海洋酸化影响及国内研究动态
海洋酸化影响及国内研究动态
摘要：介绍了海洋酸化的形成过程，目前研究的一些进展，存在的问题以及对未来的展望。随着人类向大气中大量排放二氧化碳，不仅引发了温室效应和海平面上升等全球性环境问题，同时也引起了海洋酸化。海洋酸化将会导致海水化学环境发生变化，进而对海洋生物生存和发展产生影响，还会威胁到人类海洋经济的可持续发展。本文通过综述海洋酸化对海洋生态，海洋生物及海洋经济的影响来使大家了解其危害，重视环境的保护。
关键词：海洋酸化；海洋生态；海洋生物；海洋经济；环境保护
Impacts of Ocean Acidification and Domestic
Research Situation
Abstract: This study introduced the research progress ofocean acidification and raised some questions. It also gave forecasts for future researchonocean acidification. As human had beenexhausted large amounts ofcarbondioxideinto the atmosphere, it notonlyled toglobal environmental problemssuchasthe greenhouse effectand sea level rise, butalso led toocean acidification. Ocean acidification will causechemical environmentchanges in seawater,and thenaffectthesurvival and development of marine organisms. Ocean acidification will also affect thesustainable developmentofthemarine economy.This study reviewed the effect of ocean acidification on marine ecosystems, marine creaturesandmarine economyto make everyone understand thedangersofit and to pay attention to the protection of the environment.
Key words: ocean acidification; marine ecosystem; marine creature; marine economy; environmental protection 海洋占地球面积的71%，它为我们提供丰富生物资源的同时，能够吸收大气中大量的二氧化碳，从而减缓了二氧化碳浓度持续上升的趋势。但是随着现代化石燃料的大量使用，大气中二氧化碳总量不断增加，有数据显示这些二氧化碳不断溶入海水中最终使海水的pH值降低[1]，形成海洋酸化。海洋酸化不仅对海洋生态产生严重的破坏，影响海洋生物的生存和发展，同时对人类的海洋经济发展也产生了严峻的挑战。因此，研究海洋酸化的影响，不仅有助于全球环境保护和海洋资源的可持续利用，也有助于对未来沿海海洋生态安全及海洋经济的发展进行合理的评估和预测。对海洋酸化进行相关的研究和评价对于我国建设成为海洋强国也是必然的要求。
1 海洋酸化研究背景
大气中二氧化碳浓度持续上升使海洋吸收二氧化碳的量不断增加，导致海水pH值下降，这个过程被称为海洋酸化。海洋酸化这一词汇2003年第一次出现在《自然》杂志中，随后，得到了世界范围内广泛的关注，各国相关领域的科研人员纷纷投入到海洋酸化的研究中。其实，早在上世纪50年代就有科学家通过研究大气二氧化碳的动向得出海洋吸收了大量的二氧化碳，并预测注入到海洋中的二氧化碳将会改变海水的化学性质[2]。但直到20世纪末科学界才开始真正意识到二氧化碳的持续上升对海洋环境带来的严重危害，并开始对其进行研究。
现已研究证明，从工业革命以来，海洋大约吸收了三分之一人为排放的二氧化碳[3-4]，致使表层海水的pH平均值从工业革命前的8.2下降到现在的8.1[5]。目前，人类每年释放到大气中的二氧化碳量大约为71亿吨，其中25%~ 30%被海洋吸收[6]。如果按照这样的速度持续下去，到21世纪末，表层海水pH平均值将下降约0.3~0.4 [5]。到那时，海水酸度将比工业革命前大约100%~150%[7]。
2 海洋酸化的影响
海洋酸化的影响主要体现在对海洋生态，海洋生物和海洋经济的影响。海水pH值降低，改变了海洋的水化环境，进而影响到海洋生物的生物功能，如光合作用、呼吸作用、钙化作用等。某些海洋生物可能因其独特的生理特征会对海洋酸化严重不适应，造成种群退化甚至灭绝。
2.1海洋酸化对海洋生态的影响
海洋酸化对海洋生态的影响包括改变海水碳酸盐系统组成，改变海水中金属离子的化学形态，破坏珊瑚礁生态系统，改变海洋生物种群及群落组成结构等。
海洋酸化会影响海水的碳酸盐系统。CO2的大量注入使得各类无机碳离子的比例发生变化，同时影响海水中CaCO3的饱和度。海水中CaCO3的饱和度主要由CO32-质量分数所决定。海洋吸收大量的CO2后导致pH值降低，使溶解的CO2、HCO3-和H+质量分数增加，同时CO32-质量分数会因为H+的增加而下降，导致CO32-饱和度下降。但是，这些影响主要发生在与空气相接的海洋表层海水中，随着深度的增加影响逐渐减弱。同时，CO32-饱和度与海水的温度有关，不同海域会因为温度的不同而饱和度不同。因此，海洋酸化将对不同海域和不同深度海水的碳化学过程产生不同程度的影响[8]。Andreas J. Andersson [9]研究表明海洋酸化能够导致浅滩海洋沉积质中稳定的碳酸盐矿物质溶解加快。研究者预测，到2100年，海洋钙化将会降低40%，到2300年会降低90%，碳酸盐溶解速率增加和钙化速率降低暗示今后珊瑚礁和其他碳酸盐沉积质环境在碳酸盐原料方面可能产生较大的损失。
海洋酸化能影响沉积质对无机盐的吸收与释放。S. Widdicombe [10]通过研究表明沉积质对养分的吸收和释放明显受到酸化的影响。海水pH值的下降会造成硝酸盐吸收量和铵盐释放量的增加，并且亚硝酸盐释放量和磷酸盐的吸收量减少。
海洋酸化会改变海水中金属离子的化学形态。Frank J. Millero[11]研究显示OH-和CO32-浓度降低会改变海水中金属离子的溶解度，影响金属离子的吸收，毒性以及氧化还原过程。Patrick L. Brezonik研究也得出了pH下降会改变相关金属离子的溶解度[12]。这些变化可能会对海洋生物及其配体产生复合影响，需要进一步的研究证明。
海洋酸化对珊瑚礁生态系统产生非常大的影响。珊瑚礁是世界上多样性最丰富的生物群落，为多种海洋生物提供了栖息环境。珊瑚体在生长过程中会产生CaCO3形成骨骼，待其死亡之后，形成珊瑚礁。当pH值从8.1降至7.8后，珊瑚种类的构成将发生变化，多样性会降低，珊瑚礁的补给也会减缓。当pH 值低于7.7 时，珊瑚礁的生长就会趋于停止。珊瑚礁生态系统的破坏将会使其他对珊瑚礁有依赖的海洋动物（把珊瑚作为食物或栖息地的海洋动物）无法生存，甚至会影响到整个生物群落的稳定和发展。
海洋酸化势必会使得那些对酸度敏感的生物无法继续生存而导致其种群数量较少，而那些对酸度不敏感的生物将不受到影响或者受到的影响不是很显著。这样势必会影响到整个海洋食物链和食物网的组成以及整个海洋生态系统生物群落的组成结构。这对于海洋生物的物种多样性是一个极大的破坏。
2.2 海洋酸化对海洋生物的影响
关于海洋酸化对海洋生物的影响研究主要集中在海洋酸化对海洋生物生长，发育，繁殖，生理等方面的影响。研究对象主要有海洋无脊椎动物，包括棘皮动物（海胆），软体动物（贝类，头足类乌贼），节肢动物（龙虾，藤壶），多毛类
（沙蚕），此外还有浮游藻类（含钙藻类）等。相关的研究国外开展的相对较多，国内开展的较少。
海洋酸化对海洋生物幼虫的生长发育影响显著。NannA. Fangue[13]通过研究证明了海胆幼虫对海洋酸化表现的特别敏感。何盛毅等[14]通过研究表明，海洋酸化显著影响马氏珠母贝的D型幼虫，出现幼虫壳长壳高偏小，增长缓慢，致使幼虫体型偏小，畸形率高，死亡率增加。从而可以预测海洋酸化会对多种无脊椎动物的早期发育产生不利影响，影响其种群结构。
温度和酸化对海洋生物的生长发育具有协同影响。Ana I. Catarin研究表明温度和pH值与氧的吸收(V O2)有一个交互作用，能够影响海胆幼虫的生长和发育[15]。J. A. Ericson [16]研究了温度和酸化对南极海胆受精和早期发育的影响，结果显示在周围温度较低时（0℃），配子对酸化的适应性较大；随着温度的上升，pH值对受精成功率有负面的影响（3℃时降低11%）。Maria Byrne[17]通过试验显示海胆幼虫的发育对升温和酸化特别敏感，在幼虫胚胎发育过程中出现的高死亡率，酸化的影响比升温的影响更大。
海洋酸化能显著影响海洋生物的钙化过程，包括：软体动物、棘皮动物、珊瑚虫和含钙藻类等。钙化过程是这些海洋生物贝壳和骨架的形成过程，化学反应式为[18]：
Ca2++2HCO3-? CaCO3+ H2O+ CO2
