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1、安徽理工大学地球与环境学院自然资源自然资源及其利用及其利用第十二章第十二章 自然资源及其利用自然资源及其利用 自然资源的类型自然资源的可得性自然资源稀缺 自然资源的可持续利用3 自然资源分类系统，可从各种角度、根据多种目的来分类。如根据自然资源的地理特征可以分为矿产资源矿产资源(地壳)、气候资源气候资源(大气圈)、水利资源水利资源(水圈)、土地资源土地资源(地表)、生物资源生物资源(生物圈)五大类。有些学者根据用途，将自然资源分为工业资源、农业资源、服务业(交通、医疗、旅游、科技等)资源。1自然资源的类型和性质自然资源的类型和性质4 根据自我再生的性质，自然资源可以分为可更新资源可更新资源与不
2、可更新资源不可更新资源两大类。生物资源属于可更新的，矿产资源属于不可更新的。恒定性的资源如地表水、潮汐、风能、波浪、地热、太阳能等，也都列为可更新资源，而地下水等自然资源在一定程度上属于不可更新资源。自然资源的分类自然资源的分类5自然资源分类系统自然资源分类系统6 恒定性资源恒定性资源：包括太阳能、风能、潮汐能、原子能、气候资源和水资源。储存性资源储存性资源：地壳中有固定储量的可得资源，即矿产资源，由于不能在人类历史尺度上由自然过程再生，它们是可能耗竭的。临界性资源临界性资源：可通过自然过程再生资源，包括土地资源和生物资源。自然资源的分类自然资源的分类7矿产资源矿产资源8 自然资源是自然过程所
3、产生的天然生成物，地球表面积、土壤肥力、地壳矿藏、水、野生动植物等等，都是自然生成物。 任何自然物之成为自然资源，必须有两个基本前提：人类的需要和人类的开发利用能力，否则自然物只是“中性材料”。自然资源的性质自然资源的性质9 人的需要与文化背景有关，因此自然物是否被看作自然资源，常常取决于信仰、宗教、风俗习惯等文化因素。 自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化，人类对自然资源的认识以及自然资源开发利用的范围、规模、种类和数量都是不断变化的。自然资源的性质自然资源的性质10 自然资源与自然环境是两个不同的概念，但具体对象和范围又往往是同一客体。自然资源是从人类需要的角度来认识和理解
4、这些要素存在的价值。 自然资源不仅是一个自然科学概念，也是一个经济学概念。地理学家卡尔苏尔说过：“资源是文化的一个函数”。自然资源的性质自然资源的性质11 稀缺性稀缺性：人类需要实质上是无限的，而自然资源却是有限的，自然资源相对于人类的需要在数量上的不足，是人类社会与自然资源关系的核心问题。 整体性整体性：各种自然资源相互联系、相互制约。人类不可能在改变自然资源某种成分的同时，又使其周围的环境保持不变。自然资源的属性自然资源的属性12 地域性地域性：自然资源的形成服从一定的地域分异规律，其空间分布是不均衡的，自然资源总是相对集中于某些区域之中。 多用性多用性：大部分自然资源都具有多种功能和用途
5、。如河流，可用作水利发电，可作为灌溉系统，可以是航运线，也可以是风景资源。自然资源的属性自然资源的属性13 变动性变动性：正的方面如资源的改良增殖，负的方面如资源退化耗竭。有些变动可能近期带来效益，远期却造成灾难。 社会性社会性：资源是文化的一个函数，因此在强调它的天然性的同时，也说明了它的社会性，当代地球上的自然资源或多或少都有人类劳动的印记。自然资源的属性自然资源的属性14 自然资源从本质上是自然环境和人类社会相互作用的一种价值判断与评价，是以人类利用为标准的。正是人类的能力和需要，而不仅仅是自然界的存在，创造了资源的价值。所以对自然资源的看法随知识的增加、技术的改善、人类需求的变化和文化
