2025年大学《海洋科学与技术》专业题库- 深海矿物资源开发与环境保护

2025年大学《海洋科学与技术》专业题库——深海矿物资源开发与环境保护考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题4分，共20分）1.深海多金属结核2.海底热液硫化物3.深海环境脆弱性4.海底采矿连续斗式挖斗系统5.海底环境影响评估二、简答题（每题6分，共30分）1.简述深海矿物资源的主要类型及其分布特征。2.深海采矿活动可能对海底生物多样性造成哪些主要影响？3.国际法中，与深海矿产资源开发相关的核心法律原则有哪些？4.简述进行深海采矿活动需要进行环境影响评估的主要原因和主要内容。5.与浅海采矿相比，深海采矿面临哪些独特的工程技术挑战？三、论述题（每题10分，共40分）1.论述深海采矿对深海物理化学环境可能产生的长期影响，并提出相应的减缓措施。2.结合当前技术发展，分析实现深海矿物资源可持续开发的路径与面临的障碍。3.阐述建立深海生物多样性保护区的必要性与潜在挑战，并探讨有效的管理策略。4.评述《联合国海洋法公约》关于深海矿产资源开发的规定及其在实践中的应用前景。试卷答案一、名词解释1.深海多金属结核：指分布于深海海底，主要由锰、铁、铜、镍、钴等金属元素氧化物、氢氧化物或碳酸盐组成的球状或不规则状结核状矿物集合体，是深海重要的矿产资源之一。**解析思路：*考察对深海矿产资源主要类型的基本定义和理解。需答出其形态（结核状）、主要分布区域（深海海底）、主要成分（金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐）以及资源属性（重要矿产资源）。2.海底热液硫化物：指在海底火山活动区域，高温热液与海水混合，从海底喷口（黑烟囱、白烟囱）排出，在喷口附近沉积形成的富含铁、锰、铜、锌、金、银等金属的硫化物矿物集合体。**解析思路：*考察对另一类重要深海矿产资源的定义。需答出其形成地点（海底火山活动区域、喷口）、形成过程（高温热液与海水混合）、主要成分（金属硫化物）及其形态（沉积物）。3.深海环境脆弱性：指深海环境（特别是深海生态系统）具有低能量输入、物种演化历史悠久、生物多样性独特、营养盐贫瘠、环境容量极低等特点，使其对人类活动干扰（如采矿）极为敏感，一旦遭到破坏，难以恢复。**解析思路：*考察对深海环境特征及其敏感性（脆弱性）的理解。需答出深海环境的几个关键特征（低能量、独特生物、低容量等）以及这些特征导致的结果（敏感、难恢复）。4.海底采矿连续斗式挖斗系统：指一种常用于深海采矿的机械开采系统，通过一个大型挖斗在海底挖掘矿物，并将矿物装入选矿舱，再通过提升系统将矿物运送到水面。**解析思路：*考察对一种具体深海采矿技术的了解。需答出其名称（连续斗式挖斗系统）、基本工作方式（挖掘、装载、提升）以及它是用于什么目的（海底采矿）。5.海底环境影响评估：指在深海采矿活动开始前，系统性地调查、预测和评估该活动可能对海洋环境（物理、化学、生物、地质等方面）造成的短期和长期影响，并据此提出避免、减轻或补偿这些影响的措施的过程。**解析思路：*考察对环境影响评估概念的理解。需答出评估的时间点（活动前）、对象（采矿活动）、内容（影响调查、预测、评估）、目的（提出缓解措施）。二、简答题1.深海矿物资源的主要类型包括深海多金属结核、富钴结壳、海底热液硫化物和海底块状硫化物等。其分布主要集中于大洋中脊、海山、海隆等地质构造活动活跃的区域，以及大陆坡和大陆架的某些部位，具有明显的区域分布特征。**解析思路：*要求概述主要类型和分布区域。