全球海洋及不断发展的海洋人类活动课件

第三章

全球海洋及不断发展的海洋人类活动

第三章

全球海洋及不断发展的海洋人类活动1全球海洋及不断发展的海洋人类活动课件2

内容要点

本章内容共分为三部分。第一部分是介绍全球海洋的分布与洋流系统，主要包括海洋的划分与地理分布特征、洋流的成因和大洋环流模式，重点概述梯度流、风海流的成因，大洋表层环流与垂直环流的分布特征以及环流异常与厄尔尼诺及拉尼娜现象；第二部分是海洋资源开发，主要包括海洋生物资源与渔业开发、海洋矿物资源开发、海洋能资源开发、海洋水及化学资源开发以及海洋空间资源开发和海洋运输业；第三部分是大陆架资源开发与海洋环境保护，重点阐述了大陆架的生态经济意义、大陆架与海岸带的开发与管理、海洋污染防治与国际社会为保护海洋环境而做出的努力。内容要点3第一节、全球海洋的分布与洋流系统

海洋的分布洋流系统第一节、全球海洋的分布与洋流系统海洋的分布4一、海洋的分布

(一)海洋的划分及其特征

海洋是指地球表面广阔而连续的咸水水体的总称。我们所生活的地球的总面积约5.1×108km2，海洋就像一幅巨大的蓝色地毯，覆盖着约3.6×108km2

的地表面积，占地球总面积的71％。海洋的基本形态单元有两种，一是大洋——远离大陆、深邃而广袤的水域；二是海——靠近大陆、或受大陆包围，位于大洋边缘的水域。海附属于大洋，它们有些以狭窄的海峡与大洋相连，有些以岛链与大洋相连，分别称为海或海湾。海的面积远比大洋小得多，水深相对大洋也较浅，一般都在3000m以下。海水的盐度较低，水色低，透明小，水文要素的季节变化十分明显。在海水运动方面，潮汐是从大洋传来，但潮差却比大洋大得多。海底地壳多为陆壳性质。

一、海洋的分布

(一)海洋的划分及其特征5(二)全球海洋的地理分布

1．四大海洋系统全球海洋通常被划分成四大海洋系统，分别是太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。太平洋介于亚洲、大洋洲、南极洲和美洲之间，它北起白令海，南到南极的罗斯海，东至巴拿马，西至菲律宾的棉兰老岛。太平洋是全球面积最大且最深的大洋。大西洋位于欧洲、非洲和美洲之间，南临南极洲，北连北冰洋，并与太平洋和印度洋有水道相通。大西洋是全球第二大洋，呈“S”形南北延伸，是四大洋中南北跨度最大的一个。大西洋两头宽中间窄，最窄处位于赤道附近，只有1500海里左右。(二)全球海洋的地理分布1．四大海洋系统62．海洋的分布特征

如果以赤道为轴，把地球分成南北两个半球。北半球海洋面积占60.7％，南半球海洋面积占80.9％。尽管北半球分布着世界最大的大陆欧亚大陆和北美洲以及非洲的北部等，但也仅是在45°—70°N之间的陆地面积大于海洋面积，其他纬度上的海洋面积均比陆地面积大。在南半球，只有在80°S以南的南极大陆地区是陆地以外，其他地区绝大部分都是海洋。此外，地球上的海陆分布还表现为南北半球对称分布的格局。如南半球以南极洲大陆为核心，海洋呈环状分布；北半球以北冰洋为核心，大陆呈环状分布。۞

2．海洋的分布特征7二、洋流系统洋流的分类与成因全球大洋环流模式二、洋流系统洋流的分类与成因8

(一)洋流的分类与成因

洋流亦称海流，是指具有相对稳定流向和流速的海水运动。洋流运动主要受到风对海水的应力和海水的压强梯度力的影响，在这些力的作用下，还产生了一系列的派生力，如摩擦力、地转偏向力和离心力等，都对洋流运动的方向和速度产生影响。根据成因不同，洋流可分为：由于海水密度分布不均而产生的梯度流；风对海面的摩擦作用而产生的风海流；由于海水的流失和相邻海区的海水补充空所形成的海流称为补偿流。其中垂直方向的补偿流又可分为上升流与下降流。

(一)洋流的分类与成因洋流亦称91．梯度流

为了更好地理解梯度流的成因，我们在这里引进两个概念：一是等压面，二是等势面(水平面)。等压面是压力处处相等的一个假想面，而等势面也是一个假想的面，它与重力(G)方向垂直，海水沿此面运动时，重力不做功。当海水密度分布均匀时，海面与等势面平行，压强梯度力和重力在垂直方向抵消，此时海水处于静止状态。由于某种原因，造成等压面的倾斜(参见图a)。这样，垂直于等压面的压强梯度力就产生了一个水平分量D2，D2就是梯度流形成的原动力。而梯度流一旦产生，就会受到地转偏向力的作用。在北半球，地转偏向力使运动的海水偏向流动方向的右侧，直到水平压强梯度力和地转偏向力平衡时，海流便趋于稳定。如图(b)所示，当上述两个力平衡时，海水沿等压面上的等势线流动(等势线即为等压面与水平面的交线)。在北半球，读者面对流向看，等压面从左向右上倾斜。通常情况下，密度较低的海水，位于海流流向的右侧；密度较高的海水，则在它的左面。南半球反之。

1．梯度流102．风海流

风海流是在风的作用下而产生的风对海水的应力，包括风对海水的摩擦力和施加在海面迎风面上的压力而形成的一种稳定海流，是海流中比较重要的一种。在上面分析的梯度流中，摩擦力被忽略不计。但对于风海流而言，风对海水的摩擦作用是至关重要的。海水一般总是处在涡动状态，即小水块可以自由地从一个水层进入另一水层。当小水块由速度大的水层进入速度小的水层，同时将它的动量带进这一水层时，使这一水层的平均动量增加；当水块从速度小的水层进入速度大的水层时，速度大的水层的平均动量减少。正是由于海水的涡动摩擦，风才把能量传递给海水的表层及其以下各层，从而使海水沿着一定方向流动。

2．风海流11“艾克曼漂流理论”的基本假定是：①海洋是无限广阔的、海水是足够深的。②海洋不发生增水或减水现象、海水的密度是不变的。③海面上的风场是稳定的，且时间足够长到能形成恒定的流。在这种情况下，只有摩擦力起作用，那么，海流就是摩擦力与地转偏向力达到平衡时的海水流动状态。“艾克曼漂流理论”的基本假定是：123．风海流的副效应

由于风海流的水量运输，就可以导致海岸附近的增水和减水现象，从而又产生相应的海流，这叫做风海流的副效应。风海流的副效应可以产生补偿流和倾斜流。设想北半球有一海岸，风向大致与海岸平行，且海水密度随深度而增加。如果海岸位于风向的右方(图(a))，风海流的水量运输，使得较轻的表层海水输向海岸，并在海岸附近发生堆积作用(图(b))，而在离海岸较远的地方，较重的海水随着较轻海水的后面上升(图(c))。如果海岸位于风向的左方，则岸边较轻的表层海水向外输送，而较重的海水将在靠近海岸处上升，取代离岸的表层海水，这种向上升的水流，称为上升流。此外，海岸附近风的增水和减水效应，使得作为等压面的海面及其下的各等压面都发生了倾斜，从而形成与等压面倾斜相适应的倾斜流。3．风海流的副效应13(二)全球大洋环流模式

