发布时间:2023-09-24 15:33:26
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇海洋科学进展,期待它们能激发您的灵感。
英文名称:Advances in Marine Science
主管单位:国家海洋局
主办单位:中国海洋学会;国家海洋局第一海洋研究所
出版周期:季刊
出版地址:山东省青岛市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1671-6647
国内刊号:37-1387/P
邮发代号:24-58
发行范围:
创刊时间:1983
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
关键词:海洋经济 示范区 生态对策 天津港
中图分类号:F124 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0159-02
随着国家海洋经济战略的确立,港口对经济的推动作用越来越明显。2013年9月,天津市获批国家级海洋经济科学发展示范区,明确提出“一核、两带、六区”的天津海洋经济总体发展格局。作为重点建设内容之一的天津港如何推进绿色循环低碳发展,促进生产空间集约高效利用,是实现国家级海洋经济科学发展示范区发展战略、实现海洋生态文明建设与经济可持续发展的重要组成部分。
1 天津港生态经济建设现状
天津港是建设中国北方国际航运中心和国际物流中心的核心载体,中国北方最大的综合性港口,连接东北亚与中西亚的纽带。天津港是世界等级最高的人工深水港,目前主航道水深已达21.0 m,30万t级船舶可乘潮进出港。
天津港现有水陆域面积336 km2,陆域面积131 km2,拥有各类泊位总数159个,其中万吨级以上泊位102个。2013年天津港货物吞吐量突破5亿t,集装箱吞吐量突破1300万标准箱,成为中国北方第一个5亿t港口。同世界上180多个国家和地区的500多个港口有贸易往来,腹地面积近500万km2,占全国总面积的52%。
天津港是最早重视生态经济建设工作并付诸实施的港口之一。废气、废水、废渣的治理及噪音的环境监测。改革开放以来,不断吸收采纳国外的先进理念,通过统筹规划,大力推广新技术、新工艺的使用,对生产生活的采暖等煤粉、废气产生量较多的设备和生产线进行了改造升级,对不能改造和升级的设备与生产线坚决予以淘汰。同时完善港区的生产生活环境,进行港区煤尘专项治理、垃圾治理,加快港区绿化建设步伐等等,使得天津港的生态环境得以明显改善,空气质量、水质量、土壤质量均得到了大幅提升。
2 天津港生态经济建设存在的问题
虽然天津港生态经济建设已经取得了一定的成绩并达到了一定的功效,但关于港口的生态化发展在理论、实践、指导、监督等等方面还存在一定的问题,主要表现在以下几点。
2.1 港口生态经济建设理论体系不完善
完善的生态经济理论可以为港口生态化建设提供科学依据。目前我国的生态经济建设理论研究基础还很薄弱,对港口的建设与海洋资源的合理开发相结合的平衡点缺乏具体的计算依据,港口的生态承载力计算也缺乏专门的理论体系,港口生态经济建设指标体系还不健全,需要政府主导下的“产学研”结合,港口企业和高校合作,形成港口生态经济建设理论体系。
2.2 港口生态经济建设宣传教育和培训机制没有形成
港口生态经济建设是政府和港口企业的任务,同时与人民生活密切相关,目前关于港口生态经济建设教育内容明显短缺,教育体系不健全,港口生态经济建设理念没有深入到企业和民众的内心深处,需要加大力度,形成一套教育、培训体制,做好各种宣传活动,扩大影响面,与其他生态经济建设宣传相结合,深化可持续发展理念。
2.3 港口生态经济建设过程中缺乏全程监督,政府职能缺位
港口生态经济建设的相关政策法规体系的不完善,相关的激励机制和监管机制不健全,造成了港口建设的无序现象。政府在港口生态经济建设中发挥的职能薄弱与相关技术力量薄弱、专项治理预防资金不足等原因密切相关。加上注重GDP数据,追求经济的增长而忽略了对生态环境建设。另外,政府对港口生态经济建设的认识不足,认为港口生态经济建设就是港口绿化或港区卫生清洁,没有意识到港口生态经济建设的核心理念是可持续发展,既包括清洁生产又包括对环境、资源等的保护与协调,实现港口的生态建设和经济建设同步,形成绿色经济。
2.4 港口生态经济建设标准管理体系有待建立
港口生态经济建设管理体系标准未落实到位。标准管理体系不能局限于港口或是港口的某一特定范围内,其管理体系的组成需要融合海洋环境监控、空气质量监控、污水排放监控、近远海生物生存状况监控等,形成一套完整的体系。港口生态经济建设标准管理体系的建立有利于树立可持续发展理念,有利于推动资源和能源的节约实现合理利用。
2.5 港口生态经济建设技术创新不足
在港口生态经济建设创新能力方面,天津港在国内有明显的优势,但与国外发达国家还有相当大的差距。如立体生态化海洋利用技术的研发尚未突破瓶颈。现有生态技术仅仅是对原有技术的升级,难以称为绿色生态化技术。一方面由于资金投入不足造成设备升级改造难以进行,另一方面港口生态经济建设理念淡薄,一味追求眼前利益、短期利益,没有将生态保护和自身长期规划结合。
3 港口生态经济建设对策
港口生态经济建设不仅符合经济的发展需要,也符合生态环境的需求,所以是天津港口建设的必然选择和必由之路。
3.1 多层次参与,树立港口生态经济建设理念
以环境为代价的“灰色经济”并不能形成港口的可持续发展,要求我们提高港口生态经济建设意识,树立港口生态经济建设发展理念成为必然。提高港口生态经济建设意识、树立港口生态经济建设理念需要政府引导、企业实施、民众参与。在港口生态经济建设上,国家宏观控制、调节尤其是地方政府的区域政策、调控仍然起到关键性的作用,政府的港口生态经济建设意识、对港口生态经济建设具有政策引导、支持作用,对参与企业、民众具有教育作用。企业是港口生态经济建设的具体实施者和责任承担者,从港口设计、排污、物流及对海水和海洋生物影响等方面植入港口生态经济建设理念,有利于港口的可持续发展的实现。普通群众成为港口生态经济建设的积极参与者,对港口建设、运营积极参与监督。使港口生态经济建设成为可能。
3.2 多渠道投入,支撑港口生态经济建设
港口生态经济建设是事关区域经济效益、社会效益、生态效益能否同步发展和可持续发展的一项重要工作,政府的引导非常重要。在港口生态经济建设理念培养、教育培训、相应配套机构建立、配套设施供应等方面需要相应的资金。港口生态经济建设离不开技术改造、设备更新、人才引进等,政府在政策、金融税收和专项资金等方面予以适当支持,减轻了港口企业经济、资金负担,有利于引导其走向可持续发展的生态化道路。
3.3 多技术集成,提高港口生态经济建设技术创新能力
通过提高港口和产业的技术创新能力,形成可持续技术创新,实现技术创新的常态化。使港口生态经济建设技术创新既能给企业、社会带来经济效益,又能带来生态效益。
3.4 多元化评价,制定港口生态经济建设标准体系
港口生态经济建设和发展需要一套切实可行的标准体系。包括港口生态经济建设工艺流程标准、设计标准、评价标准、环境监测标准等。包括规划、施工、运营等方面的指标体系、运用定性和定量分析的方法,从多角度、多层次对港口生态经济建设进行综合评价,提出相应对策。并在实际操作中不断摸索与改进、修正。标准体系的建立使得港口生态经济建设和发展有据可依,也意味着天津港口生态经济建设的长期发展意识和发展思路的形成。
3.5 多方面交流,开展港口生态经济建设国际交流合作
在港口生态经济建设方面与先进国家通力合作,广泛交流。包括信息共享、技术互通。学习先进国家的港口生态经济建设理念有利于天津市乃至全国港口生态经济建设理论的发展与完善,有利于加速港口生态经济建设技术创新进程,有利于港口生态经济建设标准制定。
4 结语
天津港在港口生态经济建设方面取得显著成就,但港口生态经济建设不是港口自身的孤立建设,而是融合在整个区域或城市生态经济建设中的一环,目前还存在港口生态经济建设基础理论体系不完善,政府监管不到位、标准体系和指标体系不健全、技术创新能力不足和生态经济意识不强等问题,需要多层次参与、多渠道投入、多技术集成、多元化评价和多方面交流。
参考文献
[1] 葛振鸣,周晓,程健敏,等.生态型港口综合评价指标体系初探――以上海港为例[J].长江流域资源与环境,2008(3).
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【摘要】 随着人们物质生活水平的提高,生活方式、饮食习惯不当,以及人口的老龄化,慢性非传染性疾病的患病率逐年上升,慢性病及其并发症已成为我国人群最主要的死亡原因之一。其实,影响健康75%以上的因素都是可以通过生活方式、饮食习惯的改变、行为的干预而得到改善的。2011年在全国推行慢病健康管理工程,选用海洋保健品对慢病患者进行健康干预。
【关键字】 海洋保健品、慢病健康管理工程
随着人们物质生活水平的提高,生活方式、饮食习惯不当,以及人口的老龄化,慢性非传染性疾病的患病率逐年上升,慢性病及其并发症已成为我国人群最主要的死亡原因之一。尽管目前慢性病高发难治、药物治疗顾此失彼造成的影响越来越大、医疗费用上涨超负荷已经成为我国面临的三大医疗难题。但影响健康75%以上的因素都是可以通过生活方式、习惯的改变、行为的干预而得到改善的。两大协会推动“慢性病健康管理工程”的意义,就是希望在全省通过健康教育,改变公众不健康的生活方式和习惯,干预不利于健康的行为,提高公众的生活与生命质量。“慢性病健康管理工程”选用海洋保健品作为最重要的健康干预手段,对预防及辅助治疗慢病有着重要意义。
1 海洋保健品的简介
1.1 海洋资源丰富:海洋占地球表面积的71%,它不仅拥有总体积为13.7亿立方公里的水量,还拥有浩大的生物资源,为人类提供丰富的食品和巨大的能源,是地球资源的宝库。海洋生物资源有20多万种,其中海洋动物约18万种,包括各种鱼类、虾类、蟹类、贝类、蛇类、蛙类和兽类;海洋植物约2.5万多种,绝大多数为藻类,如海带、紫菜、石花菜、朗鸽菜等。这些海洋生物作为人类食品来源,不仅资源浩大,品种繁多,而且具有营养丰富,保健养生的特点。[1]
海洋植物的保健作用: 海洋植物中不仅含有人体所必需的碳水化合物、多种维生素及矿物质,而且还能为人体提供优质的蛋白质和脂肪,满足人们对营养的均衡需求。同时,海洋植物还含有陆生蔬菜中没有或缺乏的无机盐、植物化合物,如碘、卤化物、阳碱、酚类化合物、花烯类化合物、多烯有机酸等,这使得海洋植物具有多种保健功能。[2]
预防和治疗心血管病:海带等褐藻中含有褐藻氨酸,具有良好的降压效果;海带及紫菜等含有大量海藻多糖,为陆生蔬菜所没有,这些多糖具有肝素的活性,能阻止动物活细胞的凝集反应,因而可防止因血液黏性增大而导致的血压上升;在海藻中含有亚油酸和亚麻酸等人体必需的不饱和脂肪酸,其中不少是二十碳五烯酸,有防止血栓形成的作用。海藻除了具有对心血管起保护作用的多糖与脂肪酸外,还富含硒元素,德国科学家研究发现,人体缺硒是患心血管病的原因之一。
抗肿瘤、抗辐射、抗炎症作用:海藻中的酸性多糖和凝集素有明显的抗肿瘤作用,日本用海藻酸钠治疗白血病取得一定成效;螺旋藻所含多糖及藻蛋白含有抗辐射作用的活性成分,因此具有抗辐射功能;海藻中的硫、氮酚类化合物抑菌效果较好,所以海藻还具有抗炎症作用。[3]
1.3 海洋动物的保健功能:海洋动物中含有人类所必需的多种营养成分,如氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素和矿物质等。海洋动物体内一般含有多种维生素,尤其是脂溶性维生素A、维生素D和维生素E,此外还含有丰富的维生素C和B族维生素,鱼肉中还含多种矿物质如钙、磷、铁、锌、硒、锰、镁等。对海洋动物的保健作用,近年谈论最多的是DHA和EPA,即商业名“脑黄金”,一般认为具有促进代谢、提高人体免疫力的作用。
1.3.1 对心血管系统的保健作用:DHA和EPA在人体内有促进脂质代谢的作用,能降低总胆固醇和低密度脂蛋白的含量,具有保护心脏和血管的功能;它们还能降低血液凝结性和减少血小板凝结,对防止血块形成具有重要作用。
