地球科学进展  2018 , 33 (12): 1215-1222 https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2018.12.1215.

综述与评述

大陆架划界科学技术及其在海上丝路合作中的应用前景分析*

孙湫词1, 方银霞12*, 李家彪12

1.自然资源部第二海洋研究所,浙江 杭州 310012
2.自然资源部海底科学重点实验室,浙江 杭州 310012

Science and Technology of Delimitation of Continental Shelf and Its Application in Maritime Silk Road Cooperation*

Sun Qiuci1, Fang Yinxia12*, Li Jiabiao12

1.Second Institute of Oceanography, Ministry of Nature Resources, Zhejiang Hangzhou 310012, China
2.Key Laboratory of Submarine Geosciences, Ministry of Nature Resources, Zhejiang Hangzhou 310012, China

中图分类号:  P736.15

文献标识码:  A

文章编号:  1001-8166(2018)12-1215-08

通讯作者:  *通信作者:方银霞(1970-),女,浙江淳安人,研究员,主要从事大陆边缘与大陆架划界研究.E-mail:fangyx@sio.org.cn

收稿日期: 2018-08-27

网络出版日期:  2018-12-10

版权声明:  2018 地球科学进展 编辑部 

基金资助:  *国家重点研发计划项目“海洋划界决策支持系统研发与应用”(编号:2017YFC1405502)资助.

作者简介:

First author:Sun Qiuci(1986-),female, Haining City, Zhejiang Province, Engineer. Research areas include marine management science. E-mail:sunqiuci@sio.org.cn

作者简介:孙湫词(1986-),女,浙江海宁人,工程师,主要从事海洋管理科学研究.E-mail:sunqiuci@sio.org.cn

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摘要

大陆架划界是国际海洋科技领域新兴交叉的学科,是依据《联合国海洋法公约》的国际规则利用科技手段来拓展沿海国管辖范围,事关国家海洋主权权益,是世界各国争相发展的科技热点。我国与世界海洋强国同步启动了该领域的研究,并在大陆架划界地质模型、探测技术和划界系统等方面形成了创新优势,成为我国对外海洋科技合作的全新纽带,也是21世纪海上丝绸之路合作的重要内容。详细介绍了沿海国200海里(370 km)以外大陆架划界的基本原则与划界方法、世界各国大陆架划界动态、我国的大陆架划界科技创新发展以及在海上丝路合作中的应用前景,提出应大力拓展海上丝路大陆架划界科技合作,推动我国大陆架划界科技跨越发展,提升我国在国际海洋事务中的影响力和话语权。

关键词: 大陆架划界 ; 《联合国海洋法公约》 ; 海上丝路

Abstract

Delimitation of the continental shelf is an emerging interdisciplinary discipline in the field of international marine science and technology. It uses the scientific and technological means to expand the jurisdiction of coastal states based on the international rules of the 《United Nations Convention on the Law of the Sea》. Therefore, it is related to the marine sovereignty rights and interests of a country and also a hot topic of science and technology that all countries have competed to develop. China has launched the research in this field simultaneously with the world's maritime powers, and formed its innovative advantages in such aspects as geological models, detection techniques and delimitation systems in the delimitation of continental shelf, which have become the brand new ties for China's cooperation with foreign countries in marine science and technology, and also the important field in the maritime silk road cooperation in the 21st century. This paper introduced the basic principles and methods in the delimitation of continental shelf beyond 200 nautical miles (370 km), progress in the delimitation of the global continental shelf, and China's innovative science and technology as well as its application in maritime Silk Road cooperation, and provided the prospect of the future scientific and technological cooperation with foreign countries and development in this filed. And it was suggested China should develop the scientific and technological cooperation on the delimitation of the continental shelf along the Silk Road, promote the scientific and technological development of the delimitation of the continental shelf in China, and enhance China's influence and voice in international ocean affairs.

Keywords: Delimitation of the Continental Shelf ; UN Convention on the Law of the Sea ; Maritime Silk Road.

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孙湫词, 方银霞, 李家彪. 大陆架划界科学技术及其在海上丝路合作中的应用前景分析*[J]. 地球科学进展, 2018, 33(12): 1215-1222 https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2018.12.1215.

Sun Qiuci, Fang Yinxia, Li Jiabiao. Science and Technology of Delimitation of Continental Shelf and Its Application in Maritime Silk Road Cooperation*[J]. Advances in Earth Science, 2018, 33(12): 1215-1222 https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2018.12.1215.

《联合国海洋法公约》(以下简称《公约》)第76条规定,“沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸,扩展到大陆边外缘的海底区域的海床和底土”。“大陆边包括沿海国陆块没入水中的延伸部分,由陆架、陆坡和陆基的海床和底土构成,它不包括深洋洋底及其洋脊”。因此,《公约》中的法律概念“大陆架”由陆架、陆坡和陆基组成,相当于地质学中的大陆边缘,是大陆地壳向大洋地壳过渡的地理单元,其上覆盖着巨厚的沉积物,蕴藏着极为丰富的石油天然气、天然气水合物等海底矿产资源。大陆架划界是沿海国依据《公约》通过科学手段确定大陆架外部界限,被认为是沿海国合法拓展管辖海域的最后一次机会,已在全球引发新一轮“蓝色圈地运动”[1]。由于大陆架划界需要先进的海底探测技术和划界数据信息做支撑,受世界各国划界实践的推动,大陆架划界成为20世纪末迅速兴起的新兴海洋科技领域,成为世界各国争相发展的科技热点,更成为国际交流与合作的新领域,由此带来的一系列科学技术进步也推动了国际海洋划界的不断发展。《公约》中的大陆架划界条款涉及大量的自然科学问题,如大陆边缘的形成演化、地形地貌、沉积物厚度等地质地球物理特征,而全球大陆边缘的复杂性和多样性又加剧了大陆架划界的难度。加强大陆边缘尤其是洋陆过渡带的新型海底探测技术的研发,提高不同类型大陆边缘形成演化的理论认识,是解决上述问题的关键。

