前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇海洋环境范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
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。转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。
21世纪是海洋的世纪,世界各沿海国家纷纷把目光投向海洋,寻找未来发展的支点,我国也不例外,海洋经济在我国国民经济的发展中占有重要的战略地位。随着海洋强国战略的实施,海洋资源开发管理力度加大,海洋经济得到了长足的发展并成为国民经济发展新的增长点。但粗放式的经济增长也给海洋环境带来了压力,海洋成为污染输出的空间载体。生活污水和工业废水排放量的加大,加之薄弱的海洋环境保护观与低效的污染治理力度,导致海洋环境污染的加剧与海洋灾害的频发,严重影响了海洋经济的发展。《全国海洋经济发展“十二五”规划》中要求,在促进海洋经济快速发展过程中,要高度重视海洋生态环境保护。由此可见,海洋经济发展过程中引起的环境问题引起了国家的高度重视。海洋环境和海洋经济的协调发展对于实现海洋经济可持续发展至关重要。
对于环境与经济的协调研究国内已有不少的研究成果。国内的研究有1996年吴越明等对环境—经济指标体系以及协调度模型做了相关研究;2000年阳洁等环境质量与经济增长的库兹尼茨曲线, 建立了环境经济的协调度函数,并给出了环境经济协调发展的判据;2003年,张晓东等利用灰色系统模型对90年代我国省级区域的经济与环境协调度进行了计算,并对2005年与2010年的区域协调度进行了预测;2007年李鹤等运用因子分析和相关分析法对1990年以来辽宁省环境与经济协调发展状况进行了定量评价;2010年王辉等通过建立协调度模型对辽宁14市的经济与环境的协调度进行了定量测评;2012年盖美运用可变模糊识别模型来分析辽宁沿海经济带经济与海洋环境的协调关系;2013年许冬兰,王超运用熵变方程法对我国海洋经济和海洋环境的协调度进行了定量分析。
本文在借鉴众多学者研究成果的基础上,选取11个评价指标构建综合评价指标体系,并运用层次分析法和熵值法确定指标权重;在综合评价海洋环境和海洋经济子系统发展水平的基础上,运用相关性分析法定量评估海洋环境和海洋经济发展的协调度,为实现海洋经济的可持续发展提供借鉴。
一、海洋环境与海洋经济协调度
(一)协同论与协调度
协同论由德国物理学家赫尔曼 ·哈肯教授1971年提出。他认为:系统发生相变与否由系统控制参量决定,系统相变过程通过系统内部自组织来实现,系统走向何种序和结构取决于系统在临界区域时内部变量的协同作用。相变点处系统内部变量可分为快、慢驰豫变量。慢驰豫变量是决定相变进程的根本变量也称为系统的序参量,快驰豫变量服从于慢驰豫变量,因而可以不加考虑。
系统的相变结果不一定都走向新的有序,也可能走向无序。在临界点处,如果系统内部变量不能区分成慢驰豫变量和快驰豫变量时,则系统将进入无序状态。临界点处,系统内部变量的不可划分性说明了子系统的耦合能量不占主要地位。
协调度指的是系统之间或系统要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度,体现系统由无序走向有序的趋势。由协同论可知系统走向有序的机理不在于系统现状的平衡或不平衡,也不在于系统距平衡态多远,关键在于系统内部各子系统间相互关联的“协同作用”,它左右着系统相变的特征和规律,协调度正是这种协同作用的量度。
(二)海洋环境与海洋经济协调度
海洋环境与海洋经济发展作为一个有机的整体,在其发展演化的过程中,因子系统之间相互作用,会存在由协调到不协调或由不协调到协调的一种动态演化过程。根据协调度的概念,本文将海洋环境和海洋经济协调介定为在一定的发展阶段内,海洋环境和海洋经济发展协调一致程度的定量评估,它能表征海洋环境和海洋经济整体的发展水平,最终追求的是两系统之间相互促进、互惠共生的协调发展。
二、研究方法与模型建立
(一)研究方法
(1)数据标准化方法。海洋环境和海洋经济发展的协调度评价过程中,需要用到不同的指标分别对海洋环境质量和海洋经济的发展现状进行描述,但由于不同指标数据的量纲、正负向、数量级均有差异,为消除各指标数据的量纲的影响,需要对数据进行标准化处理。数据标准化常用的两种方法是标准差变换和极差变换,本文中采用极差变换对数据进行标准化处理。对子系统有积极影响的正向指标,即指标值越大对系统发展越有利的指标,采用正向标准化方法;对于子系统有消极影响的负向指标,即指标值越小对系统发展越有利的指标,采用负向标准化方法,具体公式如下:
正向指标标准化:Zij=■
负向指标标准化:Zij=■
其中,i是指标序列,j是年份,xij为指标数据,min(xi·)是指标i在所有年份中的最小值,max(xi·)是指标i在所有年份中的最大值。
(2)层次分析法。层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是对一些较为复杂、较为模糊的问题作出决策的简易方法,它特别适用于那些难于完全定量分析的问题,该方法的核心是将专家的经验判断予以量化据此确定指标权重的一种方法,属主观定权法的一种。在指标权重确定的过程中,需要借助专家的实际经验对指标的重要性进行量化评估,因此本文运用层次分析法从主观方面确定指标的权重。用层次分析法确定权重需要以下几个步骤:一是利用德尔菲法,邀请多名相关领域专家分别对指标的相对重要度进行打分,根据评分结果构建判断矩阵。判断矩阵可用A=(αij)m×n表示,αij为因素i和因素j对目标因素的影响之比。二是计算判断矩阵A的最大特征值λmax及其对应的特征向量。λmax的特征向量经归一化后即为同一层次指标对相应上一层次指标或目标重要性的排序权值。三是进行一致性检验;若未通过一致性检验,应该对判断矩阵进行进一步修正。