钙化过程的同时，CaCO3还会发生溶解反应：CaCO3?Ca2++ CO32-因此，钙化率受CaCO3饱和度（Ω）的影响。[ Ca2+]在海水中基本保持稳定，Ω主要取决于[ CO3 2-][19]。钙化作用依赖于饱和浓度的CO3 2-，海水酸化导致CO3 2-达到不饱和状态，因而使得钙化作用得到抑制。S. Dupont等[20]通过研究得出海洋酸化能影响棘皮动物的钙化作用，从而影响其正常的生长和发育。海洋酸化降低了珊瑚虫的钙化速率，使珊瑚虫生长减缓，珊瑚礁的恢复率低于死亡率，致使珊瑚礁生态系统发生退化。对于贝类的水产养殖而言，海洋酸化是一个严重的威胁。贝类在生长过程中须通过钙化反应生成碳酸钙质的贝壳，海洋酸化会降低贝类的钙化率而使其无法正常生长，从而使贝类养殖业蒙受巨大损失。Daiju Narita[21]通过试验估量了由于海洋酸化所导致的软体动物生产减少形成的全球和地区的经济损失。结论显示假定在当前水平的软体动物持续需求量的条件下，受到海洋酸化影响而引起的全球经济损失大约为每年60亿美元，实际上如果在未来收入增加使得软体动物需求量上升，这个值可能会超过1000亿美元。
海洋酸化对海洋生物具有毒性效应。血碳酸过多症（血液中的碳酸含量增加）是影响鱼类生存的威胁因素。一些鱼类会因海洋酸化而得血碳酸过多症至其死亡。海水pH值下降0.5，海胆体内的酸基平衡将会受到干扰，导致海胆的死亡。K. E. Arnold [22]研究了海洋酸化对欧洲龙虾（Homarus gammarus）幼虫发育的影响，结果没有显示碳酸盐浓度有很大的变化，但是对龙虾幼虫发育却产生了抑制，因此研究者推测可能是酸中毒或血碳酸过多症对龙虾正常自我调节功能产生影响。但是，有些海洋生物对酸度具有调控作用，在一定的范围内，不会受到海洋酸化所产生的毒性效应。如Magdalena A. Gutowska [23]研究海洋酸化对头足类乌贼（S. officinalis）生长的影响，结果显示乌贼不仅是一个有效的酸度基础调控者，而且在这此过程中不干扰特有组织中的新陈代谢平衡和降低有氧呼吸的能力。乌贼对血碳酸过多症没有表现出严重的不耐受性，由此研究者预测，对于更多的头足类（鱿鱼、长蛸）也有这样的耐受性。
海洋酸化会影响海洋生物的生理过程。张明亮等[19]测定了栉孔扇贝在不同
酸度条件下的呼吸率，发现栉孔扇贝的呼吸活动受酸化影响显著，均随着酸化的加剧出现了明显下降。研究者分析认为栉孔扇贝呼吸率的影响可能是由于酸化抑制了调节栉孔扇贝呼吸作用的酶的活性而引起的。呼吸的降低将会导致代谢的减慢，从而导致其生长的减缓，这对贝类生长是非常不利的。
海洋酸化会改变海洋生物对某些营养盐、微量元素和微量有机物的吸收和利用率。海洋酸化可能会导致海洋生物生理调节机制的变化（对膜蛋白的影响），从而对这些物质的吸收和利用发生变化。Shi 研究发现低pH值将降低浮游植物吸收铁元素的能力[24]。若干金属元素的化学性质因pH值的变化而改变，海洋生物对这些金属元素的生物富集作用及毒性效应会因此发生改变。Inmaculada Riba López[25]研究显示沉积质酸化会改变金属元素在菲律宾蛤仔体内的生物富集效果。
海洋酸化对海洋浮游藻类的影响也十分显著。CO2 是植物进行光合作用的原料之一，通过研究显示，大多数浮游植物的光合作用受CO2浓度的限制[26]，因此，海水中CO2浓度的增加将会使它们的光合作用得到增强。但是，海水CO2 浓度升高也将伴随着海水的pH值下降，这两者是同时存在的两种环境变化。酸性的增加可能会导致藻类生理调节机制发生变化( 如营养代谢、细胞膜氧化还原与膜蛋白、电子传递等)，引起负面效应[26]。因此，海洋酸化究竟会导致浮游藻类固碳量增加还是减少，取决于酸化与CO2浓度升高效应的平衡[27]。WU YaPing 等[28]研究显示，当CO
浓度降低，光合作用明显降低；当CO2浓度升高(低于700
2
ppmv)，光合作用相比于周围环境没有显著的影响；当CO2浓度继续升高（高于700ppmv），浮游植物的光合作用逐渐降低，说明CO2浓度的持续上升对光合作用产生了负面影响。
海洋酸化对沉积质中原核生物的活动也可能存在影响。Namiha Yamada[29]通过人工模拟酸化条件来研究海洋酸化对深海区原核生物活动的影响，结果发现，在pH为7.0或更低时，原核生物活动受到大量抑制，特别是在富含有机物的样品中。海洋酸化能够潜在地改变深海区原核生物的异养活动和种群结构。原核生物在有机物的降解和再矿化中起到十分重要的作用，这些结论暗示了有机碳的再循环，特别是对沉降物的再循环，能够因为CO2注入导致的海洋酸化而下降。
当然，有些海洋生物对海洋酸化表现出了较强的耐受性。如M. Cigliano [30]通过海洋酸化对自然环境条件下多种底栖动物的影响研究显示大部分多毛类能够在这些条件中定居和生存，说明多毛类对海洋酸化有较强的耐受性。
此外，研究还包括其他一些内容。Namiha Yamada 等[31]研究海洋酸化对水解酶活性的影响，包括亮氨酸氨肽酶(LAPase)，β -葡糖苷酶(BGase)，磷酸酶(P-ase)，α –葡糖苷酶(AGase)，脂肪酶(L-ase)。这些酶对有机物的降解过程有很重要的作用。结论表明酸化会影响大部分酶的活性，能引起海洋生态系统物质循环发生变化，特别是蛋白质和脂类物质。
2.3 海洋酸化对海洋经济的影响
海洋酸化对海洋经济的影响，最主要是对海洋渔业产量的影响。在影响渔业生产的各种复杂关系中，海水化学性质是重要的一部分。海洋酸化使得海洋经济生物死亡率增加而导致渔业产量下降，影响海水养殖业和海洋捕捞业的稳定和发展，同时对地区的经济效益和人民的生产生活也造成重大的影响。通过相关研究，我们可以合理的预测，海洋酸化对渔业生产的直接经济损失每年大约在100亿美元左右[32]。
此外，海洋酸化对珊瑚礁旅游业造成的经济损失也非常大。珊瑚礁作为天然的海洋风景，一直吸引着大量的游客度假观光。据联合国环境规划署( UNEP) 2001年估计，世界范围内珊瑚礁的总经济产值将近300亿美元/ a。这些产值将来可能会因为某些环境因素变化（包括海洋酸化）而面临危险。
3 海洋酸化国内研究动态
自从海洋酸化在国际社会被广泛认同之后，我国政府对海洋酸化研究高度重视。根据国家自然科学基金项目支助情况可以看出，政府对海洋酸化的支持力度逐年加大。从2007年起，每年都有项目被支助，特别是在近几年，项目数量不断增加。2010年支助的项目为3项，2011年达到了6项，而2012年则达到了9项，可见政府对这一领域的研究重视度在不断加大。近两年被支助的项目有：长牡蛎对海洋酸化的生物响应及生理适应机制初探（2011）、鹿角珊瑚幼虫附着及生长发育过程中基因表达对海洋酸化胁迫响应研究（2011）、潮间带小型底栖生物对海洋酸化的响应（2011）、CO2驱动的海洋酸化对二种贝类早期发育的影响（2011）、我国南海海洋酸化生态效应研究：生态系统水平响应与机制（2011）、海洋酸化对近海养殖水域浮游植物群落及养殖贝类浮游幼虫生长发育的影响（2011）；海洋酸化对海胆浮游幼体钙化生长的影响及机制（2012）、不同粒径硅藻对海洋酸化的生理生态响应（2012）、海洋酸化对异养浮游细菌多样性及群落结构、功能的影响研究（2012）、印度洋浮游植物功能群初级生产力调控因子与碳输出效率研究(2012）、海洋酸化胁迫下三角褐指藻固碳途径中的差异表达基因研究（2012）、湖北宜昌峡口剖面二叠系-三叠系（P/T）界线高分辨硼同位素组成及其对海洋酸化事件的指示（2012）、全球气候变化背景下的海洋碳循环和海洋酸化模拟研究（2012）、海洋环境生物学（2012）、南部北部上升流中碳酸钙饱和度及其影响因素研究（2012）。
4 海洋酸化研究存在的问题及展望
从上述研究内容可以看出，海洋酸化的研究主要集中在对海洋生物单个群体生活史（包括生长和发育，繁殖以及各种生理过程）的影响，涉及海洋生态的研究内容较少。然而，对于海洋酸化的研究，除了研究它对单个物种的影响以外，还需要着重研究的是对生物群落或者生态系统的影响。通过研究海洋酸化对物种与物种之间，生物与周围环境之间的关系是否发生变化，说明其是否对海洋生态系统产生影响。虽然海洋酸化对海洋生态的影响已被人们认识到，但是大多都处于理论阶段，相关的研究却很少，国内更是鲜有报道。除此之外，很多研究只涉及海洋酸化这一单一因素，少数涉及了温度和酸化两个因素，且大部分只局限于在实验室中进行。现实的海洋环境比实验室中模拟的要复杂的多，在自然条件下开展相关的研究工作虽较为困难，但却更有说服力且切合实际。
而且，很多研究都是在较短期内完成，没有做到现场的长期的研究，这对于海洋酸化对生物短期生存的影响是可以研究透彻，但是对于生物能否在长期的生存中得到进化，从而能够适应海洋酸化这种环境变化却很难预测。可幸的是，有相关研究把重点放在了海洋生物是否会在这一长期的缓慢的变化过程中发生变异，从而更能适应未来的海洋环境。如Sue-Ann Watson通过研究得出海洋酸化导致贝类进化[33]。研究者发现，贝类在不断酸化的海洋环境中，虽然越来越难以获得自身钙化作用所必须的CaCO3，但是最终贝类并没有大量死亡，而是在生长过程中形成了较轻的贝壳来应对这种环境的改变。这项研究为我们开拓了新的
视角来看待海洋酸化，这也为我们今后的相关研究指明了方向。其实，海洋生物并没有我们想象中的那么脆弱，在经历了历史上多次重大的环境变革后依然能保持着如此多的物种多样性，足见其适应力和恢复力。当然，我们也不能因此聊以自慰，继续肆无忌惮的破坏环境。作为地球主宰的人类，我们应该担负起保护地球环境的责任，应该肩负起保持生物物种多样性的历史重任。
参考文献
[1] Ken Caldaria, Michael E wicket. Anthrop-ogenic carbon and ocean pH[J]. Nature,2003,doi:10.1038/425365a
[2] 石莉，桂静，吴克勤. 海洋酸化及国际研究动态[J]. 海洋科学进展，2011，29(1)：122-128
