第一節(jié) 海洋資源環(huán)境概述

人類社會扎根陸地，但與面積占地球表面積約71%的海洋從未斷開關(guān)系。自古以來，人們對海洋的利用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，人們從海洋中獲得生產(chǎn)生活所需的各類資源；第二，海洋作為一種客觀存在的交流通道，將國際社會連接在一起，便利了國際貿(mào)易與文化交流。無論是作為地球資源的儲藏庫，還是作為人類社會環(huán)球交通的載體，海洋都能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，推動社會發(fā)展。

一 海洋資源的概念及其分類

隨著海洋資源開發(fā)的不斷深化，人們對海洋資源的定義也愈加完善。就概念來說，海洋資源有狹義和廣義之分。狹義上講，海洋資源是指傳統(tǒng)的海洋生物資源、海水中的化學(xué)資源和淡水資源、海洋所蘊(yùn)藏的能量資源、海底礦產(chǎn)資源等與海水水體有直接關(guān)系的海洋物質(zhì)與能量。廣義上講，海洋資源除了包含上述的海洋物質(zhì)與能量外，還包括水體周圍可被人們開發(fā)利用的環(huán)境，如濱海濕地、港灣、海洋運(yùn)輸航線、海洋旅游景觀和海洋空間等。綜上所述，本文將海洋資源定義為：在海洋內(nèi)外地質(zhì)營力作用下形成的，分布在海洋地理區(qū)域內(nèi)的，可供人們開發(fā)利用并且能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物質(zhì)、能量和空間等。

遼闊的海域集合了形形色色的資源，且這些海洋資源呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。根據(jù)海洋資源的定義，具體可將其劃分為海洋物質(zhì)資源、海洋能量資源、海洋空間資源三大類，并且可根據(jù)其自然本質(zhì)屬性將每一大類做進(jìn)一步細(xì)分（見表1-1）。

二 全球主要海洋資源概述

人類對自然資源的認(rèn)識和開發(fā)經(jīng)歷了單一地上—地上地下兼顧—單一陸地—陸海兼顧的發(fā)展過程。與陸地資源開發(fā)利用相比，海洋資源開發(fā)利用的歷史相對較短、程度較低、潛力較大，因此海洋資源有望成為未來研究的重點(diǎn)和人類社會可持續(xù)發(fā)展的依賴。從全球范圍來看，占地球水體97%的海洋中蘊(yùn)藏的資源較陸地的資源豐富得多，海洋可謂是資源的“聚寶盆”。

1．海洋物質(zhì)資源

全球范圍內(nèi)對海水及其化學(xué)資源、礦產(chǎn)資源、生物資源的開發(fā)和利用技術(shù)是較為成熟的。在人類目前已知的100多種元素中，海水所囊括的就高達(dá)90多種，每立方千米的海水中所包含的化學(xué)物質(zhì)約有3570噸。因此，從某種意義上來說，海水不僅是水，而且是一種可開發(fā)的液體資源。人們既可以直接利用海水，也能夠從海水中提取各類鹽或化學(xué)元素。

目前，海水主要被直接用于工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)運(yùn)營，部分也被用于農(nóng)業(yè)及生活領(lǐng)域（見表1-2）。提高海水資源的利用效率能夠有效緩解生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的淡水供給壓力。同時(shí)，隨著海水淡化工藝的逐漸成熟，海水淡化已成為人們應(yīng)對陸地淡水危機(jī)的重要手段之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球已開始進(jìn)行海水淡化的國家超過120個(gè)，世界范圍內(nèi)的海水淡化工廠約有1.4萬座，其中9000座已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，日均生產(chǎn)淡化海水2600萬立方米。特別是在中東等缺水地區(qū)，淡化海水量已經(jīng)占其淡水總供應(yīng)量的80%～90%。

除了海水淡化外，隨著海洋鹽業(yè)的發(fā)展，從海水中提取的各類鹽或化學(xué)元素也非常豐富（見表1-3）。通常來說，海洋鹽業(yè)是指利用海水和濱海地下鹵水曬鹽的生產(chǎn)活動，也包含以原鹽為原料加工制成鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)活動。海鹽生產(chǎn)多選址在地勢平坦的泥質(zhì)沙灘，通常發(fā)生在降水少、氣溫高且蒸發(fā)旺盛的沿海地區(qū)。其生產(chǎn)流程主要包括納潮、制鹵、結(jié)晶、堆坨四個(gè)過程。海鹽是人類生存的必需品和重要的工業(yè)原料，海鹽產(chǎn)品以鈉鹽、鎂鹽、鉀鹽、鈣鹽為主。

