山东省海洋水产研究所：国家海洋公益研究的“省级”样本

海洋公益研究五十年
打下坚实基础

　　山东省海洋水产研究所隶属山东省海洋与渔业厅，是一所拥有50多年海洋渔业资源、生态、水文、海洋化学等学科以及渔业技术诸方面研究历史的省属公益性重点科研机构。尤其在海洋生物资源与生态调查研究等方面，自建所伊始至今积累了大量调查资料和研究成果。自1957年首次开展山东南部乳山外海带鱼产卵场调查以来，数十年间该所先后进行了鲅鱼、鲐鱼、鲱鱼、对虾、鹰爪虾等10余种渔业资源调查及合理利用研究，并连续对黄渤海的海岸带、生物与非生物环境进行了逐月调查和探捕，积累了大量数据资料，特别是其在十年动乱期间进行的海洋水文调查研究弥补了我国黄渤海海洋调查7年的断层，成为我国海洋资源研究的重要史料。
　　近年来，山东省海洋水产研究所逐渐形成了优势突出、多学科并进的科研体系，拥有一支高级职称人员和博士、硕士为主的近200人的科研团队，并有20多个国内一流的实验室和200多台（套）国内外先进仪器设备，具有渔业污染事故调查鉴定甲级资格、国家海域使用论证乙级资质和海洋功能区划编制资质，通过了国家计量认证，涵盖了海洋环境、水产品等质量检验项目，为科技创新、服务社会提供了良好的平台，承担的“山东省近海经济生物资源调查与评价”、“黄渤海渔业资源动态监测”、“中国对虾增殖放流效果研究”等国家908、农业部专项全面揭示了我省近岸海洋生物资源，尤其是经济生物资源演化规律、与生态环境的相关关系及其在沿海地区经济发展中的地位和作用，科学预测了我省海洋经济生物开发的趋势和前景，促进了海洋渔业资源修复，为各级政府制定科学合理的海洋经济发展战略和保障海洋渔业可持续发展提供了有力的技术支撑。
　　近10年来，我国近海生态环境日益恶化，生物资源持续衰退，海洋荒漠化日趋明显，海洋生物资源及其栖息环境面临着前所未有的矛盾和挑战。与此同时，养殖生产中病害泛滥、渔药和抗生素盲目使用、养殖生物体内药残超标，污染的海产品已威胁到人们的身体健康。基于此，山东省海洋水产研究所积聚优势力量，于2007-2009年三年间联合国内海洋科研单位共同申报了“黄河入海口生物资源可持续利用及海参池塘生态养殖模式研究”、“黄渤海重点海域贝类养殖环境安全评价及其监控体系技术研究”和“基于生态系统的典型海域生物资源综合修复与调控技术研究及示范”三项国家海洋公益性行业科研专项，并顺利获得立项。新的研究层次、新的组织模式下的大型科研攻关，就此在山东省海洋水产研究所深入展开。　

黄渤海重点海域贝类养殖环境
安全评价及其监控体系技术研究

　　近年来，迅速发展的海水养殖业已经成为我国海洋渔业的支柱产业。2008年全国海水养殖总产量达到1340.32万吨（其中贝类养殖产量1008.09万吨，约占海水养殖总产量的75％）。但与此同时，我国海水养殖技术总体水平却一直比较落后，而且养殖环境不断恶化，病害泛滥、渔药和抗生素的盲目使用、养殖生物体内药残超标等导致海水养殖产品质量进一步下降。欧盟、美国、日本、韩国等海产品主要消费国甚至制订了相应法令，严格控制从中国输入海产品。
