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1、可持续海水养殖与提高产出质量的科学问题 -香山科学会议第340 次学术讨论会综述我国是世界海水养殖大国。改革开放 30 年来，我国海水养殖业取得长足发展，养殖总产量从1978 年的不足45 万吨增至2007 年的1307 万吨，增加了29 倍，在繁荣沿海地区社会经济发展和保障国家食物安全中作用显著。但是，快速发展也带来一些问题，诸如养殖良种率低下、种质衰退现象突出、局部水域滩涂过度开发、养殖病害频发、养殖产品药残问题、鱼虾类养殖对鱼粉资源过于依赖以及养殖环境污染等等。这些问题已成为制约我国海水养殖业可持续发展的瓶颈，可持续海水养殖业的发展与研究对我国具有重要的科学价值和特殊的战略意义。2009
2、 年2 月11 日至13 日，香山科学会议在北京召开了以“可持续海水养殖与提高产出质量的科学问题”为主题的第340 次学术讨论会。唐启升研究员、林浩然教授、徐洵研究员和王清印研究员担任本次会议的执行主席，从事海洋渔业与生态、海洋生物技术、水生动植物遗传育种、海水养殖病害、海水养殖生态、海水养殖技术、水产动物营养与饲料、水产品加工与质量安全控制、海洋微生物、海洋生物地球化学以及海洋科技管理等方面研究的47 位专家学者应邀参加了会议。唐启升和王清印研究员做了题为“海水养殖可持续产出与提高产出质量的科学问题”的主题评述报告。报告在分析我国海水养殖产业可持续所面临问题的基础上指出，为保障我国海水养殖业
3、的可持续发展和提高产品质量，不但应大力发展生态系统水平的海水养殖业，还应加强相关学科的交叉、融合，大力培育边沿学科，倡导开展海水养殖与可持续协调发展的生命过程和生态过程整合型研究，完善各相关学科的综合协调机制；同时，应选择有代表性的养殖生物种类，做深做细，提高海水养殖遗传、营养、生态操纵等方面基础和应用基础研究的系统性和精准性，促进海水养殖业的可持续产出和产出质量提高，保障我国的“食物安全”和“生态安全”。林浩然和何建国教授在题为“海水养殖生态操纵与病害防控的科学问题”的主题评述报告中指出，我国海水养殖病害问题突出、暴发流行严重，病原种类众多，病毒病、细菌病、寄生虫病等合并感染时常发生，造成严
4、重经济损失，直接和间接影响养殖产品安全，成为海水养殖业可持续发展的一大瓶颈。未来我国渔业产量的提高主要取决于海水养殖业的可持续发展，海水养殖的生态操纵和病害防控是决定海水养殖业产量提高和产出质量安全的两个重要的科学问题。徐洵和章晓波研究员在题为“海水养殖中的生物技术”的主题评述报告中论述到，蛋白质重组表达技术、基因组和基因组学、疫苗、转基因技术等主要生物技术平台能为海水养殖业发展提供高新技术支撑，重点解决认识海水养殖生物的蛋白质和核酸作用两大技术，并推动其在海水养殖的良种选育、病害防治、饲料利用等方面的应用。麦康森的“海水养殖营养调控的科学问题”主题评述报告指出，与水产发达国家相比，我们在水产
5、动物营养研究和饲料研制水平以及思想观念上差异较大，包括有：基础研究不足，营养需要数据库不精确、不完善；饲料主要添加剂仍然依赖于进口；蛋白源，尤其是高品质的动物蛋白源匮乏；高效环保型人工配合饲料普及率低；养殖产品品质、环境安全和食品安全都受到优质饲料的缺乏和投饲策略不科学的威胁。海水养殖的营养操纵应以养殖对象的繁殖、生长、健康、行为、质量以及养殖环境友好为目标，实现营养调控精准化，为可持续养殖业提供高效、优质的饲料物质基础。与会专家围绕（1）优良性状的遗传机理和分子调控机制、（2）饲料要素与营养需求匹配的代谢基础、（3）养殖系统微生物群落及其生态功能与作用机理、（4）养殖投入品的环境效应及其对产
6、品质量安全的影响和（5）复合养殖系统的生物地球化学过程与生态调控机制等五个中心议题进行了研讨。在此基础上，进一步探讨和归纳影响我国海水养殖可持续发展和提高养殖产品可持续产出质量的主要科学问题，并就我国开展可持续海水养殖与提高产出质量基础研究的发展方向和目标进行了定位。一、优良性状的遗传机理和分子调控机制我国在海水养殖生物遗传机理与分子调控基础研究历程短、基础薄，对养殖生物遗传背景了解不深，研究中缺乏相应的高新技术支撑制约了优良种质创制进程。因此，一段时间内，要加强基础理论和技术创新研究，重点加强重要海水养殖生物遗传研究平台建设和育种工程标准体系建设，开展全基因组测序、功能基因组学研究，建立相应
7、的基因组信息数据库、生物特征性状数据库，为深入开展优良性状遗传机理和分子调控机制研究和实现海洋生物良种工程的跨越发展奠定基础。与会者专家认为，需要加强以下5 个关键科学问题的研究：1重视基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究，认识目标生物的遗传背景；2海洋生物生产性状的遗传与环境相互作用；3明确近期和长远海洋生物主要育种目标，加强不同育种技术的有机整合，特别是数量性状遗传分析技术和分子育种技术的结合；4清晰抗（耐）逆和抗（耐）病性状的定义，加强其遗传基础和分子机理研究；5重视种质资源的保护和开发研究，关注海洋生物的近交问题。二、饲料要素与营养匹配的代谢基础高效、优质饲料的开发是养殖业可持续发