6、的发展而随时变动。自然资源的变动自然资源的变动15 历史上的技术革新，从原先无价值或未利用的自然物质中突然创造出各种资源。如1886年霍尔埃鲁电解精炼过程的发明，使得铝的商业性萃取成为可能，于是铝矾土取得其资源地位。更近的事是核动力的发展，无论是军事目的或用于发电，都创造出铀矿的资源价值。自然资源的动态自然资源的动态16 再如，沼泽地的积水地段，生态学家和鸟类专家会看成是至关重要的自然保护区，农民会看成是降低农业生产力的讨厌之处，而对失业的城市居民来说则根本不相干。正是这些价值判断的区别，成为当前关于环境资源利用和配置有如此众多的核心问题。自然资源的动态自然资源的动态17 “使用后就消耗掉的”
7、的类型中包括全部化石燃料，其当前的消费速度必然影响未来的可得性。只有在完全竞争市场体系运作的理想世界中，对个别资源储备才能建立起可实现最佳消耗途径的条件。在资源所有者、开发者和使用者的视角、需求和目标都大异其趣的情况下，也不可能存在。自然资源的本质自然资源的本质18 已经存在使大多数金属能再使用很多次而只有少量损失的技术。考虑地壳中所余的金属和暂时储存在产品中的金属，总储备在原则上保持不变。但是，所有这些矿物实质性恢复的前景暗淡。即使是金属，完全循环的理想也只能保持在理论上。矿物在使用中最终会变得分散，从而不可恢复。自然资源的本质自然资源的本质19 相当一部分可更新资源都可能被掠夺到灭绝的程度
8、。使用的速率超过自然更新的速率，那么此类资源也可能象矿产资源一样在“被开采”。以至于即使全部掠夺活动已经停止，供给流的自然恢复也不可能。当植物、动物和鸟类群落变得稀少而分散时，它们就不能繁衍，而且会对捕食者更加脆弱。自然资源的本质自然资源的本质20 记录表明，在过去400年中，全球已知灭绝的哺乳动物有58种，鸟类有115种，另有311个物种归为严重危急者。实际上这些数字还低估了物种丧失的严重性。这些数字只是已知的，由于人类目前认识的局限，可以肯定还有一些已消失的物种没有被记录。自然资源的本质自然资源的本质21 土壤和蓄水层也会具有临界带。土地一旦被过度使用和误用到由于土壤侵蚀、盐碱化和沙漠化而
9、退化，就绝不能保证在与人类活动相应的时间尺度内发生恢复过程，无论是自然的恢复还是通过有计划的补救措施。土壤实际上可因为人类利用而从流动性资源转变为短命的储存性资源。自然资源的本质自然资源的本质222 自然资源可得性的度量自然资源可得性的度量-资源基础资源基础23 可见，如果这些矿物元素的年消耗静止在19721974年的平均水平上，那么所有的矿物都可维持几百万年以上的可采期限；但如果考虑消耗的增长，即使在平均2%的水平上，可采期限就急剧降低；而如果年均消耗增长率为10%，则所有的矿物都将在260年以内枯竭。 资资 源源 基基 础础24基础资源及其子集基础资源及其子集25 是指已经查明并已知在当前
10、的需求、价格和技术条件下具有经济开采价值的矿产资源藏量。某种矿藏是否具有经济开采价值，这取决于生产者的判断和利润要求，如果一个公司只把能带来较高纯收益的矿区视为具有经济开采价值，这就会大大限制探明储量的数字。探探 明明 储储 量量26 可用已明确的探明储量预测资源寿命，但必须作一些假设才能使这种预测有效。首先要假设地质勘探上不再有新的发现；其次还需假设生产目标、产品价格、技术等方面不变。事实上所有这些都不会不变，例如地质勘探，只要投入相当数量的资金和劳动，一般都会有新的发现。探探 明明 储储 量量27 和探明储量一样，条件储量条件储量也是已查明的藏量，但在当前价格水平上，以现有采掘技术和生产技