海水是一寶，海洋所儲備的礦產(chǎn)（見表1-4）也是寶。全球海域內(nèi)所蘊(yùn)含的礦產(chǎn)資源非常豐富，其中以海洋油氣資源最為重要。按照分布海域的地理位置不同，可將海洋油氣資源劃分為近海大陸架上的油氣資源和深海區(qū)的油氣資源兩部分。根據(jù)最新勘探研究的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，世界海洋石油儲備量高達(dá)1450億噸，天然氣約有45萬億立方米。目前，海洋石油年產(chǎn)量超過13億噸，占世界石油年度總產(chǎn)量的40%。除了傳統(tǒng)的能源礦產(chǎn)石油和天然氣外，近年來，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了一種更富前景的海洋能源——天然氣水合物。天然氣水合物又稱可燃冰，是在特定溫度和壓力條件下，天然氣與水分子結(jié)合形成的白色固態(tài)結(jié)晶，主要成分是甲烷，易燃燒、能量高、雜質(zhì)少，燃燒后幾乎無污染，是未來清潔能源的主力軍。據(jù)勘探結(jié)果估計(jì)，全球海洋天然氣水合物礦層厚度和規(guī)模較大，其儲量是現(xiàn)有石油、天然氣儲量的兩倍。

除海洋油氣資源之外，海洋礦產(chǎn)資源還包括砂礦、煤礦、多金屬結(jié)核等。全球范圍內(nèi)已探明的具有工業(yè)價(jià)值的濱海砂礦有30種以上，如金剛石、金、鉑、錫石、鈦鐵礦等。海洋砂礦主要以建筑砂礫、工業(yè)砂礦、礦物砂礦為主，其價(jià)值僅次于海洋石油和天然氣。另外，海底多金屬結(jié)核礦也是重要的海洋礦產(chǎn)資源，富含鐵、錳、銅、鈷、鎳等金屬元素，呈棕黑色結(jié)核狀，主要分布在水深為4～6千米的海底沉淀物上，其全球儲量約為3萬億噸，主要分布在太平洋海域。

海洋生物資源是一類能夠自行繁殖和更新的海洋資源，主要特點(diǎn)是通過生物種群的新老交替，其種群數(shù)量可不斷得到補(bǔ)充，并且它可以通過一定的自我調(diào)節(jié)能力達(dá)到種群規(guī)模的相對穩(wěn)定。已發(fā)現(xiàn)的海洋生物門類約有30種，主要包含對人類有用的海洋動物和海洋植物。且陸地上有的生物門類，海洋中都有，但海洋中的某些門類，陸地上沒有。其中，魚類是海洋生物資源中捕撈量最大的物種之一，也是水產(chǎn)品的主體部分。全球海洋魚類約有20000種，具有捕撈價(jià)值的魚類僅有200多種，產(chǎn)量高于1000萬噸的海洋魚類僅有8種。上述數(shù)據(jù)足以說明海洋生物資源儲量豐富且種類多樣。

2．海洋能量資源

對海洋能量資源的開發(fā)利用主要是指利用海洋自身的動能、熱能、勢能等自然能量補(bǔ)充陸地能源的不足，其中包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽度差能等。潮汐是海洋的一種自然現(xiàn)象，在太陽和月球的引力作用下產(chǎn)生。古人將白天的潮汐稱為“潮”，夜晚的潮汐稱為“汐”。就潮汐能來說，全球海洋的潮汐能約有30億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)1.2萬億千瓦時(shí)。

波浪的產(chǎn)生主要源于風(fēng)力，但在根本上也源自太陽能差異所形成的氣壓梯度。全球海洋的波浪能儲備達(dá)700億千瓦，其中可供開發(fā)的波浪能有20億～30億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)90萬億千瓦時(shí)。

