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海洋环境的变化精选(九篇)

海洋环境的变化

第1篇:海洋环境的变化范文

1.1填补海洋体育文化变迁的研究空白

在悠久的时空长河中,海洋体育文化不仅契合在海洋文化的成长、变迁、转型以及现代化等过程,形成并传播自身的文化特质,也在体育历史和文化发展、交流中具有独特功能和重要作用。因此,研究海洋体育文化具有文化学、社会学以及经济学上的重要理论价值。通过查阅和分析现有资料,研究海洋体育文化的学术文献仅有9篇,也没有检索到以海洋体育文化为研究对象的硕士论文、博士论文,研究的数量和质量远远落后于海洋体育的发展。而且,关于海洋体育文化的研究多属于静态的理论分析,鲜有从文化的变迁、传播、冲突、重构等动态视角上的研究。对海洋体育文化的这种研究状况既不符合海洋体育在体育发展中的重要位置,也难以体现海洋体育文化在休闲时代中的社会需求。因此,研究海洋体育文化的变迁规律,能够填补海洋体育文化变迁研究的空白。

1.2有利于更好的传承海洋体育文化,推动体育文化多样性的发展

在长期的历史发展过程中,人们创造了丰富多彩的海洋体育运动,形成了具有民族特色、地域特色和人文特色的海洋体育文化。随着社会生产力、地理环境的不断变迁,海洋体育文化经过不断的传播、碰撞、冲突、调适、融合,形成了具有鲜明文化符号和要素、独特文化特质和功能的体育文化。现代海洋体育文化的转型发展和现代化,需要切实传承传统海洋体育文化。基于这一追求,我们需要沿着历史与地理的时空,在纵向维度上追寻海洋体育文化演进的脉络,深描海洋体育文化变迁的特点,在横向维度上剖析海洋体育文化与自然环境、社会文化系统的互动关系,掌握海洋体育文化变迁的动力机制,从而有利于把握海洋体育文化发展趋势,驾驭海洋体育文化变迁的规律,更好的传承海洋体育文化,奠定海洋体育文化向现代化发展的基础。同时,在当今文化大发展、大繁荣的时代,我们的体育文化亦应百花齐放。海洋体育文化是体育文化中具有鲜明特色的开放型文化,这种海洋文明产生的文化与农耕文明、大河文明产生的体育文化恰好可以互相借鉴、相得益彰。因此,海洋体育文化更好的传承和发展、壮大和完善,不仅可以发挥海洋体育文化的社会价值、经济价值以及塑造人的价值,还可以在体育文化中彰显来自海洋特质的文化特色,推动体育文化多样性的持续发展。

1.3对促进现代海洋体育运动的健康持续发展具有重要的现实意义

海洋体育立足万里海疆,以身体活动融入海洋自然和社会环境,为人们提供挑战自我、娱乐休闲、强身健体等方面的需求,这促进了海洋体育的快速发展。作为人类创造的独特运动,海洋体育无论是从当下发展模式,还是制定未来的发展战略,都不能忽视文化因素在海洋体育持续发展中的作用。现实中一些滨海地区盲目开发海洋体育资源,机械设计一些诸如应时应景的海洋体育主题公园,刻板推出了海洋体育品牌。但由于缺少了文化环境的营造和文化价值的引导,缺乏海洋文化机制的支持和推动,急功近利,后劲不足,往往造成人财物的浪费,更重要的是使其失去了时展机遇。因此,通过研究海洋体育文化的变迁,能够了解海洋体育的发展特点,全面认识海洋体育与社会环境、自然环境的互动机制,掌握海洋体育传播的方式和方法。这对于推动海洋体育,繁荣海洋体育文化,推动海洋体育与海洋体育文化的联通和互动,促进现代海洋体育运动健康持续的发展具有重要的现实意义。

2结语

第2篇:海洋环境的变化范文

关键词:海洋循环经济;人海关系;可持续发展

1 发展海洋循环经济,构建和谐人海关系的内在联系

我国是一个海洋大国,地处太平洋西岸,海岸线长达18000多公里,接近陆地领土面积的三分之一,海洋生物2万多种,海洋石油资源量约240亿吨,天然气资源量14万亿立方米,滨海砂矿资源储量31亿吨。应当指出,海洋所蕴藏的巨大潜在资源和能力将为21世纪中国的和平崛起、建设小康社会、实现社会主义现代化提供不可或缺的物质条件。21世纪,海洋将成为解决我国资源、人口、环境问题的主要出路。因此,正确认识和处理好发展海洋循环经济和构建和谐人海关系的内在联系,已经成为我国海洋经济发展的当务之急。

(1)发展海洋循环经济是构建和谐人海关系的前提。

毋庸质疑,发展是以提高人类生活质量为宗旨。发展海洋循环经济,走可持续发展道路是构建和谐人海关系的前提和基础。海洋循环经济是在可持续意义下强调发展,不超越生态环境系统的更新能力,实现海洋生态的良性循环。其实质是一种资源节约型、环境友好型经济发展模式,把发展经济看作是一个社会-经济-自然复合生态系统的进化过程。其过程是一个“资源-产品-废弃物-再生资源”的反馈式循环,通过延长产业链,在系统内进行“废弃物”全面回收、再生资源化、循环利用。循环经济的目标不是高能耗、高产出、污染严重的物质文明,而是高效率、高科技、低消耗、低污染、整体协调、循环再生、健康持续的生态文明。因此,海洋生态的可持续性、高效性、和谐性和自我调节是海洋经济发展所依赖的环境系统,是新时代人海关系和谐的前提因素。发展海洋经济就是要实现一条从对立型、征服型、污染型、掠夺型、破坏型向和睦型、协调型、恢复型、建设型、闭合型演变的人海和谐生态轨迹,实现从只追求经济利益的一维繁荣走向社会、经济、生态、健康、物质文明、精神文明和生态文明的多维立体繁荣。

(2)构建和谐人海关系是发展海洋循环经济的目标。

人海关系即人类与海洋之间的关系,是人地关系的一种类型,其主要反映在人类对海洋的依赖性和人类的能动性两方面。纵观漫长的历史过程,人类很早就开始了“兴鱼盐之利,通舟楫之便”的依海式生活,海洋也为人类带来了更多的财富和恩泽。然而,20世纪开发海洋的热潮,使得我国近海区域的一些海洋资源开发过度,环境遭到破坏,物种锐减,海洋污染逐年加重,这在很大程度上制约了海洋经济的健康发展,也影响了沿海地区经济的发展,影响海域的综合开发效益,难以持续利用。所以,在新时代提出了在可持续发展观念下的新型人海关系的概念,其实是一种互利互惠,共生共长的关系,人要尊重海洋,尊重自然,这样才能与自然和谐相处,人类才能永续发展。一方面,人类要向海洋索取更多的资源,供人类发展利用,另一方面,人类要积极地良化海洋环境,让海洋的生产力不断的提高,以满足人类日益增长的需要。因此,构建和谐人海关系既是发展海洋循环经济,走可持续发展道路的前提与必要条件,同时也是其最终目标,二者互相作用,不可分割。

2 发展海洋循环经济,构建和谐人海关系的思路设想

必须看到,当前世界经济中心正向太平洋转移,而太平洋西岸更是世界经济中增长速度最快的区域。为了迎接海洋世纪的到来,全面贯彻落实科学发展观,实现我国经济社会的全面协调可持续发展。因此,必须顺应历史潮流,体现人民群众根本利益,走可持续发展的国民经济体系建设道路,以人为本,以海为源,发展海洋循环经济,促进人海关系和谐。

(1)加强海洋资源调查、勘探,充分掌握海洋资源情况。

人海关系和谐,发展海洋循环经济,首先应该着眼于开发利用新的海洋技术,加大勘测力度,发现更多资源,弥补陆地能源不足,缓解需求增长的压力造成的环境、生态破坏。除此之外,还要反对海洋资源的掠夺式开发,保护海洋生态环境和海洋生物种类的多样性,走出一条以海洋生态系统的可持续性为基础、海洋经济的可持续性为中心、社会发展的可持续性为目的的发展道路。其次,应该明确未来海洋发展战略,坚持生态目标与经济目标的统一,统筹规划与突出重点的统一,重视海洋生态系统与经济系统良性循环、海洋资源与环境资源协调发展,走出 “先污染、后治理”的恶性怪圈,实现科学开发与永续利用的有机结合。

(2)根据国家宏观政策指导,部署有特色的海洋开发战略。

从宏观层次看,必须明确发展海洋经济的最终目的是促进人的全面发展和社会的全面进步,使海洋经济真正成为促进人类物质和精神生活质量以及环境质量提高的物质手段,由以海论海的狭窄圈子向海陆一体化发展的思路转变;由粗放型无序开发利用海洋资源向集约化综合开发利用海洋资源转变;由传统海洋产业向新兴海洋产业转变;由无偿使用海域、掠夺性开发海洋资源向海域有偿使用、可持续发展的海洋利用开发转变,以人为本,把海洋开发作为全局性的战略任务进行综合部署,促进海洋生产力方式的优化和生产关系的调整,实现海洋经济的可持续发展。可以肯定,中国要提出以海洋资源为开发对象,以制度体制创新(如海洋资源产权制度、海洋投资机制、海洋法律制度、海洋教育科研体制、海洋管理体制等)为重点的海洋开发战略是至关重要的。

(3)依托循环经济基本原则,促进和谐人海关系形成。

走可持续发展的海洋之路,要求我们依托循环经济的发展模式和基本原则,形成和谐的人海关系。主要表现在:1.以可持续发展理念为基础,实现资源的高效利用和循环利用。变废为宝,将经济社会活动对自然资源的需求和生态环境的影响降低到最小程度,从根本上解决经济发展与资源紧缺和环境保护之间的矛盾。2.以人的健康安全为前提,坚持以人为本的原则。以社会效益、经济效益和生态效益全面协调发展为目标,从根本上解决自然、社会、经济和生态系统之间的矛盾。3. 遵循 “减量化、资源化、再循环” 的重要原则。最大可能地延长产品——废弃物的转化,有效延长产品的服务周期和强度,提高资源的利用效率和环境同化能力,实现资源节约最大化和污染排放最小化。4.正确处理海洋开发与陆地开发的关系。加强海陆之间的联系和相互支援,发展既要以陆地为后方,又要积极地为陆地服务,相互依托,相互促进,海陆并举,加快人海关系和谐步伐。

