淺談海洋資源 國立中山大學 海洋資源學系 陳一鳴

海洋領域  海洋生物  海洋化學  海洋地質  海洋物理

「資源」與「非資源」 「資源」 : 是指人類可利用來從事生活活動的種 種物質 「非資源」 : 人類對無法利用或對人類活動無用 的物質 無法利用的物質可能是不知如何利用，也可能 是不符合目前經濟上的開發而未利用 資源的認定會隨時間、地點而改變

非再生性資源 再生性資源 非再生性資源 : 非再生性資源 : 石油、天然氣、煤炭、礦石資源等，因資源的 存在量是一定，有用盡之日 石油、天然氣、煤炭、礦石資源等，因資源的 存在量是一定，有用盡之日 再生性資源 : 再生性資源 : (1) 水、太陽能、波浪等，不管如何利用， 都不會減少其資源量 (1) 水、太陽能、波浪等，不管如何利用， 都不會減少其資源量 (2) 魚、貝、介等生物，是屬於被利用後會補 充而恢復其資源量，但若取之過度就會破 壞資源之再生能力。 ( 再生性、更新性 ) (2) 魚、貝、介等生物，是屬於被利用後會補 充而恢復其資源量，但若取之過度就會破 壞資源之再生能力。 ( 再生性、更新性 )

海洋生物資源 一般稱為「漁業資源」，即生產糧食 此產業擴大即為「水產業」，包括養殖、加 工、冷凍及漁業之周邊產業 聯合國 FAO 的估計 ，漁業資源年產量 9000 萬 ～ 1 億公噸，目前產量已達飽和

水產業之未來 水產業已由捕撈走向養殖 由陸地的水產養殖發展到海面箱網養殖 由魚苗放流的栽培漁業發展到海洋牧場 之資源再生保育模式

生物資源的用途  食用  醫藥  輕工業  化工業  建築業

海洋生物八大類  微生物  浮游生物  海藻  無脊椎動物  魚類  爬蟲類  鳥類  哺乳類

1 、微生物 微生物主要是指細菌及真菌 細菌之固氮作用 細菌之固氮作用 生產氨基酸、酒精、有機酸、維生素 生產氨基酸、酒精、有機酸、維生素 生產抗生素 、抗癌藥物、抗病毒、抗真菌、 止痛、消腫、升降血壓、腸子蠕動促進或抑制、 止血、氣管放鬆或收縮、肌肉收縮或放鬆、心 跳加速或緩慢 生產抗生素 、抗癌藥物、抗病毒、抗真菌、 止痛、消腫、升降血壓、腸子蠕動促進或抑制、 止血、氣管放鬆或收縮、肌肉收縮或放鬆、心 跳加速或緩慢 海洋酵母 發酵工業用 海洋酵母 發酵工業用

2 、浮游生物 浮游植物 浮游植物 浮游動物 浮游動物

浮游植物 用在健康食品上 螺旋藻 用在工業上 牙膏、 化妝品、過 濾器上、 化學工程上的吸附劑 矽藻（矽藻土）

浮游植物 「初級生產者」或「基礎生產者」「初級（基礎）生產力」 * 外洋 ( 占海洋面積 90%) * 外洋 ( 占海洋面積 90%) ＜ 50g C/m2/year ＜ 50g C/m2/year * 沿岸水域 ( 占海洋面積 l0%) 100g C/m2/year * 沿岸水域 ( 占海洋面積 l0%) 100g C/m2/year * 湧升流區 ( 占海洋面積 0.1%) 300g C/m2/year * 湧升流區 ( 占海洋面積 0.1%) 300g C/m2/year

浮游動物 直接利用大型的浮游動物 水母（海哲皮） 水母（海哲皮） 南極蝦 南極蝦 毛蝦（蝦皮） 毛蝦（蝦皮） 櫻花蝦 櫻花蝦

浮游動物 食物鏈「大魚吃小魚、小魚吃蝦米、蝦米吃泥巴」 * 泥巴 ( 浮游動物 ) 「初級消費者」 * 泥巴 ( 浮游動物 ) 「初級消費者」 * 蝦米、小魚 「次級消費者」 * 蝦米、小魚 「次級消費者」 * 大魚 「三級消費者」 * 大魚 「三級消費者」

