中国海洋资源效率时空演化及其驱动因素
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海洋资源开发利用现状及趋势分析随着人类社会的迅速发展,对海洋资源的需求也日益增加。
促进海洋资源的开发利用已经成为了维护人民群众生活质量的必要手段。
目前,海洋资源开发利用已经成为了海洋经济的重要组成部分。
本文将从海洋资源开发利用现状及趋势两方面进行分析讨论。
一、海洋资源开发利用现状1.资源的类型及分布海洋资源的种类很多,从海水、空气到各类海洋生物,都具有巨大的开发利用潜力。
其中,能源类资源(石油、天然气、风能、潮能、浪能等)是目前海洋资源开发利用的重点。
目前,我国的油气资源主要分布在南海、东海等沿海地区。
2.资源开发利用现状同时,我国也在不断加强对其他资源的开发利用,如养殖业、海洋旅游业等。
养殖业已经成为了我国海洋经济的重要组成部分之一。
同时,海洋旅游也已经成为了重要的经济增长点。
但相较于发达国家,我国的海洋资源开发利用仍有待提升。
3.存在的问题随着海洋资源开发利用的不断加强,也存在了一些问题。
如海洋环境破坏、生态系统失衡等。
同时,还存在开发利用方式简单单一、技术水平不高等问题。
这些都需要我国加强管理和监管,在保护海洋生态环境和促进海洋经济发展之间取得平衡。
二、海洋资源开发利用趋势1.多元化发展未来海洋资源开发利用的趋势是多元化发展。
我国将同时加强对石油、天然气等传统能源的开发利用,同时也加大对海洋生态环境、渔业、旅游业等领域的投入和开发。
这将有助于促进我国海洋经济的更加平稳、可持续的发展。
2.技术更新海洋资源开发利用的技术水平也将不断提高。
目前,我国对深海资源的开发利用技术已经取得了很大的突破,我国的技术水平在全球范围内也处于领先地位。
未来,随着技术的更新迭代,我国的技术水平也将不断提高。
3.生态环境保护随着人们的环境意识不断提高,海洋资源开发利用也需要更加注重保护海洋生态环境。
为了实现可持续发展,未来海洋资源开发利用必须充分考虑生态系统的平衡和环境保护。
结语海洋资源开发利用已经成为了我国海洋经济发展的重要组成部分。
利用海洋技术提高海洋资源利用效率随着人口的不断增长和经济的迅猛发展,海洋资源的利用和管理已经成为一个全球性的问题。
海洋覆盖了地球表面的70%,拥有丰富的能源、矿产、生物资源等。
然而,由于技术限制和管理不善,海洋资源的有效利用率仍然较低。
因此,利用海洋技术来提高海洋资源的利用效率变得尤为重要。
一、海洋能源的开发利用海洋能源是指利用海洋蕴藏的能量资源,如潮汐能、波浪能、海流能和海洋热能等。
这些能源具有丰富、稳定的特点,有望成为替代传统能源的重要来源。
为了提高海洋能源的开发利用效率,需要借助各种高新技术的支持。
首先,利用先进的潮汐发电技术可以充分利用潮汐能。
潮汐能是指利用潮汐升降的能量,通过建设潮汐发电站,可以将潮汐能转化为电能。
目前,世界上已经有一些潮汐发电站投入使用,但是其规模仍然较小。
为了提高潮汐发电的效率,可以利用先进的水轮机技术,如水轮发电机组,将转动的潮汐能转化为电能。
同时,可以通过优化潮汐发电站的设计,提高发电效率和输出功率。
其次,通过开发利用波浪能和海洋热能,也可以提高海洋能源的利用效率。
波浪能是指利用海浪的机械能产生动力的能源形式,而海洋热能则是指利用海水的温差产生热能。
利用波浪能和海洋热能可以通过建设波浪发电厂和海洋温差发电站的方式来实现。
为了提高利用效率,需要采用高效的波浪发电和海洋温差发电设备,并进行合理的布局和调度。
二、海洋矿产资源的开采海洋矿产资源是指存在于海床或海洋中的矿产资源,如海底沉积物、石油、天然气等。
由于陆地矿产资源的日益枯竭和海上矿产资源的丰富,海洋矿产资源的开采变得尤为重要。
然而,由于海洋环境的恶劣和技术的不成熟,海洋矿产资源的开采利用率仍然不高。
为了提高海洋矿产资源的开采效率,可以利用海洋技术来解决技术难题。
例如,可以采用遥感探测技术来寻找和勘探海洋矿产资源。
遥感探测是通过卫星和飞机等远离地球表面的设备,利用电磁波的反射或散射来获取地球表面目标的信息。
通过遥感探测技术,可以大规模地获取海洋矿产资源的分布和储量等信息,从而指导矿产资源的开采。
我国海洋战略资源开发现状及利用前景我国海洋战略资源开发现状及利用前景作者:曹忠祥来源:《中国经贸导刊》2012年第04期编者按:“背海而亡,向海而兴”的历史经验告诉国人:“失去了海洋,也就失去了家乡;失去了海洋,更将失去整个世界”。
中华民族要实现伟大复兴,必须建立海陆统筹、和谐发展的现代中国海洋战略。
本文从我国海洋战略资源开发的角度切入,浅谈我国的海洋战略,值得一读。
一、海洋战略资源及其在国家资源安全中的地位我国是陆海兼备的国家,陆地资源过度开发、日益匮乏和海域资源开发缓慢、潜力巨大并存是资源保障面临的基本形势。
从现实的发展来看,海洋资源的开发将有利于缓解日益严峻的资源环境形势,并将为地区经济的发展培育出新的增长点。
就长远发展而言,丰富的海洋资源作为重要的战略储备,对于稳定国民经济的发展必将起到十分重要的作用,成为国家安全的重要保障。
从我国国家层面上的战略资源需求态势来考虑,海洋能源、海洋生物、海洋矿产和海水资源等可作为国家战略资源,在国家资源安全中发挥重要作用。
(一)海洋能源资源是缓解国家能源危机的重大潜在因素在我国能源日益紧缺的形势下,海洋能源资源的开发应当也必然在国家能源安全中发挥重要作用。
首当其冲的是石油资源的安全问题。
我国是世界上的石油生产大国,但同时也是石油消费大国,从1993年开始,中国从石油净出口国成为石油净进口国,石油消费对外依存度呈现持续上升趋势, 2008年已超过50%。
能源供应对国际市场的高度依赖,导致我国经济增长的风险增大,受国际石油市场、乃至经济政治形势变化的影响比较明显。
