1. 形成海洋能源
海洋資源類型
海洋中有豐富的資源,。在當(dāng)今全球糧食、資源,、能源供應(yīng)緊張與人口迅速增長的矛盾日益突出的情況下,,開發(fā)利用海洋中豐富的資源,已是歷史發(fā)展的必然趨勢,。目前,人類開發(fā)利用的海洋資源,,主要有海洋化學(xué)資源,、海洋生物資源、海底礦產(chǎn)資源和海洋能源四類,。
海水可以直接作為工業(yè)冷卻水源,,也是取之不盡的淡化水源。發(fā)展海水淡化技術(shù),,向海洋要淡水,,是解決世界淡水不足問題的重要途徑之一。
海水中已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有80多種,。目前,,海洋化學(xué)資源開發(fā)達(dá)到工業(yè)規(guī)模的有食鹽、鎂,、溴,、淡水等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,豐富的海洋化學(xué)資源,,將廣泛地造福于人類。
海洋中有20多萬種生物,,其中動(dòng)物18萬種,,包括16000多種魚類。在遠(yuǎn)古時(shí)代,,人類就已開始捕撈和采集海產(chǎn)品?,F(xiàn)在,人類的海洋捕撈活動(dòng)已從近海擴(kuò)展到世界各個(gè)海域,。漁具,、漁船、探魚技術(shù)的改進(jìn),,大大提高了人類的海洋捕撈能力,。海洋中由魚、蝦,、貝,、藻等組成的海洋生物資源,,除了直接捕撈供食用和藥用外,通過養(yǎng)殖,、增殖等途徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用,。
在大陸架淺海海底,埋藏著豐富的石油,、天然氣以及煤,、硫、磷等礦產(chǎn)資源,。在近岸帶的濱海砂礦中,,富集著砂、貝殼等建筑材料和金屬礦產(chǎn),。在多數(shù)海盆中,,廣泛分布著深海錳結(jié)核,它們是未來可利用的潛力最大的金屬礦產(chǎn)資源(圖3.14《深海錳結(jié)核》),。
海水運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)藏著巨大的能量,,它們屬于可再生能源,而且沒有污染,。但是,,這些能量密度很小,要開發(fā)利用它們,,必須采用特殊的能量轉(zhuǎn)換裝置?,F(xiàn)在,具有商業(yè)開發(fā)價(jià)值的是潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電,,但是工程投資較大,,效益也不高。
海洋漁業(yè)生產(chǎn)
海洋漁業(yè)資源主要集中在沿海大陸架海域,,也就是從海岸延伸到水下大約200米深的大陸海底部分,。這里陽光集中,生物光合作用強(qiáng),,入海河流帶來豐富的營養(yǎng)鹽類,,因而浮游生物繁盛(圖3.15《大陸架剖面示意》)。這些浮游生物是魚類的餌料,,它們在海洋中分布很不均勻,,一般在溫帶海區(qū)比較多。
溫帶地區(qū)季節(jié)變化顯著,,冬季表層海水和底部海水發(fā)生交換時(shí),,上泛的底部海水含有豐富的營養(yǎng)鹽類,這些營養(yǎng)鹽類來自海洋中腐爛的生物遺體。暖流和寒流交匯處或有冷海水上泛的地方,,餌料比較豐富,。這些地方通常是漁場所在地(圖3.16《世界主要漁業(yè)地區(qū)的分布》)。因此,,盡管大陸架水域只占海洋總面積的7.5%,,漁獲量卻占世界海洋總漁獲量的90%以上。
世界主要漁業(yè)國都分布在溫帶地區(qū),,這些溫帶國家魚產(chǎn)品消費(fèi)量高,,市場需求大。中國和日本是世界海洋漁獲量較多的國家,。中國在充分利用近海漁場(圖3.17《舟山漁場的沈家門漁港》)和淺海灘涂大力發(fā)展海洋捕撈和海水增養(yǎng)殖業(yè)的同時(shí),,遠(yuǎn)洋捕撈也獲得了較大的發(fā)展。日本可耕地有限,,人口密度高,因此海洋水產(chǎn)品在食品結(jié)構(gòu)中比重較大,。
海洋油,、氣開發(fā)
