张偲：行行出状元

时间：2014-05-18 来源：羊城晚报 记者：黄丽娜 吴晶平

地球是蔚蓝色的，这“身”漂亮的颜色来源于覆盖了地球表面积71%的海洋。但遗憾的是，人们对海洋却知之甚少。17日，由广州市科信局、广东科学中心和羊城晚报联合主办的“珠江科学大讲堂”第12期请来了中国工程院院士张偲，为200多名中学生作了题为“热带海洋微生物多样性及其利用的研究进展”的科普报告。

张偲在报告中感叹，海洋有太多的未解之谜，等待着人们去解决。他深情勉励有志于从事海洋研究的青少年，找准自己探索的方向，“去用功，去努力”。

红树林珊瑚礁正在失去

热带海洋，通常是指赤道两侧的低纬度海洋。我国面临的热带海洋位于印度洋、西太平洋和南海之间，为地球上生物多样性最多的三个区域之一。

南海的海盆里有很多的珊瑚礁，海岸上有红树林，这些都是海洋海盆生物的一个基本特征。

张偲指出，令人忧虑的是，在全球变暖与人类活动的双重影响下，南海的海洋环境出现了退化，生态系统也随之不断退化，“人类过度的渔业活动，海洋资源大量减少;水产养殖过快，出现了富营养化;海岸侵蚀，礁体萎缩;生物多样性锐减。”人类正在逐步失去红树林和珊瑚礁。

对海洋的未来，张偲表示，海洋环境污染的形势不容乐观，研究表明，南海已经成为一个碳源，每天向大气输送碳，使海水表面温度增高，带来了台风等海洋灾害。虽然“植物的光合作用要利用碳，但是现在很不合理的现象是，海洋正在向大气输送碳，这说明海洋生态系统是有问题的。海洋环境微氧化(微生物氧化)，也造成了青岛周边海域每年的绿藻灾害。”

要改变或者改善这种境况，张偲的研究领域——热带海洋微生物多样性及其利用就显得更为重要。

海洋微生物的修补功能

自然界中，植物是生产者，它们利用阳光、营养盐合成贮存能量的有机物;动物是消费者;而微生物是分解者，在动物死后，把它们的尸体、有机碎屑再变为无机物和营养盐，所以微生物是动物、植物之间最好的一个天然的联系纽带和环节，它的作用极其重要。

如何安全地利用微生物来促进生态保护和环境的修补呢?要利用微生物，首先要认识微生物。张偲介绍说，南海海洋所的主要研究进展就是做海洋生物多样性的认知和海洋生物多样性的利用。“对热带海洋生物多样性必须进行时空分布的观测，目前我们有三亚站、西沙站、大亚湾观测站，有各种仪器设备。同时从南海到东印度洋构建了多样性的观测体系。”

通过不断地观测和培育，张偲和研究者们解决了微生物纯种培养的难题，获得大批微生物纯种培养的技术。通过三亚站的实验研究工作，工作团队发现产酶新种4个，固氮菌新科1个、新种4个，得到国际著名专利刊物的高度评价。

在研究中，他们还发现了如何将海洋微生物的固氮作用用于对红树林、珊瑚礁的修复：“红树林的种植说难也难，说不难也不难。有些海滩怎么种都不行，主要是温度不适合，还有就是氮磷这些营养物质虽然多，但是可用的不多。主要原因是可用的氮没有，所以非常需要固氮菌，把多余的氮转化成可用的氨基氮、铵态氮。”张偲表示，这正是海洋微生物可以发挥的功能之一，“我们首先是对红树林的适宜林地进行选择，通过固氮菌的营养作用，促进红树林幼苗的有效生长，促进保育，最后促进红树林生态系统的发育。”

目前，张偲和他的研究团队已经把对海洋生物的观测和研究扩展到东印度洋、西太平洋，并在斯里兰卡建设了观测站。接下来，他们还将从事珊瑚礁共生藻的保护，控制好珊瑚礁和共生藻的比例，防止出现珊瑚白化现象，并对珊瑚礁进行修复。“我们也已经做了一些工作，包括找到固氮菌，把固氮菌跟珊瑚礁共培养，使珊瑚礁得到很好的发育，让珊瑚礁的生态系统好起来。”南海海洋研究所正联合相关单位部门打造泛珠海洋微生物技术平台，重点朝着开发生物酶、生理活性物质、发挥微生物固氮功能这三大方向而努力，如开发成功，食品、药品、生态等领域将获益。

微生物能处理垃圾

海洋微生物不光能在修复海洋生态环境中发挥作用，还能解决城市的垃圾问题。

张偲和研究者们发现，海洋微生物里有一些是非常耐高温的微生物，“在深海里面有热焰，相对于海底的火山，它长期小范围地喷发，一般热度是300℃到500℃。以前我们认为这里不会有生物，但是现在我们发现，在深海的热焰口有非常丰富的生物，比如贝壳类、菌植等，这些生物能够活得很好的，说明肯定存在着非常适合高温的酶系统。”

虽然在垃圾处理方面不是内行，但张偲认为，垃圾处理需要焚烧，而且焚烧需要的温度很高。如果能把海洋微生物中适合高温的酶充分利用上的话，可能只需要100-200℃的温度就能充分分解掉垃圾，可以起到非常好的节能作用。

节能的目的是为了减少碳的排放，防止温室效应进一步扩大。张偲认为，大气成分中有碳是很自然的现象，现在主要的问题是碳分布不均衡，“地球71%的面积是海洋，只有29%的面积是陆地。这29%的面积里，大部分还是山地。七分海洋，两分山地，一分耕地，实际上人生活的区域很小很小。耕地这一小块人类活动的区域排放出了过量的碳，打破了平衡。比如我们居住的这个城市，区域产生的碳就太多了，造成了气候问题。”

“下海”还有很多活要做

青少年应该从事什么领域的研究?张偲认为，“‘行行出状元’，同学们喜欢读什么专业就读什么专业，什么专业都有院士，什么方向都有行家。”

张偲还举了一个院士的成功之路作为例子。“这位院士做的事就是清除猪大便，他通过微生物让猪吃下去的食物在猪肚子里面充分利用，猪大便拉出来以后，又通过微生物把猪大便液体化，用水一冲就行了。他的这个研究成果拿到了一个国家奖。所以，只要你专心去做，认真去做，一步一个脚印，那肯定会成为‘大家’，念什么专业其实并不重要。”

对于自己从事的研究领域，张偲认为还有很多的事可以做，很多的谜题在等待年轻一代去破解。“海洋里的水占了地球总水量的95%。海洋是一个真正广阔的天地，面积大，水很深，这里面有很多活需要干的。”张偲感叹，人类对于海洋的认识仍然非常有限，可能“九牛一毛”都没有，“现在我们国家在科技界一个很大的成就是‘上天’，但是‘下海’还是有很多活要做，包括海底空间站、深海钻探、海洋生物等，太多的活要我们去干，太多的难题要我们去解决。”他勉励青少年们，要找准自己要探索的方向，去用功，去努力。