海洋环境学第一章绪论.ppt

海洋环境学赵淑江环境与公共卫生学院环境科学系,参考书目,海洋环境学，赵淑江等编，海洋出版社，2011。海洋科学概论，冯士筰编，高等教育出版社，2003。海洋生态学，李冠国，高等教育出版社，2004。海洋环境科学，邹景忠主编，山东教育出版社，2004。中国近海及临近海域海洋环境，郭炳火等编著，海洋出版社，2004。工程环境海洋学，蒋德才编著，海洋出版社，2005。海洋环境概论，姚泊编，化学工业出版社，2007。,问题,海洋对人类的意义海洋环境的现状为什么要学习海洋环境科学,第一章 绪论,第一节 海洋概述第二节 海洋环境科学的形成与发展第三节 海洋环境的影响因素,第一节 海洋概述,一、地球表面海洋的分布与划分（一）地球海洋的分布,地球表面总面积约5.1108 km2陆地面积为1.49108 km2，占地表总面积的29.2%海洋面积为3.61108 km2，占地表总面积的70.8%海陆面积之比为2.5:1但海陆在地球上分布不平衡：北半球陆地67.5%南半球陆地32.5,70.8%,29.2%,89%,47%,经度0、38 N,经度180、47 S,以经度180、47 S和经度0、38 N为二极，将地球可以分为水半球和陆半球：,地球表面水体积分布,（二）海洋的划分1、海洋的分类根据海洋要素特点和形态特征，将其分为：主要部分：洋(ocean)附属部分：海(sea)、海湾(bay)和海峡(strait),洋（ocean）,海洋中面积较大的部分，是海洋的主体；远离大陆，面积广阔，占海洋总面积的90.3%；深度大，一般大于2 000m；海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响，盐度平均为35，且年变化小；具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统；沉积物多为海相沉积；世界上的洋被大陆分割成彼此相通的四个大洋，即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。,厄加勒斯角,合恩角,诺尔辰角,塔斯马尼亚岛,世界大洋,各大洋的分界？南大洋的位置范围?,海（sea）,海是海洋边缘与陆域毗邻或交错的部分，隶属各大洋，以海峡或岛屿与洋相通或相隔；海离大陆近，深度较浅，一般在2 000m以内；海的面积较小，约占海洋总面积的9.7；海的水文状况受大陆影响，各种环境因子变化剧烈，并有明显的季节变化；海的沉积物多为陆相沉积。,海的分类？,2、中国海的分区,中国海,范围：南北纵越纬度44，东西横跨经度32大小：海岸线长18000 km，海域面积472.7104 km2流入河流：约有1 500条，其中包括黄河、长江、珠江等著名河流；年总径流量为1.81012m3海底地形：复杂，受大陆的影响沉积物多为陆相沉积潮汐类型：主要全日潮、半日潮和不规则潮汐等类型分区：渤海、黄海、东海、南海,渤 海,方位：37074100N，1173512110E大小：南北宽550km，东西宽346km，面积77 000km2最大深度：为80m（渤海海峡老铁山水道），平均深度为18m流入河流：较多，包括黄河、海河和滦河等盐度：较低，年平均为30，近岸河口区为2226水温：变化较大，夏季为2428,冬季在0左右分界线：老铁山角到蓬莱角的连线,黄 海,方位：北纬3242，东经120126范围：北接辽宁省和朝鲜，东以朝鲜半岛并经其西南的珍岛至济州岛西北角为界，西北经渤海海峡与渤海相通，西至中国山东半岛和江苏北部，南以中国长江口北岸启东嘴与济州岛西南角连线为界，与东海相连大小：南北870km，东西550km，最窄处仅180km，面积42104 km2最大深度：140m，位于济州岛以北，平均深度为44m流人河流：鸭绿江、淮河、灌河以及大同江、汉江等分为二部分：山东半岛成山角至朝鲜半岛长山角之间的连线，分为：南黄海、北黄海,东海,范围：西北角接黄海，东北以韩国济州岛东端至日本九州长崎野母崎角一线，与朝鲜海峡为界；东临日本九州、琉球群岛及中国台湾，西濒临中国上海、浙江、福建省，南至中国广东省南澳岛与台湾南端的猫鼻头的联线。