1 大陆架划界的原则依据

大陆架划界是依据《公约》开展的科技与法律交汇的新学科,《公约》对划界的准则、方法给出了基本的规定,但随着海洋探测技术的不断发展,对大陆边缘和大洋岛弧的地质特征与形成演化的认识也不断深入,大陆架划界原则应用的具体实践仍然存在很大的发展空间。

1.1 大陆架划界的依据

大陆边缘占世界海洋面积的28%,是大陆向海洋延伸的真正物理外部边缘,而大陆架外部界限是200海里(370 km)以外大陆架外部界限的简称,通常被认为是沿海国主张对深海海床、底土的自然资源勘探和开发具有完全主权的自然界限。

1982年《公约》诞生,对内水、领海、毗连区、大陆架、专属经济区、公海、国际海底区域等重要概念做了界定[2]。1996年,我国批准了该《公约》,《公约》也成为对当前全球领海主权争端、海上天然资源管理、污染处理控制等具有重要指导和裁决作用的国际性法律。

根据《公约》第76条和第77条的规定[2],沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸,扩展到大陆边外缘的海底区域的海床和底土;沿海国为了勘探大陆架并开发其自然资源,对大陆架行使主权权利。与自然获得的专属经济区不同,大陆架外部界限则需要各沿海国依据《公约》相关规定划定后向联合国提出申请,并由专门机构——联合国大陆架界限委员会审议;与专属经济区不同的是,200海里(370 km)以外大陆架主张的是海床和底土的权利,不包含上覆的水体,而专属经济区的水体、海床和底土沿海国家均拥有排他经济权。

1.2 大陆架外部界限的确定

根据《公约》第76条的规定,如果大陆架的宽度小于200海里(370 km),则不需要单独提出200海里(370 km)以外大陆架主张,此种情况下,由沿海国领海基线向外画的半径为200海里(370 km)的交叉弧组成的外部界限就是沿海国与国际海底区域的界限;如果大陆架的宽度大于200海里(370 km),其主张必须依据精确的公式线和限制线确定其200海里(370 km)以外的外部界限[2,3]。在确定大陆架外部界限时,如遇与相邻或相向国家间存在主张重叠时,还要与邻国划分主张重叠区的海上界限。

确定宽大陆架外部界限的2条公式线和2条限制线分别为:大陆坡脚外推60海里(111 km)的距离公式线和1%沉积物厚度公式线,以及350海里(648 km)距离限制线和2 500 m等深线外推100海里(185 km)的深度限制线。其中2条公式线是用于扩展沿海国大陆架范围的,它们可以兼用且以最远的那条为准;2条限制线则是用于限制沿海国大陆架无限制地扩展,它们同样可以兼用且可选取最远的一段来划定沿海国的大陆架外部界限,使得沿海国的大陆架范围可以最大化( United Nations. Scientific and Technical Guidelines of the Commission on the Limits of the Continental Shelf. 13 May, 1999 (CLCS/11).)(图1)。

图1   沿海国大陆架外部界限划定方法示意图

Fig.1   The schematic diagram showing the determination methods of the outer limit of the continental shelf of costal states

1.3 世界各国大陆架划界动态

2001年,俄罗斯提交了全球第一份200海里(370 km)以外大陆架划界案,涵盖俄罗斯在北冰洋、鄂霍茨克海、巴伦支海和白令海的大陆架外部界限,主张的200海里(370 km)以外大陆架面积达120×104 km2,其在北冰洋的大陆架主张一直延伸至北极极点,打响了各国争夺大陆架的第一枪[4]。随后,世界各沿海国纷纷提交划界案,2017年10月,“海上丝路”沿线的阿曼提交了划界案,至此,联合国大陆架界限委员会共收到78个划界案和6个修订划界案,其中大部分为部分划界案(http:∥www.un.org/Depts/los/clcs_new/commission_submissions.htm.)。

提交完划界案并非一劳永逸,一方面在划界案审议过程中,提案国需要根据大陆架界限委员会的要求,随时补充提交各种支撑数据和材料;另一方面,如果提交的划界案未获得委员会通过,提案国也可以再次提交修订划界案。2002年,率先提交的俄罗斯大陆架划界案被大陆架界限委员会驳回,委员会认为,俄罗斯划界案提供的数据资料不足以支撑其200海里(370 km)以外大陆架主张。俄罗斯根据委员会建议,投入大量人力物力补充采集数据和材料,尤其是在自然环境非常恶劣的北冰洋开展了长达10多年的地质地球物理综合地质调查后,分别于2013年和2015年提交了关于鄂霍茨克海和北冰洋的2份修订划界案。现在,鄂霍茨克海的修订划界案已经委员会审议通过,北冰洋的修订划界案还在审议中[5]

