成果名称: 大型海藻生态修复和资源养护研究与应用
完成单位: 暨南大学,华南理工大学,汕头大学,中山大学,广东海大集团股份有限公司,汕头市澄海区琼胶厂
主要人员: 杨宇峰,邹定辉,汤顺清,杜虹,王庆,田丽霞,陈填烽,王胜,陈伟洲,麦伟群,钱雪桥,孙显,柴召阳,罗洪添,解欣斐
介绍:

养    殖海域富营养化、近海海洋生物资源衰退及高值化利用技术应用是水产和海洋资源环境领域的关键技术难题,解决上述问题对提升海水健康养殖水平和海洋渔业资源利用效率及海洋环境保护具有重要作用。本成果在科技部、国家基金委、广东省等项目和课题支持下,基于海洋生态系统的结构完整性和功能多样性与生物资源可持续利用目标,以大型海藻生态修复和资源养护与利用为研究主线,经过10多年研究,在大型海藻生态修复机理与碳汇机制、栽培生态系统生物群落演变和生物资源养护、生态增养殖新模式构建及示范应用、大型海藻产业链构建等方面形成了系统性成果。主要成果如下:

   (1)在国内率先提出了利用大型海藻修复海水渔业生境和海水养殖绿色生产与管理的理论,阐释了大型海藻龙须菜生态修复机理,开辟了大型海藻生态修复研究新方向。1)阐释了龙须菜对碳、氮、磷的响应和分子调控机制,证实了龙须菜具有很高的光合生产性能和强大的氮磷储备能力,绘制了龙须菜无机氮代谢途径和代谢网络;通过功能基因组学、转录组学和蛋白组学研究,解析了龙须菜无机氮代谢通路关键酶的功能和调控特性,阐释了龙须菜无机氮利用的调节机制;发现龙须菜栽培可促进多聚磷酸盐合成,增加磷循环的速率。2)揭示了龙须菜对浮游植物生长和有害藻华控制的化感作用机制,基于龙须菜栽培生态系统,采用高通量基因测序技术和海区现场大规模采样结合的方法,发现龙须菜能增加海洋碳汇、降低水体富营养化、提高水体溶氧和防治近海区域海洋酸化、改善沉积环境质量,证实了大型海藻具有富营养化养殖海域生境修复的重要生态功能。

   (2)揭示了大型海藻栽培生态系统生物群落演变规律,发展了龙须菜栽培生态系统结构与功能的理论,研发了大型海藻生态增养殖和资源养护新技术。1)系统研究了大型海藻与微生物、浮游植物、浮游动物、养殖经济动物(葡萄牙牡蛎、鲍)的关系,揭示了龙须菜栽培生态系统的结构功能特征,从分子水平论证了龙须菜规模栽培可驱动微生物群落结构与功能的改变;提出了龙须菜栽培驱动微生物和浮游生物群落演变的概念模型,证实了龙须菜规模栽培对浮游生物群落结构稳定具有重要作用;研发了基于大型海藻的渔业水域有害藻华防治和环境保护技术; 2)发现大型海藻栽培区浮游生物多样性和浮游动物休眠卵萌发率明显提高,大型海藻能养护大型浮游动物和野生篮子鱼资源;3)通过大型海藻改善鲍养殖水域水质,降低鲍病死率,提出了大型海藻与鲍复合养殖的安全模式;论证了大型海藻龙须菜规模栽培对养护渔业资源具有重要作用;4)在汕头南澳海域构建了龙须菜和葡萄牙牡蛎复合养殖模式,设计了最佳复合养殖密度,计算了太平洋牡蛎养殖容量,阐明了藻-贝生态养殖互利机制,为南澳海水养殖可持续发展提供了科学依据。

   (3) 研发了大型海藻生态增养殖技术并开展了大型海藻资源利用示范推广,构建了大型海藻龙须菜产业链。1)应用大型海藻防鱼安全栽培技术专利,将紫菜栽培生产期提前了2个月,提高了大型海藻栽培经济效益和环境效益; 2)在汕头南澳推广了龙须菜大规模栽培技术,使南澳栽培面积发展到2万多亩,以龙须菜等大型海藻作为原料生产琼胶,显著提高了大型海藻栽培的经济效益;3)发明大型海藻饲料加工等专利技术4件,并应用于大型海藻绿色饲料产品生产;4)以大型海藻多糖-琼脂糖等为原料,设计开发医用冷敷敷料和医用冷敷贴等产品,大型海藻在水产和医药领域应用前景广阔。

    项目共发表论文110篇,其中SCI论文72篇。出版“近海环境生态修复与大型海藻资源利用”专著1部,授权国家发明专利10件。在2017-2018年,大型海藻新增产值12亿元以上,其中大型海藻饲料、琼胶和大型海藻医疗产品新增产值5亿元以上;大型海藻的生态环境价值1亿元以上。成果具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。 项目在大型海藻生态修复理论与碳汇机制、基于大型海藻栽培的资源养护技术、大型海藻多糖产品及绿色饲料研制方面具有明显的创新性。项目成果总体处于国际先进水平,在大型海藻龙须菜生态修复理论与碳汇机制、资源养护与利用技术方面达到国际领先水平。

    上述成果未申报其他奖项。

批准登记号:
登记日期: 2020-07-14
研究起止时间: 2007-01-01至2018-05-31
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东水产学会
评价日期: 2020-05-22