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  • 高中海洋地理人教版

    《高中海洋地理人教版》是人民教育出版社出版的一本海洋地理学科普书籍,适用于高中生。分海洋概述、海岸与海底地形、海洋水体、海气作用、海洋开发、人类与海洋协调发展六章。

    编辑摘要

    目录

    第一章海洋概述

    第一节 地球上的海与洋

    一.海与洋的区别

    地球上的陆地被海洋分隔和包围,形成大陆和岛屿。海洋却是连续的、相通的,它们之间的物质和能量可以充分地进行交流,从而形成统一的世界大洋。

    海洋是海和洋的总称。洋是海洋的中心部分,也是海洋的主体;海是海洋的边缘附属部分。洋远离大陆,深度大、面积广、受大陆影响小,具有稳定的理化性质和潮汐系统,以及强大的洋流系统。海则靠近大陆,深度浅、面积小,兼受洋、陆影响,具有不稳定的理化性质,潮汐现象明显,没有独立海流系统。

    二.四大洋

    全球有太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋四大洋。太平洋轮廓近于椭圆形,南北窄,中间宽;东部海岸平直陡峭,西部海岸较曲折,岛屿多,是全球岛屿最多的大洋;平均水温19.1℃。大西洋轮廓略呈“S”状,东西窄,南北延伸;北大西洋海岸线曲折,多海湾、岛屿,南大西洋海岸线平直,海湾、岛屿较少;平均水温16.9℃。印度洋北部封闭,南部开敞;北部因被较多半岛和岛屿穿插分隔,岸线曲折,形成许多边缘海、内海和海峡,南部岸线平直; 平均水温17.0℃。北冰洋海岸线曲折,岛屿众多;它在四大洋中,面积最小,深度也最浅。

    三.海、海峡、海湾

    海位于大洋的边缘,按照它所处的位置可分为边缘海、内陆海和陆间海。海峡指连通海洋与海洋的狭窄天然水道,如直布罗陀海峡等。海湾是洋或海延伸进大陆,且深度逐渐减小的水域,如比斯开湾。

    海靠近大陆,是联系周围陆地和沿海国家的海上通道,有着重要的经济和战略意义。例如,波罗的海为周围众多国家的经济交往带来了海运之便,同时也为沿岸各国提供了出海通道;地中海、红海沟通大西洋和印度洋,联系亚洲、非洲和欧洲,战略地位十分重要;海峡则是海上交通运输的咽喉之地,许多海峡被人们称为“海上生命线”。

    第二节 人类对海洋的探索与认识

    一.人类认识海洋的历程

    人类对海洋的认识经历了漫长的历程。不同的阶段,人类对海洋的认识也是不断发展变化的。

    15世纪以前,人类对于海洋与陆地关系的认识占主导地位的是“天圆地方”,认为地的四周是海洋,海洋的边缘是深渊。早起能够接触海洋的人,主要是居住在沿海地区的居民。他们利用海洋的活动主要是采拾贝类和捕鱼、海水制盐、沿海航行等。靠海吃海和就近航海的实践,是人类形成了海洋有“鱼盐之利和舟楫之便”的认识。

    1405~1433年,中国著名航海家郑和先后七次下西洋,创世界远洋航海之壮举。随着远洋航海的技术与理论逐渐成熟,自15世纪末开始,世界迎来了大航海时代。发现了新大陆,开辟了新航线,进行了环球航行,扩大了世界市场,开始了近代殖民掠夺,推动了欧洲资本主义的发展。各大洲国家和地区之间因海洋阻挡而相互隔绝的状况被逐渐打破,人们也逐渐认识到海洋是世界交通的重要通道。

    第一次世界大战以后,人类深化了对海洋的利用。战争时期,海洋成为屯兵、作战的重要场所;战后海洋又成为食品基地、油气开发基地、旅游娱乐基地和仓储等空间利用基地。随着海洋的利用价值越来越大,海洋成为世界列强争夺的重要阵地。人们由此认识到海洋是人类生存与发展的重要空间。

    当今社会面临资源短缺、环境恶化、生态失调等一系列问题,实现可持续发展已成为人类谋求的最优先目标。这也促使人类对海洋的认识有了质的飞跃。海洋是地球环境的调解器,是人类生命支持系统的重要组成部分,也是可持续发展的宝贵财富。

    时至今日,可以说海洋的价值认为被充分认识。研究、开发和利用海洋的实践还在不断发展,人类对海洋价值的认识也会继续深化。

    二.人类对海洋的科学探索

    海洋探险时代,人们对海洋的认识仅局限在于航海探险相关的海面气象要素、洋流等方面。航海家们从已知陆地出发,跨越广阔的海洋,去探索未知的世界。在此过程中,人们认识了世界海陆分布,了解地球表面整体面貌,。最终人们发现,地球上面积最大、人类所知甚少的恰恰是海洋。

    经过几个世纪前仆后继地进取、探索,人类对海洋积累了丰富的知识。随着科学技术的发展,许多关于海洋的科学发现对人类认识地球、认识自然作出了独特的贡献。

    1872~1876年,人类进行了一次大规模的环球中和海洋考察,奠定了海洋科学的基础。

    20世纪50年代以来,随着深海钻探技术的发展与海底钻探计划的实施,人们对海底地形有了全面、系统的认识,由此诞生了海底扩张说和板块构造学说,是人们对地球又有了新的认识。

    20世纪80年代以来,通过大洋观测计划,人们认识到全球气候异常与厄尔尼诺现象的关系,揭示了海洋与大气间的相互作用过程

    进入21世纪,科学界正在全面开展海洋环境与全球环境变化关系的研究。

    目前,人类对海洋的认识进入了一个崭新的时代,海洋已成为21世纪科学研究的热点领域。各国科学家全面、系统地对海洋展开了前所未有的研究,海洋科学成果层出不穷。

    海洋记载着人类的过去,海洋预示着人类的未来,21世纪是“海洋的世纪”。

    第二章海岸与海底地形

    第一节 海岸

    一.海岸线和海岸带

    海洋与陆地的分界线称为海岸线。实际上,海面由于潮汐作用等因素而涨落不定,因此海岸线的位置也随之迁移。通常人们把海平面升到最高处时与陆地的交线,叫做海岸线。

    海岸带是海洋和陆地相互交接、相互作用的地带,其范围由潮间带向海陆两侧扩展到一定的宽度。潮间带是海岸带的主体,每天受潮汐涨落影响,是海陆相互转换的地带。海岸带还是地球上水圈、岩石圈、大气圈和生物圈相互作用最频繁、最活跃的地带,兼有海、陆两种不同属性的独特的环境特性。