3 、海藻 食用 海帶（昆布）、裙帶菜（海帶芽、嫩海帶） 龍鬚菜、石花菜、紫菜（海苔）、海菜 食用 海帶（昆布）、裙帶菜（海帶芽、嫩海帶） 龍鬚菜、石花菜、紫菜（海苔）、海菜 食品、藥品及工業上 海藻膠 食品、藥品及工業上 海藻膠

4 、無脊椎動物 常利用 常利用 蝦、蟹類 節肢動物門 蝦、蟹類 節肢動物門 烏賊、章魚、螺貝類 軟體動物門 烏賊、章魚、螺貝類 軟體動物門 珊瑚、海葵、水母 刺細胞動物門 珊瑚、海葵、水母 刺細胞動物門 海蔘、海膽 棘皮動物門 海蔘、海膽 棘皮動物門 海綿 海綿動物門 海綿 海綿動物門

5 、魚類 魚類分為硬骨魚及軟骨魚 魚類分為硬骨魚及軟骨魚 用途 食用 : 硬骨魚為主 用途 食用 : 硬骨魚為主 觀賞 : 熱帶魚、金魚、錦鯉 觀賞 : 熱帶魚、金魚、錦鯉 藥用 : 海馬、海龍、河豚 藥用 : 海馬、海龍、河豚 魚油 : 來自沙丁魚或鮭魚身體 魚油 : 來自沙丁魚或鮭魚身體 魚肝油 : 來自鱈魚、鯊魚等肝臟 魚肝油 : 來自鱈魚、鯊魚等肝臟 魚膠 : 鱈魚等魚類的鰾 魚膠 : 鱈魚等魚類的鰾 皮包 : 鯊魚皮 燈籠 : 河豚皮 皮包 : 鯊魚皮 燈籠 : 河豚皮 魚粉或堆肥 : 魚的內臟、骨骼 魚粉或堆肥 : 魚的內臟、骨骼

6 、爬蟲類 海蛇、海龜 海蛇、海龜 食用、藥用 食用、藥用 海龜均已被列為保育類生物 海龜均已被列為保育類生物

7 、鳥類 海鳥蛋可食用 海鳥蛋可食用 燕窩是進補食品 燕窩是進補食品

8 、哺乳類 鯨、豚已往也被當作食物 鯨、豚已往也被當作食物 鯨、豚目前為休閒觀光資源 鯨、豚目前為休閒觀光資源

海洋非生物資源  海洋天然物化學  海洋無機化學  海洋地質資源  海洋能源資源

天然物化學 十七世紀金雞鈉樹的樹皮治療瘧疾 十七世紀金雞鈉樹的樹皮治療瘧疾 有效成分奎寧，瞭解其分子結構 有效成分奎寧，瞭解其分子結構 中藥利用植物，藥效分子結構不清楚 中藥利用植物，藥效分子結構不清楚 「生藥學」未精製成純品的科學 「生藥學」未精製成純品的科學 「抗癌藥物」進入人類臨床試驗階段的藥 「抗癌藥物」進入人類臨床試驗階段的藥 「抗腫瘤藥物」活體動物上具有活性的藥 「抗腫瘤藥物」活體動物上具有活性的藥 「細胞毒性物質」試管中能殺死各類癌細 胞的物質 「細胞毒性物質」試管中能殺死各類癌細 胞的物質

天然物化學 「天然物」是並非生物均須具備並賴以維 持生命之物質 「天然物」是並非生物均須具備並賴以維 持生命之物質 研究維持生命之物質歸類在「生物化學」 的範疇 研究維持生命之物質歸類在「生物化學」 的範疇 維持生命之不可或缺的這些物質被稱為 「一次代謝產物」 維持生命之不可或缺的這些物質被稱為 「一次代謝產物」 「天然物」是由各種不同的生物，利用其 各自發展出來的獨特生化反應，又稱為 「二次代謝產物」 「天然物」是由各種不同的生物，利用其 各自發展出來的獨特生化反應，又稱為 「二次代謝產物」

