第三章 第二節(jié) 海洋自然資源的開(kāi)發(fā).doc

第二節(jié) 海洋自然資源的開(kāi)發(fā)人類社會(huì)有著極為悠久的海洋資源開(kāi)發(fā)歷史，但幾千年來(lái)，對(duì)海洋資源的利用也僅限于“漁鹽之利、舟楫之便”上。直接20世紀(jì)60年代以后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)海洋資源認(rèn)識(shí)的逐步深入，對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)才進(jìn)入一個(gè)空前發(fā)展階段。目前，海洋資源開(kāi)發(fā)已從傳統(tǒng)的海洋鹽業(yè)、海洋漁業(yè)和海洋航運(yùn)業(yè)發(fā)展到海洋礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、海水養(yǎng)殖、海洋能開(kāi)發(fā)、海洋空間利用等新興開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。因此，對(duì)海洋資源的理解亦更為廣泛。目前，國(guó)內(nèi)外為對(duì)海洋資源的認(rèn)識(shí)存在廣義和狹義之分：狹義海洋資源是指在海水中生存的生物，溶解于海水中的化學(xué)元素和淡水，海水中所蘊(yùn)藏的能量以及海底的礦產(chǎn)資源。這些都是與海水水體本身有著直接關(guān)系的物質(zhì)和能量。而廣義海洋資源，除了指上述的物質(zhì)與能量外，還包括港灣、航線、水產(chǎn)養(yǎng)殖空間、海洋上空的風(fēng)、海底地?zé)?、海洋景觀、海洋空間以及海洋的納污能力等。本節(jié)介紹的海洋資源包括：海洋生物資源、海洋礦物資源、海洋水及海水化學(xué)資源、海洋能資源、海洋空間資源五個(gè)方面。一、海洋生物資源與人類漁業(yè)開(kāi)發(fā)（一）海洋生物資源分類和儲(chǔ)量1. 海洋生物資源的分類海洋中的生物多種多樣，豐富多彩。已發(fā)現(xiàn)的生物有30多個(gè)門(mén)類，20多萬(wàn)種。陸地上有的門(mén)類，海洋中都有，而海洋生物中卻有不少陸地上所沒(méi)有的門(mén)類。按海洋生物的系統(tǒng)分類，海洋生物資源可分為海洋植物資源（包括海藻資源、紅樹(shù)林資源、海洋草本植物資源）和海洋動(dòng)物資源（無(wú)脊椎動(dòng)物資源和脊椎動(dòng)物資源等）；按海洋生物的習(xí)性，一般可分為海洋底棲生物、海洋游泳生物和海洋浮游生物；按資源利用的類型分為水產(chǎn)資源、觀賞資源、工業(yè)資源、藥用資源和生物遺傳基因資源；按海洋資源分布的海域可分為灘涂生物資源、近海生物資源和遠(yuǎn)洋生物資源；按海洋生物資源的相對(duì)豐度可分為普通海洋生物資源、特種海洋生物資源和稀有海洋生物資源等。海洋水產(chǎn)資源，又稱海洋漁業(yè)資源，主要是利用海洋生物作為人類食物的資源。它包括在海洋中生長(zhǎng)的魚(yú)類、貝類、甲殼類、頭足類、哺乳類和藻類等動(dòng)植物。魚(yú)類是海洋生物資源中最重要的一類，其捕撈量最大、價(jià)值最高，是水產(chǎn)品的主體。除魚(yú)類外，海洋軟體動(dòng)物資源和甲殼類資源也是較為重要的海洋水產(chǎn)資源。海洋軟體動(dòng)物以頭足類（烏賊、章魚(yú)等）和雙殼類（牡蠣、扇貝、貽貝等）為主，海洋甲殼類以蝦、蟹為主。此外，還有海參、海蜇、海龜、海豚、海獅、海豹、鳥(niǎo)類和各種海藻類等，雖然它們的捕獲量不大，但經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。許多已成為人工增養(yǎng)殖的對(duì)象。2. 海洋生物資源的儲(chǔ)量與開(kāi)發(fā)潛力海洋中的生物資源儲(chǔ)量是非常大的。據(jù)估計(jì)，全球海洋初級(jí)生產(chǎn)力每年達(dá)1 350108 t的有機(jī)碳，海洋生物的蘊(yùn)藏量約342108 t，其中浮游動(dòng)物215108 t，底棲動(dòng)物100108 t，海洋植物17108 t。這樣僅海洋動(dòng)物就有325108 t，而陸地上的動(dòng)物還不足100108 t。與此相反，人類目前每年從海洋中獲取的水產(chǎn)品僅占人類食物總量的1%。據(jù)專家估計(jì)，海洋浮游植物每年約能生產(chǎn)230108 t的有機(jī)碳，在不破壞資源的情況下，海洋每年能向人類提供30108 t水產(chǎn)品。到目前為止，海洋生物資源被開(kāi)發(fā)的僅是極少部分，科學(xué)家以有機(jī)碳計(jì)算的目前開(kāi)發(fā)水平僅達(dá)到海洋初級(jí)生產(chǎn)力的0.03%。僅以海水魚(yú)為例，捕撈的魚(yú)類僅僅200中，產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)噸的僅8種。這表明海洋生物資源儲(chǔ)量豐富，開(kāi)發(fā)海洋生物資源的潛力難以估量。在全球人口不斷增長(zhǎng)，人類對(duì)食物的數(shù)量和質(zhì)量要求不斷提高，而陸地土地資源和生物資源的限制因素不斷增加的情況下，海洋生物資源應(yīng)該被視為人類未來(lái)的食物寶庫(kù)。