第3篇:海洋环境的变化范文

一、海洋环境管理人才

人才一般是指具有一定的专业知识和技能,做出创造性劳动或者对社会做出突出贡献的人。海洋环境管理人才指的是在海洋环境领域接受过专业的知识教育或技能培训,有一定的海洋环境专业素养,具有一定的管理能力,并能对海洋环境管理做出创造性劳动或者突出贡献的个体。根据海洋环境管理的定义,海洋环境管理人才也主要包含三方面的内容:第一是对海洋这片总水域的管理人才,主要涉及海水监测和管理、海洋生物保护和开发、海底资源开采和利用等方面的管理人才,对应的这方面的管理人才需要的技能主要是海水、海洋生物、海底资源等专业知识以及对这些海洋自然要素进行管理的统筹领导能力。第二对海域及其周围的空间和陆地组成的空间整体的管理人才,主要涉及大陆架、滩涂和沙滩管理、海鸟保护等内容,技能需求主要包括海域周围陆空管理的专业知识和海陆、海空相互联系的整体性认识和思维能力。第三人类行为会对海洋环境造成的或积极或消极的影响,对海洋环境这些非自然要素的管理也是海洋环境管理人才的重要内容。这就需要了解海洋生态系统运行的规律,发挥人类主观能动性,合理利用规律,这类管理人才不仅需要对海洋污染、海洋灾害等非自然因素引起的海洋环境变化具有专业知识,更具有有效应对种种海洋环境变化的能力,即海洋环境变化的预测能力、风险评估能力、应急管理能力以及事后建设能力。

二、海洋环境管理人才培养机制的现状

2010年4月,国家海洋局、教育部、科学技术部、农业部、中国科学院联合印发了《全国海洋人才发展中长期规划纲要(2010年~2020年)》,这是我国第一个中长期人才发展规划,要求“大力开发经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才”。国家已经认识到海洋人才培养的重要性,也已经开始从国家战略层面培养海洋人才,但是对于海洋环境管理亟需专项人才的现状却没有充分认识,也没有采取相应措施促进海洋环境管理人才的开发。目前我国海洋环境管理人才的培养模式主要是涉海高校教育模式,涉海的海洋类院校主要包括中国海洋大学、广东海洋大学、上海海事大学、大连海事大学等,从地区分布来看,海洋类高校主要分布在东部沿海省份,尤其是海洋经济发展较好的沿海省份,而且专门开设海洋环境保护或者海洋环境管理相关专业来培养海洋环境管理人才的只有中国海洋大学和淮海工学院两所院校。高校教育模式是目前我国海洋环境管理类人才培养的主要模式,其发展现状的不足之处主要体现在以下几方面。从培养机构看,海洋环境管理人才的培养高校仍然比较少,存在培养机构缺乏的问题;从高校培养海洋环境管理人才的目的来看,多数高校把海洋特色当噱头以提高本校的知名度,而非真正从海洋环境管理人才的需求角度去培养海洋环境管理人才;从培养方式看,多数高校培养海洋环境管理人才只是以传统的课堂授课方式为主,缺乏对能力型的创新性人才的培养方式;从培养内容看,以机械的海洋环境专业知识灌输为主,缺乏管理知识的教导,缺乏非自然要素造成的海洋环境管理要素的内容教授。总之依赖于高校培养模式的我国海洋环境管理人才的培养,再利用高校丰富教学资源的基础上也存在着一些局限性。

三、海洋环境管理人才培养机制存在的问题及原因

从目前我国海洋环境管理人才的发展现状来看,我国的海洋环境管理人才的培养还存在着许多问题,主要体现在单一的高校培养模式的缺陷、培养内容与人才实际需求的巨大差距、国家政策的缺位以及海洋环境管理人才整体缺乏统筹性四个方面。

1.高校培养模式的困境。高校培养模式是目前我国海洋环境类的人才培养的主要模式,这种单一的培养模式具有较强的规范性和普适性。高校教育模式因为同一的授课内容、授课方式、授课地点和时间等使其具有很大程度上的规范性,尤其是近年来随着高校由精英教育理念向大众化教育理念转变,高校的教育更具普遍性。然而在海洋环境管理领域,需要的人才恰恰是专业性和统筹管理性兼具,在海洋环境管理方面有突出建树的精英。这就和当前高校教育模式存在冲突,主要体现在:首先高校设置的海洋环境管理专业多是与海洋环境相关的理工科专业,纯粹的海洋环境专业知识,而没有管理知识的学习,即高校的海洋环境管理教育专业设置不尽合理,学校大多按照文科、理科、工科三个类或者按照院系设置专业,但是院系之间缺乏交流,学科之间存在专业壁垒,缺乏横向的互动交流。同时,海洋环境管理与其他专业类别不同,笔者认为这类人才需要的不是普适性的大众化教育,更需要的应该是精英教育,因为海洋环境管理具有很强的专业性,人才需求也具有很强的定向性,这类的人才流向多与海洋相关。虽然,学科之间有一定的共性,但是对海洋环境管理人才有针对性的培养使其有针对性地就业,才是最有效率的培养方式。其次海洋环境管理人才在我国仍然处于新兴人才类别,其培养正处于起步阶段,缺乏专业性的师资队伍,还不足以满足海洋环境管理的人才需求。

2.培养内容与人才需求不相符合。由于对海洋环境管理人才的内涵认识不清,同时缺乏海洋环境管理人才需求分析,使得我国海洋环境管理人才的培养与社会需求存在着较大的差距。笔者认为海洋环境管理人才主要包含三类人才:一是水域环境管理人才,二是与水域相关的陆空环境管理人才,三是非自然要素造成的环境变化管理人才。但是在海洋环境管理人才的培养过程中,往往把它狭隘地界定在水域环境管理这一层次中,忽视与海洋相关的陆空环境管理人才的培养,基本没有设计非自然要素海洋环境管理人才的培养。在这种理念的指导下,海洋环境管理人才的培养内容多是海域环境专业知识,而忽视了海洋与周围陆空的相互联系性,忽视了人的主观能动性对海洋造成的影响,显然培养内容是狭隘的,片面的。其次,人才的培养最终是为社会服务,社会人才需求分析是必要的,在需求分析的基础上选择合理的培养方式、培养内容才能使海洋环境管理人才的培养更为有效。正是因为海洋环境管理人才培养过程中缺乏需求分析,才导致培养出的人才去向不明,也使得海洋环境管理人才对自身的就业前景、发展空间存在质疑,学习积极性明显降低,培养者与被培养者都存在盲目前进的情况,不清楚自身的专业定位和未来选择,培养的效果也就大大地降低了。

3.国家重视不足,缺乏大环境支持。人才发展还离不开国家大环境的改善,离不开国家的战略管理、政策支持和资金保障,而我国海洋环境管理人才的培养环境不完善使得海洋人才的培养备受阻碍。大环境不完善主要体现在社会冷落海洋环境管理人才、海洋环境管理人才培养的指导思想不明确、缺乏国家政策支持和资金保障三方面。首先,由于海洋环境教育和社会的脱节,社会需求和毕业生期望的背离,使部分学校的海洋类学生就业发生了困难,而目前海洋科技与管理的人员中,绝大部分来自高等学校海洋科学专业,长期不被重视。由于海洋科学是艰苦行业,经济效益也不好,海洋科学专业受到社会的冷落。其次目前我国并没有指导海洋环境管理人才培养的纲领性文件,也没有专门的指导思想,只是把以往人才培养的思想的框架套在海洋环境管理领域,而缺少特色的海洋环境管理人才观,也没有海洋环境管理人才培养规划,只有针对海洋人才的《全国海洋人才发展中长期规划纲要(2010年~2020年)》。最后,海洋环境管理人才缺乏国家的专项资金支持,还没有纳入国家财政预算中。没有国家强有力的财政资金支持,使得不受重视的海洋环境管理人才培养举步维艰。

4.海洋环境管理人才培养缺乏战略规划。人才的培养是人力资源管理的重中之重,必然要遵守人力资源管理的动态过程。人力资源管理不仅仅包涵人才培养这一个中间环节,绩效考核与人才评估、人事保障和人员流动同样重要,这就需要把海洋环境管理人才纳入人才培养的整体中,而目前我国的海洋环境管理人才培养只重视了培养这一中间环节显然是不足够的。对海洋环境管理进行绩效考核,不仅能使被培养者明确自身的成长方向,找到现存不足,明确与社会需求的差距,而且以培养者掌握培养对象的需求与动态发展,从而加强二者沟通交流,增强海洋环境管理人才的培养效果。良好的人事保障政策和合理的人员流动机制,则有利于海洋环境管理人才系统的交流沟通和协同合作,有利于海洋环境的整体性治理。此外各种培养机构之间的合作交流也有待加强。

四、完善我国海洋环境管理人才培养机制的对策

培养海洋环境管理人才既是经济社会发展的需要,又是国家海洋强国战略的客观需求,已经成为人们共识。尽管目前我国的海洋环境管理人才培养还存在一系列的问题,但是海洋环境管理人才有着良好的发展前景,这就需要采取相应措施促进海洋环境管理人才的培养。

