资源环境课件

资源与环境,主讲教师：祁德庆同济大学土木学院建筑工程系信箱：deqingqi电话：65982988,绪言,教材与参考书,教材：资源科学概论，刘成武等编。科学出版社，2004年参考书：环境与可持续发展导论，马光等编，科学出版社，2000年自然资源学原理，蔡运龙，北京大学出版社，2000年,资源,发展,人口,环境,近代人口变化,1830年10亿1930年20亿100年1960年30亿30年1975年40亿15年1987年50亿12年2000年60亿13年2011年10月-70亿+11年21世纪100亿？160亿？,资源,发展,人口,环境,自然资源,（1）概念：指具有社会有效性和相对稀缺性的自然物质或自然环境的总称。,能源与矿物原料以世界储量寿命指数（即当前探明量与再产量之比）来衡量可利用期限，石油41年，天然气58年，煤218年。寿命指数，铝224年，铜41年，铅22年，汞22年，锌21年，铁167年我国合理承载11.5亿人，超载约1.5亿，若按温饱标准，1516亿最大承载力，2030年将达到极限,资源,发展,人口,环境,当人类使用火，开始农业耕种时，人类对自然的施加影响开始了，起源于史前第一次环境浪潮-工业革命以来20世纪70年中叶温室效应，臭氧层、酸雨、生态环境退化-第二次环境浪潮.大气环境，PM2.5,资源,发展,人口,环境,可持续发展,理想的人类生存条件：即满足人类需求的、可永续存在的社会，尤其是世界上贫困人民的基本需要必须特别优先得到满足。持久的生态系统状况：即保持自身承载能力以支持人类和其他生命的生态系统。,公平性：不仅在当代人与后代人之间，也在各代人内部，平等地分配利益和平等地承担代价。,思考题：请阐述你的家乡自然资源分布的整体状况，开发利用以及对环境的影响情况。并例举家乡主要自然资源的开发利用现状以及环境利用中存在的突出问题。结合你所学的专业知识，提出你对家乡资源与环境问题的建议。,一、课程目的,是我们新世纪大学生拓宽知识领域，在将来从事各专业领域方面的科研、设计、施工及城市管理中应建立资源与环境的概念，增强开发、利用、保护和管理资源与环境的意识和能力。要了解资源与环境的基本特征和规律，充分认识人口、资源、环境和可持续发展四者之间的相互关系。,二、基本内容及要求,1、资源与环境评价的基本理论与方法2、各类资源的现状，特点及合理利用。包括：土地、气候、水资源、海洋、森林、草场资源、矿产、能源、旅游资源。3、人口、资源、环境与可持续发展,三、土木工程,城市建设与资源、环境关系,1、土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象。而所借助的物资基础来源于资源，并影响于环境2,土木工程的三次飞跃,3,特大工程，如高大水坝会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等。其效果有利也有弊。在规划中应趋利避害。三门峡水库泥沙淤积上游洪水4,高层建筑的风环境，玻璃幕墙的光环境。,第一章导论,自然资源是人类社会赖以生存与可持续发展的物质基础人类环境就是存在于“地球人类”周围客观世界的总和，是对人类诞生、生存和发展有直接或间接影响的客观事物。人类在开发利用资源时必将对环境造成影响。为了可持续发展，应当关注资源与环境的关系。,第一节自然资源概述,一、资源学发展概况,现代资源科学是研究各种资源和资源整体（主要是自然资源）的数量、质量、地域组合特征，空间结构与分布规律，时间演化规律，形成环境以及合理开发、规划、利用、改造、更新、保护与管理的一门科学。,1、国内外资源科学的发展,（1）世界资源科学的发展，大致经过四个阶段自然资源的原始利用时期：经过漫长的发展阶段。对自然资源记载描述的时期：5000年前-19世纪工业革命。分学科进行自然资源研究的时期：（19世纪中叶到20世纪初）特点：学科基于各自体系，从不同认识角度，对同一项资源进行各自的研究。很少交叉渗透，但在资源和资源利用这个总“网结”的汇合。,第4阶段：资源科学的形成和发展期从20世纪初以来，工业革命后仅一二百年人口、工业、农业资源科学：各学科积累有关资源利用生态学的发展现代技术发展（系统论、计算机、遥感）,几件大事,（i）1948年国际自然保护联盟成立1955年更名为“国际自然与自然资源保护联盟”（ii）60年代（IBP，19641974）国际生物学计划；70年代（MAB，1972）人与生物圈（iii）1980年世界自然保护大纲的问世（iv）19721992年联合国“环境与发展大会”标志着人类对资源、环境与发展问题的认识逐步深入并走向成熟,1972年11月，联合国教科文化组第17届大会通过了保护世界文化和自然遗产公约；分为三类：文化遗产、自然遗产、文化和自然双重遗产（1）文化遗产：文物、建筑群、遗址（2）自然遗产：从美学或科学的角度看，由地质和生物结构组成的，或者由这类结构群组成的具有突出、普遍价值的自然面貌从科学或保护角度看，具有突出、普遍价值的地质和地貌结构以及范围明确划定的濒危物种生态区从科学保护或自然美的角度看，具有突出、普遍价值的风景名胜,从科学或自然美角度看，具有突出、普遍价值的风景名胜.,文化遗产标准,（1）代表一种独特的艺术