自然資源學原理蔡運龍編著（第二版）科學出版社2007.8第一頁，共一百七十二頁。開設本課程的目的和意義開設本課程的意義：

通過本課程的學習，全面了解和掌握自然資源學的概念、原理、屬性、演化過程、開發利用以及對生態環境的影響；了解自然資源學的學科地位以及與其他學科的關系等。當前全球存在的突出問題：

就是人口、資源、環境與發展問題。如人口增長與資源短缺的矛盾、資源開發與生態環境保護的矛盾、人口增多也要占用更多空間以及對生態環境的直接和間接破壞的矛盾等。第二頁，共一百七十二頁。緒論自然資源學范式一、自然資源學產生的背景

社會的發展、人口的增多，造成資源短缺、環境退化，進而引起為爭奪資源引發戰爭和沖突。那么，解決自然資源稀缺和沖突的問題就成為社會緊迫需要。而社會的需要是科學發展的根本動力。因此，自然資源學應社會需求而生，并經由前科學階段而逐步建立起科學范式。

第三頁，共一百七十二頁。緒論自然資源學范式二、科學范式的特點

第一，有一批志趣相同的研究隊伍自覺或不自覺的組織起來研究某一領域亟待解決的問題；第二，具有相對穩定的“專業基質”（理論、方法與應用）；第三，有共同的研究內容和探索目標，而且這些研究者對所研究的內容、問題等看法比較一致；第四，有共同的典型案例和需要解決的問題；第五，對所要解決的問題提供了一些解決途徑和選擇標準。綜上所述，自然資源學經過長期的發展，已經具備了科學性質并形成了自己的科學體系。但到目前為止，資源學還不是一級學科，還附屬在其它科學之下。

第四頁，共一百七十二頁。第一節自然資源學的形成和發展

一、自然資源學的前科學時期

1、史前時期的人與自然資源

2、自然資源的零星記載、描述

3、自然資源學的萌芽二、自然資源學的發展與前沿

1、自然資源學的形成和蓬勃發展

2、當代自然資源學研究前沿《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006~2020年）》中的重點領域及其優先主題：前三位的是能源、水和礦產資源、環境。

3、世界資源研究所的研究指向第五頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系

一、自然資源問題的關聯域

1、表象：人口過剩引起當代自然資源問題最直接的原因：人口過剩。資源問題＝人口數量×人均資源消費×單位資源利用的環境后果其中，人均資源消費包括直接消費和間接消費；單位資源利用的環境后果指環境污染、環境退化、資源存量的減少等，它與資源利用的方式有關。由此看來，資源問題與人口過剩（overpopulation）密切相關。印度難奈“人口爆炸”2010年2月5日，北京西站春運景象第六頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系人口過剩

當一個國家或一個地區或全世界的人口對自然資源的壓力過大，致使資源基礎退化或耗損，并污染水、空氣、土地，從而損害著人們生存環境（生命支持系統）時，人口過剩問題就產生了。中國2013年人口人口13.5404億（不包括港澳臺），印度已達12.1594億，這些國家都存在嚴重的人口過剩問題。2011年世界人口超70億。人口數量過多或人均消費過多，都會引起人口過剩問題。前者稱之為人口數量過剩（peopleoverpopulation）；后者稱之為人口消費過剩（consumptionoverpopulation）。2009年8月云臺山紅石峽2011年8月云臺山小寨溝第七頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系人口數量過剩

是指一個地區（或國家）的人口數量多到超過了當地提供食物、水和其他重要資源以支持這些人生存的程度；當人口增長速度超過經濟增長速度，或由于財富分配不平等，致使一部分人貧窮到無力生產或購買足夠的糧食、燃料等生活必需資料時。這些均被稱為人口數量過剩。如非洲的饑荒問題。人口消費過剩

指人口數量雖然不多，但人均資源消費過高以致引起顯著的污染、環境退化和資源基礎耗損。如美國、英國、德國和日本等經濟發達的資本主義國家就存在著人口消費過剩。從這個角度看，富人比窮人對資源問題應付更多的責任。由此可見，人口數量過剩和人口消費過剩對消費資源正好截然相反。第八頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系2、更深層次的因素

影響資源問題的因素不單是人口過剩問題，而是很多因素相互交織在一起形成的復雜綜合體（見P12圖0.1）。主要因素還有：人口的分布；

科學技術（正反兩個方面）；

經濟、政治和道德倫理等。第九頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系

二、自然資源學的學科結構與時空尺度

1、自然資源學的研究對象與學科結構

概括起來，自然資源學研究的對象主要是研究自然資源的特征、性質及其與人類社會的關系，它以單項和整體的自然資源為對象，研究其數量、質量、時空變化、開發利用及其后果、保護和管理等。單項自然資源研究各自從有關學科派生出來，已發展成較為成熟的科學體系，如水資源學、礦產資源學、土地資源學、森林資源學等（見P14圖0.2）。整體（或綜合）的自然資源研究，其發展歷史較短，理論與科學體系上還未完全定型，其研究方法還在發展和完善之中。第十頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系2、自然資源學的時空尺度：空間維與時間維自然資源學的研究內容歸納為論題維、空間維和時間維。論題維：生態、經濟、社會、政治、法律、倫理、技術等。空間維：不同空間尺度上要研究的問題是不同的，在研究中需要作明確的界定（如P16表0.1、0.2）。也就是說，不同的尺度要研究不同的論題。資源研究的宏觀方面：一般是全球或國家尺度。如論題“國家資源可持續利用戰略研究”。資源研究的中觀方面：一般是區域尺度。如論題“××區域自然資源問題研究”。資源研究的微觀方面：一般是地點或地方尺度。如論題“××自然資源利用工程技術研究”。第十一頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系以上三種尺度若混用，宏觀政策會難以落實，微觀技術也難以發揮綜合效益。地理學是以區域性和綜合性見長，在中觀尺度問題的研究上有自己獨特的優勢。時間維：在時間尺度上，地理學更應重視近百年來（主要是工業革命以來）的自然資源問題變化過程，要區分未來近、中、遠期的不同任務，搞好近期、中期和遠期規劃目標。在規劃時要注意：近期起步的可行性、中期發展的可靠性和遠期發展的前瞻性應相協調，以實現當前開發與長遠持續發展的統一。第十二頁，共一百七十二頁。第二節自然資源學的學科體系三、與相關學科的關聯

上述自然資源學研究的內容，也與其他學科密切相關。1、環境科學廣義理解的環境與自然資源學、生態學、地理學等有了廣泛的交叉。2、國土經濟學國土經濟學與資源經濟學的聯系：其結合點在“國土資源”。自然資源是國土資源的主要組成部分。但國土經濟學與資源經濟學也有區別：國土經濟學比資源經濟學范圍更廣，屬宏觀（總量）經濟學范疇；而后者屬微觀（個量）經濟學范疇。3、人類生態學王發曾（1991）先生關于人類生態學的定義（P18），說明了人類生態學與自然資源學的研究密切相關。第十三頁，共一百七十二頁。第一篇自然資源及其稀缺的性質第一章自然資源的性質第一節自然資源的概念和類型一、自然資源的概念

