农业工程与信息技术专业学位研究生实践创新能力培养的探索——以浙江海洋大学为例

针对专业硕士研究生综合实践能力培养中存在的问题,结合浙江海洋大学农业工程与信息技术专业硕士学位建设的实际情况,构建以渔业为特色的培养方向、以案例课程为主要内容的课程实践教学体系、以校内校外结合的双导师指导体系、以科研平台为支撑,以学科竞赛驱动的科研实践体系,以全面提升研究生的综合实践能力和科技创新能力,进而适应我国经济建设对更高层次专业人才的需求。

水产养殖实践教学的现状与改革探讨——以浙江海洋大学为例

在产教融合背景下,对水产养殖学的实践教学提出了更高的要求。本文就我国高校水产养殖实践教学过程中存在的主要问题,如师资力量薄弱、产教融合有待进一步提高和评价机制不完善等进行了深入解析,提出了相应的解决措施,以期提高我国高校水产养殖学实践教学质量。

基于eDNA技术的珠海外伶仃海洋牧场细菌多样性研究

【目的】探索珠海外伶仃海洋牧场微生物群落组成、序列数、生物多样性等,分析eDNA技术的灵敏度,为珠海外伶仃海洋牧场生态系统管理维护提供参考。【方法】2021年9月在珠海外伶仃海洋牧场设立9个站位点,在表层水下2 m处采样,并对样品进行预处理、DNA提取、PCR扩增、高通量测序,分析微生物种类组成、微生物资源密度和丰度,确定优势种。【结果】通过e DNA技术共检出珠海外伶仃海洋牧场微生物30种,隶属于5门7纲14目19科26属,共检测出779706个OTU(Operational Taxonomic Units)。变形菌门为绝对优势门(占75.06%),其次分别是拟杆菌门(占11.35%)、厚壁菌门(占5.28%)、浮霉菌门(占1.91%)、放线菌门(占1.06%);优势种共有7种,分别是交替假单胞菌、海杆菌、莫拉克氏菌、嗜冷菌、溶藻弧菌、嗜盐单胞菌、鞘氨醇杆菌,其中溶藻弧菌优势度最高(0.19)、为绝对优势种,其次是交替假单胞菌和莫拉克氏菌,优势度分别达到0.13、0.12,为主要优势种。【结论】研究结果揭示了珠海外伶仃海洋牧场的微生物群落信息,探索了eDNA技术在海洋牧场的应用,印证了该技术的高效性和灵敏度,为海洋牧场微生物方面的研究提供基础数据和科学参考。

珠海外伶仃海洋牧场生态系统服务价值评估研究

参考千年生态系统评估分类体系,将珠海外伶仃海洋牧场生态系统划分为四大类共15项服务。文中利用生态经济学理论和评估技术方法对珠海外伶仃海洋牧场的生态系统服务价值进行了初步评估。研究结果表明:2020年珠海外伶仃海洋牧场生态系统服务总值为6,749.30×10^(4)CNY/a,单位海域面积为686.60×10^(4)CNY/(km^(2)·a);服务价值构成为:供给服务价值(57.52%)>文化服务价值(37.59%)>调节服务价值(4.88%);其中食品供给价值(55.73%)最大,占据了供给服务价值的绝大部分。此外,调节服务价值和文化服务价值也对海洋牧场生态系统服务产生了一定的影响和贡献。

海洋环境中微/纳米塑料对浮游生物的毒性效应研究进展

全球备受关注的污染物——微/纳米塑料(MNPs),广泛分布于全球水环境中,严重危害着海洋生物,对海洋生态环境造成了威胁。浮游生物在海洋中总量大,是海洋食物网的重要联通者,在海洋生态系统中具有重要地位。近年来,由于全球塑料制品的使用量上升,严重影响浮游生物的个体及种群数量,需引起广泛重视。本文综述了MNPs的污染现状、MNPs在海洋环境中的迁移转化,阐述了MNPs在海洋生物中的生物积累和生物放大作用,并以浮游生物的代表物种(细菌、藻类、桡足类和轮虫)为对象,从生理响应、毒性机制、影响毒性因素以及与其他污染物的联合效应等几个方面,系统阐述了MNPs对浮游生物的毒性效应。并通过分析目前对MNPs的研究情况,指出MNPs已普遍对浮游生物造成影响,并提出利用MNPs治理海洋生态环境的可能性。为未来MNPs对海洋生物的毒性作用,甚至影响人类健康方面的研究提供参考。

