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边界与海洋研究

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边界与海洋研究范文第1篇

关键词大陆架专属经济区单一海洋划界

作者简介:刘诺,中国政法大学国际法专业硕士研究生,研究方向:国际公法

中图分类号:D99文献标识码:A文章编号:1009-0592(2012)05-247-02

一、单一海洋划界的源起

缅因湾位于美加交界处,20世纪60年代双方均在乔治沙洲地区颁发碳化氢资源勘探许可证,区域重叠形成争端。开始仅涉大陆架,美国主张其大陆架的外界为100英里等深线;加拿大则据1958年《大陆架公约》主张等距离线。1976年两国相继宣布200海里专属渔区,划界争端扩大到大陆架上覆水域。双方协议于1981年11月将争端提交国际法院并成立特别分庭。分庭指出,本案要作的是用一条线划界,即划定一条同时适用于大陆架和上覆水域的界线,在这种情况下,只能使用不对两个目标中的一个给予优惠而又损害另一目标的标准或标准的综合,应优先考虑由于其中立性而最适合多种划界用途的标准。由此可见,单一海洋划界并不是起源于多边条约而是起源于国家实践。缅因湾划界案是国际法院判决的涉及大陆架和专属渔区统一划界的第一个案例,也是单一海洋划界的首次实践,更是《联合国海洋法公约》于1982年通过并开放签署以后的第一个案例,其判决代表了国际海洋划界领域发展的新趋势即单一海洋划界。

二、单一海洋划界的产生

不同沿海国基于国际法所规定的权利基础而对特定海域的权利主张之间发生重叠是导致产生海洋划界问题的原因。因此要产生海洋划界必须有权利重叠。而单一海洋划界中忽略了大陆架上的地质地貌因素,大陆架和专属经济区的权利基础都是距离标准。先不论实际划界中不考虑地质地貌因素,要使两者权利分别重叠,有关国家的海岸必须相邻或者即使相向海岸间的距离也不能超过400海里。因为一旦超过400海里,有关国家的专属经济区势必不存在重叠区域,也谈不上权利分别发生重叠而需要同时进行划界,也就不会有单一海洋划界了。

大陆架和专属经济区都是国家管辖范围内的海域,都享有主权权利,从领海基线量起的200海里范围内两者甚至是一个重叠区域。基于实际需要,大陆架应与专属经济区保持同一界线:(1)方便性的考虑,可以避免相关国家在同一海域内管辖权相冲突。(2)经济性的考虑,避免单独划界的麻烦,节省划界资源,从而使沿海国的海洋利益得到最大限度满足。

《公约》明确规定了大陆架以及专属经济区的划界问题,但对相邻或相向国家间大陆架及专属经济区界限的划定原则却采取了回避态度,只笼统规定“应在国际法院规约第38条所指国际法的基础上以协议划定,以便得到公平解决"。《公约》第74和83条规定具有一致性,但不能保证专属经济区和大陆架划界必然相同。专属经济区和大陆架划界时通过谈判协商达成的“公平解决"很可能会不同,即考虑决定一个划界线时“特殊"或“相关"的情况很可能在每个案件中都是不同的。大陆架划界先应考虑的是自然延伸原则而专属经济区划界无须考虑。经济因素、历史性捕鱼权利等是专属经济区划界应考虑的而对大陆架划界却无任何影响,所以大陆架和专属经济区边界并不一定重合。“考虑到公平适用于海床和相关水域的不同,而相同规则的适用并不一定意味着对大陆架划的界线将与专属经济区相符,这就提出了一个单一海洋划界问题。”也就是说虽然两者的划界规定一致,并不意味着划出的界线是单一界线。

三、单一海洋划界的性质

单一海洋划界即基于实际管理便利和避免管辖争端的考虑国家倾向于为海床、底土和上覆水域划一条单一的界线。国际法院在缅因湾案中第一次决定用单一线划分海床和上覆水域,其适用的中立性标准主要考虑了地理事实(地理因素包括海岸形状、相关当事国海岸线长度之间的合理比例、岛屿和海港工程等),随后的几内亚/几内亚比绍案及法国加拿大仲裁案强调了地理因素的重要性而拒绝考虑地质地貌因素。1992年加拿大、法国案仲裁庭指出:"当案件的目的是对大陆架及其上覆水域进行单一、全方位划界时,海床的自然结构就不再重要了。至于划出的界线是否达到公平效果就依赖于国家间的意愿了。单一海洋划界一开始源于国家实践,不源于条约也不源于国际习惯更不是一项国际义务,沿海国当然可以为海床、底土和上覆水域分别进行划界甚而划两条完全不同的边界。而国家实践方面也确实不乏实例如1978年澳大利亚和巴布亚新几内亚在托里斯海峡的划界及1997年澳大利亚和印度尼西亚在印度洋的划界。如果说为水域和底土分开划界,划界的结果是两条线在地理上重合实际成为立体的一条线,此时不是单一海洋划界,仍是为专属经济区和大陆架分别划界,不过是两次划界形成了单一划界的效果,也不符合单一海洋划界制度的功效即方便性、经济性的考虑。所以说单一海洋划界不应只是一个结果,还包括了过程。

四、单一海洋划界的发展及适用

《公约》确立专属经济区制度,使国家间的海洋划界从涉及大陆架发展到也包括专属经济区,增加了海洋划界争端的数量和过程的复杂性。由于大陆架和专属经济区制度上的相似性,使得采用单一线既划分大陆架又划分专属经济区成为可能,而采用单一线划界的诸多好处令很多国家越来越倾向于“单一海洋划界”的概念。单纯涉及大陆架划界的协议和为大陆架和专属经济区分别划界的协议越来越少,而为大陆架和专属经济区划一条单一边界的实践正在大量增加。单一海洋边界之所以产生,在于国家希望用一条不间断的边界来划分归属于它们管辖的各种不同的且部分重叠的海域。那么单一海洋划界在具体划界适用时,又是如何进行的呢?

本表格1-7摘引自高健军著,《国际海洋划界论》,北京大学出版社2005年1月版,第107页。

边界与海洋研究范文第2篇

关键词: 大气波导; 抛物方程; 电场强度; 电磁辐射危害区域

中图分类号: TN011+.3?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)07?0039?05

Abstract: Since the demand of maritime electromagnetic environment prediction is increasingly urgent, and the maritime atmospheric duct has prominent influence on radio?wave propagation and operation of electronic information system, the discrete mixed Fourier transform (DMFT) method of parabolic equation model is selected to solve the radio?wave propagation loss in atmospheric duct environment. The electric field intensity computing method based on the propagation loss and radiation source parameter is put forward to predict the electromagnetic field spatial distribution. According to the calculated result and the electromagnetic environment national military standards, the electromagnetic radiation hazard area for staff and equipments is given, which provides a method to accurately predict the maritime electromagnetic environment distribution and analyze the influence of electromagnetic radiation on electronic information system.

Keywords: atmospheric duct; parabolic equation; electric field intensity; electromagnetic radiation hazard area

0 引 言

随着科学技术的不断发展,电子设备数量迅速增长,种类日益繁多,电磁环境日趋复杂,对其中电子信息系统的影响越来越大,危害越来越严重。它造成的电磁辐射与干扰会导致设备故障、装备损伤甚至人员伤亡,成为影响社会进步与公共安全、国防建设与军队发展的重要威胁。海洋由于其气候环境、地表类型的独特性,大气活动特征明显,大气波导现象频繁出现,对电磁波传播过程影响显著。随着海上资源的不断开发、海洋运输业的发展以及军事领域的需求,对海上电磁环境的预测十分必要,如何客观计算海上电磁场分布,准确预测电磁态势,科学分析电磁环境效应,已成为影响军事作战与民用领域的关键,具有重要的研究意义与广泛的应用前景[1]。

近年来,国内外诸多单位、学者对大气波导异常传播特性展开了研究,但主要针对波导形成机理、规律以及电波传播特性方面,对波导环境下场强分布及电磁辐射危害评估问题研究甚少[2]。如何利用PE计算结果进行场强计算,预测电磁态势,以解决国防及民用领域各种问题,仍需要进一步研究。

当前对海上电波传播预测方法主要有射线追踪法、波导模型理论、抛物方程法和混合法等[3]。其中抛物方程(Parabolic Equation,PE)法是从波动方程中推导出来的确定性电波传播模型,用于计算复杂几何参数和电学参数条件下的电波传播问题[4]。PE模型能够定量计算电磁波传播过程的传播损耗,提供复杂大气结构和边界条件下的精确解,不仅考虑了不规则地形特征与地表结构的边界条件,也涵盖了大气结构对电波传播的折射效应,同时其本身还反映了电波传播的折射和绕射机理,具有其他方法不具备的优点与特性[5]。因此本文选用PE模型进行海上电波传播计算。

场强通常指电矢量的大小(单位:V/m),用于度量电磁环境与电磁干扰的强弱。本文给出了PE模型及其离散混合傅里叶变换求解方法,根据传播因子结合辐射源发射功率、天线方向图等参数计算电场强度,得到电磁场的空间分布。根据电磁环境国军标规定的电磁辐射极限值,给出辐射源对人员、设备的电磁辐射危害区域,从而可以有效预防电磁辐射造成的人员伤害和设备损坏。

1 抛物方程法

1.1 PE模型的建立

设电磁场的时谐因子为[e-iωt,]标量[ψ]表示任意场分量。在二维电波传播问题中,只考虑在[(x,z)]平面传播,则对于水平/垂直极化波分别只存在非零的电场分量/磁场分量。水平极化时,场强[E]与[y]无关,[ψ(x,z)=E(x,z)];垂直极化时,[ψ(x,z)=H(x,z)]。

PE模型的解法主要有分步傅里叶变换法(SSFT)、有限差分法(FD)和有限元法(FE)等,需要在一定的初始条件和边界条件下才能进行,包括辐射源初始场分布、上方吸收边界以及下方阻抗边界。

初始场与辐射源特性有关,可采用天线方向图法或格林函数法进行求解。通过天线方向图法求解时,当仰角较大时,结果不够准确,而格林函数法可以较好地解决该问题,因此采用格林函数法。

在所关心的高度计算区域上运行PE,需要在上方进行人为截断,即设置吸收上边界。为了避免边界产生的强反射,导致电磁波反射进入计算域,必须满足Sommerfeld辐射条件,即场在吸收区域内平滑衰减为0,这里采用Turkey窗函数法[9?10]。

电波在非完全导电表面传播,需要用阻抗边界(Leontovich边界)条件进行描述,表现为PE模型下边界条件。SSFT算法只能用于处理完全导电边界条件,混合傅里叶变换(MFT)引入了阻抗边界条件,将FFT转化为正、余弦变换,解决了该问题,但仍存在数值解不稳定的现象;离散混合傅里叶变换(DMFT)采用离散正、余弦变换进行求解,利用向后差分公式来离散边界条件,有效地解决了上述问题[6]。

1.2 离散混合傅里叶变换

3 基于国军标的电磁辐射危害评估方法

电磁辐射指的是电磁能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。大量实验和调查结果表明,高强度的电磁辐射会对人体健康带来很大影响,甚至诱发癌症,此外会对各种电子设备的正常运行造成干扰,影响其使用寿命和工作性能[11]。国军标GJB5313和GJB1389A?2005中规定了电磁辐射对作业区、生活区人员的暴露限值以及系统对外部电磁环境的适应性要求和电磁辐射的危害防护要求,部分标准如表1,表2所示。

面对电磁辐射带来的危害,要建立和完善相应的法规和标准,加强电磁辐射环境影响评估,而进行影响评估的基础则是对电磁环境的预测和测量[11]。本文应用PE结果计算电场强度,给出平面内的电磁场分布情况,结合国军标极限值,可得到辐射源对海上设备、人员的电磁辐射危害区域,判断危害强度,为精确评估海上电磁环境效应,有效预防电磁辐射污染提供思路与方法。

4 数值仿真与分析

取海水相对介电常数为53.5,电导率为5 S/m,粗糙海面风速为10 m/s,可得到波导条件下的电波传播损耗如图3所示。

由图3可以看出:在蒸发波导对电波传播产生的陷获作用,电波受大气折射,在修正折射指数梯度为负值时向下偏转,轨迹弯向地面;电波在波导层中传播损耗明显减小,形成超视距传播。利用式(21),可以得到电磁场空间分布如图4所示。

图4所示的电磁场空间分布情况与传播损耗基本一致,可以明显看出,电波在波导层向下偏转,受蒸发波导影响显著。在陷获层中,电波传播损耗减小,电场强度增强,若不考虑大气波导而采用经验/半经验模型进行场强计算,势必造成较大误差。从图4中可以看出电磁场场强较大值主要集中于20 km之内,根据表1,表2的电磁辐射极限值,频率为10 GHz时对应极限值如表4所示。

图5中,红色表示电磁辐射对设备/燃油超标区域,场强值>200 V/m;橙色表示工作区电磁辐射对人员超标区域,场强值>19.4 V/m;黄色表示生活区电磁辐射对人员超标区域,场强值>13.7 V/m;蓝色表示未超标区域,场强值