（二）世界漁場(chǎng)的分布與海洋漁業(yè)開(kāi)發(fā)世界漁場(chǎng)根據(jù)大洋水系可劃分為太平洋漁場(chǎng)、印度洋漁場(chǎng)和大西洋漁場(chǎng)。太平洋魚(yú)類資源非常豐富，是世界各大洋中漁獲量最高的海域。太平洋的漁獲量可占世界總漁獲量的一半左右。這里有最著名的秘魯漁場(chǎng)，生產(chǎn)秘魯鳀魚(yú)。此外，還有千島群島至日本海的北太平洋西部漁場(chǎng)，以及中國(guó)的舟山漁場(chǎng)等。北太平洋西部漁場(chǎng)主要有鮭魚(yú)、狹鱈、太平洋鯡魚(yú)、遠(yuǎn)東的沙丁魚(yú)、秋刀魚(yú)等。大西洋的漁業(yè)資源也很豐富，主要漁場(chǎng)有挪威沿岸到北海的大西洋東部漁場(chǎng)和紐芬蘭漁場(chǎng)等。此外，還有西北非洲和西南非洲漁場(chǎng)等。大西洋的漁業(yè)產(chǎn)量在世界各海區(qū)中居第二位。印度洋的漁業(yè)主要集中在西部，東部產(chǎn)量不高。印度洋的底層鲆類和中上層魚(yú)類資源尚有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的潛力。印度洋西部塞舌爾群島，是廣闊的拖網(wǎng)漁場(chǎng)。（三）海洋漁業(yè)中的過(guò)量捕撈問(wèn)題人類海洋漁業(yè)的歷史幾乎與人類的文明史一樣悠久。有些民族的文化，如日本、挪威、西班牙、秘魯?shù)葒?guó)，其飲食文化和民居等與其漁業(yè)傳統(tǒng)有著伴生關(guān)系。但是在工業(yè)文明出現(xiàn)以后，漁業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與由于人口增加而增加的對(duì)漁業(yè)產(chǎn)品的需求使部分經(jīng)濟(jì)魚(yú)類的捕撈量大大超過(guò)了該類群體的自然生長(zhǎng)量，漁產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量下降，許多近海漁場(chǎng)的資源趨向枯竭，各國(guó)對(duì)大洋（公海）漁業(yè)資源的爭(zhēng)奪加劇，海洋生物資源的多樣性受到了嚴(yán)重的威脅。1997年世界漁業(yè)捕撈量達(dá)到1.21108 t的最高紀(jì)錄。但在世界15個(gè)最主要的漁區(qū)中，有11個(gè)漁區(qū)的捕撈量下降。表3.2.1顯示了世界主要漁場(chǎng)的漁獲量狀況。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織1999年的估計(jì)，在人類過(guò)度捕撈下，已有近1/4的海洋漁業(yè)資源被消耗，近50%的漁儲(chǔ)量被開(kāi)發(fā)至其生物極限水平而瀕臨耗盡。從20世紀(jì)50年代以來(lái)，全球海洋漁業(yè)生產(chǎn)增加了6倍，其增長(zhǎng)主要靠水產(chǎn)養(yǎng)殖來(lái)支持。野生魚(yú)類的捕獲則從1950-1960年間的6%增長(zhǎng)速度降至今年來(lái)的不足1%。目前接近75%的主要魚(yú)類資源已被充分或過(guò)量捕撈。過(guò)度捕撈現(xiàn)象在20世紀(jì)50年代僅限于北大西洋、北太平洋和地中海區(qū)域，而目前成為全球性問(wèn)題，其主要原因是不斷提高的世界漁船的捕獲能力。據(jù)估計(jì)，目前全世界的漁船捕獲能力已超過(guò)魚(yú)類資源的承載能力的30%-40%。（四）海洋水產(chǎn)增養(yǎng)殖與海洋漁業(yè)開(kāi)發(fā)前景海洋漁業(yè)自20世紀(jì)下半葉以來(lái)發(fā)展非常迅速，而其中海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展最快。海水養(yǎng)殖與增殖業(yè)已經(jīng)成為海洋漁業(yè)中的重要組成部分，也是水產(chǎn)品來(lái)源的最可靠和迅速的方式。幾乎所有國(guó)家，包括小島國(guó)和許多尚有海洋漁業(yè)資源未加利用的國(guó)家，以及內(nèi)陸或野生魚(yú)類資源有限的國(guó)家都越來(lái)越重視海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展。海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖是目前增長(zhǎng)速度最快的蛋白質(zhì)來(lái)源之一。平均每年增長(zhǎng)10%。據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，從1984年至1996年，水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量從700104 t（價(jià)值100億美元）增加到0.23108 t（價(jià)值360億美元），增長(zhǎng)了兩倍多。1984年養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)養(yǎng)殖的魚(yú)進(jìn)展總消費(fèi)量的8%，而目前已達(dá)到20%。全世界養(yǎng)殖的貝類有近100種，主要有牡蠣、貽貝、扇貝、蛤子、鮑魚(yú)等。在魚(yú)類養(yǎng)殖方面，世界已養(yǎng)殖的魚(yú)類目前約100種，但能形成規(guī)?