    海岸的发育过程受多种因素的影响。海浪、潮汐、洋流、流水以及生物不断地塑造并改变着海岸地形。

    二.不同类型的海岸

    海岸的类型多种多样,主要包括基岩海岸、砂质海岸、淤泥质海岸、生物海岸等。

    (一)基岩海岸

    基岩海岸由坚硬的岩石组成,又称岩岸。他是陆地山脉或丘陵延伸入海的边缘,地势险峻,坡陡水深。海岸分布着向海突出的海岬和深入陆地的海湾,岬湾相间,绵延不断,海岸线十分曲折。

    基岩海岸独特的岬湾地形,加之沿岸有众多的岛屿,常在海湾一带形成海阔水深、利于避风浪的天然良港。基岩海岸在海浪侵蚀和岩石崩塌作用下,形成了千姿百态的海蚀地貌,是进行旅游开发的重要资源。

    (二)砂质海岸

    砂质海岸通常为堆积性海岸,主要由砾石和沙子组成,往往形成沙堤、沙坝、沙丘等地貌。堆积物颗粒通长较粗,经海水冲刷和搬运,形成向海洋缓缓倾斜的沙滩。海滩多宽阔平坦,常形成天然的优质海滨浴场。

    (三)淤泥质海岸

    淤泥海岸主要分布在河口或平原地区。由于平原和流流速较缓,只能携带颗粒较细的物质,故海岸物质的组成以淤泥为主。海岸带宽度大,坡度小,海岸线平直,大多数淤泥质海岸土质肥沃,适宜开展滩涂养殖,但是缺乏建造海港与浴场的条件。

    (四)生物海岸

    生物海岸主要包括红树林海岸、珊瑚礁海岸等。

    红树林海岸是红树林植物与泥沼相结合的海岸,分布在热带及亚热带较低纬度的海岸低洼地带。红树林海岸具有很强的抵御风浪侵蚀的能力,又是鸟类及潮间带动物的栖息地,物种丰富。因此,红树林海岸在生物多样性保护、湿地保护和海洋防灾减灾中具有重要作用。

    珊瑚礁海岸是生物堆积作用而形成的一种特殊海岸。珊瑚礁是由珊瑚虫的遗骸和分泌物堆积而成。珊瑚虫生长在温暖、清洁、光线充足的热带浅海环境中,多依托岩石生长,因此,热带基岩海岸边缘常发育珊瑚礁海岸。珊瑚礁对保护海岸、抵抗海浪侵蚀起到良好作用。

    第二节 海底地形的分布

    一.海底地形分布规律

    海底地形的分布具有明显的规律性。从大陆边缘到大洋中心,海底地形分成大陆架、大陆坡、洋盆和洋中脊等主要类型。

    (一)大陆架和大陆坡

    大陆架组成物质与陆地相同,是大陆向海洋的自然延伸,一般坡度较缓,水深在200米以内。其宽度从低潮线起向海洋方向延伸在坡度显著增大的地方为止。大陆架接受来自大陆的河流沉积物和营养盐,阳光可透射至海底,海洋生物繁盛。世界大陆架总面积约为2700多万平方千米,平均宽度约为75千米,占海地总面积的8%。

    (二)岛弧和海沟

    岛弧和海沟分布在大陆边缘于洋盆的过渡地带。岛弧是指在大陆和洋盆之间呈弧形分布的群岛,也称“岛链”或“弧形列岛”。岛弧分布在大陆坡的前缘,以太平洋西部海域最为典型。

    岛弧的外缘常常伴生着狭长而深凹的海沟。海沟是海洋中最深的地方,一般是大陆坡与洋盆的分界线。在西太平洋岛弧的东侧外缘,分布着海沟,其中马里亚纳海沟是地球上最深的地方,最深处超过11000米。

    岛弧和海沟是地球上构造运动活跃的地带。多火山、地震。

    (三)洋盆和洋中脊

    洋盆又称“深海平原”,构成了大样地的主体,面积占整个海洋底部面积的一半。洋盆水深在4000~6000米,地壳活动相对稳定,地形较为平坦,但其内部还分布着一些海底火山、海底丘陵及海底山脉。

    洋中脊是地球上最长的海底山系,常分布在大洋中心部位。洋中脊在太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋都有分布,并且相互连通,全长超过80000千米。太平洋中脊位于大洋偏东位置。大西洋中脊贯穿大洋中部,与两岸大致平行分布。印度洋中脊犹如“入”字分布在大洋中部 。洋中脊中轴为裂谷,裂谷两侧群峰对峙,内壁陡峻,蔚为壮观。

    第三节 海底地形的形成

    一.洋壳的形成与海底地形

    海底扩张说认为,大洋底部地壳不断生成—扩张—消亡的过程,是地幔中物质对流的结果。洋中脊是洋壳在地幔物质对流上升的托顶作用下形成的。洋中脊也是洋壳的诞生处。地幔物质从中脊的顶部裂谷带涌出,冷却凝结形成新的洋壳。新洋壳不断生长,随着地幔物质的对流向两侧推开,海底不断扩张形成洋盆。

    二.洋壳的消亡与海底地形

    板块构造学说认为,地球岩石圈是由板块构成。大陆板块与大洋板块在交接处碰撞,大洋板块因密度比较大,位置较低,向大陆板块下俯冲至地幔,洋壳在高温作用下熔为岩浆。板块的俯冲带动洋底下倾、陷落,形成了地球表面最低洼的地方——海沟。大陆板块受挤上拱,隆起形成岛弧或海岸山脉。板块构造学说对于海沟、岛弧等海底地形成因的解释,是目前最令人信服的。

