通识核心课：7自然资源的可得性分析
S 形曲线有上渐近线，即 S 形增长曲线渐近于K，但却 不会超过最大值水平，此值 即为环境容纳量； 曲线变化是逐渐的、平滑的， 而不是骤然的。
种群在有限环境下的增长将 不是J 形，而是 S 形。S形增 长曲线同样有两个特点：
生物生长规律（3）
如果世代之间有重叠，种群数量以 连续的方式改变，通常用微分方程。 种群以连续方式增长：
种群的指数级数增长
模型假设
16000 14000 12000
1
dN rN dt
种群大小
积 分 式
Nt N0e
rt
10000 8000 6000 4000
2
e是一常数，即自然对数的 底；r 是种群的瞬时增长率。 以种群Nt对时间作图则种 群增长曲线呈现为J型。
承载能力 崩溃
a
时间
b
种群与承载力示意图
生物生长规律（6）
发 展 K4 K3 K2 K1 I 指数型 B C 组合逻辑斯蒂型
资源承载力 与逻辑斯蒂组合曲线
系统 A 只有平衡而无发展， 是一种没有生命力的发展过 程，迟早会被新的过程所取 代； 系统B只有发展而无平衡机制， 是一种不能持久的过程，迟 早也会由于限制因子的作用 受阻或崩溃。
k4 k3 k2 k1
时间 A 逻辑斯蒂型
系统C 具有持续的发展能力，又具备一定的自我调节功能，能自动跟踪 其不断演变着的生态环境，实现组合“S”形增长，因而其过程稳定性较 好。过程稳定性可由发展速度、“S”形波动的振幅，与受限制因子约束 的滞留期等来测度。
利导因子或限制因子
生物生产量（1）
初级 生产量 总第一性 生产量
dB / dt GP R H D
dB/dt为某一时期内生物量的变化；H为被较高 营养级动物所取食的生物量；D为因死亡 率损失的生物量
生物生产量（2）
在被同化的能量中，有 一部分用于动物的呼吸 代谢和生命的维持，这 一部分能最终将以热的 形式消散掉，剩下的那 部分才能用于动物的生 长和繁殖，这就是我们 所说的次级生产量。
① 假设环境条件允许种群有一个最大值
模 型 假 设
dN KN rN dt K
或
dN N rN 1 dt K
种群数量 N 趋于零，那么[1-（N/K)]项就逼近1，或种群潜在的最大增长 能力能够充分地实现。 种群数量 N 趋于K, 那么项就逼近零，种群增长的最大潜在空间几乎全部 被利用，能力不能实现。 当种群数量 N 由零逐渐地增加到 K 值， [1-（N/K)]项则由1逐渐地下降 为零，表示种群增长的“剩余空间”逐渐缩小，种群潜在的最大增长可 实现程度逐渐降低。并且种群数量每增加一个个体，这种抑制效应就增 加 1/K 。因此，这种抑制效应又称为拥挤效应，因其影响定量之大小与 拥挤程度呈正比，故也有些学者称拥挤效应为环境阻力（或限制因子）。
净第一性生产
植物所固定的太阳能或所制造的有机物质 称为初级生产量或第一性生产量。
GP NP R
GP为总第一性生产量，J/（m2 · a） NP为净第一性生产量，J/（m2 · a） R为呼吸所消耗的能量，J/（m2 · a）
对生态系统中某一营养 级来说，总生物量不仅 因生物呼吸而消耗，也 由于受更高营养级动物 的取食和生物的死亡而 减少：
讲 授 提 纲
生物资源的形成及可得性
生物资源优化定律
• 就人类需要而言，所 有的自然资源都是有 限的。生态资源的有 限性，均受到各种生 物因素或非生物因素 的限制。认识各个要 素在组合中的基本特 性，应用生态资源优 化定律，在生态资源 研究中去获取更加积 极的成效。
• 无论对于矿物元素还是有机 分子而言，“资源成分”有 效性的增加，不可能在资源 生产力方面产生无限的增加， 要么是条渐近线；要么达到 某一最大值，以后便开始下 降。此种说法在可更新资源 中，更具体地说在绿色植物 第一性生产力中，尤其带有 普适性。
2000 0 0 2 4 6 年 8 10 12
N0＝100，r=0.5
r
种群
种群瞬时增长率 r 与 周限增长率的四种情况
r>0 r=0 r<0 r= -∞
>1 =1 0<<1 =0
种群上升 种群稳定 种群下降 雌体无繁殖，种群 灭亡
