《深海瑰宝之下——深海矿产开发现状及其环境影响机制梳理》

作者陈书凌庞雨萌 编辑李小溪周薇 致谢（按姓氏首字母顺序排列）保航董世杰李茹萍薛桂芳张安琪张雨靖张朝晖 简报设计 贾森迪 著作权及免责声明 除标明引用的内容以外，本简报内所有内容（包括文字、数据、图表）的著作权及其他知识产权归绿色和平所有。如需引用本简报中的数据及图表，请注明出处。标明由绿色和平拍摄的照片必须取得绿色和平授权后方可使用。 本简报为基于有限时间内公开可得信息研究产出的成果。如本简报中相关环境信息存在与真实信息不符的情况，欢迎与我们联系：greenpeace.cn@greenpeace.org。由于信息获取渠道的局限性，绿色和平不对简报中所含涉信息的及时性、准确性和完整性作任何担保。 本简报资料收集时间为2023年11月30日至2024年3月26日，研究期间之外，各信息平台上公开的环境信息如有被更改或增加，不被包括在此研究结果分析中。本简报仅用于政策参考、信息共享和环保公益目的，不作为公众及任何第三方的投资或决策的参考。 发布时间：2024年5月 封面图：《深蓝奇遇》 执行摘要 1 第一章 深海采矿含义及现状2 1.1深海采矿简介3 1.2 三种主要的深海矿产资源及其分布3 1.2.1 多金属结核1.2.2 多金属硫化物1.2.3 富钴铁锰结壳333 1.3 国际海底区域的深海采矿管理5 1.3.1 国际海底管理局介绍1.3.2 国际海底管理局关于深海采矿的管理规定1.3.3“两年规则”569 1.4 深海采矿进程备受关注10 第二章 深海采矿的环境影响机制11 2.1 深海采矿的生态环境影响12 2.1.1 生物多样性的威胁2.1.2 金属类的化学污染2.1.3 海底悬浮物的生物影响2.1.4 噪声、灯光和震动产生的物理扰动14141414 2.2 其他潜在威胁14 第三章总结与建议16 参考文献 18 Executive Summary 执行摘要 由于人类对深海认知的诸多空白、采矿活动复杂的生态环境影响和高评估难度以及开发规章的缺失，越来越多的国家、社会组织和企业开始明确表达对开启 深 海 采 矿 的 担 忧 。当 前 情 形下，不论是各国政府，还是企业决 策 者，都 应 谨 慎 对 待 深 海 采矿，遵循预防性原则，暂缓深海矿产商业开发的进程，并为深海研究和法规制定创造机会。 近年来，深海采矿日益受到人们关注，同时也引发了许多讨论。对于大多数人来说，深海采矿和深海一样，都是陌生的领域。本简报旨在通过梳理学术文献、专业报告和会议简报等公开材料，系统地呈现深海采矿的起源、研究进展、管理现状和各方态度，以期为读者提供必要的背景信息，助其全面理解人类与海洋的关系。 深海采矿是指从水深约1,000米以下的深海海底挖掘、提取矿产资源的过程，目前主要涉及到三种矿产资源：多金属结核，多金属硫化物和富钴铁锰结壳。这些矿产资源主要分布在深海平原、大洋中脊和深海海山，这些区域往往也具备着丰富、独特的生物多样性。此外，深海矿产资源的分布区大部分位于国家管辖范围以外的国际海底区域。1 目前深海采矿在全球范围内仍处于探矿和勘探阶段，尚未进入商业开发。国际海底区域内的深海采矿活动由国际海底管理局（简称“海管局”）统一管理，其中有30个勘探合同处在有效期内。迄今为止，海管局已经出台了针对探矿和勘探活动的相关管理规定，而关于开发的规章草案仍处在谈判阶段。 随着人们对海洋的重要性及其所受威胁的认识不断提升，对于保护海洋生态环境的重视也在日益增长。《联合国海洋法公约》提出了保护海洋生态环境的原则；2022年，“在2030年前保护30%海洋”（简称“3030”）的目标得到通过；2023年，历史性的《<联合国海洋法公约>下国家管辖范围以外区域海洋生物多样性的养护和可持续利用协定》2达成，更是为实现海洋生态保护目标提供了有力工具。 2021年7月，加拿大矿产开发企业The Metals Company的全资子公司瑙鲁海洋资源有限公司（NORI）向海管局提交深海矿产资源开发申请而触发了“两年规则”。