海洋開發技術

名稱: 海洋開發技術

主題詞或關鍵詞: 海洋科學

內容

按海洋開發的性質，它分為海洋生物資源、油氣資源、海底礦產資源、海洋能源、海水綜合利用和海洋環境保護等專項開發技術。如海洋生物技術促進了海水增養殖業的發展，把傳統的“狩獵”式漁業改造為新興的“栽培”式和“放牧”式漁業；深海採油技術不僅加速了海洋油氣業的發展，也加速了海洋服務業的發展，使海洋油氣業的產值達到占海洋開發總產值一半以上的水平。

海洋高科技這個概念大約是在70年代最先被人們提出來的。首先提出海洋高科技的是美國未來學家托史勒。在他那本暢銷全球的著作《第三次浪潮》里，是這樣描述新技術產業革命的，當人類迎接第三次浪潮技術革命時，海洋工程將和航天工程一道，成為新興的產業骨幹。這一觀點，很快被世界許多國家的政治家、經濟學家、科學家們所接受。進入80年代，一些發達國家便開始制定本國的科學技術發展戰略，把海洋開發技術列人國家未來的發展戰略規劃之中。日本提出，海洋開發技術、原子能技術、空間開發技術等三大科技，為未來日本優先發展的現代高新技術產業。在海洋開發技術領域裡，將深海勘探、水下作業、海水增養殖、深海採礦、海能源轉換、海洋漁產資源保護和信息收集系統、漁業捕撈技術，以及船舶技術現代化列為近期和中期海洋高技術的發展目標。海洋資源所具有的巨大潛力，為實現社會的可持續發展提供了物質基礎。

眾所周知，自然資源的狀況，是一個社會和民族走上可持續發展道路的物質前提和基本條件。從這個意義上講，可持續發展的社會和經濟運行，實質上主要是在圍繞可持續利用自然資源的基礎上進行的。海洋資源作為自然資源的重要組成部分，不僅與其它資源一起，在整個資源大系統中發揮著不可替代的作用，而且正在顯示出越來越重要的經濟、社會價值。因隨著許多陸地資源的日益減少，人類對海洋資源的依賴將日益增大。海洋中蘊藏著豐富的多種資源，如：生物資源、油氣資源、固體礦物資源、海水資源、海洋能源、海洋旅遊資源等，這些資源將為人類解決資源短缺提供巨大的物質支撐力。各種海洋資源在開發活動中所形成的不同的海洋產業，已成為沿海經濟的重要內容之一，有的甚至作為支柱產業帶動了區域經濟的發展。然而，應該看到，儘管人們對海洋開發投入極大的熱情，並已取得重大成就，但對海洋資源的開發利用程度卻不是很高，除了傳統的海洋生物資源外，其它資源的開發利用基本上處於初始階段或低級水平。

因此，海洋開發具有極大的發展前景。可以說，海洋是我們將來的依賴領域。通過有計劃、有方向的海洋開發活動，可逐步解決沿海地區社會、經濟發展中的重大制約問題，諸如：空間緊張、水資源短缺和食物數量與質量等問題。緩解沿海地區人口、資源、環境的矛盾，促進其社會與經濟的可持續發展。

多層次複合性特點

其次，海洋資源的多層次複合性特點，要求其開發過程中必須系統規劃、綜合利用。海洋資源具有空間複合程度高的顯著特點，許多資源在同一海區共存，既有生物資源，也有非生物資源，有和溶存或生活在海水中，有和儲藏在海底或海底之下，也有的是通過水體運動而發生等。不少海域，海底是油氣田，水體是漁場，水面是船舶航行的航道。海洋資源的這種多層次複合性、多功能性特點，決定了海洋的每一部分都擁有多種價值、多種功能，由此使海洋資源開發往往出現多行業的立體化開發，以及對同一海區某種資源的爭相開發。這種狀況要求任何海區資源的開發利用都必須建立在對區域基礎功能和價值的客觀了解與分析基礎之上，即對該區全部的可利用資源（包括物質的和空間與環境的）進行科學評價。要在最充分地發揮海區自然優勢功能的基礎上，盡量地考慮到社會需要與可能的各方面因素，樹立統籌兼顧、綜合平衡的觀念，力求使海域的客觀價值得到最佳的使用。同時，海洋資源的這種空間性特點，也使海洋開發必須系統配套。因海洋資源開發受海洋自然環境條件的制約，如海底油氣資源開發，其原理和方法與陸地石油工作，並不存在根本性的區別。但一層海水使得海洋石油勘探、開發比陸地複雜得多：海上風浪、海水運動、中高緯度冬季海冰活動、海底地質地貌動態、以及工作場地等都給勘探與開發帶來一系列的困難和問題，因此，在海洋資源開發過程中，只有全面安排各有關方面的工作，才能確保開發的正常進行、功效提高和人命與財產的安全。