[3] Fasham M. J. S, Ballifio B. M, Bowles M. C.Anewvision of oceanbiogeochemistryafter adecadeof theJoint GlobalOcean FluxStudy[J], Ambio, Special Report,2001(10): 4-30
[4] Sabine C. L, Feely R. A, Gruber, N, et al. Theoceansinkfor anthropogenicCO2[J]. Science,2004,305(5682):367-371
[5] IPCC. Summary for Polieymakers[C]//Solomon S, Qin D, Manning M, et al, eds. Climate Change 2007: The Physical Seience Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergbvemmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press. 2007:1-18
[6] 陈清华，彭海君. 海洋酸化的生态危害研究进展[J]. 科技导报，2009，27(19)：108-111
[7] J Bijma, M Barange, L Brander, G Cardew, et al. Impacts of ocean acidification[J]. Science Policy Briefing,2009(37):1-12
[8] Orr. James. Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organism[J]. Nature, 2005,doi:10.1038/nature04095
[9] Andreas J. Andersson, Nicholas R. Bates, et al.Dissolution of carbonate sediments under rising pCO2and ocean acidification: observations from Devil’s Hole, Bermuda[J].Aquat Geochem,2007,13(3):237–264
[10]S. Widdicombe, H. R. Needham. Impact of CO2-induced seawater acidification on the burrowing activity of Nereis virens and sediment nutrient flux[J].Marine Ecology progress series,2007,341:111-122
[11]Frank J. Millero,Ryan Woosley, Benjamin Ditrolio, et al. Effect of ocean acidification on
the speciation of metalsin seawater[J]. Oceanography, 2009,22(4):72-85
[12]Patrick L. Brezonik, Carl E. Mach, Carolyn J. Sampson. Geochemical controls for Al, Fe,Mn, Cd, Cu, Pb, andZn during experimental acidification and recovery ofLittle Rock Lake, WI, USA[J]. Biogeochemistry,2003,62: 119–143
[13]Nann A. Fangue, Michael J. O’Donnell, et al. A laboratory-based, experimental system for the study of ocean acidification effects on marine invertebrate larvae[J]. Limnology andOceanography: Methods 8,2010,441-452,doi:10:4319/lom.2010.8.441
[14]何盛毅，林传旭，何毛贤，等. 海洋酸化对马氏珠母贝胚胎和早期幼虫发育的影响[J]. 生态学杂志，2011，30(4)：747- 751
[15]Ana I. Catarino, Mathieu Bauwens, Philippe Dubois.Acid–base balance and metabolic response of the sea urchin Paracentrotus lividus to different seawater pHand temperatures[J].Environ Sci Pollut Res,2012,19(6):2344-2353
[16]J. A. Ericson, M. A. Ho, et https://www.wendangku.net/doc/6c9739713.html,bined effects of two ocean change stressors, warming and acidification, on fertilization and early development of the Antarctic echinoid Sterechinus
neumayeri[J].Polar Biol,2012,35(7):1027-1034
[17]Maria Byrne. Impact of ocean warming and ocean acidification on marine invertebrate life history stages: vulnerabilities and potential for persistence in a changing ocean[J].Oceanography and Marine Biology:An Annual Review,2011(49),1–42
[18]Frankignoulle M, Dichon M, Gattuso J-P. Aquaticcalcification as asourceof carbon dioxide[J]. Natoasi Series,1995,133: 265~271
[19]张明亮，邹健，方建光，等. 海洋酸化对栉孔扇贝钙化、呼吸以及能量代谢的影响[J].渔业科学进展，2011，4(32)：48-54
[20]S. Dupont, O. Ortega-Mart?′nez, et al. Impact of near-future ocean acidification on echinoderms[J].Ecotoxicology,2010,19(3):449–462
[21]Daiju Narita, et al. Economic costs of ocean acidification: a look into the impacts on global shellfish production[J].Climatic Change,2012,113(3-4):1049-1063
[22]K. E. Arnold, H. S. Findlay, et al. Effect of CO2-related acidification on aspects of the larval development of the European lobster, Homarus gammarus(L). Biogeosciences Discuss,2009,6(3):3087–3107
[23]Magdalena A. Gutowska, F. Melzner, et al. Acid–base regulatory ability of the cephalopod (Sepia officinalis) in response to environmental hypercapnia[J]. Journal of Comparative Physiology B,2010,180(3):323–335
[24]Shi Dalin, XuYan, Hapkinson B M. Effect of ocean acidification on iron availability to marine phytoplankton[J].Science,2010,327(5966):676-679
[25]Inmaculada Riba López, Judit Kalman, Carlos Vale, et al. Influence of sediment acidification on the bioaccumulationof metals in Ruditapes philippinarum[J]. Environ Sci Pollut Res,2010, 17:1519 – 1528
[26]高坤山.海洋酸化正负效应：藻类的生理学响应[J]. 厦门大学学报，2010，50（2）：411-417
[27]Wu H Y, Zou D H, Gao K. Impacts of increased atmospheric CO2concentration on photosynthesis and growth of micro-and macro-algae[J].Science in China Series C:Life Science,2008,51(12):1144-1150