一方面,国际油价出现波动,其变化会直接导致进口用汇的大量增减,进而导致外需对经济拉动作用的变化。
另一方面,由于中国目前的石油进口来源中,来自中东地区的石油占50%以上,进口来源有限;与此同时,运输石油的线路也没有太多选择,目前进口中东和非洲石油主要走的还是海路:苏伊士运河—印度洋—马六甲海峡,有一定的战略风险。
如何利用海洋技术提高海洋资源利用效率海洋,这个占据了地球表面约71%的广阔领域,蕴含着丰富的资源,包括但不限于矿产、能源、生物、水资源等。
然而,长期以来,我们对海洋资源的开发和利用仍处于相对初级的阶段,效率不高且存在诸多问题。
随着科技的不断进步,海洋技术的发展为提高海洋资源利用效率带来了新的机遇和可能。
海洋勘探技术的进步是提高资源利用效率的基础。
过去,我们对海洋深处的了解十分有限,这极大地限制了对海洋资源的准确评估和有效开发。
如今,先进的海底地质勘探技术,如多波束测深系统、侧扫声呐和海洋地震勘探技术等,能够更精确地绘制海底地形地貌,探测海底地质结构,帮助我们找到更多的矿产资源和油气藏。
同时,高精度的海洋化学和生物探测技术,能够让我们更全面地了解海洋中的化学物质分布和生物群落特征,为开发海洋生物资源和化学资源提供科学依据。
海洋资源开采技术的创新是提高利用效率的关键。
在矿产资源开采方面,深海采矿技术的发展使得从数千米深的海底开采矿产成为可能。
例如,一些新型的采矿机器人和采矿船配备了先进的采掘、运输和处理设备,能够在恶劣的深海环境中高效作业。
在能源开发领域,海洋可再生能源技术,如潮汐能、波浪能和海流能的开发利用逐渐崭露头角。
通过优化的涡轮机设计、能量转换系统和储能技术,这些能源的转化效率不断提高,为缓解能源紧张提供了新的途径。
海洋资源加工和利用技术的提升也至关重要。
对于海洋油气资源,先进的炼化技术能够提高油气的品质和产量,减少废弃物的产生。
同时,通过研发新的催化剂和工艺流程,能够将原本难以利用的重质油和稠油转化为更有价值的轻质油和化工产品。
在海洋生物资源方面,生物技术的应用使得从海洋生物中提取高附加值的活性物质成为现实。
例如,利用基因工程和发酵技术,可以大规模生产海洋药物、保健品和化妆品原料。
此外,食品加工技术的改进能够延长海洋食品的保质期,提高其营养价值,促进海洋渔业的可持续发展。
海洋环境保护技术的发展是实现资源可持续利用的保障。
第34卷第1期2023年1月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCEVol.34,No.1Jan.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.01.003江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析唱㊀彤,郦建强,郭旭宁,李云玲(水利部水利水电规划设计总院,北京㊀100120)摘要:为从景观生态角度揭示江汉平原水域空间变化和影响因素,利用GIS 和生态统计技术,通过土地利用转移㊁空间自相关㊁景观指数和冗余分析等方法,对2000 2020年江汉平原水域空间格局演变及其驱动因素进行研究㊂结果表明:2000 2020年,由于人造地挤占耕地㊁耕地挤占水域空间,江汉平原水域面积减少了36%;水域全局和局部莫兰指数变化明显,边界密度急剧减小,四湖流域等局部水域空间聚集度和连通性显著下降;降水㊁气温以及耕地和人造地解释了水域景观变化的45.8%,其中降水和气温影响微弱,连片耕地侵占是水域面积减少的主要原因之一,人造地对水域破碎化贡献更大更直接㊂2000年以来江汉平原水域面积变化显著,分布趋于破碎,形状复杂度和连通性降低,表征农业活动和城镇化的耕地和人造地对水域景观格局影响更为剧烈㊂关键词:水域空间;空间自相关;景观格局演变;冗余分析;江汉平原中图分类号:X24;P96㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)01-0021-12收稿日期:2022-09-15;网络出版日期:2023-02-03网络出版地址:https :ʊ /kcms /detailʊ32.1309.P.20230203.1104.002.html 基金项目:国家重点研发计划项目资助(2018YFC0407206)作者简介:唱彤(1983 ),女,北京人,高级工程师,博士,主要从事水利规划与河流生态方面研究㊂E-mail:comechang@水域空间是水流系统的载体[1],不仅与水生态系统关系密切,还发挥着滞蓄洪水㊁水资源供给㊁水景观营造㊁水文化传承和改善区域小气候等重要作用㊂人类自古逐水而居,对河湖系统的改造也从未停止㊂无论围湖造田还是退耕还湖㊁沟通水系,都在不同时代背景下发挥着特定作用,也体现了不同时代人们的自然观以及对经济㊁社会等规律的理解㊂认识水域空间格局㊁演变过程及其与人类活动的因果关系,对水域空间功能发挥㊁保护和修复以及支撑经济社会可持续发展意义重大㊂空间格局又称景观格局,是土地利用或景观的结构组成特征和在空间上的排列和配置关系[2],决定着资源和物理环境分布形式和组合[3],与景观中的物理㊁化学㊁生态等过程密切相关㊂景观格局决定着区域生态安全格局[4-6],对抗干扰能力㊁恢复能力㊁系统稳定性和生物多样性有深刻影响[7]㊂不少研究从景观生态学角度对湖泊湿地㊁海岸景观㊁流域景观㊁绿色基础设施等的空间分布特征进行讨论[8-11],定量描述景观要素分布的时空演变过程,并寻求驱动景观格局变化的自然或人为因素[12-13],为原有自然或人工景观的保护修复与利用提供重要基础和科学依据[14-15]㊂江汉平原历来以湖沼众多闻名,是古云梦泽的主要组成部分㊂由于泥沙不断淤积和围垦活动,江汉平原湖泊面积持续萎缩㊂根据相关文献资料[16-17],湖泊面积从清末民初的约26000km 