按照规则，海管局须在两年内，即2023年7月前，完成开发规章的制定。然而由于此前各方未能就开发规章草案的文本内容达成一致，仍需进一步磋商，预计将于2025年完成。这意味着在开发规章尚未到位的前提下，采矿公司有可能递交矿产资源开发的申请并获得批准。 在 认 识 海 洋 、评 估 人 类 活 动 影响、完善海洋管理措施方面，我们仍需加倍努力，以确保对海洋资源的开发建立在完备的保护基础之上。 研究显示，深海采矿可能给海洋生态环境造成诸多破坏及威胁：采矿活动将直接移除作业范围内的深海生境；深海采矿过程中释放的重金属等化学物质以及搅动起的悬浮物将污染周边的深海环境；采矿作业引发的噪音、震动和光线等物理干扰会扩散至范围更加广阔的海域……这些影响有可能导致脆弱的深海生态系统功能发生不可逆转的衰退或丧失，而依赖特殊深海生境的物种也将因此受到威胁。深海生态系统具备的重要生态学意义及其普遍的脆弱性亟需得到我们的重视。此外，深海采矿在经济上的低投入产出比以及其对沿海国家和社区的潜在社会经济影响也应被充分考量。 全球海洋连通一体并与人们的生产生活紧密相连，在这个蓝色星球上，没有任何人或国家是一座孤岛，我们的行动与海洋的未来息息相关。我们期待各国各界携手合作，共担责任，一起提升海洋保护和可持续管理。 第一章 深海采矿含义及现状 深海采矿是指从深海海底挖掘并提取矿产资源的过程。海洋学上，深海通常指代水深超过1,000米的海域，3全球深海海域面积占比可达到90%。4虽然在水深大于1,000米的海域，几乎没有光照和光合作用，但深海依然孕育着丰富的生物多样性，也潜藏着诸多矿产资源。其中，深海矿产的发现最早可以追溯到19世纪七十年代的英国皇家海军舰艇“挑战者号”科学考察。5 由于克拉里昂-克利珀顿断裂带结核矿场占地面积大且囊括不同的地质类型和生态环境，包括地形条件、生态系统组成以及多金属结核大小和密度在内的基线数据仍存在大量空白。24,25然而相比之下，学术界对其他结核矿场的认知则更为有限。 1.1深海采矿简介 不 管 是 在 国 家 管 辖 海 域，还 是 在 国 际 海 底 区 域（即 超 出国家管辖范围的海床、洋底及其底土，可参考图2），深海矿产都有分布，但大部分都在国际海底区域。6,7深海矿产的开发可分为先后三个阶段：探矿（prospecting）、勘探（exploration）和开发（exploitation）。尽管深海矿产尚未进入商业开发阶段，近年来广泛的矿产勘探、科学研究和产业布局都展示出各国政府和企业层面对深海矿产的格外关注。新西兰8和巴布亚新几内亚9均曾经在国家管辖海域开展过深海采矿项目，但目前均已暂停。库克群岛、日本等国家仍在国家管辖海域内进行着深海矿产勘探工作。2024年，挪威通过议会投票，开放了针对挪威管辖的北极水域内的深海矿产勘探开发申请。10 1.2.2 多金属硫化物 多金属硫化物是富含铜、铅、锌、铁、钼、金和银的矿物沉积物，多出现在水深2,500米的海域。26其在活跃的热液喷口27附近产生，并在喷口活动暂停或永久停止后沉积，原理和陆地上的火山类似。28,29 尽管数量众多，但从面积而言，热液喷口仍然是地球上特殊的栖息地类型。30因具有高温、缺氧、重金属浓度高等极端特质，深海热液喷口附近栖息的生物群落属于特有类群，深海热液喷口甚至被认为是生命起源地之一。热液喷口区的大多数生物类群在生活史初期是阶段性浮游生物，随海流在不同喷口之间迁移，这意味着热液喷口之间存在一定的生态连通性，这也给保护工作提出了新的需求。31然而，目前只有四分之一的热液喷口受到了一定程度的保护。32 1.2三种主要的深海矿产资源及其分布 目前，深海采矿主要涉及到的三种矿产为多金属结核，多金属硫化物和富钴铁锰结壳。 过往的科学研究主要集中在活跃的热液喷口的生态环境特点和生化合成反应，研究表明，热液喷口周边的生态环境非常脆弱。