书城科普大自然的奥秘
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第14章 富饶神秘的“蓝色的国库”(1)

海洋是生命的摇蓝。从第一个有生命力细胞诞生至今,仍有20多万种生物生活在海洋中,其中海洋植物约10万种,海洋动物约16万种。从低等植物到高等植物,植食动物到肉食动物,加上海洋微生物,构成了一个特殊的海洋生态系统,蕴藏着巨大的生物资源。据估计,全球海洋浮游生物的年生产量(鲜重)为5000亿吨,在不破坏生态平衡的情况下,每年可向人类提供300亿人食用的水产品,这是一座极其诱人的“食品库”!

海洋是生命的摇篮

海洋是生命的摇蓝。从第一个有生命力细胞诞生至今,仍有20多万种生物生活在海洋中,其中海洋植物约10万种,海洋动物约16万种。从低等植物到高等植物,植食动物到肉食动物,加上海洋微生物,构成了一个特殊的海洋生态系统,蕴藏着巨大的生物资源。据估计,全球海洋浮游生物的年生产量(鲜重)为5000亿吨,在不破坏生态平衡的情况下,每年可向人类提供300亿人食用的水产品,这是一座极其诱人的“食品库”!

海洋生物包括海洋动物、海洋植物、微生物及病毒等,其中海洋动物包括无脊椎动物和脊椎动物。无脊椎动物包括各种螺类和贝类。有脊椎动物包括各种鱼类和大型海洋动物,如鲸鱼,鲨鱼等。

海洋生物富含易于消化的蛋白质和氨基酸。食物蛋白的营养价值主要取决于氨基酸的组成,海洋中鱼、贝、虾、蟹等生物蛋白质含量丰富,富含人体所必需的9种氨基酸,尤其是赖氨酸含量更比植物性食物高出许多,且易于被人体吸收。

海洋生物资源有其自身的特点:它是有生命的,能自行增殖,并不断更新的资源,但从另一方面说,它因为是通过活的动植物体来繁殖发育,使资源以更新和补充,具有一定的自发调节能力,是一个动态的平衡过程。但是一旦其生态系统平衡遭到破坏,就意味着海洋生物资源的破坏。

拿藻类生物来说,藻类在海洋生物资源中占有特殊的重要地位。它能够自力更生的进行光合作用,产生大量的有机物质,为海洋动物提供充足的食物。同时,它在光合作用中还释放大量的氧气,总产量可达360亿吨(占地球大气含氧量的70%),为海洋动物甚至陆上生物提供必不可少的氧气。

藻类生物是最初地球大气转变为现代大气的“功臣”,有了它们,才有了现代生机勃勃的生物界。所以,海洋植物是维持整个海洋生命的基础,是坚固的“金字塔基”。包括在水中随波逐流的浮游藻类和海底生长的大型藻类。前者如硅藻、绿藻等,它们个体微小,而形状各异,如圆形、方形、三角形、针形等。若仅从外表看上去,你绝想不到它们竟然是活生生的植物。

大型藻类有人们熟悉的紫菜、海带等。它们在海底构成“海底农场”,有森林,又有草原。有一种巨藻,堪称世界植物之最,从几十米,至上百米,最高可达500米高,重达180多公斤,生长速度之快,一年可长50余米,而且它的年龄可长达12年之久。海藻在工业、农业、食品及药用方面有很重要的价值,除食用外,可从中提取褐藻胶、琼脂、甘露醇、碘等,可作为一种新的生物能源。

海洋生物中的主角,也是最重要、最活泼的当属动物资源,其中有1.54万种鱼类,对虾等壳类2万多种,贝壳等软体动物8万多种,还有鲸、海参、海豹、海象、海鸟等,构成了生机盎然的海洋世界,也构成了经济效益很好的海洋水产业,其中鱼类是水产品的主体,也最重要。

目前,全世界从海洋中捕捞的6000万吨水产品中,90%是鱼类,其余为鲸类、甲壳类和软体动物等。鱼类种类较多,可供食用的就有1500多种。鱼类可谓全身是宝,营养经济价值很高,含有大量的蛋白质,味道鲜美。

在海洋生物中,有一个不可忽视的群体就是海洋微生物,主要是细菌、放线菌、雪菌、酵母菌、病毒等,它们数量极大,分布不均。假设海洋中没有微生物存在,那么海洋中一切物质就不能循环,但它们的活动,也使渔业生产受到一定的损失。近年来,研究表明,在海洋微生物中可以提取一些特殊的生物活性物质,对治疗疾病有奇效。