2000年以来,我国持续开展了中国边缘海的数据采集和系统研究,投入大型调查船27艘,完成综合航次138个、测线达85×104 km。经过海洋科学家和海洋法学家的通力合作,在2009年提交了中国东海200海里(370 km)以外大陆架划界的初步信息,随后又于2012年12月向联合国正式提交了中国东海部分海域200海里(370 km)以外大陆架划界案,并在2013年8月赴联合国大陆架界限委员会进行了科学与法律的陈述,获得圆满成功。目前,中国的东海部分划界案正在排队等候联合国大陆架界限委员会的审议[6]

2 我国大陆架划界的科技创新

外大陆架划界是通过《公约》的法律原则利用科学技术对世界海洋进行重新分配,《公约》虽然明确了沿海国主张其大陆架应遵循的标准,但这些法律规定的科学认定还存在许多模糊之处,由于大陆边缘构造演化、洋陆边界、海底高地、沉积厚度等划界关键要素涉及了海洋地质、海洋测绘、海洋法学、地理信息系统等多种学科和技术,因此,外大陆架划界理论和技术逐渐发展为新的交叉学科,形成了国际学术界的新亮点[7]。我国大陆架划界经过系统创新,实现了从无到有、从有到精的飞跃,从理论、技术到体系的创新使我国在该领域形成了特有的优势,并在世界范围内实现了从并跑到领跑的飞跃。

2.1 构建全球划界地质模型

根据板块构造理论,全球大陆边缘可分为离散型(含剪切型)和汇聚型。离散型大陆边缘以拉张构造为特征,其陆架、陆坡和陆基发育良好。汇聚型大陆边缘则以板块碰撞和俯冲为特征,地震火山等构造活动强烈,一般缺失陆基,向海则为海沟或海槽。这两大类大陆边缘在其形成演化过程中,由于板块运动模式、岩浆作用、沉积作用等不同造就了特征各异的划界对象。比如离散型大陆边缘根据火山作用的强弱,可分为火山型和非火山型2个亚类,它们确定划界重要参数——洋陆过渡带的标准就不一样,火山型主要根据向海反射层的位置来划定,而非火山型不发育向海反射层,具有复杂的地垒体系,需要基于地球物理异常特征来划定。汇聚型大陆边缘也可以分成增生、弱增生或非增生、侵蚀、弧后盆地等多个亚类,中国东海部分划界案就属于弧后盆地亚类,我国首次提出弧后扩张盆地的构造轴部可作为大陆架外部界限的划界地质理论。此外,大洋岛屿和洋脊在深海洋盆广泛分布,《公约》第76条对包括洋脊在内的各种岛屿和海底高地形的大陆架权利也做了规定,但未能做出严格并具可操作性的界定,导致洋脊规则成为大陆架划界的难点问题。针对岛屿国家的划界需求,我国根据大洋调查30年的数据基础,构建了由微陆块、海台、海山(链)、洋中脊和残留弧5个亚类组成的洋岛型划界地质模型,其大陆架划界首先考虑其地壳性质,如果地壳组成和成因演化复杂则考虑其地形连续性,比如大西洋洋中脊的阿森松岛,完全是在扩张洋中脊上形成的洋壳属性的岛屿,结合其地形特征,判断它不存在外大陆架。在上述研究基础上,总结了全球汇聚和离散两类大陆边缘地质理论,结合大陆架划界准则,提出了离散型、汇聚型和洋岛型三大类、二十二亚类全球划界地质模型,解决了国际划界理论缺乏系统性、划界原则模糊多解的难题(表1)。

表1   全球大陆架划界地质模型

Table 1   Geological model of the delimitation of the global continental shelf

大陆架划界
主要类型
离散型汇聚型洋岛型
大陆架划界
不同亚类
火山型非火山型侵蚀俯冲带增生俯冲带陆块海台
充裕沉积贫瘠沉积增生—碰撞陆块增生—碰撞海台海山(链)洋中脊
复杂陆架平直陆架增生—碰撞海山弧后盆地残留弧汇聚—洋岛
陆缘海台海底高原
陆缘洋脊深海扇

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我国所建立的划界地质模型在大陆架界限委员会审议各国划界案中得到了有效应用,比如日本划界案的申请面积为74×104 km2,其中,南九州帕劳洋脊区块是基于九州—帕劳洋脊为海底高地的认识主张了面积约25.7×104 km2的外大陆架。我们根据构建的全球划界地质模型,提出九州—帕劳洋脊是位于菲律宾海板块内的、随着帕拉西维拉海盆和四国海盆的打开而形成的残留弧,是位于大洋板块之上的海底洋脊,而非大陆边自然组成部分的海底高地[8]。最后日本划界案经委员会审议核准通过的外大陆架面积仅为30×104 km2 ,面积减少了近60%,有力保障了全人类共同继承财产的国际海底区域的利益[9]

2.2 发展新型海底探测技术装备

根据《公约》第76条规定,沿海国大陆架的扩展主要依据2条公式线,而这2条公式线均基于大陆坡脚来确定的,因此大陆坡脚是扩展200海里(370 km)以外大陆架的重要基点。理论上说,根据大陆边缘的地形地貌形态特征,在陆坡基部区选取坡度变化最大之点为大陆坡脚,但具体识别存在巨大困难,尤其在地形起伏较大的复杂地形下如何在多个坡度变化最大之点中快速选取坡脚点是一个巨大的技术挑战;此外,在利用坡度变化最大之点的地貌证据无法准确确定大陆坡脚位置时,还必须借助地球物理数据准确确定洋陆过渡带并利用相反证据确定大陆坡脚点[10]。由于受到深海水层衰减的影响,以船载探测设备为主的传统海洋地球物理探测技术不能满足大陆架划界对洋陆过渡带深部构造特征刻画要求,因此,必须发展新型海底地球物理探测设备,建立相应的技术方法。在这些设备中,我国自主研制的新型海底地震仪(Ocean Bottom Seismograph,OBS)具有多通道、低功耗、宽频带等优点,综合性能显著,解决了大陆架划界区域洋陆过渡带的精确探测难题[11,12,13]

