金翔龍 中國工程院院士。海底科學(xué)(海洋地質(zhì)—地球物理學(xué))專家。1957-1985年在中國科學(xué)院海洋研究所工作，1985年至今在國家海洋局第二海洋研究所工作。我國海底科學(xué)的奠基人之一。長期致力于我國邊緣海的海底勘查與研究，開辟學(xué)科的新方向和研究的新領(lǐng)域，推動(dòng)我國淺海海底油氣勘探的起步，并率先開展我國渤、黃、東海的地球物理探測，對中國海的構(gòu)造格局、地殼性質(zhì)與演化，以及邊緣海的演化模式等提出過重要論述。主持研究的大陸架及鄰近海域勘查攻關(guān)項(xiàng)目對維護(hù)海洋權(quán)益有重要貢獻(xiàn)。在大洋海底勘探開發(fā)方面，代表我國在聯(lián)合國爭得東太平洋理想礦區(qū)，并主持與負(fù)責(zé)國家海洋局承擔(dān)的《大洋多金屬結(jié)核資源勘探開發(fā)》重大專項(xiàng)。
21世紀(jì)是海洋開發(fā)的新世紀(jì)，是發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的新時(shí)代。海洋占地球面積的三分之二，然而人類的開發(fā)活動(dòng)至今卻主要局限在占地球面積三分之一的陸地上。人類必須面向海洋擴(kuò)大生存空間，海洋可為人類提供生存物質(zhì)和發(fā)展空間。海洋是人類維持生存繁衍和社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要基地，開發(fā)海洋、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)是整個(gè)人類生存和社會發(fā)展極為現(xiàn)實(shí)的必由之路，是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的戰(zhàn)略行動(dòng)。當(dāng)前世界上對海洋開發(fā)高度重視，各種國際組織強(qiáng)烈呼吁各國要重視海洋生存空間。世界各國都把未來發(fā)展的希望寄托在海洋上，越來越多的國家把合理有序地開發(fā)利用海洋資源和能源，保護(hù)海洋環(huán)境作為求生存、求發(fā)展的基本國策。經(jīng)過各國科學(xué)家的不斷努力，人類已極大地增長了對海洋的認(rèn)識，目前全球一個(gè)開發(fā)利用和保護(hù)海洋、攻克海洋高新開發(fā)技術(shù)的世紀(jì)之潮已經(jīng)興起，海洋經(jīng)濟(jì)已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點(diǎn)，成為我們這個(gè)時(shí)代的特征。
人類要開發(fā)利用海洋、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，必須要正確認(rèn)識和理解海洋，首先應(yīng)該具有一個(gè)完整的海洋概念。海洋不單單是海水，它有三個(gè)重要的組成部分，即巖石圈、水圈和生物圈。巖石圈就是海底，水圈就是海水本體，生物圈就是生活在海洋里的各種生物。海洋是生命的搖籃、氣候的調(diào)節(jié)器和資源的寶庫。生命的搖籃——地球上的物質(zhì)從無機(jī)發(fā)展到有機(jī)，然后出現(xiàn)第一個(gè)生命分子，開始了生命的起源。剛出現(xiàn)的這個(gè)生命體抵抗力非常弱，太陽的紫外線很容易把它殺傷，它只能生活在海洋里，海水是一層厚厚的保護(hù)被子，幫助它抵抗紫外線的殺傷力。初級生命體在海里逐漸生長、演化，最后成為大型的、具有抵抗力的生物，然后從海里擴(kuò)展到陸上，不斷演化，最后演化成人類。如果沒有海洋也就沒有我們?nèi)祟悾院Ｑ笫巧膿u籃。氣候的調(diào)節(jié)器——海洋面積是地球的2/3，比陸地大，海洋和大氣之間的交換非常頻繁，海洋向大氣輸送著水氣和熱量等，影響了全球的氣候，所以海洋是氣候的調(diào)節(jié)器。資源的寶庫——海洋蘊(yùn)藏著大量的資源，包括豐富的水資源、海底礦產(chǎn)資源、能資源、空間資源和各種各樣的生物資源等等，所以海洋是資源的寶庫。近十多年來，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)地球上存在著兩個(gè)大洋。