基于专利分析的我国大型海藻开发技术研究

为了解和把握国内外大型海藻开发技术现状和发展趋势,助力我国提升大型海藻产业技术自主创新能力,文章以检索到的全球大型海藻专利数据为基础,对国内外海藻专利申请数量的年度变化、地区分布、专利类型、机构属性、申请人排名和技术领域分布等数据进行统计,并分析我国和国外的申请数据差异;通过分析国内外海藻养殖技术、海藻食品加工技术、海藻医药技术以及糖类及其他有用物质提取技术等领域的技术专利发展现状和研究热点,提出我国海藻产业技术发展的重点方向以及推动我国海藻技术发展的建议。     

专利分析视角下国际深水油气关键技术发展态势

深水油气资源丰富,是近年全球油气勘探热点及增储上产的主力来源。通过专利分析,可视化呈现了国际深水油气关键技术发展态势。结果表明,全球深水油气相关的专利申请数量与深水油气勘探开发历程高度吻合,反映了技术进步是推动深水油气勘探和开发活动的重要内部动力,政府决策和全球油价是影响深水油气发展的外部动力;美国是全球深水油气勘探与开发的主要引领力量,中国深水油气勘探开发技术高速发展,与巴西等深水油气勘探开发活动成熟的国家构成了主要的技术应用国;斯伦贝谢、哈利伯顿以及通用电气等石油巨头专利技术在全球具有明显的优势,在技术领域均有布局且所占比重较大,中国中海油则侧重于钻井技术的研发和布局;未来,深水油气的革新仍将围绕钻探类核心技术展开,其快速形成的技术网络与一些边缘的技术和核心技术之间建立更加紧密的关联,或形成新的技术网络。     

漂浮海藻与海藻区系的关系

区系是海藻生物地理研究的基本单位,是以一定时间、空间范围内的全部海藻为对象划分的生物地理单元,具有相对稳定的温度性质、物种组成和边界范围,且区系之间具有较明显的差异。然而,长期以来,海藻的区系研究仅以定生的底栖海藻为研究对象,对于漂浮海藻则没有明确的定位。近年来,世界各地漂浮海藻造成的藻华频发,在一些海域漂浮海藻已周期性存在,同时分子技术的发展为海藻生物地理学研究提供了有力支撑,为追溯、比较漂浮海藻及其与定生海藻的关系提供了可靠的参考。漂浮海藻对于认识全球变化和人类活动对海藻分布、适应与进化的影响具有重要的研究意义。本文结合漂浮海藻的特点和海藻生物地理学的基本研究方法,探讨漂浮海藻与海藻区系的关系,认为:(1)以海藻区系的标准尚难以对漂浮海藻进行明确定位;(2)漂浮海藻具有作为海藻区系之间联系途径的潜力。     

基于海藻产业链分析的海洋药物与生物制品产业发展思路

海洋药物与生物制品开发,已成为我国沿海城市经济发展的新动能。文章通过对我国海藻产业链现状、海藻产业发展历程、海藻产业发展关键点等分析,提出基于海藻产业分析的我国海洋生物医药与制品产业发展的思路。我国海洋药物与生物制品产业发展应建立国家级产业创新体系和支撑体系,以关键核心技术为突破口,促进产业相互融合,完善并健全产业标准体系,以进一步保障我国海洋药物与生物制品产业的高质量发展,提升我国海洋药物与生物制品产业在全球产业链中的竞争力。     