海底油氣的開發(fā),開始于20世紀(jì)初,。它的發(fā)展經(jīng)歷了從近海到遠(yuǎn)海,、從淺海到深海的過程。受技術(shù)條件的限制,,最初只能開采從海岸直接向淺海延伸的油氣礦藏,。80年代以來,在能源危機(jī)和技術(shù)進(jìn)步的刺激下,,近海石油勘探與開發(fā)飛速發(fā)展,,海洋石油開發(fā)迅速向大陸架挺進(jìn),逐漸形成了嶄新的近海石油工業(yè)部門,。
地質(zhì)學(xué)家和地球物理學(xué)家通常利用地震波方法來尋找海底油氣礦藏,,然后通過海上鉆井來估計(jì)礦藏類型與分布,分析是否具有商業(yè)開發(fā)價(jià)值,。
海上鉆井平臺(圖3.18《海上鉆井平臺》)是實(shí)施海底油氣勘探和開采的工作基地,,它標(biāo)志著海底油氣開發(fā)技術(shù)的水平。工作人員和物資在平臺和陸地間的運(yùn)輸一般通過直升機(jī)完成,。油氣田離煉油廠一般都較遠(yuǎn),,油氣要經(jīng)過裝油站通過船舶運(yùn)到目的地,或直接由海底管道輸送至海岸,。
海底石油和天然氣的勘探,、開采是一項(xiàng)高投資、高技術(shù)難度、高風(fēng)險(xiǎn)的工程,,國際合作和工程招標(biāo)是可行方式之一,。
海洋空間利用
世界人口迅速增長,使陸地空間顯得越來越擁擠,,海洋空間的開發(fā)利用問題越來越令人關(guān)注,。海洋可利用空間包括海上、海中,、海底三個(gè)部分,,隨著人類逐步向海洋挺進(jìn),海洋將成為人類活動(dòng)的廣闊空間(圖3.19未來海洋空間利用示意),。
海洋環(huán)境不同于陸地,,它的環(huán)境和生態(tài)條件有其復(fù)雜性和特殊性。人類活動(dòng)在近海和海洋表面,,要抗御多變的海洋氣象狀況和海水的運(yùn)動(dòng),;深海活動(dòng)要能適應(yīng)黑暗,、高壓,、低溫、缺氧的環(huán)境,;海水的腐蝕性強(qiáng),,海冰的破壞性大,對工程設(shè)備材料和結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的要求,。因此,,海洋空間資源開發(fā)對科學(xué)技術(shù)和資金投入的依賴性大、技術(shù)難度高,、風(fēng)險(xiǎn)大,。
海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸,擴(kuò)大到生產(chǎn),、通信,、電力輸送、儲藏,、文化娛樂等諸多領(lǐng)域,。交通運(yùn)輸方面包括海港碼頭、海上船舶,、航海運(yùn)河,、海底隧道、海上橋梁,、海上機(jī)場,、海底管道等,。生產(chǎn)空間有海上電站、工業(yè)人工島,、海上石油城,、圍海造地、海洋牧場等,。通信和電力輸送空間主要是海底電纜,。儲藏空間方面,有海底貨場,、海底倉庫,、海上油庫、海洋廢物處理場等,。文化娛樂設(shè)施空間包括海洋公園,、海濱浴場和海上運(yùn)動(dòng)區(qū)等。
海洋運(yùn)輸和港口建設(shè)
海洋曾經(jīng)是人類從事交通運(yùn)輸?shù)奶烊黄琳?。長期以來,,人類一直在努力將海洋屏障變?yōu)楹I咸雇尽W畛?,人們利用人力,、風(fēng)力或洋流作為動(dòng)力,駕駛木船在近?;顒?dòng)。隨著歐洲人到達(dá)美洲大陸,,世界海洋航運(yùn)由近海轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)洋,。之后,世界大洋重要的航道陸續(xù)開辟,。20世紀(jì)初,,開辟了通往南極和北極的航道,巴拿馬運(yùn)河和蘇伊士運(yùn)河相繼開通?,F(xiàn)在,,人類已經(jīng)能夠?qū)⒋榜側(cè)耸澜缛魏魏S颍▓D3.20世界主要海運(yùn)路線)。
20世紀(jì)60年代,,世界石油生產(chǎn)和運(yùn)輸增長,,大型油輪得到發(fā)展。集裝箱船的興起,,帶來了海洋貨物運(yùn)輸?shù)母锩?。今天,穿梭在遼闊海洋上的是百萬噸級的大型集裝箱貨輪和巨型油輪,。這些船舶不僅擁有無線電導(dǎo)航和全球定位技術(shù)等現(xiàn)代化儀器設(shè)備,,還可以選擇最佳航線服務(wù),以節(jié)省能源和航時(shí),減少危險(xiǎn),。