[28]YaPing Wu, KunShan Gao. Combined effects of solar UV radiation and CO2-induced seawater acidification on photosynthetic carbon fixation of phytoplankton assemblages in the South China Sea[J]. Marine Biology,2010,55(32):3680–3686
[29]Namiha Y, et al. Effects of Seawater Acidification by Ocean CO2Sequestration on Bathypelagic Prokaryote Activities[J]. Journal of Oceanography,2010,66(4): 571-580
[30]M. Cigliano, M. C. Gambi, et al. Effects of ocean acidification on invertebrate settlement at volcanic CO2 vents[J]. Mar Biol,2010,157(11):2489–2502
[31]Namiha Y, et al.Effects of seawater acidification on hydrolytic enzyme activities [J]. Journal of Oceanography,2010,66(2):233-241
[32]Hauke L, Powell K. A global perspective on the economics of ocean acidification [J]. The Journal of Marine Education,2009,25(1):25-29
[33]Sue-Ann Watson, Paul C. Southgate, Paul A. Tyler, et al.Early larval development of the sydney rock oyster Saccostrea glomerata under near-future predictions of CO2-driven ocean acidification[J]. Journal of Shellfish Research,2009,28(3):431-437
国内外海洋石油开发现状与发展趋势
一、海洋石油开发现状 世界石油开发已有200 多年的历史，但直到19 世纪61 年代末期，才真正进入近代石油工业时代。1869 年是近代石油工业纪元年，从此，世界石油产量开始迅速增长。尽管在19 世纪末，美国已在西海岸水中打井，开始了海洋石抽生产，但真正成为现代化海洋石油工业，还是在第二次世界大战以后。海洋石袖是以1947 年美国成功地制造出第一座钢质平台为标志，逐步进人现代化生产。 1990-1995 年期间全世界除美国外有718 个海上新拙气田进行开发。最活跃的地区在欧洲，有265个油气田进行开发，其配是亚洲，有l88个，非洲102 个，拉丁美洲94 个，澳大利亚41 个，中东21 个。 1990 -1995 年期间开发的海上新油气目中，储量、天然气田生产能力、油田生产能力排在～ 前 5 位的国家如下图所示。在此期间，全世界18个国家开发的海上油气田数见表 发展最快的是北美，从1989 年的410 口上升到1993 年的500口。全世界有242 个海上油气田投入生产，其中油田139个，气田103个。从分布上看，西北欧居第一位，共投产67个油、气田，其中油田40个，气田27个。在此期间全球海洋石油总投资额为3379亿美元。 1990-1995年期间，全世界（不含美国）共安装了7113座平台，其中有83座不采用常规固定式平台，而采用半潜式、张力腿式和可移式生产平台。巴西建造了300～1400m深的采油平台，挪威建造的张力腿平台水深达350m，中国南海陆丰22I生产储
油船和浮式生产系统工作水深约为355m。有41个国家大约安装370多座水深不超过60m的浅水采油平台。 总之，世界平台市场需求量增加，利用率在提高。 二、海洋石油开发技术与发展趋势 石油是重要战略物资各国都很重视。21世纪，石油和天然气仍将是世界主要能源。世界油气资源潜力还相当大，有待发展先进技术，进一步加强勘探和开发，以提高发现成功率和采收率，降低勘探开发成本。 海洋石油的开发已为全世界所瞩目，世界海洋石油的日产量也在逐年增长。随着陆上石油逐渐枯竭，海上油气的开采将会越来越重要。同时，由于开采技术的不断提高，海洋石油的开发也将不断向南、深、难的方向发展，其总的趋势如下。 （一）石油地质勘探技术 今后的世界石油勘探业将是希望与困难井存。一方面，还有许多远景盆地有待勘探，成熟盆地还有很大的勘探潜力。油气新远景区可能是深海水域、深地层和北极盆地。另一方面，20世纪四年代的油气勘探己向广度和深度发展。世界范围内寻找新油气田，增加油气勘探储量，提高最终采收率的难度越来越大，油气田勘探开发成本直线上升。石油地质工作者将面临降低勘探成本、提高探井成功率，增加探明储量的挑战。在这种严峻的形势下，今后的石油地质科技将向三个方面发展． ①加强盆地数字模拟技术的研究，以深入解剖盆地，揭示油气分布规律， ②加强综合勘探技术的研究，以提高探井成功率，降低勘探成本； ③加强开发地质研究，探明石油储量，帮助油藏工程师优化石油开采，最大限度地提高采收率。 （二）地质勘探技术 海上地震勘探技术的发展趋势是：海上数据采集将越来越多地采用多缆、多震源及多船的作业方式，这样可大大提高效率，降低费用，研究和应用适于海上各种开发区的观测方法，实现海上真三维地震数据来集；研究大容量空气枪减少复杂的气枪组合；开发海上可控震源；不断增大计算机容量，提高三维处理技术，计算机辅助解释系统的发展将进一步满足人机交互解释的需要，并向小型、多功能、综合解释方向发展。对未来交互解释站计算机能力的期望是100 MB的随机存取存储器；2000万条指令∕s，高分辨率荧光屏,软件可移植性。新一代交互解释站将具有交互处理能力，具备叠前、叠后、反演、模拟等处理功能，能作地质、测井、VSP横波资料的综合分析和解释，将物理的定量分析和地质信息结合起来，进行地层和岩性解释。 （三）钻井工艺技术 钻井在油气勘探、开发中占有重要的地位。钻井技术水平不仅直接影响勘探的效果和油气的产量，而且由于钻井成本占勘探开发成本的大部分，因此，它直接关系到油田勘探开发所需要的投资额。基于这一点，提高钻井技本水平和钻井效率、降低钻井戚本对油气田勘报开发具再重要意义。 过去的10年是钻井技术发展的10年，钻井技术的各个领域都取得了明显的进步。随钻测量系统可以把井眼位置、钻井妻数和地层参数及时传送到地面，从而能够实时了解井下情况和监测钻进过程，随锚测量还大大提高了钻井的安全性相钻井效率，地面数据采集与处理计算机系统和计算机信息网络，提高了钻井过程的实时控制和预测能力，实现钻井过程的系统优化、连续控制井眼轨迹技术提高了定向钻井水平；基础研究的加强，促进了钻头设计、钻头性能预测等方面的改善；聚晶金刚石钻头的发展和新型的聚晶金刚石钻头的出现，不仅显著提高了钻头机械钻速，而且成功地解决了非均质破裂研磨性地层的经济钻进问题；优质泥浆和固控技术解决了复杂地层的钻井问题，提高了钻
气候变化对海洋生态环境的影响
气候变化对海洋动物的影响 摘要：本文根据气候变化对海洋的影响，分析海洋动物的生活环境的变化。并针对国内外有关气候变化对鲑鳟鱼类和栖息地及相关生物学影响的研究情况, 先从从栖息地环境方面阐述了气候变化对水生生物的影响,又从温度，二氧化碳浓度，降雨量及酸雨的增加，紫外线辐射增强和鱼病的传播等方面探讨气候变化对鲑鳟鱼类和生物学方面的影响 关键词：气候变化鲑鳟鱼类影响生物多样性海洋生物 全球变化对人类影响最大的是气候变化和生物多样性变化,因此1992年联合国环境与发展会议就这两个领域形成国际公约.气候变化和生物多样性变化存在密切的相互作用,该问题已经成为全球变化研究的焦点问题,并成为国际政治关注的新热点和GEF等国际资助的重点领域。尽管气候变化和生物多样性变化的相互作用极其复杂,但我国学者已经开展了许多研究工作.不过,中国在生物多样性应对气候变化的研究刚刚起步,任务还十分艰巨。海洋生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分,如海洋动物门类达35个门,远高于陆地的11个动物门类。因此,研究气候变化对海洋生物多样性影响对于保护全球生物多样性具有重要意义。 1.气候变化主要生态因子对海洋生物多样性的影响气候变化引起的海洋表层温度、CO2浓度和海平面的上升、降雨量变化和海洋水文结构变化以及紫外线辐射增强等是对海洋生物多样性影响最为重要的生态因子 1.1温度升高对海洋生物多样性的影响 IPCC的气候变化报告指出,地球表面平均温度自1861年以来升高了0.6度.目前全球温度处于继续上升时期,预测到2100年,全球温度将比1990年升高1.4~5. .研究表明,如果全球平均温度升高 2.0~ 3.0度,20%~30%的动植物将面临灭绝的高风险;如果温度上升 4.0以上,将导致大量生物死亡和整个地球系统紊乱.中国近百年的气候也发生了明显变化.根据预测,与2000年相比,2020年中国年平均气温将升高1.3~2.1度,2050年将升高2.3~3.3度.其中温度升高的幅度由南向北递增,西北和东北地区温度上升明显.我国近海海洋表层温度也正在不断上升,其中20世纪80年代以后增暖明显,90年代至今最暖.根据国家海洋信息中心提供的数据,厦门海域1965~1990年期间水温上升了0.20;1960 ~2003年华南近海海洋表层温度年平均线性增长率为0.012~0.019.