1.3.2 对智力的影响:DHA和EPA能使脑细胞正常发育,提高儿童智力。但DHA和EPA在体内积累易与体内代谢产生的活性氧自由基作用,产生过氧化脂质、褐脂质等有害物质,影响细胞功能,促使细胞衰老,所以服用DHA和EPA一定要遵正常用量,避免出现负反应。
1.4 海洋保健品能抗老防衰实:验证明,海藻及深海的鱼肉提取物能抑制人脑中的B型单歧氧化酶活性,使脑细胞的神经递质维持常态,延缓脑部的衰老。同时,海洋食品中的有机成分能提高SOD的活性,从而有效地消灭体内的活性氧自由基,阻断自由基反应,保护体内细胞的正常功能、延缓衰老。此外,维生素C、维生素E和硒联合作用能有效提高抗氧化能力,能清除脂质自由基,达到抗衰老的目的。
2 海洋保健品的特点
2.1 纯净无污染:海洋保健品的原料是从远深海的原生态、无污染、无公害的海洋动物和海藻类植物中筛选,100%纯天然,无添加任何化学剂。
2.2 高纯度:海洋保健品采用现代高新生物技术从海洋生物中分离提取出特定功效成份的活性物,这些提纯物具有明确的化学结构和准确的分子式,能靶向作用于人体目标器官,准确针对各种慢病进行预防及辅助治疗。[4]
2.3 高生物吸收度和利用度:从海洋生物中分离提取出的对预防、控制多种慢性疾病有益的高活性成分,与人体有很好的亲和性,服用后很容易被吸收,在体内不积蓄,高效而安全。
2.4 中西医优点的有机结合:海洋保健品吸取中医养生中的“君臣佐使”综合调理的养生理念,采纳西医功效成份明确快速显效的健康方式,将中西医健康养生的精华科学地融合。
2.5 功效显著:海洋保健品是根据人体生理及产生病理来设计产品,仿生性强,产品的配方和原料纯度都体现出中西医健康养生的精髓,充分发挥产品中的各种原料的功效,多种原料起到的协同作用而显著提高功效。
3 海洋保健品在慢病健康管理工程中的应用前景
目前,国内外已有几十种海洋药物和保健食品投入临床使用。全世界的医药学家和食品营养学家都认为,海洋保健品对慢病治疗有着极其重要的作用。我国慢病健康管理工程应用海洋保健品作为健康干预手段,为慢病患者的健康长寿的能力方面作出突出的贡献。
参考文献
[1] 范迪,王娟,迟宏.海水资源开发及综合利用浅析[J].海洋科学,2008,(3):91~95
[2] 李粟.浅谈“蓝色文明”的发展历程[J].海洋科学,2009,(7):118~120
[3] 郭 雷,宋晓凯,王淑军,秦 松.海洋抗肿瘤药物的临床研究进展[J].海洋科学,2010,(3):82~87
国际海洋科技的发展动向
目前初露端倪的“新一轮蓝色圈地、新一轮资源开发、新一轮海洋探索”,在“十二五”期间会愈演愈烈,而且高精度、深层次的海洋调查勘探支撑蓝色圈地,引领资源开发。根据新世纪10年的发展积淀分析,未来5年海洋科技将围绕着如下几个全球性的重大命题在世界沿海大国掀起新一轮科技竞争。
“蓝色圈地”成为科技竞争热点
进入新世纪,新一轮“蓝色圈地”在世界舞台上愈演愈烈,“十二五”期间有可能会掀起一个小。首先是海洋大国抢占国际公共海底。俄罗斯在4500多米深的北冰洋海底率先插上一面钛合金国旗,暗示该区域归俄罗斯所有,各发达国家纷纷效尤,引发了新一轮国际公共海底的争夺战。如果说过去的5年还处于准备窥视阶段的话,未来5年可能会付诸实施。二是抢占“外大陆架”海洋国土。澳大利亚率先获得了250万平方公里的外大陆架,引发世界各国争相申报,争相宣称自己拥有宽广的外大陆架,导致了一系列难以调和的海域之争。三是海域划界矛盾重重。过去可以搁置争议、共同开发的海域,因为国际上的蓝色圈地而使海域划界变成“白热化”的竞争,甚至有可能使“睦邻友好”演变成“拔刀相向”。蓝色圈地说到底是一种国防实力的竞争、科研水平的竞争、保障技术的竞争、调查手段的竞争。
深海探测成为海洋调点
广袤的海洋,平均水深接近4000米,推想可知,深度4000米左右的“深海洋盆”占据了绝大多数海洋面积。而这些深海洋盆的绝大多数又是国际公共海底。美国、加拿大率先推出深海探测体系(001)计划,在面积近5万平方公里、深度4000米左右的深海洋底布设_个庞大的、网络化的、实时的、连续的、多学科的海底观测系统。沿海发达国家积极回应,纷纷围绕各自的深海目标,建立各具特色的深海观测系统,目的是通过海底装备的先进性来显示科学数据的先进性,表明科学认识的超前性。同时通过深海资料的占有和积累显示海洋强国的作用和地位,以期在未来战略资源划分上取得优先权。
战略性资源开发成为海洋科技亮点
国际公共海底蕴藏着储量巨大的、全人类共有的未来战略性资源。譬如深海油气藏、海底可燃冰、热液硫化物矿床、大洋多金属矿产、深海生物基因资源,相对于捉襟见肘的陆地资源,特别是油气、煤炭等化石燃料资源来说,相对于目前人类的年消耗量来说,可以说是储量丰富、增速极快。对其调查勘探、先期开发是当前海洋科技发展的动力和竞争热点,谁科技实力雄厚,谁率先勘探开发,谁就率先取得了掠夺全人类未来战略性资源的钥匙。
全球气候变化成为海洋科学研究热点
地球系统科学的新概念、新理论,成为“十二五”海洋研究的重要方面。大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的相互作用,“海气相互作用”以及“海地相互作用”等重要机理研究使人们在一个地球综合系统的新视野内重新认识海洋,最终落脚在全球环境变化上。
海洋生态系统研究迅速发展
未来5年,从分类学的海洋生物多样性到海洋极端环境的生态系统;从分子水平的海洋生物技术到生态系统水平的海水养殖;从海洋生物资源修复技术到海洋生态灾害防治,在一个大生态系统的框架下成为一个既古老又崭新的重要的海洋科学研究领域。关于生态系统的研究将跳出单纯的海洋生物学范畴,形成一个包括环境、地质、化学、水动力在内的大的综合科学系统。
蓝色经济成为沿海各国的重要目标
依靠海洋科技进步和创新来引领支撑海洋经济发展变成了沿海国家的发展主脉络。海岸经济逐渐向海床经济延伸,沿海经济逐渐向涉海经济发展。以基础性、公益性为主的海洋调查研究逐渐转为面向产业发展的核心技术研发。
我国海洋科技的发展趋势
我国的海洋科技事业在未来5年内一定会以前所未有的速度创造不凡的业绩。概括起来,发展的焦点集中在提高“五大能力”。
控制能力如何保证和提高我国海洋国防安全的控制能力,国家海洋权益的保障能力,对中国有特别重要的意义。
认知能力人类虽然经历了几百年的探海历程,有了海量的知识积淀和数据积累,但对茫茫海洋来说,人们的认识还很肤浅,甚至还很陌生。探索海洋、认识深海、了解深海,特别是探索远离大陆的深海洋盆依然是我国海洋调查研究的重要方向。
开发能力相对于人炸和陆地资源匮乏来说,海量的海洋资源可谓取之不尽、用之不竭,但必须取之有道、用之有序,这就是提高海洋资源开发能力的大问题。
关键词:科教兴海战略 海洋科技创新体系 海洋教育
中图分类号:F207 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)12-202-02
当今世界,随着经济社会和海洋科技的突飞猛进,人类对海洋的探索程度不断加深,利用能力日益提高,海洋经济开发的深度、广度和领域正在发生深刻的变化。特别是随着陆地资源的过度开发,发展海洋经济已经成为浙江省解决面临的资源匮乏、环境恶化等问题的重要途径。对于缺少陆域经济发展建设用地、缺乏电力和水资源短缺等生产要素的浙江省来说,充分发挥海洋资源优势,加快发展海洋经济,建设海洋经济强省,已是势所必然。浙江省委、省政府审时度势,及时提出建设“海洋经济强省”和“海上浙江”的口号,认为建设海洋经济强省就必须贯彻执行科教兴海战略,建立产学研紧密结合的海洋科教自主创新体系。2005年以来,浙江海洋经济发展呈现新态势,对全省经济推动作用已越来越明显。
一、浙江省科教兴海发展战略的分析评价
1.科教兴海战略的内涵。科教兴海战略就是以科学技术是第一生产力和教育为先为战略思想,把科学技术和教育放在经济、社会发展的重要位置,不断提高面向海洋的科学技术以及教育的水平和自主创新能力,不断增强海洋产业的综合能力和竞争实力,把开发海洋转移到依靠科学技术进步和教育发展的轨道上来,转移到不断提高人民群众的海洋素质上来,最终实现海洋经济、海洋社会和海洋环境的和谐发展。
科教兴海战略要坚持以海洋资源合理开发和持续利用,提高综合效益,以经济为中心,充分发挥海洋区位、资源和科技优势,重点开发海岸带、海岛和近海资源,在抓海洋基础研究的同时,重点抓技术开发的示范和推广,采用海洋高新技术,改造传统产业,积极发展新兴产业,探索和开拓未来产业。制定“科教兴海”政策,要注重海洋科技经费投入,优化海洋开发环境,大力促进海洋科技事业的发展,全面推进海洋经济走上新的发展阶段。①
2.浙江省科教兴海战略的框架分析。新世纪以来浙江省委、省政府高度重视科教兴海战略,并把它提高到“海洋:浙江的未来”的战略高度。2005年,浙江就出台《浙江海洋经济强省建设规划纲要》,要把发展海洋经济作为浙江新的经济增长点。“十二五”时期,浙江将建设成为我国重要的国际枢纽港、具有较强国际竞争力的新型临港产业基地、世界级城市群新型城市化先行区、海洋综合开发体制改革试验区和海洋生态文明示范区。2010年3月浙江获得国务院批准为“转变经济发展方式综合试点省”,具体内容包括加快推动中心镇新型城市化、大力建设海洋经济发展带、推进义乌国际商贸综合改革试点、加强产业集聚区战略规划和布局引导及促进民营经济平稳健康发展等。3月10日,国家外国专家局、浙江省政府宣布合作共建“中国海洋科技创新引智园区”,在舟山建设一批国家级海洋产业引智示范推广基地。②
在描绘规划的同时,浙江科教兴海战略的布局初步呈现。浙江海洋高新技术产业(海洋重大工程、临港工业、船舶修造业、海水养殖与加工、海洋环保与防灾减灾)取得较大进展,浙江海洋产品的竞争力明显提高,通过海洋科技服务等平台使一大批海洋类科研成果得到推广应用,科学技术对浙江海洋经济发展的作用明显增强。浙江海洋教育实现了以全省唯一的一所海洋类本科院校浙江海洋学院为依托、浙江大学等大学为基础的大学教育体系和中学、小学实行特色教育的中等教育体系的有机结合,浙江海洋学院等高校每年可以为浙江提供几千名浙江海洋经济急需的船舶等高层次人才。
浙江省通过浙江海洋经济工作领导小组加强了对科教兴海战略的领导,强化浙江省海洋渔业局作为海洋行政主管部门以及浙江省教育厅作为海洋教育行政主管部门的综合协调能力,统筹规划,合理布局,形成了全省推进海洋事业发展的合力。
3.浙江省发展科教兴海战略中政府、企业、科研机构(高校)的关系。科教兴海战略从建立到实施必须统筹考虑政府、企业、科研机构(高校)的相互关系。政府是科教兴海战略的政策的制定者、监督者和协调者,企业是实施科教兴海战略的主力军,科研机构(高校)是实施科教兴海战略的智力支持者和文化引领者。
作为政策的制定者,浙江省委、省政府是从浙江经济社会发展的战略高度提出科教兴海的设想的。在发展的初期,政府可以投入一定的经济资源优先发展与海洋相关的科技和教育事业,到一定程度以后政府就应当退出“运动员”的身份,转而以“裁判员”的身份成为政策的制定者、监督者和协调者。
企业是实施科教兴海战略的主体。科教兴海战略中,科技和教育是手段,兴海是目标。振兴海洋,必须建立符合市场经济发展规律的海洋开发体系。同时,海洋产业的高科技化、海洋成果的产业化,都只能在企业的范畴内实现。
科研机构(高校)是实施科教兴海战略的智力支持者和文化引领者。据不完全统计,近几年来,浙江省与海洋相关的科技成果都是由科研机构(高校)单独或是与企业合作完成的。浙江海洋学院等高校还培养了一大批海洋科技和文化工作者,并通过举办“海洋文化节”、“海员日”等活动积极培养广大人民群众海洋参与意识。
二、舟山市推动科教兴海战略的案例
舟山是全国唯一一个建在群岛上的地级行政区域。自古以来,勤劳的舟山人民依靠优越的海洋资源,使舟山成为世界的三大渔场之一,中国最大的海水产品基地。改革开放30多年以来,舟山市把党和国家的路线、方针、政策与省委的战略意图和舟山海岛的特色结合起来,充分发挥海洋资源优势,大力发展海洋经济,取得了很大的成绩。时任浙江省委书记的在舟山视察工作时指出:舟山是浙江发展海洋经济的桥头堡,舟山要在浙江建设海洋强省中打头阵,要有“舍我其谁”,敢于争先的气概。海洋经济是高技术经济,开放型经济,结合型经济,要十分重视技术进步和人才培养,加强区域海洋科技创新平台建设,着力提高自主创新能力。③