一個(gè)是傳統(tǒng)性的，人們所熟悉的藍(lán)色大洋，它充滿著海水，平均水深近4×10‘m；另一個(gè)是在海底之下新發(fā)現(xiàn)的黑色大洋，它流動(dòng)著復(fù)雜成分的高溫流體，其活動(dòng)延伸到海底之下約7×10‘m的深度處，比藍(lán)色大洋的深度還要大。兩個(gè)大洋的初級生產(chǎn)力和食物鏈結(jié)構(gòu)是不一樣的，藍(lán)色大洋初級生產(chǎn)力的載體是浮游植物，黑色大洋初級生產(chǎn)力的載體是熱液古菌。新發(fā)現(xiàn)的黑色大洋為人類開發(fā)海洋提供了新的機(jī)遇、擴(kuò)大了海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前景。
海洋資源與海洋產(chǎn)業(yè)
人類的生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是人類生存與社會可持續(xù)發(fā)展的根本保證，各類資源是生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)。海洋可以為人類提供豐富的資源，包括海洋生物資源、海水資源、海洋空間資源、海底礦產(chǎn)資源(濱海砂礦、大洋多金屬結(jié)核、鈷結(jié)殼和熱液硫化物等)、能資源(石油、天然氣、天然氣水合物和海底熱能等)，以及深海生物基因資源等。在開發(fā)利用各類海洋資源的基礎(chǔ)上形成了各具特色的海洋產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
一、海洋初級生產(chǎn)力與海洋生物資源
海洋是人類生存必需的蛋白質(zhì)“倉庫”，它有很高的生物生產(chǎn)力和豐富的生物資源。藍(lán)色大洋的初級生產(chǎn)力載體(浮游植物)吸收陽光的能量，利用光合作用將水和CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)的碳水化合物；黑色大洋的初級生產(chǎn)力載體(熱液古菌)利用化學(xué)合成作用分解海底熱液噴口流出的H2S或烴類(如CH4)等熱液，獲得能量，還原CO2，將無機(jī)碳等轉(zhuǎn)化為有機(jī)的碳水化合物。
海洋生物資源系指海洋中具有生命的物質(zhì)，它包括海洋動(dòng)物、植物和微生物三類，是人類獲取蛋白質(zhì)的重要資源。海洋生物資源按其活動(dòng)方式可分為底棲生物、浮游生物和游泳生物三類。世界海洋生物約有20萬種以上(海洋植物約2萬種，海洋動(dòng)物約18萬種)。海洋初級生產(chǎn)力6000億噸／年，人類可利用的魚類、蝦類、貝類、藻類等約6億噸／年，可為人類提供22％的食用蛋白質(zhì)。我國海洋生物約有2萬多種(海洋魚類3000多種)。已開發(fā)漁場面積81萬km2，淺海和灘涂面積約1333萬hm2(可養(yǎng)面積260萬hm2)。
海洋植物以海藻為主，占99％以上，而海藻中又以單細(xì)胞浮游藻類居多，它們也是海洋生物初級生產(chǎn)力的主要生產(chǎn)者，但目前單細(xì)胞藻類尚不能直接被人類所利用。人類能夠利用的海洋植物僅是一些較大型的藻類，如褐藻、紅藻、綠藻等門類中的少數(shù)種類。在4500種固著生長的海藻中約有70多種可被人類食用，有50種左右數(shù)量較大的種類，已被人類廣泛利用，如海帶、裙帶、巨藻、鹿角菜、石花菜、紫菜、石莼等。這些被利用的種類多分布在大陸沿岸的淺海水域。海洋中可利用的固著性海藻年生產(chǎn)能力約為1×108-2×108t。
海洋動(dòng)物的種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于海洋植物，是人類直接食用動(dòng)物性蛋白質(zhì)的重要來源。海洋動(dòng)物的蛋白質(zhì)含量一般為10％—60％，比陸生溫血?jiǎng)游锏暮扛?。海洋面積大，其動(dòng)物生產(chǎn)量比陸地約高5-10倍，世界上約有90％的動(dòng)物性蛋白質(zhì)存在于海洋中。海洋只要每年生產(chǎn)4×108t可供人類利用的動(dòng)物性蛋白質(zhì)。就可滿足人類生存所需要的動(dòng)物性蛋白質(zhì)。現(xiàn)在人類主要利用游泳動(dòng)物和底棲動(dòng)物，即魚類、蝦蟹類、貝類、海獸等，其中海洋魚類是人類利用海洋生物資源的主體，而浮游動(dòng)物只有少數(shù)個(gè)體較大的種類可供人類利用。
