海洋科學(xué)論文
海洋科學(xué)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(xué)習(xí)啦小編為大家整理的海洋科學(xué)論文，希望你們喜歡。
海洋科學(xué)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(shù)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(lǐng)域開始轉(zhuǎn)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?nèi)绾卧诎l(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(guān)鍵詞 海洋功能區(qū)劃 區(qū)劃現(xiàn)存問題 區(qū)劃建議
作者簡介：王廣卉，大連海事大學(xué)。
中圖分類號：D920.4文獻標(biāo)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(wù)院有關(guān)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(xiàn)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(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，依據(jù)《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(guān)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(jù)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(dǎo)、約束海洋開發(fā)利用實踐活動，保證海上開發(fā)的經(jīng)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(chǔ)。
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(chǎn)生活提供了包括生物、礦產(chǎn)、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(nèi)我國盡可將其用于交通運輸、生產(chǎn)、通信和電力輸送、儲藏及娛樂設(shè)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(nèi)淺海面積2.4億畝，海水可養(yǎng)殖面積260萬公頃;已經(jīng)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(jīng)養(yǎng)殖的面積55萬公頃。
在海洋生物資源方面，我國現(xiàn)已記錄了20200多種海洋生物，占世界總種數(shù)的十分之一。不僅種類繁多而且應(yīng)用范圍也十分廣泛，例如食品、藥物、新材料新能源、飼料等領(lǐng)域。
在海洋礦產(chǎn)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(chǎn)，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(jīng)在國際海底區(qū)域獲得7.5萬平方公里多金屬結(jié)核礦區(qū)，多金屬結(jié)核儲量5億多噸。
在海水化學(xué)資源方面，自20世紀90年代以來，我國的海鹽總產(chǎn)量一直位居世界第一位。由于海水中富含豐富的礦物質(zhì)，我國經(jīng)過技術(shù)的發(fā)展已成功提取鉀、溴、鎂等物質(zhì)。
(二)我國海洋的現(xiàn)狀
首先，我國封建后期實行閉關(guān)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(chǎn)生海洋權(quán)益之爭才將我國的目光吸引到海洋的廣闊領(lǐng)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(lián)系不足，沒有一個協(xié)調(diào)配合的機制。并且相關(guān)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(yīng)的依據(jù)。
第三，由于科學(xué)技術(shù)水平的限制，對于豐富的海洋資源我國探測到的領(lǐng)域十分有限，多數(shù)有價值資源的開發(fā)受到阻礙。而且我國與海洋有關(guān)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(fù)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(jīng)濟水平的提高和工業(yè)總產(chǎn)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(nóng)漁業(yè)區(qū)、港口航運區(qū)、工業(yè)與城鎮(zhèn)用海區(qū)、礦產(chǎn)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(jīng)滯后于時代發(fā)展以及現(xiàn)實需要，例如這些區(qū)劃中就沒有海洋能資源風(fēng)能、鹽差能、溫差能等的劃分。這無疑是受到技術(shù)和時代的限制，無法充分滿足現(xiàn)實生產(chǎn)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(xiàn)。
(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(chǎn)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(yīng)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(guān)的專業(yè)人才，那么在實際工作當(dāng)中，沒有具體標(biāo)準、規(guī)則，工作人員的操作可能會與預(yù)想背道而馳。 (三)區(qū)域劃分權(quán)屬不明
我國現(xiàn)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(fù)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(shè)，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(yīng)時代、技術(shù)發(fā)展趨勢
《全國海洋功能區(qū)劃》是在2002年制定的，在科學(xué)技術(shù)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(shù)需要以及生產(chǎn)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(guān)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(zé)分配
加強規(guī)定的可操作性，動員各地政府在對相應(yīng)海域的具體情況分析下制定區(qū)域規(guī)劃，按照當(dāng)?shù)氐馁Y源和環(huán)境哪些功能區(qū)域應(yīng)該范圍大一些，哪些部分應(yīng)該取消某些功能區(qū)域的劃分，逐步改善海洋利用結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的推卸責(zé)任問題，同時各部門之間加快協(xié)調(diào)合作，明確彼此職責(zé)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(jié)構(gòu)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局
三次產(chǎn)業(yè)合理結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)化的區(qū)域布局和產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)代化是今后海洋開發(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(guān)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(jīng)濟、保護海洋環(huán)境的趨勢。
(四)相互學(xué)習(xí)、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(jīng)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(yīng)懷著虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度，將國外先進的海洋治理經(jīng)驗與我國具體情況相結(jié)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(jié)語
海洋功能區(qū)劃在我國海洋經(jīng)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(yīng)該不斷吸取經(jīng)驗教訓(xùn)、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(jīng)濟和環(huán)境都得到全面提高。
注釋：
蔡先鳳.浙江海洋經(jīng)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(xué)院學(xué)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(xiàn)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(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.海洋信息.2003(2).第20-21頁.