流動性特點

第三，海洋資源的流動性特點，使其在開發過程中更易產生聯帶影響。海洋資源的最突出特點在於它具有流動性，即海水是流動的，海洋中的許多資源也是流動的。這一點決定了海洋資源開發與陸地資源開發的一個明顯差別，即某一陸地地域的資源開發一般不會給不相連的陸地資源帶來直接的影響。而海洋資源的開發和利用則不然，連續統一的海洋，通過流動的海水可把不同區域開發利用活動聯繫起來，即某一區域海洋資源的開發利用，不僅影響本區域內的自然生態環境和經濟效益，而且必然影響到鄰近海域甚至更大範圍內的生態環境和經濟效益，當然，這種影響可能是正面的，也可能是負面的。一旦因人類的不合理開發破壞了某種海洋資源的生存狀況，那將對其它海洋資源的生存產生直接或間接的影響，並在可能危及海岸帶資源、環境和經濟的發展。海洋資源之間的這種聯帶作用，使海洋資源開發暗含著極大的風險性，稍有不慎，可影響全局和長遠，破壞整體生態環境。因此，對海洋資源的可持續利用便顯得尤為重要。

第四，海洋資源開發利用中存在的問題，促使人們走向可持續之路。面對海洋中所蘊涵的豐富資源，在人們認識到海洋資源對區域經濟的巨大拉動和支撐作用后，各沿每國家、地區以及受利益驅動的不同群體紛紛加入海洋開發的行列。由於海洋綜合管理機制尚未建立起來，海洋開發技術落後，加之一些部門的急功近利，導致對海洋資源的嚴重破壞。表現在：海洋資源開發利用不合理，開發利用水平低、不充分，造成資源與環境的破壞和嚴重浪費；近海漁業資源捕撈過度使海洋生物資源、海洋生態系統遭到不同程度破壞；入海污染物總量逐年增加，致使某些海域環境污染加劇，等等影響可持續開發利用的環境和資源問題越來越突出。因此，海洋資源開發和利用中必須吸收人類在陸地開發中的經驗和教訓，盡最大可能防患於未然，不要重蹈覆轍。

可持續發展觀的核心內容是社會經濟的發展不僅要考慮當代人的需要，而且要顧及子孫後代的發展需要，即要保證人類社會具有長遠的、持續發展能力。在發展中實現人口、資源、環境的協調統一。海洋資源在整個自然資源系統及社會發展中所具有的重要作用，決定了在其開發和利用過程中必須實現可持續性。所謂海洋資源的可持續開發利用是指在海洋經濟快速發展的同時，應該做到科學合理地開發利用海洋資源，不斷提高海洋資源的開發利用水平及能力，力求形成一個科學合理的海洋資源開發體系；通過加強海洋環境保護、改善海洋生態環境，來維護海洋資源系統的良性循環，實現海洋資源與海洋經濟、海洋環境的協調發展，并力爭交給下一代一個良好的海洋資源環境。

具體說，海洋資源的可持續利用包含以下三方面特徵：

可持續發展的基本含義就是保證人類社會具有長遠的持續發展能力。由此出發，海洋資源可待續開發利用所堅持的基本點就是：一是必須滿足當代人的需求，儘可能使海洋資源得到最充分合理的利用，以為人類社會的發展提供更多的物質、精神支持；二是在滿足當代人需求的同時不能犧牲、損害後代人的利益，要保證海洋資源具有持續發展的能力。由於在一定時期內，資源總是有限的，當代人只能利用一定限額的資源，以此來保證海洋資源有一個最小的安全存量，使再生資源能得到及時恢復，或使不可再生資源儘可能具有可持續性。如果當代人的發展以犧牲後代的利益為代價，這種竭澤而漁、顧此失彼的做法，必將使人類為此付出慘重的代價。