深海極端條件下，海底熱液噴口和冷泉處生存著深海的大型生物、微生物和病毒，海底之下繁衍著大量的微生物(古菌與細(xì)菌)，組成整個(gè)極端生態(tài)系統(tǒng)和深部生物圈，具有豐富的深海生物基因資源。極端生態(tài)系的生物基因?qū)θ祟惖奈磥硎种匾?，它可制成特種藥物和特種用途的人工菌，具有獨(dú)特與廣闊的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于醫(yī)藥、工具酶、工業(yè)用酶、生物冶金、生物修復(fù)等領(lǐng)域的新產(chǎn)品開發(fā)，為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的資源與技術(shù)保障。國際上深?；蛸Y源制品的市場潛力很大，目前每年約達(dá)30億美元，產(chǎn)品已進(jìn)入市場開始盈利，聯(lián)合國海底管理局已將深海生物基因資源納入管理議事日程。
二、海水資源
海水覆蓋地球表面三分之二，是地球水圈的最主要的組成部分，海洋之外的水只是地球總水量的1.2％左右。海水是一種重要的資源，海水中有豐富的淡水資源，海水又溶解有大量的礦物物質(zhì)，是海洋中巨大的“礦物資源載荷體”。人們主要從兩個(gè)方面來利用海水，一是淡化海水，制造人類所必需的淡水資源，另一是濃縮海水，提取各種必需的礦物資源。
1、淡水
地球淡水資源的極度匱缺，已嚴(yán)重威脅到人類未來的生存發(fā)展，淡水資源將成為下一個(gè)人類爭奪的焦點(diǎn)。地球上的咸水占總水量的97.47％，人類生存必不可缺的淡水只有2.53％。海水是地球上咸水的主體，淡水在海水中約占97％以上，是地球上最為巨大和最易獲得的淡水資源，飲用淡水將是海洋中最有價(jià)值的資源。據(jù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化過程，海水淡化方法可分為蒸餾法、結(jié)晶法和膜法等。(1)蒸餾法是古老的傳統(tǒng)方法。海水蒸餾必須要有蒸發(fā)和冷凝兩個(gè)生產(chǎn)過程，蒸發(fā)使水份成為氣態(tài)，與海水中的溶解鹽分離；冷凝則將氣態(tài)水份轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)淡水。我國蒸餾法的新技術(shù)是在低壓、低溫下實(shí)現(xiàn)的。(2)結(jié)晶法實(shí)質(zhì)上是冷凍法，海水結(jié)冰使水與溶解鹽分離。(3)膜法是當(dāng)前使用最廣泛的方法，以用膜構(gòu)成的分離器來完成海水的轉(zhuǎn)化。海水脫鹽淡化的膜法主要有兩種，電滲析法和反滲透法。電滲析法是使相當(dāng)于電解質(zhì)溶液的海水在直流電場的作用下，讓水中離子有選擇地通過陰或陽離子交換膜，導(dǎo)致某種離子在膜的一側(cè)濃縮，使海水中的水與溶解鹽分離，達(dá)到海水淡化的目的，同時(shí)還可濃縮鹽水制鹽，發(fā)展海水綜合利用。反滲透法耗能低、操作簡便、產(chǎn)水量大，是目前優(yōu)選的淡化技術(shù)，它以半滲透膜分離兩種不同鹽度的液體，通常低鹽度液體會透過膜向高鹽度液體擴(kuò)散，反滲透操作則將對高鹽度海水加壓，當(dāng)壓力超過滲透壓時(shí)淡水便會通過該膜從海水一側(cè)逆向滲透到淡水一側(cè)來，達(dá)到脫鹽制淡的目的。
海水生產(chǎn)淡水不是可行性問題，而是經(jīng)濟(jì)問題，目前海水生產(chǎn)淡水的成本價(jià)格已可低于存儲水的價(jià)格。到二十世紀(jì)八十年代，世界上已有二千多個(gè)咸水淡化廠投入生產(chǎn)，其中海水占淡化廠的供水量約75.7％，世界海水淡化市場以每年10％的速度在擴(kuò)大。現(xiàn)在國際上的海水淡化處理成本已經(jīng)降到每噸0.6美元(約合5元人民幣)。我國海水淡化膜法(如：反滲透法)處理成本已達(dá)到每噸淡水4—6元人民幣；最近蒸餾法又獲一大技術(shù)突破，每噸淡水耗電量約2.4度，成本5元左右。
2、海水鹽類