沿海港口是海洋運(yùn)輸船舶停泊,、中轉(zhuǎn)和裝卸貨物的場所,也是人們開發(fā)利用海洋空間的主要場所,。港口一般有一個(gè)服務(wù)區(qū)域,,即腹地,該區(qū)域的商品和貨物通過這個(gè)港口向外擴(kuò)散,。為了完成運(yùn)輸任務(wù),,港口要有配套的設(shè)施,如碼頭,、裝卸設(shè)備等,,還要有高效率的運(yùn)作服務(wù)。在港口發(fā)展過程中,,受內(nèi)外因素的影響,,港口的規(guī)模、服務(wù)功能和范圍可能有所變化,。例如,,某些國家的政府為吸引船舶來本國港口中轉(zhuǎn),對港口實(shí)行特殊政策,,將港口辟為自由貿(mào)易區(qū),、自由港等,不需或很少繳納費(fèi)用,。
荷蘭的鹿特丹很早就是世界貿(mào)易的中心,。之后,鹿特丹港又通過開鑿連通北海的運(yùn)河,,改善水運(yùn)條件而持續(xù)發(fā)展,。鹿特丹利用中轉(zhuǎn)散裝貨物的機(jī)能,發(fā)展了農(nóng),、礦產(chǎn)品加工業(yè)和造船工業(yè)(圖3.21鹿特丹港口的土地利用),。中繼貿(mào)易也帶動(dòng)了腹地近代工業(yè)的迅速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以后,,西歐各國經(jīng)濟(jì)復(fù)興,,鹿特丹成為歐洲聯(lián)盟的大門,港灣和航空設(shè)施得到完善,,港口的中轉(zhuǎn)機(jī)能更加突出?,F(xiàn)在,鹿特丹是世界最大的港口之一,,腹地覆蓋了歐盟的半數(shù)國家,。
圍海造陸
沿海地區(qū)人地矛盾激化,,使人們將眼光投向大海。荷蘭人從13世紀(jì)就開始圍海造陸,,目前,,荷蘭有1/5的國土是從海中圍起來的。圍海造陸是緩解人多地少矛盾的重要途徑,,但是它需要經(jīng)過充分的科學(xué)論證,,特別是做好以水利工程為中心的配套建設(shè)。
在近岸淺海水域用砂石,、泥土和廢料建造陸地,,通過海堤、棧橋或者海底隧道與海岸連接,,這種新建陸地稱為人工島,。世界上一些沿海發(fā)達(dá)國家如日本、美國,、法國,、荷蘭等都已建造了人工島。其中以海上城市(圖3.22日本神戶人工島)的規(guī)模最大,、功能最齊全,。興建海上城市,工程和費(fèi)用巨大,,需要以強(qiáng)大的國力作基礎(chǔ),。
澳門人多地少,有限的土地不足以滿足發(fā)展居住,、綠化,、交通、工業(yè),、商業(yè)等的建設(shè)需要,。澳門沿岸有許多淤積成的淺灘,,有的在落潮時(shí)能露出水面,,澳門人將它們視為良好的后備土地資源。100多年來,,澳門人利用填海造陸的辦法使土地面積擴(kuò)大了1倍(表3.2澳門歷年土地面積的變化和圖3.23澳門歷年填海范圍),。
海洋環(huán)境保護(hù)
海洋環(huán)境問題包括兩個(gè)方面:一是海洋污染,即污染物進(jìn)入海洋,,超過海洋的自凈能力,;二是海洋生態(tài)破壞,即在各種人為因素和自然因素的影響下,,海洋生態(tài)環(huán)境遭到破壞,。
(一)海洋污染
海洋污染物絕大部分于陸地上的生產(chǎn)過程,。海岸活動(dòng),例如傾倒廢物和港口工程建設(shè)等,,也向沿岸海域排入污染物,。污染物進(jìn)入海洋,污染海洋環(huán)境,,危害海洋生物,,甚至危及人類的健康。
工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢棄物是海洋污染物的主要來源,,它們集中在大型港口和工業(yè)城市附近,。1953-1970年,日本九州島水俁灣發(fā)生的汞污染事件,,就是因?yàn)楣S在生產(chǎn)有機(jī)產(chǎn)品過程中,,排出含汞廢物。這些有害物質(zhì)流入海洋后,,逐漸在魚和貝類體內(nèi)富集,。最后導(dǎo)致100多人嚴(yán)重中毒,并先后死亡,。
核電站和工廠排出的冷卻水,,水溫較高,流入河口或海中時(shí),,往往給海洋生物帶來影響,。施入農(nóng)田的殺蟲劑隨雨水流進(jìn)河流,或者隨土壤顆粒在河口附近淤積,,最終進(jìn)入海洋,。偶發(fā)性的海上石油平臺和油輪事故,引起石油滲漏和溢出,,造成海洋污染,。