(3)熵值法。熵原本是一热力学概念,它最先由申农 C. E.Shannon引入信息论,称之为信息熵。现已在工程技术,社会经济等领域得到十分广泛的应用。熵是系统的无序度量,可以用于度量已知数据所包含的有效信息量。熵权法就是根据指标数据的变异程度,利用信息熵,判断该指标提供的有效信息量,从而确定权重。当指标值数据变异程度大时,说明该指标提供的信息量大,指标的有用性就越大,其权重也应相对较大;反之,指标数据变异程度较小时,说明指标提供的信息量少,指标的有用性就越小,其权重也应相对较小;当某项评价指标的数值完全相同时,意味着此项指标提供的是无用信息,可以从指标体系中将其剔除。熵权法属于客观赋权法的一种,本文运用熵权法确定指标的客观权重。
用熵权法确定权重需要以下三个步骤:一是对指标数据进行标准化;二是计算指标信息熵ei,ei=-k■(yij×lnyij),其中,yij=Zij/■Zij,k=1/lnn,Zij是第i项指标第j年的数据xij标准化之后的值;三是计算信息冗余度di,di=1-ei,其归一化后的数值即为指标权重。
(4)相关性分析法。相关性分析是数学统计中的一种分析方法,主要用以分析两者之间的相关关系,表现为两者之间的正相关程度、负相关程度以及两者之间无太大相关性的无序程度。相关系数基础的计算公式是:
r=■
其中,r是相关系数,r∈[-1,1],r<0时为负相关,r>0时x,y为正相关,且│r│越接近于1,两者的关联程度越大。
海洋环境与海洋经济的协调发展,不仅体现在两者具有相同的发展程度,还表现在两者的同向发展以及同向发展的相关程度。简单来说,若海洋环境和海洋经济处于协调发展的状态,两者应具有相似的发展水平,同时,发展水平应同步正向提高,此时两者之间相关性是正相关,且相关系数越大说明其同步发展的程度越大,两者的协调度也就越大;当然,正相关还有一种情况就是两者同步衰退,此情况属于极不协调状态,因而在分析相关性的基础上,应结合海洋环境和海洋经济的发展状态对两者的协调度做出判断。若海洋环境和海洋经济相互之间呈负向发展,则两者处于不协调状态,此时两者之间负相关。在测算并分析海洋环境和海洋经济发展水平的基础上,通过相关性分析方法,完全可以达到分析二者协调发展程度的目的。
(二)模型建立
(1)发展度模型。海洋环境和海洋经济作为两个子系统,在不同的阶段其发展程度是不同的,二者的发展水平是一个随时间变化的动态演变过程。协调度的评价正是基于对二者发展水平的综合评价,因此需要建立发展度模型分别评价海洋环境和海洋经济在不同时段的综合发展水平,具体的评价模型如下:
海洋环境:FAT=∑(wAi*zij) (1)
海洋经济:FBT=∑(wBi*zij) (2)
式中,FAT、FBT分别是海洋环境和海洋经济在第t年的综合发展水平,wAi、wBi分别是各指标体系第i项指标的权重,zij是各指标对应实际数据经标准化后的数据值 。
(2)协调度模型。根据前文可知,相关性分析方法属于统计学中的一种方法,可综合反映两者之间的密切程度和发展方向。在海洋环境和海洋经济都呈良态正向发展的情况下,海洋环境状况和海洋经济发展水平的正向相关度越大,两者的协调度越高。本文基于海洋环境和海洋经济的发展水平,利用相关性基础计算公式,建立海洋环境和海洋经济协调度评价模型如下:
C=■ (3)
式中,C表示系统海洋环境和海洋经济子系统之间的协调度,-1≤C≤1;
FAt、FBt分别表示两系统在t时期的发展水平的综合评分;
■A和■B分别表示两系统在不同研究时段发展水平综合评分的均值;
相关性原理中,要求K≥3,根据这一要求,同时考虑海洋环境变化的渐进性与环境对经济发展影响的滞后性,选取5年为一个观察周期考察2003—2013年我国海洋环境和海洋经济的协调性。
三、协调度类型划分
本文根据已有的研究成果,选取相关系数检验的临界值作为协调度类型的划分标准。一般而言,当│R│0.805时,属同向相关,代表两种不同的情况:一是海洋经济发展的同时海洋环境改善,两者协调共同发展;二是海洋经济衰退的同属海洋环境恶化,二者共同衰退;具体的情况应结合海洋环境和海洋经济的实际发展水平而定。样本数为5,R0.1、R0.05、R0.01分别为0.805、0.878和0.959,以此为划分标准(见表1)。
四、海洋环境与海洋经济指标体系
(一)指标体系的构建
指标筛选原则。指标体系的筛选直接影响到海洋环境质量与海洋经济发展水平评价的准确性,进而影响到两系统之间协调度评价的有效性,因此确定客观合理的指标体系就显得尤为重要。具体来说,指标的筛选应该遵循如下原则:
(1)科学性原则。在筛选指标体系时,应该首先考虑指标筛选的科学性,这关系到海洋环境和海洋经济协调度评价的准确性;科学性原则主要体现在理论和实践相结合,遵循客观实际而非主观臆断筛选指标体系;另外,选取的指标应能通过观察、测算等方式客观真实的对系统特征做出明确的定性或定量分析。
(2)系统性原则。海洋环境和海洋经济各作为一个子系统,指标体系应正确合理的描述海洋环境子系统和海洋经济子系统的发展现状,指标的选取应综合考虑影响系统发展的各个因素,同时所选指标之间既要有联系也要有区别,尽可能全方位、多角度的反映系统的总体特征。
(3)有效而实用原则。指标的选取尽可能的简练、有效,数量上要少而精,避免过于庞杂;且指标体系能较为准确的反映海洋环境现状和海洋经济实力,其分析结果能准确的说明问题。
(4)数据可获性原则。在筛选评价指标体系时,不应只遵循科学性、系统性和动态性原则,还应遵循数据可获性原则。构建评价指标体系时,指标数据的采集和获取必须有正确合理的途径;其次,所选指标应该能够量化,以保证定量计算,这是进行计算的关键。
评价指标体系。依据科学性、系统性、有效而实用和数据可获性等原则,综合考虑海洋水质、入海污染和海洋环境灾害情况,分别选取全国劣于四类水质标准海域面积、径流入海CPDCr总量、径流入海重金属总量、工业废水直排入海量、沿海工业固体废弃物丢弃量与赤潮灾害面积为反映海洋环境质量的指标;综合考虑海洋经济的发展情况,选取全国海洋生产总值、全国海洋生产总值占国内生产总值比例、涉海就业人员与全国海洋科研机构从业人员为反映海洋经济发展水平的指标。根据2004—2014年的《中国海洋统计年鉴》、《中国海洋环境统计年鉴》2003—2013年的《中国海洋报环境质量公报》确定表2中指标数据。