5 结 论

PE模型考虑了大气折射率、边界阻抗、对流层散射等情况,电磁计算精度较高,能有效预测海上大气波导条件下电波传播的陷获现象。本文采用DMFT求解抛物方程,引入了阻抗边界条件,考虑了粗糙海面对电波传播的影响,提出了基于PE模型的电场强度计算方法,得到平面内电磁场空间分布。进一步提出了基于国军标的PE场强计算应用方法。通过仿真,预测了辐射源的电磁场空间分布情况,给出了平面电磁辐射危害区域。结果分析表明,在蒸发波导条件下,电波传播存在陷获现象,波导层内场强值较高,对海面电子信息系统影响较大。PE模型只用于二维平面上电波传播计算,如何将基于PE模型的电磁环境预测拓展为三维情况,仍需要进一步分析研究。

参考文献

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边界与海洋研究范文第3篇

关键词:单方面石油活动 海洋划界 临时协议 默认 明示或默示协议

中图分类号:DF935 文献标识码:A 文章编号:1673-8330(2017)02-0140-09

争端当事国在争议海域的单方面石油活动,能否作为划界的考虑因素,是海洋划界过程中常常遇到的一个问题。研究该问题,对于中国而言,同样具有现实意义,因为南海其他声索国一直以来都在南沙群岛附近海域实施大量的单方面石油活动,因此我们有必要研究这些单方面石油活动到底会对最终的海洋划界产生何种影响。为了更好地阐释单方面石油活动对海洋划界的影响,笔者将现有的相关国际判例分成两类进行分析:“不作为划界考虑因素”和“作为划界考虑因素”。

一、不作为划界的考虑因素

在1982年“利比亚―突尼斯大陆架划界案”中,国际法院认为与确定划界方法高度相关的情况就是当事国的行为,但在分析当事国的石油活动后,国际法院并没有发现当事国之间存在默示协议(Tacit Agreement)。①通过对国际法院判决的分析不难发现,如果能够通过当事国先前的石油活动证明默示协议的存在,那么当事国的石油活动就是确定划界方法必须考虑的因素之一。值得一提的是,虽然国际法院未能通过当事国的石油活动得出默示协议,但是却认为,当法国和意大利分别负责突尼斯和利比亚对外关系时,法国和意大利就渔业管辖权的分界线所形成的临时协议(Modus Vivendi),应当作为大陆架划界的考虑因素。1913年发生了意大利的鱼雷艇在突尼斯主张的ZV45°线②以内海域逮捕希腊渔船事件后,意大利划了一条与加迪尔角(Ras Ajdir)海岸线垂直的界线,意大利当局在1931年再次重申了这条界线,这一情形持续到突尼斯和利比亚独立。在此期间,负责突尼斯外交的法国当局一直沉默和不抗议,国际法院认为这足以证明临时协议的存在。虽然仅凭临时协议尚不能证明两国之间存在公认的海上边界,但是对于临时协议的尊重,长期以来没有受到任何一方的正式反对,这可以确保在选择两国间大陆架的划界方法时,它可以作为一个历史性理由。参见前引①, paras.93―95.尽管该案中临时协议的出现只与渔业问题相关,但仍为后来“缅因湾划界案”中加拿大主张石油活动应当作为划界考虑因素提供了重要的借鉴。因此,“利比亚―突尼斯大陆架划界案”开创性地提出了判断当事国的石油活动是否应当作为海洋划界的考虑因素的具体方法,即能否通过当事国的石油活动证明当事国之间存在默示协议或临时协议。

在1984年的“缅因湾划界案”中,为了证明应当适用中间线作为划界方法,加拿大主张其在争议海域中间线的加拿大一侧所实施的石油勘探活动获得美国方面的默认(Acquiescence),两国的实践也表明,它们已经就中间线作为双方石油特许权区域之间的界线达成临时协议,因为加拿大所主张的中间线与美国所主张的线出现重合,这两条线重合的情况,至少从1965年到1972年一直被当事国双方以及许多石油公司所尊重。参见 Delimitation of the Maritime Boundary in the Gulf of Maine Area, Judgment, ICJ Reports 1984, paras.128, 131, 132, 135, 149.可见,加拿大极力主张其石油活动应当作为确定最终划界方法的考虑因素。但是国际法院分庭的判决,并没有支持加拿大的这一主张。理由是:(1)际法院分庭无法得出美国默认在乔治浅滩(Geogres Bank)划界中使用中间线的结论。分庭认为,对于美国和加拿大的海上边界问题,在20世纪60年代结束之前,美国的态度一直不明确并且有相当的不一致。加拿大所提供的事实不能保证得出以下结论,即美国政府彻底地承认中间线作为两国大陆架管辖权的边界;也不能保证仅仅因为对于加拿大从1964年到1969年11月间所发放的勘探许可证,美国政府没有作出回应,就在法律上阻止美国继续主张沿着东北海峡的边界,或者阻止美国主张调整后的垂线的西南部所有区域。虽然在加拿大颁发第一个勘探乔治浅滩的许可后,美国保持沉默展现出它一定程度的轻率,但是任何试图将禁止反言的法律后果归因于这个短暂的沉默,似乎有点过分。根据上述分析,国际法院分庭认为,仅仅由于美国的迟延,就认定其已经默认同意加拿大的主张,或者放弃其权利,显然逾越了援引默认所必需的条件。参见前引④, paras.137, 138, 140―142. 通过国际法院分庭的分析可知,对于加拿大在争议海域的石油活动,美国政府没有及时提出抗议,并且这种状态持续了数年,但是在国际法院分庭看来,尚不构成默认,只是被认定为迟延。可见,在默认的认定过程中,对于时间要素有着较高的要求。(2)国际法院分庭也没有发现存在临时协议。分庭认为,即便假设在当事国各自颁发许可证的区域之间存在事实上的界线,这也不能认为,与“利比亚―突尼斯大陆架划界案”中国际法院得出结论所依据的情形具有可比性。此外,即便根据加拿大的观点,从1965年到1972年,至少是临时协议的形成时期,但在分庭看来,这一段时间太短,即使事实正如加拿大所宣称的那样,当事国双方的石油活动都没有逾越重合的界线,也不足以产生此种法律效果。参见前引④, paras.150―151.由此可见,时间因素对于临时协议的形成同样至关重要。通过对“缅因湾划界案”的分析可以看出,争端当事国虽然可以主张其石油活动获得其他当事国的默认,或者当事国之间已就石油活动的范围达成临时协议,但是在认定默认或临时协议过程中,对时间要素有着较高的要求。

在“利比亚―马耳他大陆架划界案”中,马耳他认为,利比亚为部分石油特许权区域所确立的北部边界,使得许可证获得者不得在中间线以北区域进行石油活动,这表明了利比亚对马耳他所主张的中间线的默认。当事国已经通过其行为表明,中间线与本案最终划界非常相关。但是国际法院却很简洁地否定了马耳他的主张,国际法院认为双方争端的历史,以及当事国有关大陆架的立法和勘探活动,无需详细列明,国际法院认为其无法从其争端历史中找出任何值得考虑的事情,在本案中无法对任何一方的行为模式进行识别,以便充分明确地构成默认。参见Continental Shelf (Libyan Arab Jamahiriya/ Malta), Judgment, ICJ Reports 1985, paras.24―25.

在“法国―加拿大仲裁案”中,对于双方当事国同时颁发的一些勘探许可,是否应当作为划界考虑因素的问题,仲裁庭认为由于双方相互抗议,当事国均没有实施钻探作业,这种情况下,仲裁庭没有理由去考虑潜在的矿产资源对划界的影响。参见 Court of Arbitration for the Delimitation of Maritime Areas between Canada and France: Decision in Case Concerning Delimitation of Maritime Areas, International Legal Materials, Vol.31, No.5, 1992, para.89.仲裁庭之所以不将当事国的石油活动作为划界考虑因素,原因在于当事国的石油活动从一开始就遭到其他当事国的反对,任何一方当事国都无法主张默认、临时协议的存在。

“喀麦隆―尼日利亚划界案”也就单方面石油活动会对争议海域的划界产生何种影响,作了较为详尽的分析。在该案中,对于G点以南海域的划界问题,尼日利亚认为当事国所实施的有关颁发石油特许权以及开采石油的行为,会产生事实上的分界线,在确立海洋边界时扮演了非常重要的角色。在待划界的海域内,国际法院不应该重新分配已由尼日利亚、赤道几内亚和喀麦隆的实践所确立的石油特许权,国际法院在决定海洋边界走向时,应当尊重现有特许权的布局。国际法绝不会为了重新分配石油特许权而无视这些国家实践,因为由于重新分配而导致长期存在的石油特许权的变化,将会制造很大困难,也与划界中的公平考虑不相符。尼日利亚声称,喀麦隆所主张的界线,完全忽视了在争议海域大陆架上长期存在的、被尼日利亚和喀麦隆遵守的、有关石油勘探开发的大量实践,这将导致将原本属于尼日利亚或赤道几内亚的大量石油特许权分配给喀麦隆。尼日利亚认为,其在喀麦隆所主张的海域内的石油活动是长期公开的,在启动诉讼程序之前,喀麦隆从未提出质疑和反对,足以构成默认以及确立权利的基础。参见 Land and Maritime Boundary between Cameroon and Nigeria (Cameroon v.Nigeria: Equatorial Guinea intervening),Judgment, ICJ Reports 2002, para.282.作为回应,喀麦隆认为,在国际判例法中,石油实践在划界中只能赋予有限的意义。因为沿海国对大陆架的权利是固有的,不取决于沿海国行使该权利。在G点以南不远区域,存在一个喀麦隆、赤道几内亚和尼日利亚三国特许权的重叠区域,因此该区域不存在一条事实上的分界线可以作为划界的基础。此外,喀麦隆还否认其对于尼日利亚特许权的沉默构成默认,因为尼日利亚当局并没将新的特许权通知喀麦隆。前引⑨, para.283.国际法院认为,“尽管在理论上,当事国之间就它们各自的石油特许权的位置达成明示或默示协议,可能意味着它们就各自拥有的海域达成合意。但是石油特许权和油井本身,不能被视为证明调整或改变临时界线具有正当性的相关情形。如果当事国的石油实践是基于当事国之间明示或默示的协议,那么应当予以考虑。但是在本案中,当事国双方并未就石油特许权达成协议,因此当事国的石油实践不是海洋划界应当考虑的因素”。前引⑨, para.304.通过对该案判决的分析可以看出,尼日利亚主张在海上划界中考虑石油活动的理由,仍是其石油活动获得喀麦隆的默认,或者当事国之间就石油活动的范围达成明示或默示协议。但是相较于先前的案件,该案也有一个鲜明的特点,即尼日利亚非常看重石油活动在划界中的作用,甚至将其上升到“决定性因素”前引⑨, para.303.的地位。

在“尼加拉瓜―洪都拉斯领土海洋争端案”中,洪都拉斯认为,基于当事国双方之间的默示协议,两国之间存在一条以北纬15°线为界的事实上的界线。为了证明自己的主张,洪都拉斯提出了一系列证据,其中就包括当事国双方的石油活动。洪都拉斯主张,自从1906年西班牙国王作出裁决后,双方有关北纬15°线的石油特许权实践是一致的,甚至沿着该线进行了协调,这足以表明存在默示协议。洪都拉斯指出,其在南至北纬15°线的区域颁发了一系列的石油特许权,并未引起尼加拉瓜的抗议;同样,尼加拉瓜在北至北纬15°线的区域颁发了一系列的石油特许权。洪都拉斯认为,尽管尼加拉瓜的一些石油特许权区域没有明确其北部边界,但由于尼加拉瓜石油特许权区域的布局和面积刚好契合将北纬15°线作为其北部边界,等于承认了该条界线的存在。洪都拉斯还特别提及科科马里纳油井(Coco Marina),这可以为尼加拉瓜明确承认有关海上边界的协议提供决定性的证据。这个由两国联合经营的横跨北纬15°线的油井,是由洪都拉斯联合石油公司(Union Oil Company of Honduras)和位于尼加拉瓜的中美洲联合石油公司(Union Oil Company of Central America)共同经营,并事先得到两国政府的批准。参见 Territorial and Maritime Dispute between Nicaragua and Honduras in the Caribbean Sea (Nicaragua v.Honduras),Judgment, ICJ Reports 2007, paras.237―239, 257.际法院认为:“有关存在默示协议的证据必须令人信服。确立一个永久海上边界,是一个十分重要的事情,不能轻易推定存在默示协议。一条事实上的分界线,在某些情况下相当于存在一条经协议的法定边界,更多的时候仅具有临时分界线,或者基于特定具体目的分界线(例如分配稀缺资源)的性质。即使有一条在一段时间内提供了便利的临时分界线,也与国际边界存在区别。”参见前引B13, para.253.对于洪都拉斯提出的将尼加拉瓜颁发的石油特许权作为默示协议的证据,国际法院认为,尼加拉瓜在其颁发的石油特许权中,通过使其特许权区域的北部边界处于尚未确定的状态,或者回避提及其与洪都拉斯的边界的方式,对自己与洪都拉斯之间海上边界问题保留了立场。虽然国际法院也注意到,在1961年到1977年的这段时间内,北纬15°线似乎与当事国双方的行为有一定的关联,但是国际法院认为其时间跨度短,不足以认定当事国之间存在一个法律上确定的国际海上边界。参见前引B13, paras.254, 256.

