1、资源科学概论,李 云,,教学时数安排及本课程考核方式,课程总学时：32,课程考核方式：考试占70%，出勤率及平时作业占30%。,理论学时：28 自修：4,本课程的教学目的和要求,知识目标： 理解地球系统各要素相互作用的时空分异规律 掌握资源科学的基本知识 了解地球科学的学科体系 认识资源开发与环境问题背后的相互作用机制,基本技能： 建立对地球资源系统的综合分析能力 培养理解资源开发利用与生态环境保护相互作用的创新思维能力 初步了解资源评价方法 建立野外观测、资源调查的基本技能 运用现代网络技术获取文献信息的能力,本课程教学内容,第一章 绪论 第二章 资源地理学 第三章 资源生态学 第四章 资源
2、经济与伦理 第五章 资源遥感与制图 第六章 资源法学 第七章 资源安全与管理,什么是资源？,资源的广义概念：指人类在生产、生活和精神上所需求的物质、能量、信息、劳力、资金和技术等“初始投入的”总称。,资源是针对人类而言；资源是指对生产、生活和精神有用的那部分东西；初始投入，只有通过初始投入才能看到资源在人类社会中产生的影响。,狭义资源：指自然资源，它是指在一定的社会经济条件下，能够产生生态价值或经济效益，以提高人类当前或可预见未来生存质量的自然物质和自然能量的总和。,自然资源具有动态特征；自然资源具有各种政治属性。,资源的属性,资源的空间属性：自然资源在地域上的分布是不均匀的；资源的质量和数量
3、差别；资源的权属与流转特征。,第一章 绪 论,1.1 人地关系演变与资源科学的产生,1.2 资源科学的发展,1.3 资源科学的学科体系,第一章 绪论,1.1人地关系演变与资源科学的产生1.1.1人地关系的发展人地关系人类与地理环境之间的联系和相互作用。“人”指在一定地域、一定生产方式下从事各种生产活动或社会活动的人；“地”指与人类活动有密切关系的地理环境。,人地关系随着人类社会生产力和生产方式的发展而不断变化。,自然资源对人类活动的促进作用、自然对人类活动的抑控作用人对地的依赖性 人类对自然系统投入可控资源、治理自然灾害、开发各种资源，从而实现产出并给予优化人所具有的主动地位,1.1.2人地关
4、系的演变与资源科学产生,人地关系的演变,相互依存，共同发展,相互对立,资源的短缺,土地是战争的起因,约旦河,金顶伊斯兰圣地,哭墙 犹太民族的灵魂,人为影响成为影响地理环境发展的决定性因素,宝钢分公司能源部人工生态绿地具备了生态系统的自我调节能力,浇灌胡杨林,浸润林草地,严重的环境问题给全球经济社会发展造成的困扰,气候变暖,臭氧层的耗损与破坏,生物多样性减少,酸雨的危害,森林锐减,土地荒漠化,大气污染,水污染,海洋污染,危险性废物越境转移,保护自然环境 创造良好生存条件,有效途径,资源科学的产生,1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的人类环境会议。 提出“必须走可持续发展的道路”的主题1992年
5、在巴西里约热内卢召开“环境与发展”大会。全球谋求可持续发展的时代开始2002年在南非的约翰内斯堡举行的“里约+10”会议。世界可持续发展成为主题,循环经济,保护资源环境,资源科学产生的需要,如何将人类对资源的开发利用转向“持续发展”的战略轨道如何以新型的流量技术大规模的使用非耗竭资源如何协调人与自然的关系，促进经济、社会、资源、环境协调发展,资源科学产生的可能,关于资源和资源利用的科学资料和知识日益丰富生态学的发生发展 现代科学技术（系统论、计算机、遥感、地理信息系统与全球定位系统）的发展,需要与可能的结合最终孕育了 资源科学的诞生,1.2 资源科学的发展1.2.1 国外资源科学的发展,自然资