海水的平均鹽度為35‰，溶解有80多種元素。全球海水中的固體礦物物質(zhì)(5×1016t)，鋪在地上可使地面增高150m。其中，食鹽4億億噸，鉀580萬億噸，碘800億噸，溴95萬億噸，金500萬噸，鈾45億噸。海水中鉀鹽的資源量是陸地資源量的37倍之多。當(dāng)前人類主要從海水中提取食鹽(氯化鈉)、溴、碘、鉀、鎂、鈾與重水等。綜合利用海水，提取各類海水鹽類，發(fā)展海洋化工產(chǎn)業(yè)，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高附加值，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
食鹽(氯化鈉)一直是一種很重要的礦物，海鹽不僅是人類生存不可缺的礦物物質(zhì)，也是重要的基礎(chǔ)化工原料。海洋是世界上氯化鈉或食鹽的最大儲備庫，氯化鈉占海水溶解鹽類的71％，約4×1016t。世界上約有90多個(gè)沿海國家生產(chǎn)海鹽，年產(chǎn)量約4000×104t，主要采用鹽田法生產(chǎn)。
溴、碘、鉀是海水可提供的重要元素。海洋中溴的總量約95×1012t，海水提溴有三溴苯胺法、吹出法、電解法和吸著法等，吹出法較為成熟。碘在海水中的總量約800×108t，碘的提取方法有離子交換法、吹出法、銅法、吸出法等，前三種方法已工業(yè)化，以海藻和海洋鹵水為原料。鉀資源在海水中最多，約580×1012t，海水提鉀主要使用蒸發(fā)法、化學(xué)沉淀法和離子交換法等，鉀或鉀鹽大多是鹵水中提取。
鎂在每立方公里海水約有1.3×106t，海水提的鎂約占世界鎂年產(chǎn)量的18％，金屬鎂生產(chǎn)有電解法和電熱法兩種方法，主要原料是海水或海水與鹵水相混的水?？傻玫椒墙饘冁V(鎂的化合物)和金屬鎂，其副產(chǎn)品是鹽、溴、石膏和鉀化合物。
鈾和重水是重要的核工業(yè)原料，重水是當(dāng)前核分裂反應(yīng)堆中的減速劑、冷卻劑和傳熱介質(zhì)，并含有核聚變的重要原料。許多國家高度關(guān)注這類資源的供給，都在執(zhí)行海水提取鈾和重水的計(jì)劃。海洋可提供總量近4.5×109t的鈾，海水中約有200×1016t重水(海洋中氘的量為46×1012t)。將形式從海水中分離鈾化合物的方法有溶劑萃取法、起泡分離法、生物富集法、吸著法和沉降法等，重水的大規(guī)模生產(chǎn)方法有蒸餾法、化學(xué)交換法、電解法和吸附法等。
三、海洋空間空間
海洋空間資源就是地球上的“藍(lán)色土地”，是人類擴(kuò)大生存空間的巨大財(cái)富。海洋空間是海洋資源中被人們利用最廣泛，然而卻往往視而不見的重要資源。海洋空間資源主要用于海洋交通運(yùn)輸、港口建設(shè)、臨港工業(yè)、物資儲運(yùn)、灘涂開發(fā)、沿岸與近海的開發(fā)利用、海底通訊與輸運(yùn)、旅游與休閑等方面。我國擁有海岸線長度32000km(深水岸線400多km，中級以上泊位港址160多處，港口分布度22‰)，大陸架面積1300000k平方米，專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)200-300k平方米，并擁有共享國際海底的權(quán)利。
利用海洋水域空間最多的是海洋運(yùn)輸業(yè)，海洋承擔(dān)著全世界70％的貨運(yùn)量。國際貿(mào)易促進(jìn)著海洋運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，而海洋運(yùn)輸又是推動(dòng)當(dāng)前世界海洋經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的一個(gè)重要因素。海洋港灣空間利用最主要的是建設(shè)港口碼頭(海運(yùn)終端和陸海物流網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn))、臨港工業(yè)基地、海底倉儲、經(jīng)濟(jì)物資儲存加工與物流中心等，可建成集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸中心、油氣倉儲基地、礦石物流中心、煤炭配送物流基地、糧油綜合加工物流基地、化工品物流基地等等。海底空間可鋪設(shè)管道(石油一天然氣輸送管道)、纜線(動(dòng)力輸電纜、通訊電纜、數(shù)字通訊光纜)和構(gòu)建水下建筑物(鉆采平臺、人工魚礁)。海洋空間還有其它的重要用途，可用來建造海上橋梁通道、海上城市和機(jī)場，以及發(fā)展海洋旅游、休閑與娛樂活動(dòng)等。依托深水岸線和航道可建設(shè)發(fā)電廠、火電廠(煤炭火力發(fā)電、油氣發(fā)電)與核電廠。