舟山市在加快海洋经济发展的过程中,明确提出其核心是不断增强海洋科技创新对经济的驱动力,科学技术的使用程度直接决定了舟山海洋经济的发展程度,必须把推进海洋科学技术创新作为发展海洋经济的着力点。2009年12月,舟山市设计了建设“海洋科学城”的目标。作为舟山市发展海洋经济的重要载体、加快经济转型的重要举措,和体制创新的重要突破。舟山海洋科学城的目标是建设成为全市的政治、经济、文化、教育、科技中心和海洋科技创新中心,以及海洋科技创新、海洋高新技术产业集聚区,还有浙江省具有战略意义的海洋经济高新区和“海上浙江”核心区,中国一流的海洋高新技术产业基地和国内独具特色的海洋科学城。
舟山市在浙江省建设海洋经济强省、港航强省、推动科技兴海战略进程中,具有关键的地位。而建设海洋科学城正是舟山推动科教兴海战略在体制方面的重要突破。海洋科学城中的高教科研区还包括浙江国际海运职业技术学院和浙江海洋学院新校区。④
与此同时,舟山市还十分注重引进培养一批具有创新能力和务实精神的海洋科技人才,通过组织开展重大海洋科技项目,集中一批海洋科技拔尖人才为舟山海洋经济建设服务。舟山市设立海洋科技自主创新奖,引导海洋科技工作者积极研制符合舟山海洋科技创新要求的被市场认可和接受,能够推动舟山海洋经济转型升级的原创成果,鼓励海洋科技人员把实验成果与市场需求结合起来,研发出具有社会效益和经济效益相结合的高科技产品。
三、浙江省科教兴海发展战略的对策研究
1.大力加强对于“科教兴海”的领导。浙江省拥有较多的海洋科技和教育资源,但却分散在不同的行政管理部门和事业单位中。可以依托浙江海洋经济工作领导小组或专门成立浙江科技兴海领导小组,以省科技厅和省教育厅为行政职能管理部门,建立海洋科技和教育的工作统筹机制,形成推进海洋科技和教育的合力,把科技发展能力和教育发展实力全面融入到浙江省的海洋建设中。同时要加快制定浙江省科技兴海发展规划。要按照《全国科技兴海规划(2008―2015)》的基本精神,结合浙江省涉及海洋的科技和教育的实际情况,把科学技术和教育放在海洋发展的重要位置,或为发展规划的基本组成部分。要明确发展规划的最终目标是使浙江省成为全国的海洋科技和教育强省。确定海洋工程、船舶修造、水产品的精神加工、海洋药物制造等基础研究和关键技术环节等方面为政府资金的重点投入对象。
2.重点推进海洋科技创新体系的建设。科学技术是第一生产力,科学技术创新是推动海洋经济发展的发动机。浙江省已在舟山成立了浙江省海洋研究院,在杭州成立浙江省海洋科学研究院,浙江大学成立了浙江省海洋研究中心。可以充分发挥这些科研院所科研平台的优势,出台政策鼓励大型企业创办涉及海洋的博士后流动工作站、技术开发中心,形成以市场为导向的海洋科技创新体系。应当充分发挥在浙江沿海地区的涉海类高科技产业园区在涉海科技信息集聚、科技成果孵化、成果的合作协调等方面的积极作用。海洋科技创新体系以海洋高科技园区为依托,园区要以市场为向导,以企业为主体,以人才为根本。
3.积极宣传海洋文化历史知识,提高人民的海洋知识。海洋开发离不开人民的参与,尤其是沿海边渔民村群众的参与。必须从海洋环境保护的高度积极宣传海洋文化历史知识,提高全体人民的海洋意识。浙江有着非常灿烂的海洋文化沉淀,余姚的河姆渡遗址,舟山马岙的古文化遗址是其中的杰出代表。要从学前阶段就开始对小孩进行海洋知识的启蒙。在中小学阶段可以结合地理等课程宣传海洋文化历史知识,培养学生的海洋兴趣。在大学阶段,着重要做好大学生的海洋观教育活动,使大学生群体成为具有一定海洋文化精神的海洋知识传播者。通过举办各种节庆活动,宣传各种海洋民俗文化和习俗,举办“非物质文化遗产活动”,加大海洋文化遗产的抢救力度。
4.强化国际合作,推动海洋科技和教育的国际化进程。当今世界各个国家都已经充分意识到了海洋的重要性,都在加大力度增加对海洋的投入。美国、日本、加拿大、俄罗斯都设立了专门的组织机构,制定特殊政策,组建以政府为主的基金,引导社会资本积极投入海洋科技和教育事业中。要努力提高浙江海洋的竞争力,必须努力推进海洋科技和教育的全球化,详细了解世界各国海洋发展的历史状况,从中总结出能为浙江所用的经验。浙江海洋学院已被国家科技部授予海洋领域国际科技合作基地,可以以此为平台,强化国际间的科技交流与合作,使浙江的海洋科技发展接轨世界。积极推进浙江海洋高等教育与国外海洋高等教育的交流合作,引进国外高层次海洋科技教育人才为浙江海洋建设所用。
5.组建浙江海洋大学,提高浙江科教兴海发展战略质量。发展海洋经济,必须紧紧依靠科技和教育。浙江省海洋高等教育尽管起步较早,但资源比较分散,至今尚未形成较为完整的海洋高等教育体系和主导型力量,尤其是高层次学历教育(硕博点)的布点还不齐全。浙江省海洋科教尚缺一所具有一定特色品牌、专业相对完整、学科比较强势的海洋大学,势必造成在国内海洋教育、海洋科技、海洋产业项目竞争等方面处于劣势,因此组建浙江海洋大学很有必要性。浙江海洋学院所在的舟山市是我国海洋经济比重最高的城市,也是长三角地区发展速度最快的城市。目前其海洋经济结构不断优化,已由传统的海洋渔业向临港工业、港口物流、海洋旅游等产业为主的现代海洋经济迅速转变,在我国海洋经济发展中具有十分重要的战略地位,组建浙江海洋大学是打造我国中部最重要海洋科技创新基地、服务海洋经济转型升级的重要举措。
[本文为浙江海洋学院2008年校级重大科研项目“新时期浙江省‘科教兴海’发展战略的研究”的研究成果。]
注释:
①王伯.实施“科教兴海”战略发展海洋经济.海洋信息,1996(2)
②刘华.21世纪经济报道,2010.4.7
③苗永生.中国海洋报,2000.1.6
④庄启,“海洋科学城”轮廓初现.舟山日报,2009.12.4
关键词:海洋环流动力学;教学内容;问题和措施
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0214-02
海洋环流是风海流和热盐环流的统称。广义上讲,风海流是指风引起的海流,一般发生在上层大洋(海面到1000米水深层),而热盐环流则是由于海水温度(热)和盐度(盐)变化导致海水密度分布不均匀所产生的密度流,形成于南北两极,构成了世界大洋的深层水。海洋环流动力学作为物理海洋学的一个重要研究领域,重点关注海洋环流是如何产生的以及怎样发展的?或者说其背后的动力机制是怎样的?它是物理海洋学最为重要而且应用最为广泛的研究方向。事实上,舰船航行轨迹、鱼类洄游周期、污染物迁移方式、气候变化规律都离不开海洋环流的影响。正因为海洋环流与国防建设、航运安全、渔业生产、气候变化、海洋生态环境保护等领域都有着千丝万缕的联系,因此有必要深入了解其形成发展的动力机制,并建立成熟可靠的预测技术,这对于我们认识海洋、利用海洋都有着非常重要的意义。《海洋环流动力学》作为一门课程,就是把相关研究领域的基本概念、重要理论、研究方法和最新进展介绍给学生,拓展具有海洋学专业背景(不仅仅局限于物理海洋学专业)的学生的研究视野,提高其认识海洋、了解海洋的综合专业素质。进入21世纪以来,我国涉海专业院所如雨后春笋般地迅速发展壮大,在这众多高等院校中,只有少数几所高校如中国海洋大学和厦门大学具有开办涉海专业课程和培养涉海专业人才的传统和经验,而大多数新生的海洋院校基本上都是借国家提升海洋发展战略的东风,或合并院系或调整专业办学,形成了目前的海洋学科。这些院校由于缺乏从事综合性海洋科学研究和教学的基础,因此在办学理念和专业结构设置上就不可避免地存在这样或那样的问题。本文的目的就是结合作者在《海洋环流动力学》这门课程的教学实践以及在相关领域的科学研究当中所遇到的一些问题进行了探讨,并给出了相应的解决措施,希望以此逐步完善相关课程的教学科研工作。
一、课程设置要求及主要教学内容
《海洋环流动力学》课程的教学内容紧紧围绕海洋环流动力的过程和控制机制展开,包括介绍和海洋环流密切相关的海水的温盐特性、水团划分、海水运动的主要形式、海水运动的受力分析、运动方程的推导以及尺度分析等。涉及到海洋环流动力本身,详细分析了地转流的特征、产生原因及其对水体输运的影响;风生大洋环流的重要理论、适用条件及存在缺陷,重点介绍大洋西向强化或者说西边界强流的形成机制及理论发展脉络。另外,补偿流(上升流和下降流)与上层大洋环流之间的关系,热盐环流的基本特征,海气相互作用的典型过程――厄尔尼诺现象也是本门课程所要讨论的内容;对于大洋环流中的长波效应尤其是Kelwin波和Rossby波也要加以介绍,这是因为大洋东西两侧的风场和海面高度等信息的快速变化往往是由这些传播速度更快的长波传递的。除了大洋环流外,本门课程还要有针对性地对中国近海环流加以介绍,中国近300万平方公里的蓝色国土以往是被我们所忽视的。最后,本门课程安排了海洋数值模型的相关内容,帮助学生掌握更多了解海洋环流动力过程的研究手段。综上所述,本门课程所涉及的教学内容非常宽泛,每一个知识点都可作为一门单独的课程进行讲解。因此教师在实际教学过程中可针对学生的专业方向以及课程所安排的具体学时数对相关内容进行斟酌取舍。本门课程所研究的海洋环流动力过程涉及较多的受力分析、公式推导和偏微分方程的求解,因此要求学生在学习本门课程之前必须具备较好的数理基础和计算机编程方面的技能。鉴于此,本门课程的授课对象只适合于高年级的本科生或研究生,而且是在这些学生修完了《海洋科学导论》、《物理海洋学》、《高等数学》和《计算机编程》等相关课程之后才能开始本门课程的学习。
二、课程教学过程的问题及相应措施
《海洋环流动力学》实际上就是从数学和物理的角度去了解和认识海洋,是一门专业性很强的课程。本门课程的教学重点集中在海洋动力过程的机制分析上,对于课程涉及的一般概念、理论和研究方法稍加介绍,而针对每章的重点和难点内容详细剖析,并布置好相应的问题思考,让学生能够举一反三。教学内容应注意理论联系实际,针对比较常见的海洋环流系统,在强调其物理过程的基础上给出物理过程背后的控制方程,引导学生学会简化方程和求解方程,并通过对方程解析解的分析进一步加深学生对有关物理过程的认识。同时,注重专业知识的更新和重要理论的应用,通过介绍某一相关科学问题的最新进展,拓展教学内容,加大课堂知识的信息量。本门课程的知识体系是从海洋科学的研究实践过程中诞生并发展起来的,这方面由于西方国家具有认识和开发海洋的悠久历史,积累了大量相关的科研和教学素材,进而形成了比较完善的专业知识体系。这些都是我们在办学乃至课程教学过程中需要学习和借鉴的。为了提高学生的学习兴趣,在教学过程中应采用多样化的教学手段,例如借助各种软件绘制的图片、卫星遥感图片、动画电影的形式等,把特定海域海流发展过程和水文要素变化过程动态地展示出来,这样就避免了单纯语言描述的枯燥性,为学生深入学习这些过程背后的动力机制创造条件。教和学是不可分割的一个整体,互动式教学最主要的形式就是提问,不仅仅局限教师提问学生回答,还要鼓励学生对自己不理解或不清楚的知识进行提问,教师耐心解答。只有这样才能引导学生多观察、勤思考,消化自己所学的知识。课堂讨论也是互动式教学的重要形式,针对某一海洋环流动力过程及其带来的生态效应开展相关课题的讨论,可以培养学生查阅文献分析问题的能力,提高学生学习知识的主观能动性。注重物理过程的数学语言表达,尽可能把数学公式的推导过程用板书的形式写在黑板上,帮助学生理解和消化。最后,为了确保不同章节教学内容的连续性,在每一章节教学内容开始时,对上一章节所讲授的知识点进行简要的复习;在本章结束时,对本章的教学内容进行简要的回顾,这样就可以形成一个比较完整的知识结构了。
综上所述,涉海专业重要的专业课《海洋环流动力学》的设置意义和教学内容,以及如何提高学生的数学物理技能和开展多样化的教学模式可以调动学生的学习积极性,这是提高本门课程教和学质量的关键因素。
参考文献:
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[2]冯士,李凤岐,李少菁.海洋科学导论[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]李凤岐,苏育嵩.海洋水团分析[M].青岛海洋大学出版社,2000.