海洋資源開發利用涉及許多行業，協調發展是客觀要求，如石油、交通、水產、旅遊、鹽業等各行業要協調發展，各得其所；陸地海上應協調與合作，共同保護海洋生態環境；海洋開發與海洋資源和環境的承載能力協調一致，以保持海洋的可持續利用。同時還要注意到鄰近區域所有開發的內容及其彼此之間可能發生的影響，力求每一類開發活動所產生的負面影響減少到最低限度。例如海岸帶開發，因為在海岸地區，擁有豐富的礦產、生物、土地、動力、港口、旅遊和環境資源，可供發展海水養殖、圍墾、交通航運、採礦和發電等工農業生產，還可發展旅遊事業等。所以，在海岸帶實施開發時，決不可僅從本單位利益出發安排利用項目，必須綜合論證，以決定取捨。對海洋資源的可持續利用，就要充分考慮到各種資源、各部門之間的相互關係，在保證整體利益的前提下，實現各種資源的協調發展，各部門的有機配合。為此，需要有高度的統籌協調，統一的規劃，需要國家的綜合管理。海洋資源開發程度越高，這種協調功能越要加強，最終應形成綜合管理體制。

公平性是一個涉及哲學、經濟、倫理等多領域的範疇，具有多方面含義。從可持續意義上講，公平性包括代內公平和代際公平。代內公平是指一代人之間對資源的合理配置，包括個人之間、集體之間、區域間、國家間的公平；代際公平則是指兩代人之間的資源分配，代際公平要求當代人的發展不應以犧牲後代人的利益為代價。海洋資源的可持續開發利用就是要盡最大可能，保證既在同代人之間又能夠在當代人和後代人之間實現海洋資源的合理配置。應該說，保證代際公平是海洋資源可持續利用中的最大困難。因當代人在決定利用海洋資源時，並不知道後代人對海洋資源的實際消費需求，當代人實際上是把自己對後代人的消費需求預測強加給後代人，按當代人的看法對後代人的需求狀況進行推斷。雖然當代人對後代人的需求狀況預測可能有部分正確判斷，但相鄰兩代人的需求肯定有差異，要對以後幾代人的需求狀況做出準確的估價，幾乎是不可能的。因此，對海洋資源的可持續開發和利用實際上是一個不斷進行調整而逐步趨向合理的過程。

為體現海洋資源開發的可持續性，在實現對海洋資源合理有效開發的同時，改善海洋生態系統的質量，海洋資源的可持續利用應達到以下目標：

在保證海洋資源可持續利用的基礎上，強化開發深度和廣度，提高開發的科技含量，爭取海洋經濟增加值的最大化，提高資源利用效率。

‚保持海洋生物資源的理性化捕獲，使之與海洋生物自生產能力衝突最小化，保持生態系統有較強的恢復能力，保持海洋不可再生資源的有計劃開採。

ƒ保護海洋資源最優化發揮其功能，在規劃和發展過程中為旅遊和娛樂留下發展空間。開發中應從長計議，科學規劃微觀領域的功能，對其各功能進行優劣分析和機會成本分析，確定其最優化功能，同時兼顧其它功能的開發。對暫時或短時間內不能開發的功能，應確保其開發空間，杜絕無意識破壞行為。

„海陸一體化開發，海洋資源與陸地資源的開發利用是相互促進的，要根據海陸一體化的戰略，統籌沿海陸地區域和海洋區域的國土開發規劃，堅持區域經濟協調發展的方針，逐步形成不同類型的海岸帶國土開發區。

…開發與保護協調一致。開發與保護是相輔相成的，只有節制開發慾望，採取”欲取之，必先予之”的策略，才能保證資源系統的良性循環和持續開發利用。為此必須控制海洋污染。其目標包括研究開發和推廣清潔技術，大力提倡綠色產品生產，限制某些特定的污水污物，限制排污總量、實施排污許可證制度等，以使海洋環境持久地發揮其各項功能。