(二)指标权重的确定
权重是在评价过程中,各指标重要程度的定量分配。在评价过程中,不同的指标对海洋环境质量和海洋经济发展水平的影响程度难免会有差异,因此需要根据不同指标的重要性赋予不同的权重。而指标权重直接影响到海洋环境和海洋经济发展水平综合评价结果的科学性和有效性,因此选用科学合理的方法确定指标权重就显得尤为重要。
本文分别使用层次分析法和熵值法,分别从主观和客观两方面确定指标权重。层次分析法(简称AHP法)是通过德尔菲法建立判断矩阵,并据此计算指标权重的一种方法,属于主观定权法;由于此方法的主观性比较大,本文中权重的确定结合了熵值法。熵值法是基于数据的有效信息量确定权重的一种方法,属客观定权法。综合主客观因素,最终的指标权重取两种定权方法计算结果的平均值。由于层次分析法和熵值法在科研中的运用已相当成熟,本文不再赘述具体计算步骤,指标权重计算结果见下表:
五、海洋环境和海洋经济发展协调度评价
(一)海洋环境和海洋经济综合评价
利用经标准化后的指标数据,结合已确定的指标权重,根据公式(1)、(2)综合评价2003—2013年间海洋环境和海洋经济的发展水平,海洋环境和海洋经济综合评分变化情况见图1。
由图1可知,我国海洋经济的发展总体呈上升趋势;在2003—2006年间,海洋经济增长势头较猛,海洋经济发展在2006年出现了一次高峰;在2006以后海洋经济发展速度明显放缓,呈波动上升趋势。海洋环境质量总体呈下降趋势,2003—2004年间环境质量下降最明显,2004年以后呈缓慢波动下降趋势,在2012年环境质量出现研究时间段内的最底峰,2012年以后环境质量有明显的改善。
对比海洋经济和海洋环境质量发展状况,海洋经济增速最猛的时候也是海洋环境质量下降速度最大的时候,说明在此研究阶段,海洋经济的发展以海洋环境的恶化为代价,此时人们只看到经济增长带来的短期利益,忽视了环境恶化会造成的负面影响,从而造成对海洋资源的过度开发利用和海洋环境的严重破坏。2006年以后,海洋经济总体发展态势放缓的同时,海洋环境恶化的速度也放缓,这说明了两点,一是海洋环境问题已经成为制约海洋经济发展的因素之一;二是政府和民众已经意识到海洋环境恶化问题的严重性,越来越重视海洋环境的保护问题。
(二)海洋环境和海洋经济协调度评价
根据海洋环境会和海洋经济发展水平综合评价结果,利用协调度评价公式(3),分别以5年为周期滑动进行海洋环境与海洋经济的协调度评价,计算结果见表4。
由表4可知,2003—2007年间,海洋环境和海洋经济处于异向发展状态,说明海洋经济增长的同时,海洋环境反向恶化;根据协调度类型的划分,判断2003—2007年间海洋环境和海洋经济发展属中度失调。该时期海洋经济增长速度过快,沿海工业迅速发展的同时,大量工业废水排放入海,加上工业废弃物的倾倒,严重污染了海洋环境,致使海洋环境质量持续恶化。
2004—2009年间两个研究时间段内,海洋环境和海洋经济的发展都处于相关性关系不明显,无序发展的状态,同属轻度失调;但值得注意的是,两者的协调度基本呈直线上升趋势,说明海洋环境和海洋经济的协调发展关系有所改善。在此期间,不论是是海洋经济的增长速度还是海洋环境质量下降的速度都有所放缓,说明恶化的海洋环境已对海洋经济的发展产生了不良影响,同时也说明海洋环境问题已引起政府和民众的重视,在发展海洋经济的同时也会注重海洋环境的保护。
2005年之后的4个研究阶段内,海洋环境和海洋经济仍然呈相关性不明显的无序发展状态,同属轻度失调;协调度呈先降后升的“U”型趋势发展,说明海洋环境和海洋经济的协调发展关系呈先恶化后改善的趋势。
基于以上分析可知,2003—2013年,海洋环境和海洋经济的发展总体处于不协调状态。海洋经济发展的同时,海洋环境并没有得到同程度的改善,且海洋环境的恶化会制约海洋经济的发展。
六、结论
本文从海洋环境和海洋经济协调度的概念出发,根据科学性、系统性等原则建立综合评价指标体系,利用层次分析法和熵值法从主客观两方面综合确定指标权重,在对海洋环境和海洋经济的发展水平进行综合评价的基础上,利用相关性分析原理建立协调度评价模型,研究海洋环境和海洋经济发展的密切程度与变化方向,定量评价了2003—2013年间海洋环境和海洋经济的协调度。评价结果表明:我国海洋环境和海洋经济的发展基本处于不协调状态,海洋环境的改善落后于海洋经济的发展,但人们已经意识到不良的海洋环境对海洋经济发展的制约作用,海洋环境问题已受到了重视。为促进海洋环境和海洋经济的协调发展,实现海洋经济绿色、可持续发展,提出以下几点政策建议:
(1)优化海洋产业结构,提高海洋产业创新能力。目前,我国海洋经济呈现的是高速发展态势,但是经济发展质量仍然较低,经济发展水平仍停留在低层次水平,第三产业比重偏低,制约了海洋经济质量的提高。因此,应优化海洋产业结构,积极推进第三产业的发展,转变高耗能、高污染的生产方式,加快产业结构转型升级;同时注意提高海洋产业的创新能力,大力发展海洋生物医药业、海水利用业、海洋电力业、海洋环保等新兴产业,在利用科技进步促进海洋经济增长的同时加强海洋环境的保护。
(2)发展循环经济,合理利用海洋资源。海洋资源的过度开发和不合理利用,造成了海洋资源的严重浪费,这严重制约了海洋经济的可持续发展。循环经济以“减量化、再利用、资源化”为原则,以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征,最大限度的发挥资源的社会、经济、生态效益,在科学有效的利用海洋资源的同时加强海洋环境的保护。
(3)加大环保投入,保护海洋环境。沿海城市生产生活污水、工业废水的直排入海或污水径流入海等陆源污染是海洋环境恶化的主要因素。对于此类现象,应加大环保投入,加快建设沿海城市、江河沿岸城市污水和固体废弃物处理设施,提高排污技术,减少入海污染物的排放量;同时,应加快建立完善的监测系统,遏制“偷排”现象,从源头上减轻海洋环境污染、保护海洋环境。
关键字:海洋环境污染事故 海洋污染 海洋生态破坏海洋环境保护措施
Abstract:
