中国学科发展战略, 海岸海洋科学(中国科学院[编])思维导图
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海洋科技发展战略框架一、国际海洋科学技术的发展形势:大科学,高技术1997年世界海洋委员会在一份报告中把当前海洋科学技术发展面临的课题归结为四类:科学文化进步,包括揭示生命起源、宇宙起源、人类起源(海洋人类学)的研究;探索和开发海洋财富,包括生物资源开发(主要是渔业)、油气资源开发、海洋运输、能源利用、空间利用和旅游、海洋环境净化容量等;生命支持系统研究和保护,包括海洋与气候、生物多样性、健康和废物清除、防灾减灾等;其他类,包括海洋管理、海洋经济学、论理学、海岸科学、培训和教育。
在这些领域,我国都有一定的研究能力,研究这些问题也与我国实际利益有密切关系。
作为一个沿海大国,我们必须参与海洋领域的国际竞争与合作,这是国家的政治权利问题、经济利益问题、军事安全问题、大国形象问题。
我们制订海洋科技发展战略和规划,必须考虑这些问题,提高参与海洋领域国际竞争与合作的能力。
(一)大科学为了解决全球性的重大科学问题,出现了全球性的"海洋大科学"(ocean megasciences)研究,包括全球海洋观测(goos),海洋科学钻探(scientific ocean drilling),热液海洋过程及其生态系统(hydrothermal ocean processes and ecosystems),海洋生物多样性(ocean biodiversty),海岸带综合管理学(coastal science for integrated coastal management)等5个领域。
1998年世界地理大会也提出了大地理学的概念,意大利地理学家vallger提出现代海洋地理应该包括海岸地理、海岸陆地与海岸海洋、深海地理和海洋区域地理,要进行跨学科的物理、生态、经济、地缘政治、海洋地理信息研究,建立综合海洋地理信息系统。
这些海洋大科学研究包括许多区域的和全球的重大课题,例如:海洋与气候变化研究,包括厄尔尼诺现象研究、太平洋周期变化研究、极地冰海变化研究、地球变暖与物质循环等;海底动态与地震研究,包括板块形成过程研究、海底热点区域动态研究、地震产生过程研究等;海洋生态系统研究,包括生态系统结构和物质循环机制研究、深海和地壳内微生物研究、海洋生态环境修复科学技术研究等。
中国至2050年海洋科技发展路线图来源:规划战略局紧紧围绕中国至2050年海洋科技路线图的研究与绘制,坚持“国家重大需求与科学发展前沿相结合、基础理论研究与技术能力建设相结合、前瞻布局与科学可行相结合”的原则,从国家发展对海洋科技的需求,国际海洋科技发展前沿与趋势,中国海洋科技发展的现状、机遇与挑战,重点海洋科技领域及其重大科学问题几个部分的分析入手,重点对海洋环境与安全、海洋生态系统与安全、海洋生物资源、海洋能源与矿产资源、海洋观测技术、海水资源以及海岸带可持续发展等子领域进行研究,对中国至2050年的海洋科技发展进行展望、预测,凝练出中国未来亟待解决的关键海洋科技问题,提出中国海洋科技发展的战略、至2050年发展目标以及分阶段目标。
在上述分析研究的基础上,绘制了海洋科技发展总路线图以及相关分支领域发展路线图。
中国海洋经济近年来呈现快速发展趋势,特别是依托海洋高新技术的新兴产业增长快速。
传统海洋产业的持续发展和转型升级需要知识和技术的创新,海洋新兴产业继续保持快速发展依赖于海洋高新技术的重大突破。
中国对能源和战略性矿产资源的需求,促使开发海洋丰富的油气资源、能源和矿产资源。
社会发展对海洋科技提出较高要求,包括沿海居民的生存与发展、近海生态环境保护和污染治理、海洋灾害防治和预报、海岸带可持续发展等。
中国近年来南海、东海相关海域主权遭遇挑战,依托海洋科技维护中国海域主权是今后相当时期的艰巨任务。
国际上,各临海国家纷纷推出了新的海洋发展战略和海洋科技发展规划。