；膬H20種左右。全世界目前有50個(gè)國(guó)家和地區(qū)在養(yǎng)殖對(duì)蝦，品種近30種，但進(jìn)行商業(yè)養(yǎng)殖的僅10余種，世界蝦類養(yǎng)殖產(chǎn)量80%集中在中國(guó)和東南亞一帶。世界藻類養(yǎng)殖產(chǎn)量在1991年為360104 t，主要品種有海帶、紫菜、裙帶菜、江籬、石花菜、麒麟菜等。目前世界主要海水增養(yǎng)殖類型有：把人工繁育的苗種放流到天然水域中增殖；采取天然苗種養(yǎng)成商品規(guī)模上市；全人工養(yǎng)殖，利用人工育種和雜交品種高密度養(yǎng)殖等。在淺海開(kāi)展海洋生物的增殖放流，也有廣闊的前景。利用海洋中天然的生物生產(chǎn)力，選擇一些海洋生物種類，把人工培育的種苗放養(yǎng)到天然海域中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)、發(fā)育后，再加以捕撈。這種做法，不但可以補(bǔ)充自然種群，而且可以提高產(chǎn)量，是實(shí)現(xiàn)海洋水產(chǎn)農(nóng)牧業(yè)的重要途徑。目前世界海洋捕撈和養(yǎng)殖的范圍只占大洋面積的10%，絕大部分海域尚未開(kāi)發(fā)。世界漁獲量的90%來(lái)自于大陸架淺海區(qū)，各國(guó)對(duì)大洋和深海魚(yú)類捕撈甚少。據(jù)估算，海洋魚(yú)類年可捕量為0.9108-1108 t。其中深海區(qū)約有0.25108 t。深海魚(yú)類主要有藍(lán)牙鱈、長(zhǎng)尾鱈、金眼鯛、燈籠魚(yú)、水珍魚(yú)等，大洋上層魚(yú)類主要有金槍魚(yú)等。此外，深海中大型無(wú)脊椎動(dòng)物資源也很豐富。估計(jì)大洋頭足類資源有2.5108-7.8108 t，可捕量為1108 3108 t。在各大洋中，南大洋是世界上尚未開(kāi)發(fā)的最大海洋生物資源基地，魚(yú)類在南大洋生態(tài)系統(tǒng)中不占重要地位。南大洋的魚(yú)類主要為底棲魚(yú)類和深海魚(yú)類，目前捕撈的全部是底棲魚(yú)類，年漁獲量在21104-43104 t之間，頭足類和深海魚(yú)類幾乎尚未開(kāi)發(fā)，其資源量和可捕量均不詳。但已經(jīng)知道南極磷蝦的資源量以億噸計(jì)，據(jù)粗略估計(jì)，可達(dá)6108-10108 t，可捕量約0.5108-0.7108 t，相當(dāng)于目前世界漁獲量的綜合。而目前商業(yè)性的捕撈每年僅為20104-50104 t。因此，大洋性和深海生物資源的開(kāi)發(fā)應(yīng)該是今后海洋生物資源開(kāi)發(fā)的主要方向。二、海洋礦物資源開(kāi)發(fā)（一）海洋礦物資源的種類與儲(chǔ)量在地球上發(fā)現(xiàn)的百余種元素中，有80多種存在于海洋中。其中能夠直接開(kāi)采利用的有60多種。從海岸到大洋，從海面到海底均分布著豐富的海洋礦物資源。海洋礦物資源包括溶存于海水中的海水礦物資源和賦存于海底的礦物資源。這里所指的海洋礦物資源主要是海底礦產(chǎn)資源。海底礦物資源在不同深度的海域其種類與分布有著很大的差異。近岸帶，是人類向海洋索取礦物資源最早的地方，這里廣泛分布著濱海砂礦，它既是重要的建筑材料，其中也蘊(yùn)含有豐富的貴重金屬和稀有金屬礦物。濱海砂礦中常見(jiàn)的礦物有金、鉑、錫石、黑鎢礦、鈮鉭鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、磁鐵礦、鋯石、紅寶石、金剛石等。目前世界已探明的有工業(yè)價(jià)值的濱海礦有20多種。其中有些礦產(chǎn)品種在礦產(chǎn)儲(chǔ)量表中占有重要地位。如全世界金紅石的總儲(chǔ)量約0.94108t（鈦含量），98%為砂礦；鈦鐵礦總儲(chǔ)量2.46108t（鈦含量），砂礦占一半；鋯石的探明儲(chǔ)量3 200108 t，96%來(lái)自于濱海砂礦。因此，濱海砂礦是未來(lái)增加礦產(chǎn)儲(chǔ)量的最大潛在資源之一。而在世界大洋水深2 000 6 000 m的海底沉積物中，分布著一種富含錳、銅、鎳、鈷、鐵等多種有工業(yè)價(jià)值的多金屬礦物資源，被稱之為多金屬結(jié)核礦，或大洋錳結(jié)核礦。至今已發(fā)現(xiàn)的海底多金屬結(jié)合礦物蘊(yùn)藏量為31012 t，其中含錳4 000108 t，鎳146108t，鈷58108t，銅8.8108t。如果把它們?nèi)块_(kāi)采出來(lái)，其中鎳可供全世界使用2萬(wàn)年，鈷可供使用34萬(wàn)年，錳可供使用18萬(wàn)年，銅可供使用1 000年。更為令人振奮的是，這些多金屬結(jié)核礦至今還在海底不斷地生成著，單單是每年新生的錳礦量就足夠全世界使用3年。（二）世界海底油氣資源的分布與開(kāi)發(fā)石油是一種重要的礦產(chǎn)資源，被稱為“工業(yè)的血液”。據(jù)估計(jì)，全世界石油資源的極限儲(chǔ)量約101012 t，可采儲(chǔ)量3 000108 t，其中海上可采儲(chǔ)量約1 350108t。目前已探明的海上石油儲(chǔ)量為400108 t，天然氣為30104 m。