灘涂與近岸淺海都屬于“藍(lán)色土地資源”，對人類的生存繁衍極為重要，人們最近提出“人口承載力”，以定量表征其價(jià)值。灘涂空間的利用主要是人工造地和發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。陸地土地資源貧乏的國家都很重視海灣造地和灘涂利用，堵灣圍墾或是筑堤圍灘，中國已是世界上第一圍墾大國。灘涂和近岸淺水海域是發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的良好場所，近年來提出了“海洋農(nóng)牧化”概念。在灘涂和近岸海域從“農(nóng)”，養(yǎng)殖水產(chǎn)；在淺海水域從“牧”放養(yǎng)經(jīng)濟(jì)漁類。
四、能資源
海洋中蘊(yùn)藏著豐富的能資源，維持著人類的生存需求和社會發(fā)展。
1、海底石油與天然氣
石油與天然氣是人類當(dāng)前主要的能資源，當(dāng)前世界的糾紛、沖突和戰(zhàn)爭，大都與油氣資源利益的爭奪有關(guān)。海底油氣資源約占世界油氣總資源量的45％，主要分布在大陸邊緣(大陸架、部分大陸坡，甚至坡腳處的陸隆)，它對當(dāng)前世界海洋經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展至關(guān)重要。據(jù)上世紀(jì)八十年代的初步估計(jì)，世界石油可采資源量大約3000 x 10t，其中海底石油可采資源量1350x 10t(1350億噸)；世界天然氣總量為255 x 10一280 x10m3，其中海洋天然氣為140x 10m3(140萬億立方米)。近年來，海底石油和天然氣勘探正向深水區(qū)發(fā)展，據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)，2000年可在1000m水深海域開發(fā)油氣資源，2020年開發(fā)水深可達(dá)1600m左右，未來海底石油、天然氣的資源量肯定會超過前述估測數(shù)字。我國海域油氣資源相當(dāng)豐富，共發(fā)現(xiàn)16個(gè)中新生代沉積盆地，總面積約130 x 104k平方米，其中近海陸架沉積盆地9個(gè)(面積90 x104k平方米)，深海沉積盆地7個(gè)(面積約40X104k平方米)。
2、天然氣水合物
天然氣水合物是21世紀(jì)的新型能源。天然氣水合物乃是一種白色的冰狀固體礦，外形像固體酒精，有極強(qiáng)的燃燒力。水合物由水分子和燃?xì)夥肿?，主要是甲烷分子組成，有人稱它為甲烷水合物，也有稱之為可燃冰。這種固體水合物只保存在一定的溫度和壓力條件下，要求溫度低于0℃—10℃，壓力高于10MPa（兆帕)。海洋里天然氣水合物的資源量是陸地上的100多倍，世界上絕大部分的天然氣水合物都埋藏在深海的沉積物中，它要求水深大于300m至500m，賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態(tài)。據(jù)最保守的估計(jì)，全世界海底天然氣水合物中貯存的總量約為18000x10m3，約合IIx10t。全球水合物的含碳總量大約是地球上全部化石燃料(煤、石油、天然氣)含碳總量的兩倍，它是人類未來動(dòng)力能源的希望。
3、海底熱能
地球內(nèi)部釋放的熱能約為42億千瓦(每秒可釋放熱能量42億千焦耳)。海洋釋放的地?zé)崮苷既蚩偭康?1％(陸地僅占19％)，巨大的海洋地?zé)崮苁顷懙氐乃谋丁Ｈ祟惱煤Ｑ蟮責(zé)崮艿募夹g(shù)尚待開發(fā)。
4、海洋再生能資源