　　国际海洋环境保护组织和一些发达国家在海洋环境监测与安全评价方面进行了长期探索，发布了一系列较为先进的管理政策、科学理论和监测技术方案，并已成功应用于海洋环境保护实践中。我国贝类养殖海域环境研究大都以海洋环境状况、养殖容量等为主要研究目标，极少研究环境因子与养殖贝类产品质量的关系，未能系统、全面开展贝类养殖海域安全评价和监控体系技术研究，海洋监测评价体系的总体发展与世界先进水平相比存在较大差距。因此，开展贝类养殖环境安全评价及其监控体系技术研究，掌握养殖环境质量对养殖贝类的影响，将环境因素纳入到养殖贝类质量监控过程中，开发全新的养殖贝类环境和质量监控技术，已成为保证未来海水贝类养殖业健康持续发展的必然。
　　2008年4月，由山东省海洋水产研究所主持承担的“黄渤海重点海域贝类养殖环境安全评价及其监控体系技术研究”经国家海洋局批准正式立项，项目首席专家为张利民研究员。课题组分析了黄渤海重点海域贝类养殖区环境安全现状，研究贝类养殖区主要污染因子时空变化规律，掌握养殖环境中的主要污染因子风险特征；研究养殖海域内水体及底质环境中的主要污染因子与养殖贝类体内残留量之间的关系，并通过实验室模拟等手段，研究主要污染因子在养殖贝类体内的富集效应，掌握主要污染因子与贝类产品质量的关系；构建贝类养殖区主要污染因子的生物转移模型；建立适宜的贝类养殖环境安全评价和监控技术体系，开发风险预测软件。具体以四十里湾、桑沟湾、金城湾和黄河三角洲贝类养殖区为研究对象，进行贝类养殖海域及贝类体内主要污染因子调查研究；检测环境和贝类体内的氨基脲含量，研究贝类体内氨基脲的主要来源，形成我国贝类体内氨基脲评价方法；研究不同重金属（甲基汞、铜、铅、镉、无机砷）在不同贝类（扇贝、牡蛎、文蛤等）体内的富集效率，提出不同海域的适养品种；研究贝类养殖区生态环境与贝类产品质量的相关关系，提出我国黄渤海重点海域贝类养殖区安全分类参考标准；分析养殖海域内的主要污染物(甲基汞、铜、铅、镉、无机砷、大肠菌群、及难降解有机污染物)与主要养殖贝类(扇贝、牡蛎、文蛤等)体内残留量之间的关系，研究主要污染因子的安全限量，形成养殖贝类质量及环境安全评价技术。
　　项目实施2年多来，山东省海洋水产研究所组织协调各承担单位，对烟台四十里湾、莱州金城湾、荣成桑沟湾、黄河三角洲四个海区进行了12个航次的外业调查，获取了水质、沉积物、生物体三大类56个检测项目的数据资料，初步掌握了四个海区贝类不同生长阶段主要影响贝类质量的理化因子。截至2009年底，13项子课题均取得可喜进展，“贝类体内氨基脲评价技术研究”初步研究了贝类、海水、沉积物中氨基脲检测方法，监测发现黄河三角洲和潍坊近海氨基脲污染严重，已影响部分水产品质量；“贝类养殖海区微生物评价技术研究”完成了水质、底质、生物体微生物检测工作，目前正在进行甲肝病毒和诺瓦克病毒分离鉴定实验和人工感染实验；“药物残留与贝类安全评价技术研究”完成了水质中有机磷、有机氯农药检测，底质和生物体中药残正在进行中；“养殖环境与贝类产品质量研究”总结分析了近三年来检验的贝类产品质量情况，初步分析了养殖环境和贝类产品质量相关关系；“四十里湾浮游植物与初级生产力研究”，已完成当年外业调查，采用黑白瓶法测定海区初级生产力，同步调查浮游植物生物量；“四十里湾、金城湾和黄河三角洲贝类养殖海域底栖生物研究”已完成外业调查计划进度和底栖生物种类鉴定；“贝毒、石油烃在贝类饵料-贝类中的蓄积效应及转化规律研究”正在进行石油烃在小球藻、光合细菌、悬浮碎屑和贝类体内蓄积效应实验；“水污染程度分子标志物筛选试验研究”已完成文献综述写作，进行了四次急性毒理实验，完成急性毒性试验半数致死浓度和安全浓度数值，各种酶活性正在检测中；“重金属在贝类体内富集效率及不同海域适养品种研究”已完成镉、铜、铅在扇贝