全世界已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)從事海上石油開(kāi)發(fā)，至今已發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)海底油氣田，年產(chǎn)石油超過(guò)9108 t，占世界石油產(chǎn)量的1/3。海洋天然氣產(chǎn)量達(dá)4 420多億立方米。從地區(qū)分布上看，世界海上油氣資源儲(chǔ)量主要集中在波斯灣、北海、幾內(nèi)亞灣、馬拉開(kāi)波湖、墨西哥灣、加利福尼亞沿岸海域等幾個(gè)地區(qū)。這些地區(qū)的油氣資源總儲(chǔ)量占全部海上探明儲(chǔ)量的80%。未探明的油氣區(qū)主要集中在北極地區(qū)、南極地區(qū)、非洲、南美洲和澳大利亞周圍海域。從各大洋的石油資源分布來(lái)看，印度洋的波斯灣是世界石油儲(chǔ)量最為豐富的地區(qū)，已探明的儲(chǔ)量幾乎占世界的1/2。該地區(qū)也是海上采油最多的地區(qū)，已發(fā)現(xiàn)十幾個(gè)大油田。大西洋加勒比海的帕里亞灣、委內(nèi)瑞拉灣等海域是另一個(gè)油氣資源豐富的地區(qū)，探明儲(chǔ)量在50108 t以上。墨西哥灣的探明儲(chǔ)量也達(dá)10108 t。大西洋北歐西側(cè)的北海是世界上最大的海洋油氣產(chǎn)地之一，已探明的石油可采儲(chǔ)量超過(guò)30108 t，天然氣為2.35108 m。西非岸外的幾內(nèi)亞灣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了19個(gè)油氣田，主要分布在達(dá)荷美-卡奔達(dá)淺海區(qū)。太平洋海域的澳大利亞岸外、菲律賓及印度尼西亞的淺海區(qū)以及我國(guó)的各海區(qū)也都是重要的海洋石油產(chǎn)地。目前海上的石油開(kāi)采主要集中在水深100 m以內(nèi)的淺海區(qū)，海上石油勘探90%以上的鉆井均集中在水深200 m以內(nèi)的大陸架區(qū)。水深大于200 m的探井目前只有900多口。而大于200 m的海區(qū)油氣沉積盆地面積約3500104 km，占海區(qū)油氣沉積盆地總面積的70%。據(jù)專家估計(jì)，深水區(qū)的石油資源甚至比淺水區(qū)的儲(chǔ)量還要多1倍。因此，隨著海上石油資源勘探技術(shù)的進(jìn)步與新油區(qū)的不斷發(fā)現(xiàn)，海洋石油資源開(kāi)發(fā)在世界石油資源開(kāi)發(fā)中地位將進(jìn)一步提高，不難看出海洋將成為世界石油資源的主要供給區(qū)。三、海洋能資源開(kāi)發(fā)（一）海洋能資源的種類及其開(kāi)發(fā)潛力海洋能是指海洋的自然能量（動(dòng)能、勢(shì)能和熱能），包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽度差能等。據(jù)科學(xué)家研究，海洋中潮汐能的理論儲(chǔ)量約為30108 kW，如全部用于發(fā)電，其年發(fā)電量為1.2108 kWh，相當(dāng)于目前7個(gè)葛洲壩水電站的電力。對(duì)波浪能估算更高，全球海洋的波浪能總計(jì)可達(dá)700108 kW，其中可供開(kāi)發(fā)利用的約20108 30108 kW，每年可發(fā)電90萬(wàn)億kWh。海洋中沿一定方向運(yùn)動(dòng)的海流，也蘊(yùn)藏有極為豐富的能量，估計(jì)大洋海流動(dòng)能儲(chǔ)量超過(guò)50108kW，其中可利用的約為108kW。除此之外，占地球表面71%的海水，吸收并儲(chǔ)存了約3/4的地球表面太陽(yáng)輻射能。如果能使海水溫度降低，這部分能量就可釋放出來(lái)，粗略估算可達(dá)500108 kW，其中可利用的溫差能約20108 kW。人們還發(fā)現(xiàn)，在不同鹽度的海水交界面上，由于鹽度差造成海水強(qiáng)烈的混合運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)釋放出鹽度差能，這在江河入?？诟浇憩F(xiàn)最為強(qiáng)烈。據(jù)估算，全世界海洋可利用的鹽度差能約26108 kW。海洋能資源不僅儲(chǔ)量大，而且使用安全、無(wú)環(huán)境污染，更為重要的是海洋能資源屬可再生資源，是人類取之不竭的“能源寶庫(kù)”，成為21世紀(jì)地球能源開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。許多國(guó)家都有開(kāi)發(fā)利用海洋能的規(guī)劃，但由于海洋能開(kāi)發(fā)對(duì)技術(shù)要求高，前期設(shè)備投資大，加之海洋環(huán)境復(fù)雜、海洋能資源分布存在著密度低等不利方面，因此，目前世界海洋能資源開(kāi)發(fā)僅限于對(duì)潮汐能和波浪能的局部開(kāi)發(fā)。盡管像美國(guó)、日本等國(guó)已開(kāi)始對(duì)溫差能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但均屬小規(guī)模、嘗試性的。其他海洋能的開(kāi)發(fā)則是處在提出方案與試驗(yàn)階段。（一）海洋能資源的種類及其開(kāi)發(fā)潛力潮汐能是人類最早開(kāi)發(fā)利用的海洋能資源。它是蘊(yùn)藏在漲落的潮水中的海洋動(dòng)能，超差越大，其蘊(yùn)藏的能量越高。我們知道，潮汐是海水在月亮和太陽(yáng)等天體的引力作用下發(fā)生的周期性漲落。