海洋科學論文
海洋科學論文
海洋及其豐富的各類資源對人類社會未來發(fā)展所具有的重要意義和作用,學習啦小編為大家整理的海洋科學論文，希望你們喜歡。
海洋科學論文篇一
淺析海洋功能區(qū)劃
摘 要 21世紀是海洋的世紀。工業(yè)革命以來，人口的激增和技術的進步使人類對于陸地的開發(fā)使用日益過度，資源與環(huán)境的各種問題暴露無遺。于是人類的視野和活動領域開始轉向海洋以解決人口增長、資源短缺和環(huán)境惡化等一系列問題。豍面對我國如此富饒的海洋資源我們如何在發(fā)掘其潛力的同時避免破壞，理念的創(chuàng)新和制度的改革必不可少。
關鍵詞 海洋功能區(qū)劃 區(qū)劃現存問題 區(qū)劃建議
作者簡介：王廣卉，大連海事大學。
中圖分類號：D920.4文獻標識碼：A文章編號：1009-0592(2013)08-166-02
一、海洋功能區(qū)劃的概念
海洋功能區(qū)劃制度是我國海洋行政主管部門在20世紀80年代末提出并組織實施的一項重要海洋管理制度。國家海洋局會同國務院有關部門和沿海省、自治區(qū)、直轄市政府于1989年～1993年和1998年～2001年開展了兩次大規(guī)模的海洋功能區(qū)劃工作，1982年通過、1999年修訂的《海洋環(huán)境保護法》第二條對海洋功能區(qū)劃作了原則性規(guī)定。1999年12月，國家環(huán)境保護總局頒布了《近岸海域環(huán)境功能區(qū)管理辦法》，對如何劃定和管理近岸海域環(huán)境功能作了具體規(guī)定?！逗Ｓ蚴褂霉芾矸ā丰槍ξ覈Ｓ蜷_發(fā)利用中存在的秩序混亂等現象，在第二章中專門規(guī)定了海洋功能區(qū)劃制度。豎
為了合理使用海域、保護海洋環(huán)境、促進海洋經濟的可持續(xù)發(fā)展，依據《中華人民共和國海域使用管理法》、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》及國家有關法律法規(guī)和方針、政策，于2002年制定了《全國海洋功能區(qū)劃》。
海洋功能區(qū)劃是根據海域的地理位置、自然資源狀況、自然環(huán)境條件和社會需求等因素而劃分的不同的海洋功能類型區(qū)，用來指導、約束海洋開發(fā)利用實踐活動，保證海上開發(fā)的經濟、環(huán)境和社會效益。同時，海洋功能區(qū)劃又是海洋管理的基礎。
二、規(guī)定海洋功能區(qū)劃的原因
(一)我國海洋的可利用性
海洋“興漁鹽之利，行舟楫之便”，為國民的生產生活提供了包括生物、礦產、航道港口、海水、旅游等多種重要資源。我國是一個陸海兼具的國家，海岸線長達1.8萬公里居世界第四，可主張的管轄海域面積可達300萬平方公里。因此我國海洋具有資源豐富種類繁多，潛力巨大等特點。
在海洋空間資源方面，在300萬平方公里的管轄范圍內我國盡可將其用于交通運輸、生產、通信和電力輸送、儲藏及娛樂設施等方面，特別是近年來我國濱海旅游消費需求呈逐年擴張態(tài)勢。我國已有海洋漁場280萬平方公里，20米以內淺海面積2.4億畝，海水可養(yǎng)殖面積260萬公頃;已經養(yǎng)殖的面積71萬公頃。淺海灘涂可養(yǎng)殖面積242萬公頃，已經養(yǎng)殖的面積55萬公頃。
在海洋生物資源方面，我國現已記錄了20200多種海洋生物，占世界總種數的十分之一。不僅種類繁多而且應用范圍也十分廣泛，例如食品、藥物、新材料新能源、飼料等領域。