    第三章海洋水体

    第一节 海水的温度和盐度

    一.海水的温度

    海水的温度取决于海水热量的收入与支出状况。海水热量的收入,主要是来自太阳辐射的热量。海水热量的支出,主要是海水蒸发所消耗的热量。

    世界海洋每年热量的收入和支出基本上是平衡的。受太阳辐射的影响,海洋表层水温的高低随时间和空间而变化。一般来说,同一海区的水温夏季高些,冬季低些;不同海区的水温,低纬度高些,高纬度低些。此外,洋流、海陆分布等因素也影响海水的温度。例如,暖流流经的海区,水温偏高;寒流流经的海区,水温偏低。

    由于太阳辐射首先到达海水表面,因而海水的温度随深度增加而递减。但1000米以下的深层海水,海水温度随水深变化不大,经常保持着低温状态。

    由于海水的比热容大于陆地,因此海水温度变化比陆地小得多。这就使得海洋上空的气温变化比较和缓,从而对大气温度起着调节作用。

    二.海水的盐度

    海水中含有许多盐类物质。海水的盐类物质主要是氯化钠和氯化镁,因此海水的味道既咸又苦。人们通常用盐度来表示海水中溶解的盐类物质的多少。世界大洋的平均盐度是3.5%。

    全球海洋表层盐度的分布规律是:从南、北半球的副热带海区,分别向两侧的高纬度和低纬度递减。世界上盐度最高的海区在红海,盐度超过4%;盐度最低的海区在波罗的海,盐度低于1%。海水盐度的高低主要取决于蒸发量和降水量的对比。蒸发使海水浓缩,降水使海水稀释。降水量比蒸发量大的海区,盐度小,反之盐度大。此外,在有河流注入的海区,海水盐度一般较低。在暖流流经的海区盐度较高,寒流流经的海区盐度较低。在近岸地区,盐度则主要受河川径流、海区形状等的影响。

    第二节 海水的运动

    一.波浪

    波浪是海洋表层水体最常见、最普遍的运动形式。人们通常用波峰、波谷、波高、波长等要素来描述波浪。

    最常见的波浪是有风力作用产生的。风吹拂海面,引起海水的波动形成风浪。风浪传到无风的海区,或风停息以后的余波,称为涌浪。我们平常在海边所见到的波浪,是风浪或涌浪传至浅水区时,受到海底摩擦作用,海浪的能量很快衰减,出现破碎和卷倒,形成的近岸浪或拍岸浪。此外,地震、火山爆发或水下塌陷也能引起海水的波动。波浪作用于海岸,成为塑造海岸地貌的主要动力。波浪也是一种重要的海洋能资源。波浪造成的颠簸对海上作战、船只航行、海洋工程、渔业作业等都有影响。

    二.潮汐

    潮汐是指海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象。古人将白天的海水涨落称为潮,夜晚的海水涨落称为汐,合称潮汐。

    虽然月球质量比太阳小,但它距地球近,因而海洋潮汐主要是由月球引潮力引起的。在地月系统中,地球上的海水受到两个力的作用:一是月球对地球的引力,二是地球绕地月公共质心旋转时产生的惯性离心力。这两个力的合力就是月球引潮力。

    根据涨落程度的不同可将潮汐分成小潮、大潮。在天体运动过程中,当月球、地球和太阳形成直角时,月球和太阳的引潮力相互抵消了一部分,海面的涨落差距就小,形成小潮。当太阳、月球和地球大致处在一条直线上时,月球引潮力和太阳的引潮力叠加在一起,形成大潮。

    河口地区受河口形状、河床摩擦效应及上游下泄径流的影响,会形成独特的河口潮汐。河口潮汐按潮差大小分为三类:强潮河口,如钱塘江口;中等强度潮汐河口,如长江口;弱潮河口,如珠江口。

    潮汐的涨落守时守信。潮汐运动直接或间接地影响着人们在海边的生活和生产。

    三.洋流

    海洋表层的海水,常年稳定地沿着一定方向作大规模的流动,叫做洋流,又叫海流。洋流具有非常大的规模,例如墨西哥湾暖流的流量相当于陆地径流总量的20多倍。

    洋流形成的原因是多方面的。首先,大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海水随风漂流,并且使上层海水带动下层海水流动,形成规模很大的洋流,叫做风海流。例如,南、北半球盛行西风和信风所形成的洋流。

    其次,由于各个海域的海水温度、盐度不同,导致海水密度分布不均,引起海水的流动,叫做密度流。

    第三,由风力和密度差异所形成的洋流,使流出海区的海水减少,而由相邻海区的海水来补充,这样形成的洋流,叫做补偿流。补偿流有水平的,也有垂直的。垂直补偿流又分为上升流和下降流两种。例如,秘鲁附近的海区就有上升流。

    在自然界中,洋流的形成往往不是受单一因素的影响,而是同时受几个因素的综合影响。此外,地转偏向力和陆地轮廓,会迫使洋流的流向发生改变。

    洋流对流经海区的沿岸气候、海洋生物分布和渔业生产,以及航海等都有重要的影响。

    第四章海—气作用

    第一节 海—气相互作用及其影响

    一.海—气作用与水热交换

    海洋与大气之间进行着大量且复杂的物质和能量交换,其中的水、热交换,对气候以至地理环境具有深刻的影响。

    海洋通过蒸发作用,向大气提供水汽。大气中约86%的水汽是由海洋提供的,因此,海洋是大气中水汽的最主要来源。大气中的水气在适当条件下凝结,并以降水的形式返回海洋,从而实现与海洋的水分交换。海洋的蒸发量与海水温度密切相关,一般来说,海水温度越高,蒸发量越大。因此,低纬度海区和有暖流流经的海区,海面蒸发旺盛,空气湿度大,降水也较丰富,海—气间的水分交换也较为活跃。

    海—气间在进行水分交换的同时,也实现了热量的交换。海洋吸收了到达地表太阳辐射的大部分,并把其中85%的热量储存在海洋表层。海洋再通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气。可以说,海洋是大气的最主要的热量储存库。海洋向大气输送的热量受海洋表面水温的影响,水温高的海区,向大气输送的热量也多。