通常情況下，大洋中的潮差僅為50 cm，最大也只有90cm。但海洋中的潮差常因地形因素（如變遷變窄、海底摩擦等）以及海水同河水擁擠交匯等原因而大大加強(qiáng)，最大者可達(dá)18-19 m左右，出現(xiàn)在北美的芬地灣。我國(guó)的錢(qián)塘大潮在澉浦附近最大超差達(dá)8.9 m。盡管潮汐現(xiàn)象是普遍存在的，但在目前的技術(shù)條件下，只有潮差超過(guò)3 m的地方才具有開(kāi)發(fā)意義。全世界潮差超過(guò)3m的地方約有23處，主要分布在淺海港灣與河口處。由于潮汐能集中分布于近岸地帶，較之其他海洋能資源更便于開(kāi)發(fā)利用。早在19世紀(jì)末，歐洲就有人試驗(yàn)用修建蓄水池的辦法進(jìn)行潮汐發(fā)電。1912年，德國(guó)在胡蘇姆地方興建了一座小型抄襲電站，開(kāi)始把潮汐發(fā)電的理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。目前，潮汐發(fā)電工程正向中型、大型化發(fā)展。20世界90年代末，英國(guó)、加拿大、韓國(guó)等也都在過(guò)去規(guī)劃、勘探、設(shè)計(jì)和論證的基礎(chǔ)上，建設(shè)了幾座百萬(wàn)千瓦級(jí)以上的大型潮汐發(fā)電站。據(jù)第十屆世界動(dòng)力會(huì)議估計(jì)，到2020年全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000108 3000108 kWh。（二）海洋波能開(kāi)發(fā)20世紀(jì)初，在法國(guó)西海岸航行的人，常能看到一種在海面上沉浮漂動(dòng)、像尖塔狀的水上建筑。每當(dāng)海面上掀起波瀾，它就能吹起警笛，聲音有高有低，且同波浪具有同樣的周期。這就是“警笛浮標(biāo)”海洋波能最早的利用方式。在人類探索海洋波能的種種用途中，最早進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究的就是利用波浪能發(fā)電。目前世界上有許多國(guó)家，包括日本、英國(guó)、美國(guó)、加拿大、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、挪威、中國(guó)等都在研究波能發(fā)電，并提出了300多種不同的發(fā)電方案。1978年日本海洋科技中心建成了一艘海浪發(fā)電船“海明號(hào)”，1988年又建成發(fā)電功率為30kW的固定式波浪發(fā)電站。1985年，挪威建成世界上裝機(jī)容量最大的波能發(fā)電站，年發(fā)電量1 200104 kWh，它的發(fā)電成本每度僅為4-5美分，低于海島上用柴油發(fā)電的成本。目前，這種波能發(fā)電技術(shù)已進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，印尼、美國(guó)、葡萄牙等國(guó)都同挪威簽訂了建造波能發(fā)電站合同。四、海洋水及其化學(xué)資源開(kāi)發(fā)（一）海洋水資源及其開(kāi)發(fā)海洋是水世界，海洋水約占全球總水量的93.7%，可謂是巨大的水資源寶庫(kù)。但海水的高濃度鹽分及高度的腐蝕性，在大多數(shù)情況下難以被直接利用。然而，面對(duì)日益增加的城市生活用水與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，在世界范圍內(nèi)已敲響地球水資源危機(jī)警鐘的形勢(shì)下，開(kāi)發(fā)海水資源已成為大勢(shì)所趨。作為一種資源，海水一是可以被直接利用，二是可以進(jìn)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業(yè)用水（主要包括冷卻、水淬、洗滌、凈化、除塵），農(nóng)業(yè)用水（主要包括海水養(yǎng)殖和海水灌溉）、商業(yè)和城市生活用水（主要包括沖廁、洗刷、消防、浴池、游泳等），緩解沿海地區(qū)淡水資源的短裙矛盾。目前，工業(yè)用水主要是冷卻用水、其利用的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益已為人們所普遍認(rèn)同。許多沿海國(guó)家工業(yè)用水中的40% - 50%是海水，而且其規(guī)模和用途還在不斷擴(kuò)大。如美國(guó)早在20世紀(jì)70年代初，工業(yè)用水的20%要靠海水，現(xiàn)階段已發(fā)展到60%；日本工業(yè)用水的40% -50%直接使用海水，到1995年，日本僅電力工業(yè)直接利用海水就達(dá)1 200108 m；西歐六國(guó)預(yù)計(jì)到21世紀(jì)初海水年用量達(dá)到2 500108 m；俄羅斯沿海地區(qū)電站總用水量的50%也是海水。在農(nóng)業(yè)利用方面，利用海水直接養(yǎng)殖水產(chǎn)比較廣泛，而海水直接灌溉則依然是當(dāng)今國(guó)際上一個(gè)前沿的研究領(lǐng)域。科學(xué)家們一方面在尋找既適于海水灌溉，又有經(jīng)濟(jì)意義的天然作物，另一方面又在利用耐鹽植物的基因，培育一些經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益好的耐鹽農(nóng)作物。