1、自然資源的概念“自然資源”中的“資”就是指“有用”、“有價值”的東西，即一切生產和生活資料。“源”就是“來源”或“源泉”。簡單來說就是：自然界有價值的東西的來源。自然資源的概念很多，各有側重，但諸多概念都有一個共同點：就是把自然資源看成是天然生成物，而把人類活動的結果排斥在外。實際上現在整個地球已經沒有純自然的了，都或多或少打上了人類活動的烙印，也就是說現在的自然資源中已經融進了不同程度的人類勞動結果。基于這一點，本教材給自然資源下的定義：自然資源是人類能夠從自然界獲取以滿足其需要與欲望的任何天然生成物及作用于其上的人類活動結果。第十四頁，共一百七十二頁。第一節自然資源的概念和類型2、自然資源概念的含義

（1）自然資源是自然過程所產生的天然生成物。（2）資源是由人而不是由自然來界定的。（3）人類的需要和人類的開發利用能力在不斷發展，因此自然資源的范疇隨著人類社會和科學技術的發展而不斷變化。（4）人的需要與經濟地位和文化背景有關。（5）自然資源與自然環境是兩個不同的概念，但具體對象和范圍又往往是同一客體。（6）自然資源不僅是一個自然科學概念，也是一個經濟學概念，還涉及到文化、倫理和價值觀。第十五頁，共一百七十二頁。第一節自然資源的概念和類型

二、自然資源的類型

1、自然資源分類的多樣性自然資源的分類方法很多，可從不同角度、不同目的來分類。

1）根據自然資源的地理特征（即形成條件、組合情況、分布規律，以及其他要素的關系）分為：礦產資源（地殼）、氣候資源（大氣圈）、水利資源（水圈）、土地資源（地表）、生物資源（生物圈）五大類。這五大類還可進一步細分。

2）常見的自然資源分類是分為可更新資源（renewable）和不可更新資源(non-renewable)。如生物資源屬可更新資源，礦產資源屬不可更新資源，等等。如P26圖1.1。

3）根據自然資源本身固有的屬性進行分類：耗竭性資源和非耗竭性資源。如P26圖1.2。第十六頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量自然資源可得性的度量：就是一種自然界的事物一旦被看作是自然資源，它能為人類利用提供多少數量。對同一種自然資源，由于采用的方法不同，所得的結論可能不盡相同。不同的資源類型使用不同的方法來度量。第十七頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量可更新資源的估算：已有了較為成熟的方法和技術手段。在當前的科學技術條件下，由于觀測手段的豐富，觀測精度的提高，觀測網點的加密，以及數據處理技術的迅速發展，對全球性和區域性可更新資源的估算日益準確。比如全球太陽輻射能的收支、全球水量平衡、全球氣候資源、全球土地資源、全球生物資源等，都已經有了明確的結論。今后的研究方向：是進一步提高精度，發展更先進的數學模型和方法，并逐步向動態監測、動態度量發展。不可更新資源的估算：由于它們空間分布的隨機性，其分布規律遠比可更新資源復雜，目前度量尚有很大的不確定性。第十八頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量

一、不可更新資源可得性的度量

1、資源基礎（resourcebase）資源基礎是指礦產資源的潛在最大數量。估算某些特殊非燃料礦物資源基礎的方法是，用這些礦物的元素豐度或者克拉克值（即化學元素在單位地殼中的平均含量g/t）乘以地殼的總質量。

2、探明儲量（provenreserves）是指已經查明，并認為在當前的需求、價格和技術條件下具有經濟開采價值的礦產資源藏量。

3、條件儲量（conditionalreserves）條件儲量也是已查明的藏量，但在當前價格水平上，以現有采掘技術和生產技術來開采是不經濟的儲量。顯然，這種藏量也不是靜止不變的。第十九頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量

4、遠景資源（hypotheticalresources）

遠景資源是目前僅作了少量勘察和試探性開發而尚未查明的儲量，但可望將來有大的改觀。如東海已生產出一定數量的石油和天然氣，但并非全部潛在儲油層都做了鉆井探測，因此就是一個存在遠景資源的地區。

5、理論資源（speculativeresources）

理論資源是指那些被認為具有充分有利的地質條件，但迄今尚未勘察或極少勘察的地區可能會發現的礦藏。從概念中可以看出，理論資源比遠景資源估計更粗略。

6、最終可采資源(ultimatelyrecoverableresources)

探明儲量、條件儲量、遠景儲量和理論資源的總和統稱最終可采資源。由于技術、市場和政策等多因素的不確定性，最終可采資源的估算更為粗略。第二十頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量

二、可更新資源可得性的度量

1、最大資源潛力（maximumresourcepotential）是指在其他條件都很理想的情況下，流動性自然資源能夠提供有用產品或服務的最大理論潛力。這個概念與上述不可更新資源的資源基礎概念有類似之處。

2、持續能力（sustainablecapacity）持續能力是可更新資源實際上能長期提供有用產品或服務的最大能力，即不損害其充分更新的利用能力。

3、吸收能力（absorptivecapacity）環境媒介（大氣、水、土地等）吸收廢物而又不導致環境退化的能力。第二十一頁，共一百七十二頁。第二節自然資源可得性的度量4、承載能力（carryingcapacity）

它是指一定范圍內的生境（或土地）可持續供養的最大種群（或人口）數量。如土地人口承載力、旅游區的承載力等。

應區別幾種不同的承載能力：

（1）生存承載力：即有足夠的食物保證生存，但既不能保證所有個體的茁壯成長，也不能保證種群的最優增長，而且當周圍環境稍有變動就可能造成災難性的后果。

（2）最適承載能力：即有充分的營養保證絕大多數個體茁壯成長。顯然，最適承載能力小于生存承載能力。

（3）容限承載能力：在容限能力水平上，地域限制迫使種群中的多余個體外遷，或對某些基本需要（如食物和繁殖機會）實行限制。第二十二頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征

一、自然資源的基本屬性

1、稀缺性

（1）一般來說，人類的需要是無限的，而自然資源卻是有限的，即自然資源相對于人類的需要在數量上的不足，表現為“稀缺性”。（2）人口數量呈指數增長趨勢，不僅說明人口數量越來越多，而且增長的速度也越來越快。相對于人口數量的增長，自然資源顯然是有限的。（3）在人口增長的同時，人類的生活水平也在不斷提高。（4）考慮自然資源在空間分不上的不平衡，以及資源利用上的競爭，那么自然資源稀缺性的表現就更為明顯、現實。第二十三頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征2、整體性

各種自然資源相互聯系、相互影響，構成一個整體系統。即人類在開發自然資源的同時，必然會改變或影響周圍的環境。

（1）對可更新資源的影響最為明顯。如采伐森林資源，不僅直接改變了林木和植被的狀況，同時必然引起土壤和徑流的變化，也破壞了野生生物的生境，對小氣候也會產生一定的影響。

毀林開礦砍伐森林第二十四頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征

（2）各地區之間的自然資源是相互影響的。如黃土高原土地資源過度開墾的結果，不僅使當地農業生產長期處于低產落后、惡性循環的狀況，也是造成黃河下游的洪澇、風沙、鹽堿等災害的重要原因。