类型要准确列举几种主要类型，分布要提及主要区域（大洋中脊等）和特点（区域分布）。2.深海采矿活动可能对海底生物多样性造成的影响包括：物理破坏，即采矿设备直接破坏海底栖息地，移除底栖生物；化学影响，如开采过程产生的废水、化学物质可能对周围水体和沉积物造成污染，影响生物生理；生物影响，可能通过改变食物来源、栖息地结构或直接毒性作用影响生物生存；以及可能引入外来物种或改变物种间的相互作用。**解析思路：*要求列举主要影响方面。要从物理、化学、生物三个层面展开，并分别说明可能的具体影响方式（如栖息地破坏、水体污染、生理影响等）。3.国际法中，与深海矿产资源开发相关的核心法律原则主要有：主权权利与管辖权原则（沿海国对大陆架和专属经济区内的资源拥有主权权利，对国际海底区域内的资源拥有主权权利和管辖权）；平行开发制度原则（国际海底区域的资源由缔约国企业（CoFi）和国际海底管理局（ISA）平行开发）；国际海底区域为人类共同继承的遗产原则（其资源不属于任何国家，应用于全人类的福利）；以及环境保护原则（要求在资源开发活动中必须保护海洋环境）。**解析思路：*要求概述核心法律原则。需要提及《联合国海洋法公约》的相关规定，至少包括主权权利、平行开发、共同继承遗产、环境保护这几个关键原则。4.进行深海采矿活动需要进行环境影响评估，主要是因为深海环境具有高度的特殊性和脆弱性，采矿活动可能对其造成不可逆转的损害。环境影响评估的主要内容包括：评估采矿活动对深海物理环境（如地形地貌、水流）、化学环境（如沉积物化学成分、水体化学指标）、生物环境（如生物多样性、生态系统结构功能）和地质环境可能产生的影响；预测这些影响的范围、程度和持续时间；评估不同采矿规模和方式下影响的差异；并提出有效的环境保护措施和监测计划，以确保采矿活动符合可持续发展的要求。**解析思路：*首先说明进行评估的必要性（深海环境特殊脆弱、可能造成损害）。然后详细列出评估的主要内容，涵盖物理、化学、生物、地质四个方面，并提到影响预测、措施提出等环节。5.与浅海采矿相比，深海采矿面临独特的工程技术挑战，主要包括：超深渊环境适应性，设备需承受极高的水压和极低的温度；高压、低温下的材料腐蚀问题严重，对设备材料选择和设计提出极高要求；深海能见度低，光线昏暗，给设备的操作、维护和人员的远程操控带来困难；深海通讯和定位技术难度大，难以实现实时精确控制；矿物开采、提升、运输过程中的能量消耗巨大，效率有待提高；以及深海地质条件复杂，对勘探、选址和设备稳定性提出更高要求。**解析思路：*要求对比说明深海采矿的独特挑战。需从环境因素（高压、低温）、材料科学、操作维护、通讯定位、能源效率、地质勘探等多个方面，具体阐述与浅海采矿的不同之处和难度。三、论述题1.深海采矿对深海物理化学环境的可能长期影响主要包括：大面积、永久性的海底地形地貌改变，破坏原有洋流模式或边界，可能影响区域甚至全球海洋环流；采矿废水（如液压油、化学药剂）的长期扩散可能改变海底沉积物的化学成分，造成化学污染，影响底栖生物的生存环境；重金属等物质的长期释放可能富集在沉积物和生物体内，通过食物链传递产生累积效应；以及采矿活动可能改变海底的声学环境，对依赖声音进行通讯和捕食的深海生物产生长期干扰。减缓措施可包括：设定严格的采矿区域和深度限制，建立海底保护区；采用对环境扰动较小的采矿技术（如气举式采矿）；加强开采过程中的环境监测，实时掌握影响范围；制定严格的废弃物处理和排放标准，确保废水达标排放；进行环境影响后评估，根据监测结果调整采矿活动或加强环境修复措施。**解析思路：*首先明确论述对象（物理化学环境长期影响）。