這些耐鹽的農(nóng)作物的推廣不僅在沿海耕作業(yè)省去興修水利之苦，并且也不再因淡水短缺而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更可喜的是，地球上荒廢著的大量鹽堿地可以得到利用，為人類提供新的土地資源。海水直接利用的另一個(gè)有潛力的領(lǐng)域就是用作城市廁所沖洗用水。統(tǒng)計(jì)顯示，沖廁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個(gè)城市用水的20%，因此差不多10%的城市用水是用來(lái)沖廁的。如果能在濱海城市中充分利用海水沖廁，則節(jié)約的淡水量將會(huì)是十分可觀的。2. 海水的淡化利用海水淡化是20世紀(jì)50年代后期才迅速發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)在已成為具有相當(dāng)規(guī)模的重要工業(yè)部門(mén)。到1994年底，全世界共有日產(chǎn)淡水100 t以上的脫鹽裝置10 300臺(tái)，日產(chǎn)淡水1 920104 m。世界海水淡化能力的55%分布在中東；其次是美國(guó)，占14.6%；歐洲和亞洲其他地區(qū)分別占11.4%和7.9%。海水淡化已經(jīng)成為中東地區(qū)和許多海島的淡水供應(yīng)的主要來(lái)源，其中科威特每天的海水淡化產(chǎn)量達(dá)140104 m，我國(guó)香港地區(qū)海水淡化日產(chǎn)量為18104 m。全世界已建成的大型海水淡化廠主要有三種類型：第一類是在沿海干旱地區(qū)建廠，如中東目前干旱缺水的科威特、沙特阿拉伯等，那里的降雨量極少，沿岸有大面積的海域，他們利用當(dāng)?shù)亓畠r(jià)的石油燃料蒸餾海水，以解決缺水問(wèn)題；第二類是淡水供應(yīng)困難的島嶼和礦區(qū)建廠，如美國(guó)佛羅里達(dá)州南部海面上的基韋斯特，北距大陸200km，即使通過(guò)管道輸水，水費(fèi)也很高昂，故采用淡化的方法就地解決；第三類是在沿海城市建廠，那里人口聚集、工廠集中，耗水量大，如美國(guó)加利福尼亞的圣迭戈。（二）海水中的化學(xué)資源開(kāi)發(fā)海水是個(gè)聚寶盆，海洋水中含有80多種元素，各類溶解鹽約48 0001012 t，其中僅氯化鈉就有40 0001012 t，鎂1 8001012 t，溴951012 t，鉀5001012 t，碘930108 t，鈾45108 t，還含有200104 t的重水。按單位體積計(jì)，在每立方千米的海水中，約有0.27108 t氯化鈉，320104 t的氯化鎂，220104 t的碳酸鎂和120104 t的硫酸鎂。如果能把海洋中的全部礦物提煉出來(lái)，可以裝滿從地球擺到太陽(yáng)那么長(zhǎng)的一列火車。但是，目前人類對(duì)海洋化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)僅限于少數(shù)巖類和化合物，且開(kāi)發(fā)數(shù)量亦是極其有限的。食鹽是人類最先從海水中提煉的化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)在凡擁有海岸的國(guó)家?guī)缀醵寄苌a(chǎn)海鹽。其中以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的達(dá)60多個(gè)。全世界每年的海鹽生產(chǎn)量約0.5108 t，我國(guó)是世界上海鹽產(chǎn)量最大的國(guó)家，約占世界海鹽總產(chǎn)量的1/4強(qiáng)。其他產(chǎn)鹽大國(guó)還有澳大利亞、墨西哥、印度、巴西、日本、法國(guó)、意大利和西班牙等。溴被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)和國(guó)防等領(lǐng)域。地球上99%的溴存在于海水之中，因此它是名副其實(shí)地“海洋元素”。目前世界溴的生產(chǎn)水平約30104 40104 t之間，1/3是從海水中提煉的。美國(guó)是世界最大的溴生產(chǎn)國(guó)，約占世界總產(chǎn)量的一半，其次是俄羅斯、以色列、英、法、日等國(guó)。鎂也是一種具有廣泛用途的元素。目前全世界大約有20個(gè)大型海水提鎂廠，主要分布在美國(guó)南圣弗朗西斯科灣、德克薩斯和加利福尼亞，以及英國(guó)的哈爾普文、日本等。現(xiàn)在全世界鎂及鎂礦的年產(chǎn)量為760104 t，其中約1/3是從海水中提煉的。鉀是重要的化肥及工業(yè)原料。多年來(lái)，世界上的鉀鹽主要來(lái)自古海洋遺留下來(lái)的可溶性鉀鹽礦鉀石鹽。但可溶性鉀鹽在地表上的分布極不均勻，90%以上集中在俄羅斯和加拿大，因此許多國(guó)家均寄希望于從海水中提取鉀。但由于從海水中提取鉀的成本遠(yuǎn)較陸地開(kāi)采鉀礦高，因此發(fā)展緩慢。鈾是原子能工業(yè)的重要原料，但鈾在陸地上的儲(chǔ)量并不多。據(jù)估計(jì)，陸地上有開(kāi)采價(jià)值的鈾的儲(chǔ)量約200104 t左右，按目前的開(kāi)發(fā)速度，很快就會(huì)被消耗殆盡。而海洋中鈾的蘊(yùn)藏量比陸地上多2 000倍。因此，海水有可能成為原子能時(shí)代的核燃料倉(cāng)庫(kù)。