海洋科學(xué)論文篇二
海洋生態(tài)本體建模
摘 要：分析海洋生態(tài)領(lǐng)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(lǐng)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(shè)備功能”視點，提出海洋生態(tài)領(lǐng)域上層本體，指導(dǎo)構(gòu)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O(shè)WLDL，提出了面向過程的OWLProcess模型，構(gòu)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(shè)計開發(fā)了海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了海洋生態(tài)領(lǐng)域知識的查詢和生態(tài)危機預(yù)警功能，該本體應(yīng)用系統(tǒng)也驗證了海洋生態(tài)領(lǐng)域本體構(gòu)建的有效性、合理性和正確性。
關(guān)鍵詞：領(lǐng)域上層本體;設(shè)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(shù)字海洋的世紀，海洋數(shù)據(jù)的表示、存儲和處理是“數(shù)字海洋”發(fā)展的核心基礎(chǔ)。但大量海洋觀測數(shù)據(jù)、文獻資料和實驗數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)來源和表示的多樣性，存在諸如數(shù)據(jù)統(tǒng)計的角度不同，概念術(shù)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(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，形成以海洋基礎(chǔ)地理、海洋環(huán)境、海洋資源、海洋經(jīng)濟、海洋管理等為主題的、統(tǒng)一的、標(biāo)準的、易于理解和使用的海洋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對于海洋科學(xué)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(lǐng)域知識體系的概念模型框架，可用于領(lǐng)域知識的共享和重用。與海洋生態(tài)相關(guān)的本體有地球與環(huán)境術(shù)語語義網(wǎng)(Semantic Web for Earth and Environmental Terminology，SWEET)[2]、海洋元數(shù)據(jù)互操作(Marine Metadata Interoperability，MMI)項目[3]提供的一些海洋元數(shù)據(jù)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(xué)科領(lǐng)域建立了相應(yīng)的學(xué)科概念分類體系，但這些建立的學(xué)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(gòu)建者在構(gòu)建這些領(lǐng)域本體時缺乏對本學(xué)科領(lǐng)域及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域之間關(guān)系的形式化說明，同時也缺少一個統(tǒng)一看待領(lǐng)域知識和領(lǐng)域問題的上層領(lǐng)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(gòu)建海洋生態(tài)領(lǐng)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(shè)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(wù)語義平臺。
1 海洋生態(tài)本體建模
領(lǐng)域上層本體用來指導(dǎo)構(gòu)建領(lǐng)域知識本體和應(yīng)用本體。領(lǐng)域上層本體的缺乏可能導(dǎo)致本體構(gòu)建者模糊或混淆領(lǐng)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(lǐng)域問題，造成研究者對本體概念的混用或錯用，從而導(dǎo)致資源語義標(biāo)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(diào)海洋生物和非生物成分在結(jié)構(gòu)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(lǐng)域知識，包含領(lǐng)域概念、概念屬性及其概念之間的關(guān)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(zhì)循環(huán)這兩個基本過程構(gòu)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(gòu)建層次模型
W3C推薦的本體語言O(shè)WLDL[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(gòu)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(lǐng)域本體的基本概念及其關(guān)系。
第二層是領(lǐng)域上層知識概念(upper domain knowledge concepts)，用于描述海洋生態(tài)領(lǐng)域的基本原理、重要概念和概念之間的關(guān)系。即明確“設(shè)備功能”的視點，構(gòu)建海洋生態(tài)領(lǐng)域上層本體(marine_ecology_upper_domain_ ontology)。
第三層描述領(lǐng)域知識概念(domain knowledge concepts)。領(lǐng)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(lǐng)域上層本體進行概念細化，構(gòu)建海洋生態(tài)領(lǐng)域知識本體，建立海洋生態(tài)領(lǐng)域知識概念的分類體系。
第四層描述領(lǐng)域功能過程 (domain function_ process)知識，基于領(lǐng)域知識本體和領(lǐng)域上層本體構(gòu)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(zhì)循環(huán)等功能)。
第五層構(gòu)建了SWRL(Semantic Web Rule Language)[11]規(guī)則集(SWRL Rules Sets)，表示領(lǐng)域通用的事實(general knowledge)。作者構(gòu)建海洋生態(tài)異?，F(xiàn)象的SWRL規(guī)則，將海洋生態(tài)形式化OWL本體與SWRL規(guī)則應(yīng)用于海洋生態(tài)危機預(yù)警推理，實現(xiàn)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(yīng)用系統(tǒng)實例――海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)
基于構(gòu)建的海洋生態(tài)本體和SWRL規(guī)則，作者開發(fā)設(shè)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(guān)海洋生態(tài)語義服務(wù)。海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)，后臺服務(wù)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(nèi)嵌推理機Pellet2.2.1，XML文件的解析使用DOM4J。系統(tǒng)主要設(shè)計實現(xiàn)了導(dǎo)航界面、術(shù)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(yù)警功能。系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)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(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);按導(dǎo)航樹輸出相應(yīng)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(jié)語
本文闡述了海洋生態(tài)建模思想，構(gòu)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(gòu)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(xiàn)象的預(yù)警功能。海洋生態(tài)知識管理系統(tǒng)的應(yīng)用為領(lǐng)域?qū)＜液褪褂谜咛峁┝撕Ｑ笊鷳B(tài)領(lǐng)域知識的服務(wù)平臺，也驗證了海洋生態(tài)領(lǐng)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(xiàn)[J].青島大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)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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