❶ 随着科学技术的飞速发展,人类是怎样开发海洋利用海洋
随着科学技术的飞速发展,人类正迎来利用海洋、开发海洋的新时代.
海洋资源是包括海洋生物、海底矿产、海水、海洋能源、港口等多种类型的综合性资源。海洋生物资源也是生物资源的组成部分。 剥蚀产滨海砂矿是现阶段在重要性上仅次于石油、天然气的海洋矿产资源,它们是大陆上的岩石风化、生的碎屑,经河流搬运至河口、海滨堆积而成的。滨海砂矿易于开采,具有重要的经济价值,世界上约96%的金红石、80%的独居石、75%的锡石、30%的钛铁矿都产自滨海砂矿。另外,还有磷钙土、金、铂、金刚石等,那些普通的砂和砾石,也是不可缺少、而且是用量很大的建筑材料资源。近几十年来远离海岸的洋底上的多金属结核和天然气水合物(也称甲烷水合物)的发现,可能成为本世纪人类锰、铁、铜、铝、镍、钛、钼等多种金属和能源的主要来源。 海水中溶有多种有用的成分,最为人所熟悉的是一日三餐不可缺少的盐,我国沿海海岸线很长,可供晒盐的滩涂地约有84万公顷,所产海盐满足了全国近半数人口和80%的工业用盐的需求。海水还可直接使用,如作为工业用的冷却水。日本有40%一50%的工业用水是海水。 海洋蕴藏着巨大的能源,包括潮汐能、波浪能、海流能等。据联合国教科文组织估计,全球海洋中蕴藏的发电能力达到766亿千瓦,技术上有可能利用的为64亿千瓦,约为目前世界发电装机总容量的1倍。我国海洋能源的理论蕴藏量约为6.3亿千瓦。海洋能源的开发正受到全世界的关注。
❷ 有哪些利用海洋微生物改变环境的实际例子
之前因为一起海上石油泄漏,而造成的环境污染,科学家们为了解决这个问题,发现了微生物可以分解这些石油,净化海水,这就是一个典型的利用海洋微生物改变环境的实际例子。
❸ 请举例说明目前人类对海洋资源进行了哪些方面的开发和利用.(5点)
(1)开发海洋生物资源,例如发展海洋渔业;
(2)开发海洋矿产资源,例如开采海底石油、天然气;
(3)开发海衡稿洋水资衫拦袜源,例如海水淡化;
(4)开发海洋空间资源,例如发展海洋运输,建设海底隧道;
(5)或激开发海洋旅游资源,例如建设海滨浴场,潜水等;
(6)开发海洋化学资源,例如从海水中提取盐类;
❹ 海洋生物学对水体的净化作用分别从海洋的动物 植物 微生物 分别举例说明个体作用
海洋微生物是在海洋环境中能够生长繁殖、形体微小、
单细胞或个体结构较为简单的多细胞、甚至没有细胞结构
的一群低等生物。海洋微生物种类繁多,按其结构、形态和
组成不同,可分为三大类:非细胞型(如海洋病毒)、原核细
胞型(如海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等)和真核细
胞型(如海洋酵母菌、海洋霉菌等)[1]。从微生物学或环境
微生物学角度来讲,海洋微藻也应归入海洋微生物的范
畴[2, 3]。
微生物在废水处理等环境污染防治方面具有广泛的应
用,在农林牧渔业、环保等各方面发挥着巨大的作用[4]。近
年来,人们对微生物在环境中的分布状况、分离纯化和开发
(包括驯化和基因操作等)利用等方面的报道与日俱增。对
于海洋微生物这部分来讲,随着环境微生物和海洋科学两
大学科的发展,人们对其研究也日益深入,从海洋表层的海
水微生物[5]到深海微生物[6]等各方面均有报道。另外,对
于我们通常认为较难研究的海洋浮游病毒,国外研究进展
很快,已经渗入到海洋浮游病毒的形态、分类、生态学效应、
在海洋不同深度的种群和数量、在海洋生态系统物质循环
中的作用以及海洋藻类噬藻体等方面[7~14]。
随着人口的增长以及工农业的发展,人类向海洋排放
的污染物逐年增多,海洋环境被污染的程度越来越严重,导
致海洋生物的生存受到严重的威胁。海洋污染物主要包括