從海水中提煉鈾已受到世界各國(guó)的關(guān)注，小規(guī)模試驗(yàn)早已成功。如日本早在1986年就建成10kg級(jí)的海水提鈾試驗(yàn)場(chǎng)，并在2000年建造年產(chǎn)鈾量1000t的提鈾工廠。海水中具有工業(yè)價(jià)值的元素遠(yuǎn)不止上述幾種，海水中的各種化學(xué)資源有的正在以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行提煉和開(kāi)發(fā)，有的則處在研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中。從海水中提取這些化學(xué)資源的方法主要有三種：一是從苦鹵水中提?。欢侵苯訌暮Ｋ刑崛?；三是從淡化濃縮水中提取。目前，海水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。它的基本設(shè)計(jì)是：原子能發(fā)電，廢熱用于海水淡化，再?gòu)牡懦龅臐夂Ｋ蟹蛛x提取各種物質(zhì)。這種綜合利用方式不僅能節(jié)約開(kāi)發(fā)過(guò)程中的能源消費(fèi)，增加了開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)品輸出，還能提高生產(chǎn)效率并降低成本。它在技術(shù)上合理，經(jīng)濟(jì)上可行，已受到越來(lái)越多的國(guó)家的重視。五、海洋空間資源的開(kāi)發(fā)與海洋運(yùn)輸業(yè)（一）海洋空間資源利用方式海洋擁有廣闊的空間，它的面積為陸地面積的2.5倍。在發(fā)展海洋運(yùn)輸業(yè)中，人類克服了海洋空間對(duì)陸地空間的阻礙，是人類利用海洋空間的巨大進(jìn)步。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是海洋土木工程、建筑工程技術(shù)的進(jìn)步，建筑材料性能的不斷改進(jìn)，人類獲得了繼續(xù)進(jìn)軍海洋的技術(shù)支持。現(xiàn)代海洋空間開(kāi)發(fā)是指為了發(fā)展生產(chǎn)和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸帶的空間用作交通、生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、軍事和娛樂(lè)場(chǎng)所的海洋開(kāi)發(fā)活動(dòng)。海洋空間利用的有利條件是低價(jià)便宜，無(wú)需搬遷人口，這在低價(jià)昂貴的發(fā)達(dá)國(guó)家或發(fā)展中國(guó)家的發(fā)達(dá)地區(qū)尤為重要。海底隱蔽性好，可用于建造軍事基地；海水中溫度比較穩(wěn)定，適合于建造海底食品倉(cāng)庫(kù)，還可以儲(chǔ)藏危險(xiǎn)品等。因此海洋空間開(kāi)發(fā)具有廣闊前景。現(xiàn)就海洋空間開(kāi)發(fā)的主要領(lǐng)域做具體闡述：1. 海洋運(yùn)輸空間開(kāi)發(fā)海洋運(yùn)輸空間開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)領(lǐng)域是建造海港和開(kāi)鑿溝通海洋運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)河。目前全世界已有海港3 000多個(gè)。最著名的兩條人工運(yùn)河，一是在蘇伊士地峽開(kāi)鑿的蘇伊士運(yùn)河，長(zhǎng)173 km，它把地中海和紅海連起來(lái)，使大西洋到印度洋的距離比繞道好望角縮短了8 000 km；另一條是南北美洲之間開(kāi)鑿的巴拿馬運(yùn)河，長(zhǎng)81.6 km，它溝通了大西洋與太平洋航運(yùn)，比繞道南美洲縮短航程10 000 km。20世紀(jì) 后半葉，海洋航運(yùn)空間開(kāi)發(fā)開(kāi)始向多功能、立體化方向發(fā)展。從海底隧道到跨海大橋，到海上機(jī)場(chǎng)以及海底光纜的建設(shè)等，已將目前人類所掌握的各種運(yùn)輸方式拓展到海洋空間上。目前，全世界建成和計(jì)劃建設(shè)的海底隧道共約20多條，主要集中在日本、美國(guó)和西歐國(guó)家。日本的青函隧道是世界上最長(zhǎng)的海底隧道，全長(zhǎng)53.85 km，于1987年正式通車。另一條著名的海底隧道是連接英、法兩國(guó)的英吉利（多佛爾）海峽隧道，全長(zhǎng)約53km，于1993年正式通車?？绾４髽蛟?0世紀(jì)末已不再是新鮮事物。目前，全世界跨海大橋數(shù)以千計(jì)。規(guī)模小者如連接水城威尼斯118個(gè)還刀劍的眾多海橋，規(guī)模巨者如美國(guó)舊金山的金門(mén)大橋、日本的瀨戶大橋等。瀨戶大橋連接日本本州和四國(guó)兩島，曾是世界上最長(zhǎng)的跨海大橋，橋長(zhǎng)約1.1km，目前已被日本自己建造的另一座跨海大橋，連接日本神戶和淡路島的“海峽大橋”所超過(guò)。這座大橋目前是世界上最長(zhǎng)的懸索橋，橋全長(zhǎng)3.91km，橋身主體于1996年完工。世界第一個(gè)海上機(jī)場(chǎng)是日本長(zhǎng)崎海上機(jī)場(chǎng)。