    与陆地相比,海洋增温慢,冷却也慢,从而调节着大气温度的变化。一方面,海洋上的气温变化有滞后效应。例如,海洋对太阳辐射季节变化的响应要比陆地晚几个月左右。另一方面,海洋使大气的温度变化比较和缓。受海洋影响较大的地区,气温的日较差和年较差都较小。生活在沿海地区的人们,可以明显地感受到海洋对大气温度的调节作用。

    二.海—气相互作用与水、热平衡

    海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流,是维持全球水、热平衡的基础。由于不同纬度海洋对大气加热的差异,导致大气产生高低纬间的环流;海洋与陆地对大气加热的差异,则形成季风环流。同时,大气的运动通过风力吹拂洋面,把动能传递给海洋,促使海水的运动。海—气通过长期的相互作用,并在地转偏向力的影响下,形成了运动方向基本一致的大气环流和大洋环流。大气环流与大洋环流驱使着水分和热量在不同地区的传输,从而维持着地球上水分和热量的平衡。

    海洋是地球上水的大本营。从海洋上蒸发的水汽,随着大气运动,大部分通过降水返回海洋;其余部分被大气运动带到陆地上空,在适当的条件下形成降水降落到陆地上,然后汇入江河,流回海洋,构成地球上生生不息的水循环。

    几百万年以来,地球上的总水量几乎保持不变。由于水的循环运动,全世界蒸发和降水的总量也保持平衡。在全球水循环和水平衡中,海洋通过蒸发向大气输送水汽是基础,海水运动和大气运动是途径,它们都是通过海—气相互作用才得以实现的。

    在地球表面,低纬度地区获得的净辐射能多于高纬度地区,要保持热量平衡,必须有热量从低纬度地区向高纬度地区输送。地球上高低纬度间的热量输送主要是通过大气运动和洋流共同实现的。研究表明,在0°~30°N地区,海洋输送的热量超过大气输送的热量;在30°以北地区,大气输送的热量超过海洋输送的热量;在50°N附近,海洋把相当多的热量输送给大气,再由大气环流向更高纬度输送。通过海—气的相互作用和对热量的全球输送,维持了地球上的热量平衡。

    第二节 厄尔尼诺和拉尼娜现象

    一. 沃克环流

    在赤道附近的太平洋海区,信风驱使着赤道暖流自东向西流。在东岸,由于表层海水被风吹走,下层的冷海水会上涌补充,同时,沿岸还有自高纬度流来的寒流,使该海区表层海水温度较低。在西岸,赤道暖流堆积下沉,形成深厚的暖水层。这样,在赤道附近太平洋的东西方向,表层海水存在着明显的温度差异。通过海—气的热量交换,在赤道附近太平洋上空,形成接近东西向的热力环流,称为沃克环流。沃克环流的强弱变化,是判断厄尔尼诺和拉尼娜现象发生的重要依据。

    二. 厄尔尼诺现象

    有些年份,赤道附近太平洋中东部的海面温度异常升高,这种现象被称为厄尔尼诺现象。厄尔尼诺现象发生后,赤道附近太平洋地区东西部海面的温度差异减小,相应的沃克环流就会减弱。赤道附近的太平洋东部,沃克环流中的下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,气候由原来的干燥少雨变为多雨,引发洪涝灾害。同时,赤道附近的太平洋西部,沃克环流中的上升气流减弱或消失,气候由温润多雨转变为干燥少雨,引发旱灾。厄尔尼诺现象还导致全球大气环流异常,并对全球广大范围内的气候产生很大影响。但是,这些影响具有不确定性。

    厄尔尼诺现象是如何发生的呢?时至今日,科学家还没有对这个问题取得圆满的答案。多数科学家认为,东南信风减弱可能是引发厄尔尼诺现象的主要原因。每隔几年,东南信风会突然减弱,甚至会转为西风。这时,赤道附近太平洋东岸的冷海水上涌现象消失,赤道逆流增强,温暖的海水被输送到东太平洋,南美洲西岸的寒流被暖流取代,从而形成厄尔尼诺现象。

    三. 拉尼娜现象

    与厄尔尼诺现象相反,拉尼娜现象是指赤道附近中东太平洋海面温度异常降低的现象。拉尼娜现象发生后,赤道附近太平洋东西部的温度差异增大,沃克环流增强,同样会引起气候异常和水旱灾害。拉尼娜现象一般出现在厄尔尼诺现象之后,例如,1997~1998年的厄尔尼诺现象之后,紧接着就出现了拉尼娜现象。

    第五章海洋开发

    第一节 海岸带的开发

    一.海岸带及其开发利用优势

    海岸带的含义,有狭义和广义两种。狭义的海岸带,其主体是指潮间带。广义的海岸带,是指海岸线向海陆两侧扩展到一定宽度的带状区域,。各国规定的海岸带宽度并不统一。海岸带包括部分陆地、滩涂、湿地、河口、海湾、岛屿及大片海域。

    海岸带开发利用条件得天独厚。首先,海岸带是海域和陆域的交接地带,地理位置十分优越;第二,海岸带的自然资源兼备陆地和海洋双重性质,资源类别和品种最为丰富;第三,海岸带是海洋、陆地和大气之间各种过程相互作用最活跃的区域,具有很高的自然能量和生物生产力。据估计,约占地球表面积8%的海岸带,向全球贡献了大约25%的生物生产力,提供了90%以上的海洋水产资源。此外,海岸带人口密集,城市集中,具有信息、技术、资金等优势。

    二.海岸带开发利用方式

    人类对海岸带的开发,主要以滩涂资源开发、港口建设及其相关产业为主,涉及渔业、港口运输、水产养殖、旅游开发等许多方面。

    (一)滩涂养殖

    滩涂是指大潮时位于高潮线以下、低潮线以上的亦海亦陆的特殊地带。它在涨潮时被海水淹没,退潮时露出水面。滩涂是海岸带的重要组成部分,呈环形连续分布于大陆边缘,一般宽达数千米至十几千米。滩涂不仅是一种重要的土地资源,而且本身也蕴藏着各种矿产、生物及其他海洋资源。滩涂养殖是沿海地区利用滩涂的主要方式之一。

