自然资源学笔记Word格式.docx
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一、不可更新资源可得性的度量
1.资源基础
只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
是指已经查明并已知在当前的需求、价格和技术条件下具有经济开采价值的矿产资源藏量。
(1)探明储量与开发技术条件及经济开采价值有关。
前者取决于技术、知识和工艺的可得性,而后者既与生产者的主观判断和目的要求相关,又受资源产品的价格、需求、开采成本以及替代品等客观因素影响。
(2)在用已探明的储量预测资源寿命时,有两点假设:
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。
3.条件储量
⏹条件储量是指在当前技术、经济条件下不能开发利用(开采)的已查明的储藏量。
(1)探明储量和条件储量是相对的概念,它们之间的界限---经济可行性界限在不断的发生变化,这种变化主要受技术革新、价格与需求刺激、经济和政策环境影响。
(2)探明储量和条件储量的共同特点是“已查明”,但查明的确定程度不定,即使是已经密集勘探,对范围、质量、地质特征均已确定的储量估计仍有近20%的误差。
4.远景资源
⏹指尚未查明的藏量,但可望在不远的将来在仅作了少量勘察和试探性开发的地区发现它们。
(1)估计远景资源范围的常用方法是根据过去生产的增长率和探明储量的增长经外推,或根据过去每钻进单位深度的发现率外推。
这种外推的前提假设是曾经影响过去发现率和生产率的所有变量(技术的、经济的、政治的)象过去一样不变,而这些因素实际上是极不稳定的,因此远景资源的估计误差是比较大的。
5.理论资源
理论资源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。
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。
北海在25年前还只是可能具有理论资源的地区,现在已确定其相当部分的探明储量,并已开始商业性开采。
另一方面,如果作了广泛的钻井仍未发现矿藏,那么原来关于理论资源的估计也会被推翻。
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。
⏹由于估算的复杂性以及技术、市场、政策等因素的不确定性,最终可采资源的估算经常是大相径庭的。
此外,未来可能发生经济上具有吸引力的资源替代,这会使最终可采资源问题成为多余。
二、可更新资源可得性的度量
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。
对各种流动性资源的最大资源潜力的估计往往会得出令人乐观的数字,但这种理论上的最大资源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以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。
据测算,太阳一天给予地球的光和热足够支持地球上40年的能源。
它给地面照射15分钟的能量,就足够全世界使用一年。
陆表面每年接受太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤,约等于上万个三峡工程发电量总和。
据估计,在过去漫长的十一亿年当中,太阳只消耗了它本身能量的2%,今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化,所以太阳可以作为人类永久性的能源,取之不尽、用之不竭。
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。
可更新资源自然潜力的利用必须考虑时间上的公平分配,即应留给后代同等的资源利用机会。
维持持续产量是要付出代价的,因为它意味着须抑制当前的消费,所放弃的这一部分消费可看作是对未来的一种投资,其好处必须与其它形式的投资放在一起来评价。
而后代在这一种资源上得到了平等的机会和权利,但是很可能在其它方面又失去了本来可以得到的机会和权利。
3.吸收能力