有一位美国作家曾提出:“21世纪,谁来养活中国人”的问题。世界上没有哪个国家有这样的能力,而海洋产业可以将这一任务分担起来,而传统的渔业已达到或超过它的再生能力,所以人们只有转向于研究海洋生物资源开发技术上来,巨大的海洋生物资源,等待着我们去开发。

奇特的海底世界

如同陆地上一样,海底世界有高山,有平原,还有深沟峡谷。这个世界并不像人们所想象的那样,表面看起来平缓和宁静,相反却是地球上最活跃最动荡不安的地带。地震、火山活动频繁,形成高山峻岭,只不过一切都掩盖在海水之下进行而已。

世界各大洋的洋底形态虽然各不相同,但基本上都是由大陆架,大陆坡,岛弧海沟,大洋盆地,洋中脊(海底山脉)几个部分组成。

我们平时所看到的海岸线并不是大陆与海洋的分界线,实际上,在海面以下,大陆仍以极为缓和的坡度延伸至大约200米深的海底。这一部分就是大陆架——被海水淹没的滨海平原,这里成为海洋生物的乐园,可以发现许许多多的海洋动植物在此处安居乐业,繁衍生息。

大陆架以下,是大陆架向大洋底过渡的斜坡,坡度陡然增大,一般为3~4度,有的甚至超过10度,水深急剧增加,一般为200~2500米。这就是比较狭窄的大陆坡,它的底部才是大陆与海洋的真正的分界线。

超过大陆坡,就是深邃的海沟或岛弧——海沟系。在此处,大洋板块俯冲到大陆板块以下,交错地带形成了“V”形的海沟,是海洋中最深的地方,与相邻的岛弧构成了地球上最大的高度差。例如秘鲁-智利海沟深8000米,其背靠的安底斯山海拔6500米以上,它们之间的交差为14500米,若不是被海水覆盖,这将是最雄伟壮观的景象!

这一带由于地处两个板块的边缘,故地震、火山活动频繁发生,跨过海沟再向海洋深处,就到了广阔无垠的大洋盆地。其深度在2500~6000米之间,大部分是深海平原,面积占海底总面积的77%,辽阔平坦,但景色无奇。在平原的周围,分布着绵亘千里的海岭,陡峭的海山峰和光滑如刀削的平顶山,其中还有深海谷,断裂带和海槽等,海岭和海山皆因火山组成,海山甚至可以露出海面成为岛屿,如太平洋的夏威夷群岛。

再深入洋底,就来到了洋中脊,与一般海岭不同,他们是海底扩张的中心。而且洋中脊是一个世界性体系,横贯各大洋,从北冰洋开始,穿过大西洋,经印度洋,进入太平洋,逶迤连绵约七万余公里,就好像是大洋的脊梁,任何一条陆地山脉都不能与之相媲美。

各大洋洋中脊的位置均不相同,大西洋中脊贯穿大洋中部,与两岸大致平行(中脊各称由来),中轴为中央裂谷分开,两侧内壁陡峻,两峰嶙峋,蔚为奇观;印度洋中脊犹如“入”字分布在大洋中部;太平洋中脊位于偏东的位置上。三大洋中脊在南部相互连接,而北端却分别伸进大陆。

这就是海底世界的地貌的一般特征,但各大洋又有各自的特点。像世界大洋海沟共有25条之多,主要分布在太平洋有20条,形成太平洋火环。海山峰也主要位于太平洋海域,那里的海底火山有10000座之多。在那幽暗深邃,沟壑纵横的海底充满着令人惊叹的奇观。

合理开发海洋资源

伟大的航海家郑和曾经这样说过:“欲国家富强,不可置海洋于不顾。财富取之于海,危险亦来自于海上。”一方面,这告诉我们,国家的兴衰与海上军事力量息息相关,海兴则国强,海衰则国弱。另一方面,世界上多数沿海地带因国际交流之便而成为经济、科技和文化中心,世界上3/4的大城市、70%的工业资本集中在沿海地区,海洋对我国东部沿海地区的经济社会发展也起着巨大的作用。海洋是货物与商品运输的主要载体,也是地球物质资源最丰富的宝库。海洋资源具有巨大的开发潜力,蓝色海洋将是未来人类生存所需的食品生产基地、原料供应基地和生活发展空间,是人类可持续发展的物质基础。

海洋被称为“蓝色的国库”,目前来看,可供开发的资源包括以下种类:

(1)海洋化学资源:工业用冷却水源、食盐等各种盐类、淡水、溴等。

(2)海洋生物资源:鱼、虾、贝、藻等。

(3)海洋矿产资源:①大陆架:石油、天然气、煤、硫、磷;②滨海砂矿:富含砂、贝壳等建筑材料,金属矿产;③海盆:深海锰结核。

(4)海洋能源:潮汐发电、波浪发电。

(5)空间资源:①交通运输:海港码头、海底隧道、海上桥梁、海底管道、海上机场;②生产空间:海上电站、工业人工岛、海上石油城、海洋牧场;③通讯电力输送空间:海底电缆、海底光缆;④储藏空间:海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场;⑤文化娱乐设施空间:海洋公园、海滨浴场、海上运动区。