1.改革高校培养模式,提高高校培养能力。从目前发展状况看,高校培养模式在一定时期内将仍然是我国海洋环境管理人才培养的主要模式选择。因此为促进海洋环境管理人才的培养,改革高校海洋环境管理的教育模式成为首要途径。首先,要明确高校培育海洋环境管理人才的理念和宗旨,确立以海洋经济建设为导向,调整优化海洋环境学科专业;以学科建设为龙头,加强师资队伍建设;以实践教学为载体,改善涉海类专业办学条件;以教学改革为手段,加快海洋人才培养;以整合优化为目的,建设综合性海洋大学的办学宗旨。其次,要坚持海洋环境专业知识和管理领导技能并重的教学理念,加强海洋环境学科学院与管理学院的互动交流,强化海洋环境专业与管理专业之间的融合,培养海洋环境专业知识和管理技能兼备的海洋环境管理人才。再次,要制定科学的人才培养目标,优化海洋环境管理人才的培养方案,走实用性、精英型的海洋环境管理人才培养之路,在海洋环境管理人才特色的基础上注重人才的提升与创新。再次,要加强学校之间的合作与整合,优化学校海洋环境管理软硬件的资源配置,以低成本且高效率地培养海洋环境管理人才。最后,沿海城市对海洋环境管理人才有着特殊的需求,因而沿海的地方高校要担负起育人成才的责任感和使命感,积极参与到海洋环境管理人才的培育中来。

2.加强需求分析,合理设计培养内容。为了培养符合社会需求的优秀海洋环境管理人才,应在社会需求状况分析的基础上,充分发挥各学科专家学者对海洋环境管理教育教学改革与建设和人才培养的研究及指导作用,根据社会需求状况,改善专业设置,调整海洋类人才的培养结构做到既满足社会需求,又不造成人才浪费。这一方面,要求加强海洋环境管理人才的社会需求分析,在对海洋经济发展需求、我国海洋环境管理人才发展现状以及国外海洋环境管理人才的实践充分社会调研的基础上,采用合理的分析工具,对未来海洋环境管理人才需求做详细的市场预测,以此为导向培养海洋环境管理人才。另一方面,要在海洋环境管理人才需求分析的基础上,改善目前海洋环境管理人才的培养内容,改良培养工具。第一,要明确海洋环境管理人才的概念内涵和内容层次,培养各种类型的海洋环境管理人才;第二,海洋环境的专业知识和领导管理技能都要列入海洋环境管理人才的培养内容体系中。第三,要明确人才为社会服务的理念,随着社会经济的发展不断调整海洋环境管理人才的培养内容,与时俱进,促进海洋环境管理人才的时代适应性。

3.强化政府重视程度,提供政策保障。人才的良性发展需要大环境的良好运行,海洋环境管理人才的培育离不开社会和国家的重视与支持。首先,要营造有利于海洋环境管理人才培育和发展的社会氛围,这就需要从点滴做起,加强海洋环境管理重要性的宣传,使海洋环境管理专业的人才赢得社会尊重,培育起社会支持海洋环境管理人才发展的市场空间。其次,国家层面要制定专项的规划政策,提供制度性的保障。一方面,要继续完善《全国海洋人才发展中长期规划纲要(2010年~2020年)》,将海洋环境管理人才这一门类加入到海洋人才发展中长期规划纲要中,利用一章的内容详细介绍我国海洋环境管理人才的发展目标和发展方向;另一方面,要在纲要文件的方向性指导下,制定专门的海洋环境管理人才的发展规划,具体阐释海洋环境管理人才的发展路径。最后,政府要为海洋环境管理人才的培养提供雄厚的资金支持。

第4篇:海洋环境的变化范文

海洋经济可持续发展是可持续发展概念在海洋领域的体现,是促进海洋经济、社会、海洋资源和环境协调发展的战略思想,即以海洋资源的可持续利用和良好的海洋生态环境为基础,以海洋经济可持续发展为中心,以谋求社会的全面进步为目标的发展模式[1]。从海洋经济可持续发展的定义来看,海洋经济可持续发展系统涉及一个地区或国家之间的海洋资源与环境、经济和社会等诸多因素,是一个复杂的动态系统。从系统论的观点来看,海洋经济可持续发展是人与自然、环境交互作用的集中体现,海洋生态、经济、社会要素之间相互作用、相互联系构成了一个涉及众多因素的、动态的和存在多重反馈联系的复杂社会经济系统。目前研究社会经济系统最常用的方法有投入产出、目标规划、经济计量和系统动力学建模等,前3种方法都是以线性代数为基础,解决不了技术变化和投入产出中的时滞等一系列动态问题。系统动力学基于信息反馈的机制,通过对现实系统结构和功能的模拟分析,提供解决问题的方法和途径[2]。

1STELLA系统建模仿真软件简介

系统动力学(SD)可以定性(qualitative)和定量(quantitative)地构建模型。口头描述和因果环图(causalloopdiagram)可以定性地描述系统;栈一流图(stock-flowdiagram)可以定量地描述系统。为了实现定量地描述系统并模拟运行系统随时间展开的动态性,相应的计算机软件是必需的,所以从一开始SD方法就和数字计算机仿真结合紧密。自20世纪60年代开发出第一代仿真软件Dynamo后,尤其是20世纪80年代中后期,可用于计算机的仿真软件陆续问世,如,面向模型(模型结构对用户开放)的软件:STELLA、Vensim、ProfessionalDynamo等[3]。STELLA软件是一种基于系统动力学的管理决策建模仿真软件,也是第一个允许图形模式输入的仿真软件。它的主要目的是帮助人们重塑思考方式,抛弃以前局部的、静态的思考方式,让人们以整体的、系统的观点来思考问题。

1.1STELLA软件的特点[4]

1.1.1简洁明了的层次结构

高层结构(highlevel):是系统结构的整体反映。它把系统分为互相关联的子系统,从而保证使用者能从整体上把握其研究的系统。图层结构(graph)它是整个系统模型的核心,是构造系统模型的主要空间。它的结构决定了模型的实质与函数层的数据结果。图层结构含有4种基本的语言符号:栈(stock)、流(flow)、数据转换器(converter)及连接器(connector)。函数层结构(functionlevel):包含模型中各变量之间的逻辑和数学关系。这些关系可用代数方程、各种变化曲线,或者逻辑函数来表示。STELLA图层的4个基本语言符号中最主要的是栈和流。栈表示积累,也表示系统所处的状态;流表示系统的活动,如,物质流、资金流和信息流等;数据转换器表示各种数据序列、代数关系,或常数;连接器表示栈、流和数据转换器3者之间的关系或传递信息。

1.1.2动态交互的系统演示过程

受外界的各种约束条件、长期以来形成的经验以及直接判断事物的习惯和研究对象的复杂程度等因素的束缚,人们有时很难了解系统中的结构影响行为的真相。但人脑一般具有较强的分析事物结构的能力。STELLA可以将人们头脑中所思考的事物结构转换成模型,并动态模拟事物的行为模式。通过4种基本的语言符号来描述人们头脑中构思的系统结构,输入必要的数学关系和参考数值,就可以在计算机上模拟出事物的动态发展过程。

1.1.3强有力的数学背景支持

STELLA背后有一个结构严谨的数学模型体系,它是以常微分方程组的形式来实现的。使用者不需直接构造艰深的数学方程式,只需通过图形化的语言方式来确定模型中各变量之间的关系(函数层中的数学关系),输入特定变量的初值,然后运行模型就可以得到所需变量的数值或者变化曲线了,因为复杂的数据运算工作完全是由计算机在后台操作。STELLA算法的一般步骤是:①按照一定的顺序产生栈、流和数据转换器的顺序列。②计算栈、流和数据转换器的初值。③根据计算步长和给定时间范围来计算和更新各个变量的值。

1.2STELLA软件系统建模的步骤[5]

STELLA的具体建模步骤遵循由简到繁、由浅入深和由部分到整体的原则,步骤如下。(1)确定问题(focustheeffort):主要是指在建立模型之前明确所要分析的问题,并设定一个简明的目标,它要解决什么问题、范围有多大等。(2)构建高层结构图(mapping):高层结构图(highlevel)是由子系统(或者一些关键因素)组成的。这一步要求把所分析的系统划分为若干子系统,然后把每个子系统中的关键因素找出来,子系统的数量不宜太多。(3)构建系统详细结构图(modeling):对模型进一步的细化,其中包括连接子系统之间的各种关系,对变量进行定义和初始化,定义变量之间的关系等。主要分4个步骤:①确定流跟栈之间的关系;②定义各个流的代数方程;③寻找闭环链,确定反馈链之间的关系;④对参数进行赋初值和初始化。(4)仿真运算(simulation)。(5)扩展模型(challenge):主要是看模型在多大程度上能解决实际问题。深度扩展:看模型中的流和变量的代表性是不是足够充分,有没有一些细节性的问题、变量没有考虑到;广度扩展:看模型所包括的范围是不是足够全面,它所能解决的问题具有多大的普遍性。

2基于STELLA软件的海洋经济可持续发展系统动力学模型

2.1我国海洋经济可持续发展面临的问题

问题是指系统内部存在的矛盾、相互制约与作用以及产生的结果与影响,建模的目的就在于研究这些问题,并寻求解决它们的途径[6]。我国是一个发展中的海洋大国,海域自然环境和资源条件非常优越。从20世纪80年代初到2009年,全国主要海洋产业总产值连翻7番多,2009年已达到31964亿元,海洋产业增加值达到18742亿元,相当于同期国内生产总值的5.5%,海洋经济已成为国民经济重要的增长点[7]。但在经济快速增长的同时也存在资源浪费、环境污染和掠夺式经营等问题,尤其是由于污染海域,海洋生态环境遭到破坏,严重制约了海洋经济可持续发展。#p#分页标题#e#

2.2构建海洋经济可持续发展系统模型高层结构图

构建系统模型的指导思想是用尽可能简单的模型来描述系统结构,而构造高层结构图的指导思想则是简单、概括,即抓住系统的关键性流程,建立系统内的高层关系。由于海洋经济可持续发展系统包含的因素较多,为便于分析,可以将海洋经济可持续发展系统划分为社会子系统、海洋经济子系统、海洋资源和环境子系统3个子系统,每个子系统都有自己的结构特点和独特功能,其中一个子系统的输出是其他子系统的输入,子系统之间彼此联系。在海洋经济可持续发展系统中,①要考虑的是人口因素。人是进行生产活动的主体,人口的消费需求是刺激和推动经济生产的根本原因,提高人口生活质量和生活水平是海洋经济可持续发展的根本目的,人口在海洋经济可持续发展中处于核心地位。②海洋经济生产是推动海洋经济可持续发展系统演变和进化的动力,是实现海洋经济可持续发展的中心。③海洋资源是进行海洋经济生产的物质基础,资源承载力直接影响海洋经济生产活动。最后,海洋经济可持续发展系统中还应包括科技因素。科学技术作用于生产部门,可以提高生产力水平,创造更多物质财富和经济价值;作用于环境保护部门,可以提高环境保护能力,提供良好的生活环境,同时促进海洋资源再生,更好地实现海洋的可持续发展。到这里,可以得到海洋经济可持续发展系统的高层结构图。

