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加强公共研究平台建设 提升综合科研竞争能力— 一艘永不返航的“热带海洋科学调查船”—海南热带海洋生物实验站
2010-07-09 | 编辑:周伟华,张燕英 | 【  】【打印】【关闭

中国科学院海南热带海洋生物实验站(简称三亚站) 始建于1979年,隶属于中国科学院南海海洋研究所,位于我国著名的热带滨海旅游城市——三亚市的鹿回头半岛,翼海枕山,直面三亚湾,座落在国家级珊瑚礁自然保护区。三亚站占地220亩,海岸线长达1200 m,是我国唯一的热带海洋临海生物实验站。

三亚站1999年被列为国家重点野外试验台站(试点站),2002年加入了中国科学院生态系统研究网络(CERN),2006成为国家野外试验台站。站内还设有“海南省热带海洋生物技术重点实验室”及与香港科技大学共建的“三亚海洋科学综合(联合)实验室”。

三亚站主要从事热带海湾特色生态系统,如:珊瑚礁生态系统、红树林生态系统、海草床、海藻垫等生态系统的环境因子、生物群落及其基本生态过程的长期监测、研究与数据管理,深入开展热带海湾生态系统的结构、功能和动态特征及保护管理的研究和示范,同时进行热带海洋生物资源可持续利用、海洋微藻的培养、生态生理研究、海洋活性物质的提取和分析以及海洋化学生态学等研究。目前三亚站有固定人员28人,其中常规海洋生态与环境观测人员9人,包括4名副研究员,3名助理研究员,2技术助理工程师。

三亚站作为南海所的研究平台,在创新课题研究上发挥着重要的平台作用,在站进行长期研究的学科组有:张偲研究员的热带海洋生物活性物质的化学生态学及其利用技术学科组,黄良民研究员的海洋生态学科组,余克服研究员的珊瑚礁—红树林环境记录学科组,王盛安研究员的海洋监测技术学科组,黄晖研究员的珊瑚生物学与珊瑚礁生态学学科组,黄小平研究员的海洋环境污染与生态保护学科组等。

三亚站在过去的20多年里,针对三亚湾热带海洋生态系统特征,在珊瑚礁生态系统物质循环、红树林湿地生物固氮、三亚湾上升流特征、经济海洋生物活性物质的研究及利用技术、海水珍珠人工培育、海水螺旋藻工厂化养殖等方面开展了一系列的研究工作,取得了一定的成果。热带海洋生物活性物质的研究与利用的研究成果获得国家科技进步二等奖(2007年度)和海南省科技进步特等奖(2004年度)各1项,为促进海南省和三亚市的社会经济发展做出了重要贡献。三亚站近年来取得的主要科学研究成果和进展情况如下:

1、热带海洋生物活性物质的化学生态学及其利用技术

第三任站长张偲研究员带领的课题组开展了海洋生物活性物质的化学生态学及其利用技术的研究,他们以红树植物,柳珊瑚、海绵为研究对象,阐述天然化合物的化学生态学,探寻抗肿瘤、防治老年痴呆的海洋药物,经过近十年的努力,取得了令人瞩目的成果。他们共提取鉴定了139个新化合物,包含72个具有抗污损、昆虫拒食、抗菌、促生长、抗老年痴呆症或抗肿瘤等活性的新化合物;开发了“珍珠氨基甙定重制取技术”、“海洋生物反渗式柱—膜联用脱腥脱毒技术”和“甲壳素氨基寡糖定长制备技术”,开发出了国家准号药“海珠口服液”等一批创新产品,完成了国药准号药品“海宝牌珍珠明目滴眼液”的技术改造。在SCI论文上发表文章63篇,申报专利29项,获授权18项。获2007年度国家科技进步二等奖、2004年度海南省科技进步特等奖各1项。

2、三亚湾上升流环境和浮游生态系统的研究

通过对三亚湾及其邻域生态系统中的海洋蓝藻的类群、区系及共生互作方式进行了较详细的研究,对沿岸的主要生态群落的生物固氮活性进行了调查和分析测定。尤其是对三亚湾水域的基于生物固氮的“新”氮源和由于西南季风引起的上升流带来的基于硝态氮“新”氮源的输入进行了深入分析,取得了新的认识。