中国非常规油气资源概况.精讲
非常规油气资源概况 为充分了解认识国内外非常规油气资源勘探、开发及行业发展现状，为集团公司十二五发展规划要求进行技术储备，根据集团公司领导批示，集团公司科技部组织研究院、油田公司、勘探公司、规划部、资源与勘探开发部、炼化公司等六个单位的专业技术人员参加了2009年8月在大连召开的、由中国石油和石化工程研究会、中国煤炭加工利用协会共同组织的“煤层气、油页岩、油砂矿综合利用技术研究会”，收集、了解了国内外相关企业在非常规油气资源勘探、开发及深加工等领域的现状，为集团公司未来发展非常规资源提供了借鉴。 1.研讨会概况 伴随着中国经济的快速发展，国家对能源的需求量越来越大，能源危机也逐渐显现，因此，能源的合理开发利用至关重要。为改善我国能源结构，发展新能源和替代能源，非常规油气资源的开发利用已越来越引起大家的关注。本着推进非常规油气资源开发、利用及保护生态环境，加快煤层气、油母页岩、油砂矿等非常规能源的发展，中国石油和石化工程研究会、中国煤炭加工利用协会共同主办了本次“煤层气、油页岩、油砂矿综合利用技术研究会”。 1.1会议主题内容 （1）中国能源政策与发展战略； （2）我国煤层气、油页岩、油砂矿等非常规油气资源分布及开发前景； （3）煤层气勘探开发技术分析； （4）页岩油、页岩气资源开发利用； （5）煤层气、油页岩地质环境生态保护及国家相关规定； （6）煤层气、油页岩项目设计及融资环境； （7）页岩油、煤层气深加工与循环经济产业发展建议。
1.2参会单位及人员概况 本次会议时间从2009年8月9-12日共4天，到会人员126人，会上国土资源部、环境保护部相关领导及中石油、中石化、中海油、中联煤层气、神化、中煤能源、中国石油大学、中国地质大学（北京）等各大型能源企业有关负责人和从事煤层气、油页岩、油砂矿勘探开发利用和设计研究有关院所的专家就煤层气、油页岩、油砂矿勘探开发、利用与保护生态环境等共20人次发表了专题报告，会后出版论文集1本，收录了26篇相关论文。 1.3研究会概况 （1）中国石油和石化工程研究会 研究会创建于1984年，是在国家有关部门和企业、事业单位的支持下、由有志于推动我国石油和石化工程技术进步、经济发展的高级科技和管理人员自愿组成的跨部门、跨行业、跨地区、跨学科的全国性技术与经济研究的非盈利学术性社团组织。随着国家政府机构改革的变迁，其业务主管部门先后从原国家经委、能源部变更到国家计委、国家石油和化学工业局、国家经贸委。现在由国务院国有资产监督管理委员会主管（社政字第4366号）。 经民政部批准登记注册，该研究会下设四个专业委员会：炼油化工专业委员会，海洋石油和石化工程专业委员会，天然气专业委员会，石油和石化技术装备专业委员会。 （2）中国煤炭加工利用协会 该协会是1982年由国家计委、国家环保总局、煤炭、电力、冶金、化工等13个部委联合组建，经国家经贸委批准、民政部注册登记的全国性社会团体，是由企事业单位、国内外公司、科研院校、设计单位及个人自愿组成的全国性行业协会。 协会设有秘书处、洗选加工部和环保节能部三个职能部门和《煤炭加工与综合利用》杂志编辑部。下设有“低热值燃料发电分会”、“煤转化专业委员会”、
海洋油气田开发审批稿
海洋油气田开发 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
中国海洋油气田开发 中国海洋油气资源现状 中国近海大陆架面积130多万平方公里，目前已发现7个大型含油气沉积盆地，60多个含油、气构造，已评价证实的油、气田30个，石油资源量8亿多吨，天然气1300多亿立方米。其中，石油储量上亿吨的有绥中36—1（2亿吨），埕岛（1.4亿吨），流花11—1（1.2亿吨），崖城13—1气田储量800—1000亿立方米。按照2008年公布的第三次全国石油资源评价结果，中国海洋石油资源量为246亿吨，占全国石油资源总量的23%；海洋天然气资源量为16万亿立方米，占总量的30%。而当时中国海洋石油探明程度为12%，海洋天然气探明程度为11%，远低于世界平均水平。在上述中国海洋的油气资源中，70%又蕴藏于深海区域。 近海油气勘探开发 自2005年来，我国近海油气开采勘探进入高速高效发展时期。尽管勘探工作一度遭遇了挫折，但长期的研究和勘探实践均表明中国近海盆地仍具有丰富的油气资源潜力。因此，我们转变了勘探思路, 首先鼓励全体人员坚定在中国近海寻找大中型油气田的信心,并以此为指导思想, 加大了勘探的投入, 狠抓了基础研究和区域评价, 通过科学策和合理部署, 依靠认识创新和技术进步, 勘探工作迅速扭转了被动局面,并取得了显着成效。 2005 年以来, 共发现了 20余个大中型气田, 储量发现迅速走出了低谷, 并自2007年以来达到并屡创历史新高, 步入了高速、高效发展的历史时期, 实现了中国近海勘探的再次腾飞。其中, 渤海海域以大面积精细三维地震资料为基础, 通过区域研究, 对渤海海域油气成藏特征的全面再认识促成了储量发现的新高峰; 南海东部的自营原油勘探获得了恩平凹陷和白云东洼的历史性突破, 有望首次建立自营的独立生产装置; 南海西部的天然气
高考地理一轮复习精选对点训练：主要海洋环境的成因、危害与分布
主要海洋环境的成因、危害与分布1.“海洋资源多样性与可持续发展”是人类共同关注的议题。下图示意东亚部分区域。读图回答下列问题。 简述海洋生物多样性面临的主要威胁。 2.阅读材料，回答问题。 材料一下图为太平洋西部部分海域海洋初级生产力分布图。 材料二海洋初级生产力是指浮游植物、底栖植物及自养细菌等通过光合作用制造有机物的能力，以每年单位面积所固定的有机碳或能量来表示。海洋初级生产力主要受光照、温度、营养盐、海水垂直运动等因素影响。 材料三海洋初级生产力决定了鱼虾蟹等海洋生物饵料的多少，进而影响海产品产量的高低。 沿海易发生赤潮，其危害是______________________。 3.读海洋酸化示意图(其中△pH代表pH值的变化)，回答下列问题。 （1）目前海洋表层海水的pH值已经下降了________个单位，到2100年将下降________个单位。产生这一现象的原因是__________________________。 （2）海洋酸化将对海洋生态产生什么影响？ 4.海洋初级生产力是指海水中藻类光合作用合成有机物的能力，它主要受光照、营养盐等因素的影响，海洋初级生产力过高易引发赤潮。下图示意我国某海域海洋初级生产力分布(单位：克碳/平方米·年)，读图完成下列问题。 简述赤潮的防治措施。 5.读“我国渤海区域轮廓示意图”和下面材料，回答下列问题。 海水中的营养物质(如氮、磷)是海洋植物生长、发育、繁殖各阶段所必需的。但是，如果水体中营养物质输入过量，营养物质就会在水体中蓄积，结果造成水体的富营养化。水体的富营养化将引起某些水生生物，特别是浮游植物(包括赤潮生物)大量繁殖，甚至引发赤潮。赤潮作为一种灾害，历史上早已出现过。但近年来，有逐渐加重的趋势。仅2019年我国近海就发生了28次。未经处理的生活污水和工农业废水的排放、过度的海水养殖、海岸带的破坏等，都是造成赤潮日益频繁发生的原因。 （1）除了自然原因，还有哪些人类活动会使渤海水体富营养化，进而造成赤潮频发？请列举两例。
海洋酸化影响及国内研究动态
海洋酸化影响及国内研究动态 摘要：介绍了海洋酸化的形成过程，目前研究的一些进展，存在的问题以及对未来的展望。随着人类向大气中大量排放二氧化碳，不仅引发了温室效应和海平面上升等全球性环境问题，同时也引起了海洋酸化。海洋酸化将会导致海水化学环境发生变化，进而对海洋生物生存和发展产生影响，还会威胁到人类海洋经济的可持续发展。本文通过综述海洋酸化对海洋生态，海洋生物及海洋经济的影响来使大家了解其危害，重视环境的保护。 关键词：海洋酸化；海洋生态；海洋生物；海洋经济；环境保护 Impacts of Ocean Acidification and Domestic Research Situation Abstract: This study introduced the research progress ofocean acidification and raised some questions. It also gave forecasts for future researchonocean acidification. As human had beenexhausted large amounts ofcarbondioxideinto the atmosphere, it notonlyled toglobal environmental problemssuchasthe greenhouse effectand sea level rise, butalso led toocean acidification. Ocean acidification will causechemical environmentchanges in seawater,and thenaffectthesurvival and development of marine organisms. Ocean acidification will also affect thesustainable developmentofthemarine economy.This study reviewed the effect of ocean acidification on marine ecosystems, marine creaturesandmarine economyto make everyone understand thedangersofit and to pay attention to the protection of the environment. Key words: ocean acidification; marine ecosystem; marine creature; marine economy; environmental protection 海洋占地球面积的71%，它为我们提供丰富生物资源的同时，能够吸收大气中大量的二氧化碳，从而减缓了二氧化碳浓度持续上升的趋势。