[4]黄瑞新.大洋环流――风生与热盐过程[M].乐肯堂,史久新,译.北京:高等教育出版社,2012.
[5]Stewart R.H. Introduction to Physical Oceanography,2005.
物理海洋学的相关理论知识对于指导各类用海活动非常重要,例如海水浴场、港口码头、海洋石油平台的建设、海上搜救等都离不开对海洋的波浪、海流、温度等物理场有详细的了解,而对这些内容的研究是物理海洋学理论研究的重要组成部分。只有深入掌握物理海洋学的相关理论才能有效指导各类用海活动从而使人类在利用海洋的同时也能有效的保护我们的海洋。另外,物理海洋学是海洋科学的基础,海洋生物学、海洋化学以及海洋沉积物输运过程都离不开对物理背景场的详细了解。
当今,国家、省以及各沿海城市对海洋的需求、依赖以及投入日益加大,“数字海洋”、“群岛新区”、“海洋经济综合试验区”、“感知东海”等与国家以及地方经济发展、国防密切相关的发展战略先后提出,海洋科学人才的培养显得尤为重要。许多高校纷纷开设海洋科学专业,而物理海洋学作为海洋科学的基础,其教学成败与否直接关系到海洋科学人才的培养与发展。对于继续深造的学子来说,本科阶段所掌握的理论深度以及实践、动手能力高低直接关系到他们研究生阶段的学习与研究。而对于直接走上工作岗位的学生来说,本科阶段的理论熏陶以及运用知识解决实际问题的能力培养,无疑对他们将来的工作是有帮助的。
物理海洋学是一门基于观测并以数学、物理为理论基础的学科,其教学过程不可避免的涉及大量公式的推导、假设、简化、求解以及物理意义分析,这样一个教学过程,学生普遍觉得枯燥乏味,难以长时间的集中精力听课,即使是坚持听课,也对公式所指物理意义不甚清楚,所以导致听课效果不好。所以如何有效提高物理海洋学的课堂教学效果,提高学生的听课积极性,激发学生探索海洋的兴趣是摆在每一位物理海洋学教师以及教育管理者面前的重要课题。
2.遵从由感性到理性认识的认知过程
物理海洋学,如其名,是用物理学的观点去研究海洋中的各物理要素场的时空变化规律以及各种动力过程的学科。所以要掌握物理海洋的相关理论,首先要对各种物理现象、概念有详细的了解,这应属于感性认识阶段,这个阶段很关键,直接关系到学生是否有兴趣继续深入学习相关内容。所以在这个阶段的教学,应尽可能的利用栩栩如生的图片,如条件许可可以制作各种物理现象演变的动画,帮助学生熟悉,了解各种物理现象,激发学生的学习兴趣。随着互联网以及计算机硬件的快速发展,前人已经绘制出大量物理海洋现象的图片以及动画可供下载或查阅,因此有很多相关的内容可以直接从网上下载,部分不能下载或者搜寻不到的,可以利用诸如matlab1之类的数据可视化软件,教师自己绘制。在课堂教学中引入相关物理现象的图片或动画,并尽可能的用比较通俗的语言进行讲解,这可以达到比较好的教学效果。比如,在讲解风生漂流理论2时,可以先讲述海冰移动的方向与风吹方向的关系,并且用matlab软件绘制海流随着深度变化的图片或者直接从相关网站引用,通过对图片的讲解使学生对风生海流的运动特点有感性的认识,然后借助简化的方程组进行详细的推导并求解,从解的特点分析风生海流的垂向结构、输运等特点,这样就完成了由感性到理性认识的过程。最后可以结合适当的例子讲述风生漂流理论可以解释那些自然界的现象,这使得学生认识到其所学知识还是很有用的。最后可以通过提问,讨论,阅读文献等,让学生了解该理论的有那些缺陷,目前研究进展如何等,从而不断激发学生们探索海洋的兴趣。
3.尽量由社会关注的热点引出将要讲述的物理海洋学内容
社会的热点问题往往是学生们所关心并且喜欢讨论的内容,所以由热点问题出发可以很好的吸引学生的兴趣。比如2013年的夏天,华夏大地酷暑难耐,热死人一点都不夸张,这种极端性的热天气是什么因素引起的,这一问,学生很快就提起神来了,因为这个与其生活息息相关所以他们很感兴趣。然后,可以通过查阅相关文献获取的关于这一现象的解释引出要讲述的物理海洋学问题,比如与这一现象有关的物理海洋学知识有热成风关系,北极变暖,冰块迅速融化等,之后就可以详细讲述何为热成风关系以及与极端高温有什么关系,这样学生们很快就掌握住热成风的知识。再比如,今年夏天长江流域阴雨连绵,就连杭州这个历来夏季火炉之城都变得那么的凉快,那这与海洋又有什么关系呢?然北方,如河南却干旱很严重,这又是什么引起的呢?通过以往研究发现,厄尔尼诺现象是元凶,而今年恰恰又是很强的厄尔尼诺年,从而引出将要讲述的大尺度海气相互作用过程。
4.由国民经济发展所急需的各类用海活动出发引出所要讲述的物理海洋学内容
学以致用,或者想把所学知识转化为生产力,或者想致富视乎是每一个学生的初衷。抓住大部分学生的这样一种心态,因势利导,可以很好提高课堂教学效果。比如将要讲述波浪知识时,可以事先讲述波浪对于船舶制造、海上石油平台建设、港口码头规划、海水浴场的建设等的影响,从而使学生认识到掌握波浪的理论知识非常实用,这样可以提高学生的学习兴趣。再比如,讲述潮汐、潮流知识时,可以先让学生了解近海海洋工程环境评估,海洋环境保护对潮汐知识的需求,实际上潮流是近岸的主要水动力。各种污染物的输运、围填海活动都离不开对潮汐知识的了解,经过这一讲述学生们立刻感觉到这方面知识的重要性,从而有积极的学习兴趣和动力。
5.注重学生们课外动手能力的培养
随着电子计算机的发展以及众多数据可视化软件的问世,使得很多枯燥乏味的数字以及数学公式能够以生动图片的形式展示其物理意义,也就是说在教学过程中引入数据处理以及可视化化软件如matlab、Grids3、GMT4等并教会学生如何使用。然后在课外布置适当的绘图练习,若能再现课堂讲述过的图片或者某种现象,这无疑可以进一步激发学生的学习兴趣,同时也可以提高学生的动手能力,同样对学生的未来发展也是非常重要的。
物理海洋学相关文献的发表、科研报告的撰写都离不开数据的可视化、精美的图片制作。图片制作完成后,就是运用所学理论对图片所展示的科学问题进行分析、探索,最后撰写成文。也就是说,如本科阶段能得到这方面良好的训练、培养,学生们后续深造将会更加的轻松、自信。直接走上工作岗位的学生,其在工作中也会得心应手。不管是继续攻读研究生的还是直接工作的,他们的表现直接影响学校的毕业生声誉,将给学校的后面学生的就业产生重要影响。
可以通过预开设诸如matlab程序设计与海图制作的数据可视化教学课程以及物理海洋数据分析方法课程,使学生至少掌握一种可视化软件的使用以及常用的数据分析方法,然后可以结合适当的课堂教学例子,指导学生如何将抽象的数据、数学公式以图片的形式展示。在学生比较熟练掌握各种绘图技巧以及常用数据分析方法的基础上,可以让学生阅读权威期刊的研究论文并再现其中的图片,然后改进其中的不足或者提出自己的观点,并进一步绘图分析,撰写报告或论文,若可以发表将尽量发表。这个过程对于培养学生的动手能力、发现问题并解决问题的能力非常有效。
2013年8月,国务院学位委员会审议批准我校为硕士学位授予单位,我校迎来了新的发展机遇。与此同时,挑战和问题也迎面而来。作为科研与教学并重的大学,教师在开展高水平科研工作、取得高水平研究成果的同时,也应当注重及时将自己的研究成果、国内外研究动向及科学方法融入教学,引进课堂和实验室,不断丰富、挖掘教学资源,为培养高水平、创新型人才奠定坚实基础。笔者探讨的主要问题是在我校当前形势下,如何将科学研究的优秀成果转化为有效的教育教学资源。
针对“科研成果如何转化为教育资源”这个问题,国内一些著名的高等学府已经认识到该课题的重要性,并组织专家开始相关研究。“清华大学高等教育学会”编著的《清华大学科研成果转化为教学资源典型案例汇编》对于清华大学教师如何将丰富的科研资源转化为教学资源的方方面面进行了梳理和论述。与清华大学等国内著名学府相比,我校现有的科研教学条件、规模层次差异巨大,如何在我校当前形势下,实现科学研究的优秀成果向教育教学资源转化呢?切实做到科学研究反哺教育教学,对我校未来的发展将会产生巨大影响。
依托笔者所在学院(海洋学院)承担的“国家自然科学基金”和“江苏省自然科学基金”等国内外前沿的科学研究,指导我院本科生和硕士生完成科研训练、撰写毕业论文,将学生的毕业论文与教师的科学研究相结合。这样可以使学生了解当前海洋科学领域的一些前沿研究,对学生拓宽思路、开阔视野大有裨益。以科研项目指导学生毕业论文,目的是使学生将学过的专业知识和实验操作相结合,通过动手实践,加深对书本知识的理解。
同时不定期举办专家讲坛,介绍海洋科学领域的研究现状、前沿和热点问题及未来的发展趋势,使得本院学生对海洋科学研究领域的发展历史和研究背景有较全面的认识。随后,系统讲解实验内容及研究思路,要求学生查阅相关文献资料,了解与本研究相关的专业知识和实验技术。然后分配实验任务,设计实验方案,组织知名专家,指导学生参与研究论文和课题申请书的撰写。
近年来,我院多名教师积极吸纳各年级在校生参加教师的科研活动,根据学生基础给予不同的研究内容;从设计实验方案、实验的准备及开展、实验中问题的应急处理,实验结果的整理分析、论文的撰写等方面进行全面、系统的训练。以“国家自然科学基金”等项目为背景,指导学生完成毕业论文,通过文献的检索和查阅、实验方法的设计、动手能力的培养及科技论文的写作等方面,引导学生在实践中提出和解决科学问题,显著提高学生的科研素质与创新实践能力。
除此之外,将我院的优秀科研成果开设为新课或作为现有课程的新增内容,编写成教材,开设成新的实验或实践课程;将教师们科研工作的新进展、国际上研究领域的最新内容及时补充到课堂上、教材中和实验室,使教学内容得到补充和更新;把教学内容直接和正在开展的科研工作挂钩,开设研究、创新型实验,培养学生的创新思维,自然也完善实验教学平台。
关键词:海洋生物制药专业;生物药物学;教学改革;双语教学;汉释英文版教材
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0061-03
一、前言
21世纪是海洋科学在多学科交叉融合背景下蓬勃发展的时代。探索海洋的自然科学规律和开发利用海洋资源成为新世纪海洋科学和生命科学领域的研究热点[1]。