成就，一种创造性的天才杰作（2）在一定时期内或世界某一文化区域内，对建筑艺术、城镇规划或景观设计等方面的发展产生过重大影响的事物（3）为一种已消逝的文明或文化传统提供一种独特的至少是特殊的见证（4）人类历史发展中某一建筑风格的杰出范例（5）作为传统的人类居住地或使用地的杰出范例，它含有一种（或几种）文化特征，随着人类历史的发展不可避免地面临着逐渐消亡的局面（6）与具有特殊意义的事件或者传统习惯、思想、信仰和艺术作品有着直接或实质联系的东西,自然遗产标准,（1）代表地球演化史中重要阶段的突出例证（2）代表发生中的重要地质过程、生物演化过程以及人类与自然环境相互关系的突出例证（3）独特稀有的自然现象、地貌或具有罕见自然美景的地区（4）尚存的珍稀或濒危物种的栖息地,中国遗产目录,中国（2001年11月）28处，仅次于西班牙和意大利文化：泰山、长城、故宫、莫高窟、秦始皇陵、避暑山庄、拉萨、武当山、庐山、平遥古城、苏州园林、丽江古城、颐和园、青城山和都江堰双重：黄山、乐山大佛、武夷山自然：九寨沟、黄龙、张家界,2、中国资源科学研究历史与现状,（1）初始阶段零星记载,描述时期：20世纪初以前的漫长封建社会特征：记载描述全国及地区的资源分布状况及原始利用特征，主要是农业中对资源的分布、特性、用途以及管理保护（2）萌芽阶段科学调查的萌芽时期:20世纪初至新中国成立，,（3）发展阶段：新中国成立改革开放以前一批新的工业部门，建立资源勘察队伍,（4）理论形成和蓬勃发展阶段：改革开放以后以自然资源开发利用和保护为中心内容土地开发为中心任务：野外考察典型定位观测定性计量模型内容：资源综合评价、开发利用、宏观管理资源人口环境地域系统资源生态社会经济复合系统模拟研究研究方法：系统分析法、数学模型、计算机和遥感、数据库和信息系统特点：理论滞后于实践、重复再分类、区划、调查、评价。,二、学科体系和理论基础,1、学科体系：主要研究人类与自然界中可转化为生产、生活资料的物质与能量相互关系的科学（横断面）分二类：1）综合资源学：学科性的理论研究。2）部门资源学：实体性的实践研究。二者在具体时空的结合-区域资源学:分为论题维、时间维和空间维综合资源学分别代表着地理学、生态学、经济学、工程技术，管理学五个基本研究方向,自然资源学的分支结构,地理学:总体自然资源、社会经济资源、信息资源等的形成与演化规律生态学:运用生态平衡原理来研究生态环境、经济与资源开发之间的平衡关系。并根据食物链原理尽量增加自然资源的利用层次，物尽其用经济学是研究利用价值规律来指导资源的开发和在经济产业部门流道中的分配、运用生产与消费关系来研究资源利用的经济效益评价学对资源质和量的综合鉴定工程与工艺学具体工艺与项目设计管理学：运用新方法、新理论、资源最优方案和最佳途径以及政策、法律和组织形式,自然资源学的范围,把自然资源学的研究内容归纳为论题维、时间维和空间维。这里有必要强调一下弄清空间维和时间维的意思。,不同空间尺度上要研究的问题是不同的，在研究中需要作明确的界定。,表2-1不同空间尺度农业资源研究的不同问题举例,表2-2不同空间尺度土地资源利用研究的不同问题举例,若从属性分析：三个（层次）组织水平,层次分析：基础研究领域，对资源有效与稀缺一定时空特点：质量特征和时空规律性输出生态系统整体研究应用基础领域以上为前提，进行生态系统的结构与功能分析资源、生态、社会经济复合系统总体研究资源科学应用研究领域特点：对资源开发利用和治理保护方案作出优化决策,从资源解决途径分析，分6个基本阶段,调查阶段：收集和整理资料分类和区划阶段：评价阶段：为资源开发利用提供依据资源规划阶段：资源预测阶段：预测资源变化和满足程度资源决策阶段：多种方案,2、理论基础,（一）基本原理是一门介于多学科之间的横向科学（1）能量转化与守恒定律（原理）开展资源互补与替代方面研究（2）物质循环原理。自然界中碳、氢、氮、磷、硫等组成生物有机体的基本元素，在生态系统的生物群与无机环境之间形成的有规律的复原系列。（3）地域分异规律原理是自然地理学的基本原理由于纬度不同引起了全球热力分布差异，海陆对比引起大陆内部温度水分分布差异,赤道带（两侧10）热带（北纬10-25，南纬10-25）亚热带（北纬25-35，南纬25-35）中纬度带（北纬35-55，南纬35-55）北纬（55-60），南纬（55-60）亚北极带、亚南极带北纬60-75北极带南纬60-75南极带70-90，圆形区为南北极地,（4）因地制宜原理（5）自然节律原理：自然地理现象、生物现象随时间变化的规律性（6）生态平衡原理（7）林德曼定律原理：能量传递的热力学第二定律、十分之一定律（8）最低因子限制律原理：区域初始生产力的获得，只有当所有的实质性因子都恰好处于容忍范围之内时，才是最可能的（9）系统论原理（10）价值规律原理,(二）新的理论支柱（1）自然资源生态学理论（2）自然资源地理学理论（3）自然资源经济学理论（4）自然资源地质学理论,三、研究方法,（1）资源调查法：（2）定量研究方法：（3）跨学科综合研究法：（4）“3S”技术在资源研究中的应用：遥感（RS)目标及环境语义地理信息系统（GIS)时空数据采集全球定位系统（GPS)目标空间位置,包含：传统的研究方法、地理比较法经济比较法（生产、消费、流通研究）数学方法（数理统计、线性规划等）野外考察、实验研究资源的遥感调查，60年兴起的技术资源数据库资源信息系统，系统工程原理、系统分析法、信息采集、自动制图投入产出分析法，系统分析法,四、发展趋势,存在问题1、全球环境问题的出现、臭氧层、水土流失2、国家之间经济差距、贫富差距扩大都与资源的分配与利用有关.