在海洋礦產資源方面，我國大陸架淺海區(qū)廣泛分布著銅、煤、硫、磷、石灰石等礦產，油氣資源沉積盆地約70萬平方公里，石油資源量估計為240億噸左右，天然氣資源量估計為14萬億立方米，還有大量的天然氣水合物資源，即最有希望在本世紀成為油氣替代能源的“可燃冰”。另外，我國已經在國際海底區(qū)域獲得7.5萬平方公里多金屬結核礦區(qū)，多金屬結核儲量5億多噸。
在海水化學資源方面，自20世紀90年代以來，我國的海鹽總產量一直位居世界第一位。由于海水中富含豐富的礦物質，我國經過技術的發(fā)展已成功提取鉀、溴、鎂等物質。
(二)我國海洋的現狀
首先，我國封建后期實行閉關鎖國的政策直到改革開放后才逐步邁出國門，在理念上社會各階層對于海洋的認識普遍缺乏，直到近年來周邊八國與我國產生海洋權益之爭才將我國的目光吸引到海洋的廣闊領域上來。
其次，我國長期以來對于海洋資源的管理缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，致使各主管部門之間對彼此的管轄范圍和地域不夠清楚，相互之間聯系不足，沒有一個協(xié)調配合的機制。并且相關法律法規(guī)沒有配套制定，就算各部門真正行動起來也沒有對應的依據。
第三，由于科學技術水平的限制，對于豐富的海洋資源我國探測到的領域十分有限，多數有價值資源的開發(fā)受到阻礙。而且我國與海洋有關的產業(yè)結構不合理，對于已開發(fā)的資源分配不均，無法充分發(fā)揮資源的效用，造成極大的浪費。同時過度開發(fā)影響了其自我修復的能力，資源量銳減，發(fā)展后勁不足。
最后，值得注意的是，由于盲目追趕經濟水平的提高和工業(yè)總產值的攀升，忽略了環(huán)境所能負荷的極限，造成資源總量下降和一些物種瀕臨滅絕的境況。海洋環(huán)境污染的問題也越來越嚴重，要想改變這一系列問題采取一些措施已十分必要。海洋功能區(qū)劃正是在這一大背景下提出的。
三、海洋功能區(qū)劃存在的問題
(一)區(qū)域劃分模式滯后
海洋功能區(qū)劃將海洋分為農漁業(yè)區(qū)、港口航運區(qū)、工業(yè)與城鎮(zhèn)用海區(qū)、礦產與能源區(qū)、旅游休閑娛樂區(qū)、海洋保護區(qū)、特殊利用區(qū)和保留區(qū)。按功能將海洋區(qū)分開來可以更好的保護環(huán)境避免相互污染相互影響，也可以更高效的利用海洋資源。但是這種劃分已經滯后于時代發(fā)展以及現實需要，例如這些區(qū)劃中就沒有海洋能資源風能、鹽差能、溫差能等的劃分。這無疑是受到技術和時代的限制，無法充分滿足現實生產生活的需要，這種滯后會破壞原有區(qū)劃從而影響制定區(qū)劃目的的實現。
(二)區(qū)域劃分缺乏靈活性、可操作性
正如上面提到的對于海洋的這幾種劃分，只是將總體的海洋在理論上劃分開來，忽略了因地制宜，我國海岸線漫長海域遼闊，海洋狀況也千差萬別，從生物種類到礦產資源都存在著差異，而在功能性規(guī)劃中不同的地區(qū)卻無法找到相應的區(qū)域劃分，如果盲目的進行劃分則會降低海洋使用效率，或許反而造成海洋的破壞。另外區(qū)域劃分規(guī)定不具體，很多具體實施方法沒有規(guī)定，各地政府部門不一定都有相關的專業(yè)人才，那么在實際工作當中，沒有具體標準、規(guī)則，工作人員的操作可能會與預想背道而馳。 (三)區(qū)域劃分權屬不明
我國現存“九龍鬧海”的管理不清、混亂的局面，在這份規(guī)劃中，究竟由誰去進行實地測量實地區(qū)分沒有界定，以后的監(jiān)督管理該由哪個部門去實施都沒有明確出來，這就會造成兩種可能，一是幾個部門均參與其中，政府資源的重復利用造成浪費，規(guī)劃混亂，不同部門規(guī)定不同，最后要么誰的都不予執(zhí)行要么相互執(zhí)行海洋區(qū)劃秩序混亂。二是各個部門誰都不管，海洋功能區(qū)劃形同虛設，成為一紙空文。