半个世纪以来海洋天然产物引起了全世界生物学家和化学家的关注。不同学科的科学家致力于将其中有效成分发展成新的药物。目前已经发现了至少16000种海洋天然产物,其中许多化合物显示出很有前景的生物活性。海洋如今成为潜在药物的巨大资源宝库[2]。现代生物技术在制药产业中逐渐发挥着引领作用,在海洋科学得到蓬勃发展的新世纪,海洋生物技术推动和承载着海洋生物药物的发展和进步[3]。
为顺应我们国家海洋药物发展方向和难治性疾病治疗新药物的探索的要求,我们国家迫切需要对海洋药物有着最全面了解的药学工作者。在“向海洋进军”的感召和新世纪国内外海洋科学和教育蓬勃发展的大环境下,上海水产大学(上海海洋大学前身)融合生物学科、海洋学科、化学学科和食品学科等优势学科资源,于2001年设置了面向“海洋世纪”、支撑上海未来经济发展战略的海洋药物人才培养体系――海洋生物技术(海洋生物制药方向,070402)[1]。该专业自2001年9月招收第一届本科生以来,经过14年的建设,已经在教学指导思想、教学大纲、教学计划、课程设置、实训条件和就业途径等方面形成内涵丰富、方向明确的教学、教管体系。
上海海洋大学“服务于国家海洋战略的高水平学科专业群建设工程”项目是“上海地方本科院校‘十二五’内涵建设”的一部分。“该项目的5大内涵建设工程之一是“国际化创新型海洋人才培养工程”,而生物技术(海洋生物制药)专业是“国际化创新型海洋人才培养工程”中重点要建设的10个本科专业之一[4]。
海洋生物制药专业本科教育旨在培养利用海洋生物来源的、具有明确药理作用的活性物质,按照制药工程原理进行系统地研究、开发和生产的海洋药物人才。其培养目标是“具备系统的海洋药物科学的基本思想,掌握药学科学、海洋药物科学和药物生物科学等领域的基本理论、基本知识和基本技能,具有运用海洋生物制药的基本原理和方法来分析和解决本专业领域实际问题的能力,能在医药、生物制品、食品和精细化工等领域从事研究开发和经营管理,属于海洋生物制药方面的高级科学技术人才[3]”。
生物技术专业(海洋药物方向)的专业课程体系是化学类课程和生物科学的基础课程支撑的生物技术学科、药学学科、海洋药物领域的交叉融合,生物技术学科和药学学科共同支撑着海洋药物这一新兴学科领域[5]。
生物药物学是海洋生物制药专业的一门重要的专业课程,主要研究生物药品的化学结构(或组成)、理化性质、生物学活性、构效关系以及临床应用的一门科学。主要介绍由动物和微生物产生的生物药物。生物药物学是生物技术(海洋生物制药方向)专业建设的5门重点课程之一[4,6]。
二、背景
“生物药物学”这门课是我校从2006年开始为生物技术(海洋生物制药)专业新配置的课程。这门课刚开始时面临无教材,主讲教师缺乏该门课程授课经验的现状。由于当年在拟定新的教学计划之前我们到沈阳药科大学做过调研,了解到那里有一本校内讲义《生物药品化学》(王起振,郑新立主编),并且买到了手中。真正接手这门课后,才发现这本讲义的某些内容已显陈旧,亟待更新。
三、改革方案与效果
我们采取以下措施,开始了对“生物药品化学”从无到有、由简至精的课程建设。
(一)举措一:收集讲课素材
以《生物药品化学》(王起振,郑新立主编)这本讲义所介绍的内容为框架,在网上大量收集相对新鲜的相关文字资料,补充进讲课时的PPT中。
(二)举措二:丰富教学资料,使PPT图文并茂,动感形象
借助互联网搜寻与教学内容密切相关的生物药物结构示意图、作用关系示意图、课件资料,或自己制作生动形象的动画,使教学PPT从内容到形式都更加丰富多彩,从而唤起了学生的学习兴趣,使他们对知识理解得更充分,掌握得更扎实。
比如,下面这张示意图就是从互联网上找到的,它清楚地说明了干扰素这种生物药物是如何由病毒诱发产生,又是如何在邻近细胞发挥抗病毒作用的。这使课程内容更加直观、更加形象地得以介绍。
(三)举措三:从“必然”到“自由”的发挥与启发式提问
在熟悉教学内容的基础上,把书本知识与生活中学生有所耳闻的某些病症或生理现象有机联系起来介绍,俗称“发挥”、“展开”,在适当时机启发式[7]地提出问题,让学生的思维随着教学内容动起来,避免一言堂的单向教学方式。这解决了学生听课犯困的问题,更重要的是可以使学生温故知新,把新知识与原有知识有机联系起来,并能将学到的知识运用到生活实践中。
(四)举措四:以双语形式授课、自编双语讲义
我们在找寻资料时发现,国内关于生物药物学的资料相对不足,不完整。而国外英文版的资料相对来说更丰富、全面、专业、新颖,与时俱进。于是,我们手中积累的关于生物药物学的资料,英文版的越来越多。
我们并没有将这些英语翻译成汉语写在PPT上,而是直接让它们以英文形式原样出现在PPT上,并在课堂上即席口头翻译,即以双语形式教学。
教学实践的迫切需求(只有PPT没有讲义,学生上课时不便做标记和记录,不仅不方便他们做课后复习,上课时也容易走神)与学校关于双语课教材的具体条文竟在这里不谋而合。于是将手中的英文资料进一步整理成双语教材、汇编成册的念头就此萌生,并且迅速化为行动。我们将PPT中的内容,进一步整理,并将其中一些专业词汇在文中做了中文标注。这促成了《生物药品化学》双语讲义BIOLOGICS的诞生,并在2011年暑假后付印成册。
(五)举措五:改革考核方式
本门课的内容知识点中有些是反应原理之类的比较容易让学生在理解基础上记忆的,而有些知识点则很琐碎,其中有些未必一定要学生牢记。因此,我把学生的考核成绩分为两部分,50分的闭卷考试分,督促学生学习、记忆,而另外50分则为平时成绩,其中40分可以以开卷考试的方式出现,这样,只要学生头脑中有某些知识的轮廓,却不甚清晰、准确时,也可以快速地找到答案,获得不错的成绩。毕竟现在是知识爆炸的年代,靠查询即能找到的知识完全不必要占用学生的大脑空间。让他们记住更有用的知识、技能和方法,才更有可能向创造型人才的方向发展。
(六)举措六:双语教材的编辑
经过两轮教学实践的检验,证明我们编辑的这本讲义从内容到形式,都比较适合学生学习“生物药物学”的基本知识,并在同时强化了相应科技英语词汇的学习,对科技英语的句法、语法也有了进一步熟悉、巩固的机会。
借着这次“国际化创新型海洋人才培养工程”的具体实施和细化,我们有机会对“生物药物学”这门课程进行更系统、更高端地建设,也有机会对“生物药物学”教材进行建设,即将原讲义进一步充实、完善,成为正式出版教材。几年前“生物药物学”教学实践正在进行中时,本文作者征求了正在上这门课的本校2009级海洋生物制药专业李天宇、陈方乾、桂庆元等几个学生的意见,他们建议将讲义中某些重复出现的生词或专业词汇,在每章列个单词表,便于查询,提高学习效率。我们采纳了这个意见。而BIOLOGICS这本双语教学用书也在我们师生集体智慧的凝集中日渐成型,如今成为了大家学习生物药物知识最方便、最开卷有益的教材、专业参考书和健康宝典。
(七)举措七:开辟自学战场
在汉释英文版教材《BIOLOGICS/生物药物》》(王春晓,钦传光主编。北京:中国医药科技出版社,2014.5.)出版后,学生终于可以手捧着教材,边听双语课讲述,边在教材上做着必要的注释、记录了。在2014-15、2015-16学年第1学期的两轮“生物药物学”授课实践中,能明显感觉到学生的学习热情在增加――具体体现在对授课内容的关注度上。他们非常喜欢这种既能学专业知识,又能提高英语的双语教学的专业课“生物药物学”。他们在课堂上都能紧跟教师的讲授思路走,达到了很好的课堂教学效果。
然而,双语的授课模式,会使课程进展略显缓慢。这时,我们又做了新的调整:选择教材中最有意思,却不甚难懂的章节,留给学生做课外阅读。为了提高阅读有效性,我们提前留好自学思考题,让学生们带着问题阅读。这过程仔细想来有点像英语水平考试中的Reading comprehension。又经过两轮教学实践,发现应用这种模式,学生们在认真跟随教师的双语授课完成课堂学习后,还能积极完成教师布置的大量课本课外阅读,并以较高质量完成与此有关的阅读巩固题目作业,极大地提高了学生的专业知识量和学生的专业英语阅读理解能力。而我们教师也会依据学生的作业完成状况,一次次给出他们的作业成绩,并计入平时成绩,以鼓励那些平时认真学习的学生。
四、讨论
(一)关于双语形式授课的一些想法
1.在教学实践中,我们应当揣摩学生心理[8],改变教学形式。这门课程我们以双语形式教学,先英文叙述,后中文讲解。先以英语讲授时,毕竟听众是中国学生,并不能一目了然,即刻全部领会那句话的意思,难度增加了,其实这反而会激起学生的好奇心,想知道其中的意思。这就使学生的学习兴趣得到了提高。而如果采用中文,学生便认为自己反正看得懂,反而不在意听教师说什么,教学反而会显得平淡无奇、淡而无味,尤其是针对“生物药物学”这种类型的课。
2.双语教学有助于学生提高专业英语水平。上过这门双语课的学生,在后面的学期再上专业英语时,跟没上过这门课的学生相比,更显出驾轻就熟的优势。
3.外文版资料中有很多药品历史、逸事等方面的知识,在课程中介绍这些,像讲故事一样,也可增加学生的听课兴趣。
4.采用双语教学,同样的内容用英语说过,再用汉语说,学生对知识印象一定会更加深。但缺点就是教学进度会有所减缓,即在单位时间介绍的专业内容相对偏少。但由于学生学到了专业和专业英语两方面的知识,因此并没有使学习效率降低。而且我们也已采用增添课本课外阅读的方式,使学生知识量进一步增加。为使学生学习这门课程的知识更加完整,建议对本门课程适当增加一些学时数。
(二)从育人着手
在教学实践中,我们也将“教书又育人”的理念贯彻其中。在课堂上不忘培养爱国精神,增强民族自强意识,唤起学生们的责任心,使他们本着对民族的未来负责的精神,更努力、认真地学习目前的课程。
参考文献:
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[关键词]海洋药物 毕业设计 本科生 提高质量
海洋药物是一门近些年发展起来的新兴学科,相关研究已成为当今世界药学领域寻找和研发新药的热门。目前,在海洋药物研究领域走在前列的是美日等科技发达国家。迄今为止已有多种海洋药物获得新药证书或者进入临床研究。我国也在海洋药物领域投入很大,多所大学开设了海洋药物本科,有些学校正在酝酿和申报。
