第一章 自然资源的性质

自然资源的性质广州大学地理科学学院主要内容4自然资源的概念1自然资源的类型2自然资源的可得性度量35自然资源学的特点6自然资源学的形成与发展自然资源学的学科体系一、自然资源的概念人类的衣食住行须臾离不开资源；人类的一切生产活动也须臾离不开资源。一句话，资源(主要是指自然资源)是人类社会得以维持的物质基础。从字面上看，所谓资源的“资”就是“可以提供的”，“可以利用的”、“有使用价值的”东西，包括一切生产资料和生活资料。“源”是指“来源”。不过这种说法过于简单概括，尽管它的词义上说得通，但不能涵盖和阐明自然资源的科学概念。自然资源是存在于自然环境中可以被人类所利用，并能给人类带来利益的地理要素以及这些要素相互作用的产物。英国大百科全书将自然资源定义为：“人类可以利用的自然生成物，以及作为这些成分之源泉的环境功能”，前者如土地、水、大气及其群集的森林、草场、海洋等；后者如太阳能、环境的地球物理机能、环境的生态学机能、地球化学循环机能。地理学角度《辞海》是我国编撰的权威性百科词典，其中关于自然资源的定义是：“一般天然存在的自然物（不包括人类加工制造的原材料），如土地资源、矿藏资源、水利资源、生物资源、海洋资源等，是生产的原料来源和布局场所。随着社会生产力的提高和科学技术的发展，人类开发利用自然资源的广度和深度也在不断增加”。这个定义强调了自然资源的天然性，也指出了空间（场所）也是一种自然资源。地理学角度所谓自然资源是指在一定的时间条件下，能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称。（UNEP，1972）显然经济学家更重视自然资源的经济价值经济学角度资源可以简单地规定为一种能量或物质的形式，它们对于有机体或种群的生态系统，在功能上具有本质的意义。特别是对于人来说，资源是对于完成生理上的、社会经济上的以及文化上的需要所必备的能量或物质的任何一种形式。显然，生态学家关注于自然资源的生态功能生态学角度汲取不同研究方向的精髓，给自然资源定义为：“人在自然介质中可以认识的、可以萃取的、可以利用的一切要素及其集合体，包含这些要素互相作用的中间产物或最终产物；只要它们在生命建造、生命维系、生命延续中不可缺少，只要它们在社会系统中能带来合理的福祉、愉悦和文明，即称之为自然资源。”我国著名地理学家——牛文元(1)自然资源不是脱离生产应用而对客观物质的抽象研究的对象，而是在不同的时空组合范围内有可能为人类提供福利的物质和能量；(2)自然资源的范畴不是一成不变的，随着社会进步和科学技术的发展，人类对自然资源的理解不断加深，资源开发和保护的范围不断扩大；自然资源概念的含义：(3)自然资源与自然环境是两个不同的概念。自然环境是指人类周围所有的外界客观存在物，自然资源则是从人类的需要角度理解这些因素存在的价值；(4)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”。自然资源概念的含义：(5)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，还常常取决于信仰、宗教、风俗习惯等文化因素。如伊斯兰教徒不食猪肉，印度教徒不食牛肉，这就决定了他们的“食物资源”的概念。可见，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。