The sea is the hometown of life, Marine and human relations close. Marine accounted for seventy point percent of the earth, it absorbs heat from the sun, and will be released to the atmosphere heat, and adjusting the climate, therefore, coastal areas favorable climate, beautiful environment, since ancient times is that the population is dense land, the whole world has forty percent of the people live in coastal areas. The oceanographer sears and. El said; Our planet is dominated by the characteristics of the ocean point, the weather and climate is also subject to the control of the ocean's collection of Marine biological species of the crown and more global, if sea change, the characteristics of the earth will change. The environment has been a major problem of human development, has faced many environmental problems in the cases, human development, they need a guiding ideology to avoid to cause more difficult to recover damage to the environment, this is sustainable development thought.
Key word: Marine environmental pollution accident Marine pollution of the sea ecological destruction Marine environmental protection measures
中图分类号:X131文献标识码:A 文章编号:
引言:
环境问题是人类面临的一个错综复杂的问题复合体,海洋环境问题又是一个有机的生态系统,任何一局部的破坏都会影响到海洋整体生态系统,从而产生全球性的影响。本文首先通过历史上几个重大的海洋污染事故来探讨目前海洋环境存在的主要问题,海洋污染和海洋生态破坏,进而阐述海洋环境保护的重要性。分析我国目前海洋环境的现状以及形成的原因并提出相应的解决方案。
一. 历史上几个重大的海洋环境污染事故
1、1978年3月16日 夜,美国标准石油公司的超级油轮艾莫科.凯迪斯船舵失去控 制,随之在法国布列塔尼海岸搁浅,价值1500万美元的艾莫科油轮和2400万美元的中东原油损失在冰冷的海水中,溢出的原油形成一条宽18海里、长80海里 的海上油河,污染了130海里风景如画的海岸。死于溢油污染的各种鸟类达10000只,还不得不把5000吨被原油严重沾污的牡蛎处理掉。法国政府花费9500万美元补偿溢油污染所造成了损失和清理溢油所需的开支。布列塔尼地区居民的损失达3000万美元,这次海洋污染事件直接经济损失达1亿多美元。
2、1999年12月12日,满载2000吨重油的“埃里卡号”油船在布列斯特港以南70公里处海域沉没,造成大量石油泄漏,严重污染了附近海域及沿岸一带。使法国西海岸,至少大约有20万只以上的海鸟已成为“埃里卡号”油船泄漏污染海洋的牺牲品,显然,这场事故已经成为欧洲历史上最严重的海洋石油污染事件。
3、2011年的日本福岛核泄漏事故等级与苏联切尔诺贝利核电站核泄漏事故等级相同,向太平洋泄漏的放射性元素铯总量达到27.1千兆贝克,危害范围大,持续时间长,放射性沉降物是可以通过食物链进入人体,在体内达到一定剂量时就会产生有害作用,已酿成了迄今为止最严重的一次海洋污染。
二.目前主要的海洋环境问题
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。
1.海洋污染
海洋污染物绝大部分源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。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。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。
2.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。海洋生态环境是海洋生物生存和发展的基本条件,生态环境的任何改变都有可能导致生态系统和生物资源的变化,海水的有机统一性及其流动交换等物理、化学、生物、地质的有机联系,使海洋的整体性和组成要素之间密切相关,任何海域某一要素的变化(包括自然的和人为的),都不可能仅仅局限在产生的具体地点上,都有可能对邻近海域或者其他要素产生直接或者间接的影响和作用。生物依赖于环境,环境影响生物的生存和繁衍。当外界环境变化量超过生物群落的忍受限度,就要直接影响生态系统的良性循环,从而造成生态系统的破坏。
三.海洋环境保护的重要性