随着海洋药物的蓬勃发展,社会对海洋药物人才的需求也变得越来越大。在这种趋势下,海洋药物专业已成为一个新兴的最具特色的本科教育专业。加强海洋药物专业人才的培养可以为海洋药物的研发提供强大的技术支撑。海洋药物专业的学生应该具有扎实的医药学基础知识、海洋科学基本理论,具备利用海洋生物作为药用资源、开发海洋医药产品的基本技能,能够从事海洋药用生物资源的调研、深加工开发与利用、质量评价、分析检测和管理等工作,融医药学和海洋科学为一体的复合型、实用性专门人才海洋药物专业毕业设计是海洋药物专业本科生在校期间的最后一项学习任务。毕业设计周期长,实践性强,可以很好地培养学生的科研素养,为企业或科研单位输送优秀的海洋药物人才,是搭建在高校和企业之间的一座桥梁。
一、目前海洋药物专业本科毕业设计存在的问题
(一)学生对毕业设计的重视程度不够
由于毕业设计一般设在本科阶段的最后一个学期,而这又是学生找工作或者考研复习最忙碌的时候,很多学生把心思都花在找工作和找好工作上,自然不能全身心地投入毕业设计中,甚至有些同学只是把毕业设计当作是找工作之余的副业。而一些考研的同学认为毕业设计对考研帮助不大,与其花大量时间在这上面,还不如多看看书,加深对理论知识的理解,这样更有助于自己在考研中取胜。相对而言,已经找好工作的或者保研成功的学生能安下心来做好毕业设计。然而也存在小部分学生认为既然工作已经找到或者考上了研究生,那么毕业设计的好坏对自己的影响不大,抱着这样心态的学生在毕业设计过程中容易消极怠慢,得过且过。这几种心态都容易导致形成学生在毕业设计过程中应付考核的局面。
(二)导师制定的选题不合理
海洋药学专业具有自身的特点。需要培养具有宽厚的药学、海洋科学、制药工程和海洋工程基础理论和基本技能。一些导师给学生毕业设计的题目过大过空,使得学生在实验中力不从心,半途而废,不得不重新换课题。有些导师选题过于陈旧,没有什么实际应用价值。甚至选题有时一题多人用,一题多届用,无益于培养学生的创新能力。部分导师没有结合海洋药物专业的选题的自身特点,选择与之完全不相关的课题。课题的选择只考虑导师现有课题进展,没有考虑学生就业因素等。
(三)老师缺乏对学生耐心的指导以及严格的监管
由于指导老师要承担科研和教学的双重任务,因此很难有精力去耐心指导学生的毕业设计。在一些情况下,导师会把指导学生的任务分派给自己的研究生。然而,有些研究生由于自身实验技能不专业,在指导学生时又较马虎,以错带错,使学生养成不良的操作习惯。并且受知识面和学术素养的限制,对学生在实验过程中遇到的一些反常现象,仅凭自己的主观臆测加以解释。其次,学生的实验记录常常不够规范,不能及时清楚地记录实验步骤、实验现象。在论文写作中,有些同学把文献综述作为毕业设计的主要部分,缺乏实质性内容。部分导师由于课程繁忙或者申报项目等工作繁重,导致了对毕业实习不够耐心的现象。
二、探索提高海洋药物本科毕业设计质量的方法与措施
针对以上存在的问题,相应地提出以下几点措施。
(一)做好毕业设计的动员工作
在毕业设计开始之前,应组织学生召开动员大会。要特别强调毕业设计对每个人以后发展的重要性。并且要从制度上加以规范,如果学生的毕业设计成绩不合格,应该采取相应的措施。可以请已经工作或者读研的优秀往届毕业生回母校现身讲座,谈谈毕业设计对他们现在的工作或科研的影响,在情感上更容易使学生产生共鸣,引起对毕业设计的重视。同事各级行政部门和实验室管理部门也要做好学生毕业设计的准备工作,让学生顺利地从理论学习过度到实践学习。
(二)帮助学生合理选题
合理的选题对保证学生毕业设计质量至关重要。海洋药物毕业设计费时费力,学生的实验时间本身就比较紧张,如果选题过大,导致中途换课题,不仅浪费了时间和精力,而且会影响学生的信心。如果选题过小,学生在毕业设计中能力得不到实质性提高。因此,导师在制定选题时要充分考虑到每个选题在毕业设计中的可行性。导师应制定多个题目供学生选择,并将待选择的题目的内容、采用的方法、所需的仪器设备、项目的应用前景及项目的难点和预期取得的成果等进行详尽地表述,使学生做到心中有数,选定自已感兴趣的题目。学生在选题后应进行相关国内外文献的查找,做好文献综述,并独立完成开题报告。在此过程中,导师应给予必要及时的帮助和指导,但同时不能让学生过于依赖导师。培养学生在实验作过程中的自主独立性对于他们将来进入医药企业进行新药研发工作大有裨益。兼顾学生的就业问题也很重要,区别不同的就业倾向给予适当调整。比如有继续深造意愿的学生可以安排较为深入的实验性课题, 对于准备进入生产质检的学生,可以考虑安排相关海洋药物质量控制的课题等。
(三)加强实验阶段的管理
在学生正式进入实验阶段后,导师应及时了解并监督学生毕业设计的进度和实验状况。每周应以小组汇报的形式进行检查,防止学生出现“三天打鱼,两天晒网”的现象。对于在汇报中学生提出的疑问应给予及时解答。学生有事离校要严格履行请假制度,回来后要督促其按照原来的计划赶上进度。将平时考勤情况作为毕业设计平时成绩的重要依据。建立相应的考核和评比制度,奖惩结合,促进良性竞争。海洋药物专业的实验涵盖发现,质量控制和生产工艺的各个环节,让学生在某一个环节上尽量连续学习很重要。如果出现学生临时由于找工作等原因离开实验室,一定要做好实验物品的归类和实验记录的完整,保证继续实验时,可以重复实验数据,并如期完成毕业设计。同时,在毕业设计的各个阶段都做好实验记录检查工作。所以实验室的阶段质量管理队海洋药物本科实习的质量提高非常重要。
(四)采用岗位轮转实习方式
根据学生近年来的就业趋向,可以安排在涉海制药企业和海洋资源开发与利用有关的企业进行岗位轮转,以扩大学生的海洋药物知识面、增强其适应能力、培养其生产意识。同时结合海洋药学科研、生产、教学需要安排专题实习。特别是针对学生就业,针对性的安排轮岗实习。海洋药物专业的本科生毕业趋势很大一部分回去生产第一线,提早让学生了解和熟悉生产一线的操作和管理对学生综合能力的提高和就业范围的扩大很有裨益。
(五)加强论文写作指导,进行学术道德教育
在论文写作阶段,导师应指导学生在论文写作中如何进行结构的合理安排、实验原理的清楚阐述以及参考文献的正确引用等,严格要求论文写作的规范性和逻辑性。同时,要进行学术道德教育,让学生认识到养成良好学术道德的重要性。培养学生优良的科学作风将使其一生受益。论文写作过程中文献综述部分一定要严把质量关,杜绝大面积引用次级和多级文献的现象,导师应该多综述的质量直接监督,对被引用的原文进行检查。论文写作阶段仍需要安排学生正规进入实验室处理数据,补做部分实验需要等,不可按照交作业的形式完成。必须在严格监督和指导下完成毕业设计论文的写作。
三、结束语
总之,毕业设计是海洋药物专业本科生在校学习的最后一个关键的综合性实践教学环节,可以巩固、提高学生学过的知识和技能,增强综合运用知识的能力,对于培养学生的科学思维和创新能力具有非常重要的意义。毕业设计质量的提高有赖于学校、学院和师生三个层面的共同努力。充分抓好毕业设计中的每一个环节,调动各个层面的积极性,能够使大学生顺利完成从理论学习到实践学习转变和从大学到工作或研究生涯的转变。
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关键词 繁茂膜海绵;肾指海绵;生物特性;培养;应用;
中图分类号 Q178.53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)06-0269-02
Research Advances on Biological Characteristics and Culture Application of Two Kinds of Common Sponge in China
PU Hong-yu 1,2 PENG Chong 2 ZHANG Bi 3
(1 Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering,Ministry of Agriculture of the People′s Republic of China,Shanghai 200092;
2 School of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University; 3 Dalian Heshengfeng Seafood Aquaculture Farm)
Abstact Recently,more and more attantions have been paid on the research of biological structure and physiological function of sponge,the value of sponge applying on biopharmaceutical,marine microbial culture,water purification and biomimetic is research focus in the field of marine biology.Hymeniacidon perleve and Reniochalina sp. are widely distributed species in the intertidal zone of Yellow Sea in China,the population of this two kinds of sponge is amount in spring and summer,which has a broad prospect in application.In this paper,the recent research on biological characteristics of Hymeniacidon perleve and Reniochalina sp. were summarized,focusing on the advance of artificial cultivation and application of this two kinds of sponges.