但是随着现代化石燃料的大量使用，大气中二氧化碳总量不断增加，有数据显示这些二氧化碳不断溶入海水中最终使海水的pH值降低[1]，形成海洋酸化。海洋酸化不仅对海洋生态产生严重的破坏，影响海洋生物的生存和发展，同时对人类的海洋经济发展也产生了严峻的挑战。因此，研究海洋酸化的影响，不仅有助于全球环境保护和海洋资源的可持续利用，也有助于对未来沿海海洋生态安全及海洋经济的发展进行合理的评估和预测。对海洋酸化进行相关的研究和评价对于我国建设成为海洋强国也是必然的要求。 1 海洋酸化研究背景 大气中二氧化碳浓度持续上升使海洋吸收二氧化碳的量不断增加，导致海水pH值下降，这个过程被称为海洋酸化。海洋酸化这一词汇2003年第一次出现在《自然》杂志中，随后，得到了世界范围内广泛的关注，各国相关领域的科研人员纷纷投入到海洋酸化的研究中。其实，早在上世纪50年代就有科学家通过研究大气二氧化碳的动向得出海洋吸收了大量的二氧化碳，并预测注入到海洋中的二氧化碳将会改变海水的化学性质[2]。但直到20世纪末科学界才开始真正意识到二氧化碳的持续上升对海洋环境带来的严重危害，并开始对其进行研究。 现已研究证明，从工业革命以来，海洋大约吸收了三分之一人为排放的二氧化碳[3-4]，致使表层海水的pH平均值从工业革命前的8.2下降到现在的8.1[5]。目前，人类每年释放到大气中的二氧化碳量大约为71亿吨，其中25%~ 30%被海洋吸收[6]。如果按照这样的速度持续下去，到21世纪末，表层海水pH平均值将下降约0.3~0.4 [5]。到那时，海水酸度将比工业革命前大约100%~150%[7]。
海洋油气技术及装备现状
海洋油气技术及装备现状 文/江怀友中国石油经济技术研究院 一、概述。 发达国家海洋勘探开发技术与装备日渐成熟，海上油气产量继续增长，开采作业的范围和水深不断扩大，墨西哥湾、西非、巴西等海域将继续引领全球海洋油气勘探开发的潮流。 二、世界海洋油气资源的现状。 海洋油气的储量占全球总资源量的34%，目前探明率为30%，尚处于勘探早期阶段。 油气资源分布，主要分布在大陆架，占60%，深水和超深水占30%。目前国际上流行的浅海和深海的划分标准，水深小于500米为浅海，大于500米为深海，1500米以上为超深海。目前从全球来看，形成的是“三湾两海两湖”的格局。海洋油气产量，海洋油气产量在迅速增长，以上是第二部分。
三、世界海洋油气资源勘探开发的历程。 海洋油气的勘探开发是陆上石油的延续，经历了从浅水深海、从简单到复杂的发展过程，1887年在美国的加利福尼亚海岸钻探了世界上第一口海上探井，拉开了世界海洋石油工业的序幕。 四、海洋油气勘探开发的特点。 1.工作环境的特点。与陆上相比，海洋有狂风巨浪，另外平台空间也比较狭窄，这是美国墨西哥湾在05年因为飓风的平台遭到了损坏。 2.勘探方法的特点。陆上的油气勘探方法和技术，原理上来讲，陆上和海洋是一样的，但是如果我们把陆上的地质调查到海上就很难大规模开展，主要是要受海水的物理化学性质的影响。 3.就是钻井工程的特点。无论是勘探还是采油都要钻井，但是在海上，要比陆上复杂得多，因为海上我们要到平台上进行钻井，根据不同的水深，有不同的钻井平台。 4.投资风险特点。因为海上特殊的环境，因此它的勘探投资是陆上的3-5倍，这张图，随着深度的增加，成本在增加。但是海洋勘探开发也有优势，比如说在海洋的地震，地震船是边前进边测量，效率比陆上要高。以上是第四部分。 五、世界海洋工程装备的概况。 我们讲一下世界海洋的格局，找到我们自己的发展方向，海洋工程装备指海洋工程的勘探、开采加工、储运管理及后勤服务等大型工程装备和辅助性的装备，但是目前把开发装备认为是主体，世界海洋油气工程装备设计与制造的格局，目前
中国油气行业发展现状分析
中国油气行业发展现状分析 经济结构调整 2015年，中国GDP增长6.9%，增速自20世纪90年代以来最低。全年经历了股市动荡、大宗商品价格暴跌、人民币大幅贬值等重大事件，CPI和PPI分化加剧，工业生产低位徘徊。国内投资增速显著回落，外贸下降幅度较大，消费成为拉动经济的首要力量。全年固定资产投资增长10.3%，对GDP增速贡献率下降至41.8%；外贸出口估计下降1.8%，对GDP增速贡献率为-1.2%；消费品零售总额增长10.7%，对GDP 增速贡献率上升至59.4%。 中投顾问在《2016-2020年中国石油化工行业投资分析及前景预测报告》中指出，2015年，我国经济结构调整呈现一些积极变化。非必需品消费占比明显提升，全国网上零售额增长34.6%，通信器材增长35.9%。贸易结构优化转型，在出口负增长的情况下，机电产品出口增长0.2%，占同期出口总值的57.6%，船舶、航空航天等资本品出口已具备一定优势。工业生产迈向中高端，资源类、高耗能等传统行业增速放缓。随着“一带一路”辐射范围的不断扩大和深入，我国对沿线泰国、孟加拉、巴基斯坦等国出口均呈两位数增长。 石油消费情况 石油消费持续中低速增长，对外依存度首破60%，成品油净出口量连续三年大幅递增 2015年，我国石油表观消费量估计为5.43亿吨，比2014年增加0.25亿吨，剔除新增石油储备和库存因素，估计实际石油消费增速为4.4%，较2014年增加0.7个百分点。石油净进口量为3.28亿吨，同比增长6.4%，增速比2014年高0.6个百分点。我国石油对外依存度达到60.6%。 天然气消费情况 天然气消费增速创10年来新低，供应总体过剩，淡季压产冬季供应紧张；气价改革持续推进 2015年，受经济增速放缓、气候温和、气价缺乏竞争力等因素影响，我国天然气需求增速明显放缓，全年表观消费量为1910亿立方米，同比增长3.7%，创近10年来的新低。受压产影响，全年产量为1318 亿立方米（不含煤层气），同比增长3.5%，增速较上年下降3.1个百分点。天然气进口量为624亿立方米，同比增长4.7%，管道气和LNG进口量分别占56.7%和43.3%，对外依存度升至32.7%。全年天然气总体供应过剩，但受季节性用气不均衡、储气库工作气量不足等因素影响，淡季被迫压产，冬季仍面临调峰保供的压力。
我国海洋深水油气资源的开发面临挑战和机遇
我国海洋深水油气资源的开发面临挑战和机遇 发布时间：2011-11-14信息来源： 深水区域蕴藏着丰富的油气资源。全球范围内，海上油气资源有44%分布在300 m以深的水域，已于深水区发现了33个储量超过8 000万m3的大型油气田;此外，深水区域具有丰富的天然气水合物资源，全球天然气水合物的资源总量(含碳量)相当于全世界已知煤炭、石油和天然气等总含碳量的2倍，其中海洋天然气水合物的资源量是陆地冻土带的100倍以上。到2004年末，全世界已有124个地区直接或间接发现了天然气水合物，其中海洋有84处，通过海底钻探已成功地在20多处取得天然气水合物岩心;同时，在陆上天然气水合物试采已获得成功。 我国南海具有丰富的油气资源和天然气水合物资源，石油地质储量约为230亿～300亿吨，占我国油气总资源量的三分之一，其中70%蕴藏于深海区域。在我国南海海域已经发现了天然气水合物存在的地球物理及生物等标志，但我国目前油气开发还主要集中在陆上和近海。随着全球能源消耗需求的增长，在加大现有资源开发力度的同时，开辟深海油气勘探开发领域以寻求新的资源是当前面临的主要任务。 1世界海洋石油工业技术现状 随着海上油气开发的不断发展，海洋石油工程技术发生着日新月异的变化，在深水油气田开发中，传统的导管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生产系统所代替(图2)，各种类型深水平台的设计、建造技术不断完善。目前，全世界已有2 300多套水下生产设施、204座深水平台运行在全世界各大海域，最大工作水深张力腿平台( TLP)已达到1 434 m、SPAR为2 073 m、浮式生产储油装置( FPSO)为1 900 m、多功能半潜式平台达到1 920 m以上、水下作业机器人(ROV)超过3 000 m，采用水下生产技术开发的油气田最大水深为2 192 m，最大钻探水深为3 095 m。与此同时，深水钻井装备和铺管作业技术也得到迅速发展，全世界已有14艘在役钻探设施具备进行3000 m水深钻探作业能力，第5代、第6代深水半潜式钻井平台和钻井船已在建造中(图3)。第6代深水钻井船的工作水深将达到3 658 m，钻井深度可达到11 000 m;深水起重铺管船的起重能力达到14000吨，水下焊接深度为400 m，水下维修深度为2000 m，深水铺管长度达到12 000 km1)。 2我国海洋石油工业技术现状 若从1956年莺歌海油苗调查算起，我国海洋石油工业已经走过了近50年的发展历程。特别是1982年中国海洋石油总公司成立后，我国海洋石油工业实现了从合作开发到自主开发的技术突破，已经具备了自主开发水深200 m以内海上油气田的技术能力，建成投产了45个海上油气田，建造了93座固定平台，共有13艘FPSO (其中8艘为自主研制)、1艘FPS(浮式生产装置)、4套水下生产设施，形成了3 900万吨的生产能力。