海洋再生能廣泛存在于海洋中，蘊(yùn)藏量巨大。聯(lián)合國估計(jì)全球海洋再生能的理論總功率達(dá)766x10kW，技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的功率約64x10kW，是目前世界總發(fā)電容量的兩倍。海洋再生能是海水運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能，包括潮汐能、潮流能、海流能、波浪能。海水溫差和鹽差能等。海洋再生能中以溫差能和鹽差能最大(約100x10kW)，波浪能和潮汐能居中(約10x10kW)，海流能最小(1x10kW左右)。初步估算，我國海洋再生能的總資源量約4.31x10kW。
五、海底礦產(chǎn)資塬
地球上的地殼主要有大陸型和大洋型兩種地殼類型,海底礦產(chǎn)資源的種類、形成和分布取決于地殼的結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)造格局。淺海與大陸同屬大陸型地殼，成礦規(guī)律有許多共同之處；深海和大洋為大洋型地殼，其構(gòu)造環(huán)境和地質(zhì)條件與陸地不同，成礦條件也有所不同。
1、淺海礦產(chǎn)資源
淺海海底的礦產(chǎn)資源是指大陸架和部分大陸斜坡處的礦產(chǎn)資源，在海水動(dòng)力作用的加工下可形成一些獨(dú)特的外生礦床，淺海礦產(chǎn)資源主要是各類濱海砂礦等。濱海砂礦是指在濱海水動(dòng)力的分選作用下富集而成的有用砂礦，該類砂礦床規(guī)模大、品位高、埋藏淺，沉積疏松、易采易選。濱海砂礦主要包括建筑砂礫、工業(yè)用砂和礦物砂礦。
建筑砂、礫集料和工業(yè)用砂是當(dāng)今取自近海最多和最重要的砂礦。隨著陸上建筑集料和工業(yè)砂資源的開采殆盡，品質(zhì)優(yōu)于陸上的海洋建筑集料與工業(yè)砂原料勢必變得更為重要。工業(yè)砂據(jù)其質(zhì)地而用于不同的方面，如：鑄造用砂和玻璃用砂等。建筑砂一一海濱砂和砂礫是重要的建筑材料，是目前開采量最為大宗的海砂，它們是巖石碎屑經(jīng)海洋分選堆積而成的。工業(yè)砂——質(zhì)量較好的海砂稱為工業(yè)砂，可用來翻砂鑄造成型材料，較純的砂(以石英為主)是制造玻璃的重要原料，更純的石英砂則是制作硅片的材料。
砂礦是可成礦的海砂，海濱砂礦種類很多，一般有錫石、鈦鐵礦、鉻鐵礦、磁鐵礦、金紅石、鋯英石、獨(dú)居石、石英砂，以及砂金、自然鉑和金剛石等等。全球80％的金剛石(鉆石)、90％的獨(dú)居石、75％的鋯石、90％的金紅石、75％的錫石都蘊(yùn)藏在海濱砂礦中。我國濱海砂礦資源儲量約31億噸，主要是鈦鐵礦、鋯石、獨(dú)居石、石英砂等。
2、深海礦產(chǎn)資源
深海蘊(yùn)藏的海底礦產(chǎn)資源是支持人類生存的又一類重要資源。深海占海洋面積的92.4％和地球面積的65.4％,但開發(fā)得很不夠，甚至幾乎還未得到真正的開發(fā)。擴(kuò)大人類生存空間和儲備人類生存資源的重要途徑之一就是向深海擴(kuò)大活動(dòng)。深海礦產(chǎn)資源的礦區(qū)基本位于國際海域(Area)的海底，它的開發(fā)活動(dòng)必須要得到聯(lián)合國海底管理局的同意和批準(zhǔn)才可。深海礦產(chǎn)資源主要有大洋多金屬結(jié)核礦、鐵錳結(jié)殼礦和海底熱液礦等。
大洋多金屬結(jié)核礦是一種結(jié)核狀的鐵錳礦，又稱為大洋錳結(jié)核，含有工業(yè)所需要的銅、鈷、鎳、錳、鐵等金屬。它分布在世界大洋4000m至6000m水深洋底的沉積物上。世界大洋多金屬結(jié)核礦的資源量約2x10t—3x10t，僅太平洋就有1.7x 10t?，F(xiàn)在世界上已有七個(gè)國家或集團(tuán)獲得聯(lián)合國的批準(zhǔn)，擁有合法的大洋多金屬結(jié)核礦開辟區(qū)(Pioneer Area)，中國是聯(lián)合國批準(zhǔn)的世界上第五個(gè)先驅(qū)投資者，在東太平洋擁有合法的開辟區(qū)。
富鈷結(jié)殼礦是一種與大洋多金屬結(jié)核礦相似的鐵錳礦，但它不呈結(jié)核狀，而是以板狀結(jié)殼覆蓋在洋底海山的基巖上,除鐵、錳以外，還含有鈷、鎳、銅、鋅和鉑等金屬，其鈷的含量較多(可達(dá)0.5-2％)，富鈷結(jié)殼礦開發(fā)的首選目標(biāo)就是提取金屬鈷。鈷結(jié)殼礦基本分布在大洋500m至3500m水深的海山頂部或斜坡處。我國南海中沙海域發(fā)現(xiàn)有富鈷的鐵錳結(jié)殼礦，其中含有較豐富的稀土金屬。