    滩涂是发展水产养殖业的良好场所。这里阳光充足、温度适宜、营养丰富,是海洋鱼类回游、产卵、繁殖后代的家园。除常年冰封海域之外,世界大多数海域的滩涂和沿岸浅海区可以发展水产养殖业。中国是世界上水产养殖业最发达的国家之一。

    但是,人类对滩涂的无序开发和过度利用会使滩涂失去它原有的功能。

    (二)港口建设

    港口建设是海岸带开发利用的主要方式之一。港口是货物和旅客集散并变换运输方式的场地,有水域和陆域两大部分组成。

    港口选址是港口建设的主要内容和先决条件。港口选址不仅要考虑水文、水深等水域条件,还要考虑腹地、交通等陆域条件。

    一个优良港址一般应满足以下基本要求:有广阔的经济腹地和便利的交通运输;有海阔水深、风平浪静的港湾,能满足船舶航行与停泊要求;有足够岸线长度和陆域面积,用以布置库场、铁路、道路及生产辅助设施。此外,港口选址要尽可能减少对生态环境和自然景观的不利影响,并能够与城市发展相协调。

    港口规划中,通常要研究这样几个问题:准确预测腹地范围和港口吞吐量,评价腹地范围内经济发展水平、资源开发利用程度及其生产潜力;研究港口与腹地之间的疏集运条件,以充分发挥港口的区域服务功能。

    (三)海洋旅游

    海洋波澜壮阔,海岛景色优美,海滨气候宜人,这些都是发展海洋旅游业的有利条件。海洋旅游按照其空间范围,可分为海岸带旅游、海岛旅游、海上旅游和海底旅游;以距陆域的远近为标准,可分为滨海旅游、近海海上旅游和远洋旅游。

    滨海旅游是海洋旅游中最基本也是最有魅力的组成部分,包括海滨观光、海滨度假疗养、海水浴场、海上体育娱乐活动等等。阳光、沙滩、海水、海岛新鲜空气等,构成了滨海旅游资源的主体,而浪漫、沙软、滩平、岛异等旅游资源的特点是陆地上所不能及的。

    以丰富的滨海旅游资源为依托,滨海地区已经成为当今最发达的全球性旅游带。随着世界滨海旅游的迅速发展,涌现出一大批著名的滨海旅游胜地。我国拥有漫长的海岸线和多样的海岸类型,滨海旅游资源十分丰富,形成许多著名旅游区;加之沿海地区对外开放程度高,经济充满活力,因而沿海地区成为我国旅游业最发达的地区之一。

    第二节 海洋资源的开发利用

    一.海洋水资源开发利用

    随着地球人口的急剧增加,水荒已成为世界性问题,严重制约了经济发展与社会进步。因此,大量利用海水成为未来解决淡水短缺的重要途径。海洋水资源利用通常是指海水的直接利用和海水淡化。

    海水的直接利用,就使用未经淡化的海水代替淡水来利用。例如,在农业利用上,用低盐度海水灌溉农田;在生活利用上,将海水用于公厕冲洗、消防用水等;在工业利用上,海水主要用作工业冷却水。

    海水淡化是海洋水资源利用的主要方式。目前海水淡化因成本较高,尚未普及。随着海水淡化技术的逐渐成熟,生产成本的日趋降低,海水淡化正在成为一种安全、稳定,而且不受降水季节变化影响的供水源,在一定程度上缓解了滨海地区淡水资源短缺的现状。

    全世界已建成的大型海水淡化厂主要分布在三类地区;第一类是沿海干旱、半干旱地区,如中东的科威特、沙特阿拉伯等石油收入高的富裕国家;第二类是淡水供应困难的岛屿或矿区,如我国的西沙群岛;第三类是沿海城市,那里人口和工业集中,耗水量大,因而淡水紧缺。

    二.海水化学资源开发利用

    海洋被称为“液体矿山”“盐的故乡”,海水中已发现的化学元素有80多种。但是,这些元素大多数微量元素,浓度极低。目前已形成工业规模的主要有食盐、镁溴等。

    海盐不仅是人类日常生活的必需品,也是重要的化工原料。目前世界上拥有海岸的国家几乎都生产海盐,中国的海盐产量居世界首位。海盐生产的主要方法有盐田法、电渗析法和冷冻法三种。其中盐田法是生产海盐的主要方法。

    盐田法就是修筑类似稻田一样的池子,用来晒盐。盐田法制盐受环境影响较大,如地理位置、降水量和蒸发量,以及海水的盐度等适应香烟产量的重要因素。

    除海水提镁、海水提溴外,人类还在加紧试验对海水中其他微量元素的开发利用,如碘、铀、钾等。海水化学资源的开发利用需要处理大量的海水,属于“稀薄工艺”。因此,实现综合开发,即在处理一次海水时提取多种元素,是海水资源开发利用的方向。

    三.海洋生物资源开发利用

    海洋被称为“生命的摇篮”“天然的蛋白质仓库”。据统计,海洋中约有20万种生物,其中已知鱼类就有1.9万种。目前,开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业,另外还有少量海洋药用生物资源的开发。

    海洋渔业资源主要集中在浅海大陆架海域。这里阳光充足,生物光合作用强,并有入海河流带来大量的营养盐类,因而浮游生物繁盛。这些浮游生物为鱼类提供了丰富的饵料。世界大陆架总面积仅占海洋面积的7.5%,而渔获量却占世界海洋渔业总产量的90%以上。特别是寒暖流交汇及海水上泛的海区,海洋渔业资源尤为丰富。