(四)所管轄的海域區(qū)劃存在分歧
在海洋功能區(qū)劃中，對于我國管轄海域分為渤海、黃海、東海、南海和臺灣以東海域共五大海區(qū)。而中韓、中朝在黃海，中日在東海，中國與一些東南亞國家在南海的問題上均存在劃界問題，而這些最基本的界限問題尚處于談判之中，我國海洋功能區(qū)劃更無從談起，這不僅涉及我國的海洋環(huán)境更涉及我國與周邊國家睦鄰友好和正常邦交。
四、完善海洋功能區(qū)劃的提議
(一)順應時代、技術發(fā)展趨勢
《全國海洋功能區(qū)劃》是在2002年制定的，在科學技術和實際需要上已遠遠落后，那么可以通過修訂或者制定一些補充性規(guī)定的方式進行革新，在這項活動進行中要注意最新的技術需要以及生產生活發(fā)展的程度。并且這些修訂也不是一勞永逸的，要有與時代同發(fā)展的思想，關注海洋上新發(fā)生的問題并提升到理論高度。豐
(二)細化規(guī)定、完善職責分配
加強規(guī)定的可操作性，動員各地政府在對相應海域的具體情況分析下制定區(qū)域規(guī)劃，按照當地的資源和環(huán)境哪些功能區(qū)域應該范圍大一些，哪些部分應該取消某些功能區(qū)域的劃分，逐步改善海洋利用結構模式，這樣才能提高海洋的利用效率并且推進可持續(xù)發(fā)展的進程。主管部門做好統(tǒng)籌工作，避免因利益產生的推卸責任問題，同時各部門之間加快協(xié)調合作，明確彼此職責所在相互配合，充分發(fā)揮海洋功能區(qū)劃的作用。
(三)優(yōu)化結構、調整產業(yè)布局
三次產業(yè)合理結構、產業(yè)化的區(qū)域布局和產業(yè)技術現代化是今后海洋開發(fā)現代化的趨勢。海陸一體化開發(fā)、雙向輻射、陸海優(yōu)勢互補的臨海產業(yè)群的發(fā)展，必將帶動整個海洋開發(fā)的發(fā)展。不僅要合理進行區(qū)域布局，相關的配套措施亦不能少，總之，大的環(huán)境要適合發(fā)展海洋經濟、保護海洋環(huán)境的趨勢。
(四)相互學習、加強國際競爭
英美等國際上的海洋大國以及我國隔海相望的韓國在海洋經濟方面的發(fā)展都是舉世矚目的，我國尚處于發(fā)展中國家，應懷著虛心學習的態(tài)度，將國外先進的海洋治理經驗與我國具體情況相結合，取長補短，進一步完善海洋功能區(qū)域規(guī)劃，彌補制度和手段上的缺失。時刻注意我國海洋發(fā)展情況在世界中的地位，利用競爭優(yōu)勢，爭取早日成為東方的海洋大國強國。
五、結語
海洋功能區(qū)劃在我國海洋經濟的發(fā)展中是一項重大的措施突破，雖然存在一些實踐中的問題，但都是起步之處所難以避免的，并且這項措施在環(huán)境改善和海洋有效利用方面都有十足優(yōu)勢，我們應該不斷吸取經驗教訓、不斷完善治理手段，促進海洋資源可持續(xù)發(fā)展，提高海域使用效益，使我國海洋經濟和環(huán)境都得到全面提高。
注釋：
蔡先鳳.浙江海洋經濟發(fā)展與海洋生態(tài)安全保護：重大挑戰(zhàn)與制度創(chuàng)新.法治研究.2012(10).第108-116頁.
葉知年.海洋功能區(qū)劃法律制度探析.重慶科技學院學報.2011(22).第38-40頁.
王江濤，郭佩芳.海洋功能區(qū)劃問題及對策探討.海洋湖沼通報.2011(3).第163-167頁.
翟偉康，徐文斌，李晉，李亞寧，張宇龍.我國海域使用現狀特點及存在問題的分析.海洋開發(fā)與管理.2012(3).第26-30頁.
于保華，胥寧.國外海洋資源開發(fā)利用現狀及發(fā)展趨勢.海洋信息.2003(2).第20-21頁.