解决方法：（1）继续维持-死路（2）改变政策，建立全球生态、经济新秩序,1)从个体，局部走向一般，整体，日益注重国际合作和全球性问题研究。2）从静态分析走向动态预测，区域发展模式与可持续发展等战略性研究日趋活跃。3）从自然资源评价转向注重社会经济分析，以合理化为内容的资源管理研究正逐步成为资源科学研究的热点。4）从定性分析转向定量，半定量研究，日益模式化和数量化。5）从常规手段转向高新技术应用，研究方法和手段日益现代化。,热点：资源与资源利用（1）全球整体化研究，强调人类只有一个地球，各种资源总体上说是有限的，要共享资源（2）资源生态社会经济复合系统研究，研究系统内部矛盾性和规律性，承载力研究、配置研究产业、区域、经济模式（3）资源价值论研究资源是有限的、稀缺的,（4）资源科学研究的管理化，对资源实行有效管理是资源科学的最终目的，自然保护，生态经济原则，社会需求管理、开发利用、生产活动（5）资源科学研究的数量化和现代化规划论、排队论、图论、协同学和突变论、多元动态分析,五、资源的含义,辞海：资财之源，一般指天然的财源。资：有用、有价值。源：来源Resource：分广义与狭义之分广义：人类生存发展和享受所需要的一切物质和非物质的要素狭义：仅指自然资源,定义：是指在一定时间、地点条件下能够产生经济价值的以提高人类当前和将来福利的自然环境和条件的总称资源两层含义：资源具有社会性开发利用价值资源具有相对稀缺性,具体的理解：,（1）自然资源是自然过程所产生的天然生成物，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。,（2）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”，而不能作为人类社会生活的“初始投入”。,（3）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。,（4）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。,（5）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。,（6）因此，自然资源不仅是一个自然科学概念，也是一个经济学概念，还涉及到文化、伦理和价值观。卡尔苏尔说过：“资源是文化的一个函数”。,六、资源的分类,从不同角度、不同的分类按生产要素实物形态：人力资源和物资资源按地区：国内资源和国外资源按用途：农业资源和工业资源通常方法：按属性：自然资源和社会资源按利用限度：可再生资源和不可再生资源按性能和作用特点：硬资源和软资源,1、自然资源和社会资源,（一）自然资源：,（1）概念：指具有社会有效性和相对稀缺性的自然物质或自然环境的总称。按地球特征分：,土地：土地是地球陆地表面部分，是人类生活和生产活动的主要空间场所土地要素：地形、土壤、植被、岩石、水文和气候等因素分类：（i）按地形：山地、高原、丘陵、平原、盆地（ii）按利用：耕地、林地、草地,气候资源：地球上生命赖以产生，存在和发展的基本条件要素内容：太阳辐射、热量、降水、空气及其运动,水资源。在目前技术经济条件下，比较容易被人类利用的补给条件的那部分淡水量要素：湖泊、土壤水、大气水和河川水海水淡化,生物资源：生物圈中全部动物、植被和微生物分类：植物：森林、草地，荒漠、沼泽动物：哺乳、鸟类、爬行、两栖、鱼类,矿产资源：经过一定的地质过程形成的，赋存于地壳内或地壳上的固态、液态或气态物质，当它们达到工业利用的要求时，称之为矿产资源分类：黑色、灰色、冶金、燃料、化工、建材、稀土、特别非金属8类,能源资源：能提供某种形式能量的物质或物质的运动，都可称能源分类：常规：石油、煤炭，水能，核能新能源：太阳能、地热、潮汐能，风能，生物能,海洋资源：是指来源、形成和存在方式都直接与海水有关的物质和能量分类：海洋生物、海底矿产、化学、海洋动力,旅游资源：能为旅游者提供游览、观赏、知识、乐趣、度假、疗养、休息、探险猎奇、考察研究以及友好往来的客体和劳务分类：大自然人文,2）自然资源的特点,有限性任何“资源”都相对“需要”而言的，一般说来，需要实质是无限的，而资源却是有限的，这是最本质的特征人类发展，人口数量构成J形曲线,总有一天，达到地球生命支持系统的极限，人类两种观点：悲观派与乐观派悲观派以马尔萨斯主义者为代表，认为日前这种趋势继续下去，世界将变到更为拥挤，污染会更加严重，更多资源耗竭或退化政治经济骚乱，战争，更新1789年提出。乐观派,认为经济增长和技术进步将造成一个并不拥挤，污染较少，资源更富有的世界,表1-3新马尔萨斯主义与丰饶论者对主要资源、环境问题的不同观点,区域性：指资源分布的不平衡，存在数量或质量上的显着地域差异，并有其特殊分布规律服从一定的地域分异规律。