一般说来，在种群动态研究中，种群的瞬时增长率 r 较周限增 长率应用更广。 第一，r 为正值、负值或零，能表示种群的正增长、负增长和 零增长；而表示的是t +1时和t 时的种群Nt+1 和Nt 的比率。 第二，r 具有可加性。若以周为时间单位表示，则 r = 0.104； 若以年为时间单位（每年52 周），则 r=0.104 × 52。因此， 种群的瞬时增长率 r 是种群动态研究中一个十分有用的参数。
两个规律 的关系
其次，耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化，而且估 计了生物本身的耐受性问题。生物耐受性不仅随种类不同， 且在同一种内，耐受性也因年龄、季节、栖息地区的不同 而有差异；同时，耐受性定律允许生态因子之间的相互作 用，如因子替换作用和因子补偿作用。
群种 数 量
生物对限制性因子 的调整和适应
特点
生 态 因 子 作 用
综合性 主导因子作用 直接作用和间接作用 阶段性作用 不可替代性和可补偿性
生物生长环境（3）
定义
限 制 性 因 子
限制性因子系指在众多的生态因子中，任何接近或超 过某种生物的耐受性极限，而且阻止其生长、繁殖或 扩散，甚至生存的因素，叫做该物种的限制生态因子
最小因子定律
每种植物都需要一定种类 和一定量的营养物质。如 果环境中缺乏其中的一种， 植物就会发育不良，甚至 死亡。如果这种营养物质 处于最少量状态，植物的 生长量就最少。
N t 1 N t B I D E
式中：Nt代表种群在t时刻的 数量；Nt+1代表种群在t +1 时 刻的数量，出生 (B) 和迁入 (I) 而增加，因死亡 (D) 和迁出 (E) 。
B bNt
D dNt
N t 1 N t bNt dNt I E
显然，在迁入和迁出一定的 情况下，如果出生率大于死 亡率，种群数量便增加；如 果出生率小于死亡率，种群 数量便下降。
N1 N 0
lg N t lg N 0 t lg
如果种群在无限环境下以这个速率 年复一年地增长，这种增长称为几 何级数式增长。将方程 两侧取对数， 即：
它具有直线方程式的形式。因此，以 lgNt 与 t 作图，就能得 到一条直线。式中周限增长率λ，从理论上讲可以有四种情况， 它在种群增长中的含义是： λ >1, 种群上升； λ =1, 种群稳定； 0< λ <1, 种群下降， λ =0, 雌体没有繁殖，种群在一代中灭亡。
生物生长环境（1）
概念
环境因子中对生物生长、发育、生殖、 生态因子 行为和分布有直接或间接影响的环境要 素是生态因子。 主要包括气候因子、地形因子、土壤因 子、生物因子、人为因子五大部分。 所有的生态因子构成了生态环境。 具体生物个体或群落生活地段上的 生态环境称为生境。
生态环境
生物生长环境（2）
耐受下限 生理紧张带
耐受上限 不能 耐受带 生物 不多 没有生物
驯 化
休 眠
期昼 性夜 补节 偿律 变和 化周
适 应 组 合
不能 耐受带 生物 不多 没有生物
适应区
分布中心 生物最多
环境梯度
较长时间维持平衡
生物生长规律（1）
种群增长的简单模型
不规则和有规律波动
种群衰落到死亡
设种群中个体的出生率 为b 和 死亡率d，则：
生物生长规律（2）
种群的几何级数增长
①种群增长是无界的，假设种群在 无限的环境中增长，没有受资源、 假设和 空间等条件的限制；②世代不相重 1 概念结构 叠。增长是不连续的，或称离散的； ③种群没有迁入和迁出；④没有年 龄结构。 把世代 t+1的种群Nt+1 与世代 t 的 种群Nt 联系起来的差分方程：
生物生长规律（4）
种群的逻辑斯蒂的增长
种群在有限环境条件下连续增长的一种最简单的形式是 逻辑斯谛增长。逻辑斯蒂增长又称为阻滞增长。
N 、t 、r 的定义同指数 K，当种群达到 K 值时，即不再增长 。 增长模型。而 K 为资源 承载力（剩余空间） ② 随着密度上升而逐渐地、按比例地增 加，若种群有 N个个体 ，就利用了 K N/K 的空间，而可供继续增长的剩余 N 空间就只有 (1-N/K) 了。 1 e a rt ③ 种群中密度的增加对其增长率的降 低作用是立即发生的，无时滞的。 积分式 ④ 种群无年龄结构及无迁出和迁入现象。
耐受性定律