6、源的原始利用时期（200-300万年前_距今约1万年前）：旧石器时代 对自然资源记载描述的时期（距今5000年前_19世纪中期）：工业革命时期 分学科进行自然资源的研究时期（19世纪中期_20世纪初期）：奠基期 资源科学的形成和蓬勃发展时期（20世纪初期_至今）,世界几大国在资源科学发展上的区别,美国：对资源研究起步早，涉及面广，已经形成了以资源科学、资源工程与技术、资源管理等为主干学科交叉发展的学科体系。 日本：高度重视可更新资源的研究，强调可更新资源与农业发展的关系以及遥感技术在资源领域的应用，在日本逐渐形成以资源技术为主并强调资源基础科学的学科框架。,欧洲国家：主要是前苏联、前联邦德国、
7、英国、法国等国，他们重视对矿产资源的开发，首先加强资源开采技术的研究，并高度重视自然生产力的综合研究。同时，广泛利用航空和航天遥感技术加强对自然资源的勘探和监测。,1.2.2 国内资源科学的发展,初始阶段：解放以前记载描述自然资源分布状况及其原始利用 发展阶段：新中国成立后至改革开放前对全国各地区自然资源的基本状况进行系统全面地研究 理论和系统化阶段：改革开放以来至今资源科学研究领域和方法的扩大和深化,我国资源科学发展的特点：,第一：20世纪50年代，中国科学院成立了资源综合考察委员会，并设置了专门管理与资源学科相关的司局级机构，他们主要开展资源的调查、评价、开发与利用研究。 第二：在国家有关
8、的资源管理部门下设资源相关的研究院所，他们主要重视资源开发利用的技术领域，而较少涉及资源科学的基础问题的研究，特别是很少关注资源学科和人才培养体系的建立。,第三：国家发展与改革委员会对资源问题非常关注，设立资源利用司，专门针对资源节约型社会以及循环经济等自然资源经济学方面开展研究。第四：在资源的学科建设方面，我国高校的资源学科始于20世纪80年代，它是在地球科学、农学、生物学等学科的基础上发展起来的。,1.3 资源科学的学科体系,根据资源学科的自然、社会与技术交叉的三重属性，资源的学科定位必须考虑其所具有的自然科学、社会科学与技术科学的三重地位。,自然属性：时间、空间、数量和质量的区别 社会属
9、性：权属问题、价值问题以及开发利用的程度,资源科学,自然资源学,社会资源学,综合资源学,部门资源学,应用资源学,资源地理学,区域资源学,气候资源学,水资源学,资源生态学,资源经济学,人力资源学,资本资源学,科技资源学,教育资源学,按资源研究对象和研究内容的不同对资源科学进行划分：,我国现行学位类型涉及资源领域的学科或专业,学科门类：经济学、法学、工学、农学、管理学 一级学科：理论经济学、法学、水利工程、地质资源与地质工程、农业资源利用、水产、公共管理、地理科学类、地矿类、水利类、森林资源类、环境生态类、工商管理类、公共管理类,二级学科：人口、资源与环境经济学、环境与环境保护法学、水文学及水资源
10、、矿产普查与勘探、地球探测与信息技术、地质工程、土壤学、植物营养学、渔业资源、土地资源管理、资源环境与城乡规划管理、资源勘查工程、水文与水资源工程、森林资与保护与休憩、水土保持与荒漠化防治、农业资源与环境、人力资源管理,1.3.1 资源科学的主要研究内容,资源地理学,资源种类、数量和质量的地域组合特征，空间结构与分布规律；资源的合理分配、利用、保护和经济评价；提出对资源开发的远景估计与战略规划；揭示资源利用与地理环境间的相互关系。,资源形成的地理背景与制约因素、区域资源结构、资源评价与区划、资源分布与制图。,水资源学,水资源调查与评价； 水分循环与水量平衡；水资源供需平衡分析；水环境容量与水资
11、源承载力；水资源保护与水资源管理。,土地资源学,土地资源组成要素及其不同组合对土地利用的作用；土地资源类型的划分及分类；土地资源调查与土地资源评价；土地资源生产力及其人地关系分析；区域土地资源的保护与开发利用。,旅游资源学,旅游资源分类；旅游资源普查；旅游资源评价；旅游资源容量；旅游资源区划与规划。,资源生态学,资源生态系统的特点、分类、结构、功能与调控；复合生态系统的资源过程论；资源开发利用的生态效应；全球性或区域性的资源生态问题及对策。,资源经济学,自然资源现实与未来的配置问题及由此引发的社会后果；资源开发利用的经济问题及与社会发展的关系；自然资源利用效率与产权安排以及资源稀缺与经济增长的