二、作为划界的考虑因素

在笔者所收集的判例中,“也门―厄立特里亚仲裁案”是唯一明确将当事国的单方面石油活动作为海上划界考虑因素的案件。厄立特里亚认为,众多石油合同的存在足以表明,应当沿着中间线确定海上边界,并坚称,仲裁庭在第一阶段所作出的判决支持了“历史性中间线”,应当将其作为两国海上边界线,并强调,在也门与外国石油公司所缔结的一些石油合同中,在不考虑争议岛屿作为基点的情况下,合同区域从也门海岸一直向西延伸到红海的中间线。厄立特里亚发现,其所缔结的一项石油合同的区域与也门所缔结的一项石油合同的区域,正好沿着中间线穿越大哈尼什岛(Greater Hanish)。厄立特里亚还指出,也门的一项石油合同中含有一条中间线,将埃塞俄比亚(厄立特里亚的被继承国)标在中间线以西,也门被标在中间线以东。在也门提交仲裁庭的一份地图中,两国石油合同区域的边界线正是沿着双方海岸之间的中间线延伸的。厄立特里亚认为,虽然当事国的石油合同本身不等同于相互接受中间线作为边界,或者接受一条临时分界线,但是在不考虑争议岛屿对海上界线走向的影响的情况下,当事国的石油合同为采用“历史性中间线 (Historical Median Line) ”划分红海海域,提供了一个具有说服力的基础。参见 The Eritrea-Yemen Arbitration (Phase 2: Maritime Delimitation), 3 October 1996, para.79.仲裁庭在其最终判决中将石油合同视为划界应当考虑的因素,“两国的海上界线应当是一条多用途的单一中间线,尽可能的是两国相向的大陆海岸线之间的中间线。这种方法不仅符合类似情况下的实践和先例,同时也为当事国双方所熟知……在不考虑岛屿争端的情况下,也门、埃塞俄比亚和厄立特里亚所缔结的海上石油合同在一定程度上,支持了在厄立特里亚和也门之间的相向海岸以中间线划分各自管辖权”。参见前引B16, para.132.虽然仲裁庭直截了当地认定石油合同在一定程度上支持了中间线的划界方法,但并没有给出这一结论的具体理由。笔者认为,通过双方当事国过去的石油实践,可以看出双方原先石油合同的地理范围一直沿着中间线划分,这就表明长期以来,双方当事国已经通过各自的实际行动,就石油活动的范围达成合意,这也足以支持本案中的石油合同应当作为划界的考虑因素。

三、判定单方面石油活动能否作为海洋划界考虑因素的标准

通过对上述案例的分析,不难发现每一起案件中都有当事国主张应当将其先前的石油活动作为划界的考虑因素,但仅有一例判决是将先前的石油活动作为划界的考虑因素。这也印证了“巴巴多斯―特立尼达和多巴哥仲裁案”判决中的论断,“与资源相关的标准,在国际法院和仲裁庭的判决中会被谨慎对待,国际法院和仲裁庭并没有普遍地将这一因素作为影响划界的相关因素”。Arbitration between Barbados and the Republic of Trinidad and Tobago, relating to the Delimitation of the Exclusive Economic Zone and the Continental Shelf between Them, Decision of 11 April 2006, Reports of International Arbitral Awards, Vol.XXVII, 2008, para.241.即便如此,所有判决在分析是否应当将原先的石油活动作为海上划界的考虑因素时,其所适用的标准是一致的,即是否存在临时协议、默认、明示或默示协议。遗憾的是,上述所有判决并没有对这些基本概念进行详细阐述,只是零星地提及这一问题。为此,笔者觉得有必要对它们进行详细分析,以了解单方面石油活动在何种情况下,方才构成临时协议、默认、明示或默示协议的效果。

(一)临时协议

“临时协议(Modus Vivendi)”并不是国际法上的专门术语,其主要是指争端当事国在争端最终解决之前,达成的初步、临时或过渡协议。参见Wojciech Burek, Modus Vivendi, Max Planck Encyclopedia of Public International Law, , visited on 22 October, 2015.“临时协议是一个典型的有缺陷的国际法行为,通常都会被后来更为详尽和正式的国际协议所取代;临时协议通常不具备法律拘束力,其主要功能在于暂停有关临时协议规定的事项的冲突,以便当事国之间在争端解决之前,进行和平且富有成效的互动”。参见 W.Michael Reisman, Unratified Treaties and Other Unperfected Acts in International Law: Constitutional Functions, Vanderbilt Journal of Transnational Law, Vol.35, No.3, 2002, p.738.临时协议通常用于指代非正式和临时的政治安排,必须和条约进行区分,条约是国际层面上当事国之间更为稳定的协议,如停战协议或者投降协议,随后会被实质性的和平条约所取代。参见 Don E.Scheid, Modus Vivendi, in Deen K.Chatterjee (ed.), Encyclopedia of Global Justice, Springer, 2011, p.705.早在1974年“英国―冰岛渔业管辖权案”的判决中,国际法院就对临时协议的内涵进行了阐述,“1973年的临时协议没有将自己描述为争端的解决,除了具有明确的期限外,无疑还具有临时安排的性质,既不损害当事国的权利,也不规定任何一方放弃有关争端事项的主张”。Fisheries Jurisdiction (United Kingdom v.Iceland), Judgment, ICJ Reports 1974, para.38.这也就意味着,该案中的任何一方当事国,不得依据该项临时协议,妨碍国际法院依据争端事实本身作出判决,也不得迫使国际法院作出驳回一方法律主张的判决。对于石油活动同样如此,即使当事国之间因为石油活动达成某项临时协议,任何一方都不得将其作为支持自己划界主张的依据。正因如此,对于“利比亚―突尼斯大陆架划界案”认定临时协议作为划界考虑因素的做法,文森法官(Judge Evensen)明确提出反对意见,他认为,“一项临时协议含有两个基本要素:首先,争端解决之前的临时协议具有临时性;其次,这一安排不得对当事国双方造成损害”。Continental Shelf (Tunisia/Libyan Arab Jamahiriya), ICJ Reports 1982, Dissenting Opinion of Judge Evensen, p.292.“R时协议”这一术语在19世纪和20世纪之交以及20世纪上半叶时,曾得到广泛使用,主要涉及渔业、海上划界以及商业关系,但是现在使用其表示具有法律拘束力的做法已经消失,截止到2011年,联合国集中使用这一表述的条约共33个,最后一个的注明日期为1977年。参见 Wojciech Burek, Modus Vivendi, Max Planck Encyclopedia of Public International Law, , visited on 22 October, 2015.在笔者目前收集到的涉及石油活动的海洋划界案中,只有“利比亚―突尼斯大陆架划界案”和“缅因湾划界案”提及临时协议这一术语,从1984年之后的所有相关案件中再未出现,只剩下默认、明示或默示协议的表述,足见在海洋划界案中,临时协议已逐渐淡出历史舞台。笔者认为临时协议的淡出也在情理之中,临时协议涉及的是有关海上划界的问题,属于事关国家领土的重大事项,必须经国家权力机关批准后,方才具有法律效力。参见李浩培:《条约法概论》,法律出版社2003年版,第21页。鉴于临时协议仅具有历史意义,笔者就不再分析如何通过单方面石油活动,判定是否存在临时协议。

(二)默认

“默认”是上述诸多案例中出现频率很高的一个术语。“字典对于默认解释就是默示同意,本质上是一个消极的概念,是指一国在面对构成威胁或侵害其权利的情形时,所表现的不作为,该国不打算以一种积极的形式作出回应,默认通常是在需要以一种积极回应以表示反对的情形下,采取沉默或不抗议”。I.C.MacGibbon, The Scope of Acquiescence in International Law, British Year Book of International Law, Vol.31, 1954, p.143.布朗利(Ian Brownlie)也认为,“没有提出抗议的行为模式,通常被描述为默认”。Ian Brownlie, Recognition in Theory and Practice, British Year Book of International Law, Vol.53, No.1, 1982, p.201.通过这些表述,不难发现抗议对于能否认定默认,起着决定性的作用。通常说来,“抗议就是构成抗议国的正式反对,从而使得被抗议国知晓,抗议国不会承认抗议直接针对的行为的合法性,不会默认该行为所创造的或者将要创造的情形,也无意在此情形下放弃自己的权利”。参见 I.C.MacGibbon, Some Observations on the Part of Protest in International Law, British Year Book of International Law, Vol.30, 1953, p.298.既然当事国的消极不作为会催生默认,那么默认又会产生何种法律效果呢?“在国际社会中,一国原本有违现行国际法的行为或措施,会因为其他国家,特别是利益相关国家没有提出有效的抗议,就可以产生有效的法律权利”。Phil C.W.Chan, Acquiescence/Estoppel in International Boundary: Temple of Preab Vibear Revisited, Chinese Journal of International Law, Vol.3, No.2, 2004, p.422.在“缅因湾划界案”的判决中,国际法院也明确指出,默认源自于善意和公平这两个基本原则,默认等同于,通过会被另一方当事国理解为同意的单方面行为,所表现出来的默示承认。参见Delimitation of the Maritime Boundary in the Gulf of Maine Area, Judgment, ICJ Reports 1984, para.130.迈克尔・拜尔(Michael Byers)声称,默认本质上源自于“合法例外原则”。参见 Michael Byers, Custom, Power and the Power of Rules: International Relations and Customary International Law, Cambridge University Press, 1999, pp.106―107.“默认的功能等同于同意,被史密斯教授( Professor Smith)描述为‘国际法的立法过程’,使得先前仍在发展的规则以及尚未形成的权利盖上了合法性的印章……默认的价值在于,作为认可某一行为合法性并排除其非法性的一种形式,同时还提供了一个客观而实际的标准”。前引B26, p.145.一旦通过默认,使得一国的不法行为符合现行际法,表示默认的国家就不得再否认该行为的合法性。参见前引B29, p.424.

虽然默认是用以排除不法行为的违法性,但是鉴于其在划界中的重要地位,因此在实践中不能轻易地推定存在默认。参见 Kaiyan Homi Kaikobad, Some Observations on the Doctrine of Continuity and Finality of Boundaries, British Year Book of International Law, Vol.54, No.1, 1983, p.126.

构成默认至少应满足以下两种条件:

首先,在认定当事国的行为是否构成默认时,应当对默认进行严格意义上的解释,确保默认规则得到实际而可接受的适用。不是当事国的沉默都可以被解读为默认,关键取决于沉默做出的环境。“如果一国在被告知某一情形,或者某一情形广为人知时,并且该国当时可以或应当提出抗议,但是该国一直保持沉默,那么就可以理解为默认,或者放弃提出相反的主张”。前引B26, p.170.对于这一观点,我们可以从三个方面进行解读。(1)如果认定一国的沉默是默认,就必须以其知晓某一情形作为前提条件。由于默认通常是隐含的,而非真实存在的,需要通过对当事国的行为进行分析而推定得出,如果一国不知晓某一情形,默认就根本不可能存在。参见 D.H.N.Johnson, Acquisitive Prescription in International Law, British Year Book of International Law, Vol.27, 1950, p.347.那么如何认定一国是否知晓某一情形?最直接的方法就看该国是否得到通知,也就是说,当一方当事国在提出主张或做出行为后,是否将此情况及时通知其他当事国。早期的观点并不认为正式通知是默认成立的必要条件,前引B26, pp.176―178.但是笔者认为这一观点已经不合时宜,在上文提及的一些案件中,一方当事国是否发出正式通知,往往成为案件争论的焦点之一。例如,在“缅因湾划界案”中,加拿大主张从1964年起,在乔治浅滩的东北部实施了由其授权的地震勘探研究,而美国当局也知晓这一行为;但是美国政府却认为,加拿大从未发表过官方的公告或者其他的出版物,以期自己的海洋主张为世界所知晓,美国无法通过间接的方式推断这种主张的存在。参见前引④, paras.131, 134.同样在“喀麦隆―尼日利亚划界案”中,尼日利亚认为,其长期的石油实践构成了默认的基础;同时,尼日利亚否认自己没有履行通知的义务,它认为有关其石油实践的信息无论如何都是可以公开获得的。但是喀麦隆并不认同尼日利亚的观点,主张不应该从其对于尼日利亚颁发的石油特许权的沉默中作出任何猜测,因为尼日利亚当局并没有像其曾经承诺的那样,将新的石油特许权通知喀麦隆。参见前引⑨, paras.282―283.为了消除这种原本可以避免的争论,笔者认为,任何一方当事国在争议海域单方面实施石油活动后,应当及时正式通知其他当事国,更何况如今的通讯技术十分发达,可以很便捷地给其他当事国发出正式通知。(2)当事国可以或应当提出抗议,却保持沉默 。进行抗议似乎是一国本能的自我保护机制,因此一国在适当情形下未提出抗议,那么国际法庭在审查该国给出的未进行抗议的理由时,就会持有一定程度的怀疑。参见前引B26, p.171.(3)当事国的这种沉默持续了较长的时间。因为根据沉默而推定的默认,会随着沉默持续的时间长度而成比例地得到加强。虽然关于持续时间的长度没有一个具体的标准,但是可以从已有案件找到一些参照。例如,在“英国―挪威渔业案”中,国际法院认为,挪威国内法所规定的划界方法为国际社会所默认,整个沉默的时间从1869年一直到1933年,持续了64年。参见 Fisheries Case (United Kingdom v.Norway), Judgment, ICJ Reports 1951, p.138.而在前文多次提及的“缅因湾划界案”中,对于1964年到1969年11月加拿大发放勘探许可证,美国政府在这5年时间内没有作出回应,国际法院分庭仅认定为迟延,尚不构成默认。参见前引④, para.138.