生物的生存需要依赖环境中的多 种条件，各个生态因子都存在量 的变化，当大于或小于生物所能 忍受的限度，超过因子间的补偿 调节作用，就会影响生物的生长 和分布，甚至导致死亡。这就是 耐受性定律，又称谢尔福德耐受 定律
首先，最小因子定律只考虑了因子量的过少，而耐受性定 律既考虑了因子量的过少，也考虑了因子量的过多；
生物生长规律（5）
智人特殊性 群落研究 内容
个体数
人类种群的增长 与资源承载力
一是研究和了解人类种群的增长型； 二是定量测定人类种群的最适规模和结构； 三研究如何采取“文化调节”措施，
个体数
“自我拥挤效应”和过度 利用自然资源的效应有一 定的滞后。 技术只能延缓灾难发生时间， 而不能根本解决人口、资源 与环境的困境，必须采取道 德、法律、政治和经济的约 束措施。
第7周
自然资源的可得性分析
张 丽 萍 教授
浙江大学环境与资源学院
生物资源的形成及可得性 生物生长环境 生物生长规律 生物生产量 生物多样性及其资源意义 地壳储存性资源的可得性 地壳资源的基础 地壳资源开发利用的地质评价 自然资源开发过程中的生态学原理 地壳资源开发过程中的生态学原理 生物圈资源开发过程中的生态学原理
地理教案：介绍自然资源的分类和利用
地理教案：介绍自然资源的分类和利用一、自然资源的分类和概述1.1 自然资源的定义和分类自然资源指的是自然界中具有经济和社会价值，并且人类可以利用的物质和能源。
按照其来源和自然特性的不同，自然资源可以分为三类：可再生资源、非可再生资源和永续可利用资源。
1.2 可再生资源可再生资源是指在一定时间内可以自然恢复或通过人类的努力不断补充和再生的资源。
如太阳能、风能、水能、植物、动物等。
这些资源具有无限的再生能力，不会因为使用而被耗尽。
1.3 非可再生资源非可再生资源是指具有有限性和不可再生性的资源，一旦被耗尽，就无法再生。
如矿物资源、石油、天然气等。
这些资源形成需要数百万年的时间，使用速度远远快于其再生速度，因此容易出现短缺和资源枯竭的问题。
1.4 永续可利用资源永续可利用资源是指在合理利用和管理下，能够持续供应的资源。
如森林资源、水资源等。
合理的利用和保护可以使这些资源长期存在并给人类带来利益。
二、自然资源的利用及其问题2.1 自然资源的利用方式自然资源的利用方式包括勘探、开采、加工和利用。
勘探是指对自然资源的调查和发现，开采是指将资源从自然界中取出，加工是指将资源转化为可供人类使用的产品，利用则是指人类将资源用于生产和生活的过程。
2.2 自然资源利用带来的问题尽管自然资源的利用可以为人类提供生活所需，但也存在一些问题：（1）资源枯竭问题：非可再生资源的过度开采会导致资源枯竭和短缺。
如石油和煤炭等化石能源的消耗过快，会使地球能源储备逐渐减少。
（2）环境污染问题：资源的开采和利用过程会产生许多废弃物和污染物，对环境造成破坏和污染。
如矿区废水的排放、大气污染等。
（3）生态平衡问题：资源的过度开发和利用可能会破坏生态平衡，影响物种多样性和生物链的稳定。
（4）社会经济影响问题：资源的利用不平衡可能导致资源贫乏的地区经济发展受限，造成贫富差距和社会不公平。
三、自然资源的可持续利用3.1 可持续发展的概念可持续发展是指满足当前需求的同时，不破坏或损害未来的能力满足需求。
通识核心课：4自然资源的社会学分析
资源制度的变迁（3）
建立在私有的产权制度基础上，资源 占有极不平衡，社会极不稳定。
最初目标是“耕者有其田”的资源平均占有。 民主革命胜利以后，实现了自然资源产权的公 有制。
我国的四 个阶段
民主革命时期前 的资源产权 民主革命胜利后 的资源产权 计划经济的资源 产权
市场经济的资源产 权
资源产权形成了国家所有和集体所有 的二元结构的资源产权制度
Clean air
Open ocean and its fish
Migratory birds（候鸟）
Wildlife species
Examples of Such Resources
Publicly owned lands
(such as natural forests, national park, and wildlife refuges)
资 源 产 权 的 内 容
收益权
处置权
指资源所有者在法律规定允许的范围以 内对所拥有资源进行处置的权利。
资源产权制度 (4)