12、关系；为资源开发利用保护、制定技术经济政策提供依据。,1.3.2 资源科学的基本原理,一、物质循环规律,物质不灭定律；生态系统中无机环境植物动物微生物之间碳、氮、氢等元素的物质循环；循环经济（开发利用生产消费废物利用）。,物质不灭定律：物理上指：物质及其存在之理都不可能消灭，只能从一种形式转化为其他的形式；化学上指：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；是生态系统新陈代谢与循环经济中物质循环的理论基础。,生态系统的物质循环规律：生态系统之间矿物元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、岩石圈以及生物圈之间的交换。,可作为营养的有机物质 活的有机体、残体,不可作为营养的有
13、机物质 煤、石油、泥炭,可作为营养的有机物质 大气、土壤、水,不可作为营养的有机物质 岩石中的矿物质,化石作用,分化、侵蚀,沉积岩的形成,侵蚀、化石燃料燃烧,吸收、光合,呼吸、分解、排泄,影响物质循环速率最重要的因素,循环元素的性质：循环元素的化学特性和被生物有机体利用的方式； 生物的生长速度：生物对物质的吸收速度和物质在食物链中的运动速度； 有机物分解的速度：,循环经济：本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。,循环经济与传统经济的差别：,传统经济是一种由“资源产品污染排放”单向流动的线性经济，其特征是高开采、低利用、高排放。循环经济把经济活动组织成一个“资源产品
14、再生资源”的反馈式流程，其特征是：低开采、高利用、低排放。,二、能量守恒与转换定律,能量守恒定律：自然界最基本、最普遍的规律热力学第二定律：能量传递规律林德曼定律：生态系统能量流动规律,生态系统能量流动：,生产者 （植物）,初级消费者 （食草动物）,次级消费者 （小型食肉动物）,三级消费者 （大型食肉动物）,呼吸,呼吸,呼吸,呼吸,分解者,结论：一个食物链中能量利用效率 与食物链长度成反比。,三、地域分异规律,自然地域分异规律：自然地理环境各组成要素或自然综合体沿地表按确定方向有规律地发生分化所引起的差异。支配这种分化现象的客观规律也就称为地域分异规律。,自然地域分异规律表现形式,纬度地带性：
15、太阳辐射的纬度分布不均引起的，如太阳辐射吸收量经度地带性：大地构造和大地形引起的地域分异，如降水分布垂直地带性：山地高度引起的地方性分异：地方地形、地面组成物质以及地下水埋深不同引起的,太白山植被垂直分布,自然地域分异规律等级,全球性规模的分异规律：如全球性的热量带大陆和大洋规模的分异规律：如横贯整个大陆的自然地带区域性规模的分异规律：如在温带从沿海向内陆因干湿度变化而产 生的森林带、草原带和荒漠带地方性分异：系列性地域分异；坡向上的地域分异,人类社会的空间地域差异：从自然资源的开发利用角度看，人类社会也具有类似的空间地域差异、如城市格局、道路分布、政治地图等。,上海,首尔,大理古城,杭州,埃
16、及,四、资源价值与价格规律,自然资源价值,自然资源的天然价值,自然资源的人工价值,自然资源的天然价值：自然资源本身具有的,自然资源具有使用价值自然资源的稀缺性自然资源的丰饶度和质量自然资源的地理位置,自然资源的人工价值：自然资源上附加的,直接附加：直接作用于自然资源对象上的那一部分劳动，如土地平整、生物品种的改良、灌溉系统、施肥等。间接附加：那些并不直接作用于自然资源上，但对于改善自然资源的使用价值具有影响的劳动，如道路的修建间接地改善了某地矿产资源的开发条件。,资源的生态价值：资源自身价值中最重要的价值,资源生态价值：是环境价值的一部分，是无形的比较虚的功能性的服务价值。,如草地的生态价值是