大小：面积为77104 km2最大深度：为2 719m，位于八重山群岛以北，平均深度为349m。海峡：朝鲜海峡，大隅、吐噶喇、冲绳等海峡，台湾海峡与南海沟通。流入河流：主要有长江、钱塘江、瓯江和闽江等,南海,范围：北起台湾、广东、海南和广西，东至台湾、菲律宾的吕宋、民都洛及巴拉望岛，西至中印半岛和马来半岛，南至印度尼西亚的苏门答腊与加里曼丹岛之间的隆起地带面积：350104 km2最大深度：5 559m，位于菲律宾附近。海域平均深度为1 212m流入河流：珠江、赣江以及红河、湄公河和湄南河等四大群岛：即东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛，亦称中国南海诸岛,南海诸岛现状,3、海洋环境的划分海洋环境的地理划分海洋环境的区域划分海洋环境的主权划分海洋环境的水层划分海洋环境的水底划分,（1）海洋环境的地理划分,大陆架(continental shelf)：海洋靠近陆地的部分，其坡度仅为1-2，最大深度为200m左右。来自陆源的泥沙大抵至此为止，为近岸浅海渔业生产的主要区域。大陆坡或大陆边缘：从大陆架向外倾斜度突然加大，一般为4-5，在较深处可达20-30。大洋底部：大陆坡以外，深度为2000-3000m以上。有些区域紧接大陆架边缘即为深度可达10000m以上的深海海沟。,西太平洋海底地形,（2）海洋环境的区域划分,按照海域与海岸线的距离，可分为：近岸海域：指我国领海基线向陆一侧的全部海域，尚未公布领海基线的海域及内海，指-10米等深线向陆一侧的全部海域。近海海域：指近岸海域外部界限平行向外20海里的海域。远海海域：指近海海域外部界限向外一侧的全部我国管辖海域。,（3）海洋环境的主权划分,内水（internal waters）：陆地包围的海域；领海（territorial sea）：沿海国的主权及于其陆地领土及其内水以外邻接的一带海域。各国家有权确定其领海宽度，直至从按照本公约确定的基线量起不超过12海里的界限为止。毗连区（contiguous zone）：领海外24海里以内海域，我国毗连区为12海里宽度。专属经济区(exclusive economic zone)：是领海以外并邻接领海的一个区域，专属经济区从测算领海宽度的基线量起，不应超过200海里。公海：,（4）海洋环境的水层划分,近海带(neritic zone)：又称沿岸区或近岸区 大洋区（oceanic zone）界限：通常是在200m等深线处，一般是大陆架外缘。大体上相当于水层环境中真光带和无光带的界限。,（5）海洋环境的水底划分,海洋的水底环境包括所有海底以及高潮时海浪所能冲击到的全部区域。栖息这一区域的生物对海底的形成及其性质起着很大的作用。,海底可划分为：潮间带潮下带深海带,潮间带,1）潮间带(intertidal zone):,潮间带:是指有潮汐现象和受潮汐影响的区域。其上限是大潮高潮最高潮线，下限是大潮低潮最低潮线。潮间带以上为潮上带(supra littoral)。潮间带环境特点：光线充足；潮汐和波浪的作用强烈；周年温度变化较大，并且有周日变化；底质性状复杂，可分为岩底、砾石底、沙底和泥底及其过渡类型；生物种类多样化、食物丰富；每天有一定时间交替浸没在水中和暴露在空气中；受大陆影响大。,根据潮汐活动的规律，潮间带有四条潮线：大潮高潮线小潮高潮线小潮低潮线大潮低潮线根据这四条潮线，将潮间带分为三个区：高潮区（带）中潮区（带）低潮区（带）,2）潮下带(sub-tidal zone),潮下带：是指从潮间带下限至水深200m处这一区域。