(二)海洋生態(tài)破壞
除海洋污染外,人類的生產(chǎn)活動(dòng),,例如工程建設(shè)和漁業(yè)生(圍墾和濫捕等),,以及自然環(huán)境的變化,例如全球變暖和海平面上升,,都會使海洋生態(tài)環(huán)境遭到破壞和改變,。人類對某些海洋生物的過度捕撈,導(dǎo)致海洋生物資源數(shù)量減少,,質(zhì)量降低,,也使部分物種瀕臨滅絕。有些海岸工程建設(shè)和圍海造田缺乏科學(xué)論證,,破壞了海岸環(huán)境和海岸帶生態(tài)系統(tǒng),。目前,,海洋開發(fā)活動(dòng)還缺乏綜合的、長遠(yuǎn)的規(guī)劃,、綜合效益比較差,。
石油污染和監(jiān)測防治
沿海工業(yè)生產(chǎn)和海運(yùn)航線上的船舶,是石油污染的主要來源,。因此,,石油污染區(qū)域集中于沿海水域和海上航道沿線。由意外事故造成的石油泄漏,,因?yàn)槲廴聚E象明顯,,污染物集中,危害嚴(yán)重,,因而倍受公眾的關(guān)注,,也是目前治理污染的重點(diǎn)。
為減少意外事故的發(fā)生,,很多國家在試驗(yàn)新的原油裝載方法,。有些國家配備了除污船,用來清除港口水面垃圾和污油,。
海洋權(quán)益和《聯(lián)合國海洋法公約》
20世紀(jì)60年代以來,,出現(xiàn)了世界性的開發(fā)海洋熱潮。海洋科學(xué)和技術(shù)迅猛發(fā)展,,成為當(dāng)代新技術(shù)革命的重要領(lǐng)域之一,。為適應(yīng)國際海洋開發(fā)、保護(hù)和管理的新形勢,,國際社會經(jīng)過20多年的努力,,通過了《聯(lián)合國海洋法公約》,并于1994年11月16日正式生效,。海洋法公約的誕生,,使國際海洋法律制度發(fā)生了重大變革。例如,,長期爭執(zhí)不休的領(lǐng)海寬度問題得到了解決,;國際海底及其資源確立為人類的共同繼承財(cái)產(chǎn)。
根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》,,全球144個(gè)沿海國家除擁有12海里領(lǐng)海權(quán)外,,其管轄海域面積可外延到200海里,,作為該國的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū),,享有勘探、開發(fā),、利用,、保護(hù),、管理海床上覆水域及底土自然資源的主權(quán)。我國管轄海域面積為473萬平方千米,,約相當(dāng)于我國陸地面積的二分之一,,因此,加強(qiáng)海洋綜合管理顯得日益重要,。
《聯(lián)合國海洋法公約》的誕生,,為建立國際法律新秩序邁出了重要一步。但是,,因?yàn)椤堵?lián)合國海洋法公約》要兼顧各個(gè)國家的利益和要求,,還有許多不完善和不明確之處。因此,,在實(shí)施過程中,,必然會產(chǎn)生一些新的矛盾和問題。例如,,在封閉和半封閉的海域,,周邊國家主張的200海里專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)就有可能存在著重疊,還有一些島嶼主權(quán)爭議和漁業(yè)資源分配等問題,,這些都有可能成為相鄰國家關(guān)系緊張,,甚至引發(fā)國際沖突的新的因素。因此,,相鄰國家間管轄海域劃界和海洋權(quán)益,,要求有關(guān)國家本著友好協(xié)商的精神,予以公平合理的解決,。
2. 形成海洋能源的是什么
海洋中蘊(yùn)藏著一筆巨大的寶藏,,這筆寶藏包括四個(gè)方面:生物資源、礦產(chǎn)資源,、化學(xué)資源和動(dòng)力資源,。
3. 形成海洋能源差的是
海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能,、鹽度差能和海流能,。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能,。
