北京大学环境科学课程第五章 - 自然资源 - 图文

第5讲自然资源

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大纲??????

自然资源及其种类资源耗竭问题的解决资源稀缺的空间特征

资源稀缺的地缘政治因素资源问题的争论资源的价值问题

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1.?自然资源及其种类

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自然资源的概念?资源，一般意义上是指创造人类社会财富的源泉。?自然资源：自然过程所产生的天然生成物，如地球表面、土壤肥力、矿藏、水、野生动植物等；（从生态系统来看，自然资源即是非生物环境的组成物质）?人造资源：现代的自然资源中已或多或少包含了人类劳动的结晶，如土地，人工林；?需要说明的是，自然资源的范畴是动态的：决定于人类的需要和人类的开发利用能力

–人类社会不同阶段表现为不同需要

–人类社会和科学技术的发展是不断变化的

–例如作物秸秆不同阶段的功能定位

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自然资源内涵的演变社会发展阶段狩猎-采集社会农业社会文化时期旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代中世纪文艺复兴工业社会产业革命期殖民时期World War I 前后World War II 前后50年代后人类技术水平粗制石器、钻木取火精制石器、刀耕火种新增的自然资源种类燧石、树木、鱼、兽、果栽培植物、驯化动物青铜斧、犁、冶铜技术、灌溉技术、铜、锡矿石、耕地、木结构建筑木材、水流铁斧、犁、刀、冶铁技术、石结构建筑、水磨风车、航海爆破技术蒸汽机火车、轮船、电力、炼钢、汽车、内燃机飞机、化肥人造纤维、原子技术空间、电子、生物技术铁、铅、金、银、汞、石料、水力风能、海洋水产硝石（炸药）煤的大量使用石油铝、磷、钾稀有元素、放射性元素稀有金属、半导体、北京大学环境科学与工程学院遗传基因

扩展：世界银行的各种资源种类?

1995年世界银行在建立衡量可持续发展的指标体系中，提出了四类资源

–自然资源：包括土地、水、森林、石油、煤、金属与非金属矿产等。–人造资源：它指所使用的机器、厂房、基础设施（供水系统、公路、铁路

等）。

–人力资源：指在生产过程中所形成的劳动力生产能力存量，主要包括劳动力数

量、所拥有的知识与技术积累等。

–社会资源：在新体制中目前尚未作出单独的测量，主要定义为人类组织性和规

模性的生产价值。

?依照该指标，世界银行确定了全球192个国家和地区的财富和价值，并为其中90个国家和地区建立了25年的时间序列。从价值量来看在全世界财富的平均占有量分别为：人力64％，人造16％，自然20％。

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自然资源的类型?可再生资源(renewable/flow/income)

–在正常情况下可通过自然过程再生的资源；在合理使用的前提下，可以自己进行生产

–但如果此类资源被利用的速度超过再生速度，它们也可能耗竭或转化为不可再生资源

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?不可再生资源(nonrenewable/stock/capital)

–地壳中有固定储量的可得资源，由于不能在较短的时间尺度上由自然过程再生（如铜），或由于它们再生的速度远远慢于被开采利用的速度（如石油和煤）–从循环经济的角度来看，又可以分为两类：可回收的与不可回收的。

?铁

?恒定资源(Immutable/perpetual)

–按人类的时间尺度来讲是无穷无尽的，也不会因人类利用而耗竭的资源。如太阳能

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自然资源分类框架自然资源

耗竭性资源可再生土地森林作物草场动物基因

非耗竭性资源

易误用易污染大气水

自然风光

不可再生

可重复使用的

（非消耗性金属）不可重复使用的（化石燃料，如石油、天然气、煤）

恒定性太阳能潮汐能原子能

亚恒定性风能降水

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问题?环境消纳污染物的能力（又称为环境容量）是否是自然资源？属于哪一种自然资源？

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2.?资源耗竭及其解决

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问题?假定，2010年全球石油消耗量25亿吨，已探明储量为900亿吨，请问多少年可以用完？

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自然资源利用的基本原则?可再生资源的消耗速率小于其再生速率

?不可再生资源的消耗速率小于其替代资源的增长速率

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资源的稀缺性与资源储量矿种铁矿石铜镍磷煤石油天然气单位亿吨万吨万吨亿吨亿吨亿吨亿m3探明储量1534340005262140493096710261521985年矿产量8.96842.5077.721.5143.3626.6417750静态保证年限1714068921143658全球矿产资源的储量与耗竭状况（1985年）北京大学环境科学与工程学院资源使用年限预测的动态性

?Predictions made in 1950 that world iron ore reserves would be exhausted by 1970; In fact by that date enough reserves had been established to last a further 240years at the then current level of consumption?In 1939, the US Department of the Interior predicted that indigenous oilstocks would be exhausted within 13 years; However, since then additions to reserves have matched the increasing rate of annual production. US proven reserves have remained between 9-15 times greater than production for the last 40years.

