1. 人类利用海洋资源的技术
海洋资源类型 海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下,开发利用海洋中丰富的资源,已是历史发展的必然趋势。目前,人类开发利用的海洋资源,主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。 海水可以直接作为工业冷却水源,也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术,向海洋要淡水,是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。 海水中已发现的化学元素有80多种。目前,海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展,丰富的海洋化学资源,将广泛地造福于人类。 海洋中有20多万种生物,其中动物18万种,包括16000多种鱼类。在远古时代,人类就已开始捕捞和采集海产品。现在,人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进,大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源,除了直接捕捞供食用和药用外,通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。 在大陆架浅海海底,埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中,富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中,广泛分布着深海锰结核,它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。 海水运动中蕴藏着巨大的能量,它们属于可再生能源,而且没有污染。但是,这些能量密度很小,要开发利用它们,必须采用特殊的能量转换装置。现在,具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电,但是工程投资较大,效益也不高。 海洋渔业生产 海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域,也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中,生物光合作用强,入海河流带来丰富的营养盐类,因而浮游生物繁盛(图3.15《大陆架剖面示意》)。这些浮游生物是鱼类的饵料,它们在海洋中分布很不均匀,一般在温带海区比较多。 温带地区季节变化显著,冬季表层海水和底部海水发生交换时,上泛的底部海水含有丰富的营养盐类,这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方,饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地(图3.16《世界主要渔业地区的分布》)。因此,尽管大陆架水域只占海洋总面积的7.5%,渔获量却占世界海洋总渔获量的90%以上。 世界主要渔业国都分布在温带地区,这些温带国家鱼产品消费量高,市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场(图3.17《舟山渔场的沈家门渔港》)和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时,远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限,人口密度高,因此海洋水产品在食品结构中比重较大。 海洋油、气开发 海底油气的开发,开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制,最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来,在能源危机和技术进步的刺激下,近海石油勘探与开发飞速发展,海洋石油开发迅速向大陆架挺进,逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。 地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏,然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布,分析是否具有商业开发价值。 海上钻井平台(图3.18《海上钻井平台》)是实施海底油气勘探和开采的工作基地,它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远,油气要经过装油站通过船舶运到目的地,或直接由海底管道输送至海岸。 海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程,国际合作和工程招标是可行方式之一。 海洋空间利用 世界人口迅速增长,使陆地空间显得越来越拥挤,海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分,随着人类逐步向海洋挺进,海洋将成为人类活动的广阔空间(图3.19未来海洋空间利用示意)。 海洋环境不同于陆地,它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面,要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动;深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境;海水的腐蚀性强,海冰的破坏性大,对工程设备材料和结构有严格的要求。因此,海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。 海洋空间利用已从传统的交通运输,扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面,有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。 海洋运输和港口建设 海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来,人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初,人们利用人力、风力或洋流作为动力,驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆,世界海洋航运由近海转向远洋。之后,世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初,开辟了通往南极和北极的航道,巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在,人类已经能够将船舶驶人世界任何海域(图3.20世界主要海运路线)。 20世纪60年代,世界石油生产和运输增长,大型油轮得到发展。集装箱船的兴起,带来了海洋货物运输的革命。今天,穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备,还可以选择最佳航线服务,以节省能源和航时,减少危险。 沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所,也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域,即腹地,该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务,港口要有配套的设施,如码头、装卸设备等,还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中,受内外因素的影响,港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如,某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转,对港口实行特殊政策,将港口辟为自由贸易区、自由港等,不需或很少缴纳费用。 荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后,鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河,改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能,发展了农、矿产品加工业和造船工业(图3.21鹿特丹港口的土地利用)。