总是相对集中于某些区域，资源密度大、数量多、质量好、易于开发利用整体性：指每个地区的资源要素彼此有生态的联系，形成一个整体，触动其中某一个要素，可能引起一连串连锁反应，从而影响整个自然资源系统的变化。,多用性：是指任一种资源都有多种用途。变动性：资源利用在广度和深度都在历史进程中不断演变社会性：资源是文化的一个函数，在其中附加的人类劳动而表现出来的社会性,（3）自然资源与经济发展的关系,自然资源是经济发展的基础。要成为经济大国，必须得充足的资源。70年石油危机-生产下降-萧条-海洋石油只有合理开发和利用自然资源，才能保证经济的持续发展可持续发展,（二）社会资源,（1）概念：指自然资源以外的其它所有资源的总称。是人类劳动的产物。内容：人力资源、智力资源、信息资源、技术资源、管理资源,人力资源：以人口为自然基础，是由一定数量的具有劳动技能的劳动者构成的。包含质与量两个方面。智力资源：指开发创造知识资源，开发利用物质资源的科研队伍和管理者信息资源：可供利用并产生效益的一切信息的总称。是一种非实体性、无形的资源，存在于自然界、人类社会和人类思维中。,技术资源：人们可用于创造社会财富的各种现实技术和潜在技术，是推动生产力发展的第一要素资源。管理资源：管理在经济增长与社会发展过程中所引起作用的比喻,（2）特点：,易变性。是最大特征不平衡性。是由自然资源分布的不平衡性，政治、经济发展的不平衡性，以及投资政策、资金、教育、科技、产业、经营体制等因素直接或间接影响决定的社会性：一切社会资源都是社会劳动的产物。不分民族、种族继承性：社会资源的积累一方面来源于人类的对其发展，另一方面，来源前人已有资源的继承。,2、可再生资源和不可再生资源,但再生恢复的速度不同可再生资源能连续或往复供应的资源不可再生资源相对于人类的自身的再生产及人类经济再生产周期而言，不能再生的各种地质和半地质资源,3、软资源和硬资源,硬资源：主要指量上的稀缺性资源软资源：主要在质上表现出稀缺性，而量不可度的软件型资源，如技术、市场、信息、区位等,（一）硬资源,第一类，储量有限的资源耗竭性资源（Exhaustible）（自然）（人文）表现为被占用，如劳动和资本的占用第二类资源容量有限的资源，如土地、景观、交通网，用可从重复资源（Reusable）分类：1、承载性资源（土地）其容量可用每单位当量的承载能或服务能力来衡量2、条件性资源，作为某种伏越条件而表现出资源的特点。如气候、风景，提供某种有效性或有利条件,（二）软资源（1）分类与特点,生产要素传染扩散性能的信息与技术类资源作为经济活动外部“软环境”附着于地理空间的区位及市场文化信息与技术资源,四个重要特点：载体依附性，非物质形态的资源，必须依存于特定的载体非消耗性：而无用完与没用完之别可传染性：通过“学习”“copy”时效性,信息与技术的不同技术赋存于劳动力资源，而信息赋存于多种形式信息时效周期短于技术资源信息一般不可替代，而技术是有替代性,软资源特点：1）知识性及创新性。2）无污染，可复制和可再生的资源。3）共享性。4）快速更新性。,（2）软资源的作用,是社会经济发展的决定因素，将自然资源对经济发展提供现实，我国自然资源上西丰东贫，而软资源东丰西贫使自然资源的品种、数量不断增多。变废为宝能促进资源的合理开发利用。目前开发是掠夺式的浪费资源，环境恶化，要重技术、重管理、重素质，提供资源配率效率。是合理利用自然资源的必要条件,第二节自然资源与环境问题,自然资源问题，简单说来就是自然资源稀缺，人们普遍认识到，当代社会人口膨胀、资源稀缺、环境恶化、发展受阻，已成为全世界共同的危机。,一、全球视野,1、大气圈全球共同的资源2、世界人口趋势对自然资源的压力19902025增加32亿城市人口增加有人计算，全世界都享有美国人生活水平，地球最多供养10亿3、粮食和农业,人类与大气圈,大气圈是指包围整个地球的空气层，实际上，它是由气体和悬浮物所组成的复杂的流体体系，它随着地球旋转，其厚度约为1000公里左右,大气的结构,对流层平流层中间层热成层散逸层,散逸层,热层,中间层,平流层,对流层,大气结构特点,对流层和平流层与人类的关系最为密切。主要的天气现象发生在对流层，大气污染物也绝大部分在此层活动（1-2公里）。平流层中的臭氧层（20-25公里）吸收了来自太阳的大部分紫外线，减少了紫外线对人体的伤害,4，生物资源当人类砍倒天然林中第一棵大树的时候，文明就宣告开始了；当人类砍到最后一棵大树的时候，文明便宣告结束了人类干扰前森林地60亿h平均每年减80万h（奥地利）1954前40亿h滥伐森林原因：贫穷国家，为了发展耕地直接出售木材为生对薪柴、饲料等索取林地退化,导致物种灭绝和多样性消失,人类与生物圈,生物圈：指地球上有生命的部分，即地球上所有生物，包括人类及其生存环境的整体生物圈是地球上最大的生态系统，在这一生态系统内部，不断进行着物质、能量和信息的交换与循环,5、能源与矿物原料以世界储量寿命指数（即当前探明量与再产量之比）来衡量可利用期限，石油41年，天然气58年，煤218年。