自然资源概念的含义：石化燃料等金矿(Au)黄铁矿(FeS2)磁铁矿(Fe3O4)钨矿(W)赤铜矿(Cu2O)蓝铜矿[Cu2(CO3)2(OH)2]太阳能风能水能地热潮汐能土地森林草原农业海洋生物资源九寨沟长城布达拉宫桂林所有的科学都要对其所研究的对象加以分类，自然资源学也必须对自然资源分类。对自然资源分类可以加深我们对各类自然资源特性的认识，更加科学的制定资源开发利用的对策。目前尚无统一的自然资源分类系统，常见的也是最有代表性的分类方法有两种，一种是根据资源的可更新性与不可更新性加以分类。另一种是根据自然资源本身固有的属性进行分类。二、自然资源的类型不可更新资源：经人类开发利用后，在相当长的时期内不可能再生的自然资源。可更新资源：又称可再生资源，是指那些被人类开发利用后，能够依靠生态系统自身在运行中的再生能力得到恢复或再生的资源。恒定性资源：按人类的时间尺度来看是无穷无尽，也不会因人类利用而耗竭的资源。又被称为“非耗竭性资源”或“无限资源”。耗竭性资源：是指人类开发利用后，其存量逐渐减少以致枯竭的那一类资源。几个重要的概念：储存性资源：即地壳中有固定储量的矿产资源。由于它们不能在人类历史尺度上由自然过程再生产（如铜）或由于它们再生的速度远远慢于被开采利用的速度（如石油），它们可能被耗竭。临界性资源：在正常情况下可通过自然过程再生的资源，但如果被利用的速度超过再生速度，它们也可能耗竭，包括土地资源和生物资源。几个重要的概念：按是否可更新性进行分类按本身固有属性进行分类“可更新”与“不可更新”资源的相对性实际上“可更新”与“不可更新”是相对而言的。土地可年复一年的耕种，从这个意义上说是可更新资源；但若利用不当，以至表土流失殆尽的地步，也就不可更新了。而这种不可更新又是从人类历史尺度上来看的；若从地质历史尺度来看，水土流失后的地表亦可再经成土过程恢复表土，从这个意义上看又是可更新的。矿产资源在人类历史尺度内是不可更新的，但在地质历史尺度内又是可更新的了。基因资源本身是可更新的，但若物种灭绝，也就谈不上可更新了。理论上可恢复可循环使用的临界性使用后就消耗掉的恒定性所有元素矿物金属矿物鱼类森林动物土壤蓄水层中的水石油天然气煤太阳能潮汐能风能波浪水能大气不可更新资源可更新资源一旦超过再生能力，临界性资源就变成不可更新资源可更新资源使用到灭绝的程度“可更新”与“不可更新”资源的相对性由图可知，不可更新资源和可更新资源间的划分界线，更多地取决于人类认识和开发程度而不是自然现实当我们确定了某种自然物品为自然资源后，就必须解决一个问题，即这种自然资源能够为人类利用的数量有多少？这就是自然资源可得性的度量问题。自然资源可得性度量是指自然资源可为人类利用的数量。通常针对不同资源类型而使用不同的方法。可更新资源的估算相对容易，已有了较为成熟的方法和技术手段。不可更新资源的度量，由于其分布的随机性和复杂性，以及探测技术的限制，因而它们的度量还不能满足需要。三、自然资源可得性的度量不可更新资源可得性的度量1）资源基础2）探明储量3）条件储量4）远景资源5）理论资源（1）资源基础：矿物资源的潜在最大数量，或称理论上的最大资源量。估算某些特殊的非燃料矿物资源基础的方法是用这些矿物的元素丰度或者说克拉克值乘以地壳的总重量（常用乘以1km深的地壳总重量）。根据这一方法对某些矿物资源基础所做的估算结论如下表。几种矿物的元素资源基础及其期望寿命估算矿物资源基础/t①