潮下带特点：光照强度和温度是决定该带下限深度的重要环境因子。所以，在高纬度区域，该带下限的深度要比低纬度浅一些。由于光照条件的限制使营固着生活的植物种类趋向于大潮低潮最低潮线附近，即潮下带的上部，并以颇大数量成片生长，动物的种类和数量丰富。这一区域是海洋鱼类的主要栖息索饵环境，同时也是某些经济鱼类的产卵场，所以在这一带有许多海区是重要的渔场。,3）深海带和深渊带,深海带(bathyal zone)：水深200m至1000-4000m深度；深渊带(abyssal zone)：4000-6000m深度；超深渊带(hadal zone)：6000m以下至大洋最深海底。整个深海海底的环境特点：光线极微弱或完全无光；部分海底温度终年很低（-15），无季节变化，但在有热液喷口的海底水温变化急剧；海水很少垂直循环，仅有微弱的水平流动；没有任何光合作用植物生长；但栖息有能依赖氧化硫化氢或甲烷以取得能量并进行碳酸固定的化学合成细菌，它们是最基础的生产者，因此，栖息生活着不少种类的底栖生物。,二、海洋环境的梯度变化,1）赤道到两极的纬度梯度 2）从海面到深海海底的深度梯度 3）从沿岸到开阔大洋的水平梯度,三、海洋环境与淡水环境的区别,1.面积 2.体积 3.深度 4.温度 5.盐度 6.pH 7.生物组成 8.对环境因子变化的反应,四、海洋生态环境的服务功能,海洋生态环境的服务功能：是指特定海洋生态环境及其组分为人类提供的赖以生存和发展的产品和服务。包括：初级生产、营养物质循环、生物多样性维持 食品生产、原料生产、氧气生产、提供基因资源 气候调节、废弃物处理、生物控制、干扰调节 休闲娱乐、文化价值、科研价值 等基本功能,海洋生态环境的服务功能归为下述四类：供给功能：指海洋生态系统为人类提供食品、原材料、提供基因资源等产品，从而满足和维持人类物质需要的功能。调节功能：指人类从海洋生态系统的调节过程中获得的服务功能和效益。文化功能：指人类提供精神感受、知识获取、主观印象、消遣娱乐和美学体验等方式从海洋生态环境中获得的非物质利益。支持功能：指保证海洋生态系统物质功能、调节功能和支持功能的提供所必需的物种多样性维持和提供初级生产的功能。,五、海洋环境的特点,1、整体性与区域性2、变动性和稳定性3、海洋环境容量大,第二节 海洋环境科学的形成与发展,一、海洋环境问题1、海洋环境污染2、海洋生境的破坏3、海洋生物资源严重衰退，海洋生物多样性 急剧下降，导致海洋荒漠化4、有害赤潮频发5、全球环境变化影响到海洋环境,红树林被砍伐后,二、海洋环境科学的形成与发展,1、海洋环境 海洋中直接或间接影响人类生存的一切事物（因素）的总和。,2、海洋环境科学海洋环境科学总体上是一门研究人类社会发展活动与海洋环境演化规律之间相互作用关系、寻求人类社会与海洋环境协同演化和持续发展途径与方法的科学；是综合应用海洋科学各分支学科知识，运用环境科学的研究方法，结合社会、法律、经济因素，实施保护海洋环境及其资源的综合性新兴学科。,三、海洋环境科学的研究内容,1、海洋环境的自然状况和演化规律。2、人类活动对海洋环境影响的途径、机制和规律。3、区域海洋环境系统污染物的环境容量及资源开发的承载能力。4、海洋环境变化对人类本身的影响研究。5、当前海洋环境质量恶化、退化的程度和变化规律，及其与人为活动的关系研究。6、防治海洋污染或改善区域海洋环境质量的途径和方法研究。7、可持续发展的海洋环境伦理观研究。,四、海洋环境科学在环境科学中的地位,海洋环境是人类环境的重要组成部分；海洋环境科学即是环境科学的重要分支学科，又是海洋科学的重要分支学科；海洋环境科学是综合应用海洋科学各分支学科知识，运用环境科学的研究方法，结合社会、法律、经济因素，实施保护海洋环境及其资源的综合性新兴学科。