寿命指数，铝224年，铜41年，铅22年，汞22年，锌21年，铁167年,6、水资源目前人类每年取走3500km3淡水：2100km3用于消耗；1400km3废水回归水污染来源：城市化的污水工业废水化肥水质农业灌溉,人类与水圈,水圈：海洋和陆地的液态水和固态水构成的一个大体连续的覆盖在地球表面的圈层,水循环示意图,人类对水圈的影响,兴建大型水库大量开采地下水河流渠道化、填湖水污染,人类与土壤圈,土壤：范围：除江河湖海等水体和两极冰盖与高山冰川覆盖的地区以外，几乎都有土壤存在土壤圈：是地壳中的岩石经长期风化形成的、位于陆地表层、呈连续分布、具有肥力并能生长植物的疏松土层,矿物质有机质生物有机体水分空气,人类对土壤圈的影响,荒漠化水土流失盐渍化水涝,荒漠化草原,人类与岩石圈,岩石圈为人类社会的发展具有重要的价值，向人类提供了丰富的化石燃料和矿物原料，但这些资源是有限的人类地岩石圈中资源的利用影响了地球环境,7、海洋和海岸带资源1950年总捕获量增加4倍，1988，9740万吨。极限1亿吨接近可持续产量的极限全球变暖而使海水膨胀海平面上升淹没海岸线的土地,二、中国态势（一）特点,1、自然资源总量大，类型齐全土地960万k，居3位；耕地20亿亩，居4位森林18.7亿亩，居6位；草地60亿亩，居2位地面水资源26000亿m3（6）45种矿物价值（3）水能（1）太阳能（2）煤炭（3）是少数几个资源大国之一,2、人均资源量少与平均世界水平：矿产1/2土地1/3森林1/6草地1/33、资源空间分布不均衡，资源组合结构不匹配4、资源质量不一,（二）面临自然资源稀缺的挑战1、粮食安全,耕地被占用，减少水资源不足化肥投入的报酬递减趋势,随着农业技术和投入的增加，我国粮食单位面积产量有了极大提高，尤其是化肥投入对粮食增产的贡献很大。但化肥投入的报酬递减趋势已经出现（表1-1），今后靠增加化肥投入提高粮食生产的潜力有限。,2、矿产资源短缺的危机,世界平均1/2，居80位。铁、锰进口量上升已成为矿产资源进口大国,3、生物多样性减少,表现：森林减少、草原退化、土地退化、水域缩小和恶化自然突害加剧导致的原因：森林砍伐，荒地开垦，过牧，捕猎及捕捞过度等，兴修水利破坏水生生物栖息生境和泗游,4、资源承载力,我国合理承载11.5亿人，超载约1.5亿，若按温饱标准，1516亿最大承载力，2030年将达到极限,5、资源开发的环境影响,长期集约经营，重用轻养土地肥力下降，工业污染城市建设用地水土流失，每年流失50亿吨沙漠化,水，生命的渴望_摩洛哥干旱缺水地区特有一景：羊上树,8,企业排污破坏水体稻田受害养鱼遭殃,哭泣的沙颍河,海河流域最大内陆湖消失,水资源污染，渔民无鱼可打,（三）、资源问题的关联域,1、人口过剩,资源问题人口数量人均资源消费量单位资源利用的环境后果人口数量过剩（peopleoverpopulation）人口消费过剩（consumptionoverpopulation）人口数量过剩是一个地区人口数量多到超过当地提供食物、水和其它资源以支持这些人生存程度。或由于财富分配不平等，使一部分穷人无力生产或购买足够粮食、燃料等。关键问题是人口规模及产生退化,2、其它因素,深入考察，是很多因素形成的复合体环境、资源和社会问题是由很多复杂因素构成的综合体，目前对这些因素的相互作用知之不多，图中只表现出部分可能的相互作用。认识多种因素的相互作用，正是解决资源问题的关键所在。,科学技术的某些发展会导致新的资源、环境问题，或加剧和扩大已有的问题。,（四）、环境问题1、环境问题的产生,当人类使用火，开始农业耕种时，人类对自然的施加影响开始了，起源于史前第一次环境浪潮-工业革命以来20世纪70年中叶温室效应，臭氧层、酸雨、生态环境退化-第二次环境浪潮,工业革命以前的环境问题森林破坏水土流失洪水泛滥土壤盐渍化与沙漠化“大禹治水”、“诺亚方舟”、黄河的水土流失,工业社会的环境问题“八大公害”：马斯河谷、多诺拉烟雾、洛杉矶光化学烟雾、伦敦烟雾、四日市哮喘、水俣病、痛痛病、米糠油事件,痛痛病,“八大公害”与主要污染物,“八大公害”：主要污染物马斯河谷事件烟尘、二氧化硫多诺拉烟雾事件烟尘、二氧化硫洛杉矶光化学烟雾事件烃类、臭氧、NOx伦敦烟雾事件二氧化硫、烟尘四日市哮喘二氧化硫、含重金属烟尘水俣病汞痛痛病镉米糠油事件多氯联苯,当代环境问题特点：全球大气环境问题日渐突出大面积生态破坏加剧突发性环境污染事故迭起,当今世界十大环境问题,全球气候变暖臭氧层破坏生物多样性减少酸雨蔓延森林锐减,土地荒漠化大气污染淡水资源枯竭海洋污染固体废弃物污染、危险废物和有毒化学品的扩散,泰坦尼克,环境问题的特点、实质与原因,特点：长期性复杂性全球性两极性实质：经济与社会问题文化与价值问题,原因：人类对自然规律的认识不足盲目发展不合理开发利用资源资源浪费管理不善观念错误,温室效应与温室气体,温室效应使地球平均气温维持在15C，否则应是18C主要的温室气体：CO2、O3、CH4、CFCs、N2O京都议定书附件A中列入的6种受控温室气体：CO2、N2O、CH4、HFCS（氢氟碳）、PFCS（全氟碳）、SF6（六氟化硫）,全球气候变暖对人类的影响,引起海平面上升引起气候带移动对生物多样性的影响对人类健康的影响,臭,氧,层,臭氧层位于离地面25公里的平流层中吸收来自太阳的99%高强度紫外线，保护地球生命,酸雨的危害,对水生生态系统的影响对陆生生态系统的影响对各种材料的影响对人体健康的影响,2、分类,根源分二类：由自然力引起的原生环境问题，主要指地震、洪涝、飓风、海啸、火山爆发，人类难以战胜由人类活动引起的次生环境问题环境污染和生态破坏按影响和作用范围：全球、区域和局部特殊形态的环境问题战争,洛杉矶光化学烟雾(1943),伦敦烟雾事件(1952),从1984年英国科学家发现南极上空出现的臭氧洞开始，全球气候变化、生物多样性锐减等全球环境问题日益受到人们的关注。