1．大洋表层环流模式

大洋表层环流主要是由稳定的盛行风引起的风海流。因此，大洋表层环流和大气环流有着密切的关系。我们知道，大气环流模式呈带状分布(如图(a))，它控制着地球表面的盛行风系的风向。由于海陆分布不均，气压带被割裂成几个不连续的气压中心。因而，由风所引起的海流不可能沿纬度流动，而只能成为围绕高压中心的环流。在北半流，绕副热带高压中心而流动的，为一顺时针方向的环流；绕副极地低压(中纬度低压)流动的，为一逆时针方向环流(如图(b))。在南半球，与副热带高压区相应的环流为逆时针方向。副极地低压与极地高压基本上呈带状，那里的海流与纬圈平行。因此，与北半球相对应的那个气旋(顺时针方向)环流便不存在。

(二)全球大洋环流模式1．大洋表层环流模式14(1)太平洋表层环流

由太平洋南、北部副热带高压中心向四周吹的盛行风系是形成南、北太平洋较低纬度大洋温水环流系统的主要因素。由于风向和洋流流向都受地转偏向力的制约，再加上陆地的影响，所以北太平洋副热带高压中心的四周洋流呈顺时针方向，由北赤道暖流、黑潮暖流、北太平洋暖流和加利福尼亚寒流组成；而南太平洋副热带高压中心四周洋流呈逆时针方向，主要由南赤道暖流、东澳大利亚暖流、西风漂流和秘鲁寒流组成；在北太平洋较高纬度地区常年受北太平洋副极地低压中心控制，由四周吹向低压中心的风系呈逆时针方向运行，形成了逆时针方向的冷水环流，这一环流包括北太平洋暖流、阿拉斯加暖流和亲潮寒流。另外，在太平洋的赤道附近还形成自西向东的赤道逆流。(1)太平洋表层环流15(2)大西洋表层环流

大西洋信风带有两道信风赤道流，均由东向西流。南赤道暖流位于赤道以南，但当它由非洲沿岸流向美洲沿岸附近时，受南美大陆以直角的轮廓在7°s附近向东伸入的影响，南赤道洋流分为南北两支，北支沿大陆海岸到小安的列斯群岛，叫圭亚那暖流；南支沿大陆东岸南流，称巴西暖流。巴西暖流南下在拉普拉塔河口附近，与北上的福克兰寒流汇合，然后受西风作用而向东流，成为西风漂流的一部分。西风漂流在接近南非后，一部分继续向东，进入印度洋；一部分沿非洲西岸北上，为本格拉寒流。本格拉寒流在10°s附近与南赤道暖流首尾相接，形成了南大西洋的逆时针环流系统。

(2)大西洋表层环流16(3)印度洋表层环流

印度洋与太平洋和大西洋不同，它的洋流系统只有在南半球才有沿一定方向流动的海流，并形成与其他大洋相似的环流系统。北印度洋没有类似的海洋环流是因为印度洋几乎位于赤道以南。北印度洋不仅面积小，没有足够宽阔的海区提供环流发展的场所，而且被突出的印度半岛左右分开，形成阿拉伯海和孟加拉湾，妨碍海水的大环流。

(3)印度洋表层环流172．大洋垂直环流

全球海洋为一体，大洋表层存在着多个环流，在深层也同样存在着海水循环。这样势必出现某海区减水，其他海区增水。根据海水的连续性，必然出现上升流和下降流，从而形成垂直环流，以调节减水和增水。深水环流是相当复杂的，在这里只阐述全球大洋中由海水辐聚和辐散形成的垂直环流。(1)信风和赤道逆流区。在赤道附近，赤道逆流和北赤道暖流分界处产生海水辐散，形成上升流。而在赤道逆流与南赤道暖流交界处，又形成海水的辐聚，形成下降流。上升流将深层营养盐类带到表层，这就为海洋生物的繁殖提供了有利的条件。

2．大洋垂直环流18(2)大洋西部暖流区。当西部环流到达大洋西北部时，将与南下的寒流相遇，辐聚下沉形成西北辐聚带。在寒暖流交流处，两种性质截然不同的海流发生强烈的混合，并形成许多大小不等的漩涡，它们在海水的垂直交换过程中，起着重要的作用。在这些海区存在着强烈的垂直交换和混合，下层水比较丰富的营养盐被带到表层，使那里的浮游生物和鱼类较多，形成渔场。(3)大洋东部寒流区。大洋东部寒流，一部分沿着大陆的西岸流向低纬区，最后汇入信风流。表层海水受信风的作用而离岸外流，使下层海水向海面上升。由于丰富的营养盐被上升流输向表层，使浮游生物大量繁殖，也能形成好渔场。(2)大洋西部暖流区。当西部环流到达大洋西北部时，将与南下的19(4)副热带高压区。由于地转偏向力的作用，周围表层海水向这里堆积，辐聚下沉，形成所谓的亚热带辐聚带。由于海水下沉，海区内溶解氧含量较高，但营养物质含量较低，海水贫瘠，浮游生物很少，使表面海水中悬浮物质极少。特别在低纬区一侧，海水具有最大的透明度和最高的水色。(5)极地区。在极地高压所形成的极地东南风的作用下，沿南极大陆周围，形成西风环流，范围很小，强度不大。它与西风漂流的交界处，由于地转偏向力的作用，形成辐散带，深层水在此上升。在靠近南极大陆一侧，同样由于地转偏向力的作用，产生辐聚下沉，这种下沉作用，由于表层水的冷却和冬季大量的结冰而大大加强。

(4)副热带高压区。由于地转偏向力的作用，周围表层海水向这里20第二节海洋自然资源的开发

第二节海洋自然资源的开发21

目前，国内外为对海洋资源的认识存在广义与狭义之分：狭义海洋资源是指在海水中生存的生物，溶解于海水中的化学元素和淡水，海水中所蕴藏的能量以及海底的矿产资源。这些都是与海水水体本身有着直接关系的物质和能量。而广义海洋资源，除了指上述的物质与能量外，还包括港湾、航线、水产养殖空间、海洋上空的风、海底地热、海洋景观、海洋空间以及海洋的纳污能力等。本节介绍的海洋资源包括：海洋生物资源、海洋矿物资源、海洋水及海水化学资源、海洋能资源、海洋空间资源五个方面。目前，国内外为对海洋资源的认识存在广义与狭22一、海洋生物资源与人类渔业开发海洋生物资源分类和储量世界渔场的分布与海洋渔业开发海洋渔业中的过量捕捞问题海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景一、海洋生物资源与人类渔业开发海洋生物资源分类和储量23(一)海洋生物资源分类和储量1．海洋生物资源的分类

海洋中的牛物多种多样，丰富多彩。已发现的生物有30多个门类、20多万种。陆地上有的门类，海洋中都有，而海洋生物中却有不少陆地上所没有的门类。按海洋生物的系统分类，海洋生物资源可分为海洋植物资源和海洋动物资源；按海洋生物的习性，一般可分为海洋底栖生物、海洋游泳生物和海洋浮游生物；按资源利用的类型分为水产资源、观赏资源、工业资源、药用资源和生物遗传基因资源；按海洋资源分布的海域可分为滩涂生物资源、近海生物资源和远洋生物资源；按海洋生物资源的相对丰度可分为普通海洋生物资源、特种海洋生物资源和稀有海洋生物资源等。۞

(一)海洋生物资源分类和储量1．海洋生物资源的分类242、海洋生物资源的储量与开发潜力

海洋中的生物资源储量是非常大的。据估计，全球海洋初级生产力每年达1350x108t的有机碳，海洋生物的蕴藏量约342x108t，其中浮游动物215x108t，底栖动物100x108t，海洋植物17x108t。这样仅海洋动物就有325x108t，而陆地上的动物还不足100x108t。与此相反，人类目前每年从海洋中获取的水产品仅占人类食物总量的1％。据专家估计，海洋浮游植物每年约能生产230x108t的有机碳，在不破坏资源的情况下，海洋每年能向人类提供30x108t水产品。到目前为止，海洋生物资源被开发的仅是极少部分，科学家以有机碳计算的目前开发水平仅达到海洋初级生产力的0.03％。仅以海水鱼为例，捕捞的鱼类仅仅200种，产量超过1000万吨的仅8种。这表明海洋生物资源储量丰富，开发海洋生物资源的潜力难以估量。۞2、海洋生物资源的储量与开发潜力25(二)世界渔场的分布与海洋渔业开发