海洋科學論文篇二
海洋生態(tài)本體建模
摘 要：分析海洋生態(tài)領域知識體系特點，提出了海洋生態(tài)知識組織模型;借鑒工程領域文獻中的“功能”概念描述海洋生態(tài)功能過程;參照Kitamura等已有研究提出的功能知識表示框架，確定“設備功能”視點，提出海洋生態(tài)領域上層本體，指導構建了海洋生態(tài)本體模型和海洋生態(tài)形式化本體。擴展基于描述邏輯的Web本體語言OWLDL，提出了面向過程的OWLProcess模型，構建了海洋生態(tài)功能過程光合作用過程本體的實例。基于海洋生態(tài)本體設計開發(fā)了海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)，實現了海洋生態(tài)領域知識的查詢和生態(tài)危機預警功能，該本體應用系統(tǒng)也驗證了海洋生態(tài)領域本體構建的有效性、合理性和正確性。
關鍵詞：領域上層本體;設備功能視點;海洋生態(tài)本體建模;OWLProcess模型;海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)
0 引言
21世紀是數字海洋的世紀，海洋數據的表示、存儲和處理是“數字海洋”發(fā)展的核心基礎。但大量海洋觀測數據、文獻資料和實驗數據由于數據來源和表示的多樣性，存在諸如數據統(tǒng)計的角度不同，概念術語分類體系不明確，以及同義詞和一詞多義等問題。將這些海量數據進行數字化處理，形成以海洋基礎地理、海洋環(huán)境、海洋資源、海洋經濟、海洋管理等為主題的、統(tǒng)一的、標準的、易于理解和使用的海洋基礎數據對于海洋科學研究、漁業(yè)養(yǎng)殖、海洋生態(tài)保護和海洋危機管理都是非常重要的[1]。
本體提供了描述領域知識體系的概念模型框架，可用于領域知識的共享和重用。與海洋生態(tài)相關的本體有地球與環(huán)境術語語義網(Semantic Web for Earth and Environmental Terminology，SWEET)[2]、海洋元數據互操作(Marine Metadata Interoperability，MMI)項目[3]提供的一些海洋元數據本體(如環(huán)境本體、生物多樣性資源信息本體和水文地理部件本體等)和生態(tài)本體Ecology Ontology等。已有的本體大都只是面向某一學科領域建立了相應的學科概念分類體系，但這些建立的學科概念分類體系往往缺少一個統(tǒng)一明確的視點。即本體構建者在構建這些領域本體時缺乏對本學科領域及相關學科領域之間關系的形式化說明，同時也缺少一個統(tǒng)一看待領域知識和領域問題的上層領域本體[4]。而如何形式化地描述海洋生物與其非生物環(huán)境之間的交互作用和海洋生態(tài)功能過程的研究還不夠深入。
本文闡述了海洋生態(tài)本體的建模思想，構建海洋生態(tài)領域上層本體、海洋生態(tài)知識本體和海洋生態(tài)功能過程本體，用于海洋生態(tài)知識的共享、重用和推理;設計開發(fā)了海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)，為研究者和用戶提供了一個海洋生態(tài)知識服務語義平臺。
1 海洋生態(tài)本體建模
領域上層本體用來指導構建領域知識本體和應用本體。領域上層本體的缺乏可能導致本體構建者模糊或混淆領域概念邊界，也使研究者難以保持一個明確統(tǒng)一的視點來看待領域問題，造成研究者對本體概念的混用或錯用，從而導致資源語義標注的模糊或錯誤[4，7]。
1.1 海洋生態(tài)知識組織模型
海洋生態(tài)系統(tǒng)包含海洋生物和非生物海洋環(huán)境兩部分;海洋生態(tài)系統(tǒng)強調海洋生物和非生物成分在結構和功能上的統(tǒng)一。海洋生態(tài)知識組織模型(如圖1所示)描述了海洋生態(tài)系統(tǒng)的領域知識，包含領域概念、概念屬性及其概念之間的關系。海洋生態(tài)各種生物因子、非生物因子以及它們之間的相互作用通過能量流動和物質循環(huán)這兩個基本過程構成了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)功能單元[4-5]。
2.2 海洋生態(tài)形式化本體構建層次模型
W3C推薦的本體語言OWLDL[10]是基于描述邏輯的本體語言，有良好的語義表達和本體推理能力。采用OWLDL構建海洋生態(tài)形式化本體包含如下5個層次(如圖6所示)：
第一層是SWEET頂層本體，表達通用知識概念(fundamental general concepts)， SWEET本體提供了可擴展的components，可擴展SWEET本體定義海洋生態(tài)領域本體的基本概念及其關系。