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,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,这个限度就是环境容量,它的定义是:
在保证人类的生存和生态平衡不受到危害的前提下,某一环境能够容纳的某种污染物的最大负荷量。
要将废物排放量控制在环境容量内,社会必然要付出经济代价,为此我们就应该综合权衡生态效益、社会效益与经济效益。
4.承载能力
承载能力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。
承载能力的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,还受投入水平、技术进步等因素的影响。
**生存承载能力,即有足够的食物保证生存,但既不能保证所有个体的茁壮成长,也不能保证种群的最优增长,而且当周围环境稍有变动就可能造成灾难性的后果时的承载能力。
**最适承载能力,即有充分的营养保证绝大多数个体茁壮成长时的承载能力。
**容限承载能力,在容限能力水平上,地域限制迫使种群中的多余个体外迁,或对某些基本需要(如食物和繁殖机会)实行限制。
第三节自然资源的基本属性
1.稀缺性
人类的需要实质上是无限的,而自然资源却是有限的。
因而产生了自然资源的属性。
(R是地球上的资源总量;
m为人类繁衍的世代数。
)那么
2.整体性
各种自然资源相互联系、相互制约,构成一个整体系统。
森林土地水气候
3.地域性
自然资源的形成服从一定的地域分异规律,因此其空间分布是不均衡的。
如:
我国煤炭资源分布的总格局是西多东少、北富南贫。
而且主要集中分布在目前经济还不发达的山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏等6省(自治区),它们的煤炭资源总量为4.19万亿t,占全国煤炭资源总量的82.8%;
4.多用性
河流:
发电,灌溉,航运,风景。
森林:
木材,燃料,生态功能。
5.变动性
资源概念、资源利用的广度和深度都在历史进程中不断演变。
6.社会性
自然资源中所附加的人类劳动而表现出来的社会性。
第二章自然资源的稀缺与冲突
第一节中国态势
一、我国自然资源的基本特点
1.总量大,类型全
2.人均资源量少
我国各类资源人均占有量都低于世界平均水平。
我国人均值与世界平均水平的比值,如:
矿产资源:
1/2;
土地资源:
1/3;
森林资源:
1/6;
草地资源:
1/3
耕地:
1/3;
水资源:
1/5。
水土资源是难以增加也无法从国外进口的,它们已成为我国的稀缺资源。
3.空间分布不均
东部:
耕地资源、森林资源、水资源的90%以上;
西部:
能源、矿产等地下资源和天然草地相对集中。
长江以北:
耕地多水少;
耕地占全国总量的63.9%,水仅占全国总量的17.2%;
长江以南:
耕地少水多,耕地仅占全国耕地总量的36.1%,但水资源全国总量的82.8%。
煤炭占全国的90%,仅山西、内蒙古、新疆、陕西、宁夏五省(区)就占全国总储量的70%;
长江以南则严重缺乏能源。
磷矿绝大部分储量集中分布在西南,铝土矿集中分布在华北、西南。
4.资源禀赋欠佳
耕地质量:
一等耕地约占40%,中下等地和有限制因素的地占60%;
草地资源主要分布在半干早、干旱地区与山区,资源质量较差;
有林地资源则较好,一等有林地约占65%。
多数矿产资源贫矿多而富矿少,共生矿多而单一矿少,中小型矿多而大型矿少。
5.资源潜力可观
(1)已发现矿化点20余万个,仅2万处做了评估,80%矿化点的评价会导致矿产资源发现的重大突破;
(2)按照世界许多资源大国矿业开发的经验,大多数矿山开发深度可达700~1000m,中国目前仅在500m左右,中国已有的主要矿产富集区深部资源潜力应该是巨大的。
(3)中国资源节流的潜力可观。
如我国单位产值的能耗是印度的2.3倍,韩国的2.1倍,日本的5倍,法国的4.74倍。
二、自然资源稀缺的挑战
1.耕地资源——粮食安全
庞大的人口基数和快速的人口增长速度,使我国粮食安全面临严峻的挑战。
第一,随着社会经济的发展,耕地不可避免地被占用,因此耕地总面积逐年下降,人均耕地减少的趋势更加明显;
第二,水资源不足,尤其是北方地区水资源紧缺,成为粮食增产的严重限制因素;
第三,靠化肥提高粮食生产的潜力有限。
2.矿产资源短缺的危机
我国矿产资源的人均占有量不到世界人均水平的一半,居世界第80位。