2,缩减至新中国成立之初的约8500km 2,经历了20世纪50 70年代3次大规模围湖造田,70年代末湖泊面积锐减至2373km 2㊂东荆河上连汉江下通长江,是汉江下游唯一的分流河道,对汉江分洪起着重要作用,由于水土流失导致的河道淤积和河道沿线取用水活动,东荆河萎缩非常严重,个别年份几近断流,水环境容量降低和水生态系统受损等问题也随之而来㊂不少研究对江汉平原河湖水系演变进行讨论㊂贾敬禹[18]梳理了江汉平原河湖水系近2000a 的演变历程;魏显虎等[19]认为人类活动的强弱直接影响湖泊水域变化;冯莞舒等[20]对江汉湖群衰减聚集区域进行探测,认为衰减主要发生在以传统粗放型生产方式为主的农村地区;还有学者对区域内湿地㊁耕地等土地利用类型的变化进行了分析讨论[21-23]㊂已有研究较少从景观格局角度对江汉平原水域格局总体演变进行分析,并定量讨论水域景观变化的影响因素㊂22㊀水科学进展第34卷㊀本文从土地利用变化入手,对江汉平原2000 2020年土地利用状况和水域景观格局指数进行分析,定量讨论江汉平原水域空间转移状况㊁空间自相关关系以及景观指数的时空变化等;考虑自然和人类活动影响,分析水域空间演变的驱动因素㊂研究结果可为江汉平原水域空间保护与恢复和可持续发展提供科学依据㊂1㊀研究区域与研究方法1.1㊀研究区域江汉平原地处湖北中南部,西起枝江和当阳,东迄黄梅和阳新,北至荆门和钟祥,南与洞庭湖平原相连,由长江与汉江冲积而成,面积约4.7万km2,是长江中下游平原的重要组成㊂江汉平原属亚热带季风气候,温暖湿润㊁雨热同期㊁热量充足㊂年均气温约17ħ,10ħ以上活动积温为5100~5300ħ,年均降水量为1100~1300mm㊂区域地势平坦,海拔多在50m等高线以下,水网交织,湖泊星罗棋布,是湖北经济社会发展的核心区域和中国重要商品粮基地㊂江汉平原位置示意如图1㊂图1㊀江汉平原位置示意Fig.1Location of the Jianghan Plain1.2㊀数据来源与处理采用数据包括30m精度土地利用数据㊁降水和气温数据㊂土地利用数据来自中国发布的2000年㊁2010年和2020年3期全球地表覆盖(GlobeLand30)数据产品(http:ʊ/),该产品主要采用美国陆地资源卫星(Landsat)的TM5㊁ETM+㊁OLI多光谱影像和中国环境减灾卫星(HJ-1)30m多光谱影像和高分一号(GF-1)多光谱影像研制而成,数据总体精度在83.5%以上㊂对研究区数据进行随机抽样,通过野外调研开展分类数据验证,数据分类精度在90%以上,能够满足研究需要㊂研究区共涉及耕地㊁林地㊁草地㊁灌木地㊁湿地㊁水体㊁人造地和裸地8种土地类型,其中,人造地指由人工建造活动形成的地表,包括城镇等各类居民地㊁工矿㊁交通设施等㊂考虑本文以水域空间为主要研究对象,将湿地和水体合并成为水域空间;其余土地利用类型含义如表1所示㊂降水和气温数据来自中国1km分辨率逐月降水量和平均气温数据集(1901 2020年)[24-25]㊂㊀第1期唱彤,等:江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析23㊀表1㊀土地利用类型及其含义Table 1Land use types and its description土地利用类型含义耕地用于种植农作物的土地,包括水田㊁灌溉旱地㊁雨养旱地㊁菜地㊁牧草种植地㊁大棚用地㊁以种植农作物为主间有果树及其他经济乔木的土地,以及茶园㊁咖啡园等灌木类经济作物种植地林地乔木覆盖且树冠盖度超过30%的土地,包括落叶阔叶林㊁常绿阔叶林㊁落叶针叶林㊁常绿针叶林㊁混交林以及树冠盖度为10%~30%的疏林地草地天然草本植被覆盖,且盖度大于10%的土地,包括草原㊁草甸㊁稀树草原㊁荒漠草原以及城市人工草地等灌木地灌木覆盖且灌丛覆盖度高于30%的土地,包括山地灌丛㊁落叶和常绿灌丛,以及荒漠地区覆盖度高于10%的荒漠灌丛水域位于陆地和水域交界带,有浅层积水或土壤过湿的土地,多生长有沼生或湿生植物,包括内陆沼泽㊁湖泊沼泽㊁河流洪泛湿地㊁森林/灌木湿地㊁泥炭沼泽㊁红树林㊁盐沼等;陆地范围液态水覆盖区域,包括江河㊁湖泊㊁水库㊁坑塘等人造地由人工建造活动形成的地表,包括城镇等各类居民地㊁工矿㊁交通设施等,不包括建设用地内部连片绿地和水体裸地植被覆盖度低于10%的自然覆盖土地,包括荒漠㊁沙地㊁砾石地㊁裸岩㊁盐碱地等1.3㊀研究方法1.3.1㊀土地利用动态转移分析土地利用转移矩阵是系统分析中对系统状态与状态转移的定量描述[26],是将研究期始末土地利用结构和转移面积以二维矩阵的形式表达,既能反映研究区某时间节点的地类结构与面积,还能分析研究期始末地类的转入转出情况,揭示土地利用格局的时空演化过程㊂数学表达如式(1)所示㊂S =S 11S 1n ︙⋱︙S n 1S nn éëêêêùûúúú(1)式中:S 为研究期始末土地利用状况;S ij 为研究期内土地类型i 转换成土地类型j 的面积;i ,j =1,2, ,n ,n 为土地利用类型数㊂本文通过空间相交计算,得到不同时段土地利用转移状况㊂1.3.2㊀空间自相关分析空间自相关分析是研究邻近位置属性相关性的空间统计学方法,是针对某种特征属性,对某空间单元与其周围单元间进行的空间自相关程度计算,以分析这些空间单元在空间上的离散或聚集等分布特性㊂以全局自相关和局部自相关揭示研究区的整体特征和局部分异㊂全局自相关是对变量空间聚集特征的综合评价,以全局莫兰指数(Global Moranᶄs I )表征,计算公式如式(2)所示[27]㊂局部自相关表达局部区域的聚集现象或异常值,描述空间分异规律,以局部莫兰指数(Anselin Local Moranᶄs