†保護人類平等享有海洋資源的權益。海洋為全人類億共同擁有，對於海洋共同財產的開發不能無償使用。要通過資產化管理的方式，對海洋資源的捕獲成果收取適當的資源稅並通過轉移支付實現全社會的平等享有權利。

‡建立海洋綜合管理體系，制定引導性的統一的海洋開發政策，逐步完善海洋開發和管理的協調工作，建立沿海各級政府的目標責任制，實現對海洋資源的法制化、資產化管理。

總之，海洋資源的可持續利用，目的在於建設良性循環的海洋生態系統，形成科學合理的海洋開發體系，促進海洋經濟持續發展。

海洋資源的可持續開發利用，是一個系統工程，需要藉助各種力量、依靠各相關前提條件的共同作用。從海洋資源開發的內外部保障、支撐體系來看，在當前，中國要實現海洋資源的可持續開發利用，必須從以下幾方面加以保障：

第一，加強海洋科技研究，利用科技進步促進海洋可持續開發利用。

海洋內涵的豐富資源，可以為人類發展提供巨大的物質支撐，幫助人類解決陸地資源短缺所帶來的各種困境。海洋作為不同於陸地的特殊自然體，其自身環境的複雜性、災害的多樣性，造成開發的艱難性，由此使海洋資源的供給相對不足，大量的海洋資源無法得到充分利用。要解決這個矛盾，關鍵要依靠海洋高新技術。沒有一定的裝備技術條件，海洋資源的開發活動將無法進行。因海洋開發是一項技術高度密集的行業，現代海洋工作廣泛地採用了現代科技的重要成就，它對最新技術的使用程度，其多、其廣、其高是其他行業很少能夠與之比擬的。因此，海洋資源的可持續開發利用，在很大程度上主要是依賴於科學技術特別是海洋高科技的支撐。海洋科技主要包括海洋探測高技術、海洋油氣礦產資源勘探開發高技術、海洋生物技術、海洋清潔生產技術等，其應用的重點將致力于海洋資源開發技術發展及其產業化、海洋資源可持續開發與保護、海洋資源開發中的服務保障技術等領域的研究。具體體現為：

加強與海洋資源右持續利用有關的管理科學和應用基礎科學的研究，如資源再生過程、海水養殖容量、海洋資源承載能力、海岸帶陸海相互作用、綜合管理的理論方法和機制等研究，利用先進的科學技術手段，對海洋資源的可持續利用水平做出科學評價和預測，為確保開發利用海洋的行動和政策提供科學依據。

‚依靠先進的科學，提高海洋資源勘查精度，探索新的、可開發利用的海洋生物、礦產、能源、水及空間等資源，以增強海洋資源轉化為現實存量的可能性，提高海洋資源的供給能力，為世代利用海洋和從海洋持續獲取利益提供資源儲備。

ƒ提高海洋開發技術水平，在研究開發海水利用技術、海洋生物技術、深海礦產資源開採技術、海洋空間開發利用技術的基礎上，逐步形成海洋開發技術研究、實驗、推廣應用和向現實生產力轉化的機制，推動海洋高新技術產品、產業和產業群快速增長，提高海洋資源利用效率和附加值，節省資源，促進海洋產業可持續發展。

„利用先進的技術裝備發展有利於海洋活動安全、有效和清潔生產的海洋服務業，實現海洋觀測、監測、預報和信息傳輸的現代化，為海洋開發、減災防災、保護海洋環境等提供有效服務。

第二，完善海洋資源可持續利用的政策支撐體系。

實現海洋資源的可持續利用，需要有完善的市場經濟體製為制度前提。但是，由於環境和資源帶來的外部性問題，以及海洋資源開發所具有的特殊性，使得政府在海洋資源開發中起著重要作用。政府一方面通過相關政策支持海洋資源開發，另一方面對開發中的各類矛盾進行協調。當然，政府的作用並不是計劃經濟條件下的指令性安排，而是依法為海洋資源開發利用提供良好的市場環境，目的在於促使海洋資源開發的順利、合理地進行。為保證海洋資源的可持續開發利用，政府所採取的政策主要有：

