海洋科学论文
海洋科学论文
海洋及其丰富的各类资源对人类社会未来发展所具有的重要意义和作用,学习啦小编为大家整理的海洋科学论文，希望你们喜欢。
海洋科学论文篇一
浅析海洋功能区划
摘 要 21世纪是海洋的世纪。工业革命以来，人口的激增和技术的进步使人类对于陆地的开发使用日益过度，资源与环境的各种问题暴露无遗。于是人类的视野和活动领域开始转向海洋以解决人口增长、资源短缺和环境恶化等一系列问题。豍面对我国如此富饶的海洋资源我们如何在发掘其潜力的同时避免破坏，理念的创新和制度的改革必不可少。
关键词 海洋功能区划 区划现存问题 区划建议
作者简介：王广卉，大连海事大学。
中图分类号：D920.4文献标识码：A文章编号：1009-0592(2013)08-166-02
一、海洋功能区划的概念
海洋功能区划制度是我国海洋行政主管部门在20世纪80年代末提出并组织实施的一项重要海洋管理制度。国家海洋局会同国务院有关部门和沿海省、自治区、直辖市政府于1989年～1993年和1998年～2001年开展了两次大规模的海洋功能区划工作，1982年通过、1999年修订的《海洋环境保护法》第二条对海洋功能区划作了原则性规定。1999年12月，国家环境保护总局颁布了《近岸海域环境功能区管理办法》，对如何划定和管理近岸海域环境功能作了具体规定。《海域使用管理法》针对我国海域开发利用中存在的秩序混乱等现象，在第二章中专门规定了海洋功能区划制度。豎
为了合理使用海域、保护海洋环境、促进海洋经济的可持续发展，依据《中华人民共和国海域使用管理法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》及国家有关法律法规和方针、政策，于2002年制定了《全国海洋功能区划》。
海洋功能区划是根据海域的地理位置、自然资源状况、自然环境条件和社会需求等因素而划分的不同的海洋功能类型区，用来指导、约束海洋开发利用实践活动，保证海上开发的经济、环境和社会效益。同时，海洋功能区划又是海洋管理的基础。
二、规定海洋功能区划的原因
(一)我国海洋的可利用性
海洋“兴渔盐之利，行舟楫之便”，为国民的生产生活提供了包括生物、矿产、航道港口、海水、旅游等多种重要资源。我国是一个陆海兼具的国家，海岸线长达1.8万公里居世界第四，可主张的管辖海域面积可达300万平方公里。因此我国海洋具有资源丰富种类繁多，潜力巨大等特点。
在海洋空间资源方面，在300万平方公里的管辖范围内我国尽可将其用于交通运输、生产、通信和电力输送、储藏及娱乐设施等方面，特别是近年来我国滨海旅游消费需求呈逐年扩张态势。我国已有海洋渔场280万平方公里，20米以内浅海面积2.4亿亩，海水可养殖面积260万公顷;已经养殖的面积71万公顷。浅海滩涂可养殖面积242万公顷，已经养殖的面积55万公顷。
在海洋生物资源方面，我国现已记录了20200多种海洋生物，占世界总种数的十分之一。不仅种类繁多而且应用范围也十分广泛，例如食品、药物、新材料新能源、饲料等领域。
在海洋矿产资源方面，我国大陆架浅海区广泛分布着铜、煤、硫、磷、石灰石等矿产，油气资源沉积盆地约70万平方公里，石油资源量估计为240亿吨左右，天然气资源量估计为14万亿立方米，还有大量的天然气水合物资源，即最有希望在本世纪成为油气替代能源的“可燃冰”。另外，我国已经在国际海底区域获得7.5万平方公里多金属结核矿区，多金属结核储量5亿多吨。
在海水化学资源方面，自20世纪90年代以来，我国的海盐总产量一直位居世界第一位。由于海水中富含丰富的矿物质，我国经过技术的发展已成功提取钾、溴、镁等物质。
(二)我国海洋的现状
首先，我国封建后期实行闭关锁国的政策直到改革开放后才逐步迈出国门，在理念上社会各阶层对于海洋的认识普遍缺乏，直到近年来周边八国与我国产生海洋权益之争才将我国的目光吸引到海洋的广阔领域上来。
其次，我国长期以来对于海洋资源的管理缺乏统一规划、统一管理，致使各主管部门之间对彼此的管辖范围和地域不够清楚，相互之间联系不足，没有一个协调配合的机制。并且相关法律法规没有配套制定，就算各部门真正行动起来也没有对应的依据。
第三，由于科学技术水平的限制，对于丰富的海洋资源我国探测到的领域十分有限，多数有价值资源的开发受到阻碍。而且我国与海洋有关的产业结构不合理，对于已开发的资源分配不均，无法充分发挥资源的效用，造成极大的浪费。同时过度开发影响了其自我修复的能力，资源量锐减，发展后劲不足。
