国内外深海生物捕获现状综述
1引言 和传统海域不同,论文联盟深海是一个非常特殊的生态环境,可以说是地球上最恶劣的环境之一。这里永久低温(火山口除外)、高压、黑暗。海水每加深10米,就会增加一个大气压。在1万多米的深海,压力高达1000多个大气压,也就是在每平方厘米的面积上的压力可达到1000公斤 [1]。 近年来,随着各国海洋技术的发展,科学家纷纷把目光聚焦到深海这片广阔而又神秘的未知领域。其中对深海生物的探索主要包括了两方面:一是对生命起源的探索,如对发现深海热液喷口生物群落等[2];二是对深海生物样本进行采样及研究。本文将详细叙述近年来对深海生物捕获技术方面的现状、进展以及收获。 2深海生物捕获技术 深海生物捕获,即对深海生物进行采样,把生物样品从深海捕获出水进行科学研究。从生物特性上来看,浮游生物行动力差,分布较多,所以相对容易捕获。目前国内外对浮游生物的捕获技术已经比较成熟,传统的捕获方法就是利用深海拖网、取样器或者抓斗获取生物样本,然后拖上岸来进行过滤分离[3]。而对于深海一些较大型生物(诸如深海底栖生物、游泳生物)的捕获相对较难,当今的捕获技术主要分为拖网技术以及深潜器技术,结合一些比较简单的诱捕技术。 2.1 深海拖网捕获技术 拖网捕获技术,是一种利用船舶航行的拖拽式采样方式。主要分为底拖网和水中拖网两种方式。 底拖网技术用于对深海底栖生物等小型生物进行采样捕获。它由拖曳缆绳和采样铁框架和网篮等构成,采样时用绞车把采样器沉放到海底,并靠船舶的航行沿着海底拖曳采样,收集样品。 水中拖网适用于捕获较大的深海生物,它是由拖拽览绳和设置了一定网格大小的渔网所组成,利用船只在海面上拖动,来回拖拽进行捕获。 2.1.1拖网的缺陷 大量研究显示,底拖网技术对生态系统造成了灾难性伤害,珊瑚、海绵、鱼类和其它动物都将因此受到捕杀。而且众多海洋生物的栖息地海山等水下生态系统也遭到了严重的破坏。这对海洋生态系统造成了无法弥补的损失。 从图1中可见,拖网后海床上留下明显的底拖网滚轮划痕,所经之处都被夷为平地。此外,底拖网还会掀起海底沉积物,严重破坏海底生物的生存环境。 而从技术层次来看,拖网技术很难对生物进行有针对性的捕获,往往造成不分青红皂白的滥杀无辜,成功率低且浪费资源。 2.1.2拖网的改进[4] 由于拖网存在着以上这些缺陷,尤其是对深海生态环境的破坏,使得研究者不得不思考如何改进技术,尽量减小拖网的破坏。改进的理论基础是使用遥控技术控制拖网上纲、下纲以及海底之间的距离(D1、D2),使其保持在一个合适的距离,尽可能的减小拖网与海底之间的剪切力。 作文 /zuowen/ 目前加拿大的NTI公司就基于这种理论发明了一种拖网监视系统。这套拖网监视系统NETMIND 由四部分组成:接收器,水听器,软件和传感器,分别安装在拖网上进行工作。这种新型拖网技术主要能够更好地监视和控制拖网过程,不仅提高了效率,更重要的是控制了拖网高度,尽量减少拖网与海床摩擦所产生的破坏。 2.2 深潜器技术 深海深潜器近年来越来越多地运用于人类对深海资源的探索。其中,对深海生物资源的探索也是极为重要的一环。深潜器最直观的优点在于科学家可以远程进行操控并且针对性高,也不会对深海环境造成破坏,但造价不菲。主要分为水下机器人和载人深海深潜器两种。 2.2.1深海深潜机器人 水下机器人又称无人遥控潜水器,其工作方式是由水面母船上的工作人员通过连接潜水器的脐带提供动力,操纵或控制潜水器,采用水下电视、声呐等专用设备进行观察,并由机械手进行水下作业。在深海生物捕获中,水下机器人使用机械手把捕获的生物放入收集仓中带上水面。 2.2.2深海载人深潜器 深海载人深潜器与水下机器人的不同之处在于可以把人携带进深潜器进入深海进行科学工作,类似于潜艇,其科技含量更高。 2.3 其他技术 除了上述两种方法外,还有一些针对某些特定的深海生物所设计的简单诱捕设备。比如把深度表绑在浮动的长绳上垂吊到海底下捕捉大型游泳生物;利用深海抓斗捕获底层底栖生物等等。