石油及其产品、重金属、农药、PAH、PCBS等。在这些污染物
的迁移和转化过程中,海洋微生物发挥着重要作用,参与各
种海洋污染物的降解和转化过程,这样有助于保持海洋生
态系统的平衡和促进海洋自净能力。1 海洋微生物在海洋石油污染生物修复中的应用
海洋石油及其产品的污染是目前一种世界性的严重的
海洋污染现象。随着大陆架、海洋石油资源的开发、海上
油事故、沿岸石油化工的发展以及20世纪90年代爆发的战
争等原因使局部海域受到严重的石油污染,对生态环境造
成了灾难性的破坏。据估计,全世界每年流入大海的石油就
有1. 0@107t,我国每年有60多万吨原油进入环境,污染土
壤、地下水、河流和海洋,造成污染海域在短期内溶解氧的缺
乏[15],对近海海域及沙滩等造成污染,对人们在天然浴场游
泳和沙滩休闲娱乐产生不利影响。
据报道,能够降解石油的微生物达200多种,分属于70
多个属,其中细菌约占40个属,在海洋生态系统中占主导地
位[16]。海洋石油降解菌广泛分布在油污海域,常见种类见
表1。由于海洋微生物可以有效地去除各种形式的石油污
染物,因此在海洋石油污染生物修复中发挥着重要作用。从
20世纪70年代开始,美国率先开展了利用细菌消除油污染
的研究,随后,世界各国相继利用各种微生物开展了这方面
的工作。我国应用海洋微生物治理海洋石油污染的研究发
展也很快。林凤翱等[18, 19]从近岸油污染海洋环境中筛选出
了高效的降解石油烃丝状真菌,研究表明,该丝状真菌能降
解多种石油烃,且降解速率快、不受氮、磷营养盐和氧含量的
限制、在被油污染的海滩等的应用前景和开发价值很大。丁
明宇等[20]利用从青岛近岸海水中筛选到的73株细菌和10
株真菌进行了降解石油的研究,多数菌株具有明显的降解
石油的能力,有3个菌株对石油的降解效率高达58. 35%
(真菌F-37)、62. 75% (细菌SJ-27B)和71. 06% (真菌F
-38)。此外,史君贤等[21]利用气相色谱测定了石油烃降解
细菌对柴油的正烷烃的降解作用,石油烃降解细菌对正烷
烃有明显的降解作用,混合菌株的降解率明显高于单菌株
的降解率,且温度对正烷烃的降解有明显的影响,在35e条
件下降解速度最快。陈碧娥等[22]研究了从湄洲湾海域分离
的丝状真菌转化石油烃的过程,指出,丝状真菌去除原油的
❺ 海洋细菌在海洋生态系统中起到什么作用
分布广、数量多,在海洋生态系统中起着特殊的作用。海洋中细菌数量分布的规律是:近海区的细菌密度较大洋大,内湾与河口内密度尤大;表层水和水底泥界面处细菌密度较深层水大,一般底泥中较海水中大;不同类型的底质间细菌密度差异悬殊,一般泥土中高于沙土。大洋海水中细菌密度较小,每毫升海水中有时分离不出1个细菌菌落,因此必须采用薄膜过滤法——将一定体积的海水样品用孔径0.2微米的薄膜过滤,使样品中的细菌聚集在薄膜上,再采用直接显微计数法或培养法计数。大洋海水中细菌密度一般为每40毫升几个至几十个。在海洋调查时常发现某一水层中细菌数量剧增,这种微区分布现象主要决定于海水中有机物质的分布状况。一般在赤潮之后往往伴随着细菌数量增长的高峰。有人试图利用微生物分布状况来指示不同水团或温跃层界面处有机物质积聚的特点,进而分析水团来源或转移的规律。
海水中的细菌以革兰氏阴性杆菌占优势,常见的有假单胞菌属等10余个属。相反,海底沉积土中则以革兰氏阳性细菌偏多。芽胞杆菌属是大陆架沉积土中最常见的属。
海洋真菌多集中分布于近岸海域的各种基底上,按其栖住对象可分为寄生于动植物、附着生长于藻类和栖住于木质或其他海洋基底上等类群。某些真菌是热带红树林上的特殊菌群。某些藻类与菌类之间存在着密切的营养供需关系,称为藻菌半共生关系。