然后分点详细阐述可能的具体影响（地形改变、洋流影响、化学污染、生物累积、声学干扰）。接着，针对这些影响，提出切实可行的减缓措施（区域限制、技术选择、过程监测、排放标准、后评估等），并说明各项措施的作用。2.实现深海矿物资源可持续开发的路径在于平衡资源利用与环境保护，其核心在于建立有效的管理框架和采用负责任的开采实践。路径包括：加强深海环境科学研究，全面了解资源分布、环境系统及其相互作用，为决策提供科学依据；建立健全的国际法和国内法体系，明确各方权利义务，设定严格的开发标准和环境影响评估要求；实施基于生态系统的管理方法，将环境保护目标纳入资源开发规划，优先保护关键生态系统和物种；探索和推广环境友好型采矿技术，如低扰动采矿、原地提取、可再生能源利用等，最大限度减少环境影响；建立透明的监管机制和有效的监测系统，确保开采活动符合法规要求，并及时发现和应对环境问题；鼓励国际合作，共享信息、技术和经验，共同应对深海开发带来的挑战；并将深海资源的开发收益用于深海环境保护和当地社区发展，实现经济、社会和环境的共赢。面临的障碍主要包括：技术成本高、风险大，商业可行性面临挑战；环境科学认知不足，难以准确预测和评估长期影响；国际法体系尚不完善，存在争议和执行难题；缺乏有效的全球性监管和协调机制；以及社会公众对深海开发的关注度提高，环保压力增大。**解析思路：*首先点明可持续发展的核心（平衡利用与保护）。然后提出实现路径，从科学认知、法律体系、管理方法、技术应用、监管机制、国际合作、收益共享等多个维度展开论述。最后分析面临的主要障碍，如技术、科学、法律、管理、社会等方面。3.建立深海生物多样性保护区的必要性体现在：深海生态系统独特且极其脆弱，一旦破坏难以恢复，保护区是保护这些特殊生态系统和珍稀物种的最后防线；有助于维护全球生物多样性的完整性和生态平衡，深海生物在地球生态系统中扮演着重要角色；为进行长期的生态监测和研究提供受保护的“自然实验室”，有助于深入理解深海生态系统的运作规律；提升公众对深海环境保护的意识，增强社会对保护海洋的责任感；在国际层面展现保护海洋环境的决心，促进相关国际合作的开展。潜在的挑战主要包括：科学认知的局限，难以精确划定保护效果最佳的区域，可能遗漏关键栖息地或物种；划定保护区可能与国际海底区域的“自由开发”原则（平行开发制度）产生冲突或协调难题，涉及资源开发活动与环境保护的平衡；保护区管理的执行难度极大，深海环境恶劣，监控和执法成本高昂，效果难以保证；可能对周边国家的经济活动（如渔业、资源开发）产生潜在影响，引发国际争端或国内利益冲突；以及需要建立有效的国际或区域性管理机制来协调保护区的设立和管理。**解析思路：*首先从生态保护、全球意义、科学研究、公众意识、国际合作等方面论述建立保护区的必要性。然后从科学、法律/政策、管理、经济/政治等角度分析可能面临的挑战。4.《联合国海洋法公约》（UNCLOS）及其第11部分是规范国际海底区域（Area）矿产资源开发的核心法律框架，确立了国际海底区域为人类共同继承的遗产、资源开发应遵循平行开发制度、由国际海底管理局（ISA）管理、确保资源用于全人类福利等基本原则。其规定对深海资源开发具有重要指导意义，要求任何国家或企业进行资源勘探、开发和利用活动都必须遵守这些原则和相关程序，例如进行环境影响评估、提交开发计划、接受ISA的监督和管理等。然而，该公约的规定在实践中的应用仍面临诸多挑战：部分条款的界定和执行存在模糊之处，如“环境损害”的认定标准、保护区的设立标准等；平行开发制度在实践中遇到融资困难、技术瓶颈和效率低下的问题；ISA在资源管理、监督和争端解决方面的能力和权威性有待加强；各国在资源开发利益分配上存在分歧；