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后,西欧各国经济复兴,鹿特丹成为欧洲联盟的大门,港湾和航空设施得到完善,港口的中转机能更加突出。现在,鹿特丹是世界最大的港口之一,腹地覆盖了欧盟的半数国家。 围海造陆 沿海地区人地矛盾激化,使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆,目前,荷兰有 1/5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径,但是它需要经过充分的科学论证,特别是做好以水利工程为中心的配套建设。 在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地,通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接,这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市(图3.22日本神户人工岛)的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市,工程和费用巨大,需要以强大的国力作基础。 澳门人多地少,有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩,有的在落潮时能露出水面,澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来,澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍(表3.2澳门历年土地面积的变化和图3.23澳门历年填海范围)。 海洋环境保护 海洋环境问题包括两个方面:一是海洋污染,即污染物进入海洋,超过海洋的自净能力;二是海洋生态破坏,即在各种人为因素和自然因素的影响下,海洋生态环境遭到破坏。 (一)海洋污染 海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动,例如倾倒废物和港口工程建设等,也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋,污染海洋环境,危害海洋生物,甚至危及人类的健康。 工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源,它们集中在大型港口和工业城市附近。1953-1970年,日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件,就是因为工厂在生产有机产品过程中,排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后,逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒,并先后死亡。 核电站和工厂排出的冷却水,水温较高,流入河口或海中时,往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流,或者随土壤颗粒在河口附近淤积,最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故,引起石油渗漏和溢出,造成海洋污染。 (二)海洋生态破坏 除海洋污染外,人类的生产活动,例如工程建设和渔业生(围垦和滥捕等),以及自然环境的变化,例如全球变暖和海平面上升,都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞,导致海洋生物资源数量减少,质量降低,也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证,破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前,海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。 石油污染和监测防治 沿海工业生产和海运航线上的船舶,是石油污染的主要来源。因此,石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏,因为污染迹象明显,污染物集中,危害严重,因而倍受公众的关注,也是目前治理污染的重点。 为减少意外事故的发生,很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船,用来清除港口水面垃圾和污油。 海洋权益和《联合国海洋法公约》 20世纪60年代以来,出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展,成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势,国际社会经过20多年的努力,通过了《联合国海洋法公约》,并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生,使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如,长期争执不休的领海宽度问题得到了解决;国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。 根据《联合国海洋法公约》,全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外,其管辖海域面积可外延到200海里,作为该国的专属经济区,享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米,约相当于我国陆地面积的二分之一,因此,加强海洋综合管理显得日益重要。 《联合国海洋法公约》的诞生,为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是,因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求,还有许多不完善和不明确之处。因此,在实施过程中,必然会产生一些新的矛盾和问题。例如,在封闭和半封闭的海域,周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠,还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题,这些都有可能成为相邻国家关系紧张,甚至引发国际冲突的新的因素。因此,相邻国家间管辖海域划界和海洋权益,要求有关国家本着友好协商的精神,予以公平合理的解决。
2. 人类利用海洋资源的技术有
人类利用海洋资源的技术有:海洋勘探、海滨旅游、远洋运输、海洋生物的捕捞及海水养殖、温差发电、潮汐发电、波浪发电、海风发电。
人类利用海洋资源的方法有:鱼、藻类、贝类、等可以食用.利用海水研发新型药物、将海水净化为淡水并将海水中的盐、金等提炼出来。利用海洋研究物种进化、仿生学、探究地球进化和生命起源。
3. 人类开发利用海洋资源的例子
随着人口的增加和经济的发展,上海的土地面积不足以满足城市的需要。于是,在过去三十多年的时间里,上海上海向海洋要土地,填海造陆已达500多平方千米,而且还在不断扩大。填海造陆的土地一般用来建造港口,工厂或住宅,上海还用于建设公园,湿地和森林。例如,上海浦东机场,羊山深水港,横沙岛东滩,南汇新城等,南汇新城是最大的填海造陆工程。
这些
4. 人类利用海洋空间的方式有哪些
生命起源于海洋,人类繁衍于陆地.今天,面对陆地资源短缺的压力,人类又把目光转向海洋,提出了“重返海洋”、“21世纪是海洋世纪”的说法.人类重返海洋、开发海洋,主要是从五个方面进行的.
海洋生物资源开发
首先是发展海洋牧场.由于现代科学技术越来越多地应用到海洋渔业当中,使捕鱼率大大提高,但也导致天然渔业资源的衰退.因此,各海洋国家都非常注意开发海洋牧场,即用人工繁殖的苗种,在人为的舒适环境中经过中间培养,然后放到海洋中养殖,摄取海水中的天然饵料生物来生长发育,最后科学合理地进行捕捞.从而使海洋渔业由传统的捕捞垂钓型向养殖放牧型的现代化海洋牧场方向发展.
其次,生物工程技术为改善海产品的质量开辟了新途径.例如用重组DNA技术生产的生长激素使鱼的体重比对照的鱼增加了近一倍,而牡蛎、蛤、扇贝、贻贝和鲍鱼的产量则提高了25%.第三,海藻将成为未来“海洋食品农业”的重点之一.一公顷水面养殖海藻,加工后可提取20吨蛋白质,相当于40公顷耕地年产大豆的含量.海洋正发展为人类的“第二粮仓”.第四,向海洋要药.科学家们通过对多种海洋动物、植物和微生物进行研究,分离出数千种活性化合物,它们具有特异的化学结构,是陆生生物无法比拟的.其中许多化合物在抗癌、抗病毒、抗放射性、抗衰老、抗心血管病方面显示了特殊的功效.因此,向海洋索取新药、特药已成为全球竞相开发的热点.