是界定给特定人的那些资源产权，它们的权 利人可以自由地行使该资源所有者相应的权 利，具有并排性。 是界定给特定集体组织的那些资源产权，是 集体组织成员共同拥有的产权。 是以国有形式界定的那些资源产权，国家是 资源的所有者，其权力由国家机构按照某种 公共选择的方式来决定它们的行使。 指没有所有者或者控制者的那些资源，如空 气、阳光、公海资源等。
资源制度的变迁（1）
诱 发 性 变 迁
随社会 制度而 变迁
诱致性变迁是产权学派将交易成本概念引人制度分析，使制度 经济学也能应用经济学中普遍使用“成本一收益”方法，同时， 还特别强调利益〈或受损〉外部性对制度运行成本的影响，揭 示了产权度安排与资源配置效率之间的必然联系。这一变迁理 论重点讨论的是所有权私有制结构下的不同产权安排。
自然资源知识点
《自然资源：地球的馈赠与人类的责任》引言在浩瀚的宇宙中，地球如同一颗璀璨的明珠，承载着丰富多样的自然资源。
这些资源是大自然赋予人类的宝贵财富，从清新的空气、纯净的水到肥沃的土壤、丰富的矿产，它们不仅支撑着我们的日常生活，更是人类社会发展的基石。
然而，随着人口的增长和经济的快速发展，自然资源正面临着前所未有的压力。
如何合理利用和保护自然资源，成为了我们这一代人必须面对的重大课题。
一、自然资源的分类自然资源可以分为可再生资源和不可再生资源两大类。
可再生资源是指在一定时间和条件下可以再生的自然资源，如太阳能、风能、水能、生物质能等。
这些资源具有取之不尽、用之不竭的特点，只要合理利用，就可以持续为人类提供服务。
例如，太阳能是一种清洁、无污染的能源，通过太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，为家庭和企业提供电力。
风能也是一种可再生资源，利用风力发电机可以将风能转化为电能，为人们的生活和生产提供能源。
不可再生资源是指在人类历史时期内不能再生的自然资源，如煤炭、石油、天然气、金属矿产等。
这些资源是经过漫长的地质年代形成的，一旦被开采利用，就很难在短时间内恢复。
因此，不可再生资源的合理利用和保护显得尤为重要。
例如，煤炭是一种重要的能源资源，广泛应用于电力、钢铁、化工等行业。
但是，煤炭的开采和燃烧会产生大量的二氧化碳和污染物，对环境造成严重的影响。
因此，我们需要加强煤炭的清洁利用技术研究，提高煤炭的利用效率，减少对环境的污染。
二、自然资源的重要性1. 支撑人类生存自然资源是人类生存的基本条件。
空气、水、食物等都是自然资源的重要组成部分，没有这些资源，人类就无法生存。
例如，水是生命之源，人体的 70%以上是由水组成的。
没有水，人类就会面临死亡的威胁。
因此，保护水资源，确保水资源的安全和可持续利用，是人类生存的重要保障。
2. 促进经济发展自然资源是经济发展的重要基础。
能源、矿产、土地等自然资源的开发和利用，为人类社会提供了物质基础和动力支持。
地理课自然资源
地理课自然资源地理课是一门涵盖了各种知识的学科，其中之一便是自然资源。
自然资源是指地球上存在并可以利用的物质和能量的总和。
这些资源对于人类的生存和发展至关重要。
在本文中，我们将探讨自然资源的分类、重要性以及相关的问题。
一、自然资源的分类自然资源可以分为以下几类：水资源、土地资源、能源资源、矿产资源和生物资源。
1. 水资源：水是地球上最重要的资源之一。
其包括地表水和地下水。
地表水主要来自于湖泊、河流、湿地以及冰雪融水，而地下水则存储在地下水脉中。
水资源对于人类的饮用、农业灌溉、工业生产等起着至关重要的作用。
2. 土地资源：土地是人类生存和发展的基础。
它提供了食物的生产基地，同时也是人类建设居住和发展经济的场所。
土地资源的合理利用和保护对于维护生态环境和可持续发展至关重要。
3. 能源资源：能源是人类社会运转的动力源。
常见的能源包括化石能源（煤炭、石油和天然气）、核能以及可再生能源（太阳能、风能和水能等）。
能源资源的开发与利用直接关系到社会经济的发展。
4. 矿产资源：矿产资源是指地下蕴藏的各种矿物、矿石和矿砂。
常见的矿产资源包括金属矿产（铁、铜、铝等）、非金属矿产（煤炭、石灰石、硅石等）以及稀有金属矿产（稀土、锂等）。
矿产资源的开采与利用对于工业生产和经济发展具有巨大的意义。