不同消耗增长率下的期望寿命/a②实际年均消耗增长率/1947~1974，%0%2%5%10%铝2.0×1018

166×109

11074682479.8铜1.5×1015

216×106

7723321774.8金84×109

62.8×106

7093071642.4铁1.4×1018

2.6×109

8183632037.0铅290×1012

83.5×106

7243131673.8磷28.8×1015

1.9×109

8813762007.3钾408×1015

22.1×109

10054272269.0硫9.6×1015

205.3×106

7693311776.7锌2.2×1015

398.6×109

11514862564.7注：①资源基础的计算方法是：元素丰度（g/t）乘以地壳总重量（24×1018t）②期望寿命的计算是基于1972-1974年的平均生产数量，有些数据来自美国矿产局。关于资源基础的几点说明：①基于资源基础的矿产资源消耗期望寿命是建立在“技术进步能使全部元素都在低到可接受的成本水平下开采”这样的假设基础上。显然这一假说很难被证实。②技术进步能否解决极低品位矿产的回收问题？成本如何？③为开采和提取这些元素的所需能源能否保证？开采和提取这些元素所造成的环境问题是否在环境承载力所允许的范围之内？④资源基础只是表明了理论上的最终极限，而不能在实际上用来预测未来资源的可得性。（2）探明储量：探明储量是指已经查明，并认为在当前的需求、价格和技术条件下具有经济开采价值的矿产资源藏量。理解探明储量应注意的几个问题：①探明储量与开发技术条件及经济开采价值有关；②在用已探明的储量预测资源寿命时，必须有两点假说：一是地质勘探上不再有新的发现；二是生产目标、产品价格、技术等方面不变。但是这两点都是很难做到的。探明储量67245技术、知识和工艺的可得性替代品的可得性与价格资源产品的价格需求水平开采成本31利润要求勘探政策探明储量的影响因素探明储量和条件储量是相对的概念，它们之间的界限在不断的发生变化。这主要有以下几方面的原因：①全球资源日趋减少，矿产资源向“贫”、“细”和“杂”的方向发展；②科学技术的进步；③矿床所在地区区位条件的变化；④矿产品价格。（3）条件储量：已查明的藏量，但在当前价格水平，以现有采掘技术和生产技术来开采是不经济的。（4）远景资源：是目前仅作了少量勘察和试探性开发而尚未查明的藏量，但可望将来有大的发现。估计远景资源的范围的常用方法是：外推法。即根据一定地质条件下过去生产的增长率和探明储量的增长率外推，或根据过去每钻井单位深度的发现率外推。（5）理论资源：在尚未勘察但具有有利地质条件的地区可能发现的资源量。（6）最终可采资源：探明储量、条件储量、远景资源和理论资源的总和统称为最终可采资源。可更新资源可得性的度量1）最大资源潜力2）持续能力3）吸收能力4）承载能力（1）最大资源潜力：是指在其他条件都很理想的情况下，流动性自然资源能够提供理论产品或服务的最大理论潜力。对各种流动性能源及其它可更新资源，科学家做了许多的估算。例如：理论上从太阳取得的总能量是目前获取量的1000万倍以上。按目前的人口数量，生物、土地和海洋资源总潜力每年可为每一个人生产40t食物，是实际需要量的100倍。俄罗斯地理学家估计，假设农业不发达地区的耕地比例达到农业发达地区的水平，全世界的耕地面积将由现在的14亿hm2会增至32~36亿hm2，而美国总统科学顾问委员会认为全世界可耕地面积接近为66亿hm2。上述可再生资源和生物资源潜力的估算都建立在天然系统自然输出的基础上，而忽略了由人类经济、社会系统所施加的局限。实际上这种估算无太大意义，真正的可得性取决于人类把这些理论潜力转换为实际资源的技术能力及是否愿意担负这样做的代价和成本，这种代价既包括经济的，也包括环境的。