自然环境是各种自然要素相互关联的复杂综合体，这些要素包括地形、地质、气候、海洋水、陆地水、土壤和植物等。从生产的角度讲，不同地区的自然环境是存在差别的。资源丰富、便于运输和气候等自然条件良好的环境可以称为所谓的“有利的环境”，处在这种环境中的海洋资源是人类优先开采的对象，处在“不利的环境”中的海洋资源，其开发往往需要更高的成本，这些都影响到资源的价值。
海洋与人类的关系密不可分人类在开发海洋资源的生产活动中对环境和资源的作用大致表现在五个方面，即开发、利用、改造、破坏和污染。如何防止生产对环境和资源的不利影响，实现海洋资源开发和环境保护和谐，是海洋资源研究中的一个重要课题。
海洋资源是前景极好的资源领域，海洋资源的某些种类现在已经成为人们生产生活的原料或消费品的来源，有些资源种类已被调查、研究所肯定，将是人类未来发展的继续资源。虽然人类有着几千年的海洋开发史，但是许多海洋资源仍然处于没有充分开发的状态，人类对海洋资源的开发利用程度仍然处在发展的起步阶段。例如，海洋矿产资源尤其是深海矿产资源基本上保存完好。无疑，海洋是人类未来发展的重要基地，问题的关键是如何很好地利用这个基地，如何在开发的同时保护好海洋环境。当前，在海洋资源开发事业飞速发展的压力下，海洋资源的开发也存在一些问题。在全球范围内海洋生物资源出现了不同程度的衰退；海岸侵蚀和沿海平原下沉，致使土地资源受到严重损害；海洋油气资源开发生产中的溢油和其他事故造成的石油污染时有发生；海洋航运造成的污染和陆源污染也都对海洋环境形成了破坏性的影响；有些国家把海洋作为核废料的填埋场，甚至在海洋中遗弃核废料，造成了极大的环境危害隐患。这些问题的出现，严重影响了海洋资源对人类未人类对海洋资源的开发利用程度仍然处在发展的起步阶段来发展的贡献。海洋资源的高效益、有秩序的合理开发，避免或减少人为破坏，维护其对人类的持续支持能力以永续利用，必须通过加强海洋资源的研究，通过把海洋资源的开发和保护的有效结合才能实现。
因此，深入认识海洋资源，加强对海洋资源的管理，采取针对性的海洋环境保护措施，是保证海洋资源最大限度服务于人类的重要途径。如我国为了减缓海洋渔业资源的衰退，增加渔业生产力，近年来实行了休渔政策，取得了良好的效果。
揭开海洋宝藏的秘密
摸准海洋的脉搏
海洋是一个庞大的水体，它无时无刻不在运动着。水有很强的流动性，水透过大气层接收了太阳的热能，这些热能的一部分转化成势能和动能，于是产生了海洋表面的海水与大气的物质和热量的交换，产生了波浪、海流、上升流，产生了温度和盐度的不均匀分布；海洋是一个庞大的水体，它无时无刻不在运动着月球与太阳对海水的引力产生了潮汐，也就是海面水位的变化；海水的水质受到自然和人为的污染，海水中溶解的物质的浓度因而发生变化；生物的初级生产力随时随地不同。海洋中的运动变化要素，还可以举出很多，这些海洋要素随着时间、地点不断地变化。它们的变化从表面上看起来似乎是没有规律的，科学家把它们叫做随机变化，可是经过统计数学的计算，又可以找出它们的规律。人的心脏在跳动，血液在循环，要知道人的健康如何，只要摸摸脉搏就行了，脉搏的节奏、力度可以反映人体各部分的情况。海洋也是一样，上面所列出的那些要素就是海洋运动变化的脉搏。诊断疾病时，最简单的是摸手腕部的脉搏，要了解得更清楚就需要做心电图。了解海洋的情况也与此类似，可是显然要复杂得多。要摸准海洋的脉搏，就得选准能够反映海洋情况的要素，找出有代表性的观测点、观测线和海域，研究出准确、方便的方法和技术对选出来的那些要素进行测量。
在漫长的地质年代里，海底在不停地变化，只是不容易察觉罢了。要研究海底的变化历程，预测未来的变化，探寻海底蕴藏的资源，就需要探测海底的地形、地貌、沉积物、地质结构、重力和磁力，还需要在海底钻深孔，以研究地球内部的构造。