体内的富集与代谢试验，完成铜、镉、砷、汞等重金属对扇贝的急性毒性试验并得出相对应的不同时间的LC50和安全质量浓度；“贝类体内主要污染因子消除技术研究”初步形成贝类体内大肠杆菌、粪大肠杆菌消除技术小型试验方案，已在莱州市工厂化养殖大棚开展了地下水净化菲律宾蛤仔、牡蛎的试验，取得了初步的数据；“贝类养殖区主要污染源的生物转移模型构建研究”利用现有重金属在贝类体内富集规律研究成果，通过生态系统动力学分析和相关性分析，初步构建了重金属在生物体内转移模型；“生态风险预测软件研究”分析了养殖海域主要污染因子与养殖环境健康状况之间的关系，研究养殖海域的主要污染因子与人类健康之间的关系，利用STELLA和POWERSIM等软件，初步开发生态风险预测软件；“贝类重点养殖海域风险预警技术研究”完成了四十里湾、桑沟湾、金城湾和黄河三角洲贝类养殖区沿岸不同消费人群开展养殖贝类消费调查，初步确定了在安全摄入标准下的养殖贝类消费数量与贝类养殖海域的污染因子之间的关系，正在开发建立保障人类健康和食用安全条件下的养殖海域环境风险预警模式与技术。
　　今后，该项目将继续进行汞、铜、砷等重金属对扇贝、牡蛎等抗氧化酶值的影响、氨基脲的环境行为、氨基脲污染评价技术、重金属和贝毒风险路径、贝类质量与环境安全评价技术等研究，完成外业调查任务，初步建立起生态风险预测软件，并应用推广相关技术，初步分析适用效果。　

　
黄河入海口海参池塘
生态养殖模式研究

　　海参是一种适应性强并有很高的营养价值和商品价值的水产优质品种和高产高效品种，海参增养殖业已成为北方沿海地区渔业经济的支柱产业之一，仅胶东地区池塘养殖海参就达20余万亩，年产值80亿元左右。据预测，海参市场年需求量在150亿元-200亿元。但目前胶东半岛适合海参增养殖区域已经开发殆尽，而黄河三角洲地区丰富的滩涂资源由于受自然因素的制约，长期缺乏高效优质养殖品种，两对互补性的矛盾日益突出。
　　在此背景下，山东省海洋水产研究所于2004年率先提出“东参西养”的新思路，即把原来分布于胶东和辽东半岛的海参“移植”到山东西北部滩涂进行池塘养殖。近几年，该所承担的“海珍品（海参）健康养殖技术推广”、“刺参育苗及养成用无公害饲料的研制”、“刺参引种育苗及养成技术”、“海参苗种中间培育技术研究”、“刺参优良新品系的选育与构建”等项目为“东参西养”积累了理论基础和实践经验。在投入200多万元在东营建立了“浅海滩涂刺参池塘生态养殖技术研究与示范试验基地”的基础上，山东省海洋水产研究所开展了“黄河三角洲海参池塘生态养殖技术研究”，将复合菌生态调控技术、生物方法调控池塘藻相等一系列关键技术整合到目前海参池塘养殖技术中，基本摸清了该地区特殊的地质、水文、生态等环境状况，解决了部分关键技术，形成了山东西北部海参人工调控下池塘生态养殖新模式雏形。
　　作为国家海洋公益性行业专项，“黄河入海口海参池塘生态养殖模式研究”项目将海参生态养殖技术进行有机组装、配套和创新，从养殖容量、苗种、饲料、养殖模式、病害防治几个方面入手，重点解决海参健康苗种、生态养殖模式、养殖水质调控、病害防治、人工配合饵料等关键技术问题；同时，对海参养殖容量、病害防治技术进行研究，对现有海参池塘养殖技术进行集成与创新，建立黄河三角洲海参池塘生态养殖技术新模式，形成技术规范，并使新的生态养殖技术得到普及和推广。