海洋矿物资源开发
世界海洋矿产开发中最重要的组成部分是海洋油气的开采,其产值占海洋开发总产值的70%以上.到1995年,世界上已有50多个国家和地区从海洋开采石油,年产量占世界石油产量的30%左右;海上天然气产量已占天然气总产量的20%以上.海洋油气开发表现出高速、高效的明显特点.当前仅次于油气的海洋矿产资源是滨海沙矿.已开发利用的滨海沙矿主要有金刚石、金、铂、锡等金属、非金属、稀有和稀土矿物等数十种.海洋矿产资源中还有一潜在的宝库———大洋多金属结核,总储量达3万多亿吨,其中一些锰、镍、铜和钴等主要有用金属的含量是地壳中平均含量的300多倍,有可能成为21世纪这些金属的主要来源.目前各国正在集中力量研制深海潜水器、水下居住舱以及海底采矿装置.预计从2010年开始,海底多金属结核的商业性开采将逐渐规模性展开.对洋底天然气水合物(可燃冰)的开发利用也提上了日程.
海洋可再生能源的开发利用
据专家估计,世界海洋能的蕴藏总量高达750亿千瓦,包括潮汐能、温差能、盐差能、海流能和波能.由于这些能源具有可再生性、永恒性、无污染、分布广、数量大等优越性,许多国家都投入大量人力、物力、财力进行研究与开发.从目前水平看,海洋能之中潮汐能开发技术最成熟,已接近实用化并具有一定的商业竞争能力.不少国家已建成一定规模的潮汐能电站,如法国朗斯潮汐电站、俄罗斯基斯洛潮汐电站、我国的江夏潮汐电站等.波能技术也取得很大进展,日、美、英、加等国进行过国际合作波能发电实验,挪威曾建造500千瓦和350千瓦的波能电站,我国也已在导航灯标上推广使用小型波力发电装置.海洋温差发电、海流能和盐差能的研究与开发尚待进一步加强.
海水资源综合利用
目前已有70多个国家和地区进行海水淡化技术开发研究,其中科威特、沙特阿拉伯、美国、日本等都把淡化海水作为解决淡水不足的主要办法,特别是科威特的淡水几乎全由海水淡化供应.海水淡化除过去主要采用的蒸馏法以外,利用渗透膜和分离膜淡化以及太阳能蒸馏法亦显出美好的前景.
海水还是含有多种可开发利用的元素的液体矿床.其中溶解着近80种元素,陆地上的天然元素在海水中不仅几乎都存在,而且有17种元素是陆地上所稀少的.现代技术已能对海水中溶解的卤素以及镁、钾等资源提炼制备.预计在21世纪中对海水中大部分资源特别是海水提铀、锂、氚的研究将取得新的突破,从而为新能源开发提供燃料.
海洋空间资源开发利用
首先,传统的海洋运输业在现代科技条件下有了新的发展.在世界上各种方式的运输中,海上运输起着主导作用,海洋为此提供了无数条不用维修的“天然铁路”.不仅洲际间往来大多依赖于船舶,而且近岸海洋在运输上也功不可没.海上运输成本低、运量大,如今超级油轮的容量可达50万吨以上,当这种油轮以15海里/小时的速度在海上航行时,相当于1万节满载的火车皮同时在轨道上奔驰.
其次是开发海上的生产、生活空间.诸如海上人工岛、海上工厂、海上城市、海上走廊、海上牧场、海上机场、海上油库、海上公园等.科学家预测,至迟到21世纪末,人类将有十分之一的人口移居海洋城市.
第三是海洋中和海底空间的开发利用.如在海底铺设电缆、建设海中隧道、海底隧道、水下航行、海底输油管道以及海洋合理倾废场等.