2.3 大陆架划界决策分析系统

大陆架划界系统是划界工作的终端分析工具,为此,我国研发了集海量数据管理、多源信息分析、地质模型判断、界限自动生成、方案优化评估于一体的大陆架划界决策系统(图2)。决策系统基于空间数据库技术、三维可视化技术和多元空间数据分析技术,实现了集大陆架外部界限自动识别生成、投影转换、面积计算、三维图形显示于一体,可以直接生成规范的图件数据和划界方案评价,实现了全球和中国海的海量、多类型划界数据的高效计算、交互访问和综合管理,既满足我国复杂地质地貌条件下的划界需求,又能广泛应用于不同类型的大陆边缘划界需求[14]

图2   大陆架划界决策分析系统框架图

Fig.2   The framework of decision-making analysis system of the delimitation of the continental shelf

3 大陆架划界推动“海上丝路”建设

21世纪海上丝绸之路是我国新时代对外交流的新举措,也是加深我国与东南亚、非洲等印度洋周边国家友谊的桥梁。大陆架划界技术作为我国近年来蓬勃发展的技术体系,服务于“海上丝路”建设可谓正当其时,也为印度洋周边国家维护国家主权权益提供了帮助,彰显我国作为一个负责任大国的态度。

3.1 “丝路”沿线国家划界需求旺盛

研究表明,全球大陆边缘中超过200海里(370 km)的宽大陆架地区面积为14.9×106 km2,而印度洋周边超过200海里(370 km)的宽大陆架面积约为3.26×106 km2[3],涉及的国家有印度、巴基斯坦、斯里兰卡、孟加拉、缅甸、印度尼西亚、索马里、坦桑尼亚、肯尼亚、莫桑比克、马达加斯加、塞舌尔、毛里求斯和南非等,他们均具有划定200海里(370 km)外大陆架的权利。

“海上丝路”沿线国中,除了东南亚国家外大部分是印度洋周边的发展中国家,对资源和权益的需求十分旺盛,但对海洋的投入和科技力量却十分有限。根据2001年《公约》缔约国第11次会议文件(SPLOS/72),沿海国必须在2009年5月13日之前提交划界案,否则就视为弃权,永远失去合法扩展海洋版图的最后一次机会。后又考虑到一些发展中国家在划定大陆架外部界限中存在的财政与技术资源等方面的困难,2008年的缔约国第18次会议(SPLOS/183)决定,沿海国可在规定期限之前提交划界案初步信息,以履行有关最后期限的决议。因此,尽管大部分非洲沿海国家均在2009年5月13日这个最后期限前提交了划界案或划界初步信息,但鉴于非洲国家财政和科技水平的限制,其划界案均存在调查区域不全、数据资料不够、数据精度不高等诸多问题,亟需在正式审议前提交可靠的划界支撑数据。

3.2 划界国际合作的初步实践

近年来,西非尼日利亚、东非的莫桑比克和塞舌尔等先后提出与我国开展海洋科技合作,特别是在其大陆边缘开展大陆架划界地质地球物理调查研究的要求,以便为其划界案提供关键外部界限的支撑数据。我国大陆架划界技术开始迈向国际合作的新时代。

2012年,尼日利亚正处于已经提交初步划界方案但缺乏高精度划界数据的困境,中国利用“大洋一号”科考船,首次在尼日利亚西部大陆边缘获得高精度的多波束全覆盖地形,并准确获得了Avon大峡谷的走向和尼日利亚西部大陆边缘的高精度的地形地貌和地球物理场特征,不仅成为尼日利亚补充划界材料的有力保障,更为尼日利亚的海洋油气盆地、大陆边缘地质演化以及物理海洋、生物化学的研究提供第一手的基础资料和划界研究成果(中尼首次联合调查航次顺利结束,http:∥www.sio.org.cn/redir.php?catalog_id=84&object_id=7557.)。

2016年,我国与印度洋国家莫桑比克、塞舌尔合作的联合航次顺利完成,首次获得了南莫桑比克海盆的高分辨率多道地震剖面,清晰展示了沉积基底和层序地层构造,对揭示莫桑比克大陆边缘的构造演化及莫桑比克海脊的地壳属性与构造演化提供了强有力的数据支持(“向阳红10”船圆满完成中国—非洲国家国际合作调查航次,http:∥www.sio.org.cn/redir.php?catalog_id=84&object_id=69662.)。此次联合航次也极大支持了塞舌尔划界案的审议进程。此前,塞舌尔向大陆架界限委员会提交数据比较陈旧精度不够,导致科学证据不足,委员会对其主张存在质疑。中—塞联合航次在塞舌尔关键海域开展了多波束测深调查,获取了高精度的地形数据,并在航次结束后2个月内完成了数据处理、解释、成图和方案研究等工作并顺利提交委员会审议,为塞舌尔大陆架划界案提供了直接的科技支撑。