最后，值得注意的是，由于盲目追赶经济水平的提高和工业总产值的攀升，忽略了环境所能负荷的极限，造成资源总量下降和一些物种濒临灭绝的境况。海洋环境污染的问题也越来越严重，要想改变这一系列问题采取一些措施已十分必要。海洋功能区划正是在这一大背景下提出的。
三、海洋功能区划存在的问题
(一)区域划分模式滞后
海洋功能区划将海洋分为农渔业区、港口航运区、工业与城镇用海区、矿产与能源区、旅游休闲娱乐区、海洋保护区、特殊利用区和保留区。按功能将海洋区分开来可以更好的保护环境避免相互污染相互影响，也可以更高效的利用海洋资源。但是这种划分已经滞后于时代发展以及现实需要，例如这些区划中就没有海洋能资源风能、盐差能、温差能等的划分。这无疑是受到技术和时代的限制，无法充分满足现实生产生活的需要，这种滞后会破坏原有区划从而影响制定区划目的的实现。
(二)区域划分缺乏灵活性、可操作性
正如上面提到的对于海洋的这几种划分，只是将总体的海洋在理论上划分开来，忽略了因地制宜，我国海岸线漫长海域辽阔，海洋状况也千差万别，从生物种类到矿产资源都存在着差异，而在功能性规划中不同的地区却无法找到相应的区域划分，如果盲目的进行划分则会降低海洋使用效率，或许反而造成海洋的破坏。另外区域划分规定不具体，很多具体实施方法没有规定，各地政府部门不一定都有相关的专业人才，那么在实际工作当中，没有具体标准、规则，工作人员的操作可能会与预想背道而驰。 (三)区域划分权属不明
我国现存“九龙闹海”的管理不清、混乱的局面，在这份规划中，究竟由谁去进行实地测量实地区分没有界定，以后的监督管理该由哪个部门去实施都没有明确出来，这就会造成两种可能，一是几个部门均参与其中，政府资源的重复利用造成浪费，规划混乱，不同部门规定不同，最后要么谁的都不予执行要么相互执行海洋区划秩序混乱。二是各个部门谁都不管，海洋功能区划形同虚设，成为一纸空文。
(四)所管辖的海域区划存在分歧
在海洋功能区划中，对于我国管辖海域分为渤海、黄海、东海、南海和台湾以东海域共五大海区。而中韩、中朝在黄海，中日在东海，中国与一些东南亚国家在南海的问题上均存在划界问题，而这些最基本的界限问题尚处于谈判之中，我国海洋功能区划更无从谈起，这不仅涉及我国的海洋环境更涉及我国与周边国家睦邻友好和正常邦交。
四、完善海洋功能区划的提议
(一)顺应时代、技术发展趋势
《全国海洋功能区划》是在2002年制定的，在科学技术和实际需要上已远远落后，那么可以通过修订或者制定一些补充性规定的方式进行革新，在这项活动进行中要注意最新的技术需要以及生产生活发展的程度。并且这些修订也不是一劳永逸的，要有与时代同发展的思想，关注海洋上新发生的问题并提升到理论高度。豐
(二)细化规定、完善职责分配
加强规定的可操作性，动员各地政府在对相应海域的具体情况分析下制定区域规划，按照当地的资源和环境哪些功能区域应该范围大一些，哪些部分应该取消某些功能区域的划分，逐步改善海洋利用结构模式，这样才能提高海洋的利用效率并且推进可持续发展的进程。主管部门做好统筹工作，避免因利益产生的推卸责任问题，同时各部门之间加快协调合作，明确彼此职责所在相互配合，充分发挥海洋功能区划的作用。
(三)优化结构、调整产业布局
三次产业合理结构、产业化的区域布局和产业技术现代化是今后海洋开发现代化的趋势。海陆一体化开发、双向辐射、陆海优势互补的临海产业群的发展，必将带动整个海洋开发的发展。不仅要合理进行区域布局，相关的配套措施亦不能少，总之，大的环境要适合发展海洋经济、保护海洋环境的趋势。
(四)相互学习、加强国际竞争
英美等国际上的海洋大国以及我国隔海相望的韩国在海洋经济方面的发展都是举世瞩目的，我国尚处于发展中国家，应怀着虚心学习的态度，将国外先进的海洋治理经验与我国具体情况相结合，取长补短，进一步完善海洋功能区域规划，弥补制度和手段上的缺失。时刻注意我国海洋发展情况在世界中的地位，利用竞争优势，争取早日成为东方的海洋大国强国。
五、结语
海洋功能区划在我国海洋经济的发展中是一项重大的措施突破，虽然存在一些实践中的问题，但都是起步之处所难以避免的，并且这项措施在环境改善和海洋有效利用方面都有十足优势，我们应该不断吸取经验教训、不断完善治理手段，促进海洋资源可持续发展，提高海域使用效益，使我国海洋经济和环境都得到全面提高。
注释：
蔡先凤.浙江海洋经济发展与海洋生态安全保护：重大挑战与制度创新.法治研究.2012(10).第108-116页.