海洋酸化对于生物的影响
海洋酸化对于生物的影响 摘要自工业革命以来，人类活动在不断向大气中排放大量的二氧化碳气体。大气中二氧化碳含量的上升产生温室效应，造成了全球性的气候异常。与此同时，这些人为排放出的二氧化碳至少有三分之一进入了海洋之中，进入海洋的二氧化碳会导致海洋酸化。海洋酸化将会导致海水环境发生变化，进而对海洋生物生存和发育产生影响，还会威胁到人类海洋经济的可持续发展。本文通过介绍海洋酸化与二氧化碳排放的数据，以及模拟酸化后的海洋环境进行动物幼体发育实验的内容，使大家了解海洋酸化的危害。 关键词：海洋酸化个体发育海洋生物环境保护 1.海洋酸化介绍 海洋酸化是指由于海洋吸收、释放大气中过量二氧化碳(CO2)，使海水正在逐渐变酸。工业革命以来，海水pH值下降了0.1。海水酸性的增加，将改变海水化学的种种平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁（图1）。 图 1 2008年的海水表面pH值相较于1750年的海水pH值已经下降了0.1；这表示海洋中的酸性增加了百分之三十。如果当期排放量的趋势继续下去，到本世纪末期，海洋的pH值可能会再下降0.3，相较于1750年增加一倍的酸度。 目前，人类每年释放到大气中的二氧化碳量大约为71亿吨，其中25%~ 30%被海洋吸收。如果按照这样的速度持续下去，到21世纪末，表层海水pH平均值将下降约0.3~0.4 。到那时，海水酸度将比工业革命前大约100%~150%[1]。
2.海洋酸化的危害 海洋酸化的影响主要体现在对海洋生态，海洋生物的影响。海水pH值降低，改变了海洋的化学环境，进而影响到海洋生物的生物功能，如光合作用、呼吸作用、钙化作用等。某些海洋生物可能因其独特的生理特征会对海洋酸化的环境严重不适应，造成种群退化甚至灭绝。海水中CaCO3的溶解度主要由CO32- 离子的质量分数所决定。海洋吸收大量的CO2后导致pH 值降低，使溶解的CO2，HCO3-和H+质量分数增加，同时CO32-质量分数会因为H+的增加而下降，导致CO32-饱和度下降，其化学反应式如下： Ca2++2HCO3- ? CaCO3+H2O+ CO2 HCO3- ? CO32- + H+ 对于造礁生物来说，这样的变化往往是灾难性的；其破坏在地质历史中也有证据证明。 晚泥盆世的Fr/F 事件中，泥盆纪大量繁盛的造礁生物大量死亡。 横版珊瑚和层孔虫之后几乎很少出现，皱纹珊瑚只有少数种生存；腕足类、棱菊石类、三叶虫、牙形石和盾皮鱼类的分异度和丰度都大大减少。 之后的P/T事件中，超过90%的海洋生物绝灭。 蜓类绝灭，皱纹珊瑚、许多海百合、长身贝类和许多种类的菊石绝灭。三叶虫绝灭。 在二叠纪末期有一次大的火山喷发，这必然会将大量的CO2注入到晚二叠的大气—海洋系统中，并可能导致了海洋酸化。在许多地方产出的晚二叠(二叠纪最末期的)灰岩均具有不规则的顶面特征，这一现象被一些学者解释为当时高CO2水平条件下导致的海底溶解(洋底解散)的成因[2]。 在pH值较低的海水中，营养盐的饵料价值会有所下降，浮游植物吸收各种营养盐的能力也会发生变化。浮游植物是海洋中最主要的生产者，对于整个海洋生态环境有着至关重要的影响。 以目前海洋酸化的发展趋势，到2030年，南半球的海洋将对软体动物壳产生腐蚀作用，这些软体动物是太平洋中三文鱼的重要食物来源，如果它们的数量减少或是在一些海域消失，那么对于捕捞三文鱼的行业将造成影响。 3.海洋酸化条件下牡蛎幼体的壳体发育 基于牡蛎幼虫发育壳体的过程，Haruko Kurihara*, Shoji Kato, Atsushi Ishimatsu三人做了发育实验。 他们在过滤网上碾碎牡蛎的生殖腺，清洗后得到牡蛎的卵。 使用过滤海水培养，加入适量氨水处理使得牡蛎卵进入生发泡破裂期。 之后将牡蛎卵受精，分别加入正常的PH值的过滤海水和利用CO2 处理将PH值下降到7.4的过滤海水中。 培养到2,3,8,24,48小时时取样，立即用5%福尔马林试剂处理。 利用显微镜观察壳体发育情况。 如图2 所示：
海洋酸化对海洋生态系统的影响
海洋酸化对海洋生态系统的影响 工业革命以来，人类活动产生的巨量CO2进入大气层，不仅产生严重的温室效应，也使得全球海洋出现酸化现象。海水pH值下降了0.1个单位。海水酸性的增加，将改变海水化学的种种平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。在生物学领域，海洋酸化主要围绕敏感物种，例如由碳酸钙形成贝壳或外骨骼的贝类，珊瑚礁群体等。本文总结了近年来有关海洋酸化研究的最新成果，介绍了海洋中不同生态系统所受海洋酸化的影响方式和影响程度，展望了未来研究的方向思路和对策。 海洋占地球表面积的2/3以上，它们在地球生物化学循环、维持生物多样性和保障数亿人口生存等方面扮演着重要角色。2003 年，英国著名杂志《自然》（Nature）上首次出现了“海洋酸化”一词[1]，随即，“海洋酸化”问题引起了世界各国学者的广泛关注。海洋酸化，由在大气中摄取CO2引起，是对海洋生物多样性的一种威胁，在一些海洋生态系统中可以比的上气温上升引起的威胁。在2.5亿多年前，地球经历了一次最引人注目的灭绝危机，大约90％的海洋生物和70％的陆地生物绝迹了。现在，一项新的研究提供了重要线索。科学家认为，空气中二氧化碳含量的上升引起的海洋酸化，可能在古代生物灭绝事件中起到了至关重要的作用。尤其是长有碳酸钙外壳的海洋生物，更是首当其冲，难以在酸性条件下生存。距今6500万年前，海洋里出现过的一次生物灭绝事件的罪魁祸首就是溶解到海水中的二氧化碳，估计总量达到45000亿吨，此后海洋至少花了10万年时间才恢复正常[2]。空气中的CO2浓度从工业革命前的280 μg·L-1上升到现在的380 μg·L-1，并且其浓度将在22 世纪甚至更长的时间里继续升高。目前海洋每年吸收的二氧化碳都在80亿吨左右，虽然对于减缓气候变暖起到了重要的作用，但海洋也为此付出了高昂的代价。随着未来几十年里大气中二氧化碳浓度的上升，吸收这种气体的海水最终酸性更强，地球有可能走向另一轮严重的灭绝事件，使得2.5亿多年前的历史重演[2]。 研究显示，海水pH值下降对海洋生物产生很大的影响，尤其是那些石灰化的生物。新的调查显示，意大利那不勒斯附近海域的有孔虫类由于受到海水酸化影响已由24 种降低到 4 种[3]。2011 年《中国海洋环境质量公报》中也指出，我国海域海水（除某些pH 值极高或极低的局部近岸海域）最低pH 值为7.8[4]，比正常海水pH 值（8.1左右）低了约0.3 个单位。由此可见，海洋酸化正以我们无法估计的速度加剧，这一日益加剧的海洋环境 问题正对海洋生物的生存及海洋生态系统的平衡构成严重威胁。因此我们要在这一方面投入更多的研究并采取相应措施来制止这一现象的加剧。 1 海洋酸化产生的原因 18世纪工业革命以来，化石燃料的使用等人类活动导致大气中CO2浓度不断升高，可能已经导致了全球变暖和气候异常等。同时人类无节制的砍伐森林导致植物吸收二氧化碳减少，有三分之一的二氧化碳都被海洋吸收，导致海水严重酸化。因此人类的活动是导致海洋酸化的主要原因。 2 海洋酸化对生物的影响 海洋酸化对海洋生物存在很大的威胁，一方面，海洋酸化作为一种环境胁迫因子，可以破坏海洋生物体内的酸碱平衡，进而改变海洋生物组织细胞渗透压，导致海洋生物组织细胞损伤甚至死亡；另一方面，海洋酸化引起的海水pH 值降低及海水碳酸盐饱和度改变可破坏海洋生态系统中CO2—碳酸盐体系的动态平衡，这将造成那些具有碳酸盐外壳(或骨骼)的海洋生物其碳酸盐外壳(或骨骼)的溶蚀或导致这些海洋生物的幼体无法正常形成所需的碳酸盐外壳(或骨骼)，同时，也会不同程度的影响一些海洋生物的生物矿化作用，从而影响具有碳酸盐外壳(或骨骼)以及生物矿化作用的海洋生物的正常生长、发育和繁殖。随着海洋酸化不
海洋油气资源开发的战略分析
海洋油气资源开发的战略分析 石油是重要的能源之一，支撑着世界工业、经济和军事的发展，成为经济的重要来源。我国是重要的石油消费大国，人口多，地域广阔，工业化规模广等，使得国家对石油的需求量在逐渐增大。但是，现阶段的石油资源处于高度紧张的状态，为满足国内需求需要从国外进口，对于中国来说是一项重大的经济支出。为缓解当前状况，应加强对海洋油气资源的合理性开发，针对此项问题，文章就海洋油气资源开发模式的战略性构建予以分析。 标签：海洋油气资源；开发；战略 海洋中蕴含有丰富的能源，矿产资源丰富，存在着固态、液态、气态等多种形式。然而，我国现代经济的发展，各个领域对油气资源的需求量大，陆地资源状况严峻，部分区域出现了枯竭的状态。为了支撑我国的全面发展，必须着眼于海洋资源，注重对海洋油气资源的合理化开发，运用深水处油气开采技术对海洋内的相关资源进行开采，能及时获取新能源，进而替代原有的能源供社会各个领域的使用。 1 海洋油气资源开发的现状分析 1.1 缺乏先进性的勘查与开采技术 通过对现阶段海洋油气资源开发现状的有效分析，了解到由于受到国家实力、人为素质和设备等因素的影响，使得勘查与开采技术相对落后，致使油气资源开采质量与效率不高。我国地产丰富，海域面积相对较广，在管辖范围内的海域面积达到300万平方公里，为油气开采提供优质的开采平台[1]。但是，尤其勘查与开采技术不过关，是制约油气资源开采的一个现实性问题。与发达国家相比，我国在油气资源开采方面相对落后，科学技术含量低，缺乏先进的海洋勘查设备与探测设备，制约着油气开采的质量，是当前海洋油气资源开发工作中面临的重要问题之一。 1.2 社会对油气资源的需求量过大 社会的发展与进步，使得各个领域对油气资源的需求量在不断增大，油气资源常常是供不应求，由于技术的约束，导致油气开采效率不高，开采量很难满足社会的需求，能源紧张的状态始终未得到有效的缓解。为了维持我国各个行业的发展，我国不得不采取能源进口措施，2012年，我国进口原油达到约2.8亿吨，越来越依赖于石油进口方式，致使资金费用大量流失海外，对中国自身的发展会产生一定的抑制性。来自国土资源局的消息，中国的陆海天然气沉积量为600万km2，但是三大石油公司在相关数据登记时，其所登记的数据为435km2[2]，真实的开采情况要远远低于登记的数据，使得天然气开采问题变得尤为突出。 1.3 油气开采导致的环境问题恶劣