同时三亚站的科研人员还对珊瑚礁水域的热带有毒甲藻的种类组成、周年变化等进行了采样分析,以及藻种分离纯化等工作,成功在实验室分离培养得到有毒甲藻纯系7个,其中5个南海热带品系国内尚未见相关研究报道,藻种纯系为国内首次获得。目前已完成了Amphidinium carterae、Coolia monotis、Amphidinium klebsii等有毒甲藻的生长环境因子试验和规模化培养试验。对Amphidinium carterae的化学成分进行了系统的研究。Coolia monotis、Amphidinium klebsii的化学组成分析试验以及Prorocentrum lima的生长实验正在进行中。

我们通过对三亚湾及其邻近海域的微食物环主要成员之一的浮游细菌进行了长达5年的连续观测,发现三亚湾溶解无机氮(DIN)主要的环境控制因子,初级生产是影响水域浮游细菌分布的重要因素。通过这样的连续观测分析,为微食物环的系统研究提供了可靠的依据和科学基础。

3、珊瑚礁生态系统研究

中国科学院南海海洋研究所早在上世纪六十年代就对三亚湾珊瑚礁进行研究,三亚湾的珊瑚礁主要集中在鹿回头岸段。第二任站长邹仁林研究员等共记录了海南岛浅水造礁石珊瑚,共13科、34属和2亚属、110种和5亚种,其中鹿回头岸礁段为12科、24属、81种,种数占全岛总数的70.4%。

通过近几年的工作,我们提出了三亚附近珊瑚礁不同营养结构中营养盐再生的模式,阐明珊瑚礁生态过程营养再生对珊瑚礁高生产力贡献的机制,结合陆源输入、上升流和生物固氮对氮的补给,探讨了三亚附近珊瑚礁氮营养的来源和循环途径,为进一步提出珊瑚礁生态系统氮循环理论奠定了基础。

近年来黄晖研究员课题组对珊瑚礁生态系统进行了大量的工作,在以下方面取得了开创性的成果:(1)三亚海域造礁石珊瑚共生藻的遗传多样性研究;(2)造礁石珊瑚及其共生藻类的实验研究;(3)三亚造礁石珊瑚恢复补充机制研究;(4)三亚造礁石珊瑚的分布和健康状况调查研究。

4、热带边缘海不同时间尺度的古环境演变过程研究

余克服研究员课题组充分利用南海珊瑚礁和海底沉积物对古环境记录的不同时间尺度特点,对研究海区古环境演变过程和时间序列作了初步综合分析,揭示了一系列的新特征、新规律和新证据。研究成果在国际高影响因子刊物上发表论文多篇,该成果使我国在珊瑚礁与古环境等研究实现了历史性的突破,为国际上在古海洋与季风历史以及珊瑚礁和微体古生物学等的理论发展作出一定的贡献。

5、热带滨海红树林湿地的生物固氮研究

三亚站研究人员对热带滨海红树林湿地的原位固氮活性进行近2年月尺度的试验测定,测得共生固氮菌有很强的光合固碳能力,在我国首次揭示了生物固氮是热带红树林生态系统的主要氮源。通过对固氮基因nif H 进行PCR-DGGE分析,在红树林生态系检测到固氮菌31种,另外我们从红树林湿地分离纯化得到6株纯化的固氮菌株,其纯培养物具有固氮活性,通过一系列的组合试验和优化试验,获得了一组高效固氮活性、稳定性好、抗逆性强、可以用于制备高效固氮菌肥的固氮菌复合系。

6、海水珍珠、海水螺旋藻工厂化养殖研究与利用技术

三亚站第一任站长谢玉坎研究员是著名珍珠研究专家。在建站初期生活设施十分简陋,没有水电供应,交通极为不便,研究人员在他的带领下,克服了重重困难,开始了长达近二十年的海水珍珠人工养殖研究,培育出我国最大的海水养殖珍珠,为我国海水珍珠产业的形成和发展做出了开创性的重大贡献,该成果曾获得广东省科技进步二等奖。多位党和国家领导人先后来三亚站视察海水珍珠养殖的科研成果,江泽民总书记曾亲临三亚站视察,充分肯定了海水珍珠养殖的科研成果,给科研人员和全体员工极大的鼓舞。