美国实施了海洋行动计划,绘制了未来十年海洋科技发展路线图;英国前瞻2025年,实施了《2025海洋计划》,全面发展海洋科技,尤其在海洋新能源的开发利用技术方面走在了前面;加拿大也实施了海洋行动计划,并将未来重点瞄准北极海域;日本推出了《海洋基本法草案》,全面推进其海洋强国战略;俄罗斯欲恢复其海洋强国地位,依托科技打造海洋军事和航运强国。
中国周遍国家越南、印度、韩国等也推出了雄心勃勃的海洋战略。
思维导图:海岸地貌【思维导图】[考点精析]1.海蚀地貌的形成过程2.常见的海岸地貌【典题精研】“女王头”位于我国台湾省野柳地质公园,野柳为大屯山余脉伸出海中的岬角。
由于其颈部修长、脸部线条优美,外型宛如一个凝视远方的女王,故得“女王头”的美名。
根据图文资料,完成下面小题。
1.“女王头”()A.属于风蚀蘑菇地貌B.主要受西北季风影响C.形成与海水侵蚀和风化作用密切相关D.形成与岩性无关2.随时间的推移,“女王头”()A.头部大小不变B.颈部越变越细C.岩石越来越硬D.不受地震、强风的影响海坛岛是福建省第一大岛,海滩、海蚀柱、海蚀崖、海蚀台地等奇特地貌应有尽有,堪称海岸地貌博物馆。
下面右图示意海坛岛某处海岸地貌,③地分布有较多沙丘。
据此完成下面小题。
3.左图中的景观进一步演化,向陆向海可能演化为右图中的()A.①①B.①①C.①①D.①①4.海坛岛①地地貌形成的主要外力作用是()A.风力沉积B.流水沉积C.海浪侵蚀D.海浪沉积位于青岛海岸、距岸百米的“石老人”是基岩海岸典型的海蚀柱景观,岩石表面有大片烧焦样蜂窝状石孔。
2022年10月2日晚,青岛遭遇数小时的雷雨大风天气,次日清晨人们发现“石老人”上半部分已经坍塌。
下图示意“石老人”所在地区海蚀地貌景观。
据此完成下面小题。
5.“石老人”与海蚀崖之间距离的变化趋势是()A.逐渐变近B.逐渐变远C.先变远,后变近D.先变近,后变远6.“石老人”形成与消亡过程的海岸地貌可能依次是()A.海蚀柱—海蚀陡崖—碎屑堆积物B.海蚀柱—海蚀拱桥—碎屑堆积物C.海蚀拱桥—海蚀柱—碎屑堆积物D.海蚀拱桥—碎屑堆积物—海蚀柱7.造成“石老人”坍塌的原因可能是①常年风化①地壳运动①风雨侵袭①海水侵蚀()A.①①①B.①①①C.①①①D.①①①二、综合题8.阅读图文材料,完成下列要求。
海岸类型有基岩海岸、砂质海岸和泥质海岸。
基岩海岸是由岩石组成的海岸,深水逼岸,经过海水的长期作用,加上基岩海岸本身的地质作用及岩石性质、结构特征,形成了海蚀崖、海蚀平台、海蚀洞、海蚀拱桥、海蚀柱(由海蚀拱桥演化而来)等各种形态的海蚀地貌。
思维导图:海洋专题【思维导图】考点二我国海洋空间资源开发与国家安全[典题精研][典例2](2019·天津高考)天津滨海新区发挥临海优势,采取多种举措,促进区域可持续发展。
读图文材料,回答(1)~(2)题。
海洋博物馆航母主题公园妈祖文化园“渔家乐”码头图1图2(1)集中分布在滨海新区北部的四处景观(见图1),共同反映了当地着力发展的产业是()A.船舶制造与维修B.海洋文化旅游C.水产养殖与捕捞D.远洋货物运输(2)政府有关部门在沿海滩涂上放置人工礁石,引种盐生植物(见图2),其目的主要是()A.保护海岸,净化海水B.恢复生态,美化环境C.增加湿地,吸引鸟类D.开发滩涂,海水养殖[图解思路][答案](1)____B____(2)____A____区域结合滨海新区北部的四处景观图,从区域的视角,认识地理事象,明确地理特征,判断区域开发利用的方式认知人地协调观结合天津沿海滩涂放置人工礁石,引种盐生植物的位置示意图,认识人类活动要遵循自然规律,理解人地协调发展的重要性[考点精析](一)海洋空间资源的特点及主要应用领域1.海洋空间资源的特点特点内容影响优点海洋空间广阔,便于立体利用对于缓解沿海地区人地矛盾、开发海洋资源、扩展人类生存空间具有不可估量的价值地价便宜,不需搬迁人口海底隐蔽性能好温度、压力比较稳定缺点海上具有多变的海洋气象状况和海水运动海洋开发具有高技术难度、高资金投入、高风险的特点深海具有黑暗、高压、低温、缺氧的环境海水腐蚀性强,海冰破坏性大应用领域内容交通运输空间海洋交通运输的优点是连续性强、成本低廉,适宜对各种笨重的大宗货物作远距离运输。