世界渔场根据大洋水系可划分为太平洋渔场、印度洋渔场和大西洋渔场。太平洋鱼类资源非常丰富，是世界各大洋中渔获量最高的海域。太平洋的渔获量可占世界总渔获量的一半左右。这里有最著名的秘鲁渔场，盛产秘鲁鲤鱼。此外，还有干岛群岛至日本海的北太平洋西部渔场，以及中国的舟山渔场等。北太平洋西部渔场主要有鲑鱼、狭鳕、太平洋鲱鱼、远东的沙丁鱼、秋刀鱼等。大西洋的渔业资源也很丰富，主要渔场有挪威沿岸到北海的大西洋东部渔场和纽芬兰渔场等。此外，还有西北非洲和西南非洲渔场等。大西洋的渔业产量在世界各海区中居第二位。印度洋的渔业主要集中在西部，东部产量不高。印度洋的底层鲆类和中上层鱼类资源尚有进一步开发的潜力。印度洋西部塞舌尔群岛，是广阔的拖网渔场。(二)世界渔场的分布与海洋渔业开发26(三)海洋渔业中的过量捕捞问题

人类海洋渔业的历史几乎与人类的文明史一样悠久。但是在工业文明出现以后，渔业技术的进步与由于人口增加而增加的对渔业产品的需求使部分经济鱼类的捕捞量大大超过了该类群体的自然生长量，渔产品的数量和质量下降，许多近海渔场的资源趋向枯竭，各同对大洋(公海)渔业资源的争夺加剧，海洋生物资源的多样性受到了严重的威胁。1997年世界渔业捕捞量达到1.21×

108t的最高记录。但在世界15个最主要的渔区中，有11个渔区的捕捞量下降。下表显示了世界主要渔场的渔获量状况(三)海洋渔业中的过量捕捞问题人类海洋渔27(四)海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景

海洋渔业自20世纪下半叶以来发展非常迅速，而其中海洋水产养殖发展最快。海水养殖与增殖业已经成为海洋渔业中的重要组成部分，也是水产品来源的最可靠和迅速的方式。几乎所有国家，包括小岛国和许多尚有海洋渔业资源未加利用的国家以及内陆或野生鱼类资源有限的国家都越来越重视海洋水产养殖的发展。海洋水产养殖是目前增长速度最快的蛋白质来源之一。平均每年增长10％。据FAO统计，从1984年至1996年，水产养殖的产量从700x104t：(价值100亿美元)增加到0.23x108

t(价值360亿美元)，增长了两倍多。1984年养鱼场养殖的鱼仅占总消费量的8％，而目前已达到20％。

(四)海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景海28二、海洋矿物资源的开发(一)海洋矿物资源的种类与储量

在地球上发现的百余种元素中，有80多种存在与海洋中。其中能直接开发利用的有60多种。近岸带，是人类向海洋索取矿物资源最早的地方，这里广泛分布着滨海砂是重要的建筑材料，其中也蕴含有丰富的贵重金属和稀有金属矿物。滨常见的矿物有金、铂、锡石、黑钨矿、铌钽铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石、磁铁矿、锆石、红宝石、金刚石等。目前世界已探明的有工业价值的滨海矿有20多种。其中有些矿产品种在矿产储量表中占有重要地位。因此砂矿是未来增加矿产储量的最大潜在资源之一。۞二、海洋矿物资源的开发(一)海洋矿物资源的种类与储量29

（二）世界海底油气资源的分布与开发

石油是一种重要的矿产资源，被称为“工业的血液”。据估计，全世界石油有限储量约10x108t，可采储量3000x108t，其中海上可采储量约1350x108t

前已探明的海上石油储量为400x108t，天然气为30x104m3。全世界100多个国家和地区从事海上石油开发，至今已发现数百个海底油气田，产石油超过9x108t，占世界石油产量的1/3。海洋天然气产量达4420多亿立方米。从地区分布上看，世界海上油气资源储量主要集中在波斯湾、北海、几内亚湾、马拉开波湖、墨西哥湾、加利福尼亚沿岸海域等几个地区。这些地区的油气资源总储量占全部海上探明储量的80％。未探明的油气区主要集中在北极地区、南极地区、非洲、南美洲和澳大利亚周围海域。

30

（一）海洋能资源的种类及其开发潜力

海洋能是指海洋的自然能量(动能、势能和热能)，包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐度差能等。据科学家研究，海洋中潮汐能的理论储量约为30x108kW，如全部用于发电，其年发电量为1.2x108kW·h，相当于目前7个葛洲坝水电站的电力。对波浪能估算更高，全球海洋的波浪能总计可达700x108kW，其中可供开发利用的约20x108-30x108kW，每年可发电90万亿kW·h。海洋中沿一定方向运动的海流，也蕴藏有极为丰富的能量，估计大洋海流动能储量超过50x108kW，其中可利用的约为108kW。除此之外，占地球表面71％的海水，吸收并储存了约3/4的地球表面太阳辐射能。如果能使海水温度降低，这部分能量就可释放出来，粗略估算可达500x108kW．其中可利用的温差能约20x108kW。三、海洋能资源开发（一）海洋能资源的种类及其开发潜力三、海洋能资源开发31(二)海洋潮汐能开发

潮汐能是人类最早开发利用的海洋能资源。它是蕴藏在涨落的潮水中的海洋动能，潮差越大，其蕴藏的能量越高。我们知道，潮汐是海水在月亮和太阳等天体的引力作用下发生的周期性涨落。通常情况下，大洋中的潮差仅为50cm，最大也只有90cm。但海洋中的潮差常因地形因素(如变浅变窄、海底摩擦等)以及海水同河水拥挤交汇等原因而大大加强，最大者可达18—19m左右，出现在北美的芬地湾。我国的钱塘大潮在澉浦附近最大潮差达8.9m。尽管潮汐现象是普遍存在的，但在目前的技术条件下，只有潮差超过3m的地方才具有开发意义。全世界潮差超过3m的地方约有23处，主要分布在浅海港湾与河口处。由于潮汐能集中分布于近岸地带，较之其他海洋能资源更便于开发利用。

۞

(二)海洋潮汐能开发潮汐能是人类最早开32(三)海洋波能开发

目前世界上有许多国家，包括口本、英国、美国、加拿大、芬兰、法国、德国、挪威、中国等都在研究波能发电，并提出了300多种不同的发电方案。1978年日本海洋科技中心建成了一艘海浪发电船“海明号”，1988年又建成发电功率为30kW的固定式波浪发电站。1985年，挪威建成世界上装机容量最大的波能发电站年发电量1200x104kW.h，它的发电成本每度仅为4—5美分，低于海岛上用柴油发电的成本。目前，这种波能发电技术已进入国际市场，印尼、美国、葡萄牙等国都同挪威签订了建造波能发电站合同。۞(三)海洋波能开发目前世界上有许多国家，包括33四、海洋水及其化学资源开发海洋水资源及其开发海水中的化学资源开发四、海洋水及其化学资源开发海洋水资源及其开发34(一)海洋水资源及其开发1．水的直接利用

海水直接利用是指用海水代替淡水作工业用水(主要包括冷却、水淬、洗涤、净化、除尘)、农业用水(主要包括海水养殖和海水灌溉)、商业和城市生活用水(主要包括冲厕、洗刷、消防、浴池、游泳等)，缓解沿海地区淡水资源的短缺矛盾。目前，工业用水主要是冷却用水，其利用的社会效益和经济效益已为人们所普遍队同。许多沿海国家工业用水中的40％—50％是海水，而且其规模和用途还在不断扩大。(一)海洋水资源及其开发1．水的直接利用352．海水的淡化利用

