中歐北極航線的時(shí)空格局及適航船舶

關(guān) 雷， 閆 冰， 王 諾

(1. 大連港集團(tuán)有限公司博士后科研工作站， 遼寧 大連 116001； 2. 大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院， 遼寧 大連 116026)

北極航道是指穿越北冰洋、連接大西洋和太平洋的海上航道。理論上，以英國—西歐為基點(diǎn)定義方位的北極航道共有3條，分別是沿西伯利亞海岸的“東北航道”(Northern Sea Route，NSR)、穿越北極點(diǎn)的中心航道和沿加拿大海岸的“西北航道”(NorthWest Passage，NWP)，其中：東北航道是指西起俄羅斯的摩爾曼斯克，經(jīng)北冰洋南部的巴倫支海、喀拉海、拉普捷夫海、東西伯利亞海和楚科奇海至白令海峽的各條航道；中心航道是指直接穿過極點(diǎn)，在極地周邊陸地航道中距離最短的航道；西北航道是指西起白令海峽(美國與俄羅斯之間)及美國阿拉斯加北部的波弗特海，向東經(jīng)過加拿大北極群島水域，途經(jīng)巴羅海峽和蘭開斯特海峽，到達(dá)巴芬灣和戴維斯海峽，進(jìn)入北大西洋的航道(見圖1)。這3條航道均可連通亞歐，但中心航道常年被海冰覆蓋，目前尚未通航，故僅討論東北航道和西北航道。

長期以來，亞歐之間的海運(yùn)貨物一直由經(jīng)馬六甲海峽和蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線(以下簡(jiǎn)稱“傳統(tǒng)航線”)運(yùn)輸。人類早在16世紀(jì)就已開始探索北極航線，但因冰情惡劣和船舶航行能力有限，該航線一直未顯現(xiàn)其商業(yè)開發(fā)價(jià)值。探索北極航線，尋找航程更短的亞歐海上運(yùn)輸新通道，一直是全球海運(yùn)研究的熱點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著全球氣候變暖，北極海冰逐漸融化，使得北極航線開通成為可能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011—2015年，通過東北航道，在亞歐之間往返的各國商船達(dá)141艘。2013年，我國中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)的“永盛”輪(多用途船，載重量19 461 t，船長155.95 m，船寬23.7 m)從大連港起航，沿東北航道到達(dá)荷蘭鹿特丹港，成為我國第1艘經(jīng)東北航道在中歐之間航行的商船。2015年，“永盛”輪經(jīng)東北航道往返于大連港和鹿特丹港，實(shí)現(xiàn)了往返通行。此外，加拿大的“NUNAVIK”號(hào)貨船于2014年從迪塞普申灣起航，經(jīng)西北航道抵達(dá)我國營口鲅魚圈港，成為世界上第1艘經(jīng)該航道運(yùn)輸貨物的遠(yuǎn)洋商船，這表明西北航道在特定時(shí)段也具備通航條件。

目前國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)北極航線的開通問題較為關(guān)注，其研究成果歸納起來大致可分為2類。

1) 從宏觀角度綜合研究北極航線開通的前景，包括：北極冰情的融化情況和航線開通展望[1-3]；北極航線開通之后對(duì)世界航運(yùn)格局[4-5]及我國西向戰(zhàn)略的影響[6-9]；北極水域利用的國際法律問題[10-12]等。該類研究涉及環(huán)境、法律和政策等多個(gè)方面，綜合性較強(qiáng)，但基本上僅限于發(fā)展戰(zhàn)略方面的分析。

2) 關(guān)于北極航線開發(fā)價(jià)值的研究，有截然不同的2種結(jié)論：

(1) 一種觀點(diǎn)認(rèn)為，從空間方面考量，北極航線可在地理上大大縮短中歐之間的航運(yùn)距離，從而提高兩地貨物運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性[13-17]，結(jié)合未來北極的礦石和石油資源開發(fā)，開通北極航線將極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值[18-21]；

(2) 另一種觀點(diǎn)集中于對(duì)集裝箱運(yùn)輸方式的分析，在綜合考慮破冰引航費(fèi)用、冬季通航時(shí)間限制及船型大小等因素之后，認(rèn)為中歐之間的貨物運(yùn)輸雖然可采用北極航線，但并不像所期望的那樣比經(jīng)蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線更經(jīng)濟(jì)，因而其開發(fā)價(jià)值有待探討[22-24]。