其次,在判定是否构成默认时,还应注意另一个限制性规定,即在当事国之间的争端已经公开化之后,也就是在关键日期确定之后,不应再主张任何一方的沉默构成默认。因为此时有关争端的重大事实均已发生,参见 L.F.E.Goldie, the Critical Date, the International and Comparative Law Quarterly, Vol.12, No.2, 1963, p.1251.当事国之间的海洋主张已经出现基本的对立,意味着在争端解决之前,双方各自的立场是不会发生改变的,这也就为自此之后当事国的行为定下了基调,那就是,即使针对其他当事国的某些行为未提出抗议,也不能认定为默认。

前文已经提到,一方当事国要想主张其单方面石油活动,获得其他当事国的默认,必须要证明该活动发生在关键日期之前,而且已经将相关情况及时地正式通知其他当事国,其他当事国在收到通知后相当长的一段时间内没有提出抗议。稍加分析就会发现,这一系列的标准很难全部满足,尤其是在将实施单方面石油活动的信息正式通知其他当事国后,其他当事国肯定会提出抗议。因此试图以默认为由,将单方面石油活动作为海上划界的考虑因素的想法,实施起来困难重重,这也正好解释了为什么在前述案例的判决中,均未出现认定存在默认的情形。

(三)明示或默示协议

在上述案件中,“明示或默示协议”也是一个被反复提及的术语。其中明示协议不难理解,就是指当事国之间就各自石油活动的范围,达成明确的协议,可以直接通过协议的字面意思,知晓当事国之间已就各自拥有的海域达成合意。虽然明示协议简单明了,但是在实践中却难觅其踪迹,原因在于当事国之间很难就争议海域内的石油活动范围达成明示协议,否则争议海域也就不复存在了。至于“默示协议”这个术语,本身也不难理解,就是说当事国之间未就石油活动达成明示协议,只能从当事国各自的石油活动,发现当事国之间就石油活动的地域范围达成合意。需要指出的是,不能因为默示协议和默认表述相近,而想当然地认为二者关系密切。实际上,这两个术语之间的区别是明显的。首先,默认是一个单方面行为,能否构成默认,就取决于默认国一方的态度;而默示协议本是一个双方行为,需要当事国之间达成合意。其次,默认需要默认国消极的不作为,从而推定其同意;而默示协议则需要当事国的积极作为,只有通过对全体当事国的行为进行分析,方能发现当事国之间已经就某些事项达成合意。参见 Coalter G.Lathrop, Sovereignty over Pedra Branca/Pulau Batu Puteh, Middle Rocks and South Ledge (Malaysia/Singapore), American Journal of International Law, Vol.102, 2008, p.834.鉴于默示协议的存在与否,取决于当事国之间是否存在合意,因此,只要能够通过全体当事国的石油活动,发现当事国之间已就争议海域内各自活动的范围达成一致,那么就可以作为海上划界的考虑因素。

那么究竟如何通过当事国的石油活动,认定默示协议呢?实践中对于默认协议的认定,也有着很高的标准,正如“尼加拉瓜―洪都拉斯领土海洋端案”中国际法院所指出的,“有关存在默示协议的证据必须令人信服,确立一个永久海上边界,是一个十分重要的事情,不能轻易推定存在默示协议”。参见 Territorial and Maritime Dispute between Nicaragua and Honduras in the Caribbean Sea (Nicaragua v.Honduras),Judgment, ICJ Reports 2007, para.253.对于洪都拉斯所提交的证据,笔者认为具有一定的说服力,特别是两国石油公司联合经营、横跨北纬15°线的科科马里纳油井。虽然尼加拉瓜主张,“两国联合经营的行为,刚好表明在没有就海上边界达成协议的情况下,任何一方的石油公司都无法进行单方面开采。如果真如洪都拉斯所主张的存在默示协议,那么就没有必要进行跨国合作,完全可以由对该油井享有所有权的国家的石油公司单方面开发”。参见前引B45, para.248.笔者认为,尼加拉瓜这一观点有待商榷,即便双方就北纬15°线为海上边界达成默示协议,如果发现单一油气田跨界分布,基于维护矿藏的完整性,同样也有必要进行共同开发,所以尼加拉瓜将联合经营作为反驳存在默示协议的理由,略显牵强。虽然洪都拉斯的主张具有一定的说服力,但国际法院最终还是没有认定当事国之间存在默示协议。这就意味着主张存在默示协议的一方当事国负有很高的举证责任,必须提出一系列令人信服的证据,参见Abhimanyu George Jain, Maritime Disputes (Peru v.Chile), American Journal of International Law, Vol.109, 2015, p.385.而不是简单地罗列当事国在争议海域所实施的石油活动。即便是 “也门―厄立特里亚仲裁案”,仲裁庭将先前石油合同作为划界考虑因素的结论,也不是轻易得出的。仲裁庭花了很大篇幅分析当事国双方的原先石油合同,特别是分析这些石油合同的区域分布,在发现双方的石油合同是沿着中间线分布后,方才认定当事国之间已就中间线作为管辖权分界线达成默示协议。有趣的是,仲裁庭没有指明当事国之间存在默示协议,而是直接认定石油合同在一定程度上支持了中间线的划界方法。参见 The Eritrea-Yemen Arbitration (Phase 1: Territorial Sovereignty and Scope of Dispute), 3 October 1996, paras.389―439.此外,时间因素也是不可或缺的。如果时间跨度短,当事国在争议海域能够实施的石油活动数量有限,将直接影响用于认定默示协议的证据数量,因此时间跨度宜长不宜短。目前,对于时间的跨度并无确定标准,仅有个别案件判决可作参考。例如,在“尼加拉瓜―洪都拉斯领土海洋划界案”的判决中,国际法院认为1961年到1977年的这段时间内(跨度为16年),即使当事国的石油活动与北纬15°线存在关联,但是时间跨度短,不足以认定默示协议。而在“也门―厄立特里亚仲裁案”中,仲裁庭分析的既有石油合同集中分布在1972年到1993年的这段期间(跨度为21年),在仲裁庭看来,就足以认定默示协议。

边界与海洋研究范文第4篇

关键词:东海油气争端中间线临时安排共同开发

一、中日东海油气争端的由来

中日东海油气争端源于日本自2004年5月起对中国开发“春晓”油气田①逐步升级的反应。2004年5月28日,日本“对中国在紧贴中日中间线中国一侧的东海海域设置天然气开采设施一事”表示关注,并打算“就中国之举是否侵害了日本的权益展开调查”。随后,日本正式向中国提出交涉。2004年6月9日,日本经济产业大臣在出席马尼拉“东盟加中、日、韩三国能源部长会议”时,向我国官员正式提出,要求中国提供在东海专属经济区调查和试验开采油气田的相关数据。他还说,如果中国“继续漠视日本的要求”,日本可能派遣调查船到上述海域调查,并开始建设自己的天然气项目。②对于日本的要求,我国予以断然拒绝,同时也持积极态度,主张通过冷静、友好的外交渠道,以对话来解决这一争端,并建议进行共同开发。然而,日本没有作出积极回应。在2004年6月21日“亚洲合作对话”青岛会议上,当中日两国外长谈及东海天然气田问题时,我外长呼吁双方搁置分歧,共同开发东海资源,并希望日方对此提议进行研究,但日本外相只是表示“继续保持接触”。日本经济产业大臣则在国内明确地说:“我们对中国的提案不感兴趣,在这方面,我们不考虑联合开发。”③2004年7月,中日之间的对立状态进一步加深。就在“”纪念日那天,日本花巨资租用的挪威籍科考船在数艘先导船的引导下来到距离“春晓”油气田约50公里处的海域进行海底资源调查。这引起中方的严正交涉。日益恶化的事态不仅使美国表示关注,④而且还给我国海上对外油气开发合作带来了消极影响。2004年9月28日,“春晓”油气田项目的外方合作伙伴———皇家壳牌石油公司和优尼科石油公司宣布退出。就在2004年10月25日中日双方就解决争端举行的事务级磋商中及其之后,日本威胁说,如果中方今后仍不向日方提供信息,日本就将在“春晓”油气田附近的日方水域进行勘探,并可能中断磋商。⑤

二、中日双方的权利基础与油气调查、开采活动的法律性质

其实,中日东海资源之争并非始自今日。早在20世纪60年代联合国亚洲及远东经济委员会预测东海可能是世界上油气储量最丰富的地区之一之后,在东海就掀起了“海底石油之战”。1974年,日本在东海中间线以东的争议海域与韩国订立共同开发协定,遭到中国的抗议。⑥长期以来,日本无视东海存在争议的客观事实,将其单方面主张的“中间线”作为东海的“既定”边界线强加给中国,这是中国无论如何都不能接受的。在客观了解、正确分析这场争端时,需要明确、澄清几个概念,了解分歧之所在。

(一)自然延伸与200海里距离

1982年《联合国海洋法公约》(以下简称《海洋法公约》)⑦规定,每个沿海国都对其近海区域拥有权利。中日两国作为东海的相向邻国,各自对其邻近海域的权利不容否认,而且两国都在国内法上予以确认。日本1996年《专属经济区和大陆架法》第1条和第2条规定,日本的专属经济区和大陆架是从其领海基线量起向外延伸到其每一点同领海基线的最近点的距离等于200海里的线以内的区域。如果专属经济区和大陆架的外部界限的任何部分超过了中间线,中间线(或日本与其他国家议定的其他线)将代替那一部分线。1998年《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》第2条规定,我国的专属经济区是从领海基线量起延至200海里的区域,大陆架是我国陆地领土的全部自然延伸扩展到大陆边外缘的海底区域,或在某种条件下扩展到200海里的海底区域。

但日本不能以其国内法的规定来有效对抗中国的权利主张与近海活动。就专属经济区而言,东海的宽度不足400海里,因此两国的权利范围有相当一部分是重叠的,这自然存在划分专属经济区界线的问题。更重要的是,虽然对海床和底土的权利可以来源于专属经济区制度,但按《海洋法公约》第56条的规定,专属经济区中有关海床和底土的权利应按照公约关于大陆架的规定来行使。这意味着,有关近海底油气活动的法律基础应主要依据于大陆架制度。

《海洋法公约》第76条第1款设定了两项确定大陆架权利的标准,即自然延伸和200海里距离。这里的权利标准有两层意义:一方面对国家的单方面行为来说,自然延伸与距离标准是彼此独立的。也就是说,国家可以采用任何一个标准来主张其大陆架权利范围;另一方面,在两者之间的关系上,自然延伸标准居于首要地位,距离标准则处于从属地位,这是有坚实的法理依据的。沿海国对其大陆架具有初始的、天然的和排他性的权利,即固有权利。这种权利既无需完成特别的法律程序,亦无需履行任何特定的法律行为。固有权利的依据在于大陆架构成沿海国陆地领土在海下和向海的自然延伸。国际法院在1969年北海大陆架案中将自然延伸作为大陆架权利的唯一基础,指出:“国际法将大陆架归属于沿海国而赋予法律权利是基于这一事实,即有关海底区域实际上可以被视为该沿海国已经享有统治权的领土的一部分。也就是说,这些区域虽为海水所覆盖,但却是该国领土的延伸或继续,即其在海下的扩展。”⑧在1982年突尼斯-利比亚大陆架案中,国际法院再次提到“自然延伸是所有权唯一基础的原则”。⑨自然延伸标准的地位变化受到了第三次海洋法会议上出现的“已被接受的新趋势”的影响,并反映在《海洋法公约》上:第76条第1款将距离概念引入了大陆架权利基础的范畴中。即使如此,该条款仍将自然延伸放在首位,而对距离标准附加了“如果从测算领海宽度的基线量起到大陆边的外缘的距离不到200海里”的限制条件。第76条第1款之所以作出这种安排,主要原因有两个:一是1950年弗朗索瓦报告员和国际法委员会所作的保留已不再具有合理基础。自然延伸概念以及将该概念等同于大陆架已不再是“不合理的不公正”的根源。因为这一“不合理的不公正”由于200海里海底的专属经济区概念的确立以及200海里以外大陆架开发的收益分享制度的建立而得到平衡。二是地质、地貌意义上的自然延伸概念已不再像从前那样成为国家占领的优先手段。⑩国际法院在突尼斯-利比亚大陆架案中明确指出,《海洋法公约(草案)》第76条第1款第一部分的“陆地领土的自然延伸”是主要标准,200海里距离“在一定条件下”是沿海国的权利基础。[11]

1985年几内亚-几内亚比绍案的仲裁裁决认定,距离标准没有背离自然延伸标准,而只是缩小了它的范围。[12]富尔勒认为,同自然延伸原则相比,距离标准处于从属地位。[13]杜比也承认,“200海里标准只起辅助作用”。[14]

前国际海洋法法庭法官赵理海教授在详尽分析《海洋法公约》第76条后总结说,该条对200海里距离概念和自然延伸原则的规定主次分明,首先肯定了自然延伸原则,只是在特殊情况下才考虑使用所谓“距离标准”。[15]