这里要特别指出的是,在发展上述海洋开发技术的同时,必须注意发展海洋环境和海洋灾害监测技术,搞好海洋资源管理和海洋环境保护,使海洋开发利用走上可持续发展的轨道。
5. 人类怎样利用海洋资源
1.资源开发,海洋底部蕴藏着大量的矿产资源,比如黄金,可燃冰,以及一些稀有金属资源。随着人类海洋探测技术和开发技术的不断进步,这些资源有望北逐渐开发。
2.海上能源,现在正在大量修建的海上风电场就是一个重要方面。后续可能海上光伏电厂,潮汐能等也会发展。
3.养殖业,随着人类生活水平的不断提升,海上养殖快速扩张,限于有限的近海浅海,以后可能会有越来越多的远海上养殖。
4.海水淡化,人类居住总体上有向海边靠拢的趋势而且随着环境污染,饮用水源受到污染比较严重。而且一些中东国家本来就缺水,随着能源开发的越来越便宜,环保,以及海水淡化基地的不断进步,海水淡化产业有望在未来获得巨大发展。
6. 人类利用海洋资源的技术是什么
人类已经有开发的海洋资源有捕捞鱼类、海水淡化、海水养殖,航运等。
开发的海洋能源有:大陆架开采石油,天然气,可燃冰,潮汐能等。
7. 到目前为止,人类是怎样利用海洋资源的?
海洋生物资源
海洋中的生物资源极其丰富,地球动物的80%生活在海洋中。据统计海洋中生物有49门96个纲,共约20万种。海洋中鱼类约有近万种,大陆架是主要的渔业基地,占世界捕鱼量的80%以上;海洋中甲壳类动物共有25000多种;藻类共有10门约10000多种,人类可以食用的海藻有70多种,现在人们已经知道海洋中的230多种海藻含有各种维生素,240多种生物含有抗癌物质;软体动物也是海洋生物中种类最繁多的一个门类,其中许多种类具有重要的经济价值。随着人们对海洋研究的深入,海洋将为人类提供更多的食物及药物。
2.海洋石油、天然气资源
海洋中有丰富的油气资源。 最近,科学家们发现海洋深处有大量高压低温条件下形成的水合甲烷,也叫“可燃冰”是地球上蕴藏的石油、天然气总和的若干倍,是非常宝贵的能源。
3.国际海底区域的多金属结核资源
据各国专家调查分析,在海洋中除了海底表层有各种矿产资源外,在2000~6000m 深的海底区域蕴藏着丰富的锰、镍、钻、铜等金属结核资源,其资源总量大约有7万亿t。
4.海水资源
海洋是由巨量的水质组成的,全球海洋的总水量13.7亿m3。海水中深解有大量的盐类,据估计其总量可达500亿t。海水中区测定或估计出含量的有80余种元素。
5.海洋能源
海洋中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等自然能源
8. 人类将如何利用海洋能
没人请,自己搬小板凳过来的,人生处处是惊喜,有很多发明都是与海洋动物们学习的!
这类叫做仿生学。
一、鱼
聪明的人们,看着鱼和海豚的形体发明了船与潜艇。
二、水母
人类仿照水母耳朵的结构和功能,设计了风暴预测仪,能今早对风暴做出预报,为航海业的安全有着重大意义。
三、蓝藻
人们看着蓝藻的不完全光合器,设计了仿生光解水的装置,以此获得大量的氧气。
9. 人类利用海洋做了什么
海洋是人类赖以生存的地球系统中的重要一环。海洋渔业提供了世界20%以上动物蛋白质,全球30%的石油与50%的天然气产量也来自海洋,国际贸易运输量的90%在海上,加上海洋旅游等等产业,海洋资源利用的总产值在全世界达每年7万亿美元。海洋是资源的宝库。海洋中有很高的生物生产力,有丰富的生物资源,是人类蛋白质资源的“仓库”,目前只有少数被人类利用;海洋中蕴藏着丰富的矿产资源,1995年全球71个国家海上探明的石油天然气储量为768.7亿吨。除此之外,在2000~6000米水深的海底区域,蕴藏着多金属结核、热液矿床和钴结壳,其中,据初步调查,15%的深海区有锰结核资源,总储量约3万亿吨;在海洋的空间资源中,对滩涂的主要利用方式是人工造地和发展水产养殖业,对海湾的主要利用主要是建港口,对海洋水域利用得最多的是海洋运输业;海水化学资源也是十分丰富的,海水中溶解了大量矿物质,含量最大的10种依次为:氯化物、硫酸盐、碳酸氢盐、溴化物、硼酸盐、氟化物、钠、镁、钙、钾、锶等;海洋能资源的总蕴藏量十分巨大。据联合国教科文组织出版物估计,全球海洋能理论可再生的总功率为766亿千瓦,技术上允许利用的功率为64亿千瓦,这一数字是目前全球发电机总容量的两倍。