綜合以上研究發(fā)現(xiàn):盡管已有研究對(duì)北極航線開通之后中歐之間的海上運(yùn)輸在地理空間上的變化進(jìn)行了分析，但通常僅限于東北航道，沒有探討經(jīng)西北航道開通中歐航線的可能性；同時(shí)，在分析北極航線的開發(fā)價(jià)值時(shí)，未考慮新航線的地緣價(jià)值。針對(duì)這些不足，開展以下研究：

1) 在航線走向上，討論東北航道不同海峽通道的特點(diǎn)，并對(duì)中歐航線西北航道的運(yùn)行進(jìn)行分析。

2) 在適航船舶上，討論水深和破冰條件對(duì)運(yùn)輸船舶的限制。

3) 在地緣特點(diǎn)上，討論北極航線對(duì)我國“一帶一路”建設(shè)的戰(zhàn)略價(jià)值。

1 地理環(huán)境

1.1 航線分布

1.1.1東北航道

東北航道嚴(yán)格意義上講是指白令海峽與巴倫支海之間的航段。在地理分布上，該航線按緯度由高到低分為過境航線、中間航線和沿岸航線等3條航線(見圖2)，具體走向?yàn)椋?/p>

(1) 過境航線(高緯航線)。與中間航線相比，該航線的緯度更高，在進(jìn)入新西伯利亞群島北側(cè)之后繼續(xù)向西北方向，從北地群島北側(cè)通過，再轉(zhuǎn)向西南抵達(dá)巴倫支海。雖然該航線的航程比中間航線更短，但因其緯度較高，受冰情影響增大，冰阻風(fēng)險(xiǎn)較高。

(2) 中間航線(中緯航線)。該航線經(jīng)白令海峽進(jìn)入楚科奇海，通過弗蘭格爾島南側(cè)的徳朗海峽之后進(jìn)入東西伯利亞海，再沿新西伯利亞群島北側(cè)途經(jīng)拉普捷夫海之后穿過維利基斯海峽，繼續(xù)向西南沿新地島抵達(dá)巴倫支海。近年來大量的通航實(shí)踐表明，該航線通行相對(duì)便利，因而最具開發(fā)前景。

(3) 沿岸航線(低緯航線)。該航線沿俄羅斯北岸水域延伸，轉(zhuǎn)向較多，繞程較長，3條航線中累計(jì)航程最長；由于貼近岸側(cè)，水深較淺，易受岸邊冰情影響；無論是從船舶航行的經(jīng)濟(jì)效益角度還是安全角度看都不是最佳航線。[25]

綜合以上3條航線的地理特點(diǎn)，結(jié)合船舶航行的安全要求可發(fā)現(xiàn)，對(duì)于商船而言，目前以中間航線最為可行，但在實(shí)際航行時(shí)航線又可能略有變化。有的商船在沿中間航線航行時(shí)，為回避海冰的影響，或從東西伯利亞海進(jìn)入拉普捷夫海，或臨時(shí)選擇穿過桑尼科夫海峽(或德米特里·拉普捷夫海峽)，然后再回到中間航線。例如，“永盛”輪在2013年首航東北航線時(shí)，選擇從新西伯利亞群島北部進(jìn)入拉普捷夫海(如圖2中間航線所示)，但在2015年再次使用該航線時(shí)則取道桑尼科夫海峽。

1.1.2西北航道

西北航道可按沿途國家和地區(qū)的不同分為美國航段(簡(jiǎn)稱U航段)、加拿大航段(簡(jiǎn)稱C段)和格陵蘭航段(簡(jiǎn)稱G航段)等3個(gè)航段[21]，其中C航段又可分為3個(gè)分航段，以北、南、中為序分別為C1航段、C2航段和C3航段(見圖3)。各航段具體路線如下。

(1) U航段：位于西北航道的西端，包括白令海峽、楚科奇海和波弗特海區(qū)域，總航程約786 n mile。

(2) C航段：主要位于加拿大以北海域，途經(jīng)的主要島嶼包括帕特里克王子島、梅爾維爾島、德文島、班克斯島、維多利亞島、威爾士親王島和索默塞特島，經(jīng)不同航段的最短航程約為2 877 n mile。