    目前,在海洋生物资源的开发利用中存在许多问题。

    ·由于过度捕捞,传统经济鱼类资源不断衰减,处于食物链较高营养级的优质鱼类出现资源危机。珍稀物种数量急剧减少,有的种类已几乎绝迹。

    ·沿海滩涂围垦和人工填海造陆等,导致维持生物多样性的滩涂和沼泽资源减少,是许多海洋生物失去了大面积的栖息地、产卵地、育苗场、索饵场,从而引起海洋物种种群减少。

    ·海洋污染及某些海洋工程造成的近岸海滩生态环境恶化,导致海洋生物资源衰减。

    针对以上问题,一方面我们要保护海洋环境,防止海洋污染,加强海洋管理;另一方面要合理捕捞,捕养结合,由单纯的天然采捕向海洋农牧化转变,实现海洋资源的可持续利用。

    四.海底矿产资源开发利用

    海底矿产资源分滨海砂矿、油气资源和多金属结核三大类。这些矿藏在海底的分布具有一定的规模。海底矿产资源勘探和开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程。目前,海底矿产资源开发以油气资源为主。

    海底石油的生成受一定条件的限制,其分布很不均匀。已探明的海上油气田主要集中在波斯湾、北海、几内亚湾、马拉开波湖、墨西哥湾、加利福尼亚海岸等地区。这些地区的油气资源总储量占全世界海上探明储量的80%。未探明的油气区,主要集中在北极地区、南极洲、非洲、南美洲和澳大利亚周围海域。

    海底油气开发始于20世纪初。受技术条件限制,最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气资源,逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。世界上已有100多个国家和地区从事海上油气开发,其产值约占整个海底矿产资源开发的90%以上。

    第三节 海洋能的开发利用

    一. 海洋能的特点

    海洋能通常只海洋中所蕴藏的可再生的自然资源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等。

    海洋能具有显著的特点。第一,总量大、密度小。海洋能在海水中蕴藏量巨大,但单位体积、面积上所拥有的能量较小。第二,可再生。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会取之不尽、用之不竭。第三,污染小。海洋能属于清洁能源,其开发利用对环境影响较小。第四,时空分布不均。在空间上,海洋能因地而异,具有各自的富集海域;在时间上,它们大多具有明显的日变化、月变化和年变化。

    二. 海洋能开发利用前景

    目前,海洋能的开发主要用于发电。20世纪后期以来,美国、俄罗斯、日本、法国等沿海国家非常重视海洋能的开发。有些潮汐能和波浪能的发电技术已经进入实用阶段,但盐差能、温差能和海流能的发电技术还不够成熟,仍处于研究与试验阶段。

    (一)潮汐能及其利用

    潮汐能是人类认识和利用最早的一种海洋能。它主要分布在一些浅窄的海峡、海湾和河口区域。潮汐发电需要一定的条件:意识潮差足够大;二是海岸能够储蓄大量的海水,并可以进行土建施工。1912年,世界上第一座潮汐发电站在德国的布斯姆建成。1966年,世界上最大容量的潮汐发电站在法国朗斯建成。

    我国有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的潮汐能资源,沿海有许多地方可以建潮汐发电站。1958年以来,我国陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地,建立了潮汐能发电站。

    (二)波浪能及其利用

    波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。它具有以下优点:在最耗费能源的冬季,可以利用的波浪能量最大;海面极少平静,波浪随时可以利用。波浪能主要集中在南北纬40°~60°之间的西风带海区。

    世界上已有许多国家和地区研建了波浪能发电装置。一些技术已经进入实用阶段,例如,为航标灯等提供电力的波浪能发电装置已实现了批量生产。

    海洋能发电在理论上是可行的,有些技术也趋于成熟。随着科学技术的不断进步,海洋能必将成为重要能源。作为未来技术,实现海洋能综合利用是海洋开发利用的一个重要发展趋势。

    第四节 海洋空间的开发利用

    一.海洋空间开发利用的特点和意义

    海洋可利用空间包括海上、海中、海底三部分。海洋不同于陆地,它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。海上活动要抗御多变的海洋气象状况和海水运动。深海活动要适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境。此外,海水的腐蚀性强,海冰破坏性大,对工程设备材料和结构有严格的要求。因此,海洋空间开发利用技术难度大,资金投入大,风险也大。但是,海洋空间广阔,便于立体利用;地价便宜,不需搬迁人口;海底隐蔽性好,海中温度、压力比较稳定。人们有理由相信,海洋空间开发利用前景广阔。

    海洋空间开发利用对于缓解沿海地区人地矛盾,开发海洋资源,拓展人类生存空间具有不可估量的价值。20世纪60年代以来,随着海洋工程技术逐步提高,建筑材料性能不断改进,大规模的海洋空间利用应运而生。目前,海洋空间开发利用已成为全球的热点。

    二.海洋空间开发利用的主要形式

    目前人类对海洋空间的开发利用,已从传统的交通运输扩大到生产、居住、通讯、储藏和文化娱乐等诸多领域,而且开发利用的手段和方式也在不断进步。

    (一)海洋交通与运输

    海洋具有连续性和广阔性的特点,成为洲际联系的重要通道。人类航海历史悠久,知道今天,海洋运输依旧是海洋空间利用的重要方式。

    海洋运输包括海港码头、运输船舶和海上航道等要素。海港是船舶的停靠地、海运物资的集散地,也是人类开发利用海洋空间的重要场所。海峡和洲际运河是重要的海上运输线,例如沟通印度洋和太平洋的马六甲海峡,被称为“海上生命线” ;而苏伊士和巴拿马运河对于缩短航程、提高海运效率起到了重要作用。作为海洋运输的主要工具,现代海洋船舶日趋大型化、专业化,不仅吨位大,而且速度快、续航能力强。长期以来,洲际间的大宗货物贸易,如石油、矿石、农产品、重型工业设备和产品,主要是通过海上运输来完成。

    目前,海洋交通与通讯,已经从海面向海底和海洋上空拓展。其主要利用方式是建造海底隧道、海底管道、跨海大桥以及铺设海底光缆等。

    (二)围海填海造陆

    造陆是人类改造和利用海洋空间的常见方式,包括围海造陆和填海造陆。围海造陆是利用堤坝将一片海域与海洋隔开,并将堤内海水排出,形成封闭陆地。荷兰人从13世纪就开始围海造陆,目前荷兰有1/5的国土是通过围海获得的。

    填海造陆是在沿岸浅海水域,通过堆积砂石、泥土和废料建造陆地。我国澳门人多地少,当地居民在100多年前就开始通过填海造陆来获得土地。澳门现有的土地,有一半以上来自填海。