大洋海水中酵母菌密度为每升5~10个,近岸海水中可达每升几百至几千个。海洋酵母菌主要分布于新鲜或腐烂的海洋动植物体上,多数来源于陆地,只有少数种被认为是海洋种。海洋中酵母菌的数量分布仅次于海洋细菌。
海洋堪称为“世界上最庞大的恒化器”,能承受巨大的冲击(如污染)而仍保持其生命力和生产力。微生物在其中是不可缺少的活跃因素。自人类开发利用海洋以来,竞争性的捕捞和航海活动、大工业兴起带来的污染以及海洋养殖场的无限扩大,使海洋生态系统的动态平衡遭受严重破坏。海洋微生物以其敏感的适应能力和飞快的繁殖速度在发生变化的新环境中迅速形成异常环境微生物区系,积极参与氧化还原活动,调整与促进新动态平衡的形成与发展。从暂时或局部的效果来看,其活动结果可能是利与弊兼有;但从长远或全局的效果来看,微生物的活动始终是海洋生态系统发展过程中最积极的一环。
海洋中的微生物多数是分解者,但有一部分是生产者,因而具有双重的重要性。实际上,微生物参与海洋物质分解和转化的全过程。海洋中分解有机物质的代表性菌群是:分解有机含氮化合物者有分解明胶、鱼蛋白、蛋白胨、多肽、氨基酸、含硫蛋白质以及尿素等的微生物;利用碳水化合物类者有主要利用各种糖类、淀粉、纤维素、琼脂、褐藻酸、几丁质以及木质素等的微生物;此外,还有降解烃类化合物以及利用芬香化合物如酚等的微生物。海洋微生物分解有机物质的终极产物如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等都直接或间接地为海洋植物提供主要营养。微生物在海洋无机营养再生过程中起着决定性的作用。某些海洋化能自养细菌可通过对氨、亚硝酸盐、甲烷、分子氢和硫化氢的氧化过程取得能量而增殖。在深海热泉的特殊生态系中,某些硫细菌是利用硫化氢作为能源而增殖的生产者。另一些海洋细菌则具有光合作用的能力。不论异养或自养微生物,其自身的增殖都为海洋原生动物、浮游动物以及底柄动物等提供直接的营养源。这在食物链上有助于初级或高层次的生物生产。在深海底部,硫细菌实际上负担了全部初级生产。
在海洋动植物体表或动物消化道内往往形成特异的微生物区系,如弧菌等是海洋动物消化道中常见的细菌,分解几丁质的微生物往往是肉食性海洋动物消化道中微生物区系的成员。某些真菌、酵母和利用各种多糖类的细菌常是某些海藻体上的优势菌群。微生物代谢的中间产物如抗生素、维生素、氨基酸或毒素等是促进或限制某些海洋生物生存与生长的因素。某些浮游生物与微生物之间存在着相互依存的营养关系。如细菌为浮游植物提供维生素等营养物质,浮游植物分泌乙醇酸等物质作为某些细菌的能源与碳源。
由于海洋微生物富变异性,故能参与降解各种海洋污染物或毒物,这有助于海水的自净化和保持海洋生态系统的稳定。
海洋细菌海洋细菌是生活在海洋中的,不含叶绿素和藻蓝素的原核单细胞生物。它们是海洋微生物中分布最广、数量最大的一类生物,个体直径常在1微米以下,呈球状、杆状、螺旋状和分枝丝状,无真核,细胞壁坚韧。能游动的种以鞭毛运动。严格地说,海洋细菌是指那些只能在海洋中生长与繁殖的细菌。
世纪中期人们首次分离出一个海洋细菌,1865年分离出其中的奇异贝氏硫细菌。从1884年起,又研究深海细菌。早期只注重分类,1946年后进入以研究其生理和生态为基础的阶段。
海洋细菌有自养和异养、光能和化能、好氧和厌氧、寄生和腐生以及浮游和附着等不同类型。海水中以革兰氏阴性杆菌占优势,常见的有假单胞菌属、弧菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、螺菌属、微球菌属、八叠球菌属、芽孢杆菌属、棒杆菌属、枝动菌属、诺卡氏菌属和链霉菌属等10多个属;洋底沉积物中以革兰氏阳性细菌居多;大陆架沉积物中以芽孢杆菌属最常见。