目前世界上已有10多個(gè)海上機(jī)場(chǎng)，包括我國(guó)的香港新機(jī)場(chǎng)、澳門(mén)機(jī)場(chǎng)和海南三亞的鳳凰機(jī)場(chǎng)。目前世界最大的海上機(jī)場(chǎng)是日本大阪的關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)。海底電纜的鋪設(shè)在歐美已有100多年的歷史。20世紀(jì)80年代以來(lái)，一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)就是海底光纜的鋪設(shè)。世界上第一條越洋海底光纜橫跨大西洋、連接歐洲和北美，于1988年投入使用。目前，已基本形成了全球的光纜通信網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)為滿足因特網(wǎng)的聲音、圖像服務(wù)和未來(lái)“信息高速公路”發(fā)展的需要，一條越洋跨洲、貫通全球的海底光纖通信電纜正在鋪設(shè)中。該項(xiàng)工程被稱為“氧氣工程”，它自北美洲東岸橫跨大西洋、穿越地中海，經(jīng)紅海和印度洋，再通過(guò)馬六甲海峽進(jìn)入太平洋，最后與北美西岸相連，全長(zhǎng)近32104 km，連接175個(gè)國(guó)家。工程由30個(gè)國(guó)際電信組織支出，耗資140萬(wàn)億美元。2. 海洋生活與生產(chǎn)空間開(kāi)發(fā)20世紀(jì)后半葉，海洋空間開(kāi)發(fā)開(kāi)始走向多功能、綜合化開(kāi)發(fā)方式。海上空間的開(kāi)發(fā)不再僅限于航運(yùn)空間的開(kāi)發(fā)，而是加強(qiáng)了生產(chǎn)和生活空間的綜合開(kāi)發(fā)，包括海上城市、海上工廠以及海上娛樂(lè)設(shè)施的建設(shè)等。從60年代開(kāi)始，日本就開(kāi)始建設(shè)人工島，目前日本是世界上人工島建設(shè)最多的國(guó)家。人工島除了用作建碼頭和海上機(jī)場(chǎng)等運(yùn)輸設(shè)施外，還廣泛用于工業(yè)、商業(yè)、科研、居住、娛樂(lè)等，這就是海上城市。如日本的神戶人工島就兼有港口和生產(chǎn)和生活設(shè)施，是具有海上城市功能的人工建筑群。日本國(guó)土面積小，人口密度大，因此在向海上拓展、發(fā)展海上城市方面顯得更加緊迫并且做的也最有成效，如東京的迪斯尼樂(lè)園就是填海造陸修建的。世界上還有許多國(guó)家的沿海城市通過(guò)填海造城的方式，來(lái)擴(kuò)大城區(qū)范圍，如印度的孟買(mǎi)市通過(guò)填海造陸增加了200多平方千米的城市土地。利用海上空間進(jìn)行海洋資源開(kāi)發(fā)，從事海上生產(chǎn)性活動(dòng)，在近年來(lái)也得到了充分的發(fā)展。這種海上工廠具有不占陸地面積、工廠主體小、距離原料近、方便運(yùn)輸以及便于建造與管理等優(yōu)點(diǎn)。目前世界上正在興建的海上工廠主要有發(fā)電廠、液化天然氣、煉油廠、海水淡化廠、造紙廠和垃圾處理廠等。在海上進(jìn)行娛樂(lè)性開(kāi)發(fā)活動(dòng)更是不勝枚舉。從海濱游覽勝地開(kāi)發(fā)到海洋公園以及海底觀光旅游開(kāi)發(fā)等，充分利用了海洋對(duì)人類的綜合性服務(wù)功能。3. 儲(chǔ)藏和傾廢空間開(kāi)發(fā)海洋儲(chǔ)藏基地是指在海中儲(chǔ)藏石油、礦石、糧食、核燃料等物資的設(shè)施。目前興建的各種設(shè)施中以儲(chǔ)藏石油的居多，如挪威在北海油田建造了一個(gè)儲(chǔ)油16104 m的世界最大儲(chǔ)油罐。此外，美國(guó)正在建造世界上最大的聚苯乙烯混凝土制液化氣貯藏基地。日本正在研究海水儲(chǔ)煤的方法及液化石油氣技術(shù)，并提出了建造海底倉(cāng)庫(kù)的方案。海洋不僅提供了浩大的空間資源，同時(shí)還有很大的環(huán)境自凈能力。海洋傾廢就是利用海洋所具有的這兩方面特點(diǎn)，來(lái)處理各種垃圾。美國(guó)是最早利用海洋來(lái)處理垃圾的國(guó)家。美國(guó)在1973年就規(guī)劃了118處海洋傾廢場(chǎng)，其中3處為有毒傾廢區(qū)，每年向海洋中傾倒垃圾6 700多萬(wàn)噸。目前，世界很多國(guó)家采用了海洋傾廢，傾倒的廢物已從疏浚物、下水道污泥發(fā)展到各種工業(yè)垃圾、城市生活垃圾、核廢料等，在不少海區(qū)已造成了不同程度的海洋污染。此問(wèn)題已引起國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注。目前，聯(lián)合國(guó)有關(guān)國(guó)際組織以及一些國(guó)家正在制定有關(guān)海洋傾廢的立法，并加強(qiáng)了管理措施。除了上述的海洋空間開(kāi)發(fā)形式之外，用于軍事目的的海洋空間開(kāi)發(fā)也很重要?，F(xiàn)代海底軍事基地一般指建于海底的導(dǎo)彈和衛(wèi)星發(fā)射基地、反潛基地、作戰(zhàn)指揮中心和水下武器試驗(yàn)場(chǎng)等。海底軍事基地具有得天獨(dú)厚的隱蔽性。由于現(xiàn)代衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，陸地上的軍事基地很難