產業政策。通過制定相關產業政策，嚴格限制資源浪費大、污染嚴重和破壞生態平衡的產業，在扶持有利於海洋資源可持續利用的產業發展的同時，加快處理好破壞浪費資源的產業的退出和轉產。

‚投資政策。制定合理的投資政策，優化投資結構，對生態環境投資給予支持，保證生態環境投資與生產建設投資按比例協調發展。並通過籌措海洋產業風險基金，支持海洋高新技術的發展。

ƒ技術政策。更新傳統技術和開發新一代支持可持續利用海洋資源的新技術，大力開發和推廣使用可節約資源、減少廢物排放的海洋清潔生產技術和工藝。

„財政稅收政策。對超出國家規定標準的排污，根據規定收取排污費，還要進一步研究徵收環境稅，以此來促使開發者採用清潔生產技術。

…資金信貸政策。建立國家海洋環境與資源保護基金，資助防治海洋環境污染和保護海洋資源的項目，這一類項目也應得到國家政策性銀行的信貸支持；鼓勵國家、地方和企業擴大利用外資來解決海洋資源與環境保護方面的問題。

†資產化管理。對海洋資源實行有償開發利用、有償使用制度，將海洋資源開發利用權推向市場，並將收益用於資源的補償，使海洋資源在開發利用的同時得到保護。

第三，海洋資源可持續開發利用的法制保障。

海洋立法是沿海國管理海上活動，包括海洋資源開發利用和環境保護等活動的基本措施。在維護國家海洋權益、管理和保護海洋資源環境方面起著極其重要的作用。根據經濟發展和對外開放的需要，中國已先後制定了一些涉海的專項（或單行）法規，但從總體上看，目前中國海洋法律制度不健全，尚未形成比較完整的海洋法規體系，有的法規是陸上法規向海洋的延伸，缺乏對海洋因有特性的考慮；有些行業法亦多從本部門發展著眼，缺少對其他行業的兼顧，特別是對海洋整體利益的考慮。因此，應當建立、健全以海洋基本法和綜合管理法為主體的、行業法和地方法相互配套的海洋法規體系。從保障海洋資源可持續利用的角度講，當前應做好以下幾項工作：

抓緊組織修訂和起草對海洋污染防治和海洋資源保護方面的綜合性法規，以便為其它專門性法規立法提供依據，在此基礎上要制定地方性海洋環境與資源法規。

‚儘快制定出台針對海洋開發中出現的新問題的法規。例如，長期以來，我國一直實行”濃度標準”，即企業向海洋排放污水必須低於國家規定的濃度。但世界上許多國家已不再採用這個標準，轉而採用”總量控制”。一些企業正是利用了”濃度標準”的空子，將污水用海水大量稀釋，低於國家標準后再排放入海。這樣做，對海洋整體而言，接納的污染物總量並未改變。因此，應實行”濃度標準”與”總量控制”相結合的排污標準，並在有關法規中得以體現。

ƒ在制定有關法規時要體現對環境與資源的保護。為此，一是要在有關綜合性經濟法規中體現可持續發展戰略的思想；二是在有關產業法中，設立獨立的環境與資源保護篇章；三是要在刑法中明確危害環境和資源的刑事責任。

„加強沿海及海上執法隊伍建設，建立和健全海洋執法監督機制，提高全民對海洋法制的認識和遵守法規的自覺性，切實保障海洋資源的可持續開發利

基本簡介

海洋開發，需要獲取大範圍、精確的海洋環境數據，需要進行海底勘探、取樣、水下施工等。要完成上述任務，需要一系列的海洋開發支撐技術，包括深海探測、深潛、海洋遙感、海洋導航等。

海水淡化技術

向海洋要淡水已成定勢。淡水資源奇缺的中東地區，數十年前就把海水淡化作為獲取淡水資源的有效途徑。美國正在積極建造海水淡化廠，以滿足人們目前與將來對淡水的需求。全世界共有近8000座海水淡化廠，每天生產的淡水超過60億米最近，俄羅斯海洋學家探測查明，世界各大洋底部也擁有極為豐富的淡水資源，其蘊藏量約佔海水總量的20%。這為人類解決淡水危機展示了光明的前景。