不可否认,国际法院在利比亚-马耳他大陆架案中也认为距离是大陆架权利的唯一基础。然而,这不能成为否认自然延伸主要标准的有力证据。国际法院早在作出该结论之前就指出,大陆架制度和专属经济区制度是不同的。没有专属经济区的地方可以有大陆架,但如果没有相应的大陆架,就不可能有专属经济区。尽管“出于法律和实际的原因,距离标准现在既适用于大陆架,也适用于专属经济区”,但“这并不表示自然延伸概念现在已为距离概念所取代,它只是意味着在大陆边外缘距岸不足200海里时,自然延伸部分地为离岸距离所定义。”[16]这里“部分地”的措辞明显地承认自然延伸的优先地位。这种解释是符合逻辑的,因为保持与先前判例的一致性是国际法院一贯的做法。可以肯定,国际法院在本案中不可能彻底修正它在3年前所作的推论。而且,国际法院的上述论断是以有关当事方海岸间的距离不足200海里为前提的。[17]如果一国的大陆架超过200海里,其权利基础当然是自然延伸,而非距离标准。这正如莱高尔特和汉基所说:“扩展到200海里以外的自然延伸的存在一旦确立,适用同一标准测算这种延伸是从海岸而不是从200海里界限处开始的……在200海里以内和以外有着单一的大陆架制度,不管《海洋法公约》适用于200海里以外有何特殊规定”。[18]再者,自然延伸与海底地理、地质和地貌特征相关,它呈现出大陆架与沿海国之间的实际联系。而距离标准纯粹是一个人为的空间概念,并不具有习惯法的性质。[19]

中国和日本的海洋立法各自主张自然延伸和200海里的大陆架区域都于法有据,无可厚非。但是,当两国的这种单方面主张在东海导致权利冲突时,中国的自然延伸毋庸置疑地优越于日本的200海里距离。国内外海洋地质学者认为,东海大陆架在地形、地貌、沉积特征和地质上都与我国大陆有着连续性,是我国大陆领土在水下的自然延伸。冲绳海槽构成东海大陆架与日本琉球群岛岛架间的天然界限。因为该海槽东西两侧的地质构造性质截然不同。海槽以西是稳定性大陆地壳,海槽以东为琉球岛弧,地壳运动十分活跃,地震频繁。海槽东西两侧的沉积物分别属于琉球岛架与东海大陆架两个物源区。东海大陆架边缘和海槽西坡的沉积物性质与长江的物质类同,海槽东坡沉积物性质则与琉球群岛有着紧密的联系。而海槽本身属于陆壳向洋壳的过渡带,其地貌既不同于堆积沉积型的平坦陆架,也不同于洋壳型的洋脊海盆,是一种独特的地貌单元。[20]曾与其他地质学家一起完成东黄海地质结构和石油潜力报告的艾默里曾说:“冲绳海槽因位于亚洲大陆的大陆坡东侧,应该属于海洋壳而非大陆壳。”[21]日本学者也同意,“冲绳海槽是大陆架的边缘,海槽的西侧是大陆架。”[22]所以有学者指出:“显而易见,冲绳海槽构成日本海底结构的自然边界。”[23]由此可见,中日之间不存在共有大陆架问题。东海大陆架止于冲绳海槽西坡坡角,琉球群岛岛架止于冲绳海槽东坡坡角。根据自然延伸原则,我国对直至冲绳海槽的东海大陆架享有不可剥夺的权利。

(二)中间线

在存在海洋权益之争的东海海域,中日双方尚未划界,当然不存在所谓的“既定”边界线。中间线只是日本的单方面主张,对中国没有任何法律约束力。国家间海上分界线从来都是协议达成或由第三方解决的,而不能仅仅依照个别国家在其国内法中表现出的意志决定。无视其他国家的法律立场自行决定一条国际海洋边界是违背公认的国际法原则的。国际法院在英国-挪威渔业案中指出:“海域划界总是国际性的。它不仅仅取决于沿海国的意志……与其他国家划界的有效性取决于国际法。”[24]因此,“海洋划界是一个法律-政治过程”,海洋边界是适用法律规则的结果,[25]而非平分有关海域。因为平均分享的观念与所有有关大陆架法律规则的最根本原则相冲突。[26]如果海上划界犹如一分为二那样简单,大量未定海洋边界就不会仍然存在。中间线甚至不是东海划界之前的一条临时管辖线。中国过去没有承认过所谓的东海“中间线”,将来也不可能承认。中国一贯主张,海岸相向或相邻国家应在国际法的基础上按照公平原则协议划定各自海洋管辖权界限。中国没有必须接受中间线的法律义务。中间线或等距离线仅是1958年《大陆架公约》第6条第1款确立的一项协定法划界原则,即在无协议和除特殊情况另定边界外,大陆架界线是以每一点均与测算每一国家领海宽度的基线的最近各点距离相等的中间线。中国并不是该公约的缔约国。《海洋法公约》第74条和第83条没有提到中间线,只是规定在国际法基础上协议划界,以便得到公平解决。这就如格林菲尔德所评论的,《海洋法公约》的这种模糊立场进一步削弱了日本在东海主张适用中间线原则的效力。[27]而且,中间线原则不具有习惯法的地位。因为如果不顾划界区域的实际情况,把中间线作为一项绝对原则来适用,就可能造成将一国自然延伸的区域分配给另一个国家的不公平情况。国际法院在北海大陆架案中就认为,在订立《日内瓦公约》时,并不存在等距离这样的习惯国际法规则,《大陆架公约》第6条也没有使这一原则具体化。因此,如果《日内瓦公约》在其起源或开始之时没有宣告等距离原则是相邻国家间大陆架区域划界的习惯法强制性规则,那么其后的效果也不能构成这样一种规则;并且为此目的,迄今为止的国家实践同样是不充分的。[28]国际法院的这一论断为其后判例所一再重申、援引。即使中间线原则是可适用的,它也不能单独起作用。根据英法海峡案的裁决,《大陆架公约》中等距离原则的适用总是受“特殊情况”限制的。等距离和“特殊情况”不是两个互不相干的规则,而是单一的“等距离-特殊情况”规则。该规则与习惯法规则具有相同的目的,即按照公平原则划界。[29]按公平原则划界就是要公平考虑划界区域的所有相关情况,以达成公平结果。海岸地理是公平划界的一个主要因素。英法海峡案的裁决指出:“在任何特定情况下决定等距离或任何其他划界方法适当性的主要是地理情况。”[30]缅因湾案的判决甚至认为“地理特征是划界过程的核心”。[31]中日海岸地理有着显著差别,这种差别构成排除中间线的一个重要情况。东海西侧是中国的连续海岸线,长达3000多公里,其中仅杭州湾(北纬30°)以南段即达900公里;东侧是日本零散岛屿的断续海岸线,从九州至琉球群岛仅1000多公里,岛间距离有的超过100海里,其中吐噶喇、奄美、冲绳及先岛群岛的东海海岸线总长度为380公里。在北纬30°以南的地区,如果按照海岸的一般走向测算中日海岸线,其比例为64.3∶35.7.[32]在这种不均衡的地理环境下,以中间线平分东海显然有悖公平原则。在与中日海岸关系极为相似的利比亚-马耳他大陆架案中,双方海岸线长度的巨大差异(8:1)成为国际法院调整虚拟中间线的一个相关因素。[33]国外学者也认为:“中日两国在东海的海岸线长度之间的显著差异,是大陆架划界的一个相关因素。”[34]

冲绳海槽同样也是构成不适用中间线的另一个重要相关情况。国际判例法承认,如果划界区域在地质或地貌上存在一种足以割断有关国家间海床和底土本质地质连续性的、显著的、持久的断裂或间断构造(如海槽、海沟或凹陷),以至于将划界区域分为构成属于两个国家的两个不同大陆架,或两个不同自然延伸的界限时,那么划界就必须遵循此断裂所显示出的界线。[35]冲绳海槽就具有这种性质。与判例中没有赋予划界效力的那些不显著的、微小的地质地貌构造相比,冲绳海槽尤为显著。它形似新月,向东南凸出,南北长约1200公里,宽约140-200公里,面积约22万平方公里;槽底长约840公里,宽约36-120公里;北浅(700米)南深(大于1000米),最深处2719米。[36]戈尔迪明言道,冲绳海槽不同于挪威海槽,“北海海床地质上的整体性把挪威海槽和分割日本诸岛与东中国海下面的大陆架的冲绳海槽区别开来”。[37]冲绳海槽与帝汶海槽相似。[38]澳大利亚与印度尼西亚之间的有关协定承认帝汶海槽的重要作用。在1972年大陆架划界协定中,两国的边界线划在距离中间线更靠近帝汶海槽中轴线的地方,澳大利亚获得争端区域面积的80%.1989年《帝汶缺口条约》设立的合作区位于海槽中轴线以北与印度尼西亚200海里主张以南的海域。[39]即使在日韩共同开发协定中,冲绳海槽也被日本接受为一个相关因素,因为共同开发区完全在中间线的日本一侧,更靠近日本海岸。因此,冲绳海槽是具有法律意义的严格限制中间线的一个公平考虑因素。格林菲尔德表示:“琉球群岛下面和周围区域的地质,尤其显著的是非常重要的冲绳海槽,使日本要求平分中国海大陆架的资格受到质疑”。[40]朴春浩也指出:“日本关于不考虑冲绳海槽,应用中间线原则,从而产生日本对东海较大范围的海底区域的的法律依据,看来是令人怀疑的”。[41]需要特别指出的是,日本的中间线主张还是将作为一个基点,这与国际法和国际实践是背离的。《海洋法公约》第121条规定,不能维持人类居住或其本身的经济生活的岩礁,不应有专属经济区或大陆架。是洋中小岛,长期无人居住,缺乏维持人类生存所需的资源。在国家实践与司法判例上,无人居住的洋中小岛在划界中通常被忽视。加之,的领土为中日两国所争议。国际上通行的做法是,有争议的岛屿不影响划界。因此,的无论最终归属如何,除拥有一定范围的领海外,不应享有专属经济区和大陆架。这是普遍一致的理论观点。李韦清认为:“群岛的领有权给国带来的只不过是12海里领海”。[42]诺德霍尔特指出:“不论获得何种领土地位,它对决定东中国海大陆架边界线的影响如果不是没有的话,也将是很小的”。[43]格林菲尔德也认为,(即使日本有)完全位于琉球群岛一般走向线以外,因此不能用作中国与日本间大陆架划界的基线的任何部分。[44]日本学者同样倾向于不应赋予划界效力。如中内清文说:“尖阁群岛并不真正适合于人类居住。看来很清楚的一点是,这些岛屿只是对于其周围的可能是巨大的石油储藏而言才是有价值的……把尖阁群岛用作划定大陆架界线的基点,从而产生出对石油储藏和各自的经济利益份额的权利,那似乎并不是公平的或者衡平的。”[45]

(三)结论

上述分析充分说明,东海“中间线”纯属子虚乌有,完全是日本的一厢情愿;中国对直至冲绳海槽的东海大陆架享有固有的权利:“中间线”以东至冲绳海槽的权益归属不容否认。“春晓”油气田位于“中间线”以西约5公里的中国一侧,开发该油气田是中国行使自己的权利,根本不存在所谓侵犯日本海洋权益的问题。该油气田不可能有跨界的情况,因为界线并不存在,所以中方开发这个油气田将不可避免地“吸”走日方一侧资源的说法系强词夺理。即使油气田跨越“中间线”,越过的那部分储藏也并非日本所有。就如上面提到的,“中间线”以东是争议海域,而且中国的权利基础优越于日本的权利基础。因此,在双方没有就争端海域作出某种安排的情况下,中国拒绝提供有关油气开发资料和数据合法合理,继续在没有争议的本国近海进行建造油气开采设施和铺设管道等作业活动更无可指责。相反,日本在争议海域的单方面资源调查甚或勘探活动不为国际法所允许,以此要挟中国满足其无理要求或对抗中国合法利用资源的活动更是背离了和平解决争端和自然资源永久原则。在双方都主张权利的区域,日方未经对方同意的单方面行为侵犯了中方的权利。这种损害对方权利的单方面行为普遍受到禁止。国际法院在爱琴海大陆架案中指出,在单方面开发将对有关权利造成不可挽回的损害或对有关海床或底土造成实际损害的危险的情况下,国际法支持禁止单方面开发的义务。[46]日本采取的竞争性行动只能激化矛盾,无助于问题的解决,这对双方都无益处。

三、中日东海油气争端解决的可能方案

诚如中国所一再倡议的,谈判协商是解决中日东海油气争端的唯一出路。谈判是国际法赋予所有国家确定的以和平方法解决争端的法律义务。国际法院在北海大陆架案中指出,谈判义务是一项法律原则,该原则是一切国际关系的基础,是《联合国》第33条所承认的和平解决国际争端的方法之一。[47]谈判不应仅是形式上的交换意见,而应诚实进行。诚实谈判就是在谈判时要尊重对方的法律权利,承认分歧的客观存在,友好协商,以达成彼此都能接受的方案为目标。根据《海洋法公约》,中日协商解决油气争端有两个一般方案可备选择。

(一)划定边界通过协议划定边界是海岸相向或相邻国家间解决权利重叠区域的通常途径,它能提供稳定、清楚的海上管辖权界线和创造安全的资源开发投资环境,是一种一劳永逸的解决方法。本次油气争端和国际石油价格的飙升无疑为两个石油消费大国谋求最终达成东海划界协定提供了契机。这个协定除了确定一条边界线外,还应将跨界资源的某种合作机制作为其组成部分。实践中有两种模式可资借鉴。一种是英国与挪威式的“单一地质构造”条款,即:“如果任何单一石油地质构造或油田……跨越了边界线,而这种构造或油田位于边界线一侧的部分可以从边界线的另一侧全部或部分地开采,经与许可证持有人协商后,缔约国应谋求就关于最有效地开发这种构造或油田的方式以及按比例分配此种开发所得收益的方法达成协定”。另一种是伊朗式的,即在距离边界线一定范围内禁止钻井与开发合作。如伊朗与巴林《大陆架划界协定》第2条规定:“如果任何单一石油构造或油田……跨越了边界线……而这种构造或油田位于该边界线一侧的部分可以从边界线的另一侧通过方向钻井全部或部分地开采,那么:(1)在边界线的任何一侧不得钻井,任何生产区域与该边界线的距离不少于125米,除非得到双方政府的相互同意;(2)如果出现本条款考虑到的情况,双方政府应尽最大努力就有关在边界线两侧可以进行合作或联合开发作业的方式达成协定。”但是,划界谈判往往需要耗费相当时日,不可能在短期内达到目的。这对极为复杂的东海划界来说尤其如此。因此,尽管划界是理想的办法,却无助于现实争端的及时、有效解决。