2.3海洋经济可持续发展系统的因果关系图

因果反馈关系图可用于帮助分析系统内各因素的相互影响关系,在此只考虑海洋经济可持续发展系统内主要因素的影响,略去了次要因素的影响。由于正反馈联系使系统内各因素的变化加强和放大,既是系统不稳定的原因,也是系统得以发展和进化的动力。从对系统内的主要因果关系分析中可看出,正反馈回路是系统的主要反馈回路,说明在不考虑子系统间相互影响时,各子系统发展都偏向于不稳定,敏感于子系统的初始变化。而系统间的负反馈回路是使整个系统平衡、稳定的原因,要使整个系统在和谐的状态下进化发展,需要对正、负反馈回路进行综合分析,找出制约发展的敏感变量。

2.4海洋经济可持续发展系统模型详细结构图

根据以上对海洋经济可持续发展系统高层结构与系统内因果反馈关系的分析,下面采用STELLA软件编制模型详细结构图。这一步骤主要是利用栈、流、数据转换器及连接器等图层结构的4种基本语言符号来构建模型以确定模型的结构与函数层的变量关系等。

(1)社会子系统模块。社会子系统提供海洋经济生产所需要的劳动力,提供经济生产和环境保护的技术水平支持,以及各种宏观的经济、资源和环境保护管理政策,它包括人口、就业率、人均收入和技术等方面。其中人口的发展和技术进步在整个系统中处于支配地位,通过影响和支配生产来决定系统中各要素的地位、作用和相互关系,而就业率和人均收入的变化可以作为海洋经济可持续发展的衡量指标。因此,在设计社会子系统模块时主要考虑人口、就业率、人均消费以及技术投资等影响因素,引用该模块时可以考虑人均消费基金对人口增长的影响、GDP对劳动力的影响、技术进步对GDP变化的影响等。

(2)海洋经济子系统模块。此系统推动着整个海洋经济可持续发展系统的进化发展,海洋经济的发展程度受到海洋资源与环境承载力水平的制约,对资源环境的索取超过一定的允许值,人类的经济活动与社会行为就会受到自然资源规律的惩罚。生产能力是整个系统发展的原动力,产业投资及技术水映了社会子系统的支持。同时,经济活动的作用是双向的,一方面不可避免地带来资源消耗、环境污染;另一方面也为自然资源的再生、环境的改造提供经济支持。因此,在设计海洋经济子系统模块时,主要考虑海洋产业增长率、产业投资率、技术进步贡献率及人均消费等因素。

(3)海洋资源与环境子系统模块。海洋经济可持续发展系统是以海洋资源和环境为物质基础的。海洋资源和环境的状况不仅影响系统的整体功能和运行,而且对系统的发展方向和过程也起到重要的作用。过去被人们的各种经济活动无节制地消耗所造成的资源和环境恶果,使人们意识到资源和环境有其基本承载力,它决定了社会经济活动的规模与范围。在设计海洋资源与环境子系统模块时,主要考虑资源再生与资源总量的关系,以及海洋环境对资源再生的影响。

第5篇:海洋环境的变化范文

关键词:海洋经济 海洋环境 环境保护 海洋灾害

前言

   随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世 界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在 目前 科技 日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

   在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

   一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

   以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的 方法 来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

   用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。

   在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显著的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显著的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以n-s方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

   在波浪数学模型研究方面,可 应用 bi—cgstab法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能 

够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的 计算 较深水域波浪的非线性特征。

   针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的n— s方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

   在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

   在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于n一s方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在 分析 近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的 科学 依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的 理论 价值和应用前景。

   应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

   能模拟海洋动力因素的先进实验设备, 现代 化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善piv和lif的浓度场、速度场同步测量系统,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调 发展 日显重要。如港口开发中的环境 问题 ,主要 内容 包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的 影响 ,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散 规律 研究 ;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与 理论 ,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、 社会 经济 学及与环境关系的综合 分析 与协调。

随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展,城平建设中的污水深海排放技术,感潮水域污水多点排放漂移扩散研究,天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力,人工沙滩的保护措施,滩涂围垦对水域环境的影响等,都将是需要认真解决的问题。

鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地 自然 条件的毁灭性破坏等一系列问题,也是非常迫切需要研究的课题。此外,长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策,也切枰?重点研究的课题??br>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景,建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样,将环境工程、水利工程、土木工程与 网络 技术、 计算 机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立模型,通过多媒体技术,形象化地针对经济发展规划,预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害(台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害)频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变,以及它们之间的相互作用,用数字手段统一地加以处理,建立智能化的决策支持系统,以促进国民经济持续、健康地发展,将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有 

效的手段。

  三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

   海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年db29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。

在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是 目前 尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

第6篇:海洋环境的变化范文

关键词:  全球定位系统; 地理信息系统; 遥感; 海洋资源; 海洋环境; 可持续发展

资源和环境问题已成为当今世界各国共同关注的焦点。陆地资源过度开采日益枯竭,整个人类的生存与发展迫切需要寻找新资源。《中国21 世纪议程》指出:海洋是全球生命支持系统的1 个基本组成部分,是1 种有助于实现可持续发展的宝贵财富[1 ] 。它拥有广阔的空间资源、丰富的生物资源、矿产资源、化学资源和动力资源。加快海洋资源的开发,充分发挥海洋优势,进而促进经济发展已成为世界大国发展的主流。我国人口众多,人均资源匮乏,社会发展和经济腾飞面临严峻的形势。同时我国是海洋大国, 海岸线长18 000km ,海域面积3. 0 ×106km2 ,约占全国陆地面积的1/ 3[2 ] ,海洋资源丰富。但海洋资源远未开发,机遇与挑战并存,而且我国南海及黄、东海都与相邻国家之间存在疆界划分和200 海里专属经济区的权益之争问题。因而,应用高新技术,准确快速查明我国海域情况,主动保护海洋环境安全[3 ] ,既是维护我国海域合法权益、保护海域环境的需要,也是科学开发利用海域资源、发展海洋经济、促进我国整体经济腾飞的需要。走海洋兴国与可持续发展之路是解决我国人均资源匮乏并实现21 世纪宏伟蓝图的重要出路[4 ] 。

作为建立数字海洋的三大支撑技术GPS , GIS 和RS ,在海洋空间数据处理中各具特点,又密切相关[5 ] 。GPS 可在瞬间产生目标定位坐标, GIS 具有较好的查询检索、空间分析计算和综合处理能力,RS 可快速获取区域面状信息[628 ] 。3S 集成技术充分发挥各自的长处,形成了多功能综合技术系统,实现了海量信息获取与信息处理的高速、实时和信息应用的高精度和定量化,即GPS 和RS 向GIS 提供或更新区域信息以及空间定位,GIS 进行相应的空间分析。3S 技术为海洋资源的规划管理与评价、海洋环境保护、海岸带防灾、地下水防污及国防建设等方面提供了有利的观测手段、描述和思维工具。当前,3S 技术已广泛应用于土地、林业、水利、农业、城市管理、生态建设等方面[9210 ] ,但在海洋领域的应用总体水平还较低,主要应用于海洋环境监测、海洋灾害预警预报、海洋资源调查方面,近几年扩展到海岸线测量[11 ] 、海域勘界[12 ] 、厄尔尼诺现象的发生机制和各种尺度的海气相互作用过程等科学研究领域[13 ] 。

1  我国海洋资源与环境的现状及应对策略

1. 1 海洋资源开发现状

改革以来,我国的海洋开发飞速发展。1980 年全国海洋产业产值为80 亿元,1990 年达482 亿元,1994年猛增到1 400 亿元,2000 年全国海洋产业产值已达4 133亿元,2004 年近1. 3 万亿元[14 ] 。但目前我国海洋产业规模较小,仍以港口、渔业等近海单项传统产业的开发为主。海洋科技整体水平落后,资源利用率低,浪费严重,缺少全局的、长远的兼顾,特别是缺少对海洋整体利益的考虑。我国对近海矿产资源的研究程度亦相对较低,对远海及整体资源尚未进行综合开发利用,尤其是以高新技术、资金密集、见效快、创汇多为特点的新型海洋产业(如海洋油气业、滨海砂矿业及海洋服务业等产业) 发展缓慢。海洋娱乐区、倾废区等功能区规划不尽合理,管理滞后。海洋资源开发管理机制和法律体系不健全,不能适应市场经济的要求,尚未形成统一协调的整体开发战略[15 ] 。

1. 2 海洋环境及生态现状

1. 2. 1 我国海洋环境污染相当严重

许多海区、港湾的污染均超过国际限制标准。环境质量日益恶劣,近海污染范围不断扩大,N , P 等营养盐类污染明显。2004 年我国海域未达到清洁海域水质标准的面积约1. 69 ×105km2 ,较上年增加约2. 7 ×104km2 ,近岸海域污染严重,污染海域主要分布在渤海湾、江苏近岸、长江口、杭州湾、珠江口等局部海域。同时,陆源污染物排海严重是海洋环境污染的主要原因。一项对沿海工业污水直排口等四大类43 个排污口进行的重点监测显示,受陆源排污影响,约八成入海排污口邻近海域环境污染严重, 约20km2 的监测海域为无底栖生物区[14 ] 。