海洋也有脉搏这可不是件简单的事。海洋学家花了一二百年的时间，做了大量的调查研究，积累了资料，建立了包括物理海洋学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等在内的海洋科学，终于勾画出给海洋“诊脉”时需要观测的问题的轮廓，制定出观测的规划，开发出了观测的技术。
在给海洋“诊脉”时，需要观测的要素非常多，五花八门。海洋学家在开始的时候，针对每一种待测的要素都要研究出一种观测技术。当时所有的观测工作都是在调查船上进行的。观测水温当然得用水银温度计，可是要想测不同深度层的水温，就得使温度计指示待测层的温度，于是研制出很巧妙的颠倒温度计，把在那一水层测得的温度的示值固定下来，再将温度计提上水面读数。测量海流的速度有两种非常直观的办法：一种是漂流瓶法，把能浮在水面的瓶子投到海中，以它漂流的距离和漂流的时间相除可以得出海流速度；另一种是从船上放出漂浮的绳子，从绳子放出去的长度和时间也可得出海流速度来。绳子是一节一节的，所以把速度的单位定为节，也就是1海里每小时，或者1.83千米每小时。从海水中用颠倒开闭的采水器舀取各层的海水样品，带回实验室用化学分析法化验，可以得出水的成分。海底的样品是用拖网、抓斗或取样管采集上来的。最原始的观测波浪的方法是用肉眼观测波浪的高低，这样的观测不但很辛苦，而且带有观测人的主观因素，因而不够准确。
随着电子技术和计算技术的发展，人们只要把待测的量（非电量）转换成与它们成正比的电量，就有办法处理了，因为处理这些转换出来的电量的模式是统一的。
把待测量转换成电量的仪器叫传感器，或者叫换能器，它能够把各种量的变化变成电压大小、电流大小或频率高低的变化。传感器是一个很兴旺的家族，有多少要素就得研究多少种传感器去对付它。
向海豚学习
海豚有在海水中探测目标的本领海豚是一种惹人喜爱的海洋哺乳动物，很愿意和人交往，在海里从不伤害人，相反还能帮人驱赶噬人的鲨鱼，难怪有人把海豚看成是镇海蛟。海豚喜欢成群结队地在海面附近跳跃着向前游动，看到有船开过就游过来与船比赛，非超过不可。海豚又是海洋动物园里的明星，会表演很多杂技动作。海豚是除了人以外最聪明的动物，脑子的容量和人差不多，比猩猩大得多。人可以向海豚学习的地方很多。游泳运动中的蝶泳就是模仿海豚跃出水面的姿势。更值得仿效的是海豚在海水中靠声音探测目标、寻找食物、导航定位和进行联系的本领。人们以海豚为师，研制出了利用水下声波探测水中目标的仪器——声呐。
SH-60F直升机吊放声呐原来声波有个很可贵的性质，它在海水中衰减慢，能向远方传播。我们知道电磁波和光波是在大气和真空中传播信息的主要媒介，可是海水对它们吸收得太厉害了，传不出几十米就消耗完了。然而海水对声波却网开一面，吸收得不那么厉害。在海水温度均匀的正常条件下，几十千赫频率的声波能够传到几海里到几十海里远（1海里＝1.83千米），如果用更低频率的声波，还能传得更远。空气中平均声速为330米／秒，海水中的声速要高得多，达到1，500米／秒。这只是个平均值。如果海水温度升高、盐度增加、深度增加时，还会使声速提高。在这三个要素中，声速对海水温度的变化最敏感，而海水盐度的变化本来就不大。温度从海面到海底的变化对于声学是非常重要的，它决定了声波传播的距离。因为温度、盐度和深度这三个要素的重要性特别大，所以专门研制了精确地自动测量它们的仪器，简称为CTD。在存在温跃层的深海大洋，温跃层也是声速最低层，由于声速的差异，在温跃层附近形成一个声道。如果在声道里发出声波，它就会沿着声道传播而不会散开。低频信号在声道里竟能传播到几千千米开外。利用这个特性，可以通过声道让声波载着信息传到几千千米以外。海洋学家利用这个奇妙的现象，在大洋深处以相隔几千千米的距离布设换能器，收听从一个声源发出的声，像用X光分层透视人体一样，也能透视大洋里的温度变化、海流情况等。