　　项目实施2年多来，山东省海洋水产研究所“浅海滩涂刺参池塘生态养殖技术研究与示范试验基地”在东营金海田、裕海海珍品有限公司示范养殖1000亩，同时带动周边地区养殖规模达到30000亩，初步形成了产业化和规模化。2009年，胡锦涛总书记在现场视察时给予了高度肯定。同时，各专题研究取得重要进展。“黄河入海口沿海养殖池塘参礁生态效应研究”通过研究不同材质、不同颜色、不同投放深度的礁体藻类附着规律及其和海参生长的关系，不同礁体海参选择栖息规律和养殖效果，不同礁体对底栖环境的影响，弄清了黄河三角洲沿海特殊环境条件下海参养殖池塘中附着藻类群落结构和周年变动规律；“池塘浮游生物群落结构变动特征与调控技术研究”初步掌握了池塘水表层、底层的浮游藻类群落结构变动以及使用浮游生物网取样研究浮游生物的变动规律，并海参养殖过程中取得初步成效；“池塘生态（水质、底质）调控技术研究及微生态制剂的筛选研究”从黄河三角洲海参养殖池塘筛选分离出了生存能力强、具有高效、稳定将接有机物和氨氮及H2S的微生物菌株，获得了适合黄河三角洲海生池塘生态养殖的专用微生态制剂，并采取投放益生菌、培养大型藻类、提高换水频率、人工增氧、实验性采用耕水机等措施改善水质；“池塘养殖海参生物学研究”对不同放养条件和养殖方式（规格、投苗温度、投苗方式等）的成活率、生长情况和品质以及人工投饵料与不投饵料情况下海参的成活与生长等进行了系统研究，3年完成了2个养殖周期，投苗2次，收获2次，总成活率达到80%以上；“海参池塘养殖容量研究”根据初级生产力、水质、参礁类型和海参养殖状况确定合理的养殖容量，严格控制放养密度，研究了养殖密度与生长速度和产量、饵料丰度与养殖密度、水交换量与养殖密度的关系以及非养殖生物的控制等等，进行的多种类生态混养试验取得效果良好。
　　目前，课题组已初步完成合同指标规定的各项内容，形成了池塘的挖掘和改造、附着基的类型与设置方式、海参苗种来源与放养规格及时间、池塘水环境生态调控方法等一系列技术规范，基本探索出了黄河三角洲海参池塘生态养殖技术新模式。　

基于生态系统的典型海域生物资源
综合修复与调控技术研究及示范

　　莱州湾、辽东湾、舟山海域以及北部湾是我国传统的渔业作业区，也是众多经济生物资源的重要产卵场和索饵场。但随着社会经济的快速发展，强烈的人为干扰将原本健康的近海生态系统推向了逆向演替。据《2009年中国海洋环境质量公报》，全海域未达到清洁海域水质面积约14.7万平方公里，严重污染海域包括辽东湾、渤海湾、莱州湾、长江口、杭州湾等。山东省海洋水产研究所研究人员调查发现，以上海域主要海洋生物资源呈现小型化、低龄化特征，部分物种濒临灭绝或已经灭绝，尤其是生态关键种的过度捕捞导致食物网断裂、生态位空缺，生态系统处于不稳定状态，并由此引发浒苔爆发、有害水母泛滥、赤潮频发、海星肆虐等多起生态灾难。
　　为保护典型海域海洋生物多样性，保证海洋生态环境和生物资源的可持续利用，2009年7月，山东省海洋水产研究所联合国内11家涉海科研单位申报了国家海洋公益性行业专项“基于生态系统的典型海域生物资源综合修复与调控技术研究及示范”，并于当年12月正式立项。该项目围绕《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》、《国家“十一五”海洋科技规划纲要》、《全国科技兴海规划纲要 （2008年—2015年）》等国家涉海规划，以“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”为指导方针，以海洋渔业与生态、生活、生命的和谐发展为主线，紧紧抓住制约我国海洋渔业经济发展的重点、难点——资源与环境问题，发展典型海域生物栖息地重建技术、生物资源恢复与养护技术及修复效果综合评价技术，提出海洋生物多样性保护策略，建立海洋生物资源修复保护技术研究与示范的联网信息平台，为修复生态环境、实现海洋生物资源可持续利用提供科学依据和关键技术支撑。