从上世纪九十年中期开始,以吴伯堂研究员为首的课题组,以敢为天下先的精神,开展了海水螺旋藻养殖的开创性的研究工作,课题组克服重重困难,终于将钝顶螺旋藻在海水中训化成功,并进行了大规模的养殖,为我国海水螺旋藻产业的形成和发展奠定了基础。该成果曾获得国家科技进步三等奖。

7、在公共服务方面

在国家生态系统观测研究网络提供相关基础软件的帮助下,三亚站根据元数据的制定标准,完成了促进数据规范化、存储和管理的标准化的分布式台站建设,根据我站的特点完成了若干常用数据集和特色数据集的规划建设,并完成了相应数据的整理录入工作。分布式台站的建成对于三亚站监测对象—三亚湾的环境、生态以及地质现象和过程的长期连续观测记录、数据存储和管理起到了良好的规范作用,实现了台站各类资源和其他单位的最大化共享,也极大的方便了科研工作者申请、使用相关数据。

我们已将近5年的全部监测数据,包括:海洋生物、环境生态和气象长期监测数据进行整理,目前已在CERN共享台站挂网运行(http://tmbes.scsio.ac.cn),本台站7×24小时并网运行。所有台站的注册用户均可查阅样例数据,并根据需要申请所需数据。目前已有所内外科研人员申请并使用部分数据,为生态研究提供了方便的服务。科研人员也可以把科研成果共享到数据库中,为科学研究提供一个交流服务平台。

随着科研竞争能力的不断提高,三亚站研究人员在2009年上半年捷报频传。主要有:(1)6月初,黄良民研究员牵头完成的科技成果“三亚湾及其邻近海域生态环境与生物资源研究” 通过评审,并推荐申报2009年海南省科学技术进步奖,该成果属多学科交叉综合性基础研究,历经10余年,以三亚湾海域及其典型生态系统为主要研究对象,对生物生产力和环境要素的变化规律、海洋生物资源的基本结构、分布状况和多样性等进行了深入系统的研究,评审专家组认为该成果总体达国际先进水平,其中热带海湾氮磷循环与生物性利用及其调控机制研究达到国际领先水平。(2)由胡超群研究员和黄晖研究员主持的“十一五”国家科技支撑计划项目“西沙群岛珊瑚礁生态恢复与特色生物资源增殖利用关键技术与示范” 通过该项目的课题论证,获得立项。(3)近期以我站张偲研究员为首席科学家的973项目“海洋微生物次生代谢的生理生态效应及其生物合成机制”获批立项,该项目可望取得海洋微生物新物种、新基因、新结构、新机制和新功能研究的重大突破,全面提升我国在海洋微生物次生代谢方面的科研水平。该项目的立项也标志着三亚站作为国家台站和中科院CERN站,其学术地位和学术水平又上了一个新的台阶。

胡锦涛总书记在党的十七大报告中强调要“深入贯彻落实科学发展观”,“提高自主创新能力,建设创新型国家”,“加强资源能源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力”,并提出了“生态文明”的新理念。对科技创新提出了新的、更高的要求。作为一个国家级的野外生态观测和研究台站,密切注视、监测三亚湾的生态环境变化;研究相关的生态环境问题为党和政府决策提供可靠的科学数据和理论依据;为周边地区做好保护生态环境的示范作用,为到2020年在我国全面建设小康社会做出应有的贡献是我们义不容辞的责任。

为此,我站制定2020年发展战略规划的指导思想是:以党的十七大精神为指针,深入贯彻落实科学发展观,以中国科学院知识创新工程、南海海洋研究所发展规划以及中国科学院生态网络(CERN)对我们的要求为依据,以不断提高自主创新能力和观测、研究水平为目标,以加强科学管理、发挥地域优势、引进高水平研究人才为措施,到2020年把我站建成人员结构合理、设施先进、成果丰硕、环境优美、和谐奋进的现代化国家级野外观测研究台站、我国热带海洋科学的战略性研究基地(平台)、国内一流的科普教育示范基地。时至今日恰逢CERN成立20周年,让我们以此为契机,团结奋进、努力工作,为海南热带海洋生物实验站的进一步发展而努力奋斗!




























 
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