I )表征,计算公式如式(3)㊁式(4)所示[28]㊂I =m ðmi =1ðmj =1w ij (x i -x )(x j -x )/[ðmi =1ðmj =1w ij ðmi =1(xi-x )2](2)式中:I 为全局莫兰指数;m 为区域空间单元总数;x i 和x j 分别为随机变量x 在地理单元i 和j 上的属性值;x =1m ðmi =1x i,为m 个空间单元样本属性值的平均值;w ij 为区域i ㊁j 的邻接空间权重矩阵,表示空间对象的邻接关系㊂当区域i ㊁j 相邻,w ij =1,反之w ij =0㊂I 的取值范围为[-1,1],I >0表示空间正相关,即具有空间聚集性;I <0表示空间负相关,即不具空间聚集性;I 接近于0表示不存在空间自相关性也即随机分布㊂I i =x i -x s 2i()ðmj =1,j ʂiw ij(x j-x )(3)s 2i=ðmj =1,j ʂi(x j -x )2/(m -1)(4)24㊀水科学进展第34卷㊀式中:I i为局部莫兰指数,当I i值为正时表示存在高值(或低值)空间聚集,I i值为负时表示不相似值的空间聚集㊂根据土地利用数据精度和水域平均斑块面积,综合考虑尺度效应,选取6kmˑ6km网格单元划分1674个网格,计算每个网格内的水域面积,并与网格面积相除得到不同时期水域面积率网格图㊂计算水域面积率全局莫兰指数和局部莫兰指数,分析是否存在空间集聚或异常值及其出现的位置㊂1.3.3㊀景观格局分析在类型尺度上,选取景观面积比例(P LAND)㊁边界密度(D E)㊁景观分裂度(I L D)和聚合度(I A)等景观指数,定量描述水域空间面积㊁形状㊁空间聚散度和连通性等特征,揭示江汉平原水域景观空间分布状况㊂其中,P LAND表示景观中某类型斑块的面积占整个景观面积的百分比;D E表征景观形状复杂程度,数值越大形状越复杂;I L D表征景观中不同斑块分布的分离程度,反映景观的破碎化状况,数值越大景观聚集度越低;I A表征景观斑块间的连通性,数值越小景观越离散㊂各景观指数的数学表达见文献[6,15]㊂在6kmˑ6km 网格图内,计算各网格的水域景观指数,采用反距离加权插值法(IDW)对景观指数进行空间插值,得到不同时期江汉平原水域景观指数的空间分布㊂2㊀结果与分析2.1㊀江汉平原水域空间转换变化过程在研究时段内,江汉平原水域空间发生了较大变化,通过土地利用转移矩阵(表2 表4)可知,2000 2010年,水域面积减少最多,为982km2,减少比例为13%,向耕地转移净面积最多,为806km2;耕地和人造地面积均有所增加,分别为528km2和589km2,其中,耕地增加主要来自林地和水域的转入,人造地增加主要来自耕地的转入,面积为510km2㊂2010 2020年,水域面积加速减少,减少面积1741km2,仍然主要转向耕地,转为耕地的净面积为1834km2;耕地面积数量减少不多,为140km2,但存在明显的水域转为耕地㊁耕地转为人造地的转换路径;人造地增加了2393km2,面积是2010年的近2倍㊂经过20a土地利用演变,江汉平原人造地面积增加近3000km2,是2000年的2.5倍,耕地面积略有增加,增加比例为1%,主要通过耕地转为人造地㊁再由水域空间补给耕地的方式实现㊂2000 2020年江汉平原水域转向耕地和由耕地转为人造地的面积分布如图2所示㊂水域向耕地转移较为集中的地区为洪湖㊁仙桃等;耕地向人造地的转移分布较广,在沿江局部河段和都市圈附近存在聚集现象,在其他区域呈较均匀的离散分布㊂表2㊀2000 2010年江汉平原土地利用转移矩阵Table2Land use transition matrix of the Jianghan Plain in2000 2010单位:km2土地利用类型耕地林地草地灌木地水域人造地裸地2000年合计耕地31898.0234.397.10.21058.0837.70.234125.5林地480.01596.754.20.4139.051.20.12321.6草地84.0133.7372.70.134.938.90664.2灌木地0.30.40.1 2.4000 3.2水域1863.5228.988.805363.831.312.07588.4人造地327.713.818.0010.31625.001994.9裸地0.10.100000.30.5 2010年合计34653.62208.0631.0 3.16606.12584.012.646698.2㊀第1期唱彤,等:江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析25㊀表3㊀2010 2020年江汉平原土地利用转移矩阵Table3Land use transition matrix of the Jianghan Plain in2010 2020单位:km2土地利用类型耕地林地草地灌木地水域人造地裸地2010年合计耕地31213.0269.097.90.3715.72354.0 3.734653.6林地370.71380.4141.20.4182.3114.318.82208.0草地119.064.6285.10.168.094.20631.0灌木地 1.40.700.9000 3.1水域2549.220.629.303879.6121.0 6.46606.1人造地260.5 6.08.4016.02293.102584.0裸地0.20.200 3.808.412.6 2020年合计34513.91741.5561.9 1.64865.34976.637.346698.2表4㊀2000 2020年江汉平原土地利用转移矩阵Table4Land use transition matrix of the