第三章 第二节 海洋自然资源的开发Word文档格式.docx

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108t的有机碳，海洋生物的蕴藏量约342×

108t，其中浮游动物215×

108t，底栖动物100×

108t，海洋植物17×

108t。

这样仅海洋动物就有325×

108t，而陆地上的动物还不足100×

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230×

108t的有机碳，在不破坏资源的情况下，海洋每年能向人类提供30×

108t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中，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。

在全球人口不断增长，人类对食物的数量和质量要求不断提高，而陆地土地资源和生物资源的限制因素不断增加的情况下，海洋生物资源应该被视为人类未来的食物宝库。

（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，生产秘鲁鳀鱼。

此外，还有千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。

（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。

有些民族的文化，如日本、挪威、西班牙、秘鲁等国，其饮食文化和民居等与其渔业传统有着伴生关系。

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，各国对大洋（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的最高纪录。

但在世界15个最主要的渔区中，有11个渔区的捕捞量下降。

表3.2.1显示了世界主要渔场的渔获量状况。

据联合国粮农组织1999年的估计，在人类过度捕捞下，已有近1/4的海洋渔业资源被消耗，近50%的渔储量被开发至其生物极限水平而濒临耗尽。

从20世纪50年代以来，全球海洋渔业生产增加了6倍，其增长主要靠水产养殖来支持。

野生鱼类的捕获则从1950-1960年间的6%增长速度降至今年来的不足1%。

目前接近75%的主要鱼类资源已被充分或过量捕捞。

过度捕捞现象在20世纪50年代仅限于北大西洋、北太平洋和地中海区域，而目前成为全球性问题，其主要原因是不断提高的世界渔船的捕获能力。

据估计，目前全世界的渔船捕获能力已超过鱼类资源的承载能力的30%-40%。

（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700×

104t（价值100亿美元）增加到0.23×

108t（价值360亿美元），增长了两倍多。

1984年养鱼场养殖的鱼进展总消费量的8%，而目前已达到20%。

全世界养殖的贝类有近100种，主要有牡蛎、贻贝、扇贝、蛤子、鲍鱼等。

在鱼类养殖方面，世界已养殖的鱼类目前约100种，但能形成规模化的仅20种左右。

全世界目前有50个国家和地区在养殖对虾，品种近30种，但进行商业养殖的仅10余种，世界虾类养殖产量80%集中在中国和东南亚一带。

世界藻类养殖产量在1991年为360×

104t，主要品种有海带、紫菜、裙带菜、江篱、石花菜、麒麟菜等。

目前世界主要海水增养殖类型有：

把人工繁育的苗种放流到天然水域中增殖；

采取天然苗种养成商品规模上市；

全人工养殖，利用人工育种和杂交品种高密度养殖等。

在浅海开展海洋生物的增殖放流，也有广阔的前景。

利用海洋中天然的生物生产力，选择一些海洋生物种类，把人工培育的种苗放养到天然海域中，经过一段时间的生长、发育后，再加以捕捞。

这种做法，不但可以补充自然种群，而且可以提高产量，是实现海洋水产农牧业的重要途径。

目前世界海洋捕捞和养殖的范围只占大洋面积的10%，绝大部分海域尚未开发。

世界渔获量的90%来自于大陆架浅海区，各国对大洋和深海鱼类捕捞甚少。

据估算，海洋鱼类年可捕量为0.9×

108-1×

其中深海区约有0.25×

深海鱼类主要有蓝牙鳕、长尾鳕、金眼鲷、灯笼鱼、水珍鱼等，大洋上层鱼类主要有金枪鱼等。

此外，深海中大型无脊椎动物资源也很丰富。

估计大洋头足类资源有2.5×

108-7.8×

108t，可捕量为1×

108–3×

在各大洋中，南大洋是世界上尚未开发的最大海洋生物资源基地，鱼类在南大洋生态系统中不占重要地位。

南大洋的鱼类主要为底栖鱼类和深海鱼类，目前捕捞的全部是底栖鱼类，年渔获量在21×

104-43×

104t之间，头足类和深海鱼类几乎尚未开发，其资源量和可捕量均不详。

但已经知道南极磷虾的资源量以亿吨计，据粗略估计，可达6×

108-10×

108t，可捕量约0.5×

108-0.7×

108t，相当于目前世界渔获量的综合。

而目前商业性的捕捞每年仅为20×

104-50×

104t。

因此，大洋性和深海生物资源的开发应该是今后海洋生物资源开发的主要方向。

二、海洋矿物资源开发

（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多种存在于海洋中。

其中能够直接开采利用的有60多种。

从海岸到大洋，从海面到海底均分布着丰富的海洋矿物资源。

海洋矿物资源包括溶存于海水中的海水矿物资源和赋存于海底的矿物资源。

这里所指的海洋矿物资源主要是海底矿产资源。

海底矿物资源在不同深度的海域其种类与分布有着很大的差异。

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矿，它既是重要的建筑材料，其中也蕴含有丰富的贵重金属和稀有金属矿物。

滨海砂矿中常见的矿物有金、铂、锡石、黑钨矿、铌钽铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石、独居石、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。