海水淡化是20世纪50年代后期)才迅速发展起来的，现在已成为具有相当规模的重要工业部门。

全世界已建成的大型海水淡化厂主要有三种类型：第一类是在沿海干旱地区建厂，如中东目前干旱缺水的科威特、沙特阿拉伯等，那里的降雨量极少、沿岸有大面积的海域，他们利用当地廉价的石油燃料蒸馏海水，以解决缺水问题；第二类是在淡水供应困难的岛屿和矿区建厂，如美国佛罗里达州南部海面上的基韦斯特，北距大陆200km，即使通过管道输水，水费也很高昂，故采用淡化的方法就地解决；第三类是在沿海城市建厂，那里人口聚集、工厂集中，耗水量大，如美国加利福尼亚的圣迭戈。۞2．海水的淡化利用36(二)海水中的化学资源开发

海水是个聚宝盆，海洋水中含有80多种元素，各类溶解盐约48000x1012t，其中仅氯化钠就有40000x1012t，镁1800x1012t，溴95x1012t，钾500x1012t，碘930x108t，铀45x108t，还含有200x104t的重水。按单位体积计，在每立方千米的海水中，约有0.27x108t氯化钠，320x104t的氯化镁，220x104t的碳酸镁和120x104t的硫酸镁。如果能把海洋中的全部矿物提炼出来，可以装满从地球摆到太阳那么长的一列火车。但是，目前人类对海洋化学资源的开发仅限于少数盐类和化合物，且开发数量亦是极其有限的。食盐是人类最先从海水中提炼的化学物质。现在凡拥有海岸的国家几乎都能生产海盐。中国最多。(二)海水中的化学资源开发海水是个聚宝盆，37五、海洋空间资源的开发与海洋运输业海洋空间资源利用方式世界海运业发展现状五、海洋空间资源的开发与海洋运输业海洋空间资源利用方式38(一)海洋空间资源利用方式

现代海洋空间开发是指为了发展生产和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸带的空间用作交通、生产、储藏、军事和娱乐场所的海洋开发活动。海洋空间利用的有利条件是地价便宜，无需搬迁人口，这在地价昂贵的发达国家或发展中国家的发达地区尤为重要。海底隐蔽性好，可用于建造军事基地；海水中温度比较稳定，适合于建造海底食品仓库，还可以储藏危险品等。因此海洋空间开发具有广阔前景。现就海洋空间开发的主要领域做具体阐述：(一)海洋空间资源利用方式现代海洋空间开发391．海洋运输空间开发海洋运输空间开发的传统领域是建造海港和开凿沟通海洋运输的运河。目前全世界已有海港3000多个。最著名的两条人工运河，一是在苏伊士地峡开凿的苏伊士运河，另一条是南北美洲之间开凿的巴拿马运河。20世纪后半叶，海洋航运空间开发开始向多功能、立体化方向发展。1．海洋运输空间开发402．海洋生活与生产空间开发

20世纪后半叶，海洋空间开发开始走向多功能、综合化开发方式。海上空间的开发不再仅限于航运空间的开发，而是加强了生产或生活空间的综合开发，世界上还有许多国家的沿海城市通过填海造城的方式，来扩大城区范围。利用海上空间进行海洋资源开发，从事海上生产性活动，在近年来也得到了充分的发展。在海上进行娱乐性开发活动更是不胜枚举。从海滨游览胜地开发到海洋公园以及海底观光旅游开发等，充分利用了海洋对人类的综合性服务功能。2．海洋生活与生产空间开发413．储藏和倾废空间开发

海洋储藏基地是指在海中储藏石油、矿石、粮食、核燃料等物资的设施。海洋不仅提供了浩大的空间资源，同时还有很大的环境自净能力。海洋倾废就是利用海洋所具有的这两方面特点，来处理各种垃圾。美国是最早利用海洋来处理垃圾的国家。目前，世界很多国家采用了海洋倾废，倾倒的废物已从疏浚物、下水道污泥发展到各种工业垃圾、城市生活垃圾、核废料等，在不少海区已造成了不同程度的海洋污染。此问题已引起国际社会的普遍关注。目前，联合国有关国际组织以及一些国家正在制定有关海洋倾废的立法，并加强了管理措施。3．储藏和倾废空间开发42(二)世界海运业发展现状

海洋运输是海洋空间资源开发的传统领域，同时也是现代海洋产业中的支柱产业。目前国际贸易运输量(以吨计)70％左右和货运周转量(以吨公里计)的90％以上都是通过海洋航运完成的。巨大的海上运输量依靠强大的世界商船队的支持。20世纪60年代至70年代之间，是世界商船队快速发展的时期，近年来，这种增长趋势有所减缓，在20世纪90年代最后几年里，其增长速度保持在1.3％—2.3％，且逐年下降。世界商船队吨位增长趋缓的主要原因在于：①近年来世界商船队船舶平均运营寿命缩短，船龄普遍下降。这主要是由于现代船舶技术的迅速发展，新技术不断应用于船舶制造业，使得本可以继续营运但技术已经陈旧的船只被频频挤出海运市场。②出现了过剩的运输能力。(二)世界海运业发展现状海洋运输是海洋空43第三节、大陆架的资源开发与海洋环境保护一、大陆架的生态经济意义

现代海洋的大陆架历经沧海桑田，在漫长的地质历史时期时而为陆地，时而为海洋，经受了大陆与海洋的长期相互作用。大陆架的这种形成过程，加之其靠近陆地，使之接受了大量的陆地河流带来的有机质。大陆架区域的海水较浅，光照充足，是海洋生物的理想栖居场所。由于大陆架区潮汐、海浪和海流的作用比较强烈，使水层之间的垂直混合发达，底层海水不断更新，从而使海水上下水体均含有丰富的营养物质，因此这里蕴育着巨大的海洋生产力。第三节、大陆架的资源开发与海洋环境保护一、大陆架的生态经济意44

大陆架不仅是海洋生物的富集区，同时由于坡度平缓，因而有利于物质沉积。大陆架的沉积盆地不仅拥有丰富的油气资源，还伴有其他的沉积矿产，如海绿石、磷钙石、硫铁矿、钛铁矿等。大陆架还是海底砂矿的产区。大陆架资源丰富，开发便利，现已成为人类向海洋进军的第一个阵地。目前，几乎所有的海洋开发活动都集中于大陆架区域，因此，这里也成为人类对海洋影响最为深刻的区域。۞

大陆架不仅是海洋生物的富集区，同时由于坡度45二、大陆架的开发与海岸带管理海上“圈地运动”的兴起大陆架制度的确立海岸带管理二、大陆架的开发与海岸带管理海上“圈地运动”的兴起46

(一)海上“圈地运动”的兴起

1945年9月28日，美国总统杜鲁门发布了《关于大陆架的底土和海床的自然资源政策的第2667号总统公告》。从1946年到1950年，墨西哥、阿根廷、智利、秘鲁、厄瓜多尔等国相继提出200海里领海管辖权范围的要求，从而引发了世界范围内的沿海国家扩大海洋管理范围、捍卫海洋资源权利的浪潮。

۞(一)海上“圈地运动”的兴起1945年47(二)大陆架制度的确立

1982年第三次联合国海洋法会议，通过了《联合国海洋法公约》(以下简称《公约》)，对大陆架的界定做了重新修正，正式确立了大陆架制度。《公约》中规定：沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸，扩展到大陆边缘的海底区域的海床和底土．其组成部分包括大陆架、大陆坡和大陆基。由于不同国家不同海域大陆边缘的宽度差异较大，为平衡各国的利益，《公约》对大陆架的宽度做出进一步规定：地理上大陆架外缘宽度不足200海里的，可以将大陆架外部边界扩展到200海里；对于地理上大陆架外缘超过200海里的，则规定其外部边界不得超过350海里或不得超过2500m等深线100海里。۞(二)大陆架制度的确立1982年第三次联48(三)海岸带管理