天然物的取得 一、自然界二、飼育生物三、化學合成四、基因工程

海洋無機化學 海水中水含量為 96.5% ， 3.5% 為鹽類 海水中水含量為 96.5% ， 3.5% 為鹽類 除為冷卻水外，無法直接利用 除為冷卻水外，無法直接利用 一般植物＜ 1200 毫克 / 升含鹽量之水 一般植物＜ 1200 毫克 / 升含鹽量之水 人和動物的飲用水所含鹽分＜ 500 毫克 / 升 人和動物的飲用水所含鹽分＜ 500 毫克 / 升 海水含鹽量＞ 3000 毫克 / 升 海水含鹽量＞ 3000 毫克 / 升 海水之鹽分濃度 ( 鹽度 ) 為 35g/Kg 海水之鹽分濃度 ( 鹽度 ) 為 35g/Kg 海水淡化去鹽後才能使用 海水淡化去鹽後才能使用

脫鹽的方法 一、蒸餾法二、電析法三、逆滲透法四、冷凍法五、水蒸氣冷凝法

傳統晒鹽場 晒鹽場需具備下列條件 1. 地勢低，以利於引進海水 2. 具有不易滲水 ( 如黏土 ) 的底質 3. 蒸發量需明顯高於降雨量 ( 每年 100 ～ 120 公分 )

海水蒸發結晶產物 三氧化二鐵碳酸鈣石膏鹽硫酸鎂氯化鎂溴化鈉氯化鉀

鎂 鎂及其化合物在工業上的需求量相當大鎂在地殼中的含量為第八位 在海水中則居第三位 ( 約 1300 毫克 / 升 )

溴 地殼中含量很少 ( ＜ 0.1 毫克 / 升 ) 海水中的含量約為 67 毫克 / 升 所以海水是工業上大量提取溴的來源製造滅火劑、液壓流體、殺蟲劑

鉀 地殼組成成分中含量占第七位 海水中含量則占第六位 ( 約為 387 毫克 / 升 ) 主要用途是作為農業上的肥料 目前全世界所使用的鉀 ( 鹽 ) 均來自陸地上

鈾 海水中含有微量的鈾 (3.3 微克 / 升 ) 以三碳酸二氧化鈾錯離子的形式存在 如何將此微量的鈾自高鹽分中分離出來， 在技術上是一相當大的考驗 以海水總體積 14 億 m 3 來估算，海水中的鈾 含量高達 45 億公噸

海洋無機物 黃金 重水 ( 氧化氘 ) 用於核子反應爐中的緩衝劑

海洋地質資源 礦產資源 分為三個範疇  能源資源：石油、天然氣、煤、鈾礦和地熱  金屬資源：鐵、銅、鉛、鋅、金、銀  非金屬資源：砂石、石灰石、硫黃、寶石、 磷肥

海洋礦產資源 生產狀況分類： 1. 海水中之元素 1. 海水中之元素 2. 濱海地帶之礦產 2. 濱海地帶之礦產 3. 大陸邊緣地區之礦產 3. 大陸邊緣地區之礦產 4. 深海地區之礦產 4. 深海地區之礦產

濱海地帶之礦產 重礦物之礦砂 * 金紅石、鈦鐵礦、磁鐵礦、鋯石、金剛石 * 金紅石、鈦鐵礦、磁鐵礦、鋯石、金剛石 * 比重大於 2.85 ，比一般礫石、砂要重 * 比重大於 2.85 ，比一般礫石、砂要重 * 附近有適當的母岩，經自然的風化、搬運、 淘選和富集等作用才能形成 * 附近有適當的母岩，經自然的風化、搬運、 淘選和富集等作用才能形成