第二層是領域上層知識概念(upper domain knowledge concepts)，用于描述海洋生態(tài)領域的基本原理、重要概念和概念之間的關系。即明確“設備功能”的視點，構建海洋生態(tài)領域上層本體(marine_ecology_upper_domain_ ontology)。
第三層描述領域知識概念(domain knowledge concepts)。領域上層本體概念語義描述粒度大，抽象程度高;對海洋生態(tài)領域上層本體進行概念細化，構建海洋生態(tài)領域知識本體，建立海洋生態(tài)領域知識概念的分類體系。
第四層描述領域功能過程 (domain function_ process)知識，基于領域知識本體和領域上層本體構建海洋生態(tài)功能過程本體process_ontology(包含海洋生態(tài)能量流動和營養(yǎng)、物質循環(huán)等功能)。
第五層構建了SWRL(Semantic Web Rule Language)[11]規(guī)則集(SWRL Rules Sets)，表示領域通用的事實(general knowledge)。作者構建海洋生態(tài)異?，F象的SWRL規(guī)則，將海洋生態(tài)形式化OWL本體與SWRL規(guī)則應用于海洋生態(tài)危機預警推理，實現了語義層次上的智能推理[4]。
采用OWLProcess描述了海洋生態(tài)碳循環(huán)中的光合作用過程原理，即采用OWLProcess能夠支持以功能過程原理、相互作用過程、先后順序等動態(tài)概念表示知識，彌補了OWLDL在動態(tài)特性特性知識表示方面的不足[4]。
4 海洋生態(tài)本體應用系統(tǒng)實例――海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)
基于構建的海洋生態(tài)本體和SWRL規(guī)則，作者開發(fā)設計了海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)，為研究者和使用者提供相關海洋生態(tài)語義服務。海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)，后臺服務器選用Tomcat 6.0，Web頁面腳本語言選用JSP，OWL本體文件解析推理采用Jena 2.6.3和內嵌推理機Pellet2.2.1，XML文件的解析使用DOM4J。系統(tǒng)主要設計實現了導航界面、術語和功能過程查詢、XML文檔查詢、語義檢索和海洋生態(tài)危機預警功能。系統(tǒng)功能模塊實現的關鍵技術是用Jena API對OWL本體文件進行語義解析，獲取本體信息并存入相應的數據結構;按導航樹輸出相應的本體概念信息;對查詢語句進行分詞處理;編寫SPARQ查詢語句;基于SWRL規(guī)則和OWL本體進行推理等[1，4]。其中“功能查詢模塊”為用戶提供了海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動和碳循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)等功能作用過程實例知識的查詢。
5 結語
本文闡述了海洋生態(tài)建模思想，構建了海洋生態(tài)本體模型和海洋生態(tài)形式化本體;擴展了OWLDL，提出了OWLProcess模型，構建了海洋生態(tài)功能過程形式化本體實例;開發(fā)了海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)，提供海洋生態(tài)知識查詢、問題語義檢索和海洋生態(tài)異?，F象的預警功能。海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)的應用為領域專家和使用者提供了海洋生態(tài)領域知識的服務平臺，也驗證了海洋生態(tài)領域本體的有效性、正確性和合理性。
參考文獻：
[1]CHANG L，YUN H. Study and development of knowledge management system based on marine ecological ontology [J].Journal of Qingdao University： Natural Science Edition，2011，24(2)：44-49.(常麗麗，云紅艷.基于海洋生態(tài)本體的知識管理系統(tǒng)的研究與實現[J].青島大學學報：自然科學版，2011，24(2)：44-49.)
[2]RASKIN R. Guide to SWEET ontologies [R]. Pasadena： NASA/Jet Propulsion Lab， 2013.
[3]Marine metadata interoperability [EB/OL]. [2013-05-22].
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