海岸带历来是海洋开发活动最为活跃的海域，也是各国海洋管理的重要领域。海岸带管理范围已超过了地理上的潮间带区域，向陆地延伸至海岸线以上100km和向海洋扩展到领海范围，包括沿岸岛屿。

世界范围的海岸带地区存在着不同程度的生态系统退化现象，降低了海岸带生态系统提供商品与服务的能力。究其原因：①不断扩大的海岸带地区的开发活动，改变了海岸地区的植被类型与生境，②不断增加的海岸地区的水体污染，使海岸带区域不仅承受了沿海开发的环境负担，同时也承受了由江河人海带来的内陆区域开发活动所产生的环境负担。③普遍存在的近海渔业过度捕捞现象，不仅造成部分经济价值较高的鱼类资源的储量减少，同时也改变了海岸生态系统的种群结构并降低生态系统的稳定性。④全球气候变暖引起的海岸地区水温变化、水文循环变化、海平面上升及风暴频率变化等，威胁海岸带地区安全。۞(三)海岸带管理海岸带历来是海洋开发活49三、海洋污染与环境保护海洋污染及其危害海洋污染调查与海洋监测国际社会保护海洋环境的努力三、海洋污染与环境保护海洋污染及其危害50(一)海洋污染及其危害

海洋在向人类提供丰富资源的同时，也成为地球卜各种污染物的最终归宿。由于海洋是地表低陷部分，位势最低。地球上的各种物质，包括形形色色的污染物都能通过滔滔江河或泪泪细流汇人大海之中，就连漂浮在空中的污染物颗粒也终究要“叶落归根”，沉降至海底。因此，海洋污染具有污染源多、持续性强、危害大、扩散范围广和控制难度大等特点。海洋污染的主要来源包括：陆源与海岸带开发污染、大陆架钻探与深海采矿、海洋倾废、船源污染以及大气污染等。(一)海洋污染及其危害51从污染物的种类来看，主要包括以下几种：

1．石油污染（油膜）2．重金属污染（随食物链传递、富集）3．有机物污染与赤潮（耗氧、富营养化）4．固体废物污染（塑料）5．热污染（耗氧）6．放射性污染（变性）

从污染物的种类来看，主要包括以下几种：52(二)海洋污染调查与海洋监测

海洋污染调查与监测是环境保护的基础。它通过定期测定海洋环境中各种污染物的浓度及其他指标，获得全面、系统、长期的资料，掌握海洋污染状况及其变化趋势，使得当海水或特定生物体内污染物浓度超过“标准”时发出警报。海洋污染监测的物质和参数主要有汞、砷、镉、铬、锌、有机氯、溶解氧、酸度、特殊离子、浊度、油类等，监测的载体一般分为水质监测、底质监测和生物监测。

(二)海洋污染调查与海洋监测海洋污染调查与53(三)国际社会保护海洋环境的努力

海洋环境保护是地球上人类共同的使命，这已成为广泛的共识，形成一种国际浪潮。《联合国海洋法公约》不仅赋予了各国海洋开发的权力，同时也明确了其海洋环境保护的义务。自1982年的《公约》出台以来，国际社会在海洋环境保护方面取得了许多重要进展。特别是关于不同来源的海洋污染预防措施，或以法律捆绑协议或以行动纲领等形式，极大地推动了海洋环境保护事业。(三)国际社会保护海洋环境的努力海洋环境保54第三章

全球海洋及不断发展的海洋人类活动

第三章

全球海洋及不断发展的海洋人类活动55全球海洋及不断发展的海洋人类活动课件56

内容要点

本章内容共分为三部分。第一部分是介绍全球海洋的分布与洋流系统，主要包括海洋的划分与地理分布特征、洋流的成因和大洋环流模式，重点概述梯度流、风海流的成因，大洋表层环流与垂直环流的分布特征以及环流异常与厄尔尼诺及拉尼娜现象；第二部分是海洋资源开发，主要包括海洋生物资源与渔业开发、海洋矿物资源开发、海洋能资源开发、海洋水及化学资源开发以及海洋空间资源开发和海洋运输业；第三部分是大陆架资源开发与海洋环境保护，重点阐述了大陆架的生态经济意义、大陆架与海岸带的开发与管理、海洋污染防治与国际社会为保护海洋环境而做出的努力。内容要点57第一节、全球海洋的分布与洋流系统

海洋的分布洋流系统第一节、全球海洋的分布与洋流系统海洋的分布58一、海洋的分布

(一)海洋的划分及其特征

海洋是指地球表面广阔而连续的咸水水体的总称。我们所生活的地球的总面积约5.1×108km2，海洋就像一幅巨大的蓝色地毯，覆盖着约3.6×108km2

的地表面积，占地球总面积的71％。海洋的基本形态单元有两种，一是大洋——远离大陆、深邃而广袤的水域；二是海——靠近大陆、或受大陆包围，位于大洋边缘的水域。海附属于大洋，它们有些以狭窄的海峡与大洋相连，有些以岛链与大洋相连，分别称为海或海湾。海的面积远比大洋小得多，水深相对大洋也较浅，一般都在3000m以下。海水的盐度较低，水色低，透明小，水文要素的季节变化十分明显。在海水运动方面，潮汐是从大洋传来，但潮差却比大洋大得多。海底地壳多为陆壳性质。

一、海洋的分布

(一)海洋的划分及其特征59(二)全球海洋的地理分布

1．四大海洋系统全球海洋通常被划分成四大海洋系统，分别是太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。太平洋介于亚洲、大洋洲、南极洲和美洲之间，它北起白令海，南到南极的罗斯海，东至巴拿马，西至菲律宾的棉兰老岛。太平洋是全球面积最大且最深的大洋。大西洋位于欧洲、非洲和美洲之间，南临南极洲，北连北冰洋，并与太平洋和印度洋有水道相通。大西洋是全球第二大洋，呈“S”形南北延伸，是四大洋中南北跨度最大的一个。大西洋两头宽中间窄，最窄处位于赤道附近，只有1500海里左右。(二)全球海洋的地理分布1．四大海洋系统602．海洋的分布特征

如果以赤道为轴，把地球分成南北两个半球。北半球海洋面积占60.7％，南半球海洋面积占80.9％。尽管北半球分布着世界最大的大陆欧亚大陆和北美洲以及非洲的北部等，但也仅是在45°—70°N之间的陆地面积大于海洋面积，其他纬度上的海洋面积均比陆地面积大。在南半球，只有在80°S以南的南极大陆地区是陆地以外，其他地区绝大部分都是海洋。此外，地球上的海陆分布还表现为南北半球对称分布的格局。如南半球以南极洲大陆为核心，海洋呈环状分布；北半球以北冰洋为核心，大陆呈环状分布。۞

2．海洋的分布特征61二、洋流系统洋流的分类与成因全球大洋环流模式二、洋流系统洋流的分类与成因62

(一)洋流的分类与成因

洋流亦称海流，是指具有相对稳定流向和流速的海水运动。洋流运动主要受到风对海水的应力和海水的压强梯度力的影响，在这些力的作用下，还产生了一系列的派生力，如摩擦力、地转偏向力和离心力等，都对洋流运动的方向和速度产生影响。根据成因不同，洋流可分为：由于海水密度分布不均而产生的梯度流；风对海面的摩擦作用而产生的风海流；由于海水的流失和相邻海区的海水补充空所形成的海流称为补偿流。其中垂直方向的补偿流又可分为上升流与下降流。