(二)临时安排在成功划界之前,有关国家应基于谅解和合作精神,尽一切努力作出实际性的临时安排。这是《海洋法公约》第74条和第83条所要求的。中日两国作为该公约的缔约国,有义务进行合作,真诚谈判达成在过渡期内实际可行的临时安排。这种安排可考虑如下形式:

1.冻结资源调查、勘探或开发活动

换言之,争端双方在协定期内都不得在重叠区域进行与海底资源有关的任何活动。这种方法可以暂时保持重叠区域的和平局面,但无助于对海底油气构造的了解、确定矿藏位置或获得资源开发的利益。

2.暂定措施区域

这是许多划界协定和资源管理协定采用的一种临时安排。它是将一定范围的海域规定为“暂缓区”,并建立该区域的某种合作机制。中日可仿照美国与墨西哥2000年《关于西墨西哥湾200海里以外大陆架划界条约》拟订的合作模式,将争议海域宣布为暂定措施区域。在该区域内,双方在一定期限内不得授权或许可钻探或开发大陆架的石油或天然气。为有助于确定区域内矿藏的可能存在和分布,双方应依其国内法律规章便利于对方获得允许进行地质和地球物理研究的请求,并应分享其所拥有的地质和地球物理资料。当所获取的资料能使一方知道油藏的可能存在或跨越暂定区域以外时,它应通知另一方。双方为此应定期会晤,以确认这种储藏、定位和判明其地质地球物理特征。双方应尽力达成有效和公平利用该区域储藏的协定。在收到一方通过外交途径提出书面请求的一定期间内,双方应协商讨论有关储藏的问题。一方应将其在暂定区域附近自己一侧水域进行油气勘探或开发的决定或活动通知对方。每一方应确保它授权进行区域活动的实体遵守协定的规定。合作型暂定区域应该是中日双方容易接受的,1997年《中日渔业协定》第7条设立了暂定措施水域。这种安排的不足是合作层次不高,不利于勘探或开发海底资源,并可能增大以后划界的难度。

3.共同开发

共同开发是有关国家暂时搁置或权利争议,在相互间协定的基础上,以某种合作方式勘探和开发重叠主张海域的石油资源。它是世界上各个海域的很多国家认可和采用的一种功能性合作制度。这种制度安排与《海洋法公约》第74条和第83条的要求是一致的。一般地说,争端海域的共同开发是划界前的一种过渡安排,它不妨碍最后协议的达成和最后界限的划定,不意味着任何一方放弃其权利或权利主张,也不得视为承认对方的权利主张。在过渡期内,共同开发活动不构成支持或否定任何一方对有关区域及其石油资源的权利或权利主张的基础,也不创设任何新的权利或扩大现有权利。国际法理支持共同开发的解决方法。北海大陆架案判决指出,在重叠海域,可“通过共同开发的协议来解决”。杰瑟普法官在其个别意见中强调:“在争议但尚未划界而又有部分领土重叠的大陆架区域,共同开发原则……更为适用”。[48]突尼斯-利比亚大陆架案同样肯定了共同开发的方法。专案法官埃文森在其不同意见中说,共同开发是解决海洋边界争端的一个公平的替代方法。[49]如果重叠区域蕴藏储量丰富的石油资源,上述方法无法及时地将潜在石油转化为现实财富。而与上述临时解决方法相比,共同开发具有不可比拟的优越性。共同开发是双赢的。它既不影响有关国家的权利主张或立场,又能以符合经济效益原则和各自利益的方式毫不迟延地、有效地勘探开发石油资源,使它们迅速地从商业性石油发现和生产中获得最大经济利益。它既能维护各自对共同开发区的管理与控制,又能提供安全的石油投资、开发环境。共同开发在有关国家优先利用争议区域资源的实用考虑与维持各自权利主张或立场之间建立了适当的平衡。共同开发是日本可以接受的最现实可行的争端解决方案。实际上,日本政府并没有明确拒绝中方的共同开发提议。[50]日本外相还表示:“不希望东海成为争端之海,希望成中日友谊之海”。日本有些舆论也认为共同开发是一个现实的解决之策。[51]而且,日本在东海有与韩国共同开发的实践与经验,中日曾经就东海共同开发问题进行了讨论。[52]在政治上,共同开发有助于维护东海地区的稳定,为两国关系的健康发展注入新的活力。因此,只要日本不预设前提,以两国关系大局为重,将共同开发作为一个议题,通过对话协商,是完全可以达成协定的。中日共同开发可参照《帝汶缺口条约》和1995年英国与阿根廷《关于在西南大西洋合作进行近海活动的联合声明》的模式来避免领土争端和进行共同开发。双方可将冲绳海槽中轴线与距离日本海岸200海里线之间的区域划为合作区。该区进一步分为a、b、c三个小区。中日两国中间线与距离中国海岸200海里线或中间线以东一定深度的等深线之间的区域为a区,它是真正意义的共同开发区。a区的西面是b区,位于中间线与日本200海里线之间。c区位于中国200海里线或中间线以东一定深度的等深线至冲绳海槽中轴线之间。每个小区适用不同的管理与石油勘探开发制度。在a区,石油勘探开发活动由两国共同管理,适用统一的石油开采规章、开发方式(如产品分成合同或租让合同)和税收政策,并平均分享开发收益。为此目的,双方可设立部长理事会和联合管理局两个机构。部长理事会由两国指定的同等数目的部长组成,代表两国监督a区的石油勘探开发活动,对a区的活动负全部责任。联合

管理局向部长理事会负责,根据两国法律具有法人资格和法律能力,对a区内日常石油开采活动和行政事务进行管理,如签订、修改、终止合同、分配收益、提供建议、颁布规章、取得和处理动产及不动产、提讼或应诉等。b区和c区分别由中国和日本管理,执行各自的石油开采、管理制度;双方应就自己管理区域有关石油合同的订立、批准、期限、中止或延长等事项通告对方,并应将其石油收益的一定比例分成给对方,如10%或20%.

四、结论

东海油气争端是中日海洋权益争端的具体表现。日本将其单方面主张的中间线作为东海的“既定”边界线和采取激化矛盾的对抗行动不符合国际法的精神。中国在没有争议的海域从事近海油气作业是行使大陆架权利。在双方尚未就争议海域作出某种安排的情况下,中国有充分理由拒绝提供油气资料。划定边界和划界前的临时安排是解决争端的两个替代方法。鉴于东海划界的复杂性,临时安排更适宜于解决现实争端。冻结争议海域的一切油气勘探、开采活动、暂定措施区域和共同开发是三种合作层次从低级到高级的临时安排。共同开发是最实际可行的双赢解决之策。《帝汶缺口条约》和英国与阿根廷处理马尔维纳斯群岛的模式为中日东海共同开发提供了有价值的借鉴。中日两国应该继续磋商,达成此类协定,实现双赢。

注释:

①作为我国在东海海域的资源开发项目,“春晓”油气田是“春晓”、“断桥”、“残雪”、“天外天”油气田项目中第一个开发的油气田。“春晓”油气田位于浙江省宁波市东南方350公里的东海大陆棚盆地西湖凹陷之南部,总面积约2.2万平方公里,已探明天然气储量达540亿立方米。该项目是由中国海洋石油总公司、中国石油化工集团公司、英荷壳牌(shell)所属的美国派克顿东方公司、美国优尼科(unico)东海公司等共同投资90亿人民币开发的,将于2005年6月正式投产,预计自2007年起年产可达24.96亿立方公尺天然气,经由海底输气管道向我国上海、浙江等地区供气。参见吴晟:《春晓一声雷霆惊———日韩中海域油气资源之争事件簿》,《能源报道》2004年9月号。

②参见云雷:《日本恶意炒作我开发东海油气,向中国施加压力》,《扬子晚报》2004年7月1日。

③④[50]参见《美台欲插手东海资源之争议》,《参考消息》2004年7月20日。

⑤参见《日本威胁开始开采东海资源》,《参考消息》2004年10月29日;《日两阁员不满东海问题磋商无果》,《参考消息》2004年10月28日。

⑥[15][22]参见赵理海:《海洋法问题研究》,北京大学出版社1996年版,第42-43页,第67-70页,第83页。

⑦该公约于1994年生效,中日两国于1996年批准。

[8][26][28][47][48]seenorthseacontinentalshelf(frg-den.;frg-neth.),icjreports1969,para.43,18-20,55-83,86,99。

[9]tunisia-libyanarabjamahiriyacaseconcerningthecontinentalshelf,icjreports1982,paras.48,67。

[10][14]seedupuyandvignes,ahandbookonthenewlawofthesea,1991,vol.i,p.339,pp.341-342。

[11][17][49]seetunisia-libyacontinentalshelfcase,para.47,para.16,pp.320-323。

[12]seeguinea/guinea-bissaumaritimedelimitationcase,decisionof14feb.1985,paras.115-116。

[13]seeg.r.feulner,delimitationofcontinentalshelfjurisdictionbetweenstates:theeffectofphysicalirregularitiesinthenaturalcontinentalshelf,virginiajournalofinternationallaw,1976,vol.17,p.105。

[16]caseconcerningthecontinentalshelf(libyaarabjamahiriya-malta),icjreports1985,paras.33-34。

[18]l.h.legaultandb.hankey,fromseatoseabed:thesinglemaritimeboundaryinthegulfofmainecase,thecanadianyearbookofinternationallaw,1984,p.983。

[19]seeresearchcenterforinternationallaw,universityofcambridge,internationalboundarycases:thecontinentalshelf,grotiuspublicationslimited,1992,vol.ii,p.1585。

[20]参见曾成开、朱永其:《对早期弧后盆地——冲绳海槽地貌的一些认识》,载国家海洋局第二海洋研究所编:《东海冲绳海槽地质文集》,第4-16页。

[21][32]参见:《从新海洋法论钓鱼台列屿与东海划界问题》,台湾正中书局1986年版,第23页,第164页。

[23]c.r.symmons,themaritimezonesofislandsininternationallaw,1979,p.187。

[24]fisheries(unitedkingdomv.norway),icjreports1951,p.132。

[25]seecaseconcerningdelimitationofthemaritimeboundaryinthegulfofmainearea,icjreports1984,paras.46,56,103。

[27]seejeanettegreenfield,chinaspracticeinthelawofthesea,clarendonpress,1992,p.143。

[29]seecontinentalshelfboundaryarbitrationbetweenfranceandtheunitedkingdom,decisionof30june1977,paras.68,70。

[30]seefrance-unitedkingdomcase,paras.87,96,97,198,239。

[31]seegulfofmainecase,paras.59,199,195。

[33]seelibya-maltacase,paras.73,75。

[34]jin-hyunpaik,eastasiaandthelawofthesea,injamescrawfordanddonaldr.rothwelled.,thelawoftheasianpacificregion,martinusnijhoffpublishers,1995,p.15。

[35]seefrance-unitedkingdomcase,paras.107,109;tunisia-libyacase,para.66;libya-maltacase,para.41。

[36]参见许东禹、刘锡清等主编:《中国近海地质》,地质出版社1997年版,第16页。

[37]l.f.e.goldie,theinternationalcourtofjusticesnaturalprolongationandthecontinentalshelfproblemofisland,netherlandsyearbookofinternationallaw,1973,vol.iv,pp.253-254。

[38]参见袁古洁:《国际海洋划界的理论与实践》,法律出版社2001年版,第206页。

[39]东帝汶独立后,它取代印度尼西亚成为该条约的一方。

[40]jeanettegreenfield,chinaandthelawofthesea,air,andenvironment,1979,p.127。

[41]choon-hopark,eastasiaandthelawofthesea,seoulnationaluniversitypress,1983,p.30。

[42]wei-chinlee,troublesunderwater:sino-japaneseconflictofsovereigntyonthecontinentalshelfintheeastchinasea,oceandevelopment&internationallaw,1987,vol.18,p.598。

[43]h.schultenordholt,delimitationofthecontinentalshelfintheeastchinasea,netherlandsinternationallawreview,1985,p.155。

[44]seejeanettegreenfield,chinaspracticeinthelawofthesea,p.130。

[45][日]中内清文:《东中国海和日本海的划界问题》,邵津译,《国外法学》1980年第4期。[46]seeaegeanseacontinentalshelf(greecev.turkey),icjreports1976,para.30。

边界与海洋研究范文第5篇

关键词 生态红线;概念;内涵

中图分类号 X321 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)11-0247-01

1 红线概念

红线通常具有约束性含义,表示各种用地的边界线、控制线或具有低限含义的数字[1]。红线最初指规划部门批给建设单位的占地面积,一般用红笔圈在图纸上,具有法律效力。后来红线广泛用于规划红线(建筑红线、道路红线)、水资源红线、耕地红线等[1]。

城市规划红线主要包括道路红线和建筑红线,是规划用地范围的标志线和边界线。道路红线内不允许建任何永久性建筑[2],它是城市道路以及居住区级道路用地的规划控制线。建筑红线在城市规划中控制任何临街建筑物或构筑物不得超过其界限,它规定了城市道路两侧沿街建筑物或外墙、台阶等构筑物靠临街面的界限。