海流是指海洋中部分水體的遠(yuǎn)程定向流動，是由風(fēng)、全球范圍內(nèi)海水密度不均和海面傾斜等因素造成的。海流不同于潮流，潮流的形成是因?yàn)闈q落潮引起海水雙向流動。一般來說，潮流與海流并非相互獨(dú)立，通常是混合存在的。近海潮流強(qiáng)，而在大洋中心則以海流為主。據(jù)估算，世界范圍內(nèi)海水的流動過程中蘊(yùn)藏的海流能約有50億千瓦，但由于開發(fā)難度較大，能夠?yàn)槿祟惱玫牟蛔?億千瓦。

以海水水體的溫度差形式儲存的熱能被稱為溫差能。水平方向來看，溫差的形成源于太陽的輻射，隨著緯度的升高，海水溫度降低，此處海水與赤道海水之間的溫差變大。縱深方向來看，由于海水透射陽光的能力有限，伴隨海水深度增加，水體溫度下降，其與表層水體溫度之間亦能形成水溫差。海洋科技的發(fā)展使得人類可開發(fā)利用的溫差能達(dá)20億千瓦。

鹽度差能是指兩種濃度不同的溶液之間的滲透作用所產(chǎn)生的勢能，其中海水與淡水之間的鹽度差能最具代表性。目前，鹽度差能的開發(fā)方式主要有鹽度差發(fā)電和鹽度差電池兩種。全球鹽度差能蘊(yùn)藏量約為26億千瓦，具有儲量大、可再生、無污染等優(yōu)點(diǎn)。

3．海洋空間資源

海洋空間資源的利用主要針對海洋水域、海洋上空、海底空間及海岸空間。對海洋水域的開發(fā)利用體現(xiàn)在海上航道建設(shè)方面。以海上航道為基礎(chǔ)發(fā)展海上交通運(yùn)輸能夠?qū)⑹澜绱蠖鄶?shù)國家和地區(qū)連接起來，促進(jìn)國際貿(mào)易的發(fā)展。海運(yùn)由于具有運(yùn)量大、運(yùn)程遠(yuǎn)、運(yùn)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，成為洲際商業(yè)往來的主要運(yùn)輸方式。

對海洋上空空間資源的利用主要體現(xiàn)為海上橋梁和海上機(jī)場的建設(shè)。海上橋梁的建設(shè)具有打破隔絕、便利交通的意義，而海上機(jī)場的建設(shè)則能夠擴(kuò)大飛機(jī)運(yùn)輸和攻擊的范圍。所以，對海洋上空空間資源的利用不僅具有運(yùn)輸意義，而且具有軍事戰(zhàn)略意義。

對海底空間的利用主要體現(xiàn)在圍填海造陸和海洋傾廢基地建設(shè)方面。圍填海造陸是指充分利用海洋廣袤的空間資源來補(bǔ)充有限的陸地資源，緩解人類用地緊張問題。海洋傾廢則是指向海洋傾倒或深埋廢棄物以減輕陸地環(huán)境污染的壓力，特別是對不可降解廢棄物的深埋能夠有效地保證陸地生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

對海岸空間的利用主要表現(xiàn)為灘涂養(yǎng)殖、港口建設(shè)、濱海旅游等。利用天然的海洋水體資源培育和養(yǎng)殖海產(chǎn)品既能降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)危險(xiǎn)性系數(shù)，又能最大可能地保證水產(chǎn)品的天然屬性，滿足更大范圍的消費(fèi)者群體的需求。海岸港口則是貿(mào)易往來的“必需品”，可為船舶停泊靠岸提供避風(fēng)港，保障貨物的安全。濱海旅游是指充分利用海岸帶的自然風(fēng)光，為人們休閑度假提供娛樂放松的場所。近年來，隨著海洋旅游資源的開發(fā)和濱海旅游基礎(chǔ)設(shè)施的完善，濱海旅游業(yè)蓬勃發(fā)展起來。

在現(xiàn)代海洋資源的開發(fā)利用過程中，海洋石油和天然氣的開采、海上運(yùn)輸、海洋捕撈、海水養(yǎng)殖、海鹽制造等產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，已發(fā)展成為較為成熟的海洋資源產(chǎn)業(yè)。而海水淡化、海洋能利用、海底工程建設(shè)等產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展中。深海采礦、海洋醫(yī)藥等新興海洋產(chǎn)業(yè)則尚處于試驗(yàn)和萌芽階段，未來發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒俊?/p>