（3）對不可更新資源的利用也會影響周圍的環境。如開采礦石使土地廢棄，排出廢物和消耗能源也不可避免地給環境帶來影響。

非法采礦黃土高原的水土流失第二十五頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征

3、地域性因自然資源的形成服從一定的地域分異規律，因此其空間分布是不均衡的；與此同時，自然資源開發利用的社會經濟條件和技術工藝條件也具有地域差異。

4、多用性大部分自然資源都具有多種功能和用途。如河流（發電、灌溉、航運）；森林（木材、燃料、經濟收益、生態環境保護、林副產品、旅游、休憩等）。但并不是所有的自然資源潛在用途都具有同等重要的地位，而且都能充分發揮出來。因此，人類在開發利用自然資源時，需要全面權衡，遵循自然規律，按照生態效益、經濟效益和社會效益統一的原則，借助于系統分析的手段，充分發揮自然資源的多用性。第二十六頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征

5、變動性

（1）資源的概念、資源利用的廣度和深度都在歷史進程中不斷演變。（2）自然資源加上人類社會構成“人類－資源生態系統”，它在不斷地運動和變化。與自然資源變動性有關的兩個經濟學概念：

增值性：自然資源如果利用得法，可以不斷增值。如將處女地開墾為農田，再將農地轉變為城市用地，都可大大增加其價值。

報酬遞減性：當對一定量的自然資源不斷追加勞動和資本的投入時，很快就會達到一點，在這點以后每一單位的追加投入所帶來的產出將減少并最終成為負數。第二十七頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征6、社會性

資源是文化的一個函數，即強調了自然資源中所附加的人類勞動而表現出來的社會性。

由于科技的迅猛發展，當代地球上的自然資源或多或少都有人類勞動的印記。即使深埋在地下的礦產資源，邊遠地區的原始森林，表面上似乎沒有人類的附加勞動，然而人類為了發現這些礦藏，為了保護這些森林，也付出了大量的勞動。因此，可以說自然資源附加的人類勞動是人類世世代代利用自然、改造自然的結晶，是自然資源中的社會因素。第二十八頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征

二、自然資源的本質特征

1、資源價值隨人類需要和能力的發展而變化自然資源從本質上是自然環境和人類社會相互作用的一種價值判斷與評價，是以人類利用為標準的。正是人類的需要和能力，創造了資源的價值。

2、不可更新資源的本質特征不可更新資源最終利用的數量必然存在某種極限。對不可更新資源利用的一個關鍵問題就是管理問題，即時間上的最佳利用速率是什么？至今爭論較多。第二十九頁，共一百七十二頁。第三節自然資源的基本屬性和本質特征3、可更新資源的本質特征

相當一部分可更新資源屬于臨界性資源，都可能被掠奪到耗竭的地步，甚至即使全部掠奪活動已經停止，供給流也不可能再自然恢復。如動植物、土壤和蓄水層等。

非臨界性的可更新資源盡管有人類活動干預也仍然可更新，但是其中某些會由于過度利用而暫時耗竭。如河中的水流由于過度提取而減少，水體降解廢物的能力會由于太多的營養物和污水注入而毀滅，等等。

可更新資源耗損和退化的許多問題之所以惡化，常常是因為它們為公共財產或公共場所，不能得到很好的保護。諸如飛鳥、水和空氣等。第三十頁，共一百七十二頁。第二章自然資源的稀缺與沖突第一節中國態勢一、自然資源基本特點

1、總量大，類型多

2、人均資源量少

3、空間分布不均

4、資源稟賦欠佳

5、資源潛力可觀第三十一頁，共一百七十二頁。第一節中國態勢

二、自然資源稀缺的挑戰

1、礦產資源

（1）供給保障程度不足中國現有化石能源（煤、石油、天然氣）儲量中，三者總和折合成標準油當量占世界化石能源總儲量的比例不足11%；還有其它主要礦產資源如鐵、猛、鉻、銅、鋁土、鉀鹽等也都嚴重不足。（2）需求壓力持續增大中國正處于經濟增長依賴于礦產資源消費同步增長的工業化中期發展階段，加速大量消耗礦產資源是必然趨勢。當前，中國自身的資源已很難滿足龐大的礦產資源需求，許多重要礦產品需要大量進口，未來對國際礦產品市場的依賴會更強。第三十二頁，共一百七十二頁。第一節中國態勢2、耕地資源

食物安全的基礎是耕地，但中國耕地資源面臨的壓力極其嚴峻。一方面，隨著人口和人均消費的增加，對食物的需求在很長一段時間里將持續增長；另一方面，耕地卻在不斷減少。耕地減少的原因有四個方面：（1）中國正處在城市化、工業化高速發展時期，城市用地、工業用地、交通等基礎設施用地不斷擴展，不可避免地占用耕地；（2）水土流失、沙漠化等不可抗拒的因素不斷毀損耕地；（3）農業結構調整、生態退耕等必要的土地利用變化也使耕地減少；（4）曾經對彌補耕地減少起到關鍵作用的宜農荒地開墾已經受到極大限制。第三十三頁，共一百七十二頁。第一節中國態勢3、水資源

由于人口的增加，中國各方面用水量也將增加，水資源形勢相當嚴峻。現實情況是：中國水資源一方面嚴重短缺；另一方面又浪費嚴重，用水效率低下；且水污染相當嚴重。干旱缺水農田漫灌清洗街道水資源污染第三十四頁，共一百七十二頁。第一節中國態勢4、資源開發的生態影響近年來的經濟高速增長，相當程度上是以犧牲資源和環境為代價的。資源開發強度加大對生態環境造成深刻影響。主要是：

（1）土地退化沙漠化、土壤侵蝕、土地污染、鹽堿化和潛育化、耕地生產力下降。

（2）環境污染環境污染已從城市向農村蔓延；全國城市大氣污染程度有減緩之勢，但污染面有所擴大，酸雨區則由北向南緩慢推進，面積逐漸擴大；城市生活垃圾迅速增加，工業固體廢棄物污染日益嚴重。

（3）生態功能降低長江、黃河等大江大河源頭地區生態環境惡化呈加劇趨勢；水生態失調加重。第三十五頁，共一百七十二頁。第二節全球視野

一、自然資源的稀缺

1、能源與礦物原料

2、水資源

3、食物資源

未來農業資源保障食物的能力主要受3個因素的威脅：一是人均耕地面積的進一步減少；二是農業用地退化；三是全球氣候變化對農業的影響。非洲饑荒村民以田鼠為食第三十六頁，共一百七十二頁。第二節全球視野

二、資源的沖突與爭奪

1、需求持續增長與供給限制的沖突

2、資源爭端許多重要資源的主要來源地或儲藏地由兩個或更多的國家共有，或者是位于有爭議的邊界地區或近海經濟專屬區。

跨國河流：多瑙河、尼羅河、湄公河、幼發拉底河。大型儲油盆地：80年代后期的伊拉克和科威特之爭。近海專屬經濟區：中國和日本；中國和越南、菲律賓、馬來西亞等南海領土和利益之爭。

3、“文明的沖突”還是“資源戰爭”

文明的沖突：不同地區的宗教信仰及其安全政策；抗議或提出反對意見、辯論等。

資源沖突的三個因素：全世界范圍內需求的迅速膨脹、資源稀缺的日益顯著以及資源所有權和控制權的爭奪。第三十七頁，共一百七十二頁。第二節全球視野

三、資源消耗的環境后果

1、溫室氣體積聚與氣候變化

工業革命之后，人類消耗自然資源的后果，曾經只出現在局部或地區范圍，如城市煙霧、流域環境惡化，地區野生動物棲息地消失等。然而，

目前，人類活動已給地球造成更大規模的影響，如氣候變化、同溫層臭氧耗損、全球氮循環變化、酸雨、霧霾等。

未來若干年內，能源需求的增加和二氧化碳排放量的加大將是一個不爭的事實。以二氧化碳為主的溫室氣體積聚的嚴重后果是全球變暖，可能對自然生態系統和人類社會，特別是農業生產造成重大影響。但影響的程度和進程，有些問題尚不清楚。第三十八頁，共一百七十二頁。第二節全球視野2、土地退化