Jianghan Plain in2000 2020单位:km2土地利用类型耕地林地草地灌木地水域人造地裸地2000年合计耕地30490.3291.4112.60.2467.22748.415.534125.5林地570.51255.8114.20.3118.8259.6 2.32321.6草地136.998.9255.90.163.5109.00664.2灌木地 1.40.70 1.00.100 3.2水域3045.985.366.504203.5168.019.27588.4人造地268.89.312.7012.31691.701994.9裸地0.10.100000.30.5 2020年合计34513.91741.5561.9 1.64865.34976.637.346698.2图2㊀2000 2020年江汉平原水域转为耕地和耕地转为人造地的面积分布Fig.2Spatial distribution of water area changed to farmland and farmlands changed to artificial surface on the Jianghan Plain in 2000 20202.2㊀江汉平原水域空间自相关动态变化在P=0.01的显著水平下,2000年㊁2010年和2020年江汉平原水域全局莫兰指数分别为0.563㊁0.566和0.421,江汉平原整体上存在水域面积率高值与高值聚集㊁低值与低值聚集的空间聚类现象㊂2000 2010年全局莫兰指数基本维持稳定,2010 2020年自相关程度有所减弱,说明水域面积率高低值的聚集程度有26㊀水科学进展第34卷㊀所降低,相邻区域水域空间趋同性正在下降㊂水域局部空间自相关特征如图3所示,统计聚集与异常值类型网格数量,结果如表5所示㊂2000 2020年,江汉平原水域空间不相关的网格数量有所增加,增加比例为9%㊂水域空间高值聚集的网格数量持续减少,近20a减少了约1/4,且前10a的减少速度更快㊂水域空间低值被高值包围的网格数量有所增加,且随时间推移从主要分布在高值聚集区域周边逐渐向区域内部延伸,表明水域空间连通性正在减弱,破碎度正在增加,且2010 2020年表现更为突出㊂低值聚集的网格数量略有减少,从空间分布看,低值聚集区从2000年主要分布在江汉平原南北侧边缘演变成向江汉平原腹地发展,特别表现在四湖流域等㊂图3㊀2000 2020年江汉平原水域空间LISA聚集图Fig.3LISA cluster map of water area on the Jianghan Plain in2000 2020表5㊀2000 2020年江汉平原水域空间自相关类型统计Table5Types of the spatial autocorrelation of the water area on the Jianghan Plain in2000 2020单位:个年份不相关高值聚集高值被低值包围低值被高值包围低值聚集2000年8982364374992010年9571833394922020年9801763554602.3㊀江汉平原水域空间格局动态变化特征江汉平原类型尺度水域景观指数计算结果如表6所示㊂2000 2020年,江汉平原水域面积率(P LAND,W)和边界密度(D E,W)持续下降,且后10a下降更快;水域面积率从16.2%下降为10.4%,水域面积减小为原来的约60%;水域边界密度降为原来的约40%,水域形状复杂度明显降低,水域边界趋于简单化或规整化㊂水域景观分裂度指数(I LD,W)变化不大,水域破碎度基本维持原有状态㊂水域聚合度指数(I A,W)略有增加,表明水域连通性有所增加㊂从整体看,近20a水域面积持续减少,水域边界趋于简单化和规整化,连通性略有增加㊂表6㊀2000 2020年江汉平原水域景观指数Table6Landscape metrics of water area at class level on the Jianghan Plain in2000 2020年份P LAND,W/%D E,W/(m㊃ha-2)I LD,W I A,W/%2000年16.212.90.998894.02010年14.110.10.997394.62020年10.4 5.90.998595.7㊀第1期唱彤,等:江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析27㊀㊀㊀通过景观指数插值计算,得到江汉平原水域面积率㊁水域景观分裂度指数和水域聚合度指数的空间分布㊂水域面积率空间分布状况如图4所示,小于10%的区域在2000年主要分布在江汉平原边缘区域及天门㊁潜江东部㊁监利北部和汉川西南部的一些区域,2010年扩展到潜江全域和江陵部分区域,到2020年,扩展趋势大大增加;水域面积率小于5%的区域在江汉平原中西部连片分布;水域面积率在20%~40%的区域,从2000年的呈带状贯通式分布演变为2020年的面积缩减为原来的约一半,且呈相对离散分布;水域面积率在40%和60%以上的区域面积2020年较2000年分别减少了76%和95%㊂水域面积率网格数量统计如表7所示㊂图4㊀2000 2020年江汉平原水域面积率空间分布Fig.4Spatial distribution of percentage of water area on the Jianghan Plain in2000 2020表7㊀不同水域面积率网格数量统计表Table7Grid number of rates of water area年份P LAND,W<10%20%<P LAND,W<40%P LAND,W>40%P