人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律,,編制出各地逐日逐時(shí)的潮汐與潮流預(yù)報(bào),預(yù)測未來各個(gè)時(shí)間的潮汐大小與潮流強(qiáng)弱,。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報(bào)表安排發(fā)電運(yùn)行,。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。
4. 形成海洋能源溫差的源頭是
來源于太陽能,。海洋溫差的源頭是太陽能,。海洋溫差能也叫海洋熱能,,海洋中上層水內(nèi)溫的差異蘊(yùn)藏著一定容的能量,被稱為海水溫差能,。到達(dá)水面的太陽輻射能大約有60%透射到1米的水深處,。有18%能夠到達(dá)海面以下10米深度,少量的太陽輻射能甚至透射到水下100米以下的深海,。
5. 形成海洋能源頭的是
地球-月亮-太陽系統(tǒng)的吸引力和熱能,。
潮汐能是由潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的能源,它與天體引力有關(guān),,地球﹣月亮﹣太陽系統(tǒng)的吸引カ和熱能是形成潮汐能的來源,。因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降,,因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量稱為潮汐能,,這種能量是永恒的、無污染的能量,。
潮汐能是由日,、月引潮力的作用,使地球的巖石圈,、水圈和大氣圈中分別產(chǎn)生的周期性的運(yùn)動(dòng)和變化的總稱,。固體地球在日、月引潮力作用下引起的彈性一塑性形變,,稱固體潮汐能,。
6. 形成海洋能源的原因
海洋能源有潮汐能、波浪能,、海流能(潮流能),、海水溫差能和海水鹽差能等等。
海洋能源通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源,主要為潮汐能,、波浪能,、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能,。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能,、海洋表面的太陽能以及海洋生物質(zhì)能等。按儲存形式又可分為機(jī)械能,、熱能和化學(xué)能,。其中,潮汐能,、海流能和波浪能為機(jī)械能,海水溫差能為熱能,海水鹽差能為化學(xué)能,。海洋能是一種具有巨大能量的可再生能源,而且清潔無污染,但地域性強(qiáng),能量密度低。
7. 形成海洋能源溫差的是
太陽能
形成海洋溫差能的源頭是太陽能,,即蘊(yùn)藏在海洋中的太陽輻射能,在各種海洋能之中,,海洋溫差能屬于海洋熱能,,具有儲量巨大以及隨時(shí)間變化相對穩(wěn)定的特點(diǎn)。
形成海洋溫差能的源頭是太陽能,,由于它是以熱能形態(tài)出現(xiàn)的,,所以又被稱為海洋熱能。1881年法國物理學(xué)家發(fā)表論文《太陽海洋能》提出對海洋吸收并儲存的太陽能,,可以利用其表層與深層間的溫差來推動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)轉(zhuǎn),。這大概是人類首次提出對海洋溫差能加以利用的大膽設(shè)想。
8. 形成海洋能源的條件
海洋溫差能形成原因是太陽能,。海洋溫差能也叫海洋熱能,,海洋中上層水溫的差異蘊(yùn)藏著一定的能量,被稱為海水溫差能,。到達(dá)水面的太陽輻射能大約有60%透射到1米的水深處,。有18%能夠到達(dá)海面以下10米深度,少量的太陽輻射能甚至透射到水下100米以下的深度,。海水溫度隨水深而變化,,一般深海區(qū)大約可以分為三層,第一層是海面到深度約60米左右的地方,,稱作表層,,該層海水一方面吸收著太陽的輻射能,一方面受到風(fēng)浪的影響,,使海水互相混合,,這一層海水溫度變化比較小。水溫大約在26到27攝氏度,,第二層從水深60米至130米,,海水溫度隨著深度加深急劇遞減,溫度變化比較大成為變溫層,。第三層深度在300米以上,,這層海水由于受到從極地流來的冷水的影響,溫度降低到4攝氏度左右,。表層海水和深層海水之間存在著20攝氏度以上的溫差,,是巨大的能量來源。