最常見的土地退化是水土流失：大約2/3是由于水蝕造成的水土流失，1/3是風蝕造成的。

其它形式的土地退化：機耕造成土壤壓實板結；土壤營養成分的耗竭；土壤污染；土壤鹽漬化或鹽堿化而造成作物生產力下降等。

本人近年研究：三峽庫區的土地退化研究；黃泛區的土地退化機制研究。鳥瞰森林砍伐后的水土流失三峽庫區的水土流失黃土高原的水土流失第三十九頁，共一百七十二頁。第二節全球視野3、水環境與淡水生態系統退化

主要污染源：（1）不斷擴大的城市化造成的生活污水；（2）工業生產過程中不斷產生的廢水；（3）現代農業中大量使用化肥、農藥所造成的污染；（4）農業灌溉使一些河流的含鹽量增加，土壤侵蝕導致河道淤積等。所有這些水污染問題，不僅導致可利用水資源的減少，而且還嚴重地影響自然界生態系統（如水生生物食物鏈）。

化學品和營養物污染直接排入水體生態系統（地表或地下）導致水質下降，尤其是在發展中國家的城市和工業區附近，日益下降的水質對窮人造成更大的威脅。水污染破壞了很大一部分可利用的水資源，極大加劇了各地區現有缺水問題的嚴重性。大壩、引水渠、灌溉泵和其他的工程建設已經嚴重地改變了人類可以利用、支持水生生態系統的水量及其分布。但修筑水壩和開挖運河是對淡水生態系統威脅最大的兩大因素，它們極大地影響到物種的數量和多樣性。第四十頁，共一百七十二頁。第二節全球視野4、森林與物種多樣性減少

人類活動使地球上的森林面積大面積減少，質量下降，且已嚴重影響自然界的生物多樣性。

此外，森林被砍伐后，從大氣中吸收碳的能力就會喪失；而且林木燃燒、分解還會向大氣排放大量二氧化碳。濫伐森林是大氣中二氧化碳人為增加中僅次于燃燒化石燃料的第二大根源。

5、生態系統健康的挑戰

維持和改善生態系統健康仍面臨諸多難題。如未來人口將繼續增加，如何滿足工農業用水的需求；如何滿足食物安全；發展經濟可能要排放更多的二氧化碳，如何減少氣候變化對生態系統的影響；如何降低城市用地擴張、用水增加、空氣污染和固體廢物等產生的對生態系統的影響，等等。

這些壓力都是對生態系統健康的嚴重挑戰。第四十一頁，共一百七十二頁。第三章從極限之爭到可持續發展

從極限之爭到可持續發展是意識形態的變化或理念的變化。大體經歷了從悲觀→樂觀→悲觀與樂觀之爭→可持續發展階段。第二次世界大戰期間，金屬礦產和能源礦產的探明儲量迅速耗竭，特別是石油和鐵礦等主要礦產資源面臨枯竭。這個問題曾引起人們極大的憂慮，即悲觀階段。二戰之后到50年代末，認為資源短缺會成為經濟發展一大制約的論調在資金投入和技術更新面前似乎銷聲匿跡，即人們進入樂觀階段。

60年代初至90年代，出現悲觀派和樂觀派之爭。

90年代末期，在悲觀派“增長的極限”與樂觀派“沒有極限的增長”爭論不休的時候，“可持續發展”的理念應運而生。第四十二頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限

悲觀派主要包括“太空船地球”說、“熱寂”說和“世界模型3”1、“太空船地球”地球像一艘太空船，從物質循環的角度看其實是一個封閉的系統，自然資源和環境容量都是有限的，而以此為基礎的人口數量和經濟總量迄今仍呈無限增長趨勢，這是一個根本性的沖突。如果這種沖突得不到調和，遲早會導致地球生命支持系統的崩潰。代表人物是鮑爾丁（boulding，1966）。他認為，在“太空船”地球中，人口和經濟活動應該有一個適度規模。最理想的狀況是，使物質流和能量流盡可能減少，能夠適應“太空船”地球的資本儲備，并能永續地均衡。即地球物質平衡原理。第四十三頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限

熵值理論（補充）：熵（entropy）在控制論、概率論、數論、天體物理、生命科學等領域都有重要應用。1850年，熵首先由德國物理學家魯道夫·克勞修斯（RudolfClausius）提出，并應用在熱力學中。而后美國數學家、信息論創始人克勞德·艾爾伍德·香農（ClaudeElwoodShannon）第一次將熵的概念引入到信息論中來。熵表示物質系統狀態的一個物理量(記為S)。在可逆微變化過程中，熵的變化等于系統從熱源吸收的熱量與熱源的熱力學溫度之比，可用于度量熱量轉變為功的程度。

熵（entropy）指的是系統的混亂的程度。熵用來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度，能量分布得越均勻，熵就越大。一個系統的能量完全均勻分布時，這個系統的熵就達到最大值，即熵流為零，熵值最大，系統無序；反之亦然。公式：dS=（dQ/T）。第四十四頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限

2、地球能量循環與“熱寂”說代表人物是里夫金和霍華德。基于熱力學第一、第二定律的基礎上，于1987年提出了關于人口、資源和環境問題論調。這種觀點認為：地球上的物質總量是固定的，既不可產生，也不會消亡。在所有地球物質中，只有富集到相當程度的那一部分才可以成為自然資源。而物質的富集需要能量，改變廢棄物的形態也需要能量。自然資源是自然環境中具備有效能的物質，即低熵（或高負熵）物質；自然資源被利用后變成含有無效能的物質（即高熵廢物）排放到環境中。也就是說，宇宙作為一個巨系統，熵值不斷增加，越來越多的能量不再能轉化為有效能（自然資源），一切運動都將逐漸停止，宇宙將走向“熱寂”。第四十五頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限3、世界模型3

代表人物是梅多斯等人。

1984年發表了《增長的極限》，將世界系統用一個計算機模型（世界模型3）來模擬未來。

這個模型包括：（1）可供耕作之土地數量的極限；（2）單位耕地農業產量的極限；（3）可開發的不可再生資源的極限；（4）環境同化生產和消費產生的廢棄物能力的極限。模擬研究得出以下結論：P76：1），2），3）。

1992年梅多斯等人又發表了《超越極限》，并于2001年對上述結論進行了修正，得出如下表述：P77：1），2），3）。第四十六頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限

二、悲觀派的意義與缺失

1、積極作用（1）警示意義悲觀派被稱為新馬爾薩斯主義者。雖然很悲觀，但它們的觀點中包含有許多合理而重要的見解；而且在于，當西方發達國家沉溺于經濟高速增長和空前繁榮的黃金夢想時，這種論證本身就起著先知式的啟示作用，它指出了地球對人類發展的限度，以及超越這個限度的悲劇性后果，促使人們從根本上修正自己的行為，并涉及整個社會組織。所闡述的觀點只是警告，不是悲觀的預測，更非判決。（2）方法意義這種全球實證研究在方法上開拓了新的方向。首先，用事實和數據作證據，說服力強。由于影響全球人口、資源、環境關系的因素錯綜復雜，《增長的極限》抓住了決定地球極限的5個基本指標：人口、農業生產、自然資源、工業生產和污染。然后，用系統動力學方法建立世界模型，并在建模的過程中，后面步驟出現的新信息會使前面的基本反饋回路結構得到修改和完善。第四十七頁，共一百七十二頁。第一節增長的極限