1. 2. 2 海洋的自然和生态破坏范围广、程度深大量不合理的人为活动(如围海筑坝、河流建闸、大面积挖沙采石、乱挖珊瑚礁等) 已严重影响并破坏了我国海洋自然景观和生态环境,造成了大范围的海岸侵蚀或淤积,湿地及红树林面积减少[16 ] ,破坏了典型的海洋生态系统, 海珍品濒于绝迹, 渔业产量大幅度下降。《2004 年中国海洋环境质量公报》显示,由于陆源污染物排海、围填海侵占海洋生态环境及生物资源过度开发,莱州湾、黄河口、长江口、杭州湾及珠江口生态系统均处于不健康状态;沿海开发程度的增高和海水养殖业的扩大,也带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题[14 ] 。

1. 2. 3 海域污损事件频发、环境灾害群现近年来,我国海域赤潮、溢油、违章倾倒等污损事件发生频率越来越大。2001 年全国海域共发生赤潮77 起,累计面积达1. 5 ×104km2 [17 ] ,对海洋环境、生物资源和渔业生产造成严重损害。海运业发展导致外来有害赤潮种类的

引入,全球气候变化也导致了赤潮的频繁发生。2004年中国近岸局部海域沉积物污染严重,近岸海域部分贝类受到污染,大面积赤潮和有毒赤潮多发,全年共发生赤潮96 次,赤潮累计发生面积较2003 年增加约八成多,海洋环境污染已成为海洋经济可持续发展的严重障碍[14 ] 。

1. 3 应对策略

根据我国海洋资源利用与海洋环境污染的现状,结合我国国情与21 世纪国民经济可持续发展的需要,应强化以下措施:要加强组织领导,建立和完善相应的管理体系和机构,制定海洋资源开发利用和环境保护的综合性目标、政策和法规;要提高全民热爱海洋、保护海洋资源与环境的意识;要建立我国海洋倾废区,规划近海海域环境容量,严格实行污染物总量控制;要按照合理、系统和科学的原则开发利用海洋资源,充分发挥海洋功能区域的社会经济和生态环境效益;要加强对各种海洋资源储量、分布的勘测勘探,调查了解各种资源量及海洋环境的现状和未来发展的趋势;而重中之重是要倡导科技创新、依靠科技振兴海洋:利用新技术、新手段原位实时地监测海洋环境,通过强大的地理信息分析与处理系统的支持,对获得的信息进行分析、模拟,及时有效地保护海洋环境、资源,预报灾情与突发事件。

2  3S 在海洋资源与环境中的应用

多年来,国内外海洋工作者在海洋地理、海洋化学、海洋水文、海洋气象、海洋生物、海洋矿产、海洋测绘等基础性学科上进行着不懈的研究,制定了一批大型的、多学科的国际海洋科学研究计划,如全球海洋观测系统( GOOS) 、Topex/ Poseidon 海洋地形试验、世界海洋环流试验(WOCE) 、热带海洋全球大气计划( TOGA) 等。通过系统地研究海洋,不断发现其内在规律,帮助人们充分利用海洋空间,合理开发海洋资源。

目前,越来越多的地理信息已在国民经济建设诸多领域中显示出巨大的应用价值。在信息量激增的21世纪,要实现海洋资源与环境的可持续发展,关键是要及时准确地获取、分析海量的信息。而20 世纪下半叶发展起来的GIS 技术功能强大,用于对空间环境数据进行管理、查询、分析,并且利用GIS 的统计制图功能形象地展示出各种环境专题内容、环境数据空间分布与数量统计规律,以满足环境保护实际需要。3S、专家系统及决策支持系统是当今信息时代的尖端技术,它们相互结合、取长补短、相辅相成,为资源开发、环境保护提供比较完善的技术支持,有助于海洋资源与环境的可持续发展。借助3S ,应用计算机网络与通讯和数据库管理技术,建立现代化海洋实时立体监测管理系统,实现信息更新、信息共享,并通过图形方式对管理与决策前景进行动态模拟,为海洋资源开发、海洋环境和气候的监测、海洋防灾减灾以及维护国家海洋权益服务。

2. 1 3S 与海洋资源的开发利用

目前陆地上70 %的农业生产资料,80 %以上的工业原料、95 %以上的能源来自矿产资源。由于我国仍处于矿产消耗强度趋快的时期,要满足近期矿产资源的需求,并为今后一定时期内可持续发展保持后劲,寻找和开发矿产资源仍是地学工作的重要任务。海洋中蕴藏有丰富的石油、天然气、天然气水合物、多金属结核、海底热液多金属硫化物等矿产资源,它们的分布、规模、储量评价、开发利用的环境条件及可行性等,无疑依赖于快速、高效、准确的探查技术。

根据海洋资源数据库中的物探、化探资料及GPS和RS 提供的信息,应用GIS 空间分析功能和虚拟现实技术来探索海洋成矿特点和规律,为海洋管理、海岸带和海岛资源开发提供科学依据。成本低、速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制,减少投资的盲目性。3S 技术可以对区域自然资源的分布及其量值的动态变化进行快速、准确的调查和评价,例如,确定资源量及其变化幅度、时空分布特征,分析、预测各类资源利用的现状与前景,探索解决自然资源供需矛盾的可能途径,评价资源管理的政策和方案等。

2. 2 3S 与海洋环境保护

利用3S 建立海洋环境和灾害信息库、海洋环境质量评价和灾害预报系统,能够为环境监测、管理、规划及评价提供重要的技术支持,为保护海洋环境及海上航行、生产安全服务。

2. 2. 1 环境监测

遥感技术在海洋调查中显示出大范围、多时像、高分辨率的特点,RS 在河口泥沙规律研究、海水海温监测、渔场监测、海洋污染监测等方面发挥了重要作用,对厄尔尼诺效应、赤潮等的监测也收到较好的效果[18 ] 。

2. 2. 2 环境管理

GIS 等技术能对各种海洋环境、资源,如海洋生物资源、大气质量、海洋水资源、污染物排放范围等进行实时监测、更新,并能有效地进行环境统计分析,进而进行环境总体规划;可动态展示污染源位置、类型、负荷及对区域环境造成的影响。

2. 2. 3 环保应急反应

对于重大环境事件,环境保护部门要具有应急反应能力,并能针对事件的特性做出迅速反应和决策,如水质污染、油船泄露等。

2. 2. 4 环境规划

污水排海工程的规划与设计由于涉及潮汛等原因,如何建立有效的模型进行近海水域模拟分析,是目前的难点和热点。而GIS 的空间分析能力可较好地解决该类问题,应用GIS 进行近岸海流模拟分析,同时还可以分析近海岸带悬浮物的分布情况。另外,GIS 等技术可以快速、准确、客观、动态地对重点海域的环境质量进行趋势预报,为区域环境规划工作提供全面支持,为国家和地方进行宏观决策提供科学依据。

2. 2. 5 环境评价

我国目前正在或将要进行的资源开发和重大工程项目,如南海大陆架石油开发等,应用GIS 等技术可以对其进行勘探、选址及建成前后的环境问题进行分析、预测和研究,并实现其动态、连续、准确的监测、评价与环境影响规划方案的制定。

2. 2.6 与海洋精细渔业

海洋精细渔业指将3S、计算机、通讯、网络及自动化技术等高科技与地理学、渔业、生态学、沉积学等基础学科有机地结合,对鱼群、水质、底质进行从宏观到微观的实时监测,以实现对鱼苗生长、发育、营养状况、灾害以及相应的环境进行定期信息获取和动态分析。通过诊断和决策制定计划,并在GPS 和GIS 集成系统支持下发展信息化现代海洋渔业。海洋精细渔业具有新型现代渔业生产模式,综合应用了3S 等空间信息技术,将促进人类合理利用渔业资源,降低成本,提高产品产量和质量,改善生态环境。海洋精细渔业是未来渔业可持续发展的方向,也是“数字海洋”战略中的一项重要内容。

3  海洋资源、环境领域中亟待应用3S 技术的重大课题

美国前副总统戈尔曾提出“数字地球”战略,我国的《21 世纪议程》和“数字城市”工程均包括3S 方面的内容[19220 ] 。作为“数字地球”的一部分,“数字海洋”、“数字港湾”等名称已被相应地提出,建立了一些行业性、地区性地理信息系统(如渔业GIS、黄河口GIS) 。我国各有关部门对海洋资源与环境进行了大规模的调查研究,全国沿海66 个海洋站、200 多个验潮站和3 个海洋资料浮标网的长期观测[21 ] ,加之陆地/ 气象/ 国土卫星资料及航片资料,积累了大量的数据。所以运用GIS 技术建立海洋立体监测管理系统在我国已经具备了一定的基础,海洋综合管理系统有广阔的应用空间。但总体上讲,3S 应用范围窄程度低,海洋资源与环境可持续发展任重道远[22 ] 。在海洋领域利用GIS ,首先要建立开放式的、具有先进体系结构的计算机网络平台;然后利用优良的GIS 工具和数据库管理系统,构成一个集成化的环境,以满足海洋立体监测管理系统功能的需要;再利用海洋综合管理分析与决策子系统对各种信息进行分析、模拟,为海洋资源开发、环境和气候监测、防灾减灾及维护国家海洋权益服务。根据我国海洋资源与海洋环境现状,结合海洋可持续发展的目标,当前,应尽快发挥3S 的优势,深入研究以下领域。

3. 1 数字海底系统

海底地形信息对于海岸带的演变研究具有重要意义。近年来GPS 技术与海底测深技术相结合,提高了水下地形测量精度,但费用高且无法经常测量,对大面积水域也难以得到连续的全景水深信息。GIS 与RS图像处理系统结合应用能在一定程度上解决这些问题。RS 数据是地理信息系统的重要信息源,且大多数GIS 已拥有独立模块进行图像处理。以GIS 为平台, 利用各种海底探测技术所取得的资料,建立数字海底数据库,应用自动成图技术,集成由海底地形地貌、地质构造等相关参数组成的数字海底系统。数字海底系统是多学科海底数据和海洋地质模型支撑的信息化海底系统。其关键技术包括海底地学专业模型技术、地学数据技术、与数字地球间的集成技术;其主要目标是使海底领域与数字地球接轨,促进海底资源的开发和海洋环境的治理。