3.3 划界国际合作的持续意义

根据《公约》规定,沿海国应向大陆架界限委员会提交相应的划界文案和支持数据,通过审查,委员会将对沿海国大陆架外部界限划界案提出建议,沿海国在这些建议的基础上划定的大陆架外部界限才具有确定性和约束力。如果沿海国的主张不能被委员会接受,那么该国必须再次提交修改划界案。因此,提交划界案只是划界工作的第一步,后续还将面临诸多补充、陈述、修改的大量环节,这使得大陆架划界的国际合作更具有持续性和连贯性。

目前,“海上丝路”沿线已有17个国家提交了划界案,大部分划界案正在审议或等待审议(表2),也有部分国家的划界案因数据或争议问题推迟审议。我国在已经实践的多次大陆架国际合作中,不仅在划界重要地质支撑数据采集方面,更在数据分析、地质模型和划界系统上给予全方位的帮助,继而带动双方在海洋科技领域的全方位合作。2016年,我国与莫桑比克联合航次结束后,中莫双方海洋科研机构通过联合航次建立了深厚的友谊和合作愿景,随即,双方海洋科研机构签订了合作协议,联建中莫海洋联合研究中心,开展中莫海洋科技合作研讨会等,将双方在海洋科技领域的合作向更深、更广推进。

表2   “海上丝路”沿线部分国家大陆架划界工作进展(截止2018年6月)

Table 2   Progress in the delimitation of the continental shelf of the costal states along the "Silk Road" (as of June 2018)

洲别国家审议进展
亚洲中国东海部分划界案已提交,等待审议中
印尼关于苏门达腊岛西北区的部分划界案已完成审议,有可能会提新的划界案
马来西亚与越南联合提交的中国南海南部划界案推迟审议
菲律宾关于贝汉姆隆起部分划界案已完成审议,有可能会提新的划界案
新加坡未提交划界案
越南关于南海北部划界案推迟审议、与马来西亚联合提交的中国南海南部划界案推迟审议
缅甸推迟审议
斯里兰卡正在审议中
也门关于索科垂岛东南划界案推迟审议
阿曼等待审议中
非洲索马里划界案推迟审议(涉及索马里与其邻国肯尼亚和也门关于双边大陆架划界的未决问题)
肯尼亚正在审议中
马尔代夫等待审议中
毛里求斯关于罗德里格斯岛划界案暂停审议,等待数据补充
尼日利亚已经通过委员会建议
科特迪瓦正在审议中
塞舌尔数据补充后的划界案正在审议中
南非正在审议中
马达加斯加等待审议中

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4 前景展望

丝绸之路所承载的和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢精神在中外科技合作中展现无遗,“一带一路”最大的生命力在于展现中国是一个开放的大国,愿意把自己发展的红利与周边和世界分享,向世界提供公共产品。“一带一路”大陆架划界科技合作也是落实我国海洋科技“走出去”战略的重要举措,非洲两侧是全球最典型的离散型大陆边缘,是被动陆缘形成演化、沉积物源—汇过程的理想研究区,此外这一带还蕴藏有丰富的石油天然气资源潜力,可为大陆架地质地球物理调查提供了巨大的合作勘探空间及技术发展空间。全球大陆边缘的复杂性与多样性,决定我们必须要强化全球大陆边缘演化规律、动力学机制研究,重点发展海底高精度地形探测和地球物理系列精密探测技术,以便解决全球性海洋划界科技重大问题,并推广大陆架划界深海探测技术国际标准[15]

4.1 发展联合科考模式

在已经开展的多次大陆架划界合作中,中方通过合作航次的方式,以中方科考船及科学家为主,搭载外方科学家进行合作探测和数据处理的形式,高效地帮助外方获得他们想要的关键数据,再用中方研发的地质模型和划界体系为他们完善大陆架划界的方案,这一合作方式经实践得到了合作双方的广泛认同,不失为一种值得固化和推广的联合科考模式。

通过合作,我国不仅可以在合作国管辖水域内正常开展科考活动,在部分海况复杂区域还能获得合作国的军力保护,这对我国科考船和科学家的安全也十分重要。如在中国—尼日利亚合作航次中,因测量水域常有海盗出没,尼日利亚海军派驻士兵上船保护双方科学家及科考船的安全,使整个航次顺利完成。

这样的科技合作完全符合21世纪海上丝绸之路合作双赢的精神,未来我们与海上丝绸之路国家均建立大陆架划界合作交流,我国将会对印度洋周边水域的海底地质和资源环境的认知进一步深化,并为联合开发和保护管理提供科学依据和具体方案。

4.2 深化全球海洋认知

对我国来说,帮助非洲印度洋沿海国家开展大陆架测量与划界不仅是提升互信合作,更能深化我们对全球海洋环境的认知和对大陆架划界科学的理解。我国初步建立了大陆架划界的地质类型,这些基于总结和归纳的模型需要有更多的实践和数据来验证和完善。

我国是目前世界上少数几个拥有独立划界能力的国家之一,中国东海划界案的提交是对我国划界能力的验证,但这只是一种类型大陆架的实践。经过多年的国际合作,我国先后帮助尼日利亚、莫桑比克和塞舌尔完善了划界方案,这些丝路沿线国家都属于不同类型的大陆架地质类型,对我国完善理论创新提供了不可多得的实践范本。只有不断实践,不断完善,我国才能为世界提供更好更合理的公共产品,为世界海洋科技的发展做出贡献。