2、動態觀念的缺失（1）悲觀派關于自然資源極限的判斷往往基于靜態觀念，忽視了自然資源的動態性質。例如，礦產資源的探明儲量就是高度動態的。（2）悲觀派的缺失還在于他們既忽視了人類的響應機制，也忽視了資源的文化性質。人類：不會把自然資源消耗到災難性的極限；可以找到其替代物；還具有控制消費的能力，可以保護和循環利用資源，也有開發可更新資源潛力的能力。第四十八頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長

一、樂觀派的主要觀點與理論樂觀派對于自然資源稀缺和沖突的觀點主要包括歷史外推論、市場響應論和耗散結構論。他們都認為增長沒有極限。

1、歷史外推論歷史外推論的代表人物是西蒙，1986年出版了《沒有極限的增長》一書。認為歷史和現實都表明，用模型技術的方法預測未來往往與歷史的實際進展相去甚遠；只有用歷史外推的方法才是最切合實際的。他用歷史資料、數據和歷史外推法分析全球人地關系的前景，得出的結論是：人類的資源沒有盡頭，生態環境日益好轉，惡化只是工業化過程中的暫時現象，未來的食物不成問題，人口將會自然達到平衡。樂觀派主要是歷史學家和經濟學家，他們對科學技術寄予厚望。悲觀派主要是自然科學家，他們不斷指出科學技術的負作用和不能解決的問題。第四十九頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長2、市場響應論市場響應論認為，悲觀派的錯誤在于他們建構模型的方式實際上忽略了人類對極限的響應機制，特別是市場機制。例如礦產資源，在運作完善的市場經濟中，任何已變得稀缺的資源產品之價格不可避免地會上漲。這種價格上漲立即會引發一系列的需求、技術和供給的響應（P83圖3.1）。首先，由于用戶轉向較便宜的替代品，或采取節約、經濟的措施，需求會減少。其次，價格的上漲和對稀缺的擔憂都會為革新發明提供一種刺激。再次，價格的上漲將使原來開采起來不合算的礦藏變成經濟的，將鼓勵探尋新的供給源泉。市場機制將使消費不至于增長到自然極限而導致崩潰，而是隨著價格的上漲相對平緩地終止。第五十頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長3、替代作用

這種觀點基于如下假設：任何資源產品總有替代品或總能找到替代品。替代可以有多種形式。首先是直接替代，即一種資源產品取代了另一種的作用。其次是技術或資本替代，即某種特定資源產品或服務的需要由于技術或資本的發展和增加而減少。第三是重復利用和循環利用的替代作用。第四是產業結構或生活方式的變化改變了所需產品和服務的組合，也造成了另一種意義上的替代。

第五十一頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長4、耗散結構論樂觀派的另一些代表人物普里戈金和斯唐熱。他們應用耗散結構理論對“熱寂”說進行反駁。按照熵定律，宇宙將走向“熱寂”，地球將向無序發展。然而迄今地表自然界和人類社會的發展卻是由簡單到復雜，從低級向高級，從混沌到有序。事實正與“熱寂”說的結論相反。原因是人地系統是一個開放的系統，不斷地消耗來自外界的物質能量，同時不斷地向外界擴散消耗的產物，這樣形成足夠的負熵流，使系統的總熵不增加，甚至減少。這樣的開放系統就能夠遠離均衡態而產生有序、穩定的結構，其產生有序結構的運動過程就是自組織現象。人地系統是典型的遠離均衡態的耗散結構系統，不僅在于地球表層不斷與太陽和地下交換物質能量，而且在于人作為智能生物，具有一定的識別和調控負熵的能力，并會不斷提高這種能力。第五十二頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長

樂觀派的積極意義與擔憂

積極意義：對資源稀缺的觀點強調了人的主觀能動性作用，論證了科學技術進步、市場調節和社會變革等人類的適應戰略可以對付自然極限問題，彌補了悲觀派的不足。

擔憂：人類能否在實踐上及時行動，正確應用科學技術（如原子彈和核武器的使用），采取適當的社會調節手段來彌補市場的不完備性，以防止自然極限成為社會經濟發展的障礙。第五十三頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長

二、對樂觀派的挑戰

樂觀派關于市場過程將自行解決一切稀缺問題的論點，現實提出了一些挑戰。根本的挑戰有3方面：

1、市場體系的不完備性為了對需求、技術和供給變化做出響應，以便在時間上和空間上優化配置資源，市場需要完善的競爭機制，包括要求構成市場的企業按合理規定的方式行動以使其利潤最大化，要求企業管理者具有無所不能的能力以預測未來的資源需求和價格水平，還需要避開政府的干涉。這樣的條件在現實世界并不存在，也就是說，實踐中的市場具有不完備性。

第五十四頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長

2、市場運作的結果很可能與社會的文化、經濟、政治目標不相符合

市場的目標，就是報酬最大化。但對社會來說，資源開發利用還需要滿足一系列其他目標。例如，保障國家必要的戰略資源、促進地區就業和發展、維護環境質量等，這些目標不可能依靠市場機制來實現。

3、市場機制加劇了某些資源的稀缺（1）環境變化

資源開發意味著對環境資源的掠奪；資源開發和利用過程中的每一階段，都會對環境產生影響。（2）可更新資源稀缺

技術進步和市場機制不能減少對可更新資源的壓力；技術和市場機制不能保證可更新資源的持續可得性（世界很多脆弱的干旱、半干旱地區正受到增加農、牧業生產的壓力）。第五十五頁，共一百七十二頁。第二節沒有極限的增長

4、增長的社會極限

增長的社會極限包括2個方面：

（1）福利的自我抵消限制了積累增長的愿望。一旦總體水平的物質豐富已滿足了主要的生理需求后，經濟增長的過程將變得日益難于滿足人們的愿望。隨著平均消費水平的上升，消費的日益增長既體現在個人方面也體現在社會部分，因此，衡量個人對商品和服務的滿足程度，不僅依賴于人們自己的消費，而且還依賴于其他人的消費。例如，購買小汽車，教育投資等。

（2）曾促進增長的原道德標準，例如，個人利益刺激、世界觀和科技官僚的腐敗制約了進一步增長。第五十六頁，共一百七十二頁。第三節可持續性

一、當代資源關注的回顧

1、關注經濟增長的自然極限

2、關注資源稀缺的社會經濟含義二、走向可持續性

1、可持續性概念及其含義

可持續性概念：可持續發展是既滿足當代人的需要，又不損害后代人滿足其需要的能力的發展。

含義包括：1）理想的人類生存條件；

2）持久的生態系統狀況；

3）公平性（國家、地區、個人、代與代、人與其它生物等之間）

2、人類的需求與發展第五十七頁，共一百七十二頁。第三節可持續性

3、限制因素及其可持續性

（1）人口；（2）環境；（3）資源

4、平等與共同的利益

（1）國際不平等（2）國家內部不平等（3）不平等是限制資源的可持續利用的障礙

資源分配的不公平會產生許多問題。如占有較少資源的人會過度利用其占有資源，不僅使資源基礎受損，也對環境和發展造成有害影響；對資源的壟斷控制會驅使那些沒有參與壟斷的人們過度開發稀缺資源。