LAND,W>60%2000年222661054824303962010年25904741920175772020年30984527959713㊀㊀水域景观分裂度指数空间分布如图5所示,变化主要发生在2010 2020年,数值趋近于1的区域面积显著增加且连片分布,表明原有的水域聚集分布区域正在萎缩或消失,以四湖流域㊁仙桃以及武汉市部分区域等最为显著㊂江汉平原局部区域水域空间正向分布更加离散和破碎的方向演变㊂水域聚合度指数空间分布如图6所示,2000年江汉平原大部分区域聚合度指数在60%以上;2000 2010年间,中西部部分区域聚合度略有下降,水域连通性有所降低;2010 2020年聚合度下降趋势显著,以仙桃㊁汉川㊁天门以及四湖流域等为主要区域,连通性显著减弱,破碎度增加㊂图5㊀2000 2020年江汉平原水域景观分裂度指数分布Fig.5Spatial distribution of Landscape Division Index of water area on the Jianghan Plain in2000 202028㊀水科学进展第34卷㊀图6㊀2000 2020年江汉平原水域聚合度指数分布Fig.6Spatial distribution of Aggregation Index of water area on the Jianghan Plain in2000 20203 江汉平原水域空间格局演变的影响因素分析水域景观格局是自然和人为因素共同作用的结果[29]㊂江汉平原地势相对平坦低洼,地理空间异质性不明显,选取对水域空间产生直接影响的降水和气温作为自然因素㊂江汉平原自古是鱼米之乡,是中国重要的粮食主产区和著名的水产区,同时又是湖北省经济社会和文化发展的核心区域,人口密集,人类活动剧烈,考虑人类活动与土地状况的密切联系,以耕地和人造地演变表征农业生产㊁城镇化进程和经济社会发展等人类活动,作为人为因素㊂采用6kmˑ6km网格图,以网格内的降水㊁气温以及耕地和人造地的面积率㊁连通性和景观分裂度指数作为解释变量,以水域面积率㊁聚合度指数和景观分裂度指数作为响应变量,选取水域面积占比较高或面积变化较大的743个网格为样方,通过冗余分析寻求水域空间格局演变的驱动因素㊂结果显示,在P=0.002的显著水平下,降水㊁气温以及耕地和人造地变化共解释了45.8%的水域空间景观数据㊂通过方差分析,识别自然和人为因素各自的贡献率以及共同作用的贡献率,结果表明,在P=0.002的显著水平下,降水和气温的单独效应为2.3%,耕地和人造地的单独效应为44.3%,共同作用部分为0.8%㊂由于自然因素作用十分微弱,为进一步明确人类活动的影响,以耕地(A g)和人造地(A r)景观指数为解释变量,以降水和气温为协变量,通过偏冗余分析,在剔除降水和气温影响后,得到耕地和人造地对水域空间的影响㊂结果表明,在P=0.002的显著水平下,前2个约束轴解释了44.5%的水域空间景观数据方差,形成的双序图如图7所示㊂水域空间面积率与连通性呈正相关,即水域面积率越大,连通性越高;聚散程度与面积率和连通性存在负相关关系,即水域景观越破碎,连通性越弱,水域面积率也越低㊂耕地与水域景观具有明显的相关关系,在耕地面积率(A g-P LAND,W)和连通性(A g-I A,W)变化梯度轴上,最适值排序为水域空间分裂度>连通性>水域面积率,表明耕地面积率和连通性与水域面积率和连通性呈负相关,且对水域面积率的影响最大,其次为水域连通性;从耕地分裂度(A g-I LD,W)变化梯度轴看,耕地分布越离散则水域面积率越大㊁连通性越强,且根据水域景观指数在耕地分裂度梯度轴上的投影距原点距离,离散分布的耕地对水域面积率的作用较对水域连通性的作用更显著㊂人造地面积率(A r-P LAND,W)㊁连通性(A r-I A,W)和分裂度(A r-I LD,W)指数箭头间的夹角均小于90ʎ,呈正相关关系,且作用相对集中,在人造地3个景观指数梯度轴上,水域空间格局最适值的排序为景观分裂度>连通性>水域面积率,且人造地景观指数与水域空间破碎程度呈较强的正相关,与水域面积呈较强的负相关,表明人造地大面积连片分布,直接影响区域的水域面积率,并导致水域景观相对破碎和离散分布㊂㊀第1期唱彤,等:江汉平原水域空间格局时空演变特征及其驱动因素分析29㊀图7㊀江汉平原水域景观与耕地和人造地的冗余分析排序Fig.7Redundancy analysis ordination of water landscape with farmland and artificial surface on the Jianghan Plain㊀㊀湖泊是抵御湖区洪水的第一道天然屏障,湖泊面积减少必然带来蓄滞洪能力的减弱㊂根据潘方杰等[30]建立的江汉平原湖泊水面与可调蓄水量的相关关系,湖泊面积减少使得可调蓄水量减少近40%;如针对典型洪水,需考虑来水过程㊁预留湖泊容积㊁优化调度以及湖泊周边水利工程设施等对流域防洪的综合影响,进一步开展深入研究㊂此外,受数据精度限制,除已知垸堤外,宽度远小于30m的未知垸堤难以体现在现有尺度研究中,可能造成对水域破碎程度㊁连通性等的评价趋于乐观,后续将加强对垸堤数据的更新并开展更小尺度水域格局演变分析㊂江汉平原洲滩民垸众多,作为流域防洪体系的重要组成部分,发挥着行蓄洪水的作用,根据耕地㊁人造地对水域空间影响分析结果,从防洪安全角度出发,应持续推进洲滩民垸实施单退(退人不退地)和双退(退人退地),巩固退垸行洪成效,提升防洪能力㊂随着武汉 1+8 城市圈的发展,江汉平原城市化进程将进一步加速,人类活动强度也将进一步加大㊂考虑水域空间格局演变特征,应厘清耕地㊁水域和人造地的空间关系,按照 四水四定 