33,34然而，很多多金属硫化物的勘探合同区域都集中在大西洋中脊和印度洋中脊的热液喷口区域，有关这些区域的物理化学和生物生态环境研究都十分匮乏 。35,36 1.2.1 多金属结核 多金属结核是一类富集镍、铜、锰、钴和钼11的矿物堆积物，形状大小类似土豆，呈地毯状大面积分布于水深约3,000–6,000米被沉积物覆盖的深海平原上。12,13 1.2.3 富钴铁锰结壳 多金属结核广泛分布在太平洋和印度洋的海盆中，其中最著名的集中分布区是东太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂带（Clarion-ClippertonZone，简称“CCZ”）。14据保守估计，克拉里昂-克利珀顿断裂带结核矿场是全球已知面积和吨位最大的结核矿场，其含有的许多矿产元素吨位甚至大于全球陆地储量。 富钴铁锰结壳中具有经济利益的金属包括钴、锰、镍、钼、碲、铂、钒和稀土元素，遍布在水深800-2,500米的海山和海脊岩石表面。37,38 太平洋原始地壳带中蕴藏着约75亿吨的富钴铁锰结壳（干重）。39由于海底海山，像陆地山脉一般，分布极不规则，大小不一，连绵不断或相隔甚远，这些地形特点增加了海山研究的难度。40 最新的研究表明，迄今为止，在克拉里昂-克利珀顿断裂带发现的物种中92%可能是学术界新发现的物种（已记录到的5,578种中只有436种已经得到命名）。15该断裂带可能是生物多样性最高的区域之一。16,17 迄今为止的研究仅仅涵盖了世界上0.4%-4%的海山。41与活火山口类似，海山生态系统涵盖不同深度和温度的栖息环境，也具备较高的生物多样性和生态脆弱性。深海海山遍布着众多珊瑚、海绵类生物等附着滤食生物，这为生态系统中的其他生物，诸如鱼类、甲壳动物、软体动物、棘皮动物等，提供了重要的食物来源。42,43,44,45 越来越多的证据表明，多金属结核可能是影响深海生物多样性、生物丰富度和生态系统功能的关键因子之一。18,19多金属结核为微生物群落提供了重要的栖息地，这些微生物群落对深海碳固定、碳循环和碳储存都起着决定性作用。20,21同时，多金属结核也具有重要的教育和科学研究价值——多金属结核矿场独特的生态环境和生物多样性，可以为生物进化学的研究提供新的视角 。22,23 国际海底管理局签发了在西太平洋广阔海域的富钴铁锰结壳勘探合同。考虑到海山生态系统重要的生态学意义及其普遍的脆弱性，未来若想推进深海采矿，我们亟需更多对西太平洋海山生态环境的调查和研究来支撑。46,47 “区域”）（如图2）。国家管辖海域囊括内水、领海、毗连区、专属经济区和大陆架，在国家管辖海域内开展的深海勘探和矿产开采由各国管理。其中，每个国家有权将海岸线向外延伸12海里以内的区域划定为领海，各国还可以将距离其海岸线200海里以内的水域、海底划定为专属经济区。 1.3国际海底区域的深海采矿管理 《联合国海洋法公约》（UNCLOS，以下简称“《公约》”），是海洋领域最重要的一部国际条约。《公约》确立了国家管辖海域、公海与国际海底区域（即“区域”49）的范围，并对沿海国及其他国家的权利和义务进行了界定。《公约》自1994年生效以来，为矿产资源勘探开发、海洋环境保护等领域的管理规章制定提供了框架。 国家管辖海域范围以外的海洋空间包括公海及“区域”。《公约》设立了“区域”及其资源是人类共同继承财产的原则，“区域“内的深海探矿、勘探和开发由国际海底管理局统一管理。国际海底管理局（ISA, 简称“海管局”），是联合国体系内负责管理“区域”资源的机构。50 根据《公约》对海洋空间的划分，海域主要分为内水、领海、毗连区、专属经济区（EEZ）、大陆架、公海和国际海底区域（即 原始图片来自CC-BY-SA PETRABOECKMANN.DE / OCEAN ATLAS 2017 | SOURCE: UNCLOS / WBGU 1.3.1 国际海底管理局介绍 图3 国际海底管理局组织结构 整理自https://www.isa.or