大陸邊緣地區之礦產 包括大陸棚、大陸斜坡、大陸隆起及大陸邊緣 的海溝 大陸棚：主要為石油種天然氣，海底煤田、 砂石礦、磷灰岩、海綠石、重晶石及鈣質貝 殼等 大陸斜坡、大陸隆起：油氣 海溝：熱泉作用會有金屬礦之富集

海域石油探勘 1930 年代的美國加州外海 離岸水深約 7 公尺的海域上 至少有七十個國家在執行海域鑽探三十多個國家有海域油氣的生產海域油田提供了全世界四分之一的原油

深海地區之礦產 包括深海平原、海洋隆起及洋脊，還有海底 山、海桌山 礦產有深海沈積物（鈣質軟泥及矽質軟 泥）、深海錳核 洋脊處熱泉形成硫化金屬礦 中洋脊因岩漿的結晶分化作用形成金屬礦 之富集（鉻鐵礦）

海洋能源資源  優點： 1 、不需燃料，可再生，蘊藏量豐富 2 、無污染 3 、海洋面積廣大  缺點： 1 、成本高 2 、能源轉換效率低 3 、海洋的風、浪、環境惡劣 4 、海水具腐蝕性

海洋能源可利用性 1 、海洋溫差發電 1 、海洋溫差發電 2 、波浪能源 2 、波浪能源 3 、洋流發電 3 、洋流發電 4 、鹽差發電 4 、鹽差發電

海洋溫差發電 利用深層水之低溫（ 1000m 為 4 ℃）與 表層水之高溫（ 23 ～ 28 ℃）之 表層水之高溫（ 23 ～ 28 ℃）之 溫差推動渦輪發電 溫差推動渦輪發電 雖效率僅 3% 但海水量大 但海水量大

波浪能源 波浪的成長三個因素： 1 、風速； 2 、吹風歷時； 3 、吹風距離 1 、風速； 2 、吹風歷時； 3 、吹風距離 風與波浪的能量收支達平衡時，波高不再 增加 風速再增加，便會產生碎波 淺水地區時，波浪的能量會散失於海底摩 擦力和碎波的過程中 可發電 ( 氣動裝置 ) 、海水淡化 ( 逆滲透膜 )

洋流發電 截取海流能源的方式類似於風力發電 輪葉的設計重量可以較輕 輪葉的設計重量可以較輕 如何因定整體結構於海中 如何因定整體結構於海中 如何克服材料腐蝕 如何克服材料腐蝕 如何克服生物滋長 如何克服生物滋長 有待努力 有待努力

鹽差發電 獲取鹽差能量的方法：一、滲透式能量轉換系統二、不同濃度的溶液所具有的蒸氣壓力差三、電析法，藉著離子交換膜產生電位差 四、太陽能鹽水池，藉著淡水和鹽水之間 的密度差，來阻止水池內因日曬所 贓的熱對流現象，而達到吸熱和儲熱的 效果

其他的海洋資源  河口、紅樹林區 河川帶來豐富的營養物質水流減緩使營養物易沉澱形成了豐富的營養鹽提升初級生產力帶動整體生產量增加環境變化大造成生物多樣性高

淺海域  珊瑚礁區 水溫高使生物代謝速率快且有躲藏空間有附著空間造成生物多樣性高

深海域 深層海水  低溫性 ：冷卻氣溫，生物培育等空調  清淨性 ：無污染，無細菌，可做飲用水、 食品加工用水、生物裁培等  富營養性：海水植物裁培等

深海域  深海魚 DHA 、 EPA  海地熱泉、冷泉 生物 ( 硫化菌 ) 利用化學合成作用 （ chemosynthesis ）合成有機物 再經由食物鏈，而使生物多樣化熱泉處因為水溫高使其生產力變高生物量也多

休閒觀光資源  具備生物多樣性保育理念 具有生態系多樣性具有物種多樣性具有基因多樣性具有文化多樣性結合傳統的智慧永續發展

珍古德博士 : 「唯有接觸才會認識， 唯有認識才會關懷」

謝 謝