海洋有害藻华研究进展

浮游植物不仅是食物链的基础环节,也在生物地球化学循环中起着重要作用。然而,某些种类在一定条件下会过度增殖富集形成有害藻华(因造成水色变为红、绿、褐、金等颜色,所以俗称为赤潮、绿潮、褐潮、金潮等),结果严重影响当地经济、海洋生态系统、全球生物地球化学循环甚至人类健康。近年来,随着水体富营养化、全球气候变化等现象加剧,有害藻华(Harmful Algal Bloom,HAB)的暴发规模和频次呈逐年增加趋势,且相关研究已成为环境生态学领域的热点。本文主要以典型海洋HAB生物为线索,从物种分布、生物监测、主要影响因素、分子机制及防治等方面概述了近十年HAB的主要研究进展,总结了现有研究的优点和不足,并对未来HAB研究做了相关展望。近十年的研究进展主要体现在:(1)不断有新的HAB物种被发现或鉴定,HAB藻类系统分类也不断被更新;(2)鉴定、检测方法包括DNA分析、生物传感器研发应用等有较大改进;(3)藻类毒素生物合成通路的研究有一定进展;(4)在HAB生态学与海洋学研究持续发展的基础上,分子机制及现代组学发展较迅速。然而, HAB发生的关键环境诱因和生物学(特别是生化与分子)机制仍然不是很清楚,缺乏一个可用来预测HAB暴发的关键因子。笔者认为,一方面是因为HAB的复杂性、种类及生态系统的特异性,另一方面是研究缺乏系统性与完整性。因此未来有必要加强对每一个重要的HAB原因种开展系统、持续的研究,类似于生物科学领域里的模式种研究,并且有必要开展综合性的研究,如实验室单种培养、中尺度模拟及现场生态研究相结合,整合现代组学、传统生理生态学和现场实时连续观测等技术。     

我国海洋装备产业链发展需求与战略规划研究

作为我国最早走向国际市场的行业之一,海洋装备业已形成全球协同的合作格局,其产业链条长、覆盖面广,极易受到国际形势的干扰。文章从应对国际形势变化、构建双循环新发展格局、海洋装备业高质量发展3个层次分析我国海洋装备产业链发展需求;通过初步构建海洋装备产业链图谱,从原材料、研发设计、配套、总装建造、船海服务和运维6个环节分析海洋装备产业链自主可控程度;提出针对产业链弱项环节如高端产品研发设计、专用配套开展关键核心技术攻关和迭代升级,面向船舶发展趋势加强基础性和前瞻性技术研究,以及针对船海服务领域提升产业链“软实力”的对策建议。     

三种热带经济海藻养殖现状与应用前景

海藻产业是以大型海藻为主的新兴产业,目前全球的海藻生产量正逐年攀升中,其中大型海藻生产量占全部藻类的99%,而热带经济大型海藻近年来逐渐成为大型海藻养殖业的主流对象,极大地促进藻类产业的快速发展。本文主要以热带经济大型海藻麒麟菜、江蓠与近年来在中国兴起的长茎葡萄蕨藻为例,总结了现阶段国内、外热带经济大型海藻的养殖现状并对主要养殖种类的营养成分进行了比较分析,探讨了热带大型海藻的应用前景及其价值,以期为热带经济大型海藻养殖业可持续发展提供参考资料与理论基础。     

海藻资源应用于聚羟基脂肪酸酯生产的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate, PHA)是一种可生物降解的高分子聚酯材料, 主要由微生物在一定的胁迫条件下产生, 具有较多的单体结构, 由于其具备良好的生物相容性和生物可降解性, 近年来对其研究逐渐深入, 但由于其生产成本较高导致其在生物塑料行业的应用进展缓慢, 而以废料作为微生物碳源进行生产的方式往往会对环境造成二次污染。近年来大型海藻养殖量逐年上升, 其含有丰富的碳水化合物等生物质资源, 对其资源化利用的研究主要集中于食品、医药、饲料、新能源等领域, 目前仅在海藻饲料和海藻肥领域实现了工业化, 对其资源化利用的方式仍然需要不断地研究创新, 使海藻资源的利用率达到最大, 以创造更多的经济价值。为了引入庞大的海藻资源进行PHA的生产, 降低其生产成本, 促进其在生物塑料行业的应用, 本文综述了PHA近年来在生产工艺研究上的进展情况, 阐明了微藻生物合成PHA及大型海藻作为PHA生产的碳源的可行性, 并评估了海藻资源作为碳源开发的优劣, 为将来黄海绿潮资源的开发利用提供新的思路。     