,五、海洋环境科学的理论与方法,既隶属现代环境科学体系，又是海洋科学中的一门新分支学科。随着研究的深入和发展，使一些学科经过分化、重组形成了一些新的分支学科。例如：属自然科学范畴的有：海洋环境物理学、海洋环境化学（或环境地球化学）、海洋环境生物学等；属技术性科学范畴的有：海洋环境工程、海洋环境监测、海洋环境质量评价、海洋污染防治技术等；属社会科学性范畴的有：海洋环境管理学、海洋环境经济学和海洋环境法学等。,六、我国的海洋环境状况,2011污染海域分布示意图,2006年污染海域分布示意图,2011年，我国海洋环境状况总体维持在较好水平：符合第一类海水水质标准的海域面积约占我国管辖海域面积的95%，海洋沉积物质量良好，浮游生物和底栖生物的生物多样性及群落结构基本稳定。海水、海洋沉积物、海洋生物的放射性水平和海洋大气辐射空气吸收剂量率均处于本底范围内。海洋保护区环境状况总体良好，主要保护对象或保护目标基本保持稳定。海水浴场、滨海旅游度假区等旅游休闲娱乐区水质总体良好。海水增养殖区环境质量基本满足养殖活动要求。海洋倾倒区环境可满足继续使用的要求。但是，我国近岸海域环境问题仍然突出，主要表现在陆源排污压力巨大，近岸海域污染严重，赤潮灾害多发，局部区域海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀等灾害严重，海洋溢油等突发性事件的环境风险加剧等。,七、我国的海洋环境科学研究单位,中国海洋大学中国科学院海洋研究所厦门大学国家海洋局中国水产科学研究院其他机构,八、当代中国海洋环境专家,丁德文院士,焦念志院士,唐启升院士,苏纪兰院士,第三节 海洋环境的影响因素,引发海洋环境变化的因素：内因：海洋环境内部原因引起的自然变化；外因：来源于海洋环境的外部影响；气候变化 人类活动,一、人类活动对海洋环境的影响,（一）滩涂围垦（二）海洋污染（三）海洋资源利用（四）河流水利工程和流域土地利用方式,（一）滩涂围垦,1.滩涂围垦目的围垦造地：农业、工业、地产业 盐田海水养殖池塘港口建设,（二）海洋污染,1、海洋污染的原因 2、海洋污染物质种类3、海洋污染的特点4、海洋污染的结果,1、海洋污染的原因,（1）工业废水排放（2）农业活动产生（3）生活污水排放（4）船舶污染（5）石油开发污染（6）大气来源污染,2、海洋污染物质种类,（1）石油及其产品（2）金属和酸、碱（3）农药（4）放射性物质（5）有机废液和生活污水（6）热污染（7）固体废物,3、海洋污染的特点,（1）污染源广：人类所产生的废物不管是扩散到大气中、丢弃到陆地上还是排放到河水里，由于风吹、降雨和江河径流最后多半进入海洋。（2）持续性强、危害大：一些持久性有机污染物（POPs）长期在海洋中蓄积，且随着时间推移，越积越多。（3）扩散范围大：海洋污染物可以通过环流输运到很远很远的海域，扩散到外洋或邻国领海水域。（4）污染控制难度大：由于海洋污染的上述三个特点决定了海洋污染控制的复杂性，因而要防止和消除海洋污染难度大。,4、海洋污染的结果,海洋污染导致了海洋环境的恶化，从而引起海洋生态系统结构变化，影响海洋生态系统功能的实现。,（三）海洋资源利用,海洋盐业海水养殖石油开发渔业捕捞红树林砍伐近海采砂港口建设,（四）河流水利工程和流域土地利用方式,河流水利工程对海洋环境的影响：减少了河流入海水量，达不到河口的生态需水量；流域土地利用方式改变对海洋环境的影响：,二、气候变化对海洋环境的影响,二十一世纪全球将显著变暖：（1）部分沿海地区被淹没；（2）海滩和海岸将遭受侵蚀；（3）地下水位升高，导致土壤盐渍化；（4）海水倒灌与洪水加剧；（5）损坏港口设备和海岸建筑物，影响航运；（6）沿海水产养殖业将受到影响；（7）破坏沿岸地区供排水系统；（8）对海洋生态系统造成影响。,