分层泵抽式海洋养殖环境智能监测系统设计

针对围网养殖和大型网箱养殖模式下水质监测智能装备缺乏的问题,设计了一套可以监测2层水层的海洋养殖环境智能监测系统。系统架构包括感知层、网络层、平台层和应用层,可监测海洋表面光照强度和两层水层的pH、溶解氧、温度和盐度,并将监测数据自动存储在MySQL数据库。系统添加短信预警和远程控制功能,当监测数据出现异常时,系统自动分析数据并将异常数据通过短信方式实时发送至用户,用户及时查看养殖环境并对设备进行远程控制。为了测试系统稳定性,进行海水实际测量测试,系统设备在现场稳定运行2个月。该监测系统可以为围网和大型网箱设备的环境监测提供设备支持。

海洋酸化和纳米银胁迫对海蜇幼蛰的生理影响

海洋酸化和纳米金属对海洋动物构成威胁,但海洋酸化和纳米金属胁迫对水母的影响却未曾报道。本研究以我国近岸大型食用水母海蜇(Rhopilema esculentum)为研究对象,研究海洋酸化和纳米银(AgNPs)胁迫对海蜇幼蛰的生理影响。将海蜇幼蛰暴露于两种水平的pH(8.10和7.60)和三种浓度的AgNPs(0、20和200μg/L)持续14 d,测量其生长、运动行为以及生理指标。结果表明,海洋酸化能显著增强过氧化氢酶(CAT)和离子转运酶(Ca 2+-ATPase、Na+K+-ATPase)活性,从而缓解AgNPs对幼蛰产生的氧化应激。AgNPs会抑制幼蛰的酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,影响能量代谢,造成幼蛰生长速度减慢、收缩频率降低。随着AgNPs浓度的增加,海洋酸化导致幼蛰产生更高水平的脂质过氧化,丙二醛(MDA)含量显著增多。

基于图像处理技术的养殖池集污特性研究

本文针对养殖池的集污试验,研究了用于量化分析污物聚集面积的图像处理技术,并将其用于方形圆切角养殖池在边侧管式射流方式下的集污特性研究。图像处理技术包括图像预处理、图像增强、图像分割、轮廓提取四个步骤,成功获得了污物的量化分布面积。在养殖池集污特性研究方面,本文研究了射流流速为24cm/s条件下,不同射流角(射流方向与池壁夹角)对污物聚集效果的影响。结果表明,方形圆切角养殖池存在一个最优的射流角度,本文研究条件下,最优角度约为40°。本文研究结果,可为养殖池水力驱动优化布置提供参考。

基于高通量测序技术的海洋鱼类定性和定量分析

近年来,高通量测序技术以其对生物物种鉴别具有高效、简便、客观等特点,在水生生物多样性评估等相关领域中得到广泛应用。虽然大量证据表明高通量测序与传统水生生物调查结果在生物多样性和相对数量上均具有相关性,但采用高通量测序技术进行生物量评估的准确性尚不明确。本研究以5种常见海水鱼类——大黄鱼、花鲈、黑鲷、褐菖鲉和眼斑拟石首鱼为研究对象,将5种鱼类的肌肉组织和DNA分别按不同比例混合,液氮速冻后干冰寄送至青岛华大基因研究院,以12S MiFish-U-F/R为通用引物,进行高通量测序和检测分析,初步探讨高通量测序技术的定量分析可行性。研究结果显示5种海水鱼类均被检出,且未检出其它鱼种;从相关系数和拟合趋势来看,鱼类的丰度变化与其DNA或肌肉比例的变化一致。结果表明高通量测序技术适用于海水鱼类生物量评估研究。