Judith??Rees,??1990.??Natural??Resources:??Allocation,??Economics??and??Policy.??P34

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资源储量的性质?地质意义上的储量：绝对稀缺?经济意义上的储量：相对稀缺

?耗竭年限：静态型储藏指数与指数型储藏指数

确定的

经济的

未探明的

经济

不经济的

特征

当前储量地质特征

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资源的储量（经济学解释）?当前储量：能够在当前价格下开采而取得利润的储量；可以用单纯的数量来表征。?潜在储量：在可能价格下可以开采的储量。它是价格的函数。?美国石油开发的潜力表每桶价格（1976年美元）最终开采量（109桶）11.6213.7522.030.030.0以上51.121.229.441.649.2北京大学环境科学与工程学院可再生资源的持续利用问题（渔业资源为例）渔业资源的重要特点是，资源的增长率与资源存量（资源种群体数量）之间有密切关系，资源存量随着资源的自然增长率与捕捞量的变化而变化。

流入（自然增长率G）

存量（S）

流出（捕捞量H）

图渔业资源的存量、流入与流出

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渔业资源的最大持续利用生物量种群增长率

G（S*）

最大可持续捕捞量存量

O

Smin

最低可生存存量图

S*

Smax

种群数量

鱼类种群数量与增长率之间的关系

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渔业资源的最大经济捕捞量?生物学上的最大可持续捕捞量并不可能实际发生，现实过程中更多的是考虑效率与资源利用的净效益最大化。经济上的效率是指净效益最大，不仅要考虑总收益，还要考虑捕鱼成本。

?如果考虑静态有效可持续产量，在不考虑贴现的情况下，能够产生最大年净效益且能够连续保持的捕捞水平。

?假设：鱼价P固定，不取决于销售量（捕捞量H）；单位捕鱼活动的成本W不变。

?在一般情况下，有效捕捞活动水平Ee低于最大可持续捕捞活动水平Em。

捕捞成本与收益

Rm

总成本TC

总可持续收益TR

捕捞活动水平

O

EcEeEm

图静态有效可持续捕捞量

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资源耗竭的解决途径?之一：提高技术利用水平

–四倍跃进、F10

?之二：寻找功能替代

–资源的使用并非在于资源的物质性，而是其具有的功能

–资源的替代，会减缓资源的稀缺性–在某种意义上讲，资源永远不会稀缺

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资源耗竭的解决途径之三：循环利用

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循环经济的核心要义：物质的循环利用基本理念：废物是时空错位的资源基本原则：3R

表现形式：产业生态园

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经济系统的物质流动模式不可再生能源

A

自然资源

生产者

B

消费者

C

废物

自然环境经济系统

自然环境

A：开采B：制造C：消费

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面向可持续发展的物质流动模式不可再生能源

A

自然资源

生产者

B

消费者

C

废物

自然环境经济系统

自然环境

A：开采B：制造C：消费

再资源化过程

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贵港国家生态工业(制糖)示范园区

?中国最早开始建设的国家生态工业示范园区，以中国最大的甘蔗制糖企业集团为依托。?由于园区能够利用周边地区中小型糖厂的甘蔗渣和废糖蜜集中进行造纸和酒精生产，避免后者对环境造成的严重污染，因而起到了区域环境综合整治的作用