越来越酸的海洋阅读答案
越来越酸的海洋阅读答案 ①在4月22日第43个世界地球日到来前，《科学》发表的一篇文章，把人们关注气候变化与二氧化碳排放的视角从大气带到了海洋。这篇文章宣称，由来自不同大学的21位研究人员组成的科研小组，经过检测和评估地质记录后，得出结论：目前的海洋酸化速度是3亿年来的最高值。 ②海洋酸化是指由于吸收大气中过量的二氧化碳，导致海水逐渐变酸的过程。人类活动向大气释放的二氧化碳，以每小时100万吨以上的速率被海洋吸收，在吸收过程中，二氧化碳与水反应释放出氢离子，使得海水的pH值下降。海水应为弱碱性，海洋表层水的pH值约为8.2。但到2012年，海水表层pH值降低了0.1。海水酸性的增加，会改变海水的种种化学平衡，使多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。因此，除了全球变暖，海洋酸化被称为与二氧化碳排放相关的另一重大环境问题。 ③一份来自夏威夷附近海域20年的数据显示，工业革命以来，海水表层pH值从1960年的 8.15下降到8.05，这表示，海水中氢离子浓度增加了30%。 ④不仅如此，海洋酸化的速度也越来越快。最近一项研究表明，海表吸收二氧化碳的速率及其所导致的海洋酸化速率比两万年前的末次冰期快了近100倍，而末次冰期被认为是最近一次的二氧化碳急剧上升期。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的预测，如按照目前二氧化碳排放量的水平进行，本世纪末，海水pH值将下降至7.8左右。 ⑤研究表明，在二氧化碳浓度加倍以后，大多数钙化生物的钙化速率均大幅下降。钙化速率的下降，不仅影响到了浮游性钙化生物，如颗石藻等向底层海洋的碳输送，还会影响到钙化动物的生长和发育。同时，珊瑚藻以及造礁珊瑚种类在加倍的二氧化碳条件下，其钙化速率平均下降30%。 ⑥多项研究表明，海洋酸化还可能通过食物链，造成原本不同种间的配子受精成功并形成杂交种，造成种质混乱，影响物种间的相互作用及生态系统的稳定性。例如，某些浮游动物在喂食酸化海水中生长的浮游植物后，繁殖率显著下降。 ⑦有研究者在模拟实验中发现，严重酸化的海水中，小丑鱼幼鱼将失去听力、视力、嗅觉，无法发现敌害，也丧失了相应的逃逸和生存能力。对甲壳类、贝类、鱼类及棘皮动物等海水养殖生物的研究表明，海洋酸化会显著地影响到幼体发育，降低成体的钙化率和呼吸活动，改变机体能量代谢方式，干扰感知和运动行为，抑制免疫防御系统的活性，引起生物体代谢异常、生长缓慢甚至死亡。已经有研究表明，海洋酸化是一种生理胁迫，会使得藤壶的成活率显著下降，二氧化碳浓度升高同样会导致海胆的尺寸和重量均明显变小。 ⑧由于人类从未经历过这种变化，并且不同种类的海洋生物对酸化引起的海水化学变化敏感性不同，以至于无法确定海洋酸化的生物学效应，也就无法预测未来可能发生的变化。 1. 什么是海洋酸？（2分） 答： 2. 海洋酸化对海洋生物乃至生态系统造成的巨大威胁体现在哪些方面。请阅读全文简要回答。（3分） 答： 3．简第段主要运用了何种说明方法，有什么作用？请结合文意简要说明。（3分） 答： 4.以下分析或推断符合文意的一项是（2分）（） A. 浮游动物在喂食酸化海水中生长的浮游植物后，繁殖率在短时期内会显著下降。 B. 珊瑚藻以及造成礁珊瑚在加倍的二氧化碳条件下，其钙化速率将会平均下降30%。
中国油气田分布及储量产能情况分析
中国油气田分布及储量产能情况分析 大庆油田：位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，地处哈尔滨、齐齐哈尔市之间。油田南北长140公里，东西最宽处70公里，总面积5470平方公里。1960年3月党中央批准开展石油会战，1963年形成了600万吨的生产能力，当年生产原油439万吨，对实现中国石油自给起了决定性作用。1976年原油产量突破5000万吨成为我国第一大油田。目前，大庆油田采用新工艺、新技术使原油产量仍然保持在4000万吨以上。 胜利油田：地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带，主要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、淄博、聊城、烟台等8个城市的28个县(区)境内，主要工作范围约4.4万平方公里,是我国第二大油田。 辽河油田：油田主要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。已开发建设26个油田，建成兴隆台、曙光、欢喜岭、锦州、高升、沈阳、茨榆坨、冷家、科尔沁等9个主要生产基地，地跨辽宁省和内蒙古自治区的13市(地)32县(旗)，总面积近10万平方公里,产量居全国第三位。 华北油田：位于河北省中部冀中平原的任丘市，包括京、冀、晋、蒙区域内油气生产区。1975年，冀中平原上的一口探井任4井喷出日产千吨高产工业油流，发现了我国最大的碳酸盐岩潜山大油田任丘油田。1978年，原油产量达到1723万吨，为当年全国原油产量突破1亿吨做出了重要贡献。直到1986年，保持年产原油1千万吨达10年之久。目前原油年产量约400多万吨。 大港油田：位于天津市大港区，其勘探领域辽阔，包括大港探区及新疆尤尔都斯盆地，总勘探面积34629平方公里，其中大港探区18629平方公里。现已在大港探区建成投产15个油气田24个开发区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。目前，发现了千米桥等上亿吨含油气构造，为老油田的增储上产开辟了新的油气区。 冀东油田：位于渤海湾北部沿海。油田勘探开发范围覆盖唐山、秦皇岛、唐海等两市七县，总面积6300平方公里，其中陆地3600平方公里，潮间带和极浅海面积2700平方公里。相继发现高尚堡、柳赞、杨各庄等7个油田13套含油层系。 吉林油田：地处吉林省扶余地区，油气勘探开发在吉林省境内的两大盆地展开，先后发现并探明了18个油田，其中扶余、新民两个油田是储量超亿吨的大型油田，油田生产已达到年产原油350万吨以上，原油加工能力70万吨特大型企业的生产规模。 河南油田：地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。 中原油田：地处河南省濮阳地区，于1975年发现，经过20年的勘探开发建设，已累计探明石油地质储量4.55亿吨，探明天然气地质储量395.7亿立方米，累计生产原油7723万吨、天然气133.8亿立方米。现已是我国东部地区重要的石油天然气生产基地之一。
海洋油气资源分布、储量及开发
世界及我国海洋油气资源分布、储量及开发现状据预测，全球陆上的油气可采年限约为30-80年。随着对石油需求的快速增加，进入21世纪，世界随之步入了石油匮乏的时代，也就是所谓的“后石油时代”。 业内专家表示，海洋油气的储量占全球总资源量的34%，目前探明率为30%，尚处于勘探早期阶段。丰富的资源现状让全世界再次将目光瞄准了海洋这座石油宝库。 据统计，2009年海洋石油产量已经占世界石油总产量的33%，预计到2020年这个比例将会提高到35%。2009年海洋天然气产量占世界天然气总产量的31%，预计2020年，这个比例会提高到41%。 目前，深水和超深水的油气资源的勘探开发已经成为世界油气开采的重点领域。TSC海洋集团董事长蒋秉华在接受《中国能源报》记者采访时说：“在海洋石油方面，过去十几年世界上新增的石油后备储量、新发现的大型油田，有60%多来自海上，其中大部分是来自于深海。” 中国的沿海大陆是环太平洋油气带的主要聚集区，蕴藏着丰富的石油储量，据预测，中国海洋油气的资源量达数百亿吨。作为全球石油消费第二大国，2009年我国的原油对外依存度已超过50%，因此，加快中国海洋石油工程业务的发展已势在必行。 一、世界海洋油气资源分布及储量 据美国地质调查局（USGS）评估，世界（不含美国）海洋待发现石油资源量（含凝析油）548亿吨，待发现天然气资源量78.5万亿立方米，分别占世界待发现油气资源量的47%和46%。因此，全球海洋油气资源潜力巨大，勘测前景良好。 世界海洋油气与陆上油气资源一样，分布极不均衡。在四大洋及数十处近海海域中油气含量最丰富的数波斯湾海域，约占总储量的一半左右；其余依次为：委内瑞拉的马拉开波湖海域、北海海域、墨西哥湾海域、中国南海以及西非等海域。海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60%，但大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力可观，约占30%。两极大陆架也蕴藏着丰富的