4.3 建立互信和深度合作

当今海洋世纪,海洋划界是各国的核心利益。利用划界开展国家间合作是一种深层次合作,是必须建立在互信基础上的合作,也是进一步推动双边关系的重要桥梁。同时,合作过程也是一个开放、交流、互信的过程,我国科考船每次进行国际合作航次,都会对当地的科研机构、政府、学校等开放参观,对加深双方了解和互知起到积极的推动作用。

2016年3月,执行国际合作航次的我国科考船“向阳红10”停靠毛里求斯路易港期间就迎来了包括毛里求斯总统法吉姆女士,毛里求斯海洋学院、气象局、海岸警卫队、外交部等多批政府、学界团队参观,毛里求斯方面非常希望将路易港变成中国科考船在西南印度洋的保障基地,欢迎中国科考船停靠毛里求斯。

5 结 语

在21世纪海上丝绸之路的建设中,从我国出发,历经东南亚、阿拉伯半岛、欧洲和非洲各沿海国,有大量的印度洋沿岸国家都会面临在大陆架划界的科技需求,中国也将通过海上丝路的不断合作在国际海底事务中担任起越来越重要的角色。为进一步适应国际大陆架划界技术支撑资料的高精度要求和国际大陆边缘科学研究的发展趋势,我国应大力研发近底和海底高精度地球物理探测手段,同时,在三大类地质模型中,今后应加强对洋岛型地质类型的调查,如塞舌尔、毛里求斯等国家均为典型的洋岛型大陆架类型,在技术手段和科学理论两方面协同发展,更好服务21世纪海洋丝绸之路的科技合作。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] Huang Wenxing, Zhu Benduo, Liu Liqiang, et al.

The influence of undersea feature naming on delimitation of continental shelf: A case study of Japan

[J]. Advances in Earth Science, 2016, 31(8): 811-819.

Magsci      [本文引用: 1]     

[黄文星, 朱本铎, 刘丽强,.

海底地理实体命名对大陆架划界的影响——以日本为例

[J]. 地球科学进展, 2016, 31(8):811-819.]

DOI      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

对日本大陆架划界案相关海域的海底地理实体命名进行动态跟踪,结果显示日本在大陆架划界案提交前后,命名了坂东海盆(Bando Basin),删除了半月海槽(Hangetsu Trough)新月海穴(Shingetsu Hole)和冲大东海槽(Oki-Daito Trough),修改了小笠原海底高原(Ogasawara Plateau)和冲大东海脊(Oki-Daito Ridge)附近的命名方案,这些命名和更名动作违背了一般的命名更名规则,其目的是扩展其大陆架边界。建议加强海底地理实体命名与海洋权益相关关系的研究工作,为维护国家海洋权益提供技术支撑。
[2] The Third United Nations Conference on the Law of the Sea. United Nations Convention on the Law of the Sea[M]. Beijing: China Ocean Press,1996.

[本文引用: 3]     

[联合国第三次海洋法会议. 联合国海洋法公约(汉英)[M]. 北京: 海洋出版社,1996.]

[本文引用: 3]     

[3] Peter J Cook, Chris Carlton.Continental Shelf Limits: The Scientific and Legal Interface[M]. Beijing: China Ocean Press, 2012:30-90.

[本文引用: 2]     

[Peter J Cook, Chris Carlton.大陆架外部界限——科学与法律的交汇[M]. 北京:海洋出版社,2012:30-90.]

[本文引用: 2]     

[4] Pan Jun.

On Russia's submission concerning the continental shelf beyond 200 NM

[J]. China Oceans Law Review,2012, (1):58-142.

[本文引用: 1]     

[潘军.

俄罗斯200海里以外大陆架划界案介评

[J]. 中国海洋法学评论, 2012,(1):58-142.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

[文摘]划定200海里以外大陆架的外部界限,对于沿海国的政治、经济和军事具有深远的战略意义,对于世界海洋的新格局至关重要。联合国大陆架界限委员会对首例200海里以外大陆架划界案———俄罗斯2001年划界案的审议和建议,使俄罗斯以及各沿海国切实体会到依据国际法将本国大陆架扩展至领海基线200海里以外的复杂性和艰巨性。首次受挫的俄罗斯目前一方面以务实的态度不断与周边国家协调并通过各种方式积极营造国际氛围,一方面在科学数据等方面继续勘测,为重新提交划界案积极准备。俄罗斯划界案的得与失对于各沿海国,尤其是海洋划界困难重重的中国,提供了可借鉴的科学和法律实践。[Abstract]Delimitation of the outer limits of the continental shelf beyond 200 nm is of far-reaching strategic significance for coastal States on their politics,economy and military affairs,and factors significantly in the new order set by the UN Convention on Law of the Sea.Russia’s 2001 Submission,the first one of this kind considered by the UN Commission on the Limits of the Continental Shelf,has acquainted Russia and other coastal States with the complexity and difficulty in their attempts to extend their continental shelf beyond 200 nm from the baseline of the territorial sea under international law.Frustrated,Russia has coordinated with its neighbors in a pragmatic manner and proactively created an international atmosphere,while carrying out further survey for geo-scientific data to prepare its resubmission carefully.The gains and losses of Russia’s submission have provided good lessons on scientific and legal practice for the coastal States, especially for China facing great difficulty in maritime delimitation.
[5] Fang Yinxia,Yin Jie,Tang Yong, et al.

The progress and situation of extended continental shelf delineation

[J]. China Oceans Law Review, 2016, (2): 1-36.

[本文引用: 1]     

[方银霞, 尹洁, 唐勇,.