水资源红线的核心是建立3条控制红线,即确立水功能区限制纳污红线,建立水功能区限制纳污制度;确立用水效率控制制度,建立用水效率控制制度;确立水资源开发利用控制红线,建立用水总量控制制度。

耕地红线是指经常进行耕种的土地面积的最低值[1]。2008年国务院提出了土地利用的目标和任务,包括9项预期性指标和6项约束性指标。因此,我国实施了基本农田保护政策和耕地占卜平衡政策[2],从而确保达到耕地红线目标。

2 生态红线的提出

2005年2月,广东省提出《珠江三角洲环境保护规划纲要(2004—2020)》的通知(粤〔2005〕16号),提出了“红线调控、绿线提升、蓝线建设”的三线调控的总体战略,首次在环境保护工作领域提出生态红线问题。基本生态控制线本质上即为城市生态红线。

2012年9月,国家环境保护部印发了《关于开展城市环境总体规划编制试点工作的通知》(环办函〔2012〕1088号),该通知包括《关于开展城市环境总体规划编制试点工作的意见》和《城市环境总体规划编制技术要求(试行)》2个文件。其中在《城市环境总体规划编制技术要求(试行)》中,提出根据景观生态学原理,利用区域生态敏感性与重要性评估结果,结合自然保护区、水源保护区、风景名胜区、国家森林公园等法定保护区以及城市建设、土地利用、主体功能等规划方案,构建生态格局,划定城市生态红线,明确需要重点保护的敏感区域、带、点以及保护要点,促进提高生物多样性保护水平。2012年10月,国家海洋局提出海洋生态红线区,包括重要旅游区、文化历史遗迹与自然景观、重要河口、重要渔业海域、重要砂质岸线、沙源保护海域、特殊保护海岛、重要滨海湿地、渤海海洋保护区等,并依据生态特点和管理需求,进一步细分为禁止开发区和限制开发区,分类制定红线管控措施。

3 环保领域红线内涵的拓展

综上所述,环境红线的含义是禁止建设项目进入的范围,或者是禁止污染物排放的范围,或者是污染物排放量上限含义的数字。环境红线一旦被确定,具有法律强制效力[5]。

4 参考文献

[1] 左志莉.基于生态红线区划分的土地利用布局研究——以广西贵港市为例[D].南宁:广西师范学院,2010.

[2] 饶胜,张强,牟雪洁.划定生态红线创新生态系统管理[J].环境经济,2012(6):57-60.

[3] 刘雪华,程迁,刘琳,等.区域产业布局的生态红线区划定方法研究——以环渤海地区重点产业发展生态评价为例[C].中国环境科学学会学术年会论文集,2010:711-716.

边界与海洋研究范文第6篇

摘要:

基于两层流体简化模型,研究了水面箱型结构在两层流体中对波浪的反射和透射特性。为研究复杂海洋结构,采用外域级数展开和内域边界元数值方法相结合的手段建立了频域数学模型,在外域和内域交界的辐射面上利用连续性条件建立联立方程组。其中内域计算采用Rankine源作为格林函数,既避免了求解复杂的格林函数,又可直接获得自由水面及内界面上的速度势。经过与级数展开的解析方法对比,以及两层流中波能流守恒的验证,证明了本文建立的这一联合数值模型的正确性。利用这一数值模型通过计算反射系数和透射系数的变化情况,研究了两层流中存在箱型结构时各模态波浪的转化情况,分析了两层流中箱型结构的反射和透射特性。

关键词:

两层流体;边界元方法;Rankine源;反射系数;透射系数

波浪经过结构物后,透射波浪的能量和波面变化情况是设计关心的主要问题之一。通常的研究都假定海水密度均一,但实际海洋环境中,海水密度在垂向上存在显著的层化现象。这一特性导致在海洋内部也会产生波动,因此对结构的反射、透射问-2-哈尔滨工程大学学报第卷维情况下作用于物体上的激振力以及运动响应特性,并与物理模型试验结果进行了对比。NguyenandYeung[7]推导出三维情况下有限水深的两层流体中满足自由水面条件和内界面条件的格林函数。计算结果表明,在一定频率范围内分层效应对结构物水动力特性有显著影响,并且当入射波浪以内波模态入射时会在特定频率范围内引起方箱较大的转动。勾莹等[8]采用简单格林函数建立了时域方法求解积分方程,对漂浮圆柱、方箱等的水动力特性进行了研究。石强[9,10]基于分离变量法,建立了大直径圆柱体和方箱在两层流体中绕射势与辐射势的解析计算方法。Zhangetal[11]运用特征函数匹配的方法,研究了两层流中月池结构垂向振荡的附加质量和辐射阻尼,以及在共振频率时自由水面和内界面上的波动情况。本文采用数值方法和解析方法相结合的研究手段,将流域分为内域和外域两部分,内域采用利用简单格林函数的边界元法求解,外域速度势及导数利用解析展开式表示。这一模型既能求解任意物体的水动力特性,又避免了求解复杂的满足自由水面条件的格林函数;同时外域采用解析方法也使无穷远处的散射条件得到了很好的满足。通过计算方箱的激振力并与解析方法结果对比,验证了模型的正确性。根据单层流中波能流守恒原理推导出了两层流中的波能流守恒关系,利用这一关系对模型的精确性进行了进一步的验证。最后给出了两层流体中各模态的反射系数及透射系数的定义,研究了某一模态入射波浪与物体作用后,自由水面及内界面上的波面变化情况。

1数学模型

考虑二维情况下的两层理想流体,定义直角坐标系OXZ,坐标轴OZ垂直向上,OX与静水面重合。

1.1入射速度势两层流模型中存在两个模态的入射波浪,设射波的方向与x轴正向相同,波数为()0mk的入射波,速度势可表示。

1.2反射和透射速度势当入射波作用到结构物上后,会产生反射波和透射波,其速度势用d表示,并且满足以下定解条件。在自由水面、物面和内界面积分时,未知量为速度势,而在辐射面积分时,通过辐射面上内、外域速度势及其导数的连续性,将未知量转化为外域速度势展开式中的系数A和B。最后通过在自由水面、物面、内界面及辐射面划分网格,对积分方程(11)、(12)分别进行离散可得两组线性方程组。

2模型的验证

为验证所建立模型及求解过程的正确性,以水面固定箱型结构为例,计算了其波浪激振力以及波能流的守恒关系。

2.1网格划分及收敛性验证不同节点数的计算结果如图2所示。图中纵坐标表示表面波模态波浪从左侧入射时,自由水面和内界面固定点x=8.5m处波面升高随频率的变化情况。经比较可知,节点数为1062时数值结果已经收敛。此时自由水面节点数为202,物面节点数为239,内界面节点数为343,上下辐射面分别为178和100。波浪激振力图2至图4分别给出了方箱在表面波模态和内波模态波浪入射时的无因次化激振力,其中水平波浪力和垂向波浪力均以()10mgah无因次化,绕y轴力矩以()10mgaBh无因次化。由数值计算结果与解析解[10]的对比可以看出,本文的计算结果与解析解吻合很好,验证了本文求解模型的正确性。由图可知,当入射波浪为表面波模态时,水平波浪力、垂向波浪力和绕y轴力矩都与单层流体中作用力基本重合,说明此时激振力基本不受分层效应的影响。当入射波浪为内波模态时,三个方向的作用力在低频处都有多个极值和零点,并且远小于表面波模态入射的激振力,随着频率的不断增大,激振力最后都减小为0。

2.2能量守恒关系根据波能流守恒定理可得。图5两曲线分别为入射波为表面波模态和内波模态时,模型所计算出的能量P随无因次化频率的变化关系,可以看出所建立模型能很好地满足能量守恒关系式(16),进一步证明了模型的精确性。

3反射、透射系数的定义与计算结果

虽然自由水面和内界面上都存在两种模态的波浪,但是由于自由水面上以表面波模态波浪成分为主,内界面上以内波模态波浪成分为主,因此在后续分析中,只给出自由水面上表面波模态波浪的反透射系数和内界面上内波模态波浪的反透射系数。其余系数可通过关系式(2)确定。图6(a)给出了表面波模态波浪入射时,自由水面上表面波模态的反射和透射系数,其中L1为表面波模态波长。可以看出,随波长的减小自由水面上表面波模态反射系数趋近于1,透射系数趋近于0,趋势与单层流体一致。图6(b)给出了表面波模态波浪入射时,内界面上内波模态波浪的反射和透射系数,其中L2为内波模态波长。由图可知,表面波模态的入射波浪与结构物作用后将在内界面上产生较大幅度的波动,最高可接近自由表面入射波浪波幅的2倍左右。这是因为两层流体间密度差很小,其恢复力很小,相当于将分层介质置于微重力场,流体受到很小的扰动就会偏离其平衡位置而产生“轩然大波”,但其对于能量的贡献较小。从图中还可以看出随着入射波浪频率的变化,反射、透射系数有多个零点,即在某些频率处,内界面上没有内波模态的反射波或透射波。此外,自由水面上表面波模态的反射系数和透射系数变化趋势(图6(a)),当结构位于上层流体时,内界面上内波模态的反射系数和透射系数的变化趋势则相同。图7(a)给出了内波模态波浪入射时,自由水面上表面波模态的反射和透射系数。由图可知,当内波模态波浪入射时,入射波与结构物作用后,自由水面仅有非常微小的波动,所引起的波面升高基本可以忽略。图7(b)给出了内波模态波浪入射时,内界面上内波模态波浪的反射和透射系数。由图可知,由于本文所研究的结构物只位于上层流体,因此内界面上内波模态透射系数很大,接近于1,反射系数则很小,高频时趋于0。根据图6和图7的结果可知,表面波模态入射时自由水面上表面波模态反透射特性与单层流体趋于一致;内波模态入射时自由水面上表面波模态反透射系数都很小接近于0,内界面上内波模态透射系数很大接近于1,反射系数则很小。因此下文仅研究表面波模态入射时,密度比、水深比及方箱宽度等参数的变化对内界面上内波模态反透射系数的影响规律。图8为改变上下层密度比、入射波浪为表面波模态时,内界面上内波模态的反射和透射系数。由图可以看出,随着下层流体密度的增大,内界面反射和透射系数的最大值都减小,这是因为随着密度差的增大,恢复力相应增大,内界面处抗扰动能力增强。同时,从结果中可以看出反射和透射系数零点的位置并不随密度比的改变而改变,只与B/L2有关。反射系数零点出现在B/L2约为0.42、0.90和1.35的位置,透射系数零点出现在B/L2约为0.37、0.84和1.30的位置。图9为改变上下层水深比、入射波浪为表面波模态时,内界面内波模态的反透射系数。由图可知,结构物离内界面越近,则波浪入射后内界面的扰动越大,即反射和透射系数越大。内界面的位置同样不影响反射和透射系数零点的位置。图10为改变方箱宽度、入射波为表面波模态时,内界面内波模态的反射和透射系数。由图可知随结构物宽度的增加,内界面内波模态的反射和透射系数在低频时变化不大,高频时明显增大。但反射系数和透射系数的零点位置都几乎不发生变化。

4结论

边界与海洋研究范文第7篇

关键词:Patran/Nastran 深潜器 受力分析 耐压球壳

中图分类号:U674.941 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(a)-0212-02

深潜器具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置,是人类进行深海工作研究的有力技术工具。而耐压壳是保证深潜器安全的关键部件,球壳是深潜器的理想承压结构,其应用也日益广泛。一直以来,越来越多的学者对球壳的承载能力进行了研究。

该文基于有限元的优化设计,提出了计算深潜器中厚耐压球壳的受力分析方案,通过模拟在10000 m水深的受力情况,对耐压球壳进行优化,用Patran/Nastran 软件对深潜球壳受力过程分析得出较为合适的耐压壳的厚度半径比。

1 建模与薄壳计算分析

有限元建模分析

(1)模型范围。

耐压球壳半径为1000 mm,厚度为60 mm至150 mm。

(2)结构模拟。

采用MSC.Nastran实体单元HEX8(8节点,每个节点3个自由度),取二分之一球体作分析,划分了1440个单元,共计3172个节点,边界条件z=0处,方向固定,结构受外压100MPa。

(3)单位及材料属性(表1)。

(4)边界条件。

由对称边界条件得,位于Z=0平面上的节点XYZ方向的位移固定。

(5)工况。

10000m深水下,深潜器球壳的直径可以近似忽略,当成质点来看,取整体受到压强为100 MPa。

2 利用Patran模型计算分析所得数据公式

根据Patran所建模型图所知:

2.1 屈曲分析(BUCKLING)(图1-图4)

(1)由图1-图4可知,理想状态下,半球壳失稳的临界应力因数如表2所示。

所绘制曲线图见图5。

(2)球壳可承受最大的屈曲应力计算公式为:

Max=Factor*Pressure(所给压力)

结论如表3。

所绘制曲线图见图6。

2.2 非线性静态分析(NON-LINEAR SATICT)(图7-图10)

由于边界条件限制和工艺实际情况,一般球壳均为两个半球相叠加,因此可取图中最大值为分析值,结论如表4所示。

所绘制曲线图见图11。

所拟合出的函数表达式如下。

3 结语

由分析结果可知,公式计算值不满足深潜器中厚耐压球壳模拟计算值,同一深度下,随着厚度半径比的增加,球壳所受最大压力值逐渐减少,且减缓速率越来越慢。由屈曲应力分析结果可知,材料的强度满足要求。但由材料的强度和非线性静态分析结果对比可知,中厚球壳仍无法满足10000m水深下潜要求。

由静态受力分析得出中厚球壳的计算公式为。

参考文献

[1] 张永昌.MSC.Nastran有限元分析理论基础与运用[M].科学出版社,2004:53-60,218-222,321-322.