① C1航段位于西北航線的中段，是在加拿大極地群島中穿行的北線航段。在該航段，船舶從美國、加拿大分界點(diǎn)出發(fā)，向東北方向航行，過班克斯島西北角進(jìn)入麥克盧爾海峽，向東偏南方向航行，在梅爾維爾島南與班克斯島東北角之間進(jìn)入梅爾維爾子爵海峽，繼續(xù)向東航行，在威爾士王子島附近進(jìn)入帕里水道，過巴羅海峽到達(dá)過德文島南的蘭開斯特海峽，出海峽之后抵達(dá)巴芬灣。該航段總航程約為927 n mile。

② C2航段也稱皮爾海峽線路，是在加拿大極地群島中穿行的南線航段。船舶從波弗特海水域中的美國和加拿大分界線向東偏南方向航行，進(jìn)入阿蒙森灣，向東南方向航行過多分聯(lián)合海峽之后，經(jīng)科羅內(nèi)申灣、迪斯海峽和毛德皇后灣，向東北方向進(jìn)入維多利亞海峽，過拉森海峽、富蘭克林海峽和金皮爾海峽進(jìn)入巴羅海峽，最后經(jīng)蘭開斯特海峽進(jìn)入巴芬灣。該航段總航程約為1 258 n mile。

③ C3航段也稱威爾士王子海峽線路，是加拿大極地群島中穿行在南北航線之間的航段。在進(jìn)入該航段的船舶駛?cè)氚⒚缮瓰持?，在班克斯島南部向東北方向航行，經(jīng)威爾士王子海峽進(jìn)入梅爾維爾子爵海峽，之后并入C1航段，從而繞過麥克盧爾海峽。該航段總航程約為364 n mile。

(3) G航段：由西向東進(jìn)入蘭開斯特海峽，經(jīng)巴芬灣和戴維斯海峽進(jìn)入北大西洋，總航程約為1 164 n mile。[26]

1.2 適航船舶

1.2.1東北航道

東北航道位于俄羅斯以北的大陸架上，水深變化較大，其中：楚科奇海水深一般<60 m，航段水域水深均在30 m以上；東西伯利亞海的水深為9～155 m，航段水深均在25 m以上；拉普拉夫海因北部界限延伸至北冰洋盆地，水深較深，航段水深均在30 m以上；喀拉海平均水深為90 m，約有40%水深<50 m，僅有2%水深>500 m，航段水深均達(dá)到35 m；巴倫支海東南岸水深為10～100 m，西北岸水深為200～300 m。由于這些海域的水深遠(yuǎn)大于船舶航行所需水深，因此不會(huì)對(duì)運(yùn)營船型造成限制。對(duì)于東西伯利亞海至拉普捷夫海航段，航程最短的是德米特里·拉普捷夫海峽(水深為12～15 m)和桑尼科夫海峽(最小水深為13 m[25])，需要時(shí)可繞行新西伯利亞群島北部(水深>20 m)，因而該航段雖然水深相對(duì)較淺，但基本上不會(huì)對(duì)運(yùn)營船型造成較大限制。

然而，北極航線完全無冰期極短，即使是在可通航時(shí)段，大部分時(shí)間內(nèi)都存在破冰引航段，此時(shí)破冰船破冰的寬度成為限制通航船型的關(guān)鍵因素。例如，目前世界上最大的破冰船排水量為33 540 t，船長為173 m，船寬為34 m，破冰寬度最大只能滿足船寬≤34 m的船舶(見表1)，由于建造更大的破冰船在北極航線上提供破冰引航服務(wù)需有一個(gè)過程，因此僅以現(xiàn)有破冰船的船型為例進(jìn)行討論。例如，對(duì)于集裝箱船舶，船寬<34 m的最大船型為5萬噸級(jí)船舶(型寬為32.3 m)，滿載吃水13 m，載箱量為3 501～5 650 TEU。[24]因此，在綜合考慮適航水深和破冰船寬度等因素之后，確定北極航線的適航船舶為Arc 4破冰等級(jí)的5萬噸級(jí)集裝箱船。

表1 北極航線最大適航船型

在通航時(shí)間上，東北航道僅在夏季能開通，具有明顯的季節(jié)性，使得其商業(yè)使用效率較低。據(jù)近年來的統(tǒng)計(jì)，東北航道夏季無冰時(shí)間約為40 d，長短不固定，各年相差較大[1]。