原则,严格控制城市发展边界,严守耕地保护红线,严格划定与管控水域空间㊂城市建设应遵循低影响开发原则,维持水域空间的连通性和完整性,同时强化土地利用规划的作用,提高城市土地利用率㊂4㊀结㊀㊀论本文基于GlobeLand30全球地表覆盖数据,分析水域空间转移状况㊁水域空间自相关状况以及水域景观指数时空变化,揭示江汉平原水域空间时空演变特征,并结合降水和气温数据,识别影响水域空间演变的关键驱动因素㊂主要结论如下:(1)2000 2020年,江汉平原水域面积减少约2700km2,占水域总面积的36%,主要被耕地侵占,而耕地面积基本没变的原因是一部分耕地面积又转为人造地㊂快速的城市化进程使得人造地面积在20a间增长了约2.5倍,新增面积约90%是通过间接侵占水域空间的方式实现,即人造地挤占耕地㊁减少的耕地面积通过挤占水域空间补足㊂围湖造田一直是影响江汉平原湖泊演变的主要因素之一,然而最近20a在围湖造田表象的背后又呈现新的变化㊂(2)江汉平原水域面积萎缩与聚集性㊁连通性减弱和形状简单化趋势相互伴随㊂水域全局自相关程度明显减弱,水域空间聚集分布面积减少约1/4;边界密度降为原来的约40%,中西部区域水域景观分裂度指数和聚合度指数变化明显,水域空间趋于离散和破碎化㊂水域景观阶段性特征明显,2000 2010年,水域面积减少近13%,水域形状复杂度略有降低,局部水域空间破碎化和连通性降低趋势有所发展;2010 2020。
中国海洋资源开发利用存在的问题和对应策略如果说中国的海洋事业正渐入佳境,那么中国的大洋开发则是初露锋芒,就像一艘刚冲出港湾的航船正全速前行。
短短20 多年,中国大洋事业的发展令人欣喜。
深海资源勘探硕果累累。
所有这些都为中国大洋事业的发展打下坚实的基础,意义重大。
向海洋进军,开发利用海洋资源,成为扩大人类生存空间、增加资源储备的重要出路,世界各国对海洋资源和开发高度关注,不断强化海洋发展战略,运用高科技进行海洋的开发与管理。
改革开放以来,我国海洋资源开发获得了快速发展,国家对海洋资源开发投入力度逐年增加,为海洋经济的持续、稳定、快速发展奠定了基础。
因此我们有理由相信:在新的世纪,海洋资源的开发和利用、海洋经济的增长将成为决定我国经济实力和政治地位的极其重要的因素。
但是,我们也应该看到:我国海洋资源的开发、利用与发达国家相比总体水平还比较落后,目前中国海洋开发的综合指标仅为3.4%,这不仅低于海洋经济发达国家14%至17%的水平,而且低于5%的世界平均水平。
对海洋资源的开发及有效利用无论在思想认识上、技术装备上、经济效益上还是在科学管理上都还存在着较大的差距和不足,这已经成为阻碍我国海洋经济可持续发展的制约因素。
因此,加强对海洋资源的开发力度与科学管理已成为我国缓解人口、资源和环境压力,加快经济发展,增强国家实力的战略选择。
1中国海洋资源开发与管理面临的初始条件1.1没有形成适应市场经济的要求的海洋资源开发的整体开发战略长期以来,人们普遍接受并习惯的认为海洋资源是自然力量形成的,因此在海洋资源的开发和利用中,实际上执行的是资源无偿或低价使用的政策。
近年来,我国虽然通过改革不断加强对海洋资源的所有权管理,海洋资源资产观念在社会上得到了强化,但适应现代海洋开发趋势和发展市场经济需要的海洋资源开发管理机制和体系仍然没有完全建立起来,致使海洋资源在开发利用的过程中遭受严重破坏和浪费,经济效益整体低下。
而且,我国海洋资源的开发管理工作,一直以来采取的是传统体制下分散在行业部门的计划性开发与管理,是传统的陆地式资源开发与管理方式的延伸。
中国海洋资源开发现状及对策2009中国海洋资源及其开发现状1 多样的海洋生物资源1.1 在我国管辖海域里已记录到了20 200 多种海洋生物约占全世界海洋生物总种数的110 。
我国海洋生物资源主要可以利用于食品、药物、新材料、能源、饲料等领域年我国海洋渔业捕捞量为12007 1 400 多万t 。
年海洋生物医药业不断加强22007新药研制与成果转化全年实现增加值40亿元。
加速研发利用海洋生物各种特性3和能力合成和生产其他新材料如利用蓝藻生产天然橡胶等。
国外的实践和理论研究表4明每平方米水面的海藻每年可提取燃油150 L 以上我国目前还没有投入开发。
我国用海5洋植物作畜禽动物饲料的研究和应用始于世20纪年代至今尚未形成相应的海洋植物饲料加50工业。
珍贵的海洋矿产资源1.2 中国深海的石油和天然气资源目前发现的石油资源量估计有200 多亿t 天然气资源量估计约为8 万亿m3 。
年我国努力提高海洋油2007气开采能力海洋油气业继续保持快速增长势头。
我国大陆架浅海区广泛分布有铜、煤、硫、磷、石灰石等矿开发主要集中在山东省、广东省、广西壮族自治区、海南省和福建省但总体来讲开发程度不高。
年经联合国批准我国1991在太平洋获得面积达15 万km2 的多金属结核开辟区我国在大洋调查中还发现了富含锌、金、铜、铁、铝、锰、银等元素的海底热液矿藏但开发利用尚处于研究阶段。
可燃冰在我国管辖海域里广泛存在据测算仅我国南海的可燃冰资源量就达700 亿t 油当量但由于可燃冰生成环境复杂、特殊、开采难度大我国直到年才开始可燃冰的利用和1990开采技术研究。
丰富的海水化学资源 1.3 我国有宜盐土地及滩涂84 万。
世纪ha2090年代以来海盐产量一直位居世界第一。
年2007中国海盐产量为3 000 多万t 。
海水中也含有80多种元素和多种溶解的矿物质。
目前我国直接提取钾、溴、镁等技术方面已经突破万吨。
海水中还含有重水其是核聚变原料和未来的能源在我国开发程度不高。
我国海洋能开发利用的发展现状一、引言海洋能是指在海洋中获取的各种能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和风能等。
随着全球化和经济发展的不断加速,人们对可再生能源的需求也越来越大,而海洋能作为一种清洁、可再生的新兴能源,在全球范围内受到了广泛关注。
本文将介绍我国海洋能开发利用的发展现状。