潜水推流器作用下大型圆形养殖池的流场特性

为了探究潜水推流器作用下大型圆形养殖池内的水动力特性,利用研发的无人船搭载声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler,ADCP)系统现场测定了潜水推流器数量(n=2、4)对圆形养殖池不同水层(h=1.5,2.0,2.5 m)流场分布特性的影响。结果表明:当推流器数量为2个时,大型圆形养殖池1.5、2.0、2.5 m水层池边流速分别为0.4、0.3、0.1 m/s,当推流器数量为4个时,1.5、2.0、2.5 m水层池边流速分别为0.6、0.4、0.3 m/s;水平方向上,养殖池流速随着池边缘距池中心距离的减小而逐渐减小,垂直方向上,流速随着水层深度的增加而逐渐降低;平均流速分布显示,无论利用2个还是4个推流器推流,都能在养殖池内产生旋转流,但高流速仅仅在养殖池边缘附近,且养殖池中心附近的流速接近于0,导致污物很难到达养殖池中心的排污口。研究表明,推流器数量与大型圆形养殖池不同水层流场分布特性密切相关,养殖池内不同水层的平均流速均随着推流器数量的增加而增大;圆形养殖池由中心到池壁均产生较为明显的流场分区现象,高流速区域分布在养殖池表层池壁附近;大尺寸圆形养殖池在初始水动力条件、推流器数量一定时,环流仅在池边产生,池塘中间位置产生环流较小。本研究结果可为大型圆形养殖池内潜水推流器布设方式的改进提供参考依据。

基于环境DNA metabarcoding的西轩岛近海鱼类多样性研究

鱼类多样性的保护对于生态系统的科学管理和资源的可持续利用至关重要。环境DNA metabarcoding技术的出现和应用为水生生物的调查与监测带来了强有力的技术革新。本研究以浙江舟山近海岛屿——西轩岛为例,设计了4个不同采样站位,先后于2019年2月(冬季)、5月(春季)和11月(秋季)共采集水样12个,通过环境DNA提取、扩增、高通量测序以及生物信息学分析,对西轩岛近海鱼类多样性进行了分析,同时评估了鱼类多样性的时空差异。结果显示,共监测到鱼类33种,隶属于12目26科32属,其中,鲈形目(Perciformes)种类最多,共19种,约占所有种类的57.6%。不同采样季节的多样性指数和均匀度指数均存在显著差异,表明季节可能是影响西轩岛近海鱼类多样性的因素之一。综合时间和空间分析的结果显示,在繁殖季节且远离舟山本岛一侧的采样点监测到的鱼种数量更多。通过比对之前传统渔业资源调查的结果发现,不同季节优势种存在较大变化,可能与采样点数量较少且集中有关。进化树富集结果显示,各季节的优势鱼种与传统调查手段的结果有较大差异,表明目前环境DNA仍不能完全替代传统调查方法,但可以将环境DNA方法与传统的调查方法相结合,以确保监测结果的准确性和可靠性。

基于eDNA技术的舟山近海中国团扇鳐定性与定量分析

为探讨环境DNA (environmental DNA, eDNA)技术用于中国团扇鳐监测方面的可行性,同时开展基于eDNA技术的舟山近海中国团扇鳐定性与定量分析。本实验将中国团扇鳐与其同属汤氏团扇鳐COI基因片段序列进行比较分析,使用Primer Express 3.0软件设计中国团扇鳐特异性引物与Taq Man探针。在舟山朱家尖近海设计了A、B、C共3个定置网调查站位,定期收集中国团扇鳐样品。于2017年12月19日、2018年4月13日和2018年7月14日分别采集水样(站位A、B1、B2、C1、C2、D),开展eDNA微滴式数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)检测,并将检测结果与水温和采样点进行差异显著性分析。结果显示,不同站位、不同时间的中国团扇鳐eDNA浓度不同,水样采集点对中国团扇鳐eDNA浓度的影响极显著,不同采样点eDNA在不同季节存在极显著差异。研究表明,eDNA检测技术灵敏度高,水温、底质和水深对中国团扇鳐的分布皆有影响。研究结果为其他海域的中国团扇鳐e DNA追踪监测奠定了基础。

进水管设置角度对圆形循环水养殖池自清洗能力的影响

为了提高圆形养殖池的自清洗能力,本研究系统开展了污物汇集试验和流场测量试验。实验针对圆形养殖池双管贴壁进水模式,共设计9个不同的角度工况。利用设置在养殖池正上方的相机记录不同工况下污物的汇集过程,通过分析污物的运动过程以及池内剩余的污物量,量化进水管设置角度对养殖池内污物汇集过程以及自清洗能力的影响。利用PIV技术测量了不同工况下距离池底1、2、10、19 cm(底层、近底层、中层、上层)水层的流场,通过分析流态以及水阻力系数Ct、速度均匀系数DU50等养殖池水动力参数,阐明进水管设置角度对养殖池内污物汇集以及自清洗能力的影响机制。结果显示,进水管设置角度明显影响养殖池的自清洗能力,自清洗能力随着进水管设置角度的增大先增大后减小,在45°~50°工况时养殖池自清洗能力最优;进水管设置角度通过影响底层流速大小和流态影响养殖池的自清洗能力,流速大小决定污物能否起动,流态决定污物能否汇集至出水口。因此,在实际循环水养殖生产中建议将与本研究中类似的养殖池的进水管角度设置为45°~50°,以提高养殖池的自清洗能力,提升循环水养殖系统的综合性能。

