌溶液或苏云杆菌溶液进行防治；可以利用化学药剂的方法进行方式，在杨树树冠喷洒1000倍敌百虫溶液、1000倍敌敌畏乳油以及1000倍马拉硫磷乳油做到对杨小舟蛾、杨扇舟蛾和刺蛾等食叶类虫害的防治。

3.3杨树溃疡病的养护防治预防杨树溃疡病应该把握病害的规律，杨树溃疡病一般在初春时节在病患部位出现圆形的褐色病变，逐步转化为水泡，进而会有腥臭的黄褐色粘液流出，进入到夏季水泡破裂，随机留下溃疡部位的深褐色凹陷病斑，如果持续发展，当病斑保卫树干最会导致杨树溃疡部位上部失去水分供应而枯死。防治杨树溃疡病的关键在于预防，要在杨树造林前做好溃疡病的预防，造林设计时应该坚持适地适树原则，避免引进外来杨树树种，在造林中要缩短运输时间和运输距离，控制杨树树木的假植时间，同时要对杨树造林地加强抚育和养护管理，提高杨树对杨树溃疡病的地域能力。当杨树溃疡病发生时可利用400倍石硫合剂或500倍波尔多液对杨树病患部位喷洒，也可以用多菌灵进行防治。

3.4杨树灰斑病的养护防治杨树灰斑病是各地危害杨树树种最为普遍的病害，从杨树育苗到成林的各阶段都有爆发杨树灰斑病的可能，特别在育苗时期和幼树抚育时期杨树灰斑病的威胁作为显著。出现灰斑病的主要部位是叶片与嫩枝上，表现为也不出现水渍病斑，进而病斑出现毛点和凸起，影响杨树的代谢，轻则导致幼苗叶片和嫩枝的枯死，严重会导致杨树树苗死亡。防治杨树灰斑病应该从预防的角度出发，要控制杨树幼苗的扦插密度，幼林地和育苗地要实施轮作，不可重复使用以避免杨树灰斑病的爆发。出现杨树灰斑病后应该采用1000倍多菌灵或1000呗甲基托布津溶液喷雾杀菌处理，要在2m以15d为周期，进行4次消杀。

4.结语

海洋技术论文范文第2篇

合成景气指数首先要对指标进行分类，即区分为先行指标、一致指标和滞后指标，但由于指标个数较少本文参考了殷克东（2011）关于海洋经济指标分类的结果，它们利用灰色关联和时差相关分析方法将海洋经济指标分为三类指标。根据这一分类结果本文选择的先行指标包括：沿海地区生产总值、海洋第二产业比重、海洋第三产业比重、海洋生产总值增长速度。本文选择的一致指标包括：海洋生产总值、主要海洋产业增加值总额、涉海就业人数、海洋全员劳动生产率（海洋生产总值／涉海就业人数）、主要海洋产业增加值／沿海地区人口。根据景气指数的合成方法可以计算得到辽宁省海洋经济扩散指数。