我国主要矿产品已经供不应求,铁矿、锰矿、铬矿的进口量逐年亡升,铜、铝、铅、锌、锡等有色合同也早就开始进口,近年来矿产品进出口的逆差都在31亿美元以上。
可以说,我国已成为矿产资源进口大国,是世界上最大的钢材、有色金属和矿物化肥进口国之一。
3.生物多样性减少
4.资源承载力
我国目前土地资源生产力的合理承载量为11.5亿人,超载约1.5亿。
若按温饱标准计算,我国土地资源的最大承载能力为15亿~16亿人口。
若严格控制人口的目标能实现,2030年人口将达到资源承载极限。
若按目前的人口增长率,2015年就会突破这一权限。
5.资源开发的环境影响
(1)水土流失面积由50年代初的116万km3增加到现在的153万km3,每年流失表土50亿t左右,带走氯、磷、钾约4000多万t,相当于我国化肥的全年总产量。
(2)森林面积减少,目前覆盖率仅13.92%。
草原退化面积达7.7亿亩,估计主要牧业省区可利用草原单位面积牧草产量,到21世纪初将比20世纪80年代末下降30%。
(3)沙漠化土地不断扩展,平均每年达1500km2。
(4)污染严重。
工业三废和农药污染的耕地近3亿亩。
估计2l世纪初的情况将更加严重,70%的淡水资源将因污染而不能直接利用。
第二节全球视野
一、自然资源的稀缺
1.大气圈——全球共同的资源
工业革命以来,温室气体不断产生,全球变暖(温室气体增加1倍将使地表平均气温上升1.5~4.5℃),冰川融化,海平面上升,生物物种灭绝。
2.世界人口趋势——对自然资源的压力
按照联合国人口处的预测,1990~2025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;
而在现在的发达国家,将只增加1.66亿人口。
有人估计,若全世界人口都享有美国人的生活水平,那么在当前的生产力和技术水平下,地球所能供养的人口最多仅为10亿左右。
3.粮食和农业
全球粮食和农业当前的主要趋势可以概括如下:
(1)全球谷物产量持续增加,但从1983年开始,增长速度降低。
(2)人均占有量也很不均衡。
(3)库存降到30年代以来的最低水平。
(4)人均占有耕地将减少,增加耕地面积的潜力已接近极限。
(5)营养不良人口的相对百分数可能下降(非洲除外),但绝对数量将增加。
在相当一部分地区,温饱仍是严重的问题。
4.生物资源
近30年来,世界森林,特别是热带森林的减少速度明显加快,平均每年减少80万hm2(相当于一个奥地利的国土面积)。
原因:
(1)发展农业;
(2)出售木材;
(3)薪材、饲料。
结果:
(1)土地退化;
(2)大气中二氧化碳含量增加,因此滥伐森林是大气二氧化碳人为增加中仅次于燃烧化石燃料的第二大根源;
(3)物种灭绝。
5.能源与矿物原料
世界能源利用一直呈螺旋上升的趋势,化石燃料消费的增长率为1986年2.4%、1987年3.1%、1988年3.7%,以后每年都在加速。
若以世界储量寿命指数(即当前探明储量与年产量之比)来衡量化石燃料的可利用期限,那么石油为41年,天然气是58年,煤是218年。
化石燃料消耗量的持续增长将引发一系列的经济、环境和社会问题。
6.水资源
(1)用水量大。
随着人口的增加,用水量也要增加,预计以后取水量的年增长率为2%~3%。
目前人类每年从自然界取走的3500km3,约2100km3用于消耗(例如灌溉系统和工业冷却塔的蒸发),余下的l400km3变成废水又回归到河流和其他水体中,处于被污染的状况。
(2)水污染。
主要来源:
一是城市化扩展造成的生活污水;
二是工业生产废水;
三是现代农业中化肥、农药所造成的化学物质径流,特别是氮肥,是产生所有水质问题中最广泛、最严重的问题之一。
(3)水域富营养化,导致有害元素通过水生生物食物链的积累。
7.海洋和海岸带资源
(1)总捕捞量增加。
(2)海岸带富营养化作用加剧。
(3)伴随全球变暖,海平面上升,海岸带区域将被淹没在水下。
在下一个100年内全球海平面平均上升100cm,则将淹没由现在海岸线向内陆推进到20km远的土地。
二、资源的冲突与争夺
1.需求持续增长与供给限制的冲突
(1)人口增长:
从1950年26亿增长到1999年的60亿,预计正在以每年大约8000万人口的速度在增长;
(2)个人财富增长:
预期全球人均收入在未来几十年中将以每年约2%的速度增加,接近人口增长的速度的2倍;