1.2.2西北航道

西北航道上各航段水深變化較大，其中:C1航段和C3航段為深水航段，水深超過400 m，但該航容易堆積從北冰洋涌入的多年冰，僅在部分年份的夏季處于無冰狀態(tài)；C2航段多有淺灘和巖礁，吃水深度不超過10 m，但該航段更易在夏季開通。[26]在實(shí)際航行時(shí)，船舶可不從加拿大北部島嶼繞行，而是選擇C1航段，因而水深不是限制船型的主要因素。

西北航道通航時(shí)間非常短且海冰較多。2009年航道開通時(shí)間為13 d，2012年上升至64 d[26]，但由于航道區(qū)域開闊，海冰流動(dòng)性強(qiáng)，北冰洋的冰易通過加拿大北部群島南下侵入航道各區(qū)域，致使海冰狀況多變，影響船舶通航安全，破冰引航是必不可少的航線需求。因此，西北航道的適航船型同樣受破冰船破開的冰道寬度的限制(如表1所示)，可通行5萬噸級(jí)及5萬噸級(jí)以下的集裝箱船。

總之，考慮到貨源和船型等各種限制，鑒于中歐之間的海上貿(mào)易基本上都是以集裝箱運(yùn)輸?shù)姆绞酵瓿傻?，適時(shí)開通季節(jié)性北極中歐集裝箱航線具有一定的可實(shí)施性。至于礦石、原油的運(yùn)輸需求，還有待北極資源的全面開發(fā)，且適航船舶難以實(shí)現(xiàn)大型化，因此目前研究其航線開發(fā)的價(jià)值為時(shí)尚早。

2 時(shí)空特征

2.1 地理空間分析

選擇我國的天津港、大連港、青島港、上海港、寧波港和廈門港等沿海主要集裝箱港與歐洲吞吐量排名靠前且靠近北極航線的德國漢堡港作為互通港進(jìn)行分析。參照海運(yùn)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)測(cè)量，得到我國各港口與德國漢堡港之間經(jīng)傳統(tǒng)航線和經(jīng)北極航線運(yùn)距上的對(duì)比見表2。從表2中可看到，中歐之間經(jīng)北極航線的空間距離明顯比經(jīng)傳統(tǒng)航線短，各互通港之間的航程大都縮短15%以上，其中上海港運(yùn)距縮短的比例最大，經(jīng)東北航道和經(jīng)西北航道運(yùn)距縮短的幅度分別達(dá)到26%及19%?？傮w上看，我國北方港口在運(yùn)距上比南方港口略有優(yōu)勢(shì)。

表2 我國各港至德國漢堡港不同航線運(yùn)距對(duì)比

2.2 航行時(shí)間分析

除因航程不同造成的航行時(shí)間差異以外，運(yùn)行方式的不同也是造成北極航線和傳統(tǒng)航線航行時(shí)間差異的主要因素。對(duì)于傳統(tǒng)航線，集裝箱船運(yùn)營的最大特點(diǎn)是沿途需掛靠多個(gè)港口，因而航次用時(shí)相對(duì)較長。根據(jù)對(duì)目前51條亞歐航線的統(tǒng)計(jì)，上海港到漢堡港一個(gè)航次需掛靠2～8個(gè)港口，平均掛靠4個(gè)，累計(jì)停泊時(shí)間9 d。若以平均航速18 kn計(jì)算，上海港與漢堡港之間每航次平均需用時(shí)33 d，其他港口每航次所需時(shí)間見表3。

與傳統(tǒng)航線不同，采用北極航線的集裝箱船沿途掛靠的港口較少(俄羅斯段僅有6個(gè)雜貨和后勤補(bǔ)給小港，暫無集裝箱貨源)。在正常情況下航速為18 kn，在通過冰情嚴(yán)重的水域時(shí)，東北航道上船舶的航速降為14 kn，全程平均航速為16.75 kn；西北航道上船舶的航速降為13 kn，全程平均航速為14.71 kn。由此計(jì)算，從上海港到漢堡港經(jīng)北極航線1個(gè)航次僅需22～25 d，比傳統(tǒng)航線減少8～11 d，其他港口航程用時(shí)見表3?？傮w上看，我國北方港口在時(shí)間上比南方港口略有優(yōu)勢(shì)。

表3 傳統(tǒng)航線與北極航線航行用時(shí)對(duì)比

3 地緣價(jià)值分析

地緣是指因地理位置上的聯(lián)系而形成的關(guān)系。當(dāng)前地緣特點(diǎn)已成為分析和推斷世界或地區(qū)范圍內(nèi)相關(guān)國家戰(zhàn)略形勢(shì)及利益的重要因素，可在競(jìng)爭(zhēng)中為占據(jù)相應(yīng)地理位置的一方取得有利地位。