潜水推流器作用下八边形养殖池的集污性能

为了探究潜水推流器作用下八边形养殖池内的污物聚集特点,本研究利用物理模型试验的方法,研究潜水推流器不同的布设角度θ、布设距离比d/a(中垂线模式:d1为推流器叶轮轴线中点与最近的池壁之间的距离,a1为八边形养殖池长边边长;对角线模式:d2为推流器叶轮轴线中点与最近的短边边长之间的距离,a2为八边形养殖池排污口与最近的短边边长之间的距离)、推流器数量n和布设模式对八边形养殖池内污物聚集的影响。试验利用高清相机记录养殖池内的污物分布情况,并使用MATLAB分析计算污物与池中心的距离。实验中通过比较不同工况下污物与池中心距离的最大值的大小,衡量养殖池集污性能的优劣。结果显示,潜水推流器的布设角度θ、布设距离比d/a、推流器数量n以及布设模式都影响池内污物聚集的效果。在本研究设置的布设距离比工况下,潜水推流器布设角度θ为45°时集污效果最优,而当布设角度θ大于70°时,随着布设角度增加,八边形养殖池周边出现集污死角,残饵及粪便距离排污口中心变远且饲料离散程度变大;在30°、40°、45°、50°工况下,污物聚集效果随布设距离比d/a的增大逐渐增强,当布设距离比为1/2时集污效果最好。养殖池集污性能随潜水推流器数量的增加而整体呈现增强的趋势,尤其是潜水推流器数量从1增加至2时,集污性能明显提升,但是持续增加后,集污性能不再有明显的提升。其余设置条件相同的情况下,对角线布设模式下的养殖池集污性能明显优于中垂线布设模式。研究表明,潜水推流器采取对角线模式,布设时不少于2个,布设角度θ为45°附近,此时八边形养殖池集污性能较优。研究结果可为八边形养殖池内潜水推流器的布设方式提供依据与指导。

基于Unity3D的生态围栏养殖VSD平台开发

生态围栏养殖是近些年快速发展的一种高端海洋养殖模式,由于地理环境的制约以及现场考察耗费人力物力等因素,人们对其了解很少。为促进人们对生态围栏的认识,提升海洋设施养殖的认识水平,亟需开发一种虚拟展示平台,系统地展示生态围栏养殖。采用Rhino建模工具制作围栏设施及养殖装备的模型,基于Unity3D引擎并结合C#为脚本语言设计并开发了一种关于大黄鱼的生态围栏养殖虚拟场景展示平台。经测试,上述平台能够真实地还原实际围栏养殖模式和养殖场景,完整地展示大黄鱼从投放鱼苗到日常投喂管理以及成鱼起捕的全过程。

一种改进型单船拖网的海上拖曳试验研究

为进一步提高底拖网的捕捞效率,改善对渔业资源的影响,对舟山传统的单船拖网(网具A)在材料结构上进行了设计优化,网具B采用编织网线且在上纲中部装配升力帆,通过海上拖曳试验研究,对比两顶拖网的水动阻力、垂直扩张性能、功率消耗等拖曳性能。结果表明,网具B的整体阻力较小,在试验拖速范围内的阻力为45~95 kN,比网具A阻力小46.89%;在拖速为3 kn时,平均功率消耗为80.55 kW,约为网具A的0.54倍;网具B的网口高度为13 m,垂直扩张系数为0.043,垂直扩张性能相对较好。因此,网具B采用编织网线和升力帆代替传统浮子,在作业过程中操作便捷、作业稳定,具备较好的垂直扩张、相对较小的水动阻力、较低的功率消耗等性能,提升了拖网的作业性能。