如全世界金红石的总储量约0.94×

108t（钛含量），98%为砂矿；

钛铁矿总储量2.46×

108t（钛含量），砂矿占一半；

锆石的探明储量3200×

108t，96%来自于滨海砂矿。

因此，滨海砂矿是未来增加矿产储量的最大潜在资源之一。

而在世界大洋水深2000–6000m的海底沉积物中，分布着一种富含锰、铜、镍、钴、铁等多种有工业价值的多金属矿物资源，被称之为多金属结核矿，或大洋锰结核矿。

至今已发现的海底多金属结合矿物蕴藏量为3×

1012t，其中含锰4000×

108t，镍146×

108t，钴58×

108t，铜8.8×

108t。

如果把它们全部开采出来，其中镍可供全世界使用2万年，钴可供使用34万年，锰可供使用18万年，铜可供使用1000年。

更为令人振奋的是，这些多金属结核矿至今还在海底不断地生成着，单单是每年新生的锰矿量就足够全世界使用3年。

（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，全世界石油资源的极限储量约10×

1012t，可采储量3000×

108t，其中海上可采储量约1350×

目前已探明的海上石油储量为400×

108t，天然气为30×

104m³

。

全世界已有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，年产石油超过9×

108t，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。

从各大洋的石油资源分布来看，印度洋的波斯湾是世界石油储量最为丰富的地区，已探明的储量几乎占世界的1/2。

该地区也是海上采油最多的地区，已发现十几个大油田。

大西洋加勒比海的帕里亚湾、委内瑞拉湾等海域是另一个油气资源丰富的地区，探明储量在50×

108t以上。

墨西哥湾的探明储量也达10×

大西洋北欧西侧的北海是世界上最大的海洋油气产地之一，已探明的石油可采储量超过30×

108t，天然气为2.35×

108m³

西非岸外的几内亚湾已经发现了19个油气田，主要分布在达荷美-卡奔达浅海区。

太平洋海域的澳大利亚岸外、菲律宾及印度尼西亚的浅海区以及我国的各海区也都是重要的海洋石油产地。

目前海上的石油开采主要集中在水深100m以内的浅海区，海上石油勘探90%以上的钻井均集中在水深200m以内的大陆架区。

水深大于200m的探井目前只有900多口。

而大于200m的海区油气沉积盆地面积约3500×

104km²

，占海区油气沉积盆地总面积的70%。

据专家估计，深水区的石油资源甚至比浅水区的储量还要多1倍。

因此，随着海上石油资源勘探技术的进步与新油区的不断发现，海洋石油资源开发在世界石油资源开发中地位将进一步提高，不难看出海洋将成为世界石油资源的主要供给区。

三、海洋能资源开发

（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30×

108kW，如全部用于发电，其年发电量为1.2×

108kW·

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700×

108kW，其中可供开发利用的约20×

108–30×

108kW，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50×

108kW，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500×

108kW，其中可利用的温差能约20×

108kW。

人们还发现，在不同盐度的海水交界面上，由于盐度差造成海水强烈的混合运动，并同时释放出盐度差能，这在江河入海口附近表现最为强烈。

据估算，全世界海洋可利用的盐度差能约26×