全球外大陆架划界进展与形势分析

[J]. 中国海洋法学评论, 2016,(2):1-36.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

自2001年俄罗斯率先提交划定其200海里以外大陆架外部界限的划界案以来已经15年,截至2016年6月30日,大陆架界限委员会收到的划界案总数达81个,完成审议并通过委员会建议的划界案有24个。本文系统介绍了全球外大陆架划界案提交情况、委员会对划界案的处理模式以及审议时重点关注的问题等,并从科学和法律两个角度分析了当前外大陆架划界实践的特点与未来发展趋势。因此,本文建议,我们应加大相关科学技术和法理问题研究,及时总结大陆架制度理论与实践的最新发展,以便为我国今后外大陆架划界和积极应对侵害我国海洋权益的他国划界主张提供参考和借鉴。
[6] Li Jiabiao, Fang Yinxia, Wu Ziyin, et al.

Technologies and their application for the delimitation of the continental shelf beyond 200 nautical miles

[J]. Progress in Geophysics, 2013,28(2):531-539.

[本文引用: 1]     

[李家彪,方银霞,吴自银,.

200海里以外大陆架划界技术及其应用

[J].地球物理学进展,2013,28(2):531-539.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

本文讨论了法律意义的大陆架与 科学意义的大陆边缘的异同,介绍了扩展200海里以外大陆架的两条公式线、两条限制线和海脊规则等主要的外大陆架划界技术方法,论述了运用这些划界规则的 条件和标准,并指出了我国东海部分海域外大陆架划界案的基本原则、科学基础、法律依据和外部界限.
[7] Li Mingbi, Li Jiabiao, Fang Yinxia, et al.Geological Features of the Continental Margin and the Delineation of the Outer Continental Shelf Beyond 200 Nautical Miles[M]. Beijing: China Ocean Press, 2015.

[本文引用: 1]     

[黎明碧,李家彪,方银霞,. 大陆边缘地质特征与200海里以外大陆架界限确定[M]. 北京:海洋出版社, 2015.]

[本文引用: 1]     

[8] Fang Yinxia, Li Jiabiao, Li Mingbi, et al.

The formation and tectonic evolution of Philippine Sea Plate and KPR

[J]. Acta Oceanologica Sinica,2011,30(4):75-88.

[本文引用: 1]     

[方银霞,李家彪,黎明碧,.

菲律宾海与九州—帕劳洋脊板块的形成及其构造演化

[J]. 海洋学报,2011,30(4):75-88.]

[本文引用: 1]     

[9] Fang Yinxia, Tang Yong, Fu Jie.

Summary of recommendations by the commission on the limits of the continental shelf with regard to Japan's submission: A commentary

[J]. China Oceans Law Review, 2013,(2): 96-109.

[本文引用: 1]     

[方银霞,唐勇,付洁.

日本划界案大陆架界限委员会建议摘要解读

[J]. 中国海洋法学评论, 2013,(2):96-109.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

自日本外务省2012年4月28日宣布,日本200海里以外大陆架的申请获得了大陆架界限委员会(以下简称"委员会")的批准以来,关于其划界案涉冲之鸟礁区块的争论就一直吵得沸沸扬扬,备受国际社会关注。随着委员会分别于2012年5月15日和6月3日在联合国网站上公布了委员会第29届会议主席声明和日本划界案建议摘要,日本划界案审议结果已经是明明白白,那就是委员会根本不认可日本依据冲之鸟礁主张的外大陆架。日本除了借助冲之鸟礁外,在其他主张区还混淆概念,滥用《联合国海洋法公约》相关规定,以获取本国利益最大化,但并未得到委员会认可。本文对委员会建议摘要作全文解读,以便大家全面了解日本的划界主张和委员会的审议结果。
[10] Fang Yinxia, Li Jiabiao, Li Mingbi, et al.

Principles and methods for the submission consideration of the Commission on the Limits of the Continental Shelf—Cases study of recommendations summary made by the Commission

[J]. Journal of Marine Sciences, 2013,31(2):1-9.

[本文引用: 1]     

[方银霞,李家彪,黎明碧,.

大陆架界限委员会审议划界案的原则和方法——委员会建议摘要案例分析

[J]. 海洋学研究, 2013,31(2):1-9.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

由于全球大陆边缘地貌和地质特征的复杂性,且《联合国海洋法公约》(以下简称《公约》)第76条对200海里以外大陆架外部界限划定的规则存在一定的模糊性,导致大陆架外部界限的划定极其复杂。根据《公约》设立的大陆架界限委员会(以下简称委员会)负责审议沿海国提交的划界案并给出建议,委员会在外大陆架划界方面发挥重要作用。截止2012年12月底,委员会一共收到沿海国65份划界案,目前已完成其中18份划界案的审议工作并给出了建议。本文系统分析了各委员会建议摘要,对委员会在审议划界案时采用的划界原则、审议的关键技术问题等做了综合分析总结,以便为我国今后外大陆架划界和积极应对侵害我国海洋权益的他国划界主张提供参考和借鉴。
[11] Niu Xiongwei, Ruan Aiguo, Wu Zhenli, et al.

Progress on practical skills of Ocean Bottom Seismometer(OBS) experiment

[J]. Progress in Geophysics, 2014, 29(3):1 418-1 425.

[本文引用: 1]     

[牛雄伟, 阮爱国, 吴振利,.