海底熱液礦最早發(fā)現(xiàn)于紅海約2000m水深的海底洼地中，含有鐵、銅、鉛、鋅和銀等多種金屬，有的稱它為熱鹵礦或多金屬軟泥等。隨后的研究發(fā)現(xiàn)海底熱液礦廣泛分布在洋中脊和弧后盆地中，這類礦多為金屬硫化物，往往又稱為多金屬硫化礦或塊狀硫化物。據(jù)噴出的熱液顏色，有白煙囪和黑煙囪之分，熱液的溫度很高，噴口附近生存著耐高溫和耐硫化物的生物群，具有生物學(xué)和地球生命起源研究的意義。
海洋環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展
地球環(huán)境是人類和一切生命賴以生存主空間和人類社會可持續(xù)發(fā)展的必要條件。海洋占地球表面的三分之二，海洋環(huán)境是全球環(huán)境最為重要的組成部分和調(diào)節(jié)器。海洋環(huán)境的任何變化都牽動(dòng)著人類共同關(guān)心的、脆弱的“地球村”，海洋環(huán)境保護(hù)的意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出海洋本身，它具有全球性，直接關(guān)系著人類和人類社會的存亡。人類的可持續(xù)發(fā)展必須建立在自然資源和環(huán)境可持續(xù)利用的和諧基礎(chǔ)上，保證海洋的可持續(xù)利用是人類開發(fā)海洋的原則。合理開發(fā)海洋資源與保護(hù)海洋環(huán)境是維護(hù)人類生存和保持海洋經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，是全人類共同義務(wù)與責(zé)任。
一、海洋變動(dòng)將對地球的氣候與環(huán)境產(chǎn)生全球性影響
地球氣候是人類和一切生命生存的重要條件。海洋占地球表面積三分之二，儲存著大量的熱量、水、CO，等，海氣相互作用可對地球氣候產(chǎn)生巨大的影響，海洋調(diào)節(jié)著全球的氣溫、降雨量等。海洋變動(dòng)有時(shí)也會造成自然災(zāi)害，如產(chǎn)生厄爾尼諾--拉尼娜等氣候異?，F(xiàn)象。
二、海洋環(huán)境污染對人類生存構(gòu)成威脅
海洋是人類生命支持系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，人類的生存發(fā)展需要健康的海洋。海洋污染影響著海洋的生態(tài)系統(tǒng)，最終威脅到人類的生存。各類污染物(工業(yè)廢水與廢渣、生活污水、船舶排污、海底油氣泄漏，以及傾廢和疏浚物排放等)進(jìn)入海洋，在海洋中遷移、轉(zhuǎn)化，一直埋入到海底沉積物。污染海洋、破壞海洋自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的主要污源是陸源污染物，其中主要(90％)是石油烴、重金屬、營養(yǎng)鹽和有機(jī)物等。當(dāng)前我國海洋環(huán)境污染形勢比較嚴(yán)峻，近海污染范圍不斷擴(kuò)大，海域的環(huán)境質(zhì)量逐年下降。上海和浙江的近岸海域水質(zhì)污染，富營養(yǎng)化程度高居全國第二，中度富營養(yǎng)化和嚴(yán)重富營養(yǎng)化海域面積過半，已無一類海水，屬赤潮高發(fā)海域。
三、海洋生物資源的合理開發(fā)與永續(xù)利用可保障人類生存
建立合理的海洋生物資源開發(fā)體系和良性循環(huán)的海洋生態(tài)系統(tǒng)，是海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大問題，是保障人類生存的重要條件。海洋資源的不合理開發(fā)將對海洋環(huán)境和生態(tài)系產(chǎn)生嚴(yán)重影響。海洋生物資源的過渡開發(fā)可造成漁業(yè)資源的破壞和海洋生態(tài)系統(tǒng)的惡化，如：漁業(yè)捕撈過渡造成漁獲量急劇下降，亂采濫伐致使海洋珍稀物種瀕臨絕滅，嚴(yán)重影響海洋資源的可持續(xù)利用和海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