思想汇报 /sixianghuibao/ 3 国内外深海生物捕获现状及收获 3.1拖网技术的现状与收获 在利用拖网技术对较大型深海生物捕获方面,研究者们的收获颇丰。2008年,来自14个国家的科学家在北大西洋的马尾藻海(Sargasso sea)表层以下5000米处运用拖网捕获了一种漂浮的、相貌丑陋的片脚类动物(Amphipod),它是一种小型的、类似对虾的甲壳类。此外,专家们在这里采集了500多种生物,其中可能包括12个新物种。这也是我们目前了解到的生活在最深海域中的生物之一;在爱尔兰西北处约400里的大西洋深海处,考察者们通过深海拖拉船捕获到深海巨型蜘蛛蟹;在深海鱼类捕获方面,科学家们利用底拖网技术捕获深海贡式巨口鱼、深海白鰭袋巨口鱼以及宽咽鱼等等。 除了大型深海生物,研究者还利用两种特制的拖网技术对生活于3000~6000m的深海生物幼体进行捕获。而这两种拖网新技术在国内外运用的还比较少[5]: 第一种叫作多层矩形中层拖网RMT(Multiple Rectangular Midwater Trawl),用于采集上升热液羽流中的热液生物幼体。该网由甲板上发出不同频率的声波来控制网的开闭装置。不足之处是没有可视装置,无法在近底层水平拖曳,因而很难采集到近底层热液生物幼体。 第二种用拖网和浮游生物泵挂在深潜器的侧面采集近底层热液生物幼体。但考虑到潜器活动范围、下潜时间以及安全性的多方面因素,拖挂的拖网网口比较小,滤水量不大,采集的幼体也不多。系统中浮游生物泵被安装在深潜器上,并下放到预定深度后开启动力泵,使大量海水流过滤网,捕获的悬浮颗粒物和微生物的滤网连同一定体积的水样密封于耐压样品容器中,但由于深海底大型生物的丰度低且泵过滤的水量有限,几乎采集不到底栖生物幼体等较大的生物,偶尔采到一些,也都是死的标本,因此这种方法不常使用。 简历大全 /html/jianli/ 3.2深潜水下机器人的现状与收获 当今深潜水下机器人技术比较发达的是美国、日本以及一些欧洲国家,我国近年来在这个方面也取得了突破性的进展。 在利用深海深潜机器人对深海资源进行探测领域上处于领先地位的是美国。美国的伍兹霍尔(Woods Hole)海洋研究所从事研制深海深潜机器人以及深海载人深潜器两方面的工作,贡献巨大。他们在2007年研制的讷雷依(Nereus)号水下机器人对大面积洋底进行一般性测量以及收集生物标本,讷雷依(Nereus)号水下机器人能够在最大深度为6500～11000 m的世界海洋,其中包括北冰洋底[6]。在2009年,来自伍兹霍尔海洋研究所的专家对东南亚的西里伯斯海进行了一次为期4周的探究深海物种进化的科学考察,发现了大量以前未见的物种,并且还捕获了不少深海罕见的生物。所使用的技术就是一台名为全球最棒的漂流者的深潜水下机器人(如图3),它配备有高清晰度摄像头,能在深达3000米的水下工作,科学家可远距离操作,将水中抓获的生物存放在机器人的收集仓中。 简历大全 /html/jianli/。