海洋环境保护不仅指海洋污染的防治,而且涉及海洋资源的保护,海洋资源的合理开发利用,以及工业布局、能源结构、产品结构等许多问题,即涉及政治、经济、法律和科学技术等各个方面。从根本上讲,保护环境就是保护资源,就是为促进经济发展提供物质基础。资源和环境是一个有机的统一整体。自然资源对环境起着重要的调节作用,破坏资源,就是破坏人们的正常生活环境,保护自然资源,并不是消极地保持自然的天然面貌,而是有效地、充分地利用自然环境及其资源。保护自然资源和合理利用自然资源,二者是统一的和互为因果的。要以生态平衡的整体观和经济观,科学地、全局地、长远地正确处理好海洋资源的开发与环境保护的关系。开发是为了人民的需要,为人民造福;保护是保护资源再生产能力,防止污染,防止生态系统恶化。保护是为了更好地开发利用,而开发利用必须注意保护。要从环境的全局出发,使经济建设、城市建设和环境建设做到同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益的统一,做到海洋开发事业既能全面发展,海洋环境又能得到保护。
四.我国海洋环境的现状及主要成因
我国海域基本属半封闭性海区,横跨热带,亚热带和温带3个气候区,海岸线漫长,海域辽阔,岛屿众多,海洋生物物种和生态系统具有丰富的多样性,海洋资源丰富,开发潜力巨大。进入21世纪以来,中国海域环境依然面临着严峻的形势。主要表现在一下几点:
1. 陆源入海污染物日益增加
2. 近岸海域部分贝类受到污染
3. 赤潮发生的面积和次数逐渐增多
4. 近岸海域海洋生态系统恶化的趋势尚未得到缓解
2009-2011年,全海域污染面积在18-24万平方公里之间波动,污染区域主要分布在辽东湾,渤海湾,长江口,杭州湾,江苏近岸,珠江口和部分大中城市临近海域,严重污染海域面积约3万平方公里,入海排污口临近海域污染尤其严重。中国近岸和近海海域的主要污染物80%以上来自陆源排污。2009年,年排放入海污水约456亿吨,主要入海污染物约2416万吨。全国712个陆源入海排污口检测结果显示,82%的排污口超标排放,95%的排污口设置不符合海洋功能区划。部分排污口检出多环芳茎,有机氯农药,多氯联苯等持久和剧毒类有机污染物。
中国2004年在近岸海域部分生态脆弱区域或敏感区建立了15个生态控制区,包括海湾,河口,滨海湿地,珊瑚礁,红树林和海草床等典型的生态系统。监测系统显示,只有广东,广西,海南3个生态监控区内的珊瑚礁,海草床及红树林生态系统健康状况保持良好,其它海湾,河口以及滨海湿地生态系统处于亚健康或不健康状态。主要表现在富营养化及营养盐失衡,生物群落结构异常,河口产卵场严重退化,部分产卵场正在逐步消失,生境丧失或改变等。总体而言,中国近岸海域海洋生态系统整体上处于脆弱状态,生态环境恶化的趋势尚未得到缓解。
中国海洋环境问题的成因主要有以下几点:
1. 海洋环境保护缺乏宏观规划和严格的法律标准。我国在海洋环境保护方面的相关法律制度和规范还不完善,从公民到企业人员的海洋环境保护意识都很薄弱,很多可操作的环保措施因为管理不善得不到很好的实施。在一些重点海域的开发上缺乏宏观指导和规划,使得环境保护与经济发展之间得不到协调发展。
2. 沿海地区经济高速发展产生的巨大的生态环境压力。我国人口主要分布于沿海地区,经济发展十分迅猛,大量的工业废水和生活污水以及农业退水都排放到海洋,海洋资源过度利用,特别是过度捕捞,加上各种海洋开发活动如填海,海上汽油开采,航运等都加快了海洋环境污染和生态破坏。
3。海洋保护的资金和技术不到位也是导致海洋环境迟迟得不到有效改善的原因之一。虽然国家每年在海洋保护方面的资金逐年增加,但是增加的金额与环境恶化产生保护费用差距也在逐年扩大,我国海洋保护起步较晚,在科学技术与专业人才上十分短缺。
五.应对我国海洋环境问题的措施
1. 建立健全海洋法律体系与管理体制。自1978年以来,我国先后制定了《中华人民共和国领海及毗连区法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国渔业法》等一系列海洋和涉海法规,国务院及国家有关部门也制定了一系列行政法规和部门规章。这些涉海法律法规的颁布和实施,对促进我国海洋管理和环境保护起到了重要的作用。但是面对日益严峻的海洋环境与日益复杂的经济环境,我国应该加大对于海洋环境保护法律体系的完善,以做到有法可依,有法能依。
2. 以科学发展观为指导思想,合理规划好环境保护与海洋经济的协调发展。国家应该进一步加强海洋环境的监测与评价,逐步建立海洋环境宏观调控机制,实施海洋生态环境分类管理制度。对各种典型珍稀海洋生态区域实施重点保护,对脆弱敏感海洋生态区域实行限制开发与生态保护相结合的环境政策,对已经受损的海洋区域实行生态建设与综合整治相结合的政策,对全海域实行综合管理与协调开发相结合的环境政策。
3. 防止和控制沿海工业污染物污染海域环境。一是通过调整产业结构和产品结构,转变经济增长方式,发展循环经济。二是加强重点工业污染源的治理,推行全过程清洁生产。三是按照“谁污染,谁负担”的原则,进行专业处理和就地处理,禁止工业污染源中有毒有害物质的排放。四是执行环境影响评价和“三同时”制度。五是实行污染物排放总量控制和排污许可证制度。
4.完善海上突发污染事件的预防监测和应急管理系统。制定海上船舶溢油和有毒化学品泄漏应急计划,制定港口环境污染事故应急计划,建立应急响应系统。防止和控制海上石油平台产生石油类等污染物及生活垃圾对海洋环境的污染。做到油气田及周边区域的环境质量符合该类功能区环境质量控制要求,不对邻近其他海洋功能区产生不利影响,开发过程中无重大溢油事故发生。
5.加大对于海洋环境保护的资金投入力度,包括用于开发新技术与用于培养新型专业人才的资金投入,为海洋环境的保护提供长远有力的科技支持。
结论
人类几千年的文明史,基本上都是在江河湖海上发展起来的。我们依赖着海洋的同时,却也因为过多的索取给海洋母亲带来了沉重的灾难,要使人类可以得到可持续的发展,我们必须要好好保护我们的海洋环境,我们每个人都应该为保护环境做自己力所能及的事。
参 考 文 献:
1.拉弗雷(美). 建设弹性海洋保护区网络指南[m]北京:海洋出版社.2009-09-01.
2.赵淑江.海洋环境学. [m].北京:海洋出版社.2011-6-1.
3.宛平路.海洋生态环境有何重要性[EB/OL]wenda.省略/wenda/thread?tid=562c2809a3e90186,2009-08-13.