叶知年.海洋功能区划法律制度探析.重庆科技学院学报.2011(22).第38-40页.
王江涛，郭佩芳.海洋功能区划问题及对策探讨.海洋湖沼通报.2011(3).第163-167页.
翟伟康，徐文斌，李晋，李亚宁，张宇龙.我国海域使用现状特点及存在问题的分析.海洋开发与管理.2012(3).第26-30页.
于保华，胥宁.国外海洋资源开发利用现状及发展趋势.海洋信息.2003(2).第20-21页.
海洋科学论文篇二
海洋生态本体建模
摘 要：分析海洋生态领域知识体系特点，提出了海洋生态知识组织模型;借鉴工程领域文献中的“功能”概念描述海洋生态功能过程;参照Kitamura等已有研究提出的功能知识表示框架，确定“设备功能”视点，提出海洋生态领域上层本体，指导构建了海洋生态本体模型和海洋生态形式化本体。扩展基于描述逻辑的Web本体语言OWLDL，提出了面向过程的OWLProcess模型，构建了海洋生态功能过程光合作用过程本体的实例。基于海洋生态本体设计开发了海洋生态知识管理系统，实现了海洋生态领域知识的查询和生态危机预警功能，该本体应用系统也验证了海洋生态领域本体构建的有效性、合理性和正确性。
关键词：领域上层本体;设备功能视点;海洋生态本体建模;OWLProcess模型;海洋生态知识管理系统
0 引言
21世纪是数字海洋的世纪，海洋数据的表示、存储和处理是“数字海洋”发展的核心基础。但大量海洋观测数据、文献资料和实验数据由于数据来源和表示的多样性，存在诸如数据统计的角度不同，概念术语分类体系不明确，以及同义词和一词多义等问题。将这些海量数据进行数字化处理，形成以海洋基础地理、海洋环境、海洋资源、海洋经济、海洋管理等为主题的、统一的、标准的、易于理解和使用的海洋基础数据对于海洋科学研究、渔业养殖、海洋生态保护和海洋危机管理都是非常重要的[1]。
本体提供了描述领域知识体系的概念模型框架，可用于领域知识的共享和重用。与海洋生态相关的本体有地球与环境术语语义网(Semantic Web for Earth and Environmental Terminology，SWEET)[2]、海洋元数据互操作(Marine Metadata Interoperability，MMI)项目[3]提供的一些海洋元数据本体(如环境本体、生物多样性资源信息本体和水文地理部件本体等)和生态本体Ecology Ontology等。已有的本体大都只是面向某一学科领域建立了相应的学科概念分类体系，但这些建立的学科概念分类体系往往缺少一个统一明确的视点。即本体构建者在构建这些领域本体时缺乏对本学科领域及相关学科领域之间关系的形式化说明，同时也缺少一个统一看待领域知识和领域问题的上层领域本体[4]。而如何形式化地描述海洋生物与其非生物环境之间的交互作用和海洋生态功能过程的研究还不够深入。
本文阐述了海洋生态本体的建模思想，构建海洋生态领域上层本体、海洋生态知识本体和海洋生态功能过程本体，用于海洋生态知识的共享、重用和推理;设计开发了海洋生态知识管理系统，为研究者和用户提供了一个海洋生态知识服务语义平台。
1 海洋生态本体建模
领域上层本体用来指导构建领域知识本体和应用本体。领域上层本体的缺乏可能导致本体构建者模糊或混淆领域概念边界，也使研究者难以保持一个明确统一的视点来看待领域问题，造成研究者对本体概念的混用或错用，从而导致资源语义标注的模糊或错误[4，7]。
1.1 海洋生态知识组织模型
海洋生态系统包含海洋生物和非生物海洋环境两部分;海洋生态系统强调海洋生物和非生物成分在结构和功能上的统一。海洋生态知识组织模型(如图1所示)描述了海洋生态系统的领域知识，包含领域概念、概念属性及其概念之间的关系。海洋生态各种生物因子、非生物因子以及它们之间的相互作用通过能量流动和物质循环这两个基本过程构成了一个完整的生态系统功能单元[4-5]。
2.2 海洋生态形式化本体构建层次模型