海洋能资源不仅储量大，而且使用安全、无环境污染，更为重要的是海洋能资源属可再生资源，是人类取之不竭的“能源宝库”，成为21世纪地球能源开发的重要领域。

许多国家都有开发利用海洋能的规划，但由于海洋能开发对技术要求高，前期设备投资大，加之海洋环境复杂、海洋能资源分布存在着密度低等不利方面，因此，目前世界海洋能资源开发仅限于对潮汐能和波浪能的局部开发。

尽管像美国、日本等国已开始对温差能进行开发，但均属小规模、尝试性的。

其他海洋能的开发则是处在提出方案与试验阶段。

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，超差越大，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（如变迁变窄、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超差达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。

早在19世纪末，欧洲就有人试验用修建蓄水池的办法进行潮汐发电。

1912年，德国在胡苏姆地方兴建了一座小型抄袭电站，开始把潮汐发电的理想变为现实。

目前，潮汐发电工程正向中型、大型化发展。

20世界90年代末，英国、加拿大、韩国等也都在过去规划、勘探、设计和论证的基础上，建设了几座百万千瓦级以上的大型潮汐发电站。

据第十届世界动力会议估计，到2020年全世界潮汐发电量将达到1000×

108–3000×

（二）海洋波能开发

20世纪初，在法国西海岸航行的人，常能看到一种在海面上沉浮漂动、像尖塔状的水上建筑。

每当海面上掀起波澜，它就能吹起警笛，声音有高有低，且同波浪具有同样的周期。

这就是“警笛浮标”——海洋波能最早的利用方式。

在人类探索海洋波能的种种用途中，最早进行开发研究的就是利用波浪能发电。

目前世界上有许多国家，包括日本、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1200×

104kW·

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。

四、海洋水及其化学资源开发

（一）海洋水资源及其开发

海洋是水世界，海洋水约占全球总水量的93.7%，可谓是巨大的水资源宝库。

但海水的高浓度盐分及高度的腐蚀性，在大多数情况下难以被直接利用。

然而，面对日益增加的城市生活用水与工农业生产用水，在世界范围内已敲响地球水资源危机警钟的形势下，开发海水资源已成为大势所趋。

作为一种资源，海水一是可以被直接利用，二是可以进行海水淡化利用。

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裙矛盾。

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认同。

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。

如美国早在20世纪70年代初，工业用水的20%要靠海水，现阶段已发展到60%；

日本工业用水的40%-50%直接使用海水，到1995年，日本仅电力工业直接利用海水就达1200×

；

西欧六国预计到21世纪初海水年用量达到2500×

俄罗斯沿海地区电站总用水量的50%也是海水。

在农业利用方面，利用海水直接养殖水产比较广泛，而海水直接灌溉则依然是当今国际上一个前沿的研究领域。

科学家们一方面在寻找既适于海水灌溉，又有经济意义的天然作物，另一方面又在利用耐盐植物的基因，培育一些经济和生态效益好的耐盐农作物。

这些耐盐的农作物的推广不仅在沿海耕作业省去兴修水利之苦，并且也不再因淡水短缺而影响农业生产，更可喜的是，地球上荒废着的大量盐碱地可以得到利用，为人类提供新的土地资源。