(一)洋流的分类与成因洋流亦称631．梯度流

为了更好地理解梯度流的成因，我们在这里引进两个概念：一是等压面，二是等势面(水平面)。等压面是压力处处相等的一个假想面，而等势面也是一个假想的面，它与重力(G)方向垂直，海水沿此面运动时，重力不做功。当海水密度分布均匀时，海面与等势面平行，压强梯度力和重力在垂直方向抵消，此时海水处于静止状态。由于某种原因，造成等压面的倾斜(参见图a)。这样，垂直于等压面的压强梯度力就产生了一个水平分量D2，D2就是梯度流形成的原动力。而梯度流一旦产生，就会受到地转偏向力的作用。在北半球，地转偏向力使运动的海水偏向流动方向的右侧，直到水平压强梯度力和地转偏向力平衡时，海流便趋于稳定。如图(b)所示，当上述两个力平衡时，海水沿等压面上的等势线流动(等势线即为等压面与水平面的交线)。在北半球，读者面对流向看，等压面从左向右上倾斜。通常情况下，密度较低的海水，位于海流流向的右侧；密度较高的海水，则在它的左面。南半球反之。

1．梯度流642．风海流

风海流是在风的作用下而产生的风对海水的应力，包括风对海水的摩擦力和施加在海面迎风面上的压力而形成的一种稳定海流，是海流中比较重要的一种。在上面分析的梯度流中，摩擦力被忽略不计。但对于风海流而言，风对海水的摩擦作用是至关重要的。海水一般总是处在涡动状态，即小水块可以自由地从一个水层进入另一水层。当小水块由速度大的水层进入速度小的水层，同时将它的动量带进这一水层时，使这一水层的平均动量增加；当水块从速度小的水层进入速度大的水层时，速度大的水层的平均动量减少。正是由于海水的涡动摩擦，风才把能量传递给海水的表层及其以下各层，从而使海水沿着一定方向流动。

2．风海流65“艾克曼漂流理论”的基本假定是：①海洋是无限广阔的、海水是足够深的。②海洋不发生增水或减水现象、海水的密度是不变的。③海面上的风场是稳定的，且时间足够长到能形成恒定的流。在这种情况下，只有摩擦力起作用，那么，海流就是摩擦力与地转偏向力达到平衡时的海水流动状态。“艾克曼漂流理论”的基本假定是：663．风海流的副效应

由于风海流的水量运输，就可以导致海岸附近的增水和减水现象，从而又产生相应的海流，这叫做风海流的副效应。风海流的副效应可以产生补偿流和倾斜流。设想北半球有一海岸，风向大致与海岸平行，且海水密度随深度而增加。如果海岸位于风向的右方(图(a))，风海流的水量运输，使得较轻的表层海水输向海岸，并在海岸附近发生堆积作用(图(b))，而在离海岸较远的地方，较重的海水随着较轻海水的后面上升(图(c))。如果海岸位于风向的左方，则岸边较轻的表层海水向外输送，而较重的海水将在靠近海岸处上升，取代离岸的表层海水，这种向上升的水流，称为上升流。此外，海岸附近风的增水和减水效应，使得作为等压面的海面及其下的各等压面都发生了倾斜，从而形成与等压面倾斜相适应的倾斜流。3．风海流的副效应67(二)全球大洋环流模式

1．大洋表层环流模式

大洋表层环流主要是由稳定的盛行风引起的风海流。因此，大洋表层环流和大气环流有着密切的关系。我们知道，大气环流模式呈带状分布(如图(a))，它控制着地球表面的盛行风系的风向。由于海陆分布不均，气压带被割裂成几个不连续的气压中心。因而，由风所引起的海流不可能沿纬度流动，而只能成为围绕高压中心的环流。在北半流，绕副热带高压中心而流动的，为一顺时针方向的环流；绕副极地低压(中纬度低压)流动的，为一逆时针方向环流(如图(b))。在南半球，与副热带高压区相应的环流为逆时针方向。副极地低压与极地高压基本上呈带状，那里的海流与纬圈平行。因此，与北半球相对应的那个气旋(顺时针方向)环流便不存在。

(二)全球大洋环流模式1．大洋表层环流模式68(1)太平洋表层环流

由太平洋南、北部副热带高压中心向四周吹的盛行风系是形成南、北太平洋较低纬度大洋温水环流系统的主要因素。由于风向和洋流流向都受地转偏向力的制约，再加上陆地的影响，所以北太平洋副热带高压中心的四周洋流呈顺时针方向，由北赤道暖流、黑潮暖流、北太平洋暖流和加利福尼亚寒流组成；而南太平洋副热带高压中心四周洋流呈逆时针方向，主要由南赤道暖流、东澳大利亚暖流、西风漂流和秘鲁寒流组成；在北太平洋较高纬度地区常年受北太平洋副极地低压中心控制，由四周吹向低压中心的风系呈逆时针方向运行，形成了逆时针方向的冷水环流，这一环流包括北太平洋暖流、阿拉斯加暖流和亲潮寒流。另外，在太平洋的赤道附近还形成自西向东的赤道逆流。(1)太平洋表层环流69(2)大西洋表层环流

大西洋信风带有两道信风赤道流，均由东向西流。南赤道暖流位于赤道以南，但当它由非洲沿岸流向美洲沿岸附近时，受南美大陆以直角的轮廓在7°s附近向东伸入的影响，南赤道洋流分为南北两支，北支沿大陆海岸到小安的列斯群岛，叫圭亚那暖流；南支沿大陆东岸南流，称巴西暖流。巴西暖流南下在拉普拉塔河口附近，与北上的福克兰寒流汇合，然后受西风作用而向东流，成为西风漂流的一部分。西风漂流在接近南非后，一部分继续向东，进入印度洋；一部分沿非洲西岸北上，为本格拉寒流。本格拉寒流在10°s附近与南赤道暖流首尾相接，形成了南大西洋的逆时针环流系统。

(2)大西洋表层环流70(3)印度洋表层环流

印度洋与太平洋和大西洋不同，它的洋流系统只有在南半球才有沿一定方向流动的海流，并形成与其他大洋相似的环流系统。北印度洋没有类似的海洋环流是因为印度洋几乎位于赤道以南。北印度洋不仅面积小，没有足够宽阔的海区提供环流发展的场所，而且被突出的印度半岛左右分开，形成阿拉伯海和孟加拉湾，妨碍海水的大环流。

(3)印度洋表层环流712．大洋垂直环流

全球海洋为一体，大洋表层存在着多个环流，在深层也同样存在着海水循环。这样势必出现某海区减水，其他海区增水。根据海水的连续性，必然出现上升流和下降流，从而形成垂直环流，以调节减水和增水。深水环流是相当复杂的，在这里只阐述全球大洋中由海水辐聚和辐散形成的垂直环流。(1)信风和赤道逆流区。在赤道附近，赤道逆流和北赤道暖流分界处产生海水辐散，形成上升流。而在赤道逆流与南赤道暖流交界处，又形成海水的辐聚，形成下降流。上升流将深层营养盐类带到表层，这就为海洋生物的繁殖提供了有利的条件。

2．大洋垂直环流72(2)大洋西部暖流区。当西部环流到达大洋西北部时，将与南下的寒流相遇，辐聚下沉形成西北辐聚带。在寒暖流交流处，两种性质截然不同的海流发生强烈的混合，并形成许多大小不等的漩涡，它们在海水的垂直交换过程中，起着重要的作用。在这些海区存在着强烈的垂直交换和混合，下层水比较丰富的营养盐被带到表层，使那里的浮游生物和鱼类较多，形成渔场。(3)大洋东部寒流区。大洋东部寒流，一部分沿着大陆的西岸流向低纬区，最后汇入信风流。表层海水受信风的作用而离岸外流，使下层海水向海面上升。由于丰富的营养盐被上升流输向表层，使浮游生物大量繁殖，也能形成好渔场。(2)大洋西部暖流区。当西部环流到达大洋西北部时，将与南下的73(4)副热带高压区。由于地转偏向力的作用，周围表层海水向这里堆积，辐聚下沉，形成所谓的亚热带辐聚带。由于海水下沉，海区内溶解氧含量较高，但营养物质含量较低，海水贫瘠，浮游生物很少，使表面海水中悬浮物质极少。特别在低纬区一侧，海水具有最大的透明度和最高的水色。(5)极地区。在极地高压所形成的极地东南风的作用下，沿南极大陆周围，形成西风环流，范围很小，强度不大。它与西风漂流的交界处，由于地转偏向力的作用，形成辐散带，深层水在此上升。在靠近南极大陆一侧，同样由于地转偏向力的作用，产生辐聚下沉，这种下沉作用，由于表层水的冷却和冬季大量的结冰而大大加强。