[2] 杨剑,张璞,陈火红.MD Nastran有限元实例教程[M].机械工业出版社,2008:1,244-314,401-416.

[3] 李邦国,路华鹏,胡仁喜.Patran 2006与Nastran 2007有限元分析实例指导教程[M].机械工业出版社,2008:277-309.

[4] 张乃林.超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域研究[J].舰船科学技术,2001,33(8):21-23.

[5] 苟鹏.深潜器多球交接耐压壳结构性能研究[J].舰船科学技术,2008,30(3).

[6] 曹福辛.潜水器和舰船用785MPa级钛合金应用研究报告[R].1990.

边界与海洋研究范文第8篇

一、没有公共边界的不同地区

没有公共边界的不同地区,只需要使用同一种颜色就可以区别开来.例如,山东省与黑龙江省没有公共边界,这两个省可以使用同一种颜色;再如,海南省、台湾省以及海域中的诸岛等也可以使用同一种颜色.

二、含有公共边界的不同地区

含有公共边界的不同地区,着有颜色的种数多少与不同地区两两彼此有公共边界的多少有关,两两彼此有公共边界的不同地区越多,着有颜色的种数就越多.

两两彼此有公共边界的含义是指每两个地区都含有公共边界.例如,甲、乙、丙三个不同的地区两两彼此有公共边界,就是说,甲地与乙地有公共边界,甲地与丙地有公共边界,乙地与丙地有公共边界;甲、乙、丙、丁四个不同的地区两两彼此有公共边界,就是说,甲地与乙地有公共边界,甲地与丙地有公共边界,甲地与丁地有公共边界,乙地与丙地有公共边界,乙地与丁地有公共边界,丙地与丁地有公共边界.

地图上的不同地区,我们可以分别用点A,B,C,D,E…来表示;不同地区所着用的不同的颜色分别用a,b,c,d…来表示;相邻不同地区的公共边界,用连接两点(表示该相邻的地区)之间的一条线段来表示,并且每条线段的两个端点所表示不同的地区所使用的颜色是不同的,这样,不同地区的着色问题可以看做是不同点的着色问题.

规定1:每两个有公共边界的不同地区,有且只有一条公共边界线,即不存在有三个或三个以上的不同地区共有一条边界线(共用连接点除外),也就是说,两点之间用且只用一条线段来连接.

规定2:连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交.

这样我们将上述四色问题可以转化为:

在同一个平面上有m个不同的点,从中任取一个点Pi(i=1,2,…,m)与其余(m-1)个点连接,并且连接任意两点之间的线段除端点外,既不能重合,也不能相交,则在这m个不同的点中,能够两两彼此相连接的点最多有4个.下面我们给出证明.

证明:一个点或多个孤立(互不相连接)的点均可以使用同一种颜色;一条线段有两个端点,这两个端点表示不同的两个地区,该线段表示有公共边界,这样的两个地区,只需要两种不同的颜色即可区别开来.

现在,我们来研究由线段组成的图形.

1由n(n为正整数)条线段组成的一条或多条没有封闭的图形

我们知道,每一个端点(或拐点)表示不同的地区,两个相邻的不同地区的公共边界用一条线段来表示,由n(n为正整数)条线段组成的一条或多条没有封闭的图形,其所有端点(所表示的不同地区),可以需要使用a和b两种不同的颜色即可区别开来.如图1和图2所示.

需要特别指出的是在同一条线段(或直线)上的点,如图3所示,当A,B,C三点在同一条线段上时,线段AC与线段AB,BC重合,这意味着它们有两条公共边界线,这与“不同地区有且只有一条公共边界线”矛盾,因此,我们说“连接AB,BC”,此时不能说“连接AC”.不能说“连接AC”的意思是说地区A和C没有公共边界,它们可以取同一种颜色.

2.由n(n≥3)条线段组成的一条封闭的图形

(1)当n为奇数时,该图形中的所有顶点(所表示的不同地区),可以需要使用a,b,c三种不同的颜色即可区别开来,如图4所示.

图4

(2)当n为偶数时,该图形中的所有顶点(所表示的不同地区),可以需要使用a,b两种不同的颜色即可区别开来,如图5所示.

图5

三、在三角形的基础上,增加一个点所构成的图形

从上面的分析来看:一个点只使用一种颜色;一条线段有两个端点,该端点需要使用两种不同的颜色;一个三角形有三个顶点,该顶点需要使用三种不同的颜色.

设存在有三个不同的地区两两彼此有公共边界,即存在不共线的三个点A,B,C连接成一个三角形,如图6所示,在这个平面上增加一个点D,有如下情况:

图6

图7

由于不同的点表示不同的地区,所以点D与三角形的顶点不能重合,即点D不能在三角形的顶点处;当点D在ABC的任一条边上时,不妨假设点D在边AC上,如图7所示,由于线段AC与线段AD,CD重合,这与规定“所有线段不能重合”矛盾,所以点D不能在ABC的任一条边上.

显然,如果有4个不同的点,其中有三个点A,B,D两两彼此相连接(即A,B,D三点所表示的地区两两彼此有公共边界),也就是说点B与A连接、点B与D连接、点D与A连接;第4个点C与点B连接,与点D连接,而点C与A不连接(此时,点A,C所表示的两个不同地区没有公共边界线),且A,D,C三点共线,此时,点A与C可以取同一种颜色(我们可以看做点C在ABD的外部如图7所示),那么这样的4个点所表示的不同地区,可以使用a,b,c三种不同的颜色就可以区别开来.这样,我们只研究点在三角形的内部和外部两种情况就可以了.

1.当点D在ABC内部时,如果第4个点D与三角形的三个顶点A,B,C两两彼此相连接,如图8所示,那么所有顶点所表示的不同地区,需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来.

图8

图9

2.当点D在ABC外部时,(1)不妨假设点D在线段AC所在的直线上,即点D,A,C三点共线,如果能够连接DB,DA,那么所有顶点或端点所表示的不同地区,需要使用a,b,c三种不同的颜色就可以区别开来,如图9所示.

(2)不妨假设点D不在线段AC所在的直线上,且点D与B在线段AC所在直线的两侧,如果能够连接DA,DB,DC,且线段DB与线段AC不相交,那么所有顶点(或端点)所表示的不同地区,需要使用a,b,c,d四种不同的颜色即可区别开来,如图10所示;若能够连接DA,DC,当连接DB时,线段DB与线段AC有可能“相交”,则所有顶点(或端点)所表示的不同地区,需要使用a,b,c三种不同的颜色即可区别开来,如图11所示.

图10

图11

(3)不妨假设点D不在线段AC所在的直线上,且点D与B在线段AC所在直线的同侧,如图12和图13所示,此时,结果与②类似,不必赘述.

图12

图13

由上述所知,如果每4个点满足两两彼此相连接,且连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交,那么这样的4个点所表示的不同地区,只需要使用a,b,c,d四种不同的颜色即可区别开来.

四、在如图8所示的基础上,增加一个点所构成的图形

我们从上面的分析可以得到一般结论:在同一个平面上,存在3个点,如果满足两两彼此相连接,且连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交,那么这样的3个点所表示的不同地区,需要使用三种不同的颜色;在同一个平面上,存在4个点,如果满足两两彼此相连接,且连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交,那么这样的4个点所表示的不同地区,需要使用四种不同的颜色.

我们自然要问:在同一个平面上,存在5个点或5个以上的点,如果满足两两彼此相连接,且连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交,那么这样的5个点或5个以上的点所表示的不同地区,就需要使用五种或更多种不同的颜色吗?回答是不可能的.这是因为,在同一个平面上,有5个点或5个以上的不同点是不可能存在两两彼此相连接,且连接的所有线段除端点外,既不能重合,也不能相交的,从而说明,在同一个平面上,不存在超过四种不同的颜色.我们给出如下推理:

在如图8所示的基础上,再增加一个点E,共计5个点,有如下几种情况:

(1)如果第5个点E落在ABC的外部,那么点E与ABC内部的点D不能够连接.假设点E与D能够连接,由于ABC是一个封闭的图形,一个点E在ABC的外部,一个点D在ABC的内部,当连接ED时,必然与ABC中的某一条边相交,这与规定(所有的线段不相交)矛盾,所以说尽管点E能够与点A,B,C两两彼此相连接,但点E与点D不能够连接,因此,5个不同的点两两彼此不能够相连接.此时,点E和点D可以使用同一种颜色着色,这样的5个不同点所表示的不同地区,可以需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来,如图14所示.

图14

图15

(2)如果第5个点E落在ABC的内部,那么点E必然会落在ABC内部中ABD,BCD和ACD三个三角形中的某一个三角形的内部.不妨假设点E落在ABD的内部,如图15所示,此时,点C在ABD的外部,由(1)知点E与C不能够连接,因此,5个不同的点两两彼此不能够连接.此时,点E与C可以使用同一种颜色着色,这样的5个不同的点所表示的不同地区,可以需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来.

由上述所知,5个不同的点两两彼此不能够连接,这就是说,在同一个平面上,尽管由原来不同的4个点增加到5个点,多了一个点,但颜色的种数并没有增加,这是因为有一对点不能连接,该两点所表示的不同地区可以取同一种颜色,即存在有1对点着色相同,此时,仍然需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来.

五、在如图15所示的基础上,增加一个点所构成的图形

在如图15所示的基础上,再增加一个点F,共计6个点.

1.如果第6个点F在ABC的外部,那么点F与ABC内部的点E或D不能够连接,也就是说,6个不同的点两两彼此不能够连接,如图16所示.新增加的点F的着色可以取与点D的颜色相同(新增加一对着色点),点E的着色可以取与点C的颜色相同(原有的一对着色点),这样共有2对相同的着色点,这说明颜色的种数并没有增加,仍然需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来.

图16

图17

2.如果第6个点F在ABC的内部,那么点F必然会落在ABE,BED,AED,BCD,ACD这5个三角形中的某一个三角形的内部.不妨假设点F落在BDC的内部,如图17所示.显然,新增加的点F与A不能够连接,它们可以取相同的颜色(新增加一对着色点);点E与C不能够连接,它们可以取相同的颜色(原有的一对着色点),这样存在2对相同的着色点,因此,6个不同的点两两彼此不能够连接.也就是说,尽管由5个不同的点增加到6个不同的点,又多了一个点,但颜色的种数并没有增加,这是因为有2对点着色相同,此时,仍然需要使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以区别开来.

类似地,第k(5≤k≤m)个点落在如图8所示的图形中,(1)如果第k个点落在ABC的外部,那么第k个点与ABC的内部的某一点不能够连接,因此,有k个点两两彼此不能够连接,同时可以看出,第k个点可以取与ABC的内部的某一对应点(不能连接)的着色的颜色相同,这样颜色的种数没有增加,第k个点的情形与第(k-1)个点的情形的着色相同;(2)如果第k个点落在ABC的内部,那么必然会落在且只能落在ABC被分割成(2k-5)个不重叠三角形中的某一个三角形的内部,此时,该点与该三角形的外部的点不能够连接,且有(k-4)对点(不能连接的)着有对应相同的颜色,这说明颜色的种数并没有增加.

综上所述,在同一个平面上,超过4个不同的点,两两彼此不能够连接,这就是说能够两两彼此连接的点最多有4个,所以,在一张地图上的所有有公共边界的不同地区,最多使用四种不同的颜色就可以加以区别开来,四色定理成立.证毕.

我们根据上述判定方法来诠释中国政区地图,为何最多使用四种不同的颜色.

在《中华人民共和国地图》(人民交通出版社,2003年8月第3版)上,因为最多有4个不同地区两两彼此有公共边界,这4个省两两彼此有公共边界的地区分别是宁夏回族自治区、、甘肃省和陕西省,即甘肃省与有公共边界,甘肃省与陕西省有公共边界,甘肃省与宁夏回族自治区有公共边界;与陕西省有公共边界,与宁夏回族自治区有公共边界;陕西省与宁夏回族自治区有公共边界.换句话说,如果把这4个不同地区分别看成A,B,C,D四个不同的点,由于它们两两彼此有公共边界,也就是说这4个不同点能够两两彼此相连接.如图8所示,甘肃省相当于点B,相当于点A,陕西省相当于点C,该三点A,B,C能连接成一个三角形,宁夏回族自治区相当于ABC的内部的一个点D,根据上面得到的结论,可以判断这张《中华人民共和国地图》的着色,最多使用a,b,c,d四种不同的颜色就可以绘制而成.见附件一:《中国政区四色地图》着色分布图.

再如,在《世界地图》(人民交通出版社,2003年8月第3版)上,我们看到有公共边界的国家,最多有巴拉圭、巴西、玻利维亚及阿根廷这4个国家两两彼此有公共边界(还有坦桑尼亚、莫桑比克、赞比亚和马拉维4个国家两两彼此有公共边界),它们分别用4个不同的点来表示,则这4个点之间两两彼此相连接,根据上面得到的结论,可以判断这张《世界地图》也需要使用a,b,c,d四种不同的颜色,就能够保证相邻国家着有不同的颜色加以区别开来(图形略).