Key words Hymeniacidon perleve;Reniochalina sp.;biological characteristics;culture;application
海绵动物门(Spongiatia)生物是一类古老的原始多细胞动物,其机体结构简单,通常被认为是最原始的水生多细胞动物。近年来,对于海绵生物特性及其在生物[1]、医药、水产领域的应用前景研究越来越受到重视。我国对于海绵的研究起步较晚,主要的研究对象集中在我国黄海海域的肾指海绵和繁茂膜海绵。对于这2种海绵的基本特性及其在水质净化处理[2]、医药活性物质提取[3]、微生物提取培养[4]等方面的研究均有一定程度的突破。
1 2种海绵的生物特性
肾指海绵和繁茂膜海绵都同属寻常海绵纲[5],体型各种各样,呈现不规则的块状、球状、树枝状、管状、瓶状等。它们主要生活在黄、渤海海域潮间带,附着于水中的岩石、贝壳、水生植物或者其他物体上。其体表有无数小孔,是水流进入体内的通道,体表小孔与体内水沟系统连接,水流经过水沟系统后从出水口排出。海绵通过水流摄取食物、氧气并排出废物。
肾指海绵通常情况下为深橙色,机体质地较硬,表面有黏液附着,繁茂膜海绵[6]则为黄色或者黄褐色,表面多孔,质地比较软。2种海绵的体壁均由2层细胞构成,在2层细胞之间为中胶层。体表的一层细胞为扁细胞,有保护作用,扁细胞内有能收缩的肌丝,具有一定的调节功能,中胶层是胶状的填充物质。2种海绵都具有硅质的骨针,形状各有不同,主要有单轴、三轴、四轴等,主要作用是骨骼支持。中胶层内还有一些变形细胞对于海绵的研究十分重要,也是海绵研究的热点。中胶层可以分泌形成骨针的成骨细胞及形成海绵质纤维的成海绵质细胞,以及具有不同功能的原细胞。在肾指海绵和繁茂膜海绵里,原细胞能够消化食物,形成生殖细胞,起着非常重要的作用。2种海绵的水沟系都比较复杂,为复沟型,管道分支非常多,在中胶层中有很多领细胞的鞭毛室,中间的腔壁由扁细胞构成。水流由流入口流入,经过流入管、前幽门孔、鞭毛室、后幽门孔、流出管、中央腔,再由出水孔流出。它们的这种复沟型水沟使得其能够获得更多的食物和氧气,同时也能加快新陈代谢排出废物的速率,使得其滤食效率大大增加,对于海绵的生命活动和生存能力都是非常有帮助的[7]。肾指海绵和繁茂膜海绵都同时具有有性生殖和无性生殖。无性生殖又分为出芽和芽球方式。出芽生殖由海绵体壁的一部分向外突出形成小芽体,待生长条件适宜以后再慢慢脱离母体长成新的个体,也有的不脱离母体和母体形成聚集体。芽球的形成则是在中胶层里由一些原细胞聚集成的,这些原细胞都是储存了大量的营养物质,在芽球表面会有一些柱状的小骨针,形成球形芽球。繁茂膜海绵的有性生殖为胎生型,因为在相关研究中[8]发现了繁茂膜海绵的和卵子,并且在适宜的条件下发现了海绵组织中存在着大量的胚胎,所以可以认定繁茂膜海绵的有性生殖是属于胎生型。而肾指海绵的有性生殖形式还少有研究,目前还不是很清楚,但是根据肾指海绵与繁茂膜海绵的相似性和近源性可以推测它的有性生殖的方式很有可能也是胎生型。
2 2种海绵的人工培养研究
对肾指海绵的研究主要集中在医药活性物质提取上[9],由于其体内微生物成分比较复杂,大部分是和多种微生物互利共生[10]的生存在水沟系,而且因为肾指海绵的组织学、结构学等研究上的缺乏,导致对肾指海绵的人工培养研究尚未开展。对繁茂膜海绵的人工培养研究较多,这是因为繁茂膜海绵在组织学、结构等已有较为深入的研究,使繁茂膜海绵的人工培养技术已有了一定的突破。张 卫等[11]早在2005年就实现了繁茂膜海绵在实验室的养殖。该试验采用了2种不同的养殖系统,一种为封闭的可控系统,一种为半封闭的可控系统,通过不同的饵料投喂方式、饵料种类、养殖环境、水流、温度来考察这些条件对海绵生理状态及生长发育状况的影响,从而分析归纳出繁茂膜海绵在试验的人工可控条件下最佳的生长条件。通过采集天然海区的海绵个体,将其固定于石材、玻璃、PVC板材等材料表面,一段时间后海绵会自动附着在底物上,适宜的流水条件和附着物材料的表面处理对于附着效果具有显著影响。研究还发现,海绵对食物没有显著的选择性,试验结果显示,不论是活体单细胞藻类、细菌,还是非生物有机颗粒,海绵均能够摄食。海绵细胞的原代培养到30 d后,会逐渐有新的海绵组织生长,经历生长、旺盛、衰落这几个不同的生长历程,海绵的整个生命周期在试验的条件下大概是60 d,而继代可以持续到120~150 d。试验推测认为,海绵在适应了新的生存环境后,能够表现出较好的生存能力,但是到了3代之后,繁茂膜的生命力就表现的比较弱,生长繁殖都不旺盛,持续的规模化人工培养尚需进一步研究。有报道认为海绵体内多种微生物共生[12]的关系是导致海绵难以持续人工培养的原因之一。海绵体内种类丰富的微生物早已被发现,其中海绵体内多种的活性物质的分泌也大多和它们有关。在自然海域,海绵可以滤食到大量的不同种类的微生物,这些微生物不但能够给海绵提供丰富的各种营养元素,更重要的是进入海绵体内的 微生物有一部分是能够存活下来,在海绵体内形成共生群落,永久定居在海绵体内,参与海绵的摄食、分解、防御等生命活动[13]。因此,深入研究了解海绵体内的微生物群落,找出其关键的共生微生物群落是海绵持续培养的理论支撑。
3 2种海绵的开发应用研究
关于肾指海绵的应用研究,张 卫等在2003年用8种不同的提取溶剂提取了肾指海绵体内的蛋白质进行了抑菌活性测定,结果显示在肾指海绵体内提取的蛋白质对于多种细菌均显示出了不同程度的抑制作用,但是由于提取的是粗液中的蛋白质,导致蛋白质的成分过于复杂,不能进一步的纯化研究,使得肾指海绵的活性物质的成分还尚不清楚。
繁茂膜海绵的应用研究相对于肾指海绵更为全面和深入。在生物制药领域,周建旭等在2004年就报道了繁茂膜海绵中促进细胞粘附成团的蛋白质,并用生物提取分离技术纯化了该蛋白质。曲 翊等[8]在2011年报道了繁茂膜海绵原细胞的鉴别和纯化特点,清晰详细地分别出不同部位繁茂膜海绵的原细胞形态,成功地分离培养也为以后离体细胞培养繁茂膜海绵提供了试验理论依据,不同来源的原细胞培养出来的差异也说明了原细胞在繁茂膜海绵体内具有一定的分化。
近年来,繁茂膜海绵对于水体的净化修复研究也引发了不少学者的兴趣。付晚涛等[15]在2007年的研究报道中就阐述了繁茂膜海绵对于水体高效的净化修复能力,在实验室的暂养条件下,繁茂膜海绵可以阻留80%以上的悬浮颗粒,对细菌的阻留能力更是达到了96%,甚至繁茂膜海绵还能滤食养殖水体中的过剩饵料[16],研究发现,繁茂膜海绵在高密度的弧菌和大肠杆菌水环境中能够正常存活生长不受危害。随着研究的深入,海绵更加广泛的利用途径逐渐被认识。
2006年,王晓红等[17]介绍了海绵骨针结构在仿生学上的研究价值,加州大学圣巴巴拉分校的研究小组通过提取海绵中的骨针的硅蛋白模板[18],在条件温和的情况下成功地催化合成了具有光电和半导性能的金属氧化物氧化钛,通常这些材料[19-22]都是在非自然条件下,如高温高压真空的腐蚀环境下才能合成的,这一研究成果展示了海绵生物在材料仿生学方面巨大的研究价值。
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摘要:
通过分析国际海底地名分委会(SCUFN)会议纪要,研究日本与俄罗斯帝王海山链之争、日本与俄罗斯日本平顶海山群之争和日本与美国幸运星海脊)之争的过程。根据SCUFN的命名规则,探讨其处理争端的主要依据,并对我国当前的命名工作提出建议。
关键词:
海底地理实体命名;历史争端;海洋权益
1引言
海底地理实体是海底可识别圈定和测量的地貌单元。构建统一的海底地理实体命名标准,使用统一的命名方案,有利于构建统一的交流平台。基于此,通用大洋水深图制图委员会成立国际海底地名分委会专门负责审议各国提交的海底地理实体命名提案。我国2011年首次派专家以委员身份参加SCUFN会议,同年提交的7个海底命名提案获得通过,之后每年提交提案,截至目前我国提交并获得通过的海底地理实体命名提案达43个。在国内海底命名工作快速推进的同时,海底命名研究工作得到相应重视,主要围绕海底命名的历史、现状[1~3]以及具体命名技术[4,5]展开。这些研究对普及海底地理实体命名相关概念,指导前期命名提案编制具有重要意义。近年来,随着命名工作的深入开展,我国开始遭遇周边国家的海底命名挑战[6],多个命名提案遭到否决或挂起(截止目前我国被挂起和否决的提案已达5个),因此急需开展SCUFN命名规则的深入研究,以便快速适应并利用规则在国际命名争端中把握主动。SCUFN的命名规则集中体现在《海底地理实体命名标准》[7](GEBCO-B6文件,简称B6文件)中。本文尝试结合SCUFN的典型争端案例分析命名规则,对我国的海底命名工作提出建议。
2SCUFN的命名规则介绍
SCUFN是海底地名领域具有较高权威和影响力的国际组织,自成立以来一直致力于推动全球海底地名的标准化,在长期的海底地理实体命名管理工作中,已经形成一套较为完备的命名准则和议事规程[3],集中体现在B6文件中。B6文件主要包含“海底地名命名标准指导原则”和“海底地名通名及其定义”。其中“海底地名通名及其定义”详细罗列了60个海底地理实体通名及其定义,是界定实体通名类别的基本依据。“海底地名命名标准指导原则”包含“总则”、“海底地名命名原则”和“海底地名命名程序”3个部分。“总则”限定了SCUFN的受理范围,各国领海以外海域,包括领海以外的经济专属区和外大陆架海域的海底地理实体命名提案都在SCUFN的受理范围之列。“总则”明确了“海底地理实体”的定义,提出了“地形可测和边界明确”的要求,这是下文实体独立性争论的依据。“总则”还提出命名冲突的处理准则:当出现同地异名时,优先保留较早的名字;当出现异地同名时,优先保留先命名的实体名字。“海底地名命名原则”对通名和专名进行了相应规定。通名要求从60个通名术语中选择,并严格遵从定义。专名要求易记易用,其次才考虑纪念意义。一般不用在世人名命名,采用人名命名时,要求其对海洋科学做出过杰出贡献。多个相似的地理实体构成的群组可以采用同类词组命名,如音乐家海山群中的海山均采用世界著名音乐家的名字命名。
3国际争端案例分析
3.1日本与俄罗斯帝王海山链之争帝王海山链位于太平洋西北部,北北西走向,北邻勘察加半岛以东的奥布鲁切夫海隆(ObruchevRise),南与夏威夷海山链相接,全长2200km。帝王海山链多发育平顶海山,已命名的实体中有18个平顶海山和1个海盆。基于地形特征,可以以神功海盆将帝王海山链划分为南北2段。帝王海山链最早由RobertDeitz命名,当前帝王海山链上的海山均以日本天皇的名字命名。2005年,俄罗斯在帝王海山链北段提交埃德曼海山和马克休特海山(图1)2个命名提案。当年,2个提案均被否决,理由有4点[9]:①埃德曼海山命名提案中的地形图过于粗略,且地形图范围过小,无法展示其与周边实体的相关关系;②根据俄罗斯提供的埃德曼海山地形图,埃德曼海山高差未超过1000m,不符合SCUFN对海山的定义;③马克休特海山的专名来自尤里伊•伊万诺维奇•马克休特,SCUFN认为其未对海洋科学做出杰出贡献;④帝王海山链上的海底地理实体,应以日本天皇的名字命名。