海藻多糖植物空心胶囊体内生物利用度与生物等效性研究

采用三交叉、自身对照的方法,研究了3种药用空心胶囊的体内相对利用度,并评估了其生物等效性,以检验本实验室研发的海藻多糖空心胶囊替代动物明胶空心胶囊的可行性。实验选择了12名志愿者,以布洛芬为模型药物,采用高效液相色谱法(HPLC)检测志愿者体内的血药浓度变化,用DAS2.0计算主要药动学参数,并评价其生物利用度及生物等效性。结果显示,海藻多糖植物空心胶囊替代动物明胶空心胶囊并不影响人体内药物吸收;海藻多糖植物空心胶囊布洛芬胶囊剂与日本Qualicaps布洛芬胶囊剂(相对生物利用度94.9%)、明胶布洛芬胶囊剂(相对生物利用度97.5%)均具有生物等效性。     

漂浮海藻与海藻区系的关系

区系是海藻生物地理研究的基本单位,是以一定时间、空间范围内的全部海藻为对象划分的生物地理单元,具有相对稳定的温度性质、物种组成和边界范围,且区系之间具有较明显的差异。然而,长期以来海藻的区系研究仅以定生的底栖海藻为研究对象,对于漂浮海藻则没有明确的定位。近年来世界各地漂浮海藻造成的藻华频发,在一些海域漂浮海藻已成为周期性存在,同时分子技术的发展为海藻生物地理学研究提供了有力的支撑,为追溯、比较漂浮海藻及其与定生海藻的关系提供了可靠的参考。漂浮海藻对于认识全球变化和人类活动对海藻分布、适应与进化的影响具有重要研究意义。本文结合漂浮海藻的特点和海藻生物地理学的基本研究方法探讨漂浮海藻与海藻区系的关系。     

经济海藻繁育、养殖及综合利用的回顾与展望

经济海藻繁育、养殖及综合利用是海洋农牧业及工业的重要组成部分。20世纪经过几代人的努力,我国在海带、紫菜、裙带菜及龙须菜的繁育、养殖关键技术等方面成功取得突破,为这些海藻的产业化提供坚实的保障,为我国成为世界海藻大国奠定了基础。海藻养殖产业为人们提供了食品、藻胶及其它丰富的产品,这包括保健品、功能食品、化妆品及药物等。海藻养殖产业也对人类经济、社会的发展起到重要作用,通过吸收环境中的二氧化碳、氮和磷,为海洋生态环境的改善发挥了重要作用。本文对我国海藻繁育、养殖及综合开发的历程进行简要回顾,对当前我国、中国科学院海洋研究海藻研究与应用进行了总结,对海藻研究发展的未来进行了展望;适应海藻产业从量向质的方向转变,同时兼顾生态环境效益,为我国海藻研发及应用提供参考。     

红球藻虾青素资源开发历程与趋势展望

经30多年不懈努力与系统创新研发,我国已成功地实现红球藻虾青素资源的规模化生产,开发出新资源食品和功能性生物制品。期间,我们结合微藻产业现状与国情,围绕红球藻资源开发的产业化链条,针对上中下游重要环节的关键性瓶颈问题,开展了基础理论探索、新技术开发、产业化推广与新活性功效发掘等系列工作。借建所70周年所庆成果专刊出版之际,全面回顾总结我们在该藻种质资源、基于细胞周期调控的二步串联培养模式、关键参数优化与控制、光反应器培养设施创制、生物污染危害和防控原理与策略、活性物质开发与新功能挖掘、产业标准与体系建设等方面所取得的进展,同时展望发展趋势,以期促进红球藻以及整个微藻产业的健康可持续发展。     

基于专利信息的海上风电技术趋势分析

基于德温特数据库中的专利信息,通过对比海上风电和其他海洋主要可再生能源的年专利信息,结合海上风电专利数量与碳减排压力以及年新增装机数量之间的相关性分析,对海上风电技术发展做了分析,归纳了海上风电的重点技术领域;构建了海上风电技术成熟度预测分析模型。分析结果表明,海上风电技术发展迅速,目前整体的技术成熟度已达到0.87,已从成熟期进入饱和期。浮式风电作为一种具有替代性特征的新兴技术,也得到了快速的发展,目前的技术成熟度已达到0.54,从技术成长期进入技术成熟期。     