海水直接利用的另一个有潜力的领域就是用作城市厕所冲洗用水。

统计显示，冲厕用水一般占城市生活用水的40%左右，而城市生活用水通常是整个城市用水的20%，因此差不多10%的城市用水是用来冲厕的。

如果能在滨海城市中充分利用海水冲厕，则节约的淡水量将会是十分可观的。

2.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。

到1994年底，全世界共有日产淡水100t以上的脱盐装置10300台，日产淡水1920×

世界海水淡化能力的55%分布在中东；

其次是美国，占14.6%；

欧洲和亚洲其他地区分别占11.4%和7.9%。

海水淡化已经成为中东地区和许多海岛的淡水供应的主要来源，其中科威特每天的海水淡化产量达140×

，我国香港地区海水淡化日产量为18×

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。

（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48000×

1012t，其中仅氯化钠就有40000×

1012t，镁1800×

1012t，溴95×

1012t，钾500×

1012t，碘930×

108t，铀45×

108t，还含有200×

104t的重水。

按单位体积计，在每立方千米的海水中，约有0.27×

108t氯化钠，320×

104t的氯化镁，220×

104t的碳酸镁和120×

104t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岩类和化合物，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。

其中以工业规模生产的达60多个。

全世界每年的海盐生产量约0.5×

108t，我国是世界上海盐产量最大的国家，约占世界海盐总产量的1/4强。

其他产盐大国还有澳大利亚、墨西哥、印度、巴西、日本、法国、意大利和西班牙等。

溴被广泛应用于医药、化工、农业和国防等领域。

地球上99%的溴存在于海水之中，因此它是名副其实地“海洋元素”。

目前世界溴的生产水平约30×

104–40×

104t之间，1/3是从海水中提炼的。

美国是世界最大的溴生产国，约占世界总产量的一半，其次是俄罗斯、以色列、英、法、日等国。

镁也是一种具有广泛用途的元素。

目前全世界大约有20个大型海水提镁厂，主要分布在美国南圣弗朗西斯科湾、德克萨斯和加利福尼亚，以及英国的哈尔普文、日本等。

现在全世界镁及镁矿的年产量为760×

104t，其中约1/3是从海水中提炼的。

钾是重要的化肥及工业原料。

多年来，世界上的钾盐主要来自古海洋遗留下来的可溶性钾盐矿钾石盐。

但可溶性钾盐在地表上的分布极不均匀，90%以上集中在俄罗斯和加拿大，因此许多国家均寄希望于从海水中提取钾。

但由于从海水中提取钾的成本远较陆地开采钾矿高，因此发展缓慢。

铀是原子能工业的重要原料，但铀在陆地上的储量并不多。

据估计，陆地上有开采价值的铀的储量约200×

104t左右，按目前的开发速度，很快就会被消耗殆尽。

而海洋中铀的蕴藏量比陆地上多2000倍。

因此，海水有可能成为原子能时代的核燃料仓库。

从海水中提炼铀已受到世界各国的关注，小规模试验早已成功。

如日本早在1986年就建成10kg级的海水提铀试验场，并在2000年建造年产铀量1000t的提铀工厂。

海水中具有工业价值的元素远不止上述几种，海水中的各种化学资源有的正在以工业规模进行提炼和开发，有的则处在研究开发过程中。

从海水中提取这些化学资源的方法主要有三种：

一是从苦卤水中提取；

二是直接从海水中提取；

三是从淡化浓缩水中提取。

目前，海水资源的综合开发利用已经成为一个发展趋势。

它的基本设计是：

原子能发电，废热用于海水淡化，再从淡化排出的浓海水中分离提取各种物质。

这种综合利用方式不仅能节约开发过程中的能源消费，增加了开发过程中产品输出，还能提高生产效率并降低成本。

它在技术上合理，经济上可行，已受到越来越多的国家的重视。

五、海洋空间资源的开发与海洋运输业

（一）海洋空间资源利用方式

海洋拥有广阔的空间，它的面积为陆地面积的2.5倍。

在发展海洋运输业中，人类克服了海洋空间对陆地空间的阻碍，是人类利用海洋空间的巨大进步。

随着现代科学技术的发展，特别是海洋土木工程、建筑工程技术的进步，建筑材料性能的不断改进，人类获得了继续进军海洋的技术支持。

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低价便宜，无需搬迁人口，这在低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：

1.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