从扩散指数的计算结果来看，辽宁省海洋经济近年来都保持了比较快速的发展态势，其中只有2003年扩散指数小于0．5，其他年份的扩散指数均超过了0．5。特别是最近的2007－2009年扩散指数始终稳定在0．78的高水平，这说明辽宁省海洋经济近年来不仅得到了快速的发展，而且其发展速度是比较稳定的。将本文计算得到的辽宁省海洋经济扩散指数与殷克东（2011）计算得到的中国海洋经济扩散指数进行对比，可以得到如表2的结果。通过比较可以发现，首先中国海洋经济DI指数与辽宁省海洋经济DI指数的走势相似度比较高，两个指数都在2003年达到谷底。这一年海洋经济出现不景气的主要原因是宏观经济走势疲软，而2003年的SARS病毒的肆虐是其中不可忽视的因素之一。其次，2003年辽宁省海洋经济DI指数要低于全国的DI水平，特别是已经低于临界点0．5，根据扩散指数的合成原理，DI值在0～0．5之间表示经济处于不景气区域，DI值在0．5～1之间表示经济处于景气区域。可见2003年辽宁省海洋经济由于受到多方面的影响已经处于经济不景气区域。最后，2003年之后辽宁省海洋经济的发展比较迅速，其中除2006年外其余各年海洋经济景气水平都高于全国的海洋经济景气水平，并且自2007年以来辽宁省海洋经济景气水平十分平稳。　根据上文选择的5个一致指标和4个先行指标，利用主成分分析方法也可以构造出辽宁省海洋经济景气指数。运用SPSS16．0可以得到如表3的主成分分析结果。一般情况下选择主成份分析征根大于1的主成分，在表3的结果征根大于1的主成分有两个，且这两个主成分的累积解释百分比达到了90．428％。根据主成分分析结果还可以得到这两个主成份的构成情况。权重可以计算得到第一主成分和第二主成分，并以表3中主成分1和主成分2的解释方出差百分比为权重计算得到利用主成分分析方法合成的辽宁省海洋经济预警指数，如图2所示。根据主成分分析方法合成的辽宁省海洋经济景气指数的走势来看，其与扩散指数的结果基本相似，但有一些细节之处存在差异。首先，两种方法合成的景气指数都显示出2003年后辽宁省海洋经济高速稳定的发展。其次，运用主成分法合成的景气指数2002年和2009年的水平要低于用扩散指数合成的景气指数，这主要是由于DI指数合成的缺陷造成的。正如本文第三部分所述，扩散指数只能表示景气的方向而不能准确表示景气的幅度。另外，从表4的权重来看第二主成分中第二产业所占比重和海洋生产总值增长速度两个指标的权重比较大，而在2009年这两个指标有比较明显的下跌。其中，第二产业所占比重由2008年的51．76％下降至42．42％；海洋生产总值增长速度由2008年的17．88％下降至9．97％。众所周知，2008年由美国次贷危机引发的金融危机全面爆发，全球经济都受到了较大的冲击，辽宁省海洋经济的走势也充分说明这次危机的影响。

二、结论

海洋技术论文范文第3篇

【关键词】产学研；蓝色经济区；路径选择

近年来，通过不断深入加强产学研合作，在海洋战略新兴产业、高新技术企业、高校科研院所之间，建立起了多样化的无缝对接新模式，科研成果转化率显著提高，企业自主创新能力不断增强，成为助推蓝色经济区建设的有力引擎。

与此同时，我们还应该清楚地看到，加强产学研合作助推蓝色经济区建设所面临的诸多制约因素：社会及高校对产学研合作在助推蓝色经济区建设中的重要地位认识不足；海洋人才总量不足，海洋高层次人才匮乏，以及用人环境有待改善，造成智力支撑不够有力；实力雄厚的相关涉海科研院所较少，企业自主创新基础薄弱等导致产学研创新平台不够健全完善；产学研与蓝色经济区建设的实际结合过程中暴露出重科学研究、轻市场需求的弊端等。此外，产学研创新模式少、经费不足、层次较低、合作机制尚不完善等问题也一直制约着产学研合作进一步有效地推动蓝色经济区建设。

为此，笔者从以下几个方面提出加强产学研合作助推蓝色经济区建设的路径选择。

1.充分认识产学研合作在助推蓝色经济区建设中的重要地位

产学研合作在创新型国家建设中所发挥出的巨大作用日益显现，已受到国家和地方、高校和企业的高度重视。可以说，产学研合作是又好又快地提升国家自主创新能力和推动经济社会跨越式发展的重要举措，是国家和地方正在积极实施的由政府为主导、企业为主体、院校为支撑的一项系统工程。因此，产学研合作既是助推蓝色经济区建设的一剂良药，也是区内科研院所、高校建设与发展的必由之路。

2.努力打造海洋科技创新平台，加强理论与实际的结合，提高科研成果转化的利用率

加强产学研合作，势必要求建立海洋科技创新平台，平台应由政府、企业、高校、海洋科研院所及中介机构共同搭造，其中，政府为主导、企业为核心、高校与海洋科研院所及中介机构为主要支撑，通过共同利益进行有机联接。具体而言，政府应积极协调体系内各方的利益需求，进行非赢利性的科技服务活动，促进形成互利共赢的合作模式，共同服务山东半岛蓝色经济区科技创新体系建设；其次，企业作为科技创新成果产业化的主要力量，要积极承担起把科技创新转化为现实生产力的任务；而值得一提的第三点是高校、海洋科研院所作为创新活动的主要实施者，应与中介机构一起共同发挥其在科技创新中的支撑作用。

3.培养蓝色经济高端人才，搞好海洋产学研重点基地建设

高端人才建设大致可以通过如下途径实现：大力发展海洋职业教育，加快培养技能型人才；鼓励支持产学结合、校企合作，加快培养专业型人才；加强海洋科技创新能力建设，加快选拔培养高科技人才；鼓励支持科研院所和高校与涉海企业签订技能人才培养协议；建立机制，制定政策，加快选聘海洋科技领军人物；实施“蓝色经济高端人才引进工程”等。