17、指它的服务功能，包括草地对人类可以产生直接影响的供给功能，调节功能和文化功能，以及维持草地的其他功能具有重要作用的支持功能。,草地的支持功能：包括土壤形成、初级生产、养分循环、水供应、控制侵蚀和保持沉积物等所释放和储存的经济价值。 草地的调节功能：气体调节、干扰调节、水调节、废物处理、授粉、生物控制等，减少土壤侵蚀、涵养水源的和植物净化大气、废物处理的经济价值。 草地的文化功能：生态旅游和野生动物资源利用。,自然资源价格：是平衡自然资源供求关系的一个重要因素,确定自然资源价格的方法边际机会成本法：采用边际机会成本对自然资源进行定价的理论模型，自然资源的价格相当于其边际机会成本，即相当于边际生产
18、成本、边际使用者成本和边际外部成本之和。影子价格法：有限资源在最优分配、合理利用的条件下，对社会目标的边际贡献和边际收益。自然资源的影子价格即它的边际收益。,替代价格法：发现、开发和获取不可再生资源的替代资源的费用来确定，其变化幅度较大，因此作为确定不可再生资源价格的参考，或作为预测其价格的重要参数。补偿价格法：可再生资源的恢复和更新需要的人工协助所花费的费用，称为补偿费用，由补偿费用来确定的资源价格即为自然资源补偿价格。,五、区位论原理,区位（地理位置）论起源于19世纪2030年代，其主要内容是探讨人类经济活动的空间法则及一般规律，寻找工业、农业、商业等经济活动的最佳地点，即研究各种经济活动
19、布局在什么地方最好。,（一）杜能区位论：1826年，由德国人杜能提出的农业区位的理论模式。,假设：有一个与外界无任何联系的孤立国在这个孤立国内，只有一个中心城市均匀分布着具有相同素养的农民城市是农产品唯一市场，马车是唯一运输工具,利润=市场销售价格-（生产成本+交通运输成本）,结果：在孤立国内将形成以中心城市为中心，呈同心圆状，由内向外分布的6个农业圈。,第一圈：自由农业带，主要生产易腐难运的农产品 第二圈：林业带，它为城市提供木材和燃料 第三圈：作物轮作带，作物6年轮回一次 第四圈：谷草轮作带 第五圈：三圃轮作带，燕麦、稞麦、休闲，3年轮回一次 第六圈：畜牧带，生产牧草，放养牲畜，实行粗放经
20、营,（二）韦伯区位论1909年，由德国经济学家和社会学家韦伯针对工业布局问题提出的区位论。,韦伯区位论要解决的问题：在资源、市场与劳动力在空间呈点状分布的情况下，如何布局一个企业使得它到各个区位因素点（资源供应点、市场点和劳动力点）的总运费最小。,不考虑影响运费的其他因素（如道路的质量）的空间差异时，总运费与货物的质量及距离成正比。,求解方法：计算机出现前力学方法（范力农构架）计算机出现后格网法,（三）区域增长极理论20世纪40年代末50年代法国经济学家佩鲁首先提出的关于一个国家经济平衡增长抑或不平衡增长论战的产物。,增长极理论认为：一个国家要实现平衡发展只是一种理想，在现实中是不可能的，经济
21、增长通常是从一个或数个“增长中心”逐渐向其他部门或地区传导。,中国区域经济发展战略经历了均衡（20世纪50-70年代）非均衡（80年代）非均衡协调（90年代以后）的动态发展过程。,改革开放以来，中国建立经济特区和开放沿海城市的决策，实际上就是运用了增长极理论。,具体做法：通过给予经济特区和沿海城市各种优惠政策，促进地区经济更快地发展。 结果：仅20年的时间，这些增长极和增长中心就从较为贫困的地区变成了经济发达地区。,1.3.3 资源科学的研究方法,从思维方式来分：实证、规范和形式化；从研究步骤和程序来分：资源调查方法、资源分类与区划方法、资源评价方法、资源规划方法、资源预测方法和资源决策方法。,从信息系统角度来分：信息采集方法、信息存储整理方法、信息加工分析方法和信息传输方法；从定性与定量化角度来分：定性描述法和定量化方法，其中定量方法包括数学方法、系统分析方法和模型化方法。,复习思考题：,广义的资源与狭义的资源在概念上有何不同？ 促使资源科学产生和发展的重要的国际会议有哪些？ 欧美、日本、中国在资源科学的发展和重点方面有何差别？ 基于林德曼定律，举例说明在人工生态系统中如何高效利用生产者所固定的太阳能。 地域分异规律是什么？它如何影响自然资源在空间上的分布？,