与3S 具有紧密联系的海洋环境下矿产资源的原位实时探测技术、海底电视观测系统及水下可视化定点采样技术、先进的海底矿产资源现场测试技术是国外正在发展的高新海洋资源探查技术,在大洋矿产资源探查与评价中占有极其重要的地位。我国目前对上述技术的掌握程度很低,这无疑严重阻碍了我国对大洋矿产资源的分布、储量、开发潜力和开采方法的正确判断。尽快开发大洋矿产资源探查技术显得异常必要和迫切。

3. 2 海岸带系统

海岸带是地球四大圈层交汇的地带,物理过程、化学过程、生物过程及地质过程交织耦合,陆海相互作用强烈。全世界河流入海悬浮物质、生源要素及污染物的75 %~90 %归宿于海岸带,全世界60 %的人口和2/ 3的大中城市集中在沿海地区,海岸带环境演化直接关系到人类的生存空间、生存质量和社会的可持续发展。因此,海岸带陆海相互作用(LOICZ) 研究成为国际地圈- 生物圈计划( IGBP) 的核心计划之一,旨在研究未来气候变化、土地利用、海平面变化及人类活动等对全球海岸带生态系统功能和可持续利用的影响,提高对于未来变化的认识和预测能力。河口- 近海系统位处沿海经济带,是陆海相互作用最为活跃的地带。就我国的国情而言,占我国陆域国土13 %的沿海经济带承载着全国42 %的人口,创造着全国60 %以上的国民经济产值。我国沿海经济带的快速发展对海岸带资源与环境有着极大的依赖性,同时也赋予海岸带沉重的环境压力。

海岸带系统是海岸带综合管理必不可少的手段,尤其在海岸带功能区划、海域划界、海域资源有偿使用管理等信息管理中,是目前迫切需要进行的工作[23 ] 。通过RS 与GIS 技术集成方法,结合海岸带综合管理所需的元数据(Metadata) 技术和网络地理信息系统技术,充分利用多源卫星资料和已有的实地调查资料,构建海岸带信息系统是具有较高技术含量同时又具有巨大管理效益的研究项目。它将帮助研究者从海岸带环境场及其动态变化规律探索的角度来进行海岸带动态变化研究,进而开展陆海相互作用的研究。

3. 3 海洋灾害监测与预报

3. 3. 1 海水入浸实时监测

当前,全球气候变暖,海平面上涨,且海水入侵面积仍有扩大的趋势。我国海岸线长,沿海地区面积大、海拔低,海平面单位高度的上涨会对沿海地区的工农业生产和人民生活造成巨大危害。国内这方面的研究开展比较晚,应运用3S 动态、实时监测海水入浸,分析、预报灾情,提供有效的措施及建议。

3. 3. 2 重大自然灾害监测预报

东部沿海地区为海洋灾害多发区,其中最为严重的是台风、海流、风暴潮、海浪、赤潮等灾害[24 ] 。因此,如何准确预报重大灾害,提高区域综合减灾能力,已构成可持续发展中亟待解决的重大科学问题。采用以飞机和卫星平台相结合的遥感成像技术实时地获取灾害蔓延范围信息,用GPS测定灾区的准确地理位置,结合GIS 中已存储的灾区地形、交通等信息,即可对灾害进行评估、预测,并能对不同决策方案的效果进行模拟、对比,向各级决策部门提供救灾、减灾的辅助决策方案。

3. 3. 3 海洋生态环境动态监测

海上溢油事故频繁发生、沿海工业废水排放量日益增多、海水养殖业趋向于高密度大面积的产业化、工厂化养殖,造成环境质量下降、近海营养盐过剩,赤潮频发,严重危害着海洋生态平衡。因此,运用3S 建立海洋环境动态监测系统及海洋生态变化监测系统,对合理管理海域、分析环境变化和预测海洋生态状况具有重大而深远的意义。

3. 3. 4 海洋工程安全立体监测与预报

近海资源与环境的开发依赖于海洋工程构筑物,工程安全状况直接影响开发工作的经济、环境效益,甚至决定开发工作的成败。海洋工程安全性既取决于工程结构本身状况,也取决于周围的环境荷载,如风、浪、冰、地震荷载等。建立对海洋工程构筑物状况及其环境影响的监测体系意义重大。

4  结语

海洋资源与环境是3S 技术大显身手的领域。3S是充分利用现有数据和信息资源的最佳途径,是实现海洋资源与环境可持续发展的关键技术和重要手段,在全球变化、资源调查、环境监测与预测中起着其它技术无法替代的作用。同时在维护海洋资源与环境可持续发展的过程中将极大地促进信息科学技术、空间科学技术、环境科学技术和地球科学的发展。3S 所提供的巨大市场将在国民经济及海洋资源与环境可持续发展中发挥越来越重要的作用。随着科学技术的发展,海洋遥感卫星相继升空,海洋探测技术越来越先进,水下地形测量、重力测量仪器不断更新换代,为海洋基础数据获取提供了保障。3S 理论的日益完善,算法研究的不断深入,全球网络化的逐步实现,测绘工作者、海洋科学工作者的密切配合,都为海洋地理信息系统和海洋遥感的普及提高创造条件,最终为决策者提供高质量的服务和科学的建议。只有经济、社会的发展与资源、环境相协调,走可持续发展之路,才是中国发展的前途所在。 参考文献

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第7篇:海洋环境的变化范文

 

0 引言

 

随着我国经济的发展以及科技水平的显著提升,人们对于海洋环境的利用需求以及利用能力都有了显著的提升,在这样的社会环境下,海洋环境也极大地受到了人类活动的影响。而海洋工程作为人类进行海洋活动的重大设施,也是人类影响海洋环境的重要工程。因此,我们要想了解人类对海洋环境的影响,就必须从海岸工程对海洋环境的影响出发来进行研究,进而使人类活动对海洋环境的负面影响降低到最小的程度。

 

1 海岸工程影响海洋水质

 

(1)海岸工程的运行影响着海水的温度。海岸工程中的正常运行需要大量的机器来带动,这些机器在运行的过程中会产生很多的热量,这些热量传递到附近海域当中,会明显提升海水的温度。海水温度提升之后,海水中原有的微生物群、鱼虾以及水藻种类就会面临着生存环境的改变,而这些生物的生存对于温度的要求较高,因而,就很容易造成大量海洋生物的死亡,甚至会造成某些生物的灭绝。

 

(2)海岸工程的运行影响着海水的水质。在大部分海岸工程的运转过程中,都会产生废水,这些废水虽然按照国家的标准进行了一定的处理,到达了排放的要求,但是其各项检测指标依然与海水本身有一定差距,这使得这些废水排放到海洋中之后,改变了海水原有的水质,对海水产生了一定的污染,对近岸生物的生存造成了负面的影响。

 

而另有一些不良分子,在监管不到的地方,肆意将未处理达标的废水排放到海洋之中,严重地污染了海洋水质,威胁着海洋生物的生存。而这种污水排放由于远远超出了海洋的自净能力,因而对海洋造成了不可逆转的影响,需要人工来进行处理。

 

2 海岸工程影响海洋水文动力环境

 

海洋水文动力环境使得海洋系统内部和大自然外部都能够形成一个良好的循环,通过这个循环,海洋系统内部能够获得相对稳定的生态环境,海洋外部的大自然也能够在海洋适当运动的带领之下得到良好的循环。但是,海岸工程对于海洋水文动力环境产生了严重地影响,使得海洋水文动力环境的良性循环被打破。

 

(1)海岸工程对海湾的纳潮量产生影响。海岸工程的建立,使得海湾的纳潮量明显减小。这样,在通过潮水流动来进行的水质交换过程中,近岸的海水就难以通过潮汐来与深海中的水产生交换,就造成了海洋当中,各种不同区域的水质差异较大,海洋旧有的生态平衡遭到破坏等状况。而纳潮量减少之后,产生的另一个重要负面影响是,海洋的自净能力退化,由于近岸与深海之间的海水交流减少,因而难以通过潮汐和洋流实现海水自净的效果,最终使得海洋污染难以有效控制。

 

(2)海岸工程对海湾潮流场的影响。海岸工程的存在减缓了进入海湾的潮流的速度,在潮流速度降低的情况下,近岸的海水与深海水难以充分地交换,这样,就使得近海海域污染较为严重,同时,水质与远海差异较大,变得不适宜生物的生存。

 

3 海岸工程对生态环境的影响

 

(1)海岸工程对湿地的影响。首先,海岸工程使得近岸污染物增多,这些被污染的水进入到近岸湿地当中,影响着近岸湿地的生态环境。被近岸工程污染的海洋水通过循环进入到湿地当中,使得湿地中各种污染超标,造成了湿地生物的减少,影响着湿地的生态平衡。

 

其次,海岸工程加速了沿岸土地盐渍化。在海岸工程的影响之下,沿岸湿地水分蒸发量上升,使得沿岸湿地的盐渍化程度加快,使得沿岸湿地变得不适宜生物生存。最后,海岸工程用水量的增多使得地下水位迅速下降,容易造成海水倒灌,既影响人们的正常用水,也使得近岸湿地的盐碱度失去平衡,影响湿地生物的生存。

 

(2)围海造田对海洋生态环境的影响。围海造田对海洋生态环境产生了不可逆转的影响,使得海洋生态环境遭到了极大的破坏。围海造田影响了潮汐的正常流动,这使得潮汐的力度减弱,影响了海水的自净能力,同时也使得不同水域之间的水质交换变得极为困难,影响海洋生态系统的平衡。此外,围海造田也影响到了近岸海洋生物的生存环境,使得近岸海洋生物大量灭亡,影响了海洋生物的多样性。

 

4 海岸工程对近海渔业的影响。

 

(1)海岸工程破坏了近海鱼类的生存环境。在近岸工程的建设和运行过程中,会产生对海洋的利用,同时也会向海洋排放一定的废水,这些废水中含有大量的重金属。鱼类一旦吸收这些重金属,就会产生变异或者灭绝,这使得近海鱼类的多样性遭到严重地破坏,进而威胁到整个海洋的生物系统。