11、术来开采是不经济的。在本世纪初期，金属含量小于10%的铜矿石是不会被冶炼厂采用的。40年后，技术发展了，需求也增加了，含量仅为1%的矿藏也被当作探明储量。条条 件件 储储 量量28 是尚未查明的藏量，但可望将来在目前仅作了少量勘察和试探性开发的地区发现它们。这种估计会有很大的差别，不同时期所作的估计大不一样。例如，北海已生产出相当数量的石油和天然气，但并非全部潜在储油层都作了钻井探测，因此就是一个存在远景资源的地区。远远 景景 资资 源源29 是指那些被认为具有充分有利的地质条件，但迄今尚未勘察或极少勘察的地区可能会发现的矿藏。例如，全世界大约有600个可能存在石油和天然气的沉积盆地，但迄今只
12、对其中的三分之一作了钻井勘探。一旦在未勘察的地区钻井，很可能会发现更多的潜在资源。理理 论论 资资 源源30 探明储量、条件储量、远景资源和理论资源的总称最终可采资源最终可采资源。考虑到估算的复杂性以及技术、市场、政策等因素的不确定性，那么看到最终可采资源的估算是如此大相径庭就不奇怪了。1973年石油危机以来，垄断的价格政策曾使油价大大高于成本，刺激了替代能源的发展，也促进了能源经济。可采资源可采资源31 各种流动性能源如太阳能、潮汐能、风能，已估算过它们的最大自然能量潜力，得出的数字显示出非常美妙的前景。如在理论上从太阳取得的总能量是目前获取量的一千万倍以上。但真正的可得性取决于人类把这些理
13、论潜力转换为实际能量的能力，取决于人类是否愿意担负这样作的代价和成本。最大资源潜力最大资源潜力32 对于生物、土地、海洋资源的总潜力也作过类似的估算。如果最大潜力得以发挥，那么按目前的人口数量，地球每年可为每人生产出约40吨食物，这是实际需要量的100倍，也是我国目前人均水平的100倍。当然这些除了技术上的可行性以外，还要求投入大量能源。最大资源潜力最大资源潜力33 从理论上讲，渔业资源通过控制捕捞活动，可使鱼产量长期维持，这个能长期维持的产量就是持续能力。鱼的年产量可维持一定水平，使得与可在未来年份生产同样产量的鱼资源水平保持协调。一旦捕鱼活动超过平衡点，持续产量将开始下降；达到临界点后，鱼
14、群就耗竭到不能维持再生产的地步。持持 续续 能能 力力34 人类利用自然资源的结果之一是产生各种废物，为了排放人类活动产生的废物，就要利用环境媒介即大气、水、土地等。这就需要另一个衡量资源潜力的概念，称为吸收吸收能力能力，即环境媒介吸收废物而又不导致环境退化的能力。把废物排放量控制在吸收能力限度内，这应该是一个普遍原则。吸收能力吸收能力35 是指一定范围内的生境(或土地)可持续供养的最大种群(或人口)数量。这个概念建立在一个设想的基础上，即应把资源利用限制在不使环境发生显著变化而使资源生产力得以长期维持的水平上。贫穷国家处于生存承载水平和容限承载水平上，而北美、西欧国家可以认为具有最适承载能力
15、。承载能力承载能力36 对多数矿产而言，新发现和技术、经济变动使探明储量增加的速度一直超过消费量的增加速度。现在的世界石油消费量比1940年高出7倍，但探明储量与年消费量之比并未下落。相反，1940年的这个比值显示全世界的供给会在约15年内耗竭，而今天的比值则表明还有30年以上的寿命。3 自然资源稀缺自然资源稀缺37中国主要矿产累计探明储量情况中国主要矿产累计探明储量情况矿产名称 计量单位 截止1978年底累计探明储量 截止1994年底累计探明储量 19781994年新增探明储量 探明储量与累计探明储量比 煤 亿吨 7464.80 10310.00 2845.20 0.28 石油 亿吨 68.