据相关数据显示,我国有300多万平方公里海洋,有1400多个港口和21万艘运输船舶,是世界第三大造船国,海外利益增多,航运、港口、渔业、造船、海洋石油开发等产业在国民经济和社会发展中正在不断展现自己的重要作用。

我国海洋生态系统多种多样,既有典型的红树林生态系、珊瑚礁生态系、河口生态系,也有数量庞大的港湾,成为我国近海生物繁衍、生长的摇篮,也是地球生态系统中生物多样性和生产力较高的生态系统。我国管辖海域的资源和环境是沿海地区经济社会发展的重要基础,对海洋经济以及整个沿海地区的经济发展起着越来越重要的支撑作用。然而,由于我国是世界上人口最多、人均土地资源匮乏的国家,经济发展对资源的需求又日益增多,使海洋资源的可持续利用面临着严峻的挑战。因此,必须高度重视合理开发利用海洋资源。怎样才算是合理开发利用海洋资源?这就需要坚持海洋资源的可持续发展战略。

海洋资源的可持续发展是指在海洋经济快速发展的同时,做到科学合理地开发利用海洋资源,不断提高海洋资源的开发利用水平及能力,力求形成一个科学合理的海洋资源开发体系;通过加强海洋环境保护、改善海洋生态环境,来维护海洋资源生态系统的良性循环,实现海洋资源与海洋经济、海洋环境的协调发展,确保海洋资源生态环境的永续发展。

具体来说,海洋资源主要有着两种不同的类型:一种是可再生资源,这里指的生物资源类:一种是不可再生资源,指的是能源、金属矿物和非金属矿物类。

对海洋中的可再生资源即生物资源,应根据经济和社会发展的需要,进行合理的开发和利用;同时要根据海洋生物资源繁殖的要求和特点,进行有计划有步骤的养殖和保护。要把开发利用和养殖业相结合,形成一种不断发展壮大的海洋生物循环经济。

对不可再生的海洋资源的开发利用,应实行陆地资源开发与海洋资源开发相结合,实行优势互补。今后对海洋和陆地资源的开发,应根据海洋和陆地资源储藏量的状况和社会需要,进行适当的规划和部署,研究确定不同的开发重点和布局,以利于促进经济协调和可持续发展。

需要主意的是,尤其应当利用高新科学技术的发展,对海洋资源进行创新研究开发和利用。比如,对海水进行淡化的开发利用,并将海水淡化和生产海盐相结合,对氢能源的开发利用,对海风和潮汐发电的开发利用,对海洋生物研究制药和保健品的开发利用等。

总之,我国属于海洋大国,海域蕴藏着丰富的资源,制定合理的海洋发展战略,积极开发利用海洋资源,对我国经济社会可持续发展具有重要意义。需要通过行政、法律、经济、科技和教育等手段,对海洋开发活动进行组织、指导、协调、控制和监督,以保证合理利用海区的各种资源,促进各行业协调有序发展,提高整个海区的经济效益、社会效益和生态环境效益。

海洋的呼吸——潮汐

生活在海边的人都知道海水有一种交替往复,永不停息的小涨落运动。海水这种有节奏的周期性的涨落运动就是“潮汐”,法国文学称之为“大海的呼吸”,科学地讲,潮汐是海水在月球和太阳引潮力作用下所发生的周期性运动。我们把海面周期性的涨落叫潮汐,海水周期性的水平流动称为潮流,潮流与海流不同之处就在于潮流具有严格的周期性。

在我国,通常将海水在早晨的涨落现象称为“潮”,将海水在黄昏的涨落现象称为“汐”,合称为“潮汐”或“海潮”。汉代王充指出潮汐的发生依赖于月球,宋代燕肃指出它“随日而应月”、“盈于朔望”、“虚于上下弦”,宋代余靖指出它是一种波动现象。17世纪,英国科学家牛顿提出了万有引力定律,从此确认了引潮力是产生潮汐的原因,在此基础上发展形成了潮汐学。

确切地说,海洋的潮汐,是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。通常,将海水白天涨落叫“潮”,晚上涨落叫“汐”,合称为“潮汐”。由于月亮离地球较近,它对海水的吸引力约为太阳的2.7倍,因此月亮对海水的吸引力是产生潮汐的主要原因。月亮或太阳对海水的吸引力又可称为“引潮力”。潮汐天天发生,循环不已,永不停息。