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广西贵港生态工业（糖业）园区主要产业链

土地

废液

土地

废糖蜜

甘蔗

复合肥

酒精厂

肥料厂

制糖厂

蔗渣

造纸厂

白泥

水泥厂

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贵港示范园区框架

蔗农

契约关系

生态甘蔗园

甘蔗

甘蔗肥料贵港市小糖厂

废糖蜜、蔗渣

贵糖

产品

糖、纸、酒精…

贵港市周边小企业

废糖蜜蔗渣

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当前国家循环经济发展的问题?循环与经济之间的关系

—当前我国部分产业生态园区提出“零污染”排放？

?相关制度上的保障

–价格体系：“废物”价格的确定（比照原状：废物需要缴纳排污费，新鲜资源需要支付购买）–交易平台

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传统产品经济的特征?产品经济

?核心：有形的产品，强调物质产品或者材料的消费?形式：消费者通过购买获得产品的所有权，从而满足其需求

产品

企业生产出来的，能够提供给市场、被人们消费和使用，满足人们某种需求的东西

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产品经济的本质产品

产品本身

有形的用于销售的商品

产品功能

满足消费者某种需求的属性

消费者购买产品，目的是使用其功能以满足自身需求

易耗品耐用品

?使用时间短，易损耗，产品本身与其功能/服务不能分开?如食品、纸张等

?使用时间较长，不易损耗，产品本身与其功能/服务可分开?如打印机、空调等

思路转变：对于耐用品，传统产品经济模式存在问题：

?产品本身损坏而无法使用的成本由消费者而非生产者承担购买产品→购买功能

——功能经济的理念应运而生

?消费者购买新产品，丢弃废旧产品，成本增加同时带来环境压力

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从产品经济到功能经济的转变产品经济核心理念产品所有权生产理念消费理念获利方式环境影响强调产品本身，服务仅为产品的附加属性发生转移，从生产者到消费者仅考虑生产成本功能经济强调满足人们需求的功能/服务，产品是功能/服务的物质载体不发生转移，消费者购买的仅为使用权。考虑生产、回收以及再利用的成本，产品设计阶段注重可拆解及可再利用的特性更加注重产品的功能/服务质量通过出售功能/服务获得长期可持续的利润小北京大学环境科学与工程学院注重产品本身的质量在产品销售过程中获得一次性利润大Interface公司的案例（1）?INTERFACE公司的核心业务是生产并销售地毯。?地毯通常是由嵌入玻璃纤维和聚乙烯氯化物的尼龙制造，对环境具有一定的危害，尤其是室内环境污染。?通常其使用寿命为12年，而后废弃。每年大约面积7.7亿平方米重量为16亿公斤的地毯被扔进填埋场，而且它们将在那里存在至少2万年。?公司总裁Ray.Anderson（克林顿政府的可持续发展委员会主席），改变公司的发展模式。

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Interface公司的案例（2）?生态设计：地毯设计为可回收利用的。旧地毯中的东西尽量用来制造新地毯，只有在重新使用过多次后，才送到填埋场。

?销售理念：地毯并不是用来销售，而是租借的。地毯破损，公司负责换新，但是需要支付租约。

?由于资源使用与废物处理的较少，1999年公司从污染防治和回收中节省了8700万美元。（公司每年的收入10亿元左右）

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商业生态学可持续发展的宣言. 2007.上海译文出版社

迷途知返:朝向可持续发展企业的模式. 2002.上海科普出版社

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问题?在我国，建设上述这种新型的功能经济应该从何处入手？

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政府资产的属性特征?政府资产具有显著的公共产权属性

?政府设备具有公共产权，个人使用者对政府资产并不具有所有权，仅具有使用权。?从发挥产品的功用角度看，政府资产的购买还是租用并无区别。?目前政府进行绿色采购，其公共产权属性并未得到充分发挥。?政府资产多数具有耐用品的特性

?政府资产多为耐用品，其在使用过程中往往存在的闲置和浪费等问题。?政府部门资产的共有产权属性及耐用品特性决定了政府有条件也有必要进行绿色租用

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从政府绿色采购到政府绿色租用政府绿色采购

资源

企业（产品）

绿色采购

政府（产品）

简易收集处理环境

政府绿色租用

提供服务

产品循环再利用

资源

企业（产品）

最小废弃

绿色租用

政府（功能）

企业全过程的延伸责任

租用产品再回收

环境

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政府绿色租用的四大优点?经济效益：省钱

?降低政府购买资产的支出规模，节约政府支出?提高了政府资金利用效率，降低过去的资产折旧?保障政府部门工作：高效

?政府资产的日常维修和保养为功能经济下的租赁方负责?提升资产维修保养的专业化分工，大大减少政府部门的工作量，提高政府部门的运行效率?环境效益：节能减排

?通过更加便于拆解再利用的产品设计，节约了资源消耗，降低了环境影响?社会效益：就业

?租赁行业增加了就业（维修、物流等）

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政府绿色租用的战略设计远期

生产厂商直接租赁产品给用户；生产厂商负责维修保养产品以及产品的再利用等服务。

近期

租赁公司从生产厂商购买产品；租赁公司或生产厂商进行产品维修保养以及产品的再利用等服务。当前产品经济；

出售产品和短期服务。

高级绿色租用气候友好型的发展

环境经济协调发展初级绿色租用

污染治理绿色采购阶段绿色采购

随着我国绿色租用市场机制的完善，逐步推进政府的绿色租北京大学环境科学与工程学院

用

3.资源稀缺的空间特征

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一些数据资料?中国人均水资源只相当于世界人均水资源占有量的1/4，居世界第110位；分布不均匀；?中国耕地资源大约仅占世界总耕地的7%，是世界人均耕地面积的1/4，而人口为19%；分布不均匀；自然条件差；?中国矿产资源总量居世界第三位，但是人均占有量只有世界平均水平的58%，居53位；富矿少、贫矿多；分布不平衡；规模小、生产效率低；?一个美国人每年消耗的能源是一个印度人的35倍，消耗的水量是一个加纳人的70倍；?发达国家的人口占世界总人口的1/5，但消耗了世界资源的2/3；

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