 

(2)海岸工程使得陆地积蓄的营养物质在短时间内大量向海洋释放,造成了藻类的大量繁殖。近岸工程的建设和运行使得陆地植被显著减少,这样,在海洋运动的过程中,陆地积蓄的营养物质在短时间内就会大量地随着海水向海洋释放,这些营养物质为海藻等提供了大量的影响,使得海藻迅速繁殖。而海藻的迅速大量繁殖,不仅仅使得其消耗的海洋资源增多,同时还会释放出大量的有毒物质,影响着近海鱼类的生长和繁殖。

 

5 结语

 

综上所述,海岸工程的建设和运行给海洋生态环境造成了很大的影响,使得海洋生物多样性减少,海洋循环功能和自净能力下降等。而这些对海洋产生的影响最终都会回到人类身上,对人类产生极大的冲击,包括温室效应、地下水污染以及气候异常等。

 

因此,我们在建设海岸工程的过程中,应该尽量考察海岸工程建设的必要性,减少海岸工程的数量和规模,同时,尽量合理选择海岸工程的位置,严格控制海岸工程运转过程中的废物排放,使得海岸工程的建设和运行对海洋环境的影响降到最低。

第8篇:海洋环境的变化范文

海洋经济虽已成为国家经济发展中不容忽视的生力军,但我们也应该看到,海洋经济对于促进我国经济社会和谐发展仍存在诸多问题。如海洋经济总体规模还明显偏小,对整个国民经济的拉动作用不明显;海洋经济科技含量不高,科技创新水平相对滞后;主要海洋产业,如海洋渔业生产手段较落后,机械化程度低,经济效益不高;同样,海盐生产技术手段落后,机械化程度低,主要靠增加盐田面积的粗放办法来增加产量;海洋科技创新的机制不完善,科技成果向市场转化的有效机制还没有真正建立起来;海洋科技管理落后,体制不健全,科技投入严重不足,优秀海洋科技人才缺乏,科技知识有效供给不足;海洋科技研究低水平重复较多,投入产出比例较小。据统计,发达国家科技创新因素在海洋经济发展中的贡献率达到80%左右,我国只有30%多。我国海洋科技创新水平低,已成为影响海洋经济增长方式转变、制约海洋经济可持续发展的最大障碍。

当前,随着经济信息化和全球化的进展,海洋经济在经历了以直接开发海洋资源的产业发展阶段以后,跨入了以高新技术为支撑的发展阶段。面对世界海洋科技创新的发展趋势,我们应当有计划有目标地实施海洋科技创新战略。只有创新,才能为海洋经济的持续和健康发展提供无穷的动力源泉。中国是海洋大国,实施海洋科技创新战略,抓住科技革命和产业革命的机遇,对推动我国海洋经济的快速增长,优化海洋产业结构,大力发展新兴海洋产业,提升海洋经济整体竞争力;对缓解我国在发展中所面临的人口、资源、环境方面日益严重的压力,实现海洋经济增长方式从海洋资源消耗型向海洋资源节约型的转变;对保护海洋生态环境,促进经济社会全面、协调、可持续发展;对维护国家海洋权益和经济安全,都具有重大的现实意义和不可替代的作用。实施海洋科技创新,促进海洋经济可持续发展的措施:

1、大力发展海洋高新技术产业,促进海洋资源科学利用。我国海洋高新技术研究和应用起步较晚,海洋高新技术产业规模不大,在这方面,我们和海洋发达国家相比较还有较大差距。海洋高新技术产业是现代海洋经济发展最具潜力的新兴领域,大力发展海洋高新技术产业,可以提升我国海洋经济可持续发展的空间和整体水平。所以,我们要在吸收和采用国际最新的科技成果的基础上,组织技术攻关和技术创新,发展我国的海洋高新技术产业,特别是在海洋资源开发利用、海洋渔业资源可持续利用;海洋资源深加工技术、海洋功能食品开发、海洋医药产品开发、海洋精细化工产品研制;海洋能源开发利用、海岸带区域水资源开发和保护、海洋矿产资源开发、海域资源和环境评估技术、海洋信息技术等方面加快发展步伐。重点应放在海洋资源的综合利用和清洁能源的开发利用上,为海洋经济的快速发展提供科技支撑。

2、通过科技创新,积极扶持新兴海洋产业。新兴海洋产业的发展,要以高新技术为支撑,以市场为导向,以产业转型升级为重点,以结构调整为主线,提升海洋经济整体竞争力。着力建设一批新兴海洋项目和海洋产业区,逐步形成特色鲜明、优势明显、产业聚集力和带动力增强、产业可持续发展能力全面提升、竞争力强的海洋产业聚集区和产业集群。对新兴海洋产业,国家应在科技协作、资金投入、税收优惠等方面提供支持,以推动海洋经济结构调整和产业升级。此外,采取积极有效措施开展海洋未来产业技术储备的研究,促进海洋未来产业的发展,不断开拓新兴的海洋空间利用领域,不断形成海洋经济发展的新的增长点。

3、支持和鼓励海洋循环经济技术创新。当前,发展海洋循环经济就是要依托循环经济创新技术,以海洋资源的高效与循环利用为核心,用循环经济理念指导产业结构调整和布局,形成海陆大循环的经济发展模式。国家应出台发展海洋循环经济的政策措施,建立健全发展海洋循环经济的科技创新促进机制。应从海洋产业结构调整、培育海洋新兴产业、降低能源消耗、清洁生产、保护海洋环境等方面,认识发展海洋循环经济的重要性,制定发展海洋循环经济的战略规划,大力发展循环经济。政府应及时向社会有关海洋循环经济的技术创新、管理和政策等方面的信息,支持海洋循环经济关键技术的研究开发,开展信息咨询、技术推广、宣传培训等。

发展海洋循环经济应有重点、有层次推进。海洋循环经济的重点应放在总体污染排放中所占比例比较大、资源消耗多的行业和具有较为成熟的海水循环利用资源技术、资源再生技术的产业领域。我国海水综合利用经过多年技术攻关,已具备产业化发展的条件,沿海缺水城市应在海水的综合利用方面优先推进。重点发展海水直接利用和海水淡化技术,降低成本,扩大海水综合利用的产业规模,推动海水资源产业化的全面发展,改变我国沿海地区水资源结构,促进沿海经济社会的全面发展。此外,支持和鼓励海洋循环经济技术创新也十分重要。政府应及时向社会有关海洋循环经济的技术创新、管理和政策等方面的信息,支持循环经济关键技术的研究开发,开展信息咨询、技术推广、宣传培训等。加快循环经济法规标准体系建设,设立海洋循环经济科学评价指标体系和海洋循环经济核算体系。

4、加快海洋生物技术开发,发展海水综合养殖业。近年来,由于我国海水养殖业面积的大量增加,加剧了海洋环境污染,导致大量海洋生物死亡,带来了一系列生态环境问题。海洋生物技术的开发,为海水科学养殖业提供了前所未有的发展空间。当前,在海水养殖方面应采取科学的养殖方法,建立海上养殖区环境管理制度和标准,编制海域养殖区域规划,合理控制海域养殖密度和面积。利用海洋生物技术,建立各种清洁养殖模式,改善已被污染和正在被污染的海水养殖环境,减轻或控制海域养殖业引起的海域环境污染。通过技术改造和养殖水域的生态修复技术研究,加大海洋生物资源可持续利用和科学养殖技术,维护海洋生态平衡,达到提高产量、增加效益、保护环境的生态养殖模式,实现海水养殖业的可持续发展。

5、利用高新技术,加快海洋环境治理和海洋生态建设,努力实现资源利用集约化、海洋环境生态化,增强海洋经济可持续发展能力。对于海洋环境保护与海洋环境污染治理,我们在严格执法、加大整治力度的同时,必须利用高新技术,大力发展清洁能源和环保产业,提高工矿企业污水处理和达标排放水平,把污染物的排放浓度和排放量尽可能压缩到最低限度。此外,扩大海洋环境监测、海洋污染防治与生态保护技术及其他海洋高新技术的应用范围。加强海洋环境保护和生物治理,开发和利用环境生态生物技术,解决海洋污染的生物修复问题。坚持海洋经济发展规模、速度与资源环境承载力相适应,坚持海洋资源开发利用与海洋生态环境保护相统一,逐步建立在保护中开发、开发中保护的良性发展模式,达到海洋生态环境保护和海洋经济发展的协调统一,实现海洋经济的可持续发展。

第9篇:海洋环境的变化范文

众所周知,海洋功能区划是海洋管理的基础,尤其在近年我国陆海统筹与海洋强国战略背景下,海洋功能区划在指导与管制海洋开发利用实践活动等方面的战略意义更趋突显。随着《全国海洋功能区划(2011~2020年)》以及沿海省市县各级《海洋功能区划》相继颁布,我国海洋功能区划体系日益完善,有效地保障了海洋资源与生态环境的可持续发展。与此同时,一些深层次的问题却日益突显,作为协调各种用海方式的基础性制度,海洋功能区划本应在促进沿海地区经济社会与生态环境统筹发展中发挥重要作用,但实际上,近年研究却发现,海洋功能区普遍面临生态环境问题。不少研究针对特定地区或特定海洋功能区展开,对山东、江苏、等的研究发现,以往设立的海洋功能区划潜藏生态风险,海洋资源的过度开发使海洋生态容量与资源环境承载力严重下降,不仅无法满足原本的功能需求,其长期影响甚至在功能区划调整后也难以根除。对长江口、珠江口、渤海湾等的观察也发现,尽管港口航运、海水养殖、滩涂围垦等大部分资源开发性的功能区通常可达到海洋环境质量标准,但海洋保护功能区生态环境质量与要求相距甚远。海洋功能区的生态环境问题不仅大量体现在区域层面的研究中,全国沿海地区的综合评价结果同样令人担忧,对全国海洋功能区划的实施状况进行评价发现,在海洋功能区划推进下,海洋生态系统健康状况恶化趋势并未有效缓解。需要指出的是,尽管相关研究不同程度地反映出我国海洋功能区的生态环境问题,但囿于大部分研究或是聚焦较小空间尺度的实证分析,或是基于较大空间尺度的定性讨论,对全国范围海洋功能区与海域生态环境关系的研究仍有待进一步展开。基于此,本研究选取具有典型性的11类部级海洋功能区,采用空间分析方法,分析110个部级海洋功能区与海域生态环境的空间关联,探讨导致海洋功能区划陷入生态环境难局的主要症结,进而提出相应的策略建议。