W3C推荐的本体语言OWLDL[10]是基于描述逻辑的本体语言，有良好的语义表达和本体推理能力。采用OWLDL构建海洋生态形式化本体包含如下5个层次(如图6所示)：
第一层是SWEET顶层本体，表达通用知识概念(fundamental general concepts)， SWEET本体提供了可扩展的components，可扩展SWEET本体定义海洋生态领域本体的基本概念及其关系。
第二层是领域上层知识概念(upper domain knowledge concepts)，用于描述海洋生态领域的基本原理、重要概念和概念之间的关系。即明确“设备功能”的视点，构建海洋生态领域上层本体(marine_ecology_upper_domain_ ontology)。
第三层描述领域知识概念(domain knowledge concepts)。领域上层本体概念语义描述粒度大，抽象程度高;对海洋生态领域上层本体进行概念细化，构建海洋生态领域知识本体，建立海洋生态领域知识概念的分类体系。
第四层描述领域功能过程 (domain function_ process)知识，基于领域知识本体和领域上层本体构建海洋生态功能过程本体process_ontology(包含海洋生态能量流动和营养、物质循环等功能)。
第五层构建了SWRL(Semantic Web Rule Language)[11]规则集(SWRL Rules Sets)，表示领域通用的事实(general knowledge)。作者构建海洋生态异常现象的SWRL规则，将海洋生态形式化OWL本体与SWRL规则应用于海洋生态危机预警推理，实现了语义层次上的智能推理[4]。
采用OWLProcess描述了海洋生态碳循环中的光合作用过程原理，即采用OWLProcess能够支持以功能过程原理、相互作用过程、先后顺序等动态概念表示知识，弥补了OWLDL在动态特性特性知识表示方面的不足[4]。
4 海洋生态本体应用系统实例――海洋生态知识管理系统
基于构建的海洋生态本体和SWRL规则，作者开发设计了海洋生态知识管理系统，为研究者和使用者提供相关海洋生态语义服务。海洋生态知识管理系统采用Java语言开发，后台服务器选用Tomcat 6.0，Web页面脚本语言选用JSP，OWL本体文件解析推理采用Jena 2.6.3和内嵌推理机Pellet2.2.1，XML文件的解析使用DOM4J。系统主要设计实现了导航界面、术语和功能过程查询、XML文档查询、语义检索和海洋生态危机预警功能。系统功能模块实现的关键技术是用Jena API对OWL本体文件进行语义解析，获取本体信息并存入相应的数据结构;按导航树输出相应的本体概念信息;对查询语句进行分词处理;编写SPARQ查询语句;基于SWRL规则和OWL本体进行推理等[1，4]。其中“功能查询模块”为用户提供了海洋生态系统能量流动和碳循环、磷循环、硫循环等功能作用过程实例知识的查询。
5 结语
本文阐述了海洋生态建模思想，构建了海洋生态本体模型和海洋生态形式化本体;扩展了OWLDL，提出了OWLProcess模型，构建了海洋生态功能过程形式化本体实例;开发了海洋生态知识管理系统，提供海洋生态知识查询、问题语义检索和海洋生态异常现象的预警功能。海洋生态知识管理系统的应用为领域专家和使用者提供了海洋生态领域知识的服务平台，也验证了海洋生态领域本体的有效性、正确性和合理性。
参考文献：
[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.(常丽丽，云红艳.基于海洋生态本体的知识管理系统的研究与实现[J].青岛大学学报：自然科学版，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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