    有的人造陆地与海岸分离,称为人工岛。人工岛通过海堤、栈桥或者海底隧道等与陆地相连。世界上一些沿海发达国家,如日本、美国、法国、荷兰等都建造了人工岛,甚至还出现了规模庞大、功能齐全的海上城市。兴建海上城市,工程和费用巨大,需要以强大的国力作为基础。

    现在,人类“造陆”的方式也越来越多样。例如,海上人工码头、海上工厂、海上作业平台等,它们虽然不是陆地,但对于人们在海上的生产、生活,同样起着类似于人造陆地的作用。

    三.海底储藏

    海底空间广阔,水温较低,温度变化平缓,且远离居民区,特别适于存放石油、天然气、炸弹等易燃易爆的危险品。此外,低温缺氧的海底环境还适于存放大米、小麦等易霉变、易腐烂的食品。因此,很早以前人类就有利用海底作为储藏空间的设想。随着海洋工程技术的发展,近年来海底仓库的兴建令人瞩目。

    第六章人类与海洋协调发展

    第一节 海洋自然灾害与预防

    一.海洋自然灾害

    海洋自然灾害的成因是多种多样的。有些是由气象因素引发的,如热带气旋、风暴潮等;有些是由海底地震、火山、塌陷等岩石圈活动引发的,如海啸等;还有些是多种因素共同作用引发的,如海冰、海雾等。

    (一)风暴潮

    风暴潮是在热带气旋或温带气旋等强烈天气系统作用下,引起的近岸地区海面水位急剧升降的现象。连续向岸吹的强风是引发风暴潮的直接因素。特别是大风与大潮相遇时,大风引起的增水与大潮的高潮相叠加,可使水位异常抬升,风暴潮来势倍增。

    由台风或热带气旋引起的风暴潮,多见于夏秋季节。它的特点是来势猛、速度快、强度大、破坏力强。凡是受台风影响的沿岸地区均可能发生台风风暴潮。温带气旋引发的风暴潮,多发生于春秋季节,夏季也时有发生。它的特点是增水过程相对平缓,常出现在中高纬度沿海地区

    古人用“翻江倒海大潮起,水漫金山浪涌来”说明风暴潮的破坏力极强。风暴潮引起的水位暴涨以及相伴的狂风巨浪,可使海上船只沉没、沿岸堤防决口、农田被淹、房屋被毁,常常造成严重的生命和财产损失。此外,风暴潮还会造成严重的海水入侵现象,使地下水遭到污染,耕地盐渍化。风暴潮灾害的轻重,还取决与受灾地区的地理位置、海岸形状、海底地形和社会经济情况等。

    (二)海啸

    海啸是一种特殊的海水波动现象。由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等所激起的巨浪,成为海啸。

    海啸大多是由海底地震引起的。海底洋壳断裂错动引起地震,地震释放的巨大能量作用于海水,形成海啸波。海啸波一旦在源地生成后,能以极快的速度在大洋中传播,而能量却衰减很少。当海啸波到达近岸时,速度减慢,并积聚成高达十几米甚至几十米的巨浪,冲向海岸。

    与风暴潮相比,海啸的危害主要是有巨浪引起的,具有起始快、来势猛、突发性强等特点。当海啸接近浅水区或冲上海岸时,可以产生极强的破坏力,往往造成巨大的人员伤亡和财产损失。如果海啸受灾地距震源较近,海啸到达海案的时间极短,常因预警时间较短,猝不及防而造成严重灾害。海啸能横跨大洋,使遥远的大洋彼岸也遭受海啸灾害。日本是世界上发生地震海啸最频繁和危害最重的国家之一。

    (三)海冰和冰山

    海冰是极地和高纬度海域特有的水文现象。狭义的海冰指海水冻结形成的咸水冰。广义的海冰包括咸水冰以及流入海水的河冰、湖冰等淡水冰。一般来说,在风弱、浪小、流速慢、海水含盐偏低的近岸浅水区会最先发现海冰。每年冬季,我国渤海及黄海北部的部分海域都会形成海冰。

    海冰严重时能够酿成危害。海冰的膨胀力以及运动时产生的推力和撞击力,都具有很大的破坏性。岸冰(较为固定的海冰,常和海岸、海底冻结在一起)常常封锁航道,使港口处于瘫痪状态;浮冰(缓慢漂移的海冰)能够摧毁港口建筑物,甚至能撞到坚固的海上采油平台。

    冰山是淡水冰的一种,它是指大陆冰川滑入海中断裂形成的巨大冰块。通常冰山露出海面的高度要达到5米以上。有些时候,冰山撞上能够使巨型轮船沉没入海。

    二.海洋自然灾害防范

    面对海洋自然灾害,防灾减灾工作十分重要。一方面,要加强海洋自然灾害的预报和监测。例如,我国已经建立了风暴潮信息系统,通过提取过去风暴潮的信息,研究其运行规律,从而能够对风暴潮作出较精确的预报。

    另一方面,要加强沿海工程设施建设。防波堤、拦河坝和堤坝可以减少热带气旋、风暴潮、海啸等带来的危害和损失。例如,荷兰防潮闸工程有效保障了鹿特丹地区100多万居民免受风暴潮的侵袭。

    此外,提高人们的防灾减灾意识与自救能力,也是防范海洋自然灾害的重要内容。

    第二节 海洋环境问题与环境保护

    一.海洋环境问题

    海洋环境问题主要包括两个方面:一是污染物质进入海洋,超过海洋的自净能力,造成海洋环境污染。二是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。例如,近几十年来,海平面上升的问题引起了公众的广泛关注。

    (一)海洋环境污染

    长期以来,人类一直把海洋作为处理废物的场所,向海洋排放废水、废物、有毒化学品、放射性物质。废物进入海洋,受到海水的扩散、稀释、氧化、沉降等作用,被逐渐分解与消化。但海洋的自净能力是有限的。随着沿海地区人口的不断增长,工农业生产和城市建设的不断发展,以及海上活动的日益频繁,使得大量的废弃物排放入海,造成海洋环境的严重污染和破坏。