针对SCUFN提出的否决理由,2006年俄罗斯重新修改并提交了埃德曼海山的命名提案。提案更新了地形图,新的地形图显示该海山高差超过1000m,符合SCUFN关于海山的定义。SCUFN主席指出2005年会议一致认为帝王海山链上未命名的海山应该以日本天皇的名字命名。美国委员也提出当年RobertDeitz命名帝王海山链,就是打算用日本天皇的名字来命名该海山链上的海山。另外,日本还展示了Smoot[10]发表的地形图,据此,SCUFN认为埃德曼海山并不是独立的海山,它与南部的推古海山同属一个海山[11]。推古海山已于1966年被美国海底地名辞典收录。日本代表拟将俄罗斯提出的马克休特海山更名为齐明海山或平顶海山。SCUFN认为俄罗斯提供的水深数据不够详细,难以界定该实体是属于整个海山链的一部分,还是属于神武平顶海山(JimmuGuyot)的一部分[11]。2007年,俄罗斯表示无法提供更多资料,日本表示可以在8年内获得新的水深资料和地磁数据。会议决定在获得新数据之前,将齐明海山(或平顶海山)列入保留栏中[12]。依照约定日本应在2015年提交新调查获得的地形图和地磁数据,由于2015年的会议报告尚未公开,暂时无法获知该争论的最新进展。下面就SCUFN处理日本和俄罗斯命名争端的依据进行分析。地形图是海底地名命名的重要基础资料,是界定实体通名类别以及判定实体是否符合“地形可测和边界明确”定义的依据。起初俄罗斯提交的埃德曼海山命名提案中的地形图过于粗略,依据该地形图推算的实体高差不符合SCUFN的海山定义,SCUFN定义海山的高差必须大于1000m;经修改重新提交的地形图显示埃德曼海山高差超过1000m,符合海山定义。日本依据Smoot[10]发表的地形图证明埃德曼海山与前人命名的推古海山共有山顶平台,与推古海山属于同一海山,不能重复命名。关于马克休特海山,SCUFN提出仅凭俄罗斯提供的地形图,无法判定该实体与周围其他实体的相关关系,即无法界定实体的轮廓和范围,有待新的更大范围、更高精度的地形资料的支持。最后,俄罗斯表示无法获得更多资料,主动退出命名权争夺。
马克休特海山的专名来自尤里伊•伊万诺维奇•马克休特,SCUFN认为其未对海洋科学做出过杰出贡献[9]。俄罗斯历来习惯用人名命名海底地名,也常因此导致提案被否决或挂起(即修改后再重新审议),仅SCUFN第18次会议[9],俄罗斯就有10个命名提案因此被要求更改专名。所以,提交SCUFN的命名提案最好少用人名,用人名最好选择曾在实体所在海域开展过工作的著名科学家的名字,并在简历中突出其对海洋科学的贡献。SCUFN一直强调帝王海山链上的海山应该以日本天皇的名字命名,依据是“海底地名命名原则”[7]中规定“多个相似的地理实体构成的群组可以采用同类词组命名”,如夏威夷北部的音乐家海山群,其中的海山均以世界著名音乐家的名字命名。群组化命名有利于命名的层次化、序列化。层次化、序列化命名易记易用,是地名规划的基本目标[13]。在俄罗斯提交命名提案前,帝王海山链中的大多数海山都以日本天皇的名字命名,命名的群组化已成事实,如果俄罗斯主张的名字得以通过,将会破坏命名的群组性。基于上述分析,我们得出2点启示:(1)“地形可测和边界明确”是“海底地理实体”基本定义的要求,提案的地形图必须能反映待命名实体与周边其他实体的相关关系。SCUFN主要依据地形图对实体通名类别进行审议,地形图应能详细表达地理实体的地形地貌特征。因此,提案至少应提供2种比例尺的地形图:用于判识待命名实体与周边其他实体相关关系的小比例尺地形图和用于表达实体地形特征的大比例尺地形图。我国历年提案中包含实置图、地形图、三维斜视图、测线图和剖面图5幅。其中测线图指示实体资料来源;地形图、三维斜视图和剖面图主要表达实体的地形地貌特征;位置图表征实置。缺乏表达实体与周边实体相关关系的图件。当命名实于深海平原等地形相对简单的海域时,不易产生分歧,但当实于洋中脊等复杂地形区时,就容易因为与周边实体关系不清而被否决。2012年我国提交的位于西南印度洋洋中脊的鹭飞海山就是因为这个问题被挂起[14]。(2)SCUFN鼓励地理实体命名群组化。群组化命名利于实现命名的层次化、序列化,名称易记易用,便于推广。国家海洋局2015年10月10日正式对外的124个海底地理实体名称,是近年来我国在国际海域取得的重要命名成果。该名录中的地名采用《诗经》体系,分别以诗经的“风”“雅”“颂”3篇对应大西洋、太平洋和印度洋新发现的实体,具有较为完备的命名规划体系。在尚未达成一致海洋划界方案的敏感海域,海底地理实体的命名权争夺比较激烈。我们可以利用命名的群组化,优先命名区域上有控制作用的大型地理实体,再逐步推进次级地理实体的命名工作,从大处着手,步步为营,从而掌握敏感海区的海底命名主动权!
3.2日本与俄罗斯日本平顶海山群之争日本平顶海山群位于日本海沟(JapanTrench)和伊豆—小笠原海沟连接处以东海域,常磐海山群以南,小笠原海隆(OgasawaraRise)以北。海山群周边海域地貌较为复杂,发育较多海山、海丘。日本平顶海山群最早由Heezen等[15]命名为艺伎平顶海山群(GeishaGuyots),当时确定的范围为143°50'~153°20'E,29°28'~34°14'N。Vogt等[16]指出其包含了10个海山(或平顶海山),范围为144°~154°E,29°~35°N。1986年SCUFN考虑到艺伎平顶海山群的专名具有冒犯性,决定将其暂时命名为“日本平顶海山群”,这个名字并未经过仔细推敲,只是提醒日本海底地名委员会提出一个更为合适的名称[17]。之后,日本海底地名委员会一直采取回避态度不作回应。2007年俄罗斯提交尼日尼克海山群(KnizhnikSeamounts)提案[11],该提案建议的实于日本主张的日本平顶海山群的范围之内。日本委员为反对俄罗斯的命名提案,当场提出可以接受原来的“艺伎平顶海山群”。2008年,日本海底地名委员会坚持采用日本平顶海山群称谓,其专名主张最终获得通过[18],但日本和俄罗斯围绕日本平顶海山群的边界展开了激烈争论(图2)。2007年,俄罗斯对日本主张的日本平顶海山群范围提出质疑,认为其范围内的实体在形态上互不相关,且不是成片分布,不适合划到一个群组中[12]。
2008年,日本海底地名委员会坚持采用Heezen等[15]提出的实体范围。SCUFN讨论决定要求日本修改日本平顶海山群的范围,不能包含东南角的马卡罗夫海山[18]。2009年,日本提交日本平顶海山群新边界,不再包括东南部马卡罗夫海山[19]。2010年,俄罗斯依据测得的海底磁异常条带数据提出划分方案,该方案将西北角4个海山/平顶海山划为中日本平顶海山群;将中部的多个平顶海山划为沃恩平顶海山群[20]。2011年,俄罗斯正式提交沃恩平顶海山群提案获得通过。日本基于俄罗斯提出的日本平顶海山群的边界,进行细微修改后提交并获得通过[21]。本案例中,日本对日本平顶海山群的更名一直采取回避态度,但当俄罗斯提出命名提案时,日本反应激烈。日本表示愿意接受原先具有侮辱性的名称(艺伎平顶海山),试图以已有名称的实体不能重复命名为由,抵制俄罗斯的提案。然而,早期SCUFN并未引入现行的几何边界表达方式,历史上艺伎平顶海山群的具体范围也不明确,日本转而引用前人学术论文定义的实体范围。俄罗斯基于地形地貌资料阐明该海区海底地貌具有较大差异的客观事实;并通过区域的磁异常条带数据证实该区海底地貌具有不同的地质成因。最终俄罗斯的主张获得通过。可见,海底地形资料是重要的命名依据,但不是唯一依据。最新版的B6文件[7]已经明确命名塌陷火山口(Caldera)、断裂带、矮丘(Mound)、泥火山(MudVolcano)、断裂谷(Rift)、盐丘(Saltdome)、沙脊(SandRidge)、海沟(Trench)等类型的海底地理实体应提供地质和/或地球物理方面的证据以及地形图。因此,综合地质地球物理调查对海底地理实体命名工作具有重要意义。
3.3日本与美国幸运星海脊之争幸运星海脊位于菲律宾海盆西部,我国2012年命名的月潭海脊的西北侧,区域水深一般为5500~6000m。2008年,美国在菲律宾海盆提交了幸运星海脊命名提案(图3)。SCUFN否决了这一提案,理由是美国提交的测深数据没有覆盖实体全貌,不足以确定该实体的类型[18]。日本委员指出[18]日本已经完成该地理实体的多波束测量,并特别说明该实体靠近日本的经济专属区,属于吕宋—冲绳断裂系统的一部分。日本主动提出联合美方在下次会议重新提交命名提案,SCUFN委员一致同意。2010年,日本委员汇报工作进度,指出其已致信美方委员,但尚未收到回复,声称日本已经完成该实体的多波束全覆盖调查,并将向SCUFN提交一个新的命名方案[20]。2011年,日本提交幸运星海脊及其邻区的地形图,指出该实于日本宫古岛以南约333.36km,属于日本经济专属区范围。日本已经完成周边海域多波束调查,暂时只对其中大型的海底地理实体进行了命名。日本委员指出该区域还有很多规模较大的地理实体值得命名,但日本海底地名委员会需要更多的时间来完成命名工作。日本在本次会议上将不对“幸运星海脊”作新命名[21]。本案例中,美国率先提交命名提案,具有优先命名权,但是由于美国提交的地形图没有实现实体的全覆盖,实体的规模和类型等基本属性受到质疑,提案未能获得通过。依照惯例,SCUFN可建议美国补充测深资料,但日本提出其已经完成实体所在海域测深资料,并特别指出该实于其经济专属区范围内。根据《联合国海洋法公约》246条第2款,在专属经济区内和大陆架上进行海洋科学研究,应经沿海国同意。这意味着未经日本政府允许美国不可能完成幸运星海脊的补充测量。日本表面上提出与美国合作命名,实质上已经完全掌握了幸运星海脊命名的主动权。当前海底地理实体命名已经进入精细命名阶段,命名需要多波束和地质地球物理资料的支撑,而《联合国海洋法公约》规定未经沿海国允许,任何国家不能在他国经济专属区和外大陆架开展测量和调查工作。没有精细的调查资料,就无法进行海底命名。可见《联合国海洋法公约》在一定程度上间接保护了沿海国在经济专属区和外大陆架的命名权利。明确经济专属区、划定大陆架界限对保护海底命名权益有一定的作用。反过来,海底地名命名能制造命名实体与命名国有紧密联系的印象;通过命名确定某些实体属性也可以为实现进一步的权利主张提供支撑[22]。
案例最后日本主动声明其已经完成菲律宾海中北部的多波束全覆盖调查,新发现了大量海底地理实体,需要更多的时间来完成命名工作。日本此举的目的是为其在菲律宾海中北部的海底命名争取时间。事实上,即便公布海底地形资料,也只能证明对区内的海底地理实体首次发现,而首次发现并不意味着对地名命名权的占有。以美国和俄罗斯在北冰洋的命名争端为例,2001年美国向SCUFN提交兰塞斯海岭(LangsethRidge)提案。美国采用的地形数据采集自1997—1998年。俄罗斯表示强烈反对,认为该海底高地是1965年由前苏联科学家首先发现的,虽然当时没有进行命名,但在1965年出版的地质图和航海图中均有显示[17]。2002年俄罗斯补充提交该区的命名提案,最终俄罗斯获得了兰塞斯海脊上最高山的命名权,但并未美国的兰塞斯海岭命名提案[23]。除了向SCUFN提交命名提案外,争取海底地名的命名权主要有2种方式:①由国家机关认可并公开海底地名。“海底地名命名标准指导原则”总则明确规定“由国家机构认可的位于领海以外水域的名称,如果与国际上可接受的命名原则相符,其他国家应该接受”[7]。所以,我国政府公开124个海底地理实体名称具有重要的意义。②通过学术论文著作形式。“海底地名命名标准指导原则”总则规定“如果一个名称用于2个不同的实体,先使用该名称的实体应该保留该名称”[7]。2015年我国抵制马来西亚在南海的命名提案,最重要的反证之一,就是原地矿部第二海洋地质调查大队(广州海洋地质调查局前身)编制的《南海地质与地球物理图集》[24],其出版发行时间早于马来西亚编制的地图。官方和科学家自主命名2种途径各有优缺点。官方最为正式,具有法律约束力,可以避免重复命名造成的地名混乱[4],并且官方利于命名整体规划,有助于推动海底命名的层次化和序列化。科学家自主命名灵活机动,利于调动学术界的积极性,名字经广泛使用后,即造成既有命名的事实,与国家具有同等效力。因此,建议管辖海域以官方形式命名为主,保证管辖海域海底地名的使用规范有序;在与邻国尚未达成统一划界方案的海域,以鼓励科学家自主命名为主,官方为辅,减少来自外部的政治阻力;公海可采取官方和科学家自主命名相结合的方式,既体现国家意志,又丰富地名文化多样性。
4结论与建议