長期以來，亞歐之間的海運(yùn)貨物一直采用傳統(tǒng)航線運(yùn)輸，具有很強(qiáng)的依賴性。該航線途經(jīng)東海、南海、馬六甲海峽、印度洋、紅海、蘇伊士運(yùn)河、地中海、直布羅陀海峽、英吉利海峽及北海，其中：波斯灣和蘇伊士運(yùn)河是戰(zhàn)爭(zhēng)頻發(fā)地區(qū)，政局極不穩(wěn)定，歷史上蘇伊士運(yùn)河曾2次因戰(zhàn)爭(zhēng)而關(guān)閉；馬六甲海峽和亞丁灣等地海盜活動(dòng)頻繁，我國海軍不得不長期在這些地區(qū)參與護(hù)航。面對(duì)復(fù)雜多變的國際形勢(shì)，我國海上運(yùn)輸安全問題不得不去面對(duì)。

在該背景下，北極航線的地緣價(jià)值得到充分顯現(xiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)航線，中歐之間的貨物運(yùn)輸采用北極航線不僅在地理上運(yùn)輸距離更短，綜合運(yùn)輸成本更低，更重要的是對(duì)航線運(yùn)營產(chǎn)生威脅的可能性相比其他航線較小。針對(duì)不同的政治環(huán)境，東北航道和西北航道可互相補(bǔ)充替代，與傳統(tǒng)航線共同形成21世紀(jì)海上絲綢之路的海上大通道，這對(duì)于當(dāng)前我國東海和南海糾紛不斷、中東局勢(shì)動(dòng)蕩、海盜盛行的政治環(huán)境而言具有極其深遠(yuǎn)的意義。

4 結(jié)束語

隨著全球氣候變暖，北極地區(qū)海冰快速融化，開通經(jīng)北極的亞歐集裝箱運(yùn)輸航線已成為可能。從時(shí)空格局和開發(fā)價(jià)值方面考慮，主要得到以下結(jié)論：

1) 在航線走向上，中歐之間經(jīng)北極可建立東北航道和西北航道2條航道。從我國出發(fā)，進(jìn)入西太平洋經(jīng)白令海峽之后分別向西或向東航行，其中東北航道在距離上比西北航道略短。無論是東北航道還是西北航道，運(yùn)輸距離都比經(jīng)蘇伊士運(yùn)河的傳統(tǒng)航線短，縮短幅度達(dá)18%～26%，航行時(shí)間縮短8～11 d，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2) 因破冰船破開冰面寬度限制，使得運(yùn)營于北極航線的適航船型一般限制在5萬噸級(jí)(5 000 TEU)及5萬噸級(jí)以下，而傳統(tǒng)航線的適航船型可達(dá)20萬噸級(jí)(18 000 TEU)，在船型上傳統(tǒng)航線明顯占優(yōu)。

3) 在地理特點(diǎn)上，東北航道和西北航道可為船舶航行提供更為安全的環(huán)境。相對(duì)于傳統(tǒng)航線，經(jīng)北極航線開展中歐之間的貿(mào)易不僅可避開戰(zhàn)爭(zhēng)敏感地帶，而且可避開海盜襲擊。為防止政治因素引發(fā)的海峽或航道封鎖風(fēng)險(xiǎn)，開通北極東北航道和西北航道相當(dāng)于給亞歐之間的貿(mào)易提供雙重保障，地緣價(jià)值十分明顯，因而對(duì)建設(shè)21世紀(jì)海上絲綢之路具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略價(jià)值。

總之，目前北極航線的開通還只是季節(jié)性的，全年大部分時(shí)間都不能通航，這給建立全天候集裝箱航線帶來了一定的困難。此外，北極通航中的某些航段離不開破冰船引航，導(dǎo)致北極航行對(duì)后勤保障具有較強(qiáng)的依賴性，由此可能帶來一些額外的限制和影響。但從長遠(yuǎn)來看，隨著時(shí)間的推移，北極航線通航時(shí)間將逐漸延長，北極航線原來的強(qiáng)制引航或可改為許可證引航，破冰引航服務(wù)費(fèi)也會(huì)逐漸降低，北極航線運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性和技術(shù)上的可靠性將得到不斷提升。

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