贝藻类养殖碳汇核算与综合温室潜力评估研究进展

海水养殖可能是实现我国碳中和目标的有效途径之一。贝、藻类养殖是海水养殖的主要组成部分,可以通过碳移除(从海水中收获)、碳固定(形成贝壳)等方式成为有效的碳汇。因此,中国作为海水养殖大国,具有较大的碳汇潜力。然而,目前关于贝、藻类养殖过程中碳汇的计算、评估、监测等还没有统一的标准,对于其碳汇边界的定义(如储藏年限、周转周期等)也不清晰。本文阐述了典型贝、藻类养殖碳汇的潜力,认为碳汇的计算不仅仅要考虑储存碳,还要考虑养殖过程中由于呼吸等过程排放的碳;提出了贝、藻类养殖碳汇测算过程中存在的问题,认为目前常用的称重法等无法准确反应养殖系统的碳汇潜力;建议在未来养殖碳汇测算中首先明确碳汇边界问题(如使用长、短周期碳汇的概念)。最后,本文讨论了贝、藻类养殖生态系统综合温室效应评估的必要性,建议在碳汇核算过程中同时考虑非二氧化碳温室气体(如甲烷、氧化亚氮)的作用。     

On the measurement of socioeconomic benefits of integrated coastal management (ICM): Application to Xiamen,China

We develop a systematic approach for the measurement of overall socioeconomic benefits associated with an integrated coastal management (ICM) program. The analytical framework includes multiple marine industry sectors (e.g., ocean shipping and commercial fisheries) as well as environmental sectors (e.g., coastal erosion). The net benefit measure captures both economic and environmental effects. We apply our analytical model to Xiamen, China, using empirical data from 1992 to 2001. Results of the case study show that the implementation of ICM program in Xiamen has led to a significant increase (over 40%) in annual socioeconomic benefit from its marine sectors. Thus, the Xiamen ICM program has been effective in achieving sustainable development.     

Targeting European R&D for accidental marine pollution

Accidental marine pollution can have major ecological and economic consequences at national and trans-national levels, and there is a need to achieve a better integration of science into actual decision-making systems to support prevention measures, response systems and management activities.. Effective linking mechanisms between R&D and end-users/policy stakeholders are required to ensure the relevance of R&D, effective uptake of R&D outputs, and suitable policy development. Different issues and barriers to effectively link accidental marine pollution R&D effort to end-users concerns and needs and to develop a trans-national strategic approach are identified, analysed, and further developed into recommendations.     

我国经营性海洋牧场产业链延伸研究

我国经营性海洋牧场产业目前主要以育苗、养殖、捕捞、生产、加工的产业链形式存在,文章在分析经营性海洋牧场发展制约因素的基础上,对于海产品产业链的延伸进行研究并提出建议:在苗种培育产业的基础上延伸出"参与式观光业",在开展养殖业的同时兼并实施新产业"DIY养殖业",产品收获后进行"精深加工业"的同时开展"观光旅游业",销售行业采取线上线下与企业之间结合的"O2O+B2B"模式,面向客户方面鼓励新机构即"反馈机构"的建立与推广,拓展休闲渔业产业,发展新型休闲渔业。通过产业链延伸,旨在开拓海产品的市场空间,以期获取更多的经济效益,提升海洋牧场综合效益。     

Advances in interscale and interdisciplinary approaches to the South China Sea

The South China Sea (SCS) connects the Pacific Ocean and the Indian Ocean, and acts as an important part in regional and global climate systems (e.g., Qu et al., 2009; Wang et al., 2009). Multi-scale dynamic and biogeochemical processes in the SCS, comprising a hot spot in marginal sea studies, have attracted great attentions from researchers (e.g., Chen et al., 2020; Hu et al., 2020). The South China Sea Annual Meeting (SCSAM) 2021, recently held on October 22–24 in Zhanjiang, China, focused on academic exchanges of the newly research results and progresses in the interdisciplinary multi-scale processes in the SCS. The SCSAM 2021 is the eighth international workshop of the series, which started in April 2013 (Zhu, 2013) and renamed as SCSAM in 2018. There were 90 oral presentations and 57 posters in the meeting this year, which attracted attentions of more than 2000 audiences both on line and on site. This short article summaries the cutting-edge advances in interscale and interdisciplinary approaches to the SCS from the meeting presentations and the associated research.