2海洋功能区划与海域生态环境的空间关联

海洋功能区对不同类型功能区的海域生态环境进行严格限定,特定的海洋功能区必须满足相应的生态环境要求,因而海洋功能区与海域生态环境的空间关联分析至关重要。自2002年起,国家海洋局历年的《中国海洋环境公报》均高度关注“海洋功能区”的生态环境状况,成为本研究的重要支撑,文中采用的海洋功能区数据、海域生态环境指标等均来源于2013年《中国海洋环境公报》,在此基础上,将海洋功能区与海域生态环境质量进行空间叠加分析。尽管在全国尺度和大比例尺下,图像配准和投点可能存在一定误差,但并不影响本研究的基本判断。通过叠加比对发现,我国部级海洋功能区与海域生态环境之间的空间关联主要具有以下特点:第一,海洋功能区大量分布于生态环境质量较差的海域。由于我国沿海地区用海活动高度集聚于近海,因而海洋功能区划主要在近海展开,大部分部级海洋功能区分布于毗邻陆地的近海地区,而近海恰恰是我国海洋生态环境问题最为严重的海域。受此影响,不少海洋功能区与海域生态环境污染区域空间重合,某种程度上,较差的海域生态环境基底严重影响海洋功能区的正常运转。第二,以开发为主导的海洋功能区海域环境达标情况相对较好。海洋公园、滨海旅游度假区、海洋牧场示范区、集中集约用海区,以及因缺少相关标准而无法测算的海洋倾倒区、海洋石油探矿区域等是达标情况相对较好的海洋功能区,其共性特点就是以海洋资源开发利用为主要功能。出现这一情况的原因之一在于该类区块的功能实现往往对生态环境质量有一定要求,因而在功能区划定时就以一定的生态环境质量为前提。第三,以保护为主导的海洋功能区海域环境超标情况较为严重。海洋特别保护区超标最多。例如,80%的部级海洋保护区超标,尽管海洋特别保护区的功能在于协调海洋开发与生态保护,但当前海洋特别保护区的规划和设立中,地方政府仍然更倾向于特别保护区的开发功能,加剧生态环境影响。又如,水产种质资源保护区的超标程度也达到65%,而这一功能区直接关系到人类食用水产的安全,在日后海洋功能区管理中应引起重视。当然,保护性的海洋共更趋超标情况严重的可能原因之一是出于引导、规制的作用,其标准大多较为严格,不过,如此高的超标比重必须高度警惕。综上,空间关联分析表明,我国海洋功能区面临的生态环境问题不容小觑,应当引起广泛重视,对海洋功能区划进行优化调适,为此,必须进一步对导致问题的主要诱因加以剖析,这也构成本文进一步研究的主要内容。

3海洋功能区划生态环境难局的双重维度

空间分析直观展现了我国海洋功能区不容乐观的生态环境质量,对其中关键因素的分析将主要从空间与体制这两个密切相关的维度展开。

3.1空间维度:毗邻功能区相互掣肘

不同类型的海洋功能区在空间布局上却彼此交错叠合,但其功能取向却可能极具差异。一般说来,相近功能取向的海洋功能区,彼此功能冲突相对较少。例如,不少海洋自然保护区包含有水产种质资源保护区等,可以对生态环境和水产种质进行共同保护;又如,许多滨海旅游度假区往往又是风景名胜区,既起到风景保护功能又起到旅游开发功能,一些地方更将两功能区的管委会合署办公从而发挥集合作用;再如,不少国家海洋牧场示范区中又设有多个渔业增殖区,两者的功能取向都是为了鱼类增殖,因而可以共存。然而,倘若不同功能取向的海洋功能区空间叠合或毗邻,就有可能产生冲突,甚至加剧海洋功能区的生态环境问题。海洋倾倒区与其他海洋功能区的冲突较为典型。海洋倾倒区的功能在于协助管理倾倒疏浚物,而疏浚物本身就具有污染性,所以倾倒区应选址在水体交换活跃区,具有较强的自净能力和较大的环境容量。尤其重要的是,海洋倾倒区必须与海洋保护区等保护性的海洋功能区设置一定距离,后者对海洋生态环境特别是水质的要求极高。例如,对烟台市的海洋倾倒区研究发现,倾倒区与海洋功能区相距必须在2km以上,倾倒物才不会进入芝罘湾的海水养殖区、港区及海滨休养区沿岸和养马岛附近等[7]。如果海洋倾倒区与海洋保护区的距离过近,则可能导致灾难性后果。例如,珠江口原本设立有海洋倾倒区,伴随着港口海运等的迅速发展,倾倒物和疏浚量不断增多甚至存在乱倾倒现象,对海洋生态环境产生较大压力,特别是淇澳岛东南倾倒区与珠江口中华白海豚保护区相叠合,疏浚物增加海水浊度、影响白海豚种群的正常繁衍,最终该海洋倾倒区于2005年封闭。不仅如此,在一些海洋功能区密集交错的地区,功能区间潜在的空间冲突也应引起重视。山东省正是典型区域,沿海岸带分布的部级海洋自然保护区、特别保护区和水产种质资源保护区等海洋保护区数量在全国名列前茅,占有较大比重。《山东半岛蓝色经济区规划(2011)》指出“重点打造海州湾北部、董家口、丁字湾、前岛、龙口湾、莱州湾东南岸、潍坊滨海、东营城东海域、滨州海域九个集中集约用海片区”,这些集中集约用海区大多邻近海洋特别保护区、自然保护区、海洋牧场等,尽管努力改变以往较为粗放的用海方式,但仍有可能对其他功能区潜藏生态环境影响。例如,规划指导下首个获批的烟台龙口湾港高端制造业聚集区,是全国获批的最大人工岛群项目,规划填海面积35.2km2,拟建造6个人工岛和1个突堤式人工岛,如此庞大的集中围垦和填海工程是否会对相邻的龙口黄水河口海洋生态部级海洋特别保护区等带来影响,必须在长时间的海洋监测加以关注。

3.2体制维度:功能区管理尺度错位

海洋功能区分属沿岸区县级政区的不同专业部门管理,但大多数海洋功能区的管理都并非某地某业能够独立承担的,因而近年为化解地区之间、部门之间的体制摩擦问题,不少地方积极探索管理协调委员会、联席会议、联合执法等协调机制。然而,在协同能力方面,有的联席会议每年只会晤一次,缺乏长效机制甚至避重就轻;在执行能力方面,国家和地方众多相关法规条例相继出台,但滨海开发的利益驱动牵制了执法动力,有的城市虽然严格推行联合执法,却面临执法人员素质、执法装备、执法效率、执法方式等问题;在创新能力方面,相关技术创新的原始性、集成性及产业化程度较低,难以适应当前海洋功能区生态修复、整治、保护等的新变化与新要求,等等。与此同时,以往沿海城市的滨海地区大多是乡村和农场,社会诉求相对单一,近年人口与产业等不断向海集中,社会构成趋于复杂,随着海洋功能区划的确立,如何协调海洋产业、生态环保等与沿海社会治理间的关系问题突显。遗憾的是,目前不少地方重产业发展轻社会管理、重工程项目轻公共服务,难以回应日益多样的社会诉求。加之城市向海蔓延挤压滨海农民、渔民的发展空间,出现大量失地农民和失海渔民的就业问题。不仅如此,在海洋功能区规制作用以及近海生态恶化影响下,一些渔民远赴他国管辖海域捕捞,甚至导致国际纠纷。显然,上述问题不断累积,势必加剧海洋功能区划的生态环境风险,极有可能成为海洋强国战略的“生态羁绊”,优化海洋功能区的生态环境效应,迫在眉睫、刻不容缓。

4破解海洋功能区生态环境难局的策略建议

4.1促进海洋功能区划与城市规划等的衔接

沿海城市是海洋功能区编制的基本主体,海洋功能区划应努力实现三方面转变:首先,从重经济总量向重生态容量的转变,确立“反规划”理念,以海洋环境容量与陆域生态承载为双重约束,规范滨海新城、新区、开发区的开发强度,促进海岸带及近海资源的集中集约利用;其次,从重陆域协调到重陆海协调的转变,加强沿海城乡规划、海岛规划、海洋经济规划和海洋功能区划等的相互衔接与协调;再次,从重土地潜力到重综合潜力的转变,尤其是海洋功能区集中设置的深水岸线、海洋旅游、生态环保等多方面的潜力。

4.2强化海洋功能区的规范引导与协同治理

规范引导与协同治理是优化海洋功能区划的重要支撑,一是从技术创新到集成创新,在不同功能区治理关键技术攻关的基础上,进一步推进管理、政策等集成创新等;二是从专项示范到综合示范,目前已有海洋功能区的水环境监测、综合管理等专项示范,但生态环境问题的复杂性要求加快建立综合示范点,示范产业方式、社会管理、考核指标、灾害应急等多方面内容;三是从项目主导到标准引导,项目主导注重海洋功能区管理的当地特色但推广价值有限,要在示范项目基础上,加快研制“海洋功能区划的标准和技术导则”并进一步推广,保证功能区管理的过程优化和质量控制;四是从部门规范到公民规范,将规范引导进一步落实到公民自身行为,有的国家颁布《海岸带公民指南》取得了很好效果,为此,要加强海洋功能区划的宣传教育与科学普及,增强公众的海洋生态文明意识。

4.3加强海洋功能区的法规与制度体系建设