(3)需求增加:
如私人汽车,从1950年的5300万辆剧升到1999年的5.2亿辆。
需求增长速度超过了人口增长速度。
2.资源争端
(1)产生于跨国界资源:
如尼罗河流经9个国家,湄公河流经5个国家,幼发拉底河流经3个国家;
两个国家在同一储油盆地上,如伊拉克和科威特。
(2)产生于重要资源必经运输通道(如波斯湾和苏伊士运河):
1986年美国在科威特船只上“改挂”美国国旗,并护送它们通过波斯湾,因为当时波斯湾处于伊朗和伊拉克海军发生冲突的场所。
3.“文明的冲突”还是“资源战争”
21世纪资源争夺是国际冲突的重要根源。
据美国能源部1997年估计,里海盆地未开发石油的价值约为4万亿美元,于是美国和里海地区的3个穆斯林国家(阿塞拜疆、土耳其、土库曼斯坦)结盟,与两个基督教占压倒优势的国家(亚美尼亚、俄罗斯)形成对垒。
从中可看出,资源的利益战胜了种族和的宗教的从属关系。
海湾战争:
1990年8月~1991年2月
(1)伊拉克侵占科威特的目的:
A、勾销所欠科威特的巨额债务,并用这个“金库”来解决由于连绵8年的两伊战争给国民经济带来的严重危机;
B、夺占科威特,可将其海岸线从50km延展至213km,从而大大改善其海军的活动领域和石油出口及其他对外贸易的海上通道;
C、解决两国长期以来存在的边界争议问题及由此带来的边界地区石油开发争端;
D、“杀鸡儆猴”,起到震慑海湾国家及其他中东国家的作用,为其争夺阿拉伯世界领导地位,称霸中东地区扫平道路。
(2)美国及其他国家在海湾地区的利益
A、海湾地区之所以牵动美国及其他许多国家的神经,主要是该地区拥有极丰富的石油和天然气资源所致。
截至1990年1月,海湾地区已探明的石油储量为6517亿桶,占世界已探明石油储量(10015亿桶)的65%,天然气24兆立方米,占世界天然气资源总和的13.7%。
日产石油约1450万桶,约占世界石油日产量(6360万桶)的23%;
每天出口石油约1200万桶,约占世界石油日出口量(2800万桶)的43%。
中东的五大产油国(沙特、科威特、伊拉克、伊朗和阿联酋)均在海湾地区。
世界20个特大的油田,有11个在海湾地区。
B、海湾地区生产的石油主要供出口。
美国、西欧、日本进口的石油,相当大的一部分来自海湾地区。
据美国能源情报统计,1990年第一季度美国日净进口石油量为766.1万桶,其中206.4万桶来自海湾地区,占26.9%;
西欧日进口石油823.5万桶,其中从海湾地区进口427.6万桶,占51.9%;
日本日进口石油548万桶,其中从海湾地区进口354万桶,占64.6%。
C、石油是当今世界经济发展的“血液”,同时也是现代军队的驱动力。
如果伊拉克吞并科威特后进而占领沙特阿拉伯,就可控制全世界一半以上的石油资源,这犹如卡住了西方主要工业国的咽喉。
萨达姆利用手中的石油武器,可以摆布西方工业国家的经济发展,并可以进而对它们指手划脚。
这是美国和其他一些主要工业国家所绝对不能容忍的。
第三章从极限之争到可持续性
第一节增长的极限
一、悲观派的主要观点与理论
1.太空船地球——地球像一个太空船
鲍尔丁认为地球是一个只能从外界获得有限能量(太阳能)输入,对外界也可进行有限能量输出(辐射热),但不能从外界得到物质输入的封闭系统。
人类像太空船中的宇航员,既不可在地球这艘太空船之外去获得物质资源,即仅限于地球的自然资源也不能在地球这艘太空船之外处理废物。
地球物质平衡原理的的结论:
⏹地球上的自然资源是有限的;
⏹在数量不变的地球上,在自然环境中取得多少燃料、食物、原材料和其他元素,必然向环境释放多少质量的废弃物;
⏹经济活动中可以对废弃物加以处理,尽管其质量不会减少,但其形态可以改变,可以使之转变为形态更好的物质,或者改变其位置;
⏹物质的再循环非常重要,如果通过再循环过程提高原材料的利用效率,这就意味着可以减少初始自然资源的获取量。
2.地球能量循环与“热寂”说——基于热力学定律
⏹热力学第一定律指出:
能量既不会产生也不会消失,只是从一种形式转化为另一种形式。
自然资源是富集到一定程度的物质,而物质的富集需要能量,自然资源被利用后将能量排放到环境中。
⏹热力学第二定律:
所有正转变其形式的能量都倾向于转变成热能而消散。
在封闭系统中,熵(热量被温度除的商,即△S=△Q÷
T)总是增加的,意味着越来越多的能量不能转化成有效能,一切运动都将逐渐停止,地球将走向“热寂”。