16、14 170.00 101.86 1.49 天然气 亿立方米 2300.00 12128.50 9828.50 4.27 铁 矿石，亿吨 413.40 517.00 103.60 0.25 锰 矿石，万吨 26740 65238.80 38498.80 1.44 铬 矿石，万吨 909.10 1320.50 411.40 0.45 钛 TiO2，万吨 33398.00 59661.60 26263.60 0.79 铜 金属，万吨 5414.40 7176.20 1761.80 0.33 38 全球生态圈正受到威胁。人类不可能不断地将环境用作废物堆放处而不损害生命自身赖以存在的生物地球化学循环。
17、化石燃料的燃烧不断增加大气中的二氧化碳，它是否会引起严重不利的气候变化？在了解人类是否正在毁灭自身的生命支持系统以前，很难对这些重要的问题给出答案。全球性资源稀缺全球性资源稀缺39 传统经济发展模式单纯追求量的增长，认为消费有利于生产，使得人们以追求物质享受为重。但这种高消费的追求是以资源的过度消耗为代价的，其结果是与之有关联的经济增长不能持续。发展中国家需要避免工业化国家以资源、环境为代价的增长模式，提倡适度消费，建立节约型的经济体系。全球性资源稀缺全球性资源稀缺40 在区域尺度上，资源稀缺、贫困和饥饿广泛存在。这些问题并非是因为全球自然资源达到了极限，而是在很大程度上归咎于全球自然资源分布
18、的不均衡以及其他的政治、军事文化等原因。中国人均自然资源处于世界后列，经济上又正处于高速增长阶段，自然资源稀缺的问题更显得突出。地区性资源稀缺地区性资源稀缺41 迄1998年，世界人口已超过58亿，按照联合国人口处的预测，19902025年期间，世界人口将增加32亿，其中30亿将发生在非洲、亚洲和拉丁美洲的发展中国家地区；而在现在的发达国家地区，将只增加1.66亿人口。意味着在今后几十年内自然资源供给的压力将会继续加剧。地区性资源稀缺地区性资源稀缺42 我国虽然地大物博，但人口太多。我国人均值与世界平均水平的比值，矿产是二分之一，土地面积为三分之一，森林资源是六分之一。尤其是耕地和水资源，分别
19、世界平均的三分之一和四分之一。水土资源难以增加也无法从国外进口，它们已成为我国的稀缺资源。我国人口对资源的压力过大。地区性资源稀缺地区性资源稀缺43 我国在相当长时期都将处于人口负荷过重的临界状态，并可能超过资源承载极限。据一些学者研究，我国目前土地资源生产力的合理承载量为9.5亿人口。若按温饱标准计算，我国土地资源的最大承载能力为1516亿人口。2030年人口将达到资源承载极限。正处于历史上最严峻的资源状况危急时刻。地区性资源稀缺地区性资源稀缺44 欠发达造成的资源稀缺：在理想的市场经济体制下，资源稀缺是通过涨价来平抑需求，刺激新的供应来克服的。但是，在贫困地区和国家，人民生活水平很低，价格
20、上升往往使人民购买力下降，甚至影响基本生活的维持。因此，涨价不仅克服不了稀缺，反而加重了稀缺。地区性资源稀缺地区性资源稀缺45 我国北方农牧交错带自中更新世以来旱化趋势就很明显，水热组合关系发生巨大改变，造成水、土、热资源稳定性减弱，利用持续性降低。旱、涝、虫、火等自然灾害也造成严重的自然资源稀缺。对这种资源问题的避免，只能是人类在利用的过程中顺应自然的变化，作出适当的调整，减少损失。环境退化造成资源稀缺环境退化造成资源稀缺46 自然资源的可持续利用是一个有多种含义的概念。持生态伦理的人把人类社会的伦理观念扩大到自然资源乃至整个自然界；环境论者认为人们必须保护自然资源和环境；技术工作者常常治理
21、土壤侵蚀、栽植树木；而旅游管理者则把可持续利用视为对景观、垂钓和狩猎条件等的改善。4 自然资源的可持续利用自然资源的可持续利用47 生态伦理学认为，自然界中没有等级差别，在人与自然的关系中，人与其他物种乃至其他自然要素是平等的；就象人有其价值和权利一样，自然资源和自然环境也有其价值和权利；人的价值和权利应该得到保护，自然资源和自然环境的价值和权利同样应该得到保护。生态伦理层次生态伦理层次48 按照可持续发展原则，自然资源保护是要给后代留下同等的利用机会和条件，在开发利用自然资源的同时强调保护。从这个意义上讲，自然资源保护的严格定义应该是：“保护地球上资源以使潜力和效率不降低、或是保持近似于自然
22、状态下的条件，或只容许明智地耗用资源”。可持续发展层次可持续发展层次49 许多保护主义者强调为了未来利用而节约某些资源。然而，绝大多数人反对这种不利用政策，虽然他们也赞成自然资源保护和节约，但只限于在保护政策与目前有效利用方案不矛盾的范围内进行。因此，在讨论可持续利用时，重点多放在高效有序地利用资源、消除经济浪费和社会浪费。经济含义层次经济含义层次50 资源利用怎样才是长期明智的呢?对这个问题的回答因资源类型而异。储存性资源的可持续利用，要求将相对固定的供给量分散在较长时间内使用。恒定性资源的可持续利用要求消除由于资源闲置而造成的经济损失和社会浪费现象，要求在现有条件下最经济有效地利用这些资源。小小 结结51Thank you Thank you For For your your attention attention