(4)副热带高压区。由于地转偏向力的作用，周围表层海水向这里74第二节海洋自然资源的开发

第二节海洋自然资源的开发75

目前，国内外为对海洋资源的认识存在广义与狭义之分：狭义海洋资源是指在海水中生存的生物，溶解于海水中的化学元素和淡水，海水中所蕴藏的能量以及海底的矿产资源。这些都是与海水水体本身有着直接关系的物质和能量。而广义海洋资源，除了指上述的物质与能量外，还包括港湾、航线、水产养殖空间、海洋上空的风、海底地热、海洋景观、海洋空间以及海洋的纳污能力等。本节介绍的海洋资源包括：海洋生物资源、海洋矿物资源、海洋水及海水化学资源、海洋能资源、海洋空间资源五个方面。目前，国内外为对海洋资源的认识存在广义与狭76一、海洋生物资源与人类渔业开发海洋生物资源分类和储量世界渔场的分布与海洋渔业开发海洋渔业中的过量捕捞问题海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景一、海洋生物资源与人类渔业开发海洋生物资源分类和储量77(一)海洋生物资源分类和储量1．海洋生物资源的分类

海洋中的牛物多种多样，丰富多彩。已发现的生物有30多个门类、20多万种。陆地上有的门类，海洋中都有，而海洋生物中却有不少陆地上所没有的门类。按海洋生物的系统分类，海洋生物资源可分为海洋植物资源和海洋动物资源；按海洋生物的习性，一般可分为海洋底栖生物、海洋游泳生物和海洋浮游生物；按资源利用的类型分为水产资源、观赏资源、工业资源、药用资源和生物遗传基因资源；按海洋资源分布的海域可分为滩涂生物资源、近海生物资源和远洋生物资源；按海洋生物资源的相对丰度可分为普通海洋生物资源、特种海洋生物资源和稀有海洋生物资源等。۞

(一)海洋生物资源分类和储量1．海洋生物资源的分类782、海洋生物资源的储量与开发潜力

海洋中的生物资源储量是非常大的。据估计，全球海洋初级生产力每年达1350x108t的有机碳，海洋生物的蕴藏量约342x108t，其中浮游动物215x108t，底栖动物100x108t，海洋植物17x108t。这样仅海洋动物就有325x108t，而陆地上的动物还不足100x108t。与此相反，人类目前每年从海洋中获取的水产品仅占人类食物总量的1％。据专家估计，海洋浮游植物每年约能生产230x108t的有机碳，在不破坏资源的情况下，海洋每年能向人类提供30x108t水产品。到目前为止，海洋生物资源被开发的仅是极少部分，科学家以有机碳计算的目前开发水平仅达到海洋初级生产力的0.03％。仅以海水鱼为例，捕捞的鱼类仅仅200种，产量超过1000万吨的仅8种。这表明海洋生物资源储量丰富，开发海洋生物资源的潜力难以估量。۞2、海洋生物资源的储量与开发潜力79(二)世界渔场的分布与海洋渔业开发

世界渔场根据大洋水系可划分为太平洋渔场、印度洋渔场和大西洋渔场。太平洋鱼类资源非常丰富，是世界各大洋中渔获量最高的海域。太平洋的渔获量可占世界总渔获量的一半左右。这里有最著名的秘鲁渔场，盛产秘鲁鲤鱼。此外，还有干岛群岛至日本海的北太平洋西部渔场，以及中国的舟山渔场等。北太平洋西部渔场主要有鲑鱼、狭鳕、太平洋鲱鱼、远东的沙丁鱼、秋刀鱼等。大西洋的渔业资源也很丰富，主要渔场有挪威沿岸到北海的大西洋东部渔场和纽芬兰渔场等。此外，还有西北非洲和西南非洲渔场等。大西洋的渔业产量在世界各海区中居第二位。印度洋的渔业主要集中在西部，东部产量不高。印度洋的底层鲆类和中上层鱼类资源尚有进一步开发的潜力。印度洋西部塞舌尔群岛，是广阔的拖网渔场。(二)世界渔场的分布与海洋渔业开发80(三)海洋渔业中的过量捕捞问题

人类海洋渔业的历史几乎与人类的文明史一样悠久。但是在工业文明出现以后，渔业技术的进步与由于人口增加而增加的对渔业产品的需求使部分经济鱼类的捕捞量大大超过了该类群体的自然生长量，渔产品的数量和质量下降，许多近海渔场的资源趋向枯竭，各同对大洋(公海)渔业资源的争夺加剧，海洋生物资源的多样性受到了严重的威胁。1997年世界渔业捕捞量达到1.21×

108t的最高记录。但在世界15个最主要的渔区中，有11个渔区的捕捞量下降。下表显示了世界主要渔场的渔获量状况(三)海洋渔业中的过量捕捞问题人类海洋渔81(四)海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景

海洋渔业自20世纪下半叶以来发展非常迅速，而其中海洋水产养殖发展最快。海水养殖与增殖业已经成为海洋渔业中的重要组成部分，也是水产品来源的最可靠和迅速的方式。几乎所有国家，包括小岛国和许多尚有海洋渔业资源未加利用的国家以及内陆或野生鱼类资源有限的国家都越来越重视海洋水产养殖的发展。海洋水产养殖是目前增长速度最快的蛋白质来源之一。平均每年增长10％。据FAO统计，从1984年至1996年，水产养殖的产量从700x104t：(价值100亿美元)增加到0.23x108

t(价值360亿美元)，增长了两倍多。1984年养鱼场养殖的鱼仅占总消费量的8％，而目前已达到20％。

(四)海洋水产增养殖与海洋渔业开发前景海82二、海洋矿物资源的开发(一)海洋矿物资源的种类与储量

在地球上发现的百余种元素中，有80多种存在与海洋中。其中能直接开发利用的有60多种。近岸带，是人类向海洋索取矿物资源最早的地方，这里广泛分布着滨海砂是重要的建筑材料，其中也蕴含有丰富的贵重金属和稀有金属矿物。滨常见的矿物有金、铂、锡石、黑钨矿、铌钽铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石、磁铁矿、锆石、红宝石、金刚石等。目前世界已探明的有工业价值的滨海矿有20多种。其中有些矿产品种在矿产储量表中占有重要地位。因此砂矿是未来增加矿产储量的最大潜在资源之一。۞二、海洋矿物资源的开发(一)海洋矿物资源的种类与储量83

（二）世界海底油气资源的分布与开发

石油是一种重要的矿产资源，被称为“工业的血液”。据估计，全世界石油有限储量约10x108t，可采储量3000x108t，其中海上可采储量约1350x108t

前已探明的海上石油储量为400x108t，天然气为30x104m3。全世界100多个国家和地区从事海上石油开发，至今已发现数百个海底油气田，产石油超过9x108t，占世界石油产量的1/3。海洋天然气产量达4420多亿立方米。从地区分布上看，世界海上油气资源储量主要集中在波斯湾、北海、几内亚湾、马拉开波湖、墨西哥湾、加利福尼亚沿岸海域等几个地区。这些地区的油气资源总储量占全部海上探明储量的80％。未探明的油气区主要集中在北极地区、南极地区、非洲、南美洲和澳大利亚周围海域。