4.张璐.环境与资源保护法. [m]北京:法律出版社.2010-06-01
5.张丽颖.安全生产与环境保护. [m]山东:冶金工业出版社.2010-08-01
关键词 海砂开采海洋环境减少污染对策
中图分类号:TD807文献标识码: A 文章编号:
引言
随着经济的飞速发展,作为混凝土细骨料的砂子用量特别巨大,在沿海某些地区相继出现河砂短缺、滥开滥菜海砂的现象。但是,海砂作为建筑用砂是把“双刃剑”。一方面海砂是一种重要的矿产资源,作为建筑材料,可以缓解河砂短缺局面、避免过度开采河砂。可广泛用于大型工程项目建设,合理开发利用海砂能够使其服务于经济建设,促进海洋经济的发展。另一方面大量盲目、非科学地开采则会导致资源的枯竭,破坏海洋生态环境,乃至影响整个海洋资源的可持续利用。本文对海砂开采可能带来的污染和非污染两类海洋环境影响进行了论述,并提出了减轻对环境不良影响的对策。
1 海砂开采方式
海砂开采作业一般采用射流式吸砂船。射流吸砂船是一种具有自航能力,船体结构形式为钢质单底单甲板,横骨架式结构,分双头整体形,全船设备由喷射吸砂系统、轮机系统、供电系统、航行、系泊系统、砂水分离、输送系统及其它辅助设备组成。
采砂的过程具体如下:海砂开采作业首先在指定海域将刚性射流管和吸砂管以60°~70°左右角度插入预定砂层,射流泵将一定压力的工作水经过喷嘴后,形成高速射流与空气之间产生卷吸作用,将射流泵混合室内的空气带走,使该处产生低压或真空,在外界压力作用下,被吸的流体沿吸管吸上来,两股流体在射流泵的喉管内混合,然后进入扩散管,将动能转换为压力能,压入排管至采砂船船舱。射流泵将砂浆吸到洗砂船舱,通过甲板上装有一个筛网进行过滤,将石块、垃圾等滤在筛网上,海砂流入砂仓,经过水体清洗,砂粒迅速沉入船舱底部,表面形成含泥余水,淤泥、粉砂则随水流经采砂船体两侧的溢流口排出,采砂船舱中的海砂用传送带输送到泊在挖砂船边的运砂船上。
2 海砂开采对海洋环境造成的影响
海砂开采对海洋环境影响主要包括污染影响和非污染影响两类。采砂作业期间主要污染环境影响体现在:采砂作业过程中高压射流扰动底质中的砂和淤泥,以及溢流作业产生的悬浮泥沙对海洋环境的影响。此外,采砂作业船舶也会产生生活污水、生活垃圾以及船舶含油污水。工程非污染环境影响主要是:采砂后采砂区的海床塌陷对海底地形地貌和海床边坡稳定的影响;海床变化对水动力环境的影响;潮流场改变对附近海域冲淤环境的影响;采砂作业对海洋生态环境的影响;采砂作业对周边环境敏感区和主要环境保护目标的影响以及采砂作业对通航环境的影响等。
2.1 海砂开采对环境污染影响
2.1.1对水质环境影响
采砂作业过程中高压射流扰动底质中的砂和淤泥,以及洗砂环节产生的悬浮泥沙影响附近海域水质,高压射流管插入砂层引起扰动引起的悬砂扩散量值较小。采砂产生的悬浮物主要在洗砂的过程中产生。
2.1.2对沉积物环境影响
砂层被抽走后,采砂区的垂直沉积物将出现断砂层,沉积物垂直结构也发生变化。抽砂过程中溢流的泥浆水主要成分为粉砂和粘土,与海域表层沉积物粒度类型接近,并将随海流、波浪向周围海域扩散、沉降。溢流产生的悬浮物浓度增量仅在采砂区与本底浓度值为同一数量级,而在其余海域相对海水本底浓度值来讲很小,基本不会改变其悬浮物浓度,因此,吸附到悬浮泥沙上的污染物基本不会改变采砂区以外海底的沉积物特征。采砂作业结束后,采砂区将通过相当长的一段时间重新建立新的相对稳定的沉积物环境。
2.1.3作业船舶污染物的影响
每艘采砂船和运砂船作业人员各约10人左右,每人生活污水按50L/d计,则每艘船每天产生的生活污水量500L/d;生活垃圾每人按1kg/d计,则每艘船每天产生的生活垃圾10kg/d。 一支采、运砂船队包含若干船舶,其一年的生活污水、生活垃圾、含油废水的总量就是一个可观的数字,直接排海将对海洋产生严重污染。
2.2 海砂开采的非污染环境影响
2.2.1对水动力环境的影响
采砂施工期间沙层不断被抽走,原海床逐渐坍塌,在采砂区形成低于原床面若干米的深坑,由于海床的地形地貌改变,相应引起海流和波浪动力的变化。
2.2.2对岸滩稳定性和咸潮上溯的影响
采砂区离海岸较近距离时,开采海砂有可能危及岸线稳定;若采砂区位于水道区域时,采砂区溯源侵蚀对维持自然水深反而有利。
采砂时人为降低海床,相当于海平面下降,因此对咸水入侵河网会造成不利影响。
2.2.3对海洋生态环境的影响
对底栖生物的影响
抽沙作业过程中,一些栖息于开采区内的底栖生物由于来不及逃离而被增压泵抽到船上之后因受矿砂筛选而死亡。大部分底栖生物的生长较缓慢,开采区被抽沙作业后底栖生物环境受到破坏,其生态环境的恢复需要较长时间,可能在几年内,开采区的底栖生物种类和生物量都偏于贫乏。在采砂行为结束后底栖生物才能得到逐渐恢复。
对浮游生物的影响
水中悬浮固体物质的增多会提高海水的浑浊度,减薄水体的真光层厚度,从而降低海洋初级生产力,随之浮游植物生物量下降;以浮游植物为饵料的浮游动物,其单位水体中拥有的生物量也必然相应地减少。悬浮固体含量增多对浮游桡足类的存活和繁殖有明显的抑制作用,原因是过量悬浮固体使其食物过滤系统和消化器官受到堵塞,含量达到300mg/L以上时影响特别明显。