3.世界模型3
罗马俱乐部1972年发表的《增长的极限》,将世界系统用一个计算机模型(世界模型3)来模拟未来。
这个模型包括:
(1)可供耕地之土地数量的极限;
(2)单位耕地农业产量的极限;
(3)可开发的不可再生资源的极限;
(4)环境同化生产和消费产生的废弃物能力的极限。
二、悲观派的意义与缺失
1.警示与方法意义
悲观派被称为新马尔萨斯主义者,很多都是环境保护论者,也多为自然科学家。
之所以称为新马尔萨斯主义者,是因为他们更新和发挥了马尔萨斯1789年提出的一个假设:
人口呈几何级数增长,超过呈算术级数增长的食物供给,最后只有由饥荒、瘟疫和战争来减少人口。
意义:
◆指出了地球对人类发展的限度,以及超越这个限度的悲剧性后果,促使人类修正自己的行为。
◆极大地促进了关于人类未来的全球性研究。
◆《增长的极限》所阐述的观点只是警告,不是悲观的预测,更不是判决。
它要求人类做出选择,那就是可持续发展。
2.动态观念的缺失
⏹悲观派关于自然极限的判断往往基于静态观念。
⏹如矿藏资源寿命的计算,是以当前探明储量与每年的消耗量之比。
多数矿产资源将会在40年内耗竭。
1950年美国曾预测世界铁矿储量会在1970年以前耗竭,事实上1970年前储量的增加足以使那时的消费水平再维持240年。
⏹事实上矿产资源的探明储量是高度动态的。
新发现、新技术等因素使多数矿产资源的探明储量增加的速度一直超过消费量的增加速度。
第二节没有增长的极限
一、乐观派的主要观点
1.历史外推论
以技术中心丰饶论者为代表,大都是经济学家或历史学家,代表作有西蒙的《没有极限的增长》。
他们认为:
如果目前这种趋势继续下去,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;
在这个世界中,大多数人都会更加健康,寿命更长,物质财富也更多。
2.市场响应论
⏹市场响应论认为,悲观派的错误在于他们构建模型的方式实际上忽略了人类对极限的响应机制,特别是市场机制。
⏹在完善的市场经济中,任何稀缺的资源产品的价格不可避免会上涨,需求降低,由于报酬递减,生产者自然就会减少供给,直到恢复到新的供给均衡。
由此而引发一系列的需求、技术、和供给响应:
⏹首先,用户转向较便宜的替代品,或采取节约、经济的措施,需求减少;
⏹其次,价格的上涨和对稀缺的担忧都会为革新发明提供一种刺激。
⏹再次,价格的上涨将使原来开采起来不合算的矿藏变成经济的,将鼓励按寻新的供给源泉,并将促进萃取技术的发展从而提高已知矿藏的有效产量。
3.替代的作用
⏹直接替代,即一种资源产品取代了另一种的作用。
如铝、不锈钢、塑料替代铜。
铝已经普遍占据了高压输电线市场,不锈钢器皿替代了铜器皿。
⏹技术或资本替代,即某种特定资源产品或服务的需要由于技术或资本的发展和增加而减少。
如铜的重要用途之一是海底电缆,但随着微波技术和通信卫星的发展,对铜电缆的需要已经大大减少;
生产1t铁所需的焦炭,已经从19世纪中期的8t多降到1900年的3t,而今则不到0.5t。
⏹重复利用和循环利用的替代作用。
很多金属材料越来越多地取自废旧材料而不是矿产资源。
美国50%~60%的废铜都得到回收。
⏹产业结构或生活方式的变化改变了所需产品和服务的组合,造成了另一种意义上的替代。
产业结构从以资源密集型的重工业和初级产品为主,转向较少资源较不密集的经济结构;
第三产业和文化娱乐业的发展,使得对矿产资源的需要显著降低。
二、对乐观派的挑战
1.市场的不完备性
⏹完全竞争的市场在现实中不存在。
⏹当即将出现资源替代产品时,而且替代品更便宜时,就更会促使资源产品生产者加速资源开发。
⏹当资源产权不明晰时,私有企业尽快开采已有资源的倾向就更被加强,企业很可能加快开发资源以近可能短的时期内收回其投资,“贴现”未来收入。
2.市场机制与社会目标
市场目标,简而言之就是报酬最大化。
但对社会来讲,其目标则多样化,如保障国家必要的战略资源、促进地区就业、维护环境质量等。
(1)资源保障
⏹市场体系并不能保证每一个国家都能保障其资源,如在国际市场的资源进口机制,穷国缺乏支付能力,而富国则可能受其供给区域内地缘政治的影响。
(2)就业与经济发展
◆两个概念:
自然耗竭:
资源消耗到极限;
经济耗竭:
开采成本增加到超过开采资源之价值的程度,即得不偿失。
◆经济耗竭存在时,政府为了促进就业,给予补贴,或限制国外生产者的