,(二)当代环境问题（20世纪80年代至今）,莱茵河污染事件(1986),维索化学污染(1976),埃克森.瓦尔迪兹油轮漏油(1989),阿摩科卡迪兹号”油轮漏油(1978),博帕尔农药泄漏（1984）,切尔诺贝利核电站泄漏(1986),2020/5/11,198,早期环境问题与当代环境问题的比较,第三节资源与环境的形成与分异规律,*自然资源的形成和分布受自然规律支配，完全不以人的意志为转移，既具有广泛性一面，又具有不均衡性。*分布规律与开发利用关系非常密切自然资源只有得到人类社会开发利用后，才能产生经济价值而人类开发，只有在充分认识与掌握分布规律，才能合理、有效,地域分异规律原理。这是自然地理学的基本原理。由于地球表面纬度不同引起了全球热力分布差异，海陆对比引起了大陆内部湿度水分分布的差异，陆地表面起伏引起了局部地区水热再分配，使得各自然组成要素以及各要素共同构成的综合体表现出不同规模的纬度地带性、经度地带性和垂直地带性分异规律。,一、矿产资源形成与分布规律,（一）矿产资源形成规律即矿物资源，地壳资源地壳：赋存于地表和地壳中的所有地球化学元素和矿物集合体的总称矿物：地球化学元素通过地质作用，相互结合成结晶体的矿物集合体矿产：由地质作用所形成，赋存于地表和地壳中，采用现代生产技术，能够为国民经济所利用的矿物资源（三态）,不同的地质条件和不同的地质作用，形成不同类型的矿藏。地壳运动和造山作用岩层断裂，位移引起化学元素的迁移和聚集，并在高温，高压下形成具有工业利用价值的矿物资源。分为外生，内生和变质矿长三大类：1）外生矿：主要与地球外营力有关，即有岩石圈，水圈，大气圈和生物圈以及太阳能的相互作用而形成。2）内生矿：地球内部深处的岩浆熔融体及其派生物气水溶液。3）变质矿：由岩浆侵入围岩后引起的接触热变质作用，气成热液变质作用和区域变质作用形成的。,岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩地壳中三大类岩石比例地壳重量岩浆岩95%，沉积岩4%，变质岩1%,三大类岩石,沉积物及其形成过程中的变化,物质形成风化、搬运、分选出现沉积岩特有矿物溶解沉积矿物：方解石、白云石、石膏等水解、水理矿物：粘土矿物（高岭土、蒙脱石）、褐铁矿等有机质：煤炭沉积岩可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩,岩浆岩：由岩浆侵入地壳上部或喷出地表凝固而成,变质岩：地壳运动等使已存在的岩浆岩、沉积岩和变质岩等受到高温高压和其它化学因素作用生成新的变质岩。,变质作用,温、压、物质交换原岩变质岩矿物组成、结构、构造内动力地壳内部温度、压力、热液外动力地表风化（水）化学变质（水解、水化）（如正长石高岭土铝土矿）,（二）、矿产资源的分布规律1）时间分布非常不均匀地壳运动和造山作用使地壳中的深成岩隆起到地球表面。地球的起源：46亿年年龄，最古老的岩石格陵兰Isua地的沉积岩。39亿年,2）空间分布1、地核：T=5000压力P=318万360万大气压主要为铁质溶液2、地幔：中间层T=12003000P=50万150万具有变形的弹性体主要硫化物、氧化物带,3、地壳：厚100km岩石硬壳，上部为硅铝层，20km花岗岩下层硅镁层亥武岩是大陆和海洋的基础。人类接触的1620公里，95%岩浆岩，5%沉积岩，主要化学-硅酸盐化合物,二、生物圈资源的分布规律,1、生物圈的组成，是地球上有生命的部分，动物，植物，微生物及生存环境。由土地、水、气候和生物四大资源组成，是发展农业生产的重要物质基础2、地理分布特点一个不可分割的统一整体，同时存在、相互制约构成了系统生态系统，而且各自然要素本身又各自形成一个自然综合体,(a)大气圈分为均质层与非均质层均质层(0-90km)生物生存空间大气层。N278%O221%其它1%(b)水圈：水是地球生命的动力源泉。(c)土地：生物与人类所食物，来之于地壳层，仅为16-40km(d)生物：地球46亿年，人类200万-300万年，文字记载6000多年有生命以来，2500万-5000万种生物物种已知动物200万-300万种，植物20万-30万种，微生物10万种,另一特征：地带性、区域性和不平衡性原因：地球和太阳位置及其运动特点，地球表面海陆分布关系，地貌各地区水热条件不一样，形成多种资源生态环境。,三、资源分布统计规律,资源在地理空间不均匀分布都是地域分异的结果。环境地域分异决定资源分布的地域差异。其分布规律一般可从板块构造、在沉积环境、古气候带与地貌类型等方面去把握。