采砂作业会产生一定量的悬沙,但浓度含量不会太高,由于浅海岸自然状态悬浮泥沙浓度变化较大,区域内动植物的生长有一定的适应性,因此采砂施工受到一定的干扰动植物只发生在采砂区内。
3)对渔业资源的影响
水中悬浮固体物质含量过高,容易使鳝类的鳃耔腺积聚微泥,减损鳃部的滤水呼吸功能,甚者导致窒息死亡。不同的鱼类对不同浓度的悬浮固体的忍耐期限有所不同,另外,水中含有过量的悬浮固体,细微的固体颗粒会粘附在鱼卵的表面,妨碍鱼卵的呼吸与水体之间的氧和二氧化碳的交换,从而减缓鱼类的繁殖。
2.2.4对水生生物的影响
水生生物对缓慢变化的水体环境比较能够适应,但对于骤变的环境,鱼类等水生生物则因不能适应而作出敏感的反应行为。采砂过程中引起高浓度的悬沙和扰动水体限于采砂区范围内,且抽沙作业是间歇性的过程。所以,施工作业不会出现大范围内鱼类惊慌逃离的现象。
2.2.5对环境敏感目标的影响
采砂区附近若有环境敏感目标,如:主要航道、湾港区、经济鱼类繁育场保护区、贝类护养增殖区等。要考虑海砂开采时对航道、湾港区的淤积影响程度。以及对其他环境敏感目标的影响。
2.2.6对通航环境影响
采砂船严格在采砂区内进行作业,严格遵守海上交通的正常秩序、保障船舶和施工作业安全,施工时应设置相应的施工警示标志。
3 减轻对环境不良影响的对策
3.1采砂作业防污措施
目前有关海洋环境的履约机制虽已初具规模,但尚且不能满足现实的需求。
(一)联合国海洋法法庭的实践
联合国海洋法法庭成立于1996年,是根据《海洋法公约》规定创立的一个常设性国际司法机构,在海洋纠纷及海洋环境保护方面发挥着重要作用。至今其判例不多,所管辖案件范围也很有限。④但其在海洋纠纷审理的专业特色、国际法规范依据的采用和解释、诉讼主体范围的扩大以及弥补国际法院和WTO争端解决机制的不足等方面做出了独特的贡献。
(二)相关国际公约成立的履约机制
1、《气候变化框架公约》的履约机制公约规定,基于公约的解释或者适用方面的任何争端,采取提交国际法院或按照附件中的仲裁程序进行仲裁或调解的义务是强制性的。⑤2、《海洋法公约》的履约机制该公约规定,一国在签署、批准或加入本公约时,或在其后的任何时间,应自由用书面声明的方式选择下列一种或多种方法以解决争端:国际海洋法法庭、国际法院、仲裁法庭或特别仲裁庭。⑥这种选择是强制性的,一方若依公约提起诉讼,另一方不得拒绝;而且其前提条件是,缔约国在自行选择的和平方法解决争端失败后,有义务将争端提交法律方法解决,并接受有拘束力的裁判可见,现代国际法针对气候与环境方面的国际争端解决机制均具有强制性特点。此外,尚有为数不少的国际环境保护组织,比如联合国环境与发展会议、绿色和平组织、世界自然保护联盟、世界自然基金等,积极承担包括保护海洋环境在内的环境保护公益事业,他们的行动也是在积极监督与履行海洋环境国际法规范规定的权利义务。
(三)海洋环境法律履约机制之缺陷
1、海洋环境保护与保全的管辖权执行情况不理想首先,由于许多船旗国是方便旗国,在领海管辖权的权利义务行使方面往往不作为。其次,各国对防污的规定没有严格的限制,解释不一、技术不统一、资金匮乏等现象普遍存在。传统国际法与习惯国际法在管辖权方面的规定接近失败。1958年的《领海与毗连区公约》仅仅是一种妥协与微妙的平衡。⑧2、司法程序的强制性仍显不足从《海洋法公约》规定的争端解决程序整体角度来看,仅仅包含了强制管辖与强制裁判,并未规定强制执行。如果出现当事方不履行海洋法法庭司法裁判的情况,就没有相关的补救办法。
二、完善海洋环境国际法律机制相关对策
为了让海洋环境得到更好的保护,相关海洋环境纠纷得到更妥善解决,国际社会及各国应该从以下几个方面采取切实对策。
(一)完善海洋环境国际法规范的相关内容
1、细化国际公约的相关规定《联合国海洋法公约》在海域物权、海洋区域划分、海上权利义务、海洋环境保护保全、以及海洋纠纷解决等方面做了较为全面而原则性的规定,但是许多具体制度不可能作一刀切的规定,全球各国各个区域的具体情况不尽相同,有待各国在照顾各个区域具体条件的情况下作出更为合理的安排,同时履行国际法上的条约义务。2、弥补国际公约之不足关于排污权交易制度,在大气污染领域,已有众多国际公约对此作出规定,比如《里约宣言》、《21世纪议程》、⑨《联合国气候变化框架公约》以及《京都议定书》等。但在进入海洋的陆地排污总量控制和排污权交易制度方面,尚且是国际法的空白。目前一些主要海洋国家实行的是国内法的排污总量控制制度。关于海域排污总量控制制度的谈判将有可能成为下一步的议题。3、推动强制管辖权的进一步发展在国际争端出现时,为了更有效地解决纠纷,国际社会逐步发展出一种准强制性程序,使得缔约国接受一种程序,在将来出现争议时自动接受争端解决机构的管辖。国际法的这项制度,先是在《国际联盟盟约》第12条和《联合国》第36条作了初步规定与尝试,接着《国际法院规约》第36条规定了任择强制管辖权,后来《海洋法公约》第289条又做了进一步发展,但其强制性仍然不足。国际社会可以考虑在此基础上,进一步明确不执行裁判的当事方应该承担何种责任。
(二)加强履约机制建设