（2）持续能力：可更新资源实际上能长期提供有用产品或服务的最大能力，即不损害其充分更新的利用能力。可持续利用最早应用于渔业和森林等可更新资源的研究上，指渔业的捕捞和森林的采伐量不能超过自然增长量，即不破坏资源基础的完整性，以给后代留下同样的资源利用机会（代际公平）。持续产量曲线一些经济学家指出，维持持续产量是要付出代价的，因为它意味着必须抑制当前的消费。但其他方面本来可以得到增长的东西却会显著减少。（3）吸收能力：或同化能力，实际上是指环境的自净能力，它是指环境对被排入的废弃物及能量进行同化、消纳和吸收的能力，它是通过物理的、化学的、生物的作用来实现的。环境的自净作用是有限度的，即忍耐力极限，它是指环境自净的最大限度，废物的排弃量必须控制在这个限度内。（4）承载力承载力的概念是从畜牧业中引伸出来的。最初是指一定面积的草场上可长期维持的牲畜头数，现在指一定范围内的生境（或土地）可持续供养的种群（或人口）数量。承载力的大小计算很大程度上取决于管理目标和资源利用的特定途径，取决于利用者所要求的生活标准和生活空间；此外，承载能力还受投入水平和技术进步等因素的影响。生存承载能力：保证生存，但不保证发展最适承载能力：保证生存，也保证发展容限承载能力：地域限制，需求限制区分几种不同的承载能力：四、自然资源的属性（特点）自然资源的稀缺性1自然资源的整体性2自然资源的地域性3自然资源的多用性4自然资源的动态性5自然资源的其他属性6自然资源的稀缺性弗瑞斯特和米都斯认为：随着世界人口的膨胀，随着生产发展水平的不断提高，经济活动的总增长将面临着三个方面的限制：其一，地球上有限的面积；其二，资源稀缺的限制；其三，环境自净能力的限制。此外，人类的科技水平和控制世界的能力。弗瑞斯特：系统动力学创始人；米都斯：弗瑞斯特的学生，《增长的极限——罗马俱乐部关于人类困境的报告》的撰写人自然资源相对于人类的需要在数量上的不足；相对于人口数量增长，自然资源也是有限的；相对于人类生活水平的不断提高，自然资源也是有限的；人类的世代延续是无限的，而某些资源使用过后就不能再生；自然资源在空间分布上的不均衡，以及资源利用上的竞争，使得自然资源稀缺性表现的更为明显、现实。自然资源的稀缺性系统的每个要素都承担着特殊的作用，离开某一要素，系统的功能都将受到影响。系统各要素之间通过能量流、物质流和信息流维系在一起，如果某一流通环节出了故障，势必影响其他要素的功能发挥。自然资源的整体性自然资源要素是相互影响的；各地区间自然资源是相互影响的；气候、水、土壤和生物的地域分布主要受地带性因素影响，同时也受非地带性因素影响地质、矿产、地貌等主要受非地带性因素的控制自然资源的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。同时自然资源开发利用的社会经济条件和技术工艺条件也具有地域差异，自然资源的地域性就是所有这些条件综合作用的结果。大部分资源具有多种功能和多种用途，如森林…并非自然资源所有的功能及用途都具有同等重要的地位。因此，在自然资源开发利用时要全面权衡，必须按经济、社会和生态效益相统一的原则，借助系统分析手段，通过科学的优化来选择最佳方案。自然资源的多用性资源不断被消耗，同时又不断被发现；大气、水、甚至固体物质在重力的统一作用下，进行“主动传布”，矿产资源、植物资源的“主动传布”能力十分有限；通过交通运输和类似方式完成被动传布状态下的资源扩散；资源的地域分布总是存在非均衡性特征，势必存在事实上的资源浓度梯度，必然孕育着资源移动的潜在动力。自然资源的动态性自然资源是与一定的社会经济、技术水平相联系的，人类对自然资源的认识、评价和开发利用，都受特定时间、空间所制约，这就是自然资源的社会性人类社会经济发展在目标模式上大体有过三个时期：增长时期、发展时期和可持续发展时期；对自然资源的认识：“取之不尽，用之不竭”——“结构性稀缺，注重资源配置”——“资源稀缺，可持续发展”自然资源的社会性从自然资源的空间研究范围来看，它可以是一个局部地段、一个自然区域或经济区域，也可以是一个国家甚至整个地球。