另一方面，當某一系統臨近生態極限時，不平等變得更加尖銳。第五十八頁，共一百七十二頁。第四章自然資源稀缺的性質

第三章已經討論過，無論是樂觀派與悲觀派之爭，還是認同可持續發展，都是圍繞一個核心問題，即自然資源的稀缺。稀缺是供給相對于需求的不足，所以要認識自然資源稀缺的性質，必須認識自然資源供給和需求的動態，前者隨著社會和技術發展而演進，后者則呈指數增長。關于自然資源的稀缺，可從全球尺度上看的絕對稀缺和從區域尺度上看的相對稀缺，二者的性質不盡相同。第五十九頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態

一、自然資源需求與指數增長

1、人的需要與自然資源自然資源的概念是相對于人的需要與欲望而言的。關于人的需要和欲望可以分為5個層次：

第一，基本的生理需要，即衣、食、住、行的需要——最基本、最低層的需要；

第二，安全的需要，希望未來生活有保障。如免于受傷害、免于失業、自然環境不退化等；

第三，社會的需要，即感情的需要。如社交的需要，愛的需要等。

第四，尊重感的需要，即自尊和需要受到別人尊重的需要。

第五，自我實現的需要，即實現自己的理想、價值等的需要——最高層次的需要。第六十頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態

1、人的需要與自然資源

后4種需要可通稱為心理需要。顯然，生理需要直接消耗自然資源；心理需要則間接需求自然資源，如湖光山色等風景資源可以滿足人們的旅游愿望。

從需要的角度來考察，人的需要或欲望通常認為是無止境的，而滿足需要或欲望的資源是有限的。這樣就會產生一對矛盾，即滿足欲望與資源有限的矛盾。如何處理？

正確的觀點是：人的需要與自然資源的關系，以個人需要為基礎，但個人的需要必須放在社會這個層面來考察。如計劃生育問題，必須服從國家政策。第六十一頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態2、社會發展與資源消耗的指數增長

人類社會經歷了慢長的歷史過程，把各個社會發展階段貫穿起來看，可以發現：人口數量、資源消耗、環境影響程度都呈指數增長。如人口增長的歷史過程表現為指數曲線（P99圖4.1）；不同社會發展階段的人均能源消耗也呈現指數增長趨勢（P99圖4.2）；梅多斯等人（1984）在《增長的極限》一書中對世界化肥消耗、世界城市人口、世界工業生產、世界經濟增長等都做過統計分析，結果表明它們都呈指數增長。2004年Steffen等人做了一個全球性的研究——《全球變化與地球系統：壓力下的地球》。研究結果顯示：近現代人類社會發展過程中的人口和城市人口數量、資本投資和GDP增長等都呈指數增長（P100-101圖4.3）。第六十二頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態

阿凡提與國王下棋的故事就是一個指數級數的和。這種指數級數開始的數量很小，但很快就會增長成巨大的數字。例如，人口增長計算公式：

A（1＋r）nA——現在人口基數；r——人口增長率；n——年數。如果人口按2％的增長率，則總數翻一番只需35年。因此得出一個結論：凡呈指數增長的事物，其數量翻番的時間約為：

70/增長率百分數由此看來，一直呈指數增長的人口數量、資源消耗和環境影響程度若繼續下去，總有一天會到達地球生命支持系統的極限。所以要控制人口、合理利用資源（開源節流）、保護好環境。第六十三頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態

二、社會發展與資源開發的演進

1、狩獵－采集社會的自然資源開發利用

2、農業社會的自然資源開發利用

3、工業社會的自然資源開發利用

4、自然資源的演進（1）對自然資源的需求不斷增加社會的發展，生活水平的提高。（2）自然資源開發利用的種類、數量、規模、范圍上都不斷前進技術的進步，人們對自然資源認識水平和開發能力的提高。（3）自然資源的概念也在不斷發展變化原來不被看作的資源現在已作為很重要的自然資源。如風景、歷史文化遺產、民俗風情等審美性的事物，隨著生活水平的提高也逐漸當作資源了。第六十四頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態

4、自然資源的演進

另一方面，我們還應該看到，以前很有價值的資源在今天看來可能也沒有什么太大價值。如某些作為染料用的植物，在染料化工發展起來以前曾是很寶貴的資源，但現在已無太大價值。總之，人類社會進化過程中對自然資源的認識和開發利用能力是不斷發展的。因此，豐饒論者對資源和環境問題的前景持樂觀態度，他們認為技術進步能不斷改進或擴展資源和環境的極限。第六十五頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態5、未來的挑戰

與樂觀派針鋒相對的是悲觀派——新馬爾薩斯主義，他們認為，技術是一柄雙刃劍，它在解決擴展資源和環境的極限這類問題時既有積極作用，也有副作用。比如，當人類掌握了冶煉技術，使金屬產品給我們帶來極大利益和方便時，也開始了不可更新資源的消耗過程和環境污染過程；核技術的發展大大改善了能源的供給，但也帶來核輻射污染和核軍備競賽的威脅；捕魚活動的更加機械化和集約化，顯著地提高了人們的生活品質，但卻消滅了一個又一個水生物種，等等。悲觀派還認為，不僅如此，還有一些問題是技術上所不能解決的。如分配不公、文化沖突、核軍備競賽等。第六十六頁，共一百七十二頁。第一節指數增長與資源動態5、未來的挑戰今后我們還會面臨一系列更復雜、更隱蔽、分布更廣泛、影響更持久的資源和環境問題，其中很多是全球性的大問題，如全球變暖、臭氧層破壞、海平面上升、酸雨沉降等，這些重大策略都需要制定國際協議和進行國際合作來共同保護我們的地球。

面對挑戰的態度：為了保護不可更新資源，使之能持續利用，要大力加強不可更新資源的循環利用，加速開發利用恒定的和可更新的資源；同時還要改變目前不合理的生產、生活和消費習慣，不能再走過去先污染、后治理和邊污染、邊治理的老路。提倡以預防為主。對人口控制、環境治理和資源保護的研究不能獨立進行，必須加深對這些問題相互間關系的認識和綜合研究，從而進行綜合治理。不能解決一個問題而出現另一個新的問題。第六十七頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺

絕對稀缺：當全球尺度上自然資源的總需求超過總供給時所造成的稀缺稱絕對稀缺。

相對稀缺：在自然資源的總供給尚能滿足總需求，但由于分布不均而造成的區域性稀缺稱為相對稀缺。雖然自然資源總有一個極限，但造成資源稀缺問題的主要原因是人類的不合理利用、不適當的管理、人口增長過快、經濟－社會結構的不適應、科學技術的欠缺等因素。也就是說，迄今所發生的自然資源稀缺都是相對稀缺而非絕對稀缺。對自然資源稀缺的性質，需要分別從全球性和區域性兩個尺度上去認識。第六十八頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺

一、全球性資源稀缺的性質

1、礦產資源

從全球尺度上看，在可預見的將來，世界經濟發展并不會由于礦產資源絕對稀缺的到來而突然停滯，尤其對發達國家不會造成任何有意義的礦產稀缺問題。很多關于世界礦產資源即將枯竭的預言，至少在最近的將來還是一種“狼來了”式的警告。就目前而言，自然資源稀缺主要是指礦產資源。從全球尺度來看，對多數礦產而言，新發現和技術的進步、經濟的增長使探明儲量增加的速度一直超過（或至少持平于）消費量的增加速度（P110表4.3）。而且儲量的增加過程表明，任何一年公布的儲量都對實際情況打了3倍以上的折扣（P111表4.4）。目前各國的探月計劃也是試圖在月球上尋找能替代地球上稀缺的自然資源。特別是美國下一步打算到火星上，不但尋求資源，而且尋找人類生存的空間。第六十九頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺2、可更新資源

就全球范圍來看，可更新資源的極限也不是目前最嚴重的問題。無論是馬爾薩斯的世界末日，還是羅馬俱樂部的悲觀預言，都沒有被歷史所證實。如世界人口近一、二百年來增長很快，現在已是馬爾薩斯時代的5倍，但世界糧食產量增長的速度更快，兩者似乎并沒有受到土地和其他資源的限制。同時，自然資源商品本身的產量也是在不斷增長的。在過去的20年里，農產品的世界產量都在持續增長。無論是發達國家還是發展中國家，都存在農產品總量過剩現象（非洲個別地方饑荒問題只是局部問題，即區域差異）。第七十頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺

但是，令人擔憂的是：當前全球生態圈正受到嚴重威脅。如化石燃料的燃燒

大氣中CO2增加，而吸收CO2的森林減少使得CO2越集越多，導致溫室效應，后果令人擔憂。面對當前的資源現狀和生態環境，人類還是要生存、繁衍和發展經濟，提高生活水平，這種高消費的追求是以資源的過度消耗為代價的，其最終后果是經濟不能持續增長。這就迫使人們重新思索目前的經濟增長模式、消費水平和資源利用方式：

發展中國家：避免工業化國家過去以資源、環境為代價的增長模式，提倡適度消費，建立節約型的國民經濟體系，扭轉“超前消費”、“攀比消費”以及高消費的粗放型發展經濟模式，以利于國民經濟持續穩定地增長。

歐、美、日等所謂的“后工業化國家”：出現了從更多的物質享受轉向更多的服務和精神享受的趨勢，后者需要較少的物質性資源投入，有利于整個社會的持續發展。第七十一頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺

二、地區性資源稀缺的性質

在全球尺度上，資源稀缺還不是十分明顯，還是比較樂觀的。但在國家和區域尺度上，資源稀缺、貧困和饑餓卻廣泛存在。這些問題并非是因為全球自然資源達到了極限，而是在很大程度上歸咎于全球自然資源分布的不平衡、國際經濟秩序的不合理、內部經濟－社會體制不適應、經濟發展水平差異、分配不公以及其他的政治、軍事文化等原因。我國人口眾多、人均資源占有量較少，經濟又處于高速發展階段，自然資源的問題尤其顯得突出，且在相當長的時間內都不會有根本的改善。第七十二頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺1、資源分布與經濟發展差異造成的稀缺資源利用是不平等的。表現在：

首先，資源的地理分布是不平衡的。

其次，經濟發展階段和資源開發的歷史是不同的。發達國家由于長期的資源開發，已經在相當程度上消耗了他們自己的優質低價資源。現在，他們利用其先進的技術、雄厚的資金和強權政治甚至武力，剝削和掠奪其他地區的資源。而很多發展中國家卻處在以初級產品生產為主要經濟支柱的階段，嚴重依賴自然資源的開發，依賴發達國家的技術、資本和政治支持。

第三，經濟發展水平和人口分布的差異，造成人均資源消耗大不一樣。如一個美國人每年消耗的能源是一個印度人的35倍，消耗的水量是一個加納人的70倍。總的來看，發達國家的人口占世界總人口的1/5，但消耗了世界資源的2/3。

這種資源分布、消耗和生產在空間上的不一致，就會引起區域性資源稀缺，無論是富國還是窮國都有一定的資源稀缺問題。第七十三頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺2、地緣政治造成的資源稀缺

如20世紀70年代石油輸出國組織的聯合行動，造成全球石油危機，對發達國家的沖擊尤其劇烈。目前，國際社會中存在的一些局部（如古巴、伊朗、敘利亞、朝鮮等）的封鎖和禁運，對這些國家或多或少地都造成資源短缺問題。但是，歷史反復證明，這種情況造成的資源緊缺只是短期的和局部的。隨著經濟全球化的發展，各國、各地區相互之間的依賴程度越來越大，地緣政治的作用只會越來越小。第七十四頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺3、貧困造成的資源稀缺

發展中國家的資源稀缺、生態退化與貧困問題相互交纏，不僅是環境問題，而且是社會問題，涉及到諸多方面，而且是錯綜復雜（P116圖4.4）。比如，在理想的市場經濟條件下，資源稀缺是通過漲價來平抑需求，刺激新的供應來克服的。相對而言，大多數發達國家的經濟系統更接近這類理想的市場經濟體制，因而有能力做出適當的調整，以克服一些特殊資源的稀缺。但在貧困地區和國家，人民生活水平很低，價格上升往往使人民購買力下降，甚至影響基本生活的維持。因此，漲價不僅克服不了稀缺，反而加重了稀缺。

第七十五頁，共一百七十二頁。第二節絕對稀缺與相對稀缺4、環境退化造成的資源稀缺

環境問題中有以自然因素為主引起的，是自然環境中的某些要素發生了不利于人類的變化，從而使人與環境的平衡受到威脅甚至破壞。如旱、澇、蟲、火、地質等自然災害造成嚴重的自然資源稀缺。

另一類環境問題是人類不合理地利用和管理自然資源造成的。如對森林的過采，對魚類資源的過捕以及草場的過度放牧等，都會造成資源的稀缺。第七十六頁，共一百七十二頁。第五章自然資源的生態過程第一節生態學基本概念一、生態系統

1、生態學與生態系統

（1）生態學（2）生態系統

2、生態系統的組成

3、生態系統的營養結構和物質、能量聯系第七十七頁，共一百七十二頁。第一節生態學基本概念

二、人類生態系統

1、生物圈、智能圈與人類生態系統

（1）生態圈（Ecosphere）：地球上所有生態系統的總稱，即人類賴以生存的環境。

（2）生物圈（Biosphere，Ecosphere）：是地球表層由生命控制的完整動態系統，其范圍包括巖石圈（地殼部分）、水圈和氣圈相互交匯的整個地球表層。這里既是生命過程的產物，又是生命活動的場所。

（3）智能圈（Noosphere）：按人類意志和興趣而塑造的生物圈，即受人類控制和影響的生物圈。隨著社會文明的發展，人類對自然界的控制和影響愈來愈大。所以智能圈是在社會文明發展到一定階段的產物。如農業生態系統（農業圈，Agrosphere）和工業生態系統（技術圈，Technosphere）。

第七十八頁，共一百七十二頁。第一節生態學基本概念

（4）人類圈：現代生物圈的一部分。在三個無機圈層中，物質流和能量流占絕對統治地位；而生物圈中信息流的地位已明顯提高，在人類圈中信息流比物質流和能量流更重要。

（5）人類生態系統：資源過程作用于其中的生態系統其實就是人類生態系統，它是由自然生態系統、經濟－技術生態系統和社會－政治系統構成，它們之間也有復雜的相互影響和相互作用（P126圖5.2）