其分布服从一定的统计规律，zipf或lnPn-lnr=qlnPrPr为第r级资源的资源量，q是某一常数Bradford律估算资源出现频度,认为：按大小排序给定的资源序列，其单元的频度以幂函数形式增加，即频度a0，a1，an-1仍称zipf规则其它分布，分布，对数正态分布和Pareto分布Pareto：Xc最小资源量a归一化系数x资源量b为形式参数Xc=0时，用于估计未探明资源量,第四节资源与环境评价的理论与方法,资源评价：根据资源类别，属性，形成原理和形成条件以及时空分布规律，从科学的角度对其存在，数量，质量和使用情况进行客观评述和估价。自然资源评价：按照一定的评价原则或依据，对一个国家或地区的自然资源数量，质量，地域组合，空间分布，开发利用，治理保护等进行定量或定性的评价和估价。,分类：三种方法：（1）单项及综合（2）质量及经济（3）开发利用及保护利用,一、评价目的,评价对象是一个国家或内部某一特定区域由自然、经济、社会（人力）三大资源组成的复杂的物质系统。目的：在于通过对国土规划地域内各种资源的数量与质量、结构与分布以及开发潜力等方面的评价，揭示各种资源的地域组合上、结构上和空间配置上合理和不合理，匹配和不匹配的关系，正确制定国土区域开发与整治的战策决策。,1、为评价而评价（基础资料）2、只摆不评（汇编）3、单一目的评价.4、从局部利益出发开展资源评价,二、评价内容,国土资源是一个由自然资源、经济资源和社会资源共同组成的彼此紧密联系在一起的复杂的物质系统。,内容应涉及三个方面,1、自然资源主要包括水、土、气候、生物及矿产等五大资源，又把能源与自然风景单列。2、经济资源：工业、农业、交通与通讯业、建筑业、商业五大资源旅游、财政、金融业与科技信息3、社会资源以人力资源为主：人口、劳动、智力三大资源以及为人力资源服务的教育、文化、科技卫生、体育，注意选择重点评价，对区域整体功能有重大影响的优势资源。,大致分三种类型,第一种类型：自然资源优势明显的资源开发地域，包括矿产、水能与林特生物资源丰富第二种类型：经济与技术优势明显的技术开发型地域，大中城市和经济特区第三种类型：以自然保护、环境治理、旅游、观光为主的特殊功能的国土地域,评价时：,第一种：重点突出自然资源，如湖北土家族第二种：重点突出，经济、技术资源-主导产业-科技与管理人才，抓住水、土两个方面第三种：重点抓住各自功能有重大影响的资源，自然重点珍稀动植物，良好生态环境,评价内容：,（1）国土资源的整体优劣势（2）国土资源的组合与结构特征（3）国土资源的空间分布与地域差异（4）制约国土资源优势发挥的主要因子（5）国土资源开发利用的潜力,三、国土资源评价的原则,以系统论为指导，坚持三项基本原则第一、整体性原则1、优势资源与非优势资源的结合，如武汉市水资源为北京的200倍，是优势，但劣势，多雨年份暴雨季节，洪灾，工业废水污染重2、局部与全局相结合,第二、实践性原则，做好四个结合1、空间性与时间性的相结合2、宏观与微观层次评价相结合；3、现状与潜力评价相结合4、顺向与逆向评价相结合第三、可持续发展原则,四、国土资源评价的一般方法,评价一般是在资源已有的考察成果的基础上进行。如土壤普查、水利、水能勘察、地质勘察、人口普查、统计部门统计。对已有资料进行分析，必要时需要补充调查，采用科学的评价方法，并遵循以下四个原则：,1、实地评价与室内评价相结合，以室内评为主2、条条进行的单一成分评价与块块进行的系统综合评价相结合，以块块综合评价为主，条条-各行业资源-有局限性。块块-地域的整体功能出发来评价。,3、纵向与横向对比评价，以横向对比评价为主纵向-资源形成或演变的整个历史过程作历史唯物主义分析，进行分段对比-找出演变规律横向-本地域的国土资源与本地域其它资源或大范围内同类地域的资源数量、质量等对比来评定资源优劣势。二者结合，既能揭示资源形成规律，又能评出资源开发的方向与途径,4、定量与定性评价相结合，以定量评价为主坚持先定量后定性，先引证或计算出定性需要的各种参数，然后按照公认的标准来确定事物的性质。,五、国土资源质量评价方法,介绍六种方法,1、主导因子法,（1）方法：在影响资源质量的多个因子中，选择一或两个起决定性作用的主导因子作为评判资源质量或划分等级的依据。然后对起主导作用的评价因子，提出一个或多个全面确切表达它的评价指标，并作出分级用于质量分级的标准表。（2）条件：只要取得该资源的主导因子在不同地段（评价单元）的全部指标，便可对照标准表对照，迅速获得每一个评价地段的级别,（3）评价时：选取评价主导因子并表达这一因子的指标对指标进行科学分级。举例：（1）评价地处亚热带的宜昌适种柑桔地的质量A：影响因子：越冬气温土体厚度地表排水条件水源与供水条件土壤有机质地表坡度土壤酸碱度土壤质地地形与避冻条件B：主导因子：越冬气温土体厚度,C：确定指标：越冬温度极端低温-7出现频率，-9频率土体厚度，以土层厚度加风化壳的厚度来表达D：划分等级：划分四个等级E：综合评价标准：以越冬温度为主要指标，以土体厚度为辅助指标，得出标准,F：举例：土地单元A-7频率20年一遇，土地或风化壳3-4土地单元B-9-11，-912年一遇，土地厚度2-3m结论：土地A为Ib，属一类地土地B为C，属等外备用地适用于主要因素,2、最低限制因子评判法,（1）方法：选取多个限制因子作为评价项目，各限制因子按其对资源的限制层度进行指标分级，然后对被评对象各个限制因子一一评定，其级别，最后以限制因子评定的最低级别来确定被评对象的等级。