渔业冷藏运输船制冷装置设计研究

渔业冷藏运输船是一种用于水产品的运输,或配合渔船在深远海域进行收鲜加工以提高渔船的工作效率,和品质的专用船舶。近些年来,使渔获物得到及时加工处理减少损耗,保证渔产品鲜度由于国家对远洋渔业的关注和积极发展。促使中国的远洋渔业发展迅速,因此就带来了海上渔货的运输保鲜问题。由此,冷藏运输船呼之欲上制冷装置的性能也随之日益提升,容量越来越大。以5000m^(3)冷藏运输船为案例,着重介绍冷藏运输船制冷工作设备设计,参考依据中国当前时期冷藏鱼舱目前具有水平开始出发,科学合理辅导冷藏运输船中冷藏设备的设立,充分保障冷藏系统能完成低温冷藏需求,保障渔货的品质。

微藻处理水产养殖尾水氮磷的研究进展

微藻广泛存在于各种水体环境中,作为初级生产者,在水生生态系统中是物质循环与能量流动的重要组成部分。文章结合微藻的功能、微藻类型、微藻处理氮磷机理等相关研究进展,探讨利用微藻处理水产养殖尾水中氮磷营养盐的可行性。

烟台牟平海洋牧场夏季大型底栖动物群落特征

为明确烟台牟平海洋牧场大型底栖动物群落特征、影响因子及低氧对该区域底栖动物群落特征的影响,于2015年6月和8月分两个航次在该区域分别设置相同的18个采样点进行大型底栖动物群落特征调查和分析。对采集的生物样品进行群落特征分析,使用生物统计软件PRIMER计算优势度指数(Y)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J),并进行等级聚类(CLUSTER)和非度量多维标度法(MDS)分析以及azti’s marine biotic index(AMBI)和multivariate-AMBI(m-AMBI)分析。其中6月航次共采集和鉴定大型底栖动物97种,优势类群为多毛类。总平均生物量达到10.64 g/m2,甲壳类贡献率最高;8月航次共采集和鉴定大型底栖动物78种,多毛类是优势类群。总平均生物量达到9.28 g/m2,多毛类贡献率最高。6月份的H',D,J分别为3.071±0.773、2.782±0.778和0.622±0.143;8月份分别为3.192±0.369、2.730±0.510和0.751±0.076。通过CLUSTER聚类和MDS标序发现,6月份和8月份底栖动物物种组成之间存在显著差异。环境因子与大型底栖动物丰度和生物量关系较大,其中最能解释该群落丰度和生物量的环境因子为水深、水温、浊度,而溶解氧是造成6月份与8月份丰度和生物量较大差异的主要因素。AMBI和m-AMBI分析表明该区域部分采样点大型底栖动物物种组成以污染耐受种为主,底栖生态健康不佳。烟台牟平海洋牧场8月份季节性的缺氧环境,已在短期内影响了底栖动物的物种组成。

基于生物絮团技术构建的零换水养殖系统对凡纳滨对虾高密度养殖效果分析

【目的】探讨在零换水条件下开展凡纳滨对虾高密度养殖的可行性,为后续推动对虾零换水高效健康养殖模式的规模化产业应用提供参考依据。【方法】采用封闭式串联养殖池系统,凡纳滨对虾虾苗放养密度690尾/m^3,养殖周期91 d(13周),以生物絮团技术调控养殖水质,养殖全程不换水,定期监测与分析养殖水体主要水质指标及细菌数量的动态变化特征。【结果】经13周的零换水养殖后,凡纳滨对虾平均存活率为(83.90±2.74)%,收获规格平均为14.50±0.99 g/尾,单位水体对虾产量平均为8.39±0.48 kg/m^3,饲料系数平均为1.25±0.06,养殖对虾单产平均耗水量为120.00±6.38 L/kg。从养殖第7周起,水体中生物絮团量维持在18.2~30.4 mL/L,pH基本维持在7.31~7.60,总碱度在116~224 mg/L范围内波动变化,总氨氮(TAN)浓度降低至0.45 mg/L以下并保持至试验结束,亚硝酸盐氮(NO2-N)浓度保持低于0.70 mg/L,硝酸盐氮(NO3-N)浓度呈持续上升趋势,至试验结束时接近135.0 mg/L。养殖水体中的异养细菌和弧菌数量均呈先升高后降低的变化趋势,其中,异养细菌从第9周后一直维持在×10^6CFU/mL的数量级水平,弧菌从第7周后一直维持在×10^2CFU/mL的数量级水平。【结论】科学运用生物絮团技术对凡纳滨对虾养殖水质进行原位调控能实现高密度零换水的高效健康养殖,还可有效提高水资源的利用效率,有助于推动对虾养殖产业的绿色健康发展。