深海探測與深潛技術

深海是指深度超過6000米的海域。世界上深度超過6000米的海溝有30多處，其中的20多處位於太平洋洋底，馬里亞納海溝的深度達11000米，是迄今為止發現的最深的海域。深海探測，對於深海生態的研究和利用、深海礦物的開採以及深海地質結構的研究，均具有非常重要的意義。

美國是世界上最早進行深海研究和開發的國家，“阿爾文”號深潛器曾在水下4000米處發現了海洋生物群落，“傑遜”號機器人潛入到了6000米深處。1960年，美國的“迪里雅斯特”號潛水器首次潛入世界大洋中最深的海溝――馬里亞納海溝，最大潛水深度為10916米。

1997年，中國利用自製的無纜水下深潛機器人，進行深潛6000米深度的科學試驗並取得成功，這標誌著中國的深海開發已步入正軌。

大洋鑽探技術

在漫長的地球歷史中，滄海桑田、大陸漂移、板塊運動、火山爆發、地震等都是地殼運動的表現形式。洋底是地殼最薄的部位，且有硅鋁缺失現象，沒有花崗岩那樣堅硬的岩層。因此，洋底地殼是人類將認識的觸角伸向地幔的最佳通道，“大洋鑽探”是研究地球系統演化的最佳途徑。

為了得到整個洋殼6000米的剖面結構，從而獲取地殼、地幔之間物質交換的第一手資料，美國自然科學基金會從1966年開始籌備“深海鑽探”計劃，即“大洋鑽探”的前身。1968年8月， “格羅瑪·挑戰者”號深海鑽探船，第一次駛進墨西哥灣，開始了長達15年的深海鑽探，該船所收集的達百萬卷的資料已成為地球科學的寶庫，其研究成果證實了海底擴張，建立了“板塊學說”，為地球科學帶來了一場革命。

1985年1月，美、英、法、德等國拉開了“大洋鑽探”的序幕。“大洋鑽探”計劃主要從兩方面展開研究：一是研究地殼與地幔的成分、結構和動態；二是研究地球環境，即水圈、冰圈、氣圈和生物圈的演化。

海洋遙感技術

海洋遙感技術，主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。

海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術，可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測，以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。

海洋遙感技術是海洋環境監測的重要手段。衛星遙感技術的突飛猛進，為人類提供了從空間觀測大範圍海洋現象的可能性。目前，美國、日本、俄羅斯等國已發射了10多顆專用海洋衛星，為海洋遙感技術提供了堅實的支撐平台。

中國的海洋遙感技術始於70年代，開始是藉助國外氣象衛星和陸地衛星的資料，開展空間海洋的應用研究，解決中國海洋開發、科學研究等實際問題。同時，中國積極研究發展本國的衛星遙感技術。1990年9月，中國發射“風雲－1乙”衛星，該衛星上有兩個波段為專用的海洋窗口，用于海洋遙感探測。

海洋導航技術

海洋導航技術，主要包括無線電導航定位、慣性導航、衛星導航、水聲定位和綜合導航等。

無線電導航定位系統，包括近程高精度定位系統和中遠程導航定位系統。最早的無線電導航定位系統是20世紀初發明的無線電測向系統。20世紀40年代起，人們研製了一系列雙曲線無線電導航系統，如美國的“羅蘭”和“歐米加”，英國的“台卡”等。

衛星導航系統是發展潛力最大的導航系統。1964年，美國推出了世界上第一個衛星導航系統――海軍衛星導航系統，又稱子午儀衛星導航系統。目前，該系統已成為使用最為廣泛的船舶導航系統。

中國的海洋導航定位技術起步較晚。1984年，中國從美國引進一套標準“羅蘭－C”台鏈，在南海建設了一套遠程無線電導航系統，即“長河二號”台鏈，填補了中國中遠程無線電導航領域的空白。在衛星導航方面，中國注重發展陸地、海洋衛星導航定位，已成為世界上衛星定位點最多的國家之一。