    海洋污染物主要来源于陆地上的生产过程,集中分布在大型港口、工业城市及河口附近。特别是工业生产过程中排出的一些有毒有害物质,不仅危害海洋生物,也能通过食物链富集作用损害人类自身。例如,1953~1970年,日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件,只是一些人因汞中毒患上“水俣病”,先后有上百人死亡。

    石油污染日益成为海洋污染的突出问题。石油污染区域主要集中在沿海水域和海上航道沿线。沿海石油工业、海上运输和海上采油是造成石油污染的主要原因。石油污染破坏海洋生态,危害渔业生产,破坏海滨娱乐场所,是整个海岸环境退化。特别是在石油运输工程中,由于油轮发生意外事故而造成的石油泄漏,污染迹象明显,污染物集中,危害严重,因而备受人们关注。

    (二)海洋生态破坏

    人类不合理的生产活动和生活方式,以及自然环境的变化都会导致海洋生态环境遭受破坏。例如,海岸工程建设和海岸带的开发,破坏了海岸湿地环境和海岸带生态系统;红树林和珊瑚礁等典型生态系统受损,使海洋生物多样性减少;过度的捕捞,导致海洋生物资源不断减少,一些珍稀物种濒临灭绝;近岸海域污染严重,导致海洋生境不断恶化,赤潮等生态灾害频繁发生。

    (三)海平面上升

    海平面上升是由全球气候变暖导致的两极冰川融化、上层海水热膨胀等原因引起的,也是温室效应增强的表现。海平面上升被认为是自然因素与人为因素共同作用的结果,它带来了一系列海洋生态和海洋环境问题。

    海岸带是受海平面上升影响最强烈的地区,也是对海平面变化最敏感的地区。特别是沿海低地国家和一些海岛国家,受海平面上升的危害更甚,如荷兰、孟加拉国及热带大洋上的一些小岛国。

    海平面上升会直接淹没一些地势较低的沿海地区,尤其是滨海平原、河口三角洲、低洼地带和滩涂资源等;加剧风暴潮、洪涝等灾害的威胁,引起海水内侵、水质恶化、地下水位上升;影响海岸带地区的渔业资源,破坏珊瑚礁、红树林、海岸沼泽和湿地等生境。有关研究资料表明,假设海平面上升1米,全球有500万平方千米的沿海土地和1/3的耕地将被淹没,10亿人口将被迫迁移。

    二.海洋环境保护

    海洋是人类共同拥有的财富,保护海洋是全球共同的责任。海洋环境保护应该通过多种途径来进行。例如,制定相应的海洋环境保护法和法规,约束和规范海洋开发者的行为;加强污染源控制,禁止向海洋倾倒有害废弃物;加快沿海城市污水处理厂建设,对生活污水和工业废水进行综合处理,达标排放;建立海洋自然保护区,对特定区域进行环境保护;加强环境保护宣传力度、提高公众的海洋保护意识等。

    第三节 维护海洋权益 加强国际合作

    一. 海洋权益

    海洋权益是国家领土向海洋延伸形成的一些权利和利益。一国可主张海洋权益的范围包括本国的内水和领海,还包括本国管辖的毗连区、专属经济区,以及大陆架海床和底土等。在国家的内水、领海、专属经济区或群岛国的群岛水域以外的全部海域,称为公海。

    二. 我国的海洋国情

    我国是一个海洋大国。我国大陆海岸线18000多千米,岛屿6000多个,岛岸线超过14000千米,领海面积37万平方千米,可主张的管辖海域面积约为300万平方千米,其中部分海域与其他国家的主张重叠。但是,我国又是一个人口大国,人均海域不足世界人均的1/10,排在世界第122位;人均大陆架的面积只有世界人均的1/40,人均海洋资源只有世界人均的1/30。

    我国海洋环境状况不容乐观。海洋污染蔓延的势头虽然得到一定程度的减缓,但海洋环境质量恶化的总趋势仍未得到有效遏制。海洋污染范围不断扩大,河口、海湾以及大中城市邻近海域污染严重;局部海域油污染和重金属污染仍较突出;赤潮等环境污染事件频发,海洋生态环境破坏加剧。

    存在海洋划界等问题。与世界其他海区一样,我国海域也存在着海域划界和岛屿归属的争议。捍卫我国海疆,维护我国海洋权益,是每一个公民的神圣职责。我国政府一贯主张,与邻国通过友好协商,公平合理地解决海洋争端。

    海洋权益是国家权益的重要组成部分。维护海洋权益不仅可以为海洋开发活动提供和平稳定的周边及外部环境,而且能够巩固海防、打击海上恐怖活动、走私和跨国犯罪,营造和平、良好的地区海上安全秩序。此外,还可以维护我国对外贸易海上航运通道、石油航线以及重大海外利益的安全。

    三. 人类共同拥有一个海洋

    当今的世界,海洋问题已经成为世界关注的焦点。这不仅仅是因为已经出现的海洋问题,不断困扰着人类社会的可持续发展,更重要的是人们对海洋的战略地位和价值有了重新的认识。

    人们对海洋战略地位和价值的认识,已经从15世纪至20世纪初期的“海洋是世界交通的重要通道” ,发展到了1992年世界环境与发展大会上提出的“海洋是人类生命支持系统的重要组成部分,可持续发展的宝贵财富” 。而要真正落实海洋的战略地位,实现海洋的生态、资源、经济、科研、军事等价值,必须在全球框架下,制定开发和保护海洋的新原则,建立世界海洋管理的新机制。这是因为海洋是一个全球连通的巨大水体,人类共同拥有一个海洋!

    1994年11月16日,《联合国海洋法公约》正式生效,建立了国际海洋法律新秩序。《联合国海洋法公约》中提出的人类共同继承财产、公平分享海洋利益、合作开发和保护海洋,以及和平利用海洋等新原则,有利于更好地实现人类对海洋的共生与协调发展。

    中国作为沿海大国,应该基于本国的海洋国情,在维护海洋权益的基础上,积极参与海洋国家事务,为开发利用和保护海洋作出应有的贡献。

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