4.搞好海洋产学研创新模式改革，推动蓝色经济区发展

（1）海洋技术转让模式

这种模式由涉海学研学研机构（主体中的供方）将已取得的阶段性成果，通过技术交易的形式卖给企业，企业接产。在整个联合开发过程中，涉海学研机构与企业按不同开发阶段，依时间序列先后进入开发过程，属接力式开发、技术趋动型。通常情况下，学研的前期投入完成了技术原理的可靠性论证，企业接过来进行中试、工业化生产及市场开发。

（2）海洋技术开发模式

海洋技术开发模式即企业通过与涉海高校和科研机构合作开发、联合攻关或委托涉海高校、科研机构开发新技术、新产品，充分利用高校、科研机构的人力资源和实验设施，攻克技术难关。其特点：一是将涉海高校、科研机构研究开发的优势与企业的市场优势、产品化优势有效结合，实现产学研各方的“资源共享”、“优势互补”；二是开发风险较高，且主要由企业承担；三是所取得技术成果的知识产权比较明晰，一般为双方共有或由研究方享有。在技术开发中，研究方在乎发表科研学术论文的数量和质量，而企业比较在乎技术成果转化及其价值的市场实现，各自追求的有所不同。

（3）共建海洋经济实体模式

经济实体模式是产学研模式中最高级、最紧密的形式，也是最有效的合作方式。共建实体模式在我国的发展还不是很完善，但是未来的发展方向，是产学研从松散型走向紧密型的必然选择。涉海企业和高校科研机构共同组建实验室、开发中心，着眼于长远发展，保证企业在技术上保持竞争优势。这种产学研模式结合度高，抗风险能力强，更适合现代社会发展趋势。

（4）共建海洋实验室或研发机构模式

涉海企业选择有技术优势、人才优势和科研条件优势的涉海高校、科研机构联合成立具有独立法人资格或不具有法人资格的海洋实验室或研发机构，是产学研结合的高级形式。

5.多方筹措资金，解决海洋产学研经费不足的问题

政府在海洋产学研管理方面的宏观调控能力应主要着力于科研方向调控、金融服务和资源配置三个方面。政府在引导国家重大海洋科技研究方向的基础上有必要提供更多的资金以支持海洋产学研合作联盟的发展，进一步构建和完善以省部财政专项资金为引导，地方财政相配套，企业投资为主体，社会投入为补充的融资体系，除了激励资金的投入外，政府还可以借鉴和利用国外先进的税收等财政手段，催生和吸引社会资源投入海洋技术创新。

6.建立海洋产学研战略联盟，形成合作的长效机制

海洋产学研战略联盟是以提升产业技术创新能力为目标，以具有法律约束力的契约为保障，由涉海企业、高等院校、科研机构、用户等按照市场经济法则组建的产学研用战略利益共同体。与项目层面上的产学研合作相比，这种产学研合作方式能够更有效地组织和配置联盟内各成员单位的优势资源，克服过去产学研合作存在的合作短期化、任务单一化等问题，所以更具有战略性、长期性、稳定性。海洋产学研战略联盟是一种新的产学研合作组织形式，是自主创新的需要，是战略的需要，是可持续发展的需要，将长期有效地推动海洋经济互补、资源互补、校企互补和院校互补。

7.加大政府扶持力度，制定完善保护和激励政策，构建有利于海洋产学研合作的体制环境

在海洋产学研合作体系中，除了产、学、研三方面外，政府、金融机构、中介机构等相关方也是这一体系的重要组成部分，即通常所说的“产、学、研、官、金、介”。政府为海洋产学研合作营造政策环境并提供服务，是促进高新技术产业化的重要保证。它主要体现在出台科技成果转化有关法律法规，制定相关政策，构建服务体系等方面。同时要以项目认定为导向，项目增值服务为核心，加强对成果转化中介组织的指导和资质认定。

8.加强海洋国际研究方面的合作

加强海洋科技研发和创新应主要靠自己努力，但需要开展广泛的国际合作，充分地吸纳他人的智慧和技术优势，利用全球科技资源以增强我国蓝色经济区在前沿海洋技术和基础科学领域的科技创新能力。除引进高精涉海人才到国内从事前沿海洋技术研究之外，希望能有更多的涉海科技工作者积极参与到国外的国际合作计划中，通过建立密切的国家之间的科研机构组织和科研人员的联系，了解最新的学术前沿和技术进展。在参与国际合作项目的实施过程中，可以大幅度的提升科研人员自身的技术创新水平和科学研究实力。