84

（一）海洋能资源的种类及其开发潜力

海洋能是指海洋的自然能量(动能、势能和热能)，包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐度差能等。据科学家研究，海洋中潮汐能的理论储量约为30x108kW，如全部用于发电，其年发电量为1.2x108kW·h，相当于目前7个葛洲坝水电站的电力。对波浪能估算更高，全球海洋的波浪能总计可达700x108kW，其中可供开发利用的约20x108-30x108kW，每年可发电90万亿kW·h。海洋中沿一定方向运动的海流，也蕴藏有极为丰富的能量，估计大洋海流动能储量超过50x108kW，其中可利用的约为108kW。除此之外，占地球表面71％的海水，吸收并储存了约3/4的地球表面太阳辐射能。如果能使海水温度降低，这部分能量就可释放出来，粗略估算可达500x108kW．其中可利用的温差能约20x108kW。三、海洋能资源开发（一）海洋能资源的种类及其开发潜力三、海洋能资源开发85(二)海洋潮汐能开发

潮汐能是人类最早开发利用的海洋能资源。它是蕴藏在涨落的潮水中的海洋动能，潮差越大，其蕴藏的能量越高。我们知道，潮汐是海水在月亮和太阳等天体的引力作用下发生的周期性涨落。通常情况下，大洋中的潮差仅为50cm，最大也只有90cm。但海洋中的潮差常因地形因素(如变浅变窄、海底摩擦等)以及海水同河水拥挤交汇等原因而大大加强，最大者可达18—19m左右，出现在北美的芬地湾。我国的钱塘大潮在澉浦附近最大潮差达8.9m。尽管潮汐现象是普遍存在的，但在目前的技术条件下，只有潮差超过3m的地方才具有开发意义。全世界潮差超过3m的地方约有23处，主要分布在浅海港湾与河口处。由于潮汐能集中分布于近岸地带，较之其他海洋能资源更便于开发利用。

۞

(二)海洋潮汐能开发潮汐能是人类最早开86(三)海洋波能开发

目前世界上有许多国家，包括口本、英国、美国、加拿大、芬兰、法国、德国、挪威、中国等都在研究波能发电，并提出了300多种不同的发电方案。1978年日本海洋科技中心建成了一艘海浪发电船“海明号”，1988年又建成发电功率为30kW的固定式波浪发电站。1985年，挪威建成世界上装机容量最大的波能发电站年发电量1200x104kW.h，它的发电成本每度仅为4—5美分，低于海岛上用柴油发电的成本。目前，这种波能发电技术已进入国际市场，印尼、美国、葡萄牙等国都同挪威签订了建造波能发电站合同。۞(三)海洋波能开发目前世界上有许多国家，包括87四、海洋水及其化学资源开发海洋水资源及其开发海水中的化学资源开发四、海洋水及其化学资源开发海洋水资源及其开发88(一)海洋水资源及其开发1．水的直接利用

海水直接利用是指用海水代替淡水作工业用水(主要包括冷却、水淬、洗涤、净化、除尘)、农业用水(主要包括海水养殖和海水灌溉)、商业和城市生活用水(主要包括冲厕、洗刷、消防、浴池、游泳等)，缓解沿海地区淡水资源的短缺矛盾。目前，工业用水主要是冷却用水，其利用的社会效益和经济效益已为人们所普遍队同。许多沿海国家工业用水中的40％—50％是海水，而且其规模和用途还在不断扩大。(一)海洋水资源及其开发1．水的直接利用892．海水的淡化利用

海水淡化是20世纪50年代后期)才迅速发展起来的，现在已成为具有相当规模的重要工业部门。

全世界已建成的大型海水淡化厂主要有三种类型：第一类是在沿海干旱地区建厂，如中东目前干旱缺水的科威特、沙特阿拉伯等，那里的降雨量极少、沿岸有大面积的海域，他们利用当地廉价的石油燃料蒸馏海水，以解决缺水问题；第二类是在淡水供应困难的岛屿和矿区建厂，如美国佛罗里达州南部海面上的基韦斯特，北距大陆200km，即使通过管道输水，水费也很高昂，故采用淡化的方法就地解决；第三类是在沿海城市建厂，那里人口聚集、工厂集中，耗水量大，如美国加利福尼亚的圣迭戈。۞2．海水的淡化利用90(二)海水中的化学资源开发

海水是个聚宝盆，海洋水中含有80多种元素，各类溶解盐约48000x1012t，其中仅氯化钠就有40000x1012t，镁1800x1012t，溴95x1012t，钾500x1012t，碘930x108t，铀45x108t，还含有200x104t的重水。按单位体积计，在每立方千米的海水中，约有0.27x108t氯化钠，320x104t的氯化镁，220x104t的碳酸镁和120x104t的硫酸镁。如果能把海洋中的全部矿物提炼出来，可以装满从地球摆到太阳那么长的一列火车。但是，目前人类对海洋化学资源的开发仅限于少数盐类和化合物，且开发数量亦是极其有限的。食盐是人类最先从海水中提炼的化学物质。现在凡拥有海岸的国家几乎都能生产海盐。中国最多。(二)海水中的化学资源开发海水是个聚宝盆，91五、海洋空间资源的开发与海洋运输业海洋空间资源利用方式世界海运业发展现状五、海洋空间资源的开发与海洋运输业海洋空间资源利用方式92(一)海洋空间资源利用方式

现代海洋空间开发是指为了发展生产和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸带的空间用作交通、生产、储藏、军事和娱乐场所的海洋开发活动。海洋空间利用的有利条件是地价便宜，无需搬迁人口，这在地价昂贵的发达国家或发展中国家的发达地区尤为重要。海底隐蔽性好，可用于建造军事基地；海水中温度比较稳定，适合于建造海底食品仓库，还可以储藏危险品等。因此海洋空间开发具有广阔前景。现就海洋空间开发的主要领域做具体阐述：(一)海洋空间资源利用方式现代海洋空间开发931．海洋运输空间开发海洋运输空间开发的传统领域是建造海港和开凿沟通海洋运输的运河。目前全世界已有海港3000多个。最著名的两条人工运河，一是在苏伊士地峡开凿的苏伊士运河，另一条是南北美洲之间开凿的巴拿马运河。20世纪后半叶，海洋航运空间开发开始向多功能、立体化方向发展。1．海洋运输空间开发942．海洋生活与生产空间开发

20世纪后半叶，海洋空间开发开始走向多功能、综合化开发方式。海上空间的开发不再仅限于航运空间的开发，而是加强了生产或生活空间的综合开发，世界上还有许多国家的沿海城市通过填海造城的方式，来扩大城区范围。利用海上空间进行海洋资源开发，从事海上生产性活动，在近年来也得到了充分的发展。在海上进行娱乐性开发活动更是不胜枚举。从海滨游览胜地开发到海洋公园以及海底观光旅游开发等，充分利用了海洋对人类的综合性服务功能。2．海洋生活与生产空间开发953．储藏和倾废空间开发

海洋储藏基地是指在海中储藏石油、矿石、粮食、核燃料等物资的设施。海洋不仅提供了浩大的空间资源，同时还有很大的环境自净能力。海洋倾废就是利用海洋所具有的这两方面特点，来处理各种垃圾。美国是最早利用海洋来处理垃圾的国家。目前，世界很多国家采用了海洋倾废，倾倒的废物已从疏浚物、下水道污泥发展到各种工业垃圾、城市生活垃圾、核废料等，在不少海区已造成了不同程度的海洋污染。此问题已引起国际社会的普遍关注。目前，联合国有关国际组织以及一些国家正在制定有关海洋倾废的立法，并加强了管理措施。3．储藏和倾废空间开发96(二)世界海运业发展现状

海洋运输是海