因此，在进行自然资源研究时必须首先明确研究对象所处的水平和等级，然后确定所需信息以及采集信息的方法。自然资源的层次性资源增长的竞争——导致生长能力较小的物种灭绝。在众多的资源构成中，“受体”努力选择在应用上最为合适的、在经济上最为合算的、在时间上最为合宜的那一类资源。这种选择上的“受胁迫”状态或“非自由”状态，本身就体现了竞争性。在众多的“受体”中，均不同程度地需要同一种资源。自然资源的竞争性资源的增值性的直接原因是由于“有效能”的投入；资源增值性的间接原因是由于社会需求、供需平衡和人的心理伏态、文化的传统习俗等，共同刺激下的综合表现（砖石、黄金）。以矿产为例，粗矿—精矿—原材料—社会需求产品自然资源的增值性自然资源在主体功效上，所体现的选择性（理解成对于“受体”的价值与贡献---效用）可以阐述为：构成某种特定目标的“生产行为”或构成某个特定标准的“存在条件”，是由不同类型的资源以及相应的各种数量组合去实现的。实现的本身隐含着资源的选择；选择的结果预示着目标的抵达。(供需平衡—“买方/卖方”市场)自然资源的选择性指资源要素来源、生产过程和产品市场的国际化自然资源的国际共享性（公海—捕鲸）资源开发利用后果的扩展性（酸雨）自然资源开发利用和保护的国际协作和交流《约翰内斯堡宣言》自然资源的国际性自然资源对区域发展的影响自然资源是区域社会经济发展的物质前提和物质基础。自然资源是区域生产力的重要组成部分（土地）自然资源是区域生产发展的必要条件（矿产、气候）随着科学技术的进步和生产力水平的提高，自然资源的范畴也在不断地扩大，但自然资源仍是区域生产力发展的自然物质基础（技术革命）自然资源对区域社会经济发展的影响主要表现：自然资源的数量多寡影响区域生产发展的规模大小（黑龙江的耕地资源、山西的煤炭资源）自然资源的质量及开发利用条件影响区域生产活动的经济效益（山西吨媒生产成本是湖南的1/2，苏南和浙江的1/3、中东的石油每桶生产成本是美国的1/20、东北的林木采伐周期是南方的2倍）自然资源的地域组合影响区域产业结构（东北地区重工业）五、自然资源学的形成发展旧石器时代——人类对自然资源只有初步的感性认识，而且认识和利用的自然资源种类也很有限，主要是石头(用作石器)、树枝(钻木取火或作工具)、兽、鱼、果等。新石器时代——原始农业出现，人类对其周围的生物和环境的影响是局部的、微小的。总的来说，这段时期属于人类对自然资源的原始利用时期，人类虽然也积累了一些自然资源利用方面极为原始的经验，但是根本谈不上总结和记载。自然资源的原始利用时期距今5000年前到19世纪中期的工业革命时期农业革命使人类的生产力水平逐渐提高，人类认识和改造自然的能力不断加强，随着生产的发展，世界上出现了一些文明古国，在其长期的农业实践中部积累了丰富的经验，产生了许多有关自然资源利用和保护的朴素而深邃的思想。工业革命极大地解放了生产力，人类开发利用自然资源的种类大幅度增加，这就促使一些政治家、思想家以及一些博物学家在其著作中，进行了自然资源利用和保护等方面的记载和总结。这些记载和总结虽然零散，但却是十分宝贵的。对自然资源的零星记载、描述的时期19世纪中期到20世纪初期工业革命解放了生产力，进而推动了科学技术的进步，许多学科如生物学、地理学、地质学、农学、经济学和资源利用的工程技术学科都迅速成长起来。这些学科分别基于各自的科学理论体系，从不同的认识角度分别对同一项资源和某几项资源进行了各自的研究，它们之间很少交叉渗透，仍各自保留着自己学科的理论体系。但是，这些学科所具有的共同的资源基础，导致了它们分别积累的科学资料和知识在资源和资源利用这个总“网结”的汇合，为资源科学的产生奠定了基础。