海洋生物資源最為重要的是漁業(yè)資源，而漁業(yè)資源中的魚類資源又是最重要的。由于過度捕采，使得生物多樣性減少、漁業(yè)資源結(jié)構(gòu)惡化?？釢O濫捕導(dǎo)致近海重要漁業(yè)資源嚴(yán)重衰退，影響海洋漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，多數(shù)傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)種類已形不成漁汛，漁獲物中優(yōu)質(zhì)魚類比例下降，漁獲物中優(yōu)質(zhì)魚類以細(xì)小的幼魚為主，造成百億元以上的年經(jīng)濟(jì)損失。
四、海洋資源開發(fā)和海洋工程影響海洋生態(tài)系統(tǒng)
人類的海洋開發(fā)工程，一方面支持著人類的生存和擴(kuò)大著人類的生存空間，另一方面又給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來了重大的影響?！堵?lián)合國生物多樣性公約》和聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會通過的《21世紀(jì)議程》提出合理開發(fā)資源、保護(hù)生物多樣性。海洋生物多樣性包括海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和遺傳基因多樣性。海洋生態(tài)系統(tǒng)乃是地球生物圈極為重要的組成部分，它的興衰與變動(dòng)關(guān)系著整個(gè)地球系統(tǒng)的變化，最終影響到我們這個(gè)星球上人類的生存。公約和議程還要求建立海洋保護(hù)區(qū)，保護(hù)灘涂濕地、港灣和易受淡水影響的生態(tài)系，如：紅樹林、珊瑚礁和河口等。過度圍墾和不科學(xué)的開發(fā)將導(dǎo)致灘涂濕地消失，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候和培育幼蝦仔魚的能力將遭到破壞。濫采紅樹林—珊瑚礁將破壞海岸帶的生態(tài)環(huán)境，島礁消失、海岸后退、生物群落改觀、風(fēng)暴潮肆虐、海岸椰林與建筑遭毀，直接威脅到沿岸居民的生活與居住等。
海洋資源開發(fā)，特別是海底(礦產(chǎn))資源開發(fā)和海洋工程嚴(yán)重地影響著海洋生態(tài)環(huán)境，人們在海洋開發(fā)中對海洋生態(tài)系的作用與價(jià)值認(rèn)識不足，缺乏應(yīng)有的科學(xué)、慎重和節(jié)制態(tài)度，致使海洋生態(tài)遭到破壞，引起嚴(yán)重的后果。不合理的大量開采海砂將破壞海岸環(huán)境，造成海水入侵、海岸侵蝕與后退等后果，嚴(yán)重影響其它海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。不科學(xué)開采天然氣水合物將造成水合物分解釋氣，增加大氣中的甲烷氣含量，當(dāng)前溫室氣體甲烷以每年0.9％的速率進(jìn)入大氣，它的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍，從而加劇全球氣候的變暖效應(yīng)，使海平面上升；水合物釋氣會誘發(fā)海底滑坡、崩塌和渾濁流，破壞海底各種工程設(shè)施，造成災(zāi)難。在開發(fā)海洋資源的過程中，應(yīng)該充分注意它對人類生存環(huán)境可能帶來的危害，科學(xué)、全面地進(jìn)行策劃，防范于未然，最大限度地造福于人類。
二十一世紀(jì)是人類開發(fā)海洋的新時(shí)代，拓展海洋生存空間和開發(fā)利用海洋資源對于保障我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康的發(fā)展，以及中華民族的偉大復(fù)興都具有重要的戰(zhàn)略意義。我國應(yīng)該積極開發(fā)海洋、利用海洋，維護(hù)國家海洋權(quán)益，促進(jìn)我國海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
作者：金翔龍 國家海洋局海底科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
來源：科學(xué)中國人
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