缺点是速度慢,运输易腐食品需要辅助设备,航行受天气影响大海上生产空间海上生产项目建设的优点是可大大节约土地,空间利用代价低,交通运输便利,运费低,能免除道路等基础设施建设费用;冷却水充足,取排方便,价格低廉,可免除污染危害。
缺点是基础投资较大,技术难度高,风险大海底电缆空间通信电缆包括横越大洋的洲际海底通信电缆、陆地和海上设施间的通(通信、电力输送)信电缆,电力输送主要用于海上建筑物、石油平台等和陆地间的输电储藏空间利用海洋建设仓储设施,具有安全性高、隐蔽性好、交通便利、节约土地等优点文化、生活、娱乐空间随着现代旅游业的兴起,各沿海国家和地区纷纷重视开发海洋空间的旅游和娱乐功能,利用海底、海中、海面进行娱乐和知识相结合的旅游中心综合开发建设(二)我国海洋空间开发面临严峻形势严峻形势内容围填海规模过大沿海地区在受土地制约的情况下,围填海规模逐渐扩大。
之吉白夕凡创作海洋生物学思维导图1, 海洋生物活性物质和毒素(1)罕见的海洋生物1)海洋概述2)海洋生物概述3)海洋生物分类a.按生活习惯:海洋植物, 植物, 微生物b.按生态特征:浮游, 底栖, 游泳c.按分类学角度:原核生物, 原生生物, 真菌, 海洋植物, 植物4)海洋微生物a.海洋病毒:噬菌体——烈性, 温和两种b.海洋细菌:界说, 基本特征, 罕见菌属, 分布(G+堆积岩, G-海水), 海洋菌与陆地菌的比力, 海洋细菌的特点(嗜盐性, 适冷性, 适压性, 低营养性, 趋化性与附着生长, 发光性), 罕见菌属具体介绍(假单胞菌属, 弧菌属, 希瓦氏菌属)c.海洋放线菌:界说, 药用d.海洋蓝细菌e.海洋真菌:海洋酵母菌, 海洋霉菌f.海洋古菌:形态接近真细菌, 两界五年夜类g.其他海洋微生物:黏细菌, 螺旋体, 衣原体, 立克次氏体, 原绿球藻5)海洋植物a.海藻:微藻, 年夜型藻(绿藻, 红藻, 褐藻)b.海洋种子植物:海草, 红树林6)海洋植物a.栉水母植物门b.腔肠植物门(刺胞植物门):水母, 珊瑚c.节肢植物门:甲壳, 藤壶d.海绵植物门e.软体植物门:贝类, 头足类, 海兔f.苔藓植物门g.棘皮植物门h.脊索植物门:海鞘, 鱼类(2)海洋生物活性物质1)概述2)活性多肽a.概述b.抗肿瘤肽:藻类, 海绵, 海鞘, 海兔, 其他(黏球菌、蓝绿藻、鲨鱼软骨、海豹骨骼肌肉)c.抗菌肽:鲎素, 鲎试剂, 鱼精卵白, 其他(甲壳属, 贝类, 海鞘, 海绵, 鱼类, 微生物)d.降血压肽e.抗氧化肽:氧化与生命衰老学说, 分子基础, 基本制备工艺, 抗氧化能力测定方法, 几种重要的抗氧化肽(肌肽, 谷胱甘肽)f.抗炎多肽3)活性多糖a. 概述b. 海洋植物多糖:多糖在藻体内存在的位置, 藻体活性多糖的组成, 海藻多糖的抗病毒作用, 抗肿瘤作用, 抗凝血作用, 抗氧化作用, 其他生理活性(溃疡, 风湿病, 肾结石, 诱导成骨细胞分化), 提取工艺,c. 海洋植物多糖:黏多糖及肝素, 硫酸软骨素, 透明质酸, 甲壳素和壳聚糖(提取工艺, 特性:成膜性、抑菌性, 应用:果蔬饮料加工、食品工业废水处置、烘培食品、纺织、印染、医学敷科、药物缓释剂、仿制人造器官), 海参多糖d. 海洋微生物多糖:单糖组成, 生物学功能(抗肿瘤、抗病毒、抗氧化活性、抗凝血活性), 构效关系(多糖分支度、多糖组成、分子量、溶解度、高级结构),4) w-3多不饱和脂肪酸a.概述b. DHA和EPA的生理功能:心血管, 神经系统, 抗肿瘤, 抗炎c.生物来源5)其他海洋生物活性物质a.萜类化合物:海绵中, 珊瑚中, 海藻及其他中b.年夜环内酯类c.甾体及甾体皂苷d.生物碱e.特殊氨基酸f.聚醚类g.皂苷(3)海洋毒素物质1)概述a.利弊b.分类:按结构(多肽类, 聚醚类, 生物碱类), 按靶点, 按作用c.来源:有毒藻类, 有毒海绵植物, 有毒腔肠植物, 有毒软体植物, 有毒棘皮植物, 有毒鱼类2)河豚毒素a.结构性质b.来源c.作用机制d.