二、我国海洋资源丰富中国是一个拥有13亿人口的大国,其经济和社会发展需要大量的能源支持。
虽然中国在煤炭等传统化石燃料方面取得了很大进展,但是这些资源已经越来越难以满足日益增长的需求。
而中国拥有着广阔的海域和丰富多样的海洋资源,这给中国提供了一个非常好的机会来开发利用清洁、可再生的海洋能。
三、我国已有多项成果1. 潮汐发电技术潮汐发电技术是利用潮汐涨落产生动力将其转换为电力的技术。
目前,中国已经在福建、浙江、山东等地建成了多个潮汐发电站,这些发电站的总装机容量已经超过了100兆瓦。
2. 海洋风力发电技术海洋风力发电技术是利用海上的风力将其转换为电力的技术。
中国在江苏、辽宁等地已经建成了多个海上风电场,这些风电场的总装机容量已经超过了300兆瓦。
3. 海洋能综合利用技术海洋能综合利用技术是指将多种不同形式的海洋能源进行有效整合和利用的技术。
中国已经在广东、福建等地建成了多个海洋能综合利用示范项目,这些项目包括潮汐发电、波浪发电、海水温差发电等多种形式的能源。
四、我国面临的挑战虽然我国在海洋能开发利用方面取得了一定进展,但是仍然面临着一些挑战。
其中最主要的挑战包括以下几点:1. 技术创新不足目前,我国在潮汐发电和波浪发电等领域的技术创新还比较缓慢,这导致我国在这些领域的技术水平相对较低。
2. 投资成本高海洋能开发利用需要大量的投资,而目前我国在这方面的投资仍然不足。
此外,由于海洋环境复杂,海洋工程建设和维护成本也比较高。
3. 环保问题虽然海洋能是一种清洁、可再生的能源,但是其开发利用过程中也会产生一定的环境影响。
因此,在开发利用海洋能时需要注意环保问题。
我国海洋资源特点及其发展对策摘要:我国海域面积广阔,海洋资源极其丰富,类型多样,且海洋产业生产总值逐年提升,在国民生产总值中所占的比例也稳中有升。
总体而言:我国的海洋资源有“种类齐全、总量大,产业结构不尽合理,海洋灾害和海洋污染严重,分布不平衡的特点。
此外,我国海洋资源在开发利用的过程中与日本和东南亚等国之间还存在诸多政治问题。
立足于现状以及我国海洋资源的特点和面临的问题,在开发利用海洋资源的过程中应该统筹兼顾,完善相应的法规政策,坚持科技兴海,防治海洋污染,转变海洋第一、二、三产业结构,以确保我国的海洋资源能够有效合理,长久地利用。
1、我国海洋资源的现状我国海域辽阔,南北跨越热带、亚热带和温带,海洋资源十分丰富。
我国大陆海岸线约长达1.8×104km,岛屿岸线1.4×104km。
500 m2以上岛屿7 000多个,岛屿面积3.87×104km2。
海岸带面积28×104 km2,有管辖权的海洋国土面积约300×104k m2。
近年来,我国大力实施“科技兴海、依法管海”战略,发展海洋经济。
我国海洋经济已经步人稳健发展的轨道,成为国民经济新的增长点,呈现出传统产业、新兴产业和未来高技术产业等多层次推进的可喜格局。
目前我国的海洋资源类型主要包括以下几种:1.1海洋生物资源中国海地跨温带、亚热带和热带3个气候带。
大陆入海河流每年将约4.2亿t的无机营养盐类和有机物质带入海洋,致使海域营养丰富,海洋生物物种繁多,已鉴定20278种。
根据长期海洋捕捞生产和海洋生物调查,已经确认中国海域有浮游藻类1500多种,固着性藻类320多种,海洋动物共有12500多种,其中:无脊椎动物9000多种,脊椎动物3200多种。
无脊椎动物中有浮游动物1000多种,软体动物2500多种(头足类100种左右),甲壳类约2900种,环节动物近900种。
脊椎动物中以鱼类为主,约近3000种,包括软骨鱼200多种,硬骨鱼2700多种。
中国海洋渔业经济空间差异与影响因素分析李飞;金茹;温欣【摘要】论文组合采用变异系数、基尼系数、泰尔指数三种空间差异分析方法,从不同空间尺度剖析了海洋渔业时空分异演化特征,采用Pearson相关系数对典型影响因素与海洋渔业的关联特征进行分析.结果显示,2005-2015年海洋渔业产值总体规模持续增长,省际间空间差异显著,总体差异略有下降,人均海洋渔业产值变异系数和基尼系数分别由0.952下降到0.911、0.543下降到0.528,泰尔指数则由0.274下降到0.269;环渤海、长三角和珠三角三大沿海地区海洋渔业产值总体呈南北高中间低的分布态势,三个地区内部的空间差异表现为珠三角>环渤海>长三角,其中长三角和珠三角地区空间差异呈降低趋势,环渤海地区呈上升态势;海洋渔业对资源条件和服务支撑要素依赖性强,大陆海岸线长度、海域面积和沿海渔港情况3种因素与海洋渔业产值空间格局显著相关.【期刊名称】《中国渔业经济》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】9页(P82-90)【关键词】海洋渔业;时空分异;资源要素【作者】李飞;金茹;温欣【作者单位】国家海洋环境监测中心,辽宁大连116000;国家海洋局海域管理技术重点实验室,辽宁大连116000;辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心,辽宁大连116029;国家海洋环境监测中心,辽宁大连116000【正文语种】中文【中图分类】F326.407我国是海洋大国,拥有18000km长的大陆海岸线、300万km²的海洋国土,浅海滩涂面积广阔,海洋生物资源种类极为丰富,利用潜力十分巨大。
广袤的海洋国土是我国的蓝色粮仓,丰富的海洋渔业资源是我国粮食安全保障体系的重要组成部分,其可持续健康发展关系到沿岸渔民生活生产,与海洋生态环境密切相关,对于促进沿海地区经济发展和社会稳定具有重要意义[1,2]。
根据联合国粮农组织预测,世界水产品表观消费量预计在今后十年里将增加3100万吨,2025年达到1.78亿吨[3],水产品将会成为人类获取蛋白质的重要方式。