8、展的物质基础，认识养殖动物的营养生理、营养需要是饲料研制和开发的前提。我国水产营养研究基础薄弱，饲料工业较发达国家落后，年饲料需求缺口大于2 千万吨，这与我国水产养殖大国的地位极不相称。目前需要关注的主要基础研究问题有：1完善我国主要代表种营养需要和饲料原料消化率数据库；2水产动物营养代谢和基因调控；3植物蛋白源饲料效率降下的分子机制；4水产动物糖利用能力差的成因；5营养素与水生动物的免疫、抗病力的关系和作用机制；6水产品的品质形成机理以及与饲料组成和投饲策略的关系；7营养素和饲料添加剂控制有害物质的积累和代谢机理。三、养殖系统微生物群落及其生态功能与作用机理海水养殖系统中的生物絮团在解决水产
9、养殖系统能量利用率低、环境富营养化和病害防控等一系列问题上潜力巨大，要重视养殖系统尤其是池塘系统微生物群落结构与功能的研究。研究养殖系统的微生物群落结构与功能，包括两方面关键科学问题：1.系统中微生物竞存机制及其生态功能，主要包括：（1）微生物密度感应；（2）微生物群落结构与演替规律；（3）微生物多样性；2.微生物增强的水产养殖原理与模式，主要包括：（1）生物絮团的群落结构、形成机制及其生态功能；（2）微生物增强的水产养殖模式、原理与生产潜力；（3）生物絮团技术及其应用。四、养殖投入品的环境效应及其对产品质量安全的影响要重视生态安全、生物安全和产品安全的和谐统一，重点研究对可持续发展产生影响的
10、持久性污染（有害）物的环境效应及其对产品质量安全的影响；加强危害因子的风险评估与标准的基础研究；加强危害因子代谢机理的研究和关注水产品质量安全的保护和过保护问题。需要关注的科学问题包括：1海水养殖系统中危害因子的变化规律与转归途径；2主要污染物危害机理与生态学过程；3危害因子对质量安全的影响与调控机制；4海水养殖系统中危害因子的生物蓄积特异性与分子基础。五、复合养殖系统的生物地球化学过程与生态调控机制应加强养殖环境特别是海湾养殖环境修复原理与技术研究；重视养殖生产活动与环境的相互作用；开展构建异养型自持综合养殖系统的原理与技术研发；研究民生水产品高值化提升途径等。目前在基础研究方面需要关注的关
11、键点是：1在生物圈背景下，重点研究海水养殖业可持续发展的原理与途径、养殖生态系统生物地球化学循环、全球变化背景下水产养殖系统和产品质量的响应；2在海洋生态系统背景下，海水养殖活动与邻近环境的相互作用；3在海水养殖系统背景下，研究半人工养殖系统的代谢驱动力和调控机制、浅海复合养殖系统持续高效产出关键过程与机制、海湾养殖环境修复原理与技术、异养型（肉食）自持综合养殖系统构建的原理与技术。六、我国海水养殖可持续发展战略与对策与会专家从满足我国“食物安全和生态安全”的国家需求和发展现代海水养殖产业需求出发，讨论和梳理了我国海水养殖的“可持续发展”和“提高产出质量”等方面基础研究的优先发展方向、主要科学
12、问题、研究对策。经过讨论，与会专家产生了以下重要共识：1.“生态系统水平的水产养殖”研究是我国海水养殖可持续发展基础研究新的发展方向。发展“生态系统水平的水产养殖”(EAA, 13Ecosystem Approach to Aquaculture or Ecosystem basedAquaculture) 是“保证规模化生产”和“实现可持续产出”的必由之路。它不仅是国际水产养殖发展与研究的新趋势，同时也是由于我国海水养殖所特有的种类结构与生产方式所必须做出的选择。目前，我国海水养殖中贝藻养殖产量占总产的90%, 鱼虾约占10%, 养殖方式以粗放式养殖为主，这种现状在短期内不会发生根本的改变。
13、因此，需要引入新的理念，去推海水养殖的可持续发展。过去10 年,在健康养殖发展中已有了一些初步的积累，那么, 在海水养殖进入新一轮发展的时候，需要大力推动“生态系统水平的海水养殖”研究新理念的发展，为海水养殖可持续发展提供坚实的科学支撑。2.深入开展海水养殖系统综合协调机制的研究。发展“生态系统水平的水产养殖”研究，必须开展整体、系统水平的研究，必须开展海水养殖的生命过程、生态过程及其相互作用的过程与整合研究，研究其综合协调机制，赋予“制种/调水/给饵/供药/管理/收获”等生产关键环节在系统中的作用内涵。另外，还需建立海水养殖相关学科综合交叉研究机制，发展诸如基因组育种学、生态免疫学、营养生态
14、学、系统能量学等交叉学科，实现海水养殖科技的跨越式发展。3.需要实施“单种精作”的研究策略。事实上，这已经是国际上渔业发达国家成功的作法，如挪威对“大西洋鲑”的研究、美国对“沟鲇”的研究。选择有代表性的养殖种类开展深入研究，不仅是应对海水养殖基础研究新发展方向及其相关主要科学问题的研究需要，同时也有助于解决我国海水养殖可持续发展中出现共性问题。通过点面结合，做深做细，有效提高我国海水养殖研究工作的系统性和精准性，逐步形成具有中国特色的海水养殖科技研发体系，推动养殖产业向现代化方向发展。4.海水养殖品种的多样化仍然是我国海水养殖发展的主流模式。它不仅是我国海洋生物物种和环境的多样性所决定的，同时也是我国市场需求和饮食习惯的多样化所决定的。但是，在开发和研究新的养殖品种时，从可持续发展的角度，需要同时兼顾优质高效和环境友好两个方面的需求。