　　在莱州湾，项目拟建立生物多样性及生态系统结构稳定性与健康度的评价技术，构建典型生态环境修复技术、生物资源恢复与养护技术及修复效果综合评价技术等，明晰修复群体的存活、生长、洄游和资源的补充过程，整合辽东湾海蜇和口虾蛄、舟山海域大黄鱼和曼氏无针乌贼以及北部湾典型生态区海洋生境评价与保护修复管理技术，建立典型海域生态系统关键种、特有种和重要经济种的修复技术体系，最终建立特色显著的海洋生态环境与生物资源修复保护技术研究与示范联网信息平台，为海洋生物资源持续利用和环境持续发展提供科学依据和关键技术。
　　此外，受自然环境变迁以及人类活动的影响，世界范围内几乎所有的海草场处于不断衰退中。目前很多国家都开展了海草场研究工作，并建立了全球性海草监测网络。尽管我国近岸海草场也处于不断衰退中，但国内关于海草场的研究还非常薄弱。因此，开展适合我国海域特点的海草场生态系统修复技术研究成为急需解决的关键问题。项目实施过程中，研究人员通过对大量科学实践进行总结发现，修复海洋生物资源，改善海洋生态环境，最有效方式就是进行人工鱼礁（藻礁）建设和人工增殖放流。
　　20世纪80年代初，我国沿海多个省市曾进行过人工鱼礁投放试验，但未大规模推广。近年来，山东、辽宁、广东、浙江等省人工鱼礁建设已形成一定规模，并逐步形成资源保护型、资源增殖型和休闲娱乐型等各具特色的建设模式。但目前国内关于人工鱼礁建设的相关研究多偏重于礁体稳定性技术、鱼礁最适配置规模、礁体（群）最佳组合技术、鱼类诱集和增殖技术等，对于如何评价人工鱼礁建设的实际效果缺乏有效的评价方法和明确的指标体系。
　　“基于生态系统的典型海域生物资源综合修复与调控技术研究及示范”正是侧重利用人工鱼礁、人工藻礁以及人工海底植被系统来改善海洋生态环境质量、恢复和重建生物栖息地、保护生物多样性等。同时，项目还针对健康苗种培育技术、高成活率的放流技术、跟踪监测技术、效果检验和评估技术，放流海区的生态环境、容量和合理放流数量研究，放流增殖对近海生态系统结构和功能影响研究，种群遗传资源保护和管理的研究等目前尚缺乏系统规划和技术集成的关键问题，尤其是如何实现放流修复技术的产业化和标准化，展开攻关。
　　研究人员认为，海洋生物资源的修复保护将从目前重要经济种的单纯放流修复向生态系统整体结构、功能与生态过程综合修复的方向发展，修复的尺度和力度将不断增大。生物修复技术与海洋工程技术的有机集成将整体提高资源修复与保护的技术水准，在促进良性生态演替，恢复受损生态系统完整性中发挥更大的作用。因此，该项目将在对目标海区生物资源现状、水域环境和底质环境状况进行充分调查研究的基础上，开展近岸海洋生物栖息地恢复保护技术研究、海洋生物资源恢复保护技术研究，生境修复与生物资源养护效果综合评价研究等。这不仅对保护莱州湾、辽东湾、北部湾以及舟山近海海洋生物资源多样性，恢复种群数量有重要意义，对于加强海洋生态环境保护和维护生态系统平衡也将发挥重要作用，对我国近海生物多样性保护和资源修复也具有参考和借鉴意义。