海洋技术论文范文第4篇

我国在新时期适时推出了海洋发展战略，制定了海洋事业、海洋人才发展战略规划。为了对接国家海洋发展战略，各高校，特别是海洋类高校，纷纷设立涉海类专业及在其他专业设立海洋通识课程，扩展大学生的海洋视野。国内海洋类高校的学科布局一般都有海洋技术、海洋科学、海洋渔业科学与技术等涉海类专业，另外还有行政管理、农林经济管理、物流管理、工商管理、信息管理等管理类专业。国内海洋类高校的发展定位一般都是国内或国际一流海洋特色大学，打出“海洋特色牌”，以期实现海洋特色定位下的理、工、农、文、经、管、法多学科协调发展的格局。所以，为了适应海洋大开发的新形势及海洋类高校的特色战略定位，在涉海类专业、管理类专业乃至其他相关专业开设《海洋行政管理》通识课程具有重要意义。而欲开出《海洋行政管理》课程，建构该课程的教学内容体系则是其中的重要一环。

二、前期研究综述

通过期刊网以“海洋行政管理”为题名和关键词检索后发现，目前已经发表的论文有60篇左右，研究内容可做如下归纳：一是奠基于其他专业之上的海洋行政管理研究。探索在行政管理专业内开设海洋科技、海洋法、海洋管理等课程，把行政管理专业办成具有“海洋行政管理”特色的专业。二是作为特色研究学科的海洋行政管理研究。探讨海洋行政管理的公共性、外部性、利益主体的多元性特征，并把学科体系归纳为海洋职能、海洋制度、海洋决策、海洋实施、海洋财政、海洋伦理等。梳理现有海洋行政管理学科体系的争论分野，并提出海洋行政管理学理论体系构建原则，如工具性原则、差异性原则、系统化原则、生态化原则，并对学科体系进行宏观架构，探讨其概念、理论基础、管理理念、管理主体、行为工具、管理实践等问题。提出以行政管理理论体系为基础，在适应海洋实践活动规律、海洋行政管理历史经验的基础上，建构海洋行政管理学科体系。三是海洋行政管理体制研究。一些学者在分析了现有海洋行政管理体制弊端的基础上，沿着决策权和执行权相分离的思路，建构了分散管理、统一执法，以及决策部门、执行部门和信息部门相互合作、相互制约的海洋行政管理宏观体制。探讨我国海洋行政管理体制发展历史的路径依赖，职能配置交叉重叠与多头管理等问题及其克服。四是海洋行政管理某一领域的研究。对于海洋石油勘探开发、海洋倾废、海底电缆、管道、海域使用等进行海洋执法监察的研究；提升海洋行政管理促进海洋经济发展的研究；提升地方海域管理水平的研究；海洋行政管理的法制化研究；海洋发展战略的研究。前期学者对于海洋行政管理问题的研究内容非常丰富，视角多元，具有一定的深度和广度。但对于海洋行政管理作为一门课程来看，其内容体系如何建构？其内涵和外延如何界分？遵循怎样的逻辑？这些问题尚无学者研究，本文的研究是对上述问题的解答。尽管如此，学者们的前期研究成果，为本文的研究提供了素材和支撑。

三、研究方法与设计

《海洋行政管理》课程教学内容框架体系的厘定，采用以下研究方法：（1）深度访谈法；（2）文献研究法；（3）比较研究法；（4）头脑风暴法。在研究设计上，由于《海洋行政管理》课程教学针对的对象为管理类和涉海类专业的学生，课程定位为涉海类专业、管理类专业的海洋通识课，在学科归属上又属于管理学科，同时在研究题域上又具有海洋的特殊性，所以在研究设计上必须考虑两个维度，即“管理”的维度和“海洋”的维度。另外，由于海洋行政管理具有公共性，所以还需要考虑一个维度，那就是“公共性”的维度。

四、研究结论

海洋技术论文范文第5篇

[关键词]深海 捕获 采样 深海生物

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.

[8] Jonathan Byron.Designing a Vertical / Horizontal AUV for Deep Ocean Sampling[J].OCEANS,2007,Sept.29 -2007,Oct. 4 2007, 1-10.