。資源短缺問題，都是一定經濟-技術條件和社會-政治條件下產生的。

2、生態系統服務功能與人類福利

生態系統服務功能是指人類從生態系統中獲得的效益。生態系統給人類提供各種效益，包括供給功能、調節功能、文化功能以及支持功能，如圖P128圖5.3。

第七十九頁，共一百七十二頁。第二節自然資源生態過程中的能量與物質

一、自然資源生態過程中的能量

1、太陽能與光合作用在自然資源生態過程中的意義

2、食物鏈中的能量過程

3、生態系統中的能量轉換及其網絡關系二、自然資源生態過程中的無機物

1、幾種重要無機物來源

2、無機物循環及其中的重要環節第八十頁，共一百七十二頁。第二節自然資源生態過程中的能量與物質

熵值理論（補充）：

熵首先在1850年由德國物理學家魯道夫·克勞修斯（RudolfClausius）提出，并應用在熱力學中。后來在1948年，由美國數學家、信息論的創始人克勞德·艾爾伍德·香農（ClaudeElwoodShannon）第一次將熵的概念引入到信息論中來。

熵的變化等于系統從熱源吸收的熱量與熱源的熱力學溫度之比，可用于度量熱量轉變為功的程度。公式：dS=（dQ/T）。熵是表示物質系統狀態的一種度量，用它來表征系統的無序程度。熵越大，系統越無序，意味著系統結構和運動的不確定和無規則；反之，熵越小，系統越有序，意味著具有確定、整齊的結構和有規則的運動狀態。第八十一頁，共一百七十二頁。第二節自然資源生態過程中的能量與物質

三、生態系統中的熵與自然資源

1、生態系統中的熵與耗散結構

生態系統的能量流動服從熱力學第二定律。

熱力學第二定律：熱量總是由溫度較高的物體向溫度較低的物體流動，而不能自發地由低溫物體向高溫物體流動。在封閉系統中實際發生的過程，總是使整個系統熵增大，自發地由有序到無序，使系統由非均衡態趨于均衡態。均衡態的特征是熵最大、系統最無序。因此，可以把“熵值”看作系統“有序”程度的測度。第八十二頁，共一百七十二頁。第二節自然資源生態過程中的能量與物質

1、生態系統中的熵與耗散結構系統中能量轉化為功的前提是必須有“溫度梯度”存在。對于能量固定的一個系統，當其熵等于零時可以轉化為功的能量等于它的全部能量；熵達最大值時可以轉化為功的能量等于零。因此可以把熵看作“有效能”的測度，即熵越大，有效能越小；熵越小，有效能越大。

耗散結構理論（比利時物理學家普利高律創立）：一個遠離均衡態的開放系統，在外界條件變化達到某一特定閾值時，量變可以引起質變；系統通過與外界不斷交換物質能量，可以從原來的無序狀態變化為一種時間、空間或功能上的有序狀態，這種非均衡狀態下的新的有序結構，就叫做耗散結構。耗散結構要求不斷地與外界交換物質和能量才能維持，所以它是一種“活”的有序結構。第八十三頁，共一百七十二頁。第二節自然資源生態過程中的能量與物質

1、生態系統中的熵與耗散結構

生態系統是一種開放系統，它有一定的功能、結構與自我調節能力，不斷與外界交換能量與物質，形成足夠的負熵流，使系統的總熵不增長，甚至減少。這樣開放系統就能夠遠離均衡態而產生有序穩定的結構。如生態系統的生產者——綠色植物固定太陽能，為整個系統輸入負熵流（熵減）；負熵流經過消費者（食草動物、食肉動物）復雜的食物鏈和分解者的渠道流通轉化、消耗散失，最終輸出到環境中去（熵增）。

2、自然資源與熵

一方面，在地球不斷接受太陽能并將其作各種轉化的過程中，地球的熵值不斷下降，相應地其間所包括的物質與能量會形成具有結構的、非均勻分布的有序狀態，形成自然資源；另一方面，人類在自然資源開發利用的過程中，又不斷向環境散熱，使熵增加，改變地球物質與能量的結構和有序狀態。資源過程與熵的關系如P138圖5.9。人是有智慧的，可以用其智慧和技術增加人類生態系統的負熵儲存，盡量減少熵值增加，使人類生態系統繁衍越來越向有序化方向發展。第八十四頁，共一百七十二頁。第三節自然資源生態過程中的生物與種群

一、生物生產力與生物多樣性

1、凈第一性生產與第二性生產

（1）凈第一性生產（2）第二性生產

2、生物多樣性與生態系統服務功能

生物多樣性包括：（1）遺傳多樣性；（2）物種多樣性；（3）生物群落或生態系統多樣性；（4）生態系統功能的多樣性。

生態系統服務功能主要有：穩定大氣、調節氣候、緩沖干擾、調節水文、供應水資源、防治土壤侵蝕、熟化土壤等17種。第八十五頁，共一百七十二頁。第三節自然資源生態過程中的生物與種群

二、種群增長與資源承載力

1、種群增長潛力、限制因素與邏輯斯蒂克增長曲線（1）種群增長潛力對于動物和人來說，一個物種的個體數量取決于出生率和死亡率之間的關系，當出生率超過死亡率時，種群（或人口）就會增加；反之就會減少甚至消亡。對于生殖性種群而言，種群增長可用下式表達：式中，Nt為t時的個體數，N0為0時的個體數，r為種群增長率，t為逝去的時間。這是一個指數增長，其數量增長的潛力是很高的（P144表5.3）。第八十六頁，共一百七十二頁。第三節自然資源生態過程中的生物與種群

（2）限制因素（環境阻抗）

正是由于有限制因素（環境阻抗）的影響，地球上的生物才有一個穩定的平衡。我國采取限制因素——計劃生育，以免人滿為患。

限制因素：一切防礙物種實現其全部種群增長潛力（繁殖潛力）的環境要素在生態學上稱為限制因素。達爾文將限制因素分為四大類：食物供應、氣候、疾病和異種捕食。生態學家約翰·卡爾霍恩認為種群過密也是一個限制因素。

2、資源承載力與人口增長

作為“理智”的人類，對于其種群控制必須研究三個基本問題：（1）研究和了解人類種群的增長型；（兩種類型：圖5.10、圖5.11）（2）定量測定人類種群的最適大小和結構；（3）研究如何采取“文化調節”措施，尤其是在自然調節不起作用時。第八十七頁，共一百七十二頁。第三節自然資源生態過程中的生物與種群

3、資源承載力動態與組合邏輯斯蒂曲線

資源承載能力受投入水平、技術進步等因素的影響，因此是動態的。邏輯斯蒂曲線如圖5.13。系統A只有平衡而無發展，是一種沒有生命力的發展過程，遲早會被新的過程所取代；

系統B只有發展而無平衡機制，是一種不能持久的過程，遲早也會由于限制因子的作用受阻或崩潰。這兩種系統都是可持續能力較差的系統。

系統C具有持續的發展能力，又具備一定的自我調節功能，能自動跟蹤其不斷演進著的生態環境，實現組合“S”增長，因而其過程穩定性較好。也就是說，系統C就是在這種組合“S”形的交替增長中不斷演替進化，不斷打破舊的平衡，出現新的平衡。第八十八頁，共一百七十二頁。第五章自然資源的生態過程

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