海底地震仪实用技术探讨

[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(3):1 418-1 425.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

海底地震仪(OBS)广角地震探测技术已广泛应用于研究边缘海和大洋深部构造,与多道地震相比,其优势主要在于OBS通常使用4个分量,可以记录转换剪切波(S波);另外,在作业时还可以同时记录到天然地震.但对于不同科学目标(如洋陆过渡带或拆离断层)和不同工区(2D剖面或3D工区),其野外数据采集、室内数据处理、模型正反演及其误差分析都有差异且较为复杂,规范这个过程十分重要.本文根据多年的实际经验,结合2010年西南印度洋中脊开展的OBS地震试验的某测线数据采集、处理和模型正反演过程,详细介绍了OBS地震调查的海上作业(仪器投放,炸测和仪器回收)、数据处理(炮点和OBS位置校正,钟漂校正和滤波技术)、建模反演(RayInvr正演模型和阻尼最小二乘法反演)和模型分析评价(误差统计,模型分辨率和不确定性测试)的方法和流程,并总结了提高OBS回收率、数据处理、震相识别、2D与3D工区模型参数化、确定模型分辨率及其不确定性的实用技巧.
[12] Wu Zhenli, Li Jiabiao, Ruan Aiguo, et al.

Crustal structure of the northwestern sub-basin, South China Sea: Results from a wide-angle seismic experiment

[J]. Science in China(Series D), 2011,41(10):1 463-1 476.

[本文引用: 1]     

[吴振利, 李家彪, 阮爱国,.

南海西北次海盆地壳结构:海底广角地震实验结果

[J]. 中国科学:D辑, 2011, 41(10):1 463-1 476.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪(OBS)14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3(1in3=16.3871cm3).结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21km减薄至下陆坡的14km,在西北次海盆为7.7km;莫霍面埋深从上陆坡的21km上升到海盆中央的11km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1(沉积层)增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.
[13] Xia Shaohong, Cao Jinghe, Wan Kuiyuan,et al.

Role of the wide-angle OBS seismic exploration in the research of marine sedimentary basin

[J]. Advances in Earth Science, 2016, 31(11): 1 111-1 124.

[本文引用: 1]     

[夏少红, 曹敬贺, 万奎元,.

OBS广角地震探测在海洋沉积盆地研究中的作用

[J]. 地球科学进展, 2016, 31(11):1 111-1 124.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

海洋沉积盆地是地球系统中重要的构造单元之一,其形成演化涉及到壳—幔、岩石圈—软流圈以及沉积地层和沉积流体体系等一系列深浅部耦合作用和地球动力学机制的演变。海洋沉积盆地的研究既包括地球深部结构状态、物质组成和构造演化等区域构造方面,也包括盆地内部结构、构造特征以及沉积地层孔隙流体特征等盆地自身构造特征。海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)广角地震探测,以其深度上穿透能力强和能够同时获取P波和S波速度结构等方面的优势,近年来在海洋沉积盆地区域构造演化、内部结构与构造以及沉积地层孔隙流体发育特征等研究中发挥了越来越重要的作用。在张裂大陆边缘的研究中,OBS广角地震探测所获取的地壳结构模型为划分"火山型"和"非火山型"张裂陆缘提供了直接证据,地壳拉张减薄的程度和空间变化特征为海洋沉积盆地构造演化的动力学模拟提供了约束条件。在盆地内部结构和构造特征方面,OBS深地震探测对盆地内部的盐体构造、岩浆底辟构造等提供了有效成像,并获取了盆地内部超压状态的分布特征,弥补了常规多道地震在探测深度和复杂地质构造背景等方面的缺陷。在海洋沉积盆地内部流体体系的研究方面,OBS深地震探测揭示了天然气水合物储集区的速度结构,进而计算获取了储集区的厚度以及水合物和游离气体在孔隙中的含量。当然,随着OBS地震探测技术的发展、数据处理能力的提高以及仪器设备参数的改善等,未来OBS广角地震探测在海洋沉积盆地动力学演化过程和机制方面的研究中将继续发挥更大更广泛的作用。
[14] Liu Zhijun, Jin Jiye, Xing Zhe.

The data exchange study of the extended Continental Shelf Information System

[J]. Hydrographic Surveying and Charting, 2007, 27(6):62-64.

[本文引用: 1]     

[刘志军, 金继业, 邢喆.

外大陆架划界信息系统中数据交换方法

[J]. 海洋测绘, 2007, 27(6):62-64.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

采用VB.NET作为开发工具,ArcGIS Engine作为开发平台,进行外大陆架划界的数据交换研究,所开发的程序能够实现图元和文件层次的交换。该方法的研究对于我国外大陆架的划界有着非常重要的参考作用。
[15] Ma Letian, Feng Xuwen, Li Jiabiao.

Development and application of marine technology international standardization in China

[J]. Advances in Earth Science, 2017, 32(6): 660-667.

[本文引用: 1]     

[马乐天, 冯旭文, 李家彪.

海洋技术国际标准化在中国的起步及其实践意义

[J]. 地球科学进展, 2017, 32(6): 660-667.]

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

通过探讨海洋技术国际标准未来发展的4个方向:(1)海洋观测国际标准与先进的制造技术、信息技术相结合;(2)海洋通用技术朝着标准化方向发展;(3)海洋资源勘探与国际标准的紧密联系;(4)向更深的深海发展——潜水器技术与国际标准相结合,总结了我国现阶段在海洋技术国际标准化领域的初步实践成果。同时指出国际标准化组织海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)落户中国,是带动我国海洋技术标准走出去的契机,有利于推进海洋科技研发、标准研制和产业发展一体化。

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