适用于各因子地位相同,（2）举例，评价我国东北某地宜农荒地的等级例评价因子9个及评级标准将宜农荒地划分四级评价单元甲与乙分别取九个限制因子的指标值，直接评两个地域单元的等级,表4.4宜农荒地评价项目的评级标准,表4.4宜农荒地评价项目的评级标准,表4.5宜农荒地评级,3、综合指标评判法,（1）方法：选取公认的能反映某一资源质量的综合指标，并将综合性指标进行分级。用以评定该资源的等级，同时，比较两个以上地域单元的评价结果。（2）举例：评价范围较大的国家或地区农业气候资源的优劣。选取综合指标：干燥辐射指数R/Lr，其中R-年辐射平衡。L-蒸发潜能。r-年降水总量划分等级，如热带地区，划分五个等级,级别干燥指数植物群体年生产量（吨/公顷）一0.4-0.630-45二0.61-1.015-30三1.0-2.07-15四2.0-5.02-7五5.0以上2以下,4、多因子综合评判法,选影响质量的多个限制因子作为评价因子，然后对每个因子分级，最后将各限制因子评定的级别采用一定的数学方法综合评判，被评价对象的质量等级，有四种不同的评价方法：,（1）多因子模糊评判法：,Fuzzy综合评判法运用解模糊矩阵的方法，给定两个有限论域：UU1，U2，,UnU代表综合评判因子，即：评价项目集合VV1，V2，VnV代表评价对象各评判因子评语的集合评判因子集合U与评语集合V之间存在联系，实现模糊变换，模糊变换公式：R=y/rr是U上的模糊子集，y是V上的模糊子集，R是模糊关系矩阵,R途径两个参评人员按一定标准对评判因子逐一评审，得出评语在一级评判因子之下再设二级评判因子，并按一定标准逐一得出结论性评语，然后对一级评判因子逐个作出评判结论。统计后解模糊关系矩阵举例：评判鄂西北郧阳地区所属六县农业自然资源质量,（1）选取五个因子：热量条件、人均林用地、人均耕地、人均经济林，一二三四级土地占比例即：UU1，U2，U3，U4，U5设论域VV1，V2，V3，V4，V5优，较优，良好，一般，较差,（2）拟定分级标准,（3）采用方法：各评判因子的实际值与标准值相对照，凡符合某一等级的定为1，不符合的定为0，评语Vi值仅为1或0,（4）U1Un分别赋以不同的权系数第一方案：A（0.4，0.1，0.2，0.2，0.1）第二方案：A（0.3，0.1，0.2，0.2，0.2）理由：第一方案，本地区受热量条件所制约，其权数较高,第二方案：突出气候因子，又重视土地质量0.3，0.2按第一方案,(5)综合评价结果,根据最大最小法则求得B（1）（000.40.20）归化处理后B（1）（000.660.340）,同理求得B（2）（0.450.1100.220.22）B（3）（000.40.200.4）B（4）（0.2860.133000.571）B（5）（00.57200.2860.142）B（6）（0.250.25000.5）表中由低到高分别乘以11.52.02.53然而相加，得出优劣顺序，竹溪县,房县，竹山县，郧县，丹江口，郧西县,如按照第二种方案，得出结果郧县与丹江口资源最优竹溪与房县次之郧西与竹山较差评价影响的权函数确定至关重要,（2）等差指数定量评判法,在取得资源质量评价因子的定量数据，将各因子按照作用大小，人为地等差分配指数，以指数求和，求得资源质量的综合指数，并据此评定资源等级的一种综合方法，排成a1a2an如设第一级地区a1=100，n等级an为0，则按等差数列，公式an=a1+(n-1)d，公差求出各等级地区a1，然后再以各等级地区an=0，求每一等级a1a3an-1的值，这些值即每一等级地区的各评价因子的指数，其关系是等差的。,最后，将各等级地区诸评价因子指数相加，即求得该等级地区质量综合指数，其表达式：式中，P-综合指数M-某一等级地区a-评价因子i-评价因子某一项，n-为评价因子数量，相邻指数的平均值为指数范围界限,举例：评价湖北省所属各县（市）工业劳动力的文化与科技素质（或智力水平）解：（1）分为八等等差（2）选取九个评价因子并按作用大小顺序等差和评价指标定量或定性分级。（3）编制评价因子的等差数列表（4）取得被评价是各评价因子指数（诊断指标）情况下（5）最后评价表4.13*诊断指标-根据掌握资料相应等级-按表4.11表4.12填写,（3）等差指数非定量评判法,在缺乏资源质量评价因子的定量数据，且各因子相应关系不明确的条件下，应用一种多因子综合评价方法，区别：不需要取得各因子分级定量指标，定性分若干等级需要编制评价因子等差指数表在评价时，需将某一评价单元之所取得的各评价因子的分级标准与等差指数表相对照，将取得的单一因子指数相加，求取综合指数,举例：评价鄂西北某山区土地质量设土地质量拟评五等选取9个评价因子，并按作用大小作出排序和定性或定量分级参照等差数量评价法编制评价因子等差指数分配表编制出可用于评价农用地质量的等差指数表,设山区某一具体农用地段，各个评价因子的指标从调查中获得，又从表4.15中得其所属相应等级。再根据表4.16获得评价因子指数和综合指数，并鉴定其级别,（4）平均值等差分级评判法,办法：以评价因子的平均值为分级和基准，按距基准线平均值一定的百分比进行等差分级。并假设各因子是等价的，以多数因子属于某一等差分级域，即某一百分比的幅度值来