应用e.提取:TTX微生物发酵法, 组织浸提法, TTX粗品纯化技术f.检测:生物检测法, 荧光, 薄层层析, HPLC, 免疫检测g.中毒与处置3)麻痹性贝类毒素a.概述b.结构与性质c.生物来源d.提取与检测方法:石房蛤毒素的提取, 膝沟藻毒素提取e.中毒症状f.毒性机制g.麻痹性贝类毒素的控制与降解h.石房蛤毒素及其应用4)腹泻性贝类毒素a.概述b.结构性质c.生物来源d.提取检测方法e.中毒症状f.毒性机制5)西加毒素a.概述b.结构性质c.生物来源d.提取检测方法e.中毒症状f.毒性机制g.应用前景6)其他毒素a.芋螺毒素b.短裸甲藻毒素c.海葵毒素d.水母毒素e.头足毒素f.海蛇毒素g.海兔毒素h.微囊藻毒素i.记忆缺损贝类毒素ASP(4)海洋微生物及其应用1)海洋微生物的基础知识a.概述b.微生物的分类单位与命名法则c.古菌:细胞壁, 细胞膜, tRNA, 核区, 代表(嗜热酸古菌, 嗜盐古菌, 产甲烷古菌,d.真细菌:光能自养型, 化能自养型(硝化细菌、硫化细菌、甲烷氧化细菌), 化能异养型(G+、G-)e.真核微生物:真菌, 真核微藻, 原生生物(微小鞭毛虫, 异鞭毛虫、混合营养型微小鞭毛虫、腰鞭毛虫, 变形虫)2)海洋微生物的研究方法a.概述b.分离步伐:取样前准备, 取样点选择, 样品收集, 分离培养, 培养条件c.基于16SrRNA的研究技术3)海洋微生物的次级代谢产物年夜环内酯类, 环肽化合物, 环肽抗生素, 生物碱, 含卤化合物4)海洋微生物的应用a. w-3系不饱和脂肪酸的微生物发生a1.产EPA和DHA的海洋微生物(真菌, 微藻, 细菌)a2 微生物多不饱和脂肪酸的合成途径(真菌与藻类, 细菌)a3 影响微生物体内多烯不饱和脂肪酸和成因素(碳源、NaCl浓度, 磷及微量元素)b.海洋微生物酶抑制剂琼脂酶, 卡拉胶酶, 纤维素酶, 高内切葡聚糖酶, 酯类水解酶, 高温脂肪酶, 褐藻酸裂解酶, 卵白酶, 碱性磷酸酶, 溶菌酶, 氢化酶, Taq聚合酶, Pfr聚合酶2, 海洋药物学(1)海洋生物活性化合物的药理作用评价1)药理作用评价的基本概念a.药物与药理作用:药物, 药理作用(药物作用的基本模式), 药物的选择性b.药物活性与药物作用靶点c.药物平安性与治疗指数2)药理作用评价的一般技术和方法a.药物研究的基来源根基则(随机原则, 对比原则, 重复原则)b.药理研究的方法(离体试验, 在体试验)3)罕见药效评价技术和方法a.药效评价的目的b.药效研究的模型:模型的重要性, 罕见模型, 模型选择c.主要药效学研究技术:实验方法(至少三种), 观测指标, 实验植物, 受试药物, 给药剂量与途径, 对比, 统计处置, 结果总结4)药动学研究a.药动学概念b.药动学研究的目的和意义c.药动学研究的内容:药物的体内过程(吸收、分布、代谢、消除), 速率论, 药动学模型d.临床前药物的药动学研究:研究目的, 实验植物选择, 给药途径, 生物药品中药物浓度的测定方法建立(灵敏度, 特异性, 重现性, 精密度), 标准曲线, 回收率e.检测方法的选择f.药动学实验设计及其参数计算g.药物分布(小鼠年夜暑)h.药物排泄(尿排泄, 粪便排泄, 胆汁排泄)i.生物转化j.与血浆卵白结合实验k.生物利用度(2)药用微藻的工业化培养1)工业化药用海洋微藻的药理学研究进程b.3年夜主要经济微藻:螺旋藻, 小球藻, 杜氏藻2)药用海洋微藻的年夜规模工业化培养技术b.微藻的培养技术:光能自养型——关闭式培养, 密闭式光生物反应器培养(管道, 光纤, 平板);异养培养技术混养培养技术c.培养流程:保种(液体, 固体培养基, 固定化)——消毒——培养液制备(选择、制备)——接种——培养过程中日常管理及注意事项——采收3)微藻培养生产代谢产物应用举例a.生物柴油及w3系脂肪酸——影响因素(温度, 光照, 氮源, CO2, 磷源)b.杜氏藻培养生产b胡萝卜素——应用(医药、食品添加剂、日用化妆品、饲料添加剂)——合成(化学合成, 天然产物提取, 生物发酵)。