分学科进行自然资源研究的时期真正的资源科学研究应该说是20世纪初期以来的事情从满足生产和人类其他需要出发，20世纪初期的资源科学集中体现在专题及“应用地理”研究方面，着重探讨自然资源的开发利用和不利因素控制，以分类区划和质量评价为主要内容，这也是目前资源科学研究最为成熟的领域。较为突出的有20年代美国开始的小区域土地利用研究（1933年田纳西流域开发计划）从1972年的“人类环境会议”，到1980年《世界自然保护大纲》的问世，再到1992年的联合围“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。联合国环境与发展大会通过的一系列文件及其中的可持续发展思想，为资源科学研究注入了新的内涵，促使资源科学取得了长足的进展。资源科学的形成和蓬勃发展时期六、自然资源学的学科体系在现代自然资源科学纷繁复杂的研究体系中，可将自然资源科学的学科体系简单地归纳为两种类型：一种是学科性的理论研究，即综合自然资源学；一种是实体性的实践研究，即部门自然资源学。前者较为成熟的分支学科主要有资源地理学、资源生态学、资源经济学、资源评价学、资源工程与工艺学、资源管理学和资源法学等。后者较为完善的分支学科主要包括气候资源学、生物资源学、水资源学、土地资源学、矿产资源学、海洋资源学、旅游资源学和能源学等。学科体系五、自然资源学的学科体系在现代自然资源科学纷繁复杂的研究体系中，可将自然资源科学的学科体系简单地归纳为两种类型：一种是学科性的理论研究，即综合自然资源学；一种是实体性的实践研究，即部门自然资源学。前者较为成熟的分支学科主要有资源地理学、资源生态学、资源经济学、资源评价学、资源工程与工艺学、资源管理学和资源法学等。后者较为完善的分支学科主要包括气候资源学、生物资源学、水资源学、土地资源学、矿产资源学、海洋资源学、旅游资源学和能源学等。学科体系自然资源学的分支结构概括说来，自然资源学主要是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间相互关系的科学。它以单项和整体的自然资源为对象，研究其数量、质量、时空变化、开发利用及其后果、保护和管理等。单项自然资源研究已发展成较为成熟的科学体系，如水资源学、矿产资源学、土地资源学、森林资源学等。自然资源学的范围米切尔1989年在“GeographyandResourceanalysis”一书中用一个三维图来表示自然资源学的研究范围，这有助于对自然资源学有更全向的理解。表：不同空间尺度农业资源研究的不同问题举例表：不同空间尺度土地资源利用研究的不同问题举例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自然资源学研究的发展趋势全球整体化研究资源与环境问题已不再是局部地区、少数国家的问题，已经成为全球性问题。要解决这些问题，正如联合国环境与发展大会指出的：“任何一个国家都不可能光靠自己的力量取得成功”。资源—生态—社会经济复合系统综合研究资源、生态、社会经济密切联系，不可分割，组成一个庞大的复合系统。不管是社会、经济还是生态问题，都可以归结到资源问题这个结点上，资源的有效管理与持续利用是核心。现代资源科学正是抓住了这个核心，研究资源—生态—社会经济复合系统内部的矛盾性和规律性。资源价值论研究地球上的各种资源是有限的。随着世界社会经济的迅猛发展，资源的稀缺性越来越突出，人们的价值观相消费观都要经历深刻的变革，与此相适应，资源价值论等资源科学研究领域日趋活跃。资源科学研究的管理化（资源管理是多层次和多手段的）资源管理的基层是自然保护，包括建立保护区等；中间层应是资源经济管理，基于生态经济原则，考虑资源开发利用过程对社会经济系统及各部门的影响，诸如区域发展规划等；资源管理的最高层应是社会需求管理，即对资源开发利用和生产活动的最终目的——消费进行设计和导向。资源科学研究的数量化与现代化近二三十年来，规划论、对策论、耗散结构论、自组织理论、多元动态分析及计算机技术纷纷被引入资源科学研究，资源数据库、