国家履行国际公约规定的国际法义务,既有报复、反报和制裁等外部压力,又有自愿、声誉、秩序以及互惠等内在动因。影响国家遵守国际条约的因素大致有三:国家实力、国家利益和战略观念。瑏瑡三者当中,只有建立在国家实力基础上的国家利益追求才是有保证的。瑏瑢在海洋环境国际法义务的遵守方面,国家同样离不开对这些博弈因素的考量。因此,相关履约机制的设计也不可能脱离这些现实因素的制约。1、充分利用国际法院、联合国海洋法法庭目前还有一些国家尚未接受国际法院的管辖,也不打算将有关海域争议提交海洋法法庭,这些顾虑自然有国家层面的现实考虑。但从长远看,这些国家应该加强研究、充分准备,以便条件成熟、现实需要时,可以充分利用国际机制,享受国际机制带来的公平与便利。2、不排除设计出管辖权更广泛的海洋环境争端解决机制因为现有的国际性法庭处理的争端大都涉及国与国的重大事项,而有关国际组织、公司法人甚至自然人的诉讼案件则绝大多数情况下通过国内法律程序解决,有时诉诸国际仲裁庭。从程序角度而言,这些纠纷解决机制基本够用。但也造成不同区域同类纠纷的不同解决结果,加剧海洋环境国际法的碎片化。将来应当尽可能在更专业、更统一的基础上设计出适用于各类纠纷解决的综合机制。
(三)各国切实履行海洋环境国际义务
1、各国应批准和充分实施以《联合国海洋法公约》为中心的海洋环境保护与保全的国际法公约,并尽量将其纳入国内法体系以严格执行。2、各国应对本国船舶进行有效监督。由于船旗国监督不力会威胁到航行安全和海洋环境,并导致过度开发海洋资源。3、各国应进一步采取措施,有效应对海洋环境受到的各种威胁。例如应该加强国际合作积极解决海平面上升、珊瑚礁褪色、长期累积的海洋废弃物、过度捕捞行为以及海洋环境不断退化等实际问题。
三、中国实行海洋强国战略应该有所作为
中国已经把环境保护作为一项基本国策,将科学发展观作为一项执政理念。作为海洋大国,中国在迈向海洋强国的历史进程中亦应有所作为。除了加入《海洋法公约》,进行相关海洋法律国内立法与执法之外,今后还可以在以下方面加强努力。
(一)完善海洋环境国内法律体系
1、亟须修改《海洋环境保护法》该法第三章规定了“海洋生态保护”。但是,该法已不适合目前海洋环境的发展变化趋势,应该从以下几个方面进行修改完善:对海洋环境的整体性与隐蔽性进行综合把握,要求立法适度超前,具有预见性;改变海洋环境管理政出多门、分散执法的体制性弊端,解决“内部重复和重叠”之苦与“机构间竞争”之弊,设计出合理高效的联合执法新机制;改变海洋环境执法自上而下的落后模式,增加自下而上的公众参与新模式,提高执法透明度,尊重公众环境知情权。2、加强海洋生物物种保护中国于1993年批准《生物多样性公约》(CBD),同时于1992年开始编制《中国生物多样性保护行动计划》并于1994年正式。《渔业法》也建立了水产优良品种的选育、培育和推广、进出口检疫、安全性评价、限额捕捞制度以及水产种质资源保护区等制度。但在执法力度上有待加强。3、完善海上油污损害民事赔偿法律机制我国已于1980年加入《民事责任公约》,但尚未加入《建立国际油污损害赔偿基金公约》。在国内法,相关海事案件可以援引的法律依据包括《海洋环境保护法》和《海商法》等特别法律规范,除非这些特别法没有规定的才参照《民法通则》。这样一来,就会出现两个法律缺陷:一是没有赔偿基金制度,往往受害方得不到应有的赔偿甚至补偿;二是《海洋环境保护法》的“全额赔偿实际损失原则”与《海商法》的“责任限制”规定相矛盾,造成法律适用的混乱与同案不同判的不确定后果。瑏琐不仅如此,《海商法》的责任限额远低于《民事责任公约》的限额,这又造成在很多案件中受害方的损失根本得不到有效补偿。从损失的角度看,案件胜诉等同于败诉。4、制定海洋基本法,完善海洋法律责任体系中国应当尽早制定海洋基本法,确立海域管理有关实体法规则,完善海洋环境方面包括民事责任、行政责任与刑事责任甚至宪法责任在内的立体化法律责任体系,并在现有《海商法》和《海事诉讼程序法》等法律法规的基础上完善相关的程序法规则。
(二)积极合理承担海洋环境国际法律义务
1、海洋环境立法与国际接轨中国法在处理国际公约与国内法的关系时,采取了不同法律领域不同对待的方式。在海商法领域,《民法通则》、《海洋环境保护法》和《海商法》都坚持了国际公约优先的原则。瑏瑶然而,这个简单明白的原则在实践中,却出现了两种相反观点和做法:《民事责任公约》适用于所有海事案件,还是仅仅适用于有涉外因素的案件?究其原因,在于国际公约与国内法的关系在我国尚未根本疏通。当然,在大部分情况下,中国积极加入海洋环境相关国际公约并履行了公约规定的国际义务。2、积极利用国际海洋法规定的纠纷解决机制加强对包括国际海洋法法庭在内的海洋纠纷国际机制的研究,积极参与相关国际法律实践,明智地利用国际法创造的海洋环境国际机制,有效运用国际公共产品,为提升与巩固我国在国际上的大国地位增加法律筹码。
(三)积极参与国际合作
国际合作原则是贯穿于《海洋法公约》的主线,甚至成为国际环境法的基本原则之一。联合国环境署在其区域海洋计划中已经产生了30多个区域公约。我国参加了一些区域计划,比如西北太平洋区域计划,但是在合作问题上还有一些现实问题亟待解决。总之,中国应该在海洋国土及海洋环境方面实施依法治海战略。