声呐有很多用途，最早用于军事上，探测水下潜艇和水深，引导潜艇在水下航行。现在声呐的主要用途之一还是服务于海军。
声呐有主动式和被动式两种。主动式声呐由换能器发出声波，在海中遇到目标，发生散射或者反射，目标的回波回到换能器接收。目标可能是集中的，也可能是分散的，根据声波从声源到目标来回的时间乘以声速就能得到距离是多少。被动式声呐本身不发射声波，只是用接收换能器听取海中某个能发出声音的目标发出的声波，判断目标的方向和距离。原理就是这么简单，实际上要达到良好的使用效果还有很多问题需要解决。为了达到一定的指标，发射的声信号需要足够强，一般都发射短促的声脉冲，声信号还可能相当复杂；用一个换能器也许不够好，为提高性能，还得用很多个换能器布成阵；用压电陶瓷换能器发不出非常强的低频声，这时要用炸药、气枪等爆炸声源来产生所需要的声波。
航母一角在海上航行的轮船必须随时知道船体下面的水深，因此每艘轮船都应装备回声测深仪。这种仪器的换能器装在轮船的底壳上，或者拖在轮船后面，发出短促的声脉冲，到达海底被海底的分界面反射回来，接收到回波后，用电子线路进行计算，把结果显示在图像记录上，看上去跟实际的海底轮廓一样，很形象。当然也可以转换成数字读出来，或者记录在计算机里。测深仪是轮船必备的导航仪器。要想画出海图，大面积地测量海底的地形地貌，只在航行途中测出轮船正下方一条线的深度是不够的。用多波束测深仪可以同时向一个扇面发射几十束声脉冲，分别射向不同的角度，在不同的地方到达海底，就能同时测出垂直于轮船航行的路径上的几十个点的水深，于是轮船每航行一条航线就能扫过一条带，效率就高多了。在设计下一条航线时，使下一次扫过的带和上一次稍微重叠一点，这样整个海底就尽收眼底了。地貌仪的换能器也是拖在轮船后面的，分别向左右两边斜着发射波束比较宽的声脉冲，就能将航线两侧海底的高低不平的地貌记录下来。海底表面有时有一层稀泥，并不妨碍轮船通过，但稀泥下面的硬底却是行船的障碍，这就要使用高低两种频率的测深仪，低频能穿透稀泥，从硬底反射回来，较高的频率穿不透稀泥，从稀泥层与水的界面反射回来，就能同时测出两层海底的深度了。选择多种频率的声波探测大洋底部，还能探出锰结核的有无和多少。用比测深仪所用的声波频率更低、穿透力更强的声脉冲发射到海水中，有一部分声能穿透进入海底的沉积物中，从海底界面和各层地质结构的界面反射回来，记录下来就是海底以下的地层的结构图。这种结构图很像一幅山水画，有经验的人能从中看出海底地层的情况，一般人却难以判读。用计算机把专家们的判读经验集中起来，存在计算机里当做字典，用以判断海上测量的结果，对于了解海底以下的地层结构，也能做到八九不离十。
AQS-13吊放声呐在海底需要定位的目标上布上隔一段时间就会自动发出一个声脉冲的声信标，从它发出的信号就能找到它了。如果有3个布设在海底的声信标发出声脉冲，在船上接收，接收器到3个声信标的距离有差异，接收到3个声信标发出的信号的时间也有差异，根据这个差异可以算出3个目标相对于船的位置。倒过来，海底只有1个目标，而船上在3个位置各放置一个接收器，也能计算出相对位置来。
用声呐还可以像电视一样看到海底物体的图像和水中目标的模样，能传递电话、电视和电报等信息。声传递的信号还可以控制和操纵水下的设备、工具和潜水器。
人们虽然研制出了许多种声呐，可是在很多方面并没有超过海豚。人造声呐的结构很复杂，大的有几吨重，很难装在船上使用，耗电也有几百千瓦。而“海豚的声呐”只不过是头部的一小部分，可是用起来却是那么得心应手，使人造声呐望尘莫及。人们唯一可以引为骄傲的，就是人造声呐有先进的显示、记录系统，可以传授给别人，而“海豚的声呐”只能自己用。
声探测是人们认识海洋的重要方法之一，特别是在水下探测方面，声探测更是人们认识海洋的唯一方法。