5. 生物资源：生物资源是指地球上各种生物体，包括动物、植物和微生物等。
生物资源对于人类的食物供应、医药研究等具有重要意义。
同时，保护生物多样性也是维护生态平衡的关键。
二、自然资源的重要性自然资源是人类生存和发展的基础。
它们为人类提供了物质和能量的来源，为社会经济的发展提供了保障。
以下是自然资源的重要性：1. 维持生态平衡：自然资源的合理利用有助于维持生态平衡，保护生态环境。
例如，水资源的科学管理可以防止水资源的过度开发，保障水资源的可持续利用。
2. 推动经济发展：自然资源是经济发展的重要基础。
能源资源的有效开发利用可以促进工业生产和经济增长。
第3章 自然资源和资源稀缺的性质
第三章自然资源和资源稀缺的性质第一节自然资源的概念和类型一、自然资源的概念1、定义：是人类能够从自然界获取以满足其需要与欲望的任何天然生成物及作用于其上的人类活动结果。
或可认为自然资源是人类社会生活中来自自然界的初始投入。
2、自然资源概念内涵自然资源是自然过程所产生的天然生成物。
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。
自然物是否被看作自然资源，常常取决于信仰、宗教、风俗习惯等文化因素。
自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化。
自然资源与自然环境是两个不同的概念，但具体对象和范围又往往是同一客体。
——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。
2、几个重要的自然资源类型概念——恒定性资源——不可更新资源——可更新资源第二节自然资源的性质一、自然资源的基本属性1．稀缺性：数量上不足；未来人均资源消耗水平将会提高；大部分为不可更新资源；空间分布上不平衡绝对稀缺：总需求＞总供给相对稀缺：总供给能满足总需求，但分布不均造成的局部稀缺绝对稀缺和相对稀缺都将导致：资源危机！2、整体性●自然资源各要素是相互影响的；●各地区之间的自然资源是相互影响的；3、地域性●自然资源的形成服从一定的地域分异规律●社会经济条件和技术工艺条件具地域性4、多用性5、动态性●资源概念、资源利用的广度和深度不断演变●不可更新资源不断被消耗、被勘探；可更新资源有日、季节、多年变化●构成“人类-资源生态系统”在不断运动和变化●增值性；报酬递减化6、社会性:附加的人类劳动二、自然资源的性质（以人类利用为标准）1．资源价值的相对意义●自然资源的价值与知识的增加、技术的改善、人类需求的变化和文化的发展而随之变动。
2．储存性资源（不可更新资源）的性质：最终可利用的数量存在一定的极限●一类是“使用后就消耗掉的”：全部化石燃料●另一类是可循环使用的：循环使用将耗费大量的化石燃料3、流动性资源的性质：当使用不超过其繁殖或再生能力时可无限更新●恒定性资源、临界性资源（可能被掠夺到灭绝的程度）第三节资源稀缺的本质一、全球性资源稀缺本质矿产资源：探明量大于消费量不存在稀缺。
自然资源学第七章自然资源评价
表明该地区的生态容量足以支持其人类负荷，地 区内自然资本的收入流大于人口消费的需求刘， 地区自然资本总量有可能得到增加，地区的生态 容量有望扩大，该地区消费模式具有相对可持续 性。
2、生态足迹的计算方法
前提：①人类能够估计自身消费的大多数滋养 、能源及其所产生的废弃物数量；②是这些资 源和废弃物能折算成生产和消纳这些资源和废 弃物的生物生产性面积。
相对自然资源（土地资源）承载力： Cr1=I1Q1
相对经济资源承载力： Cre=IeQe
相对资源承载力： Cr=W1Cr1+W2Cre
相对资源承载力理论产生的原因
相对于周边地区，研究区是一个开放的、动态 的地域系统，区内外存在着资源的流通和交换
在经济全球化趋势不断加强的大背景下，自然 资源与经济资源之间的优势和劣势在很大程度 上可以相互补充
第二，霍特林最优耗竭定理：随着时间的推移 ，矿区使用费须以利率相同的比率增长，亦即 社会持有存量资源稀缺地租的增长率应等于社 会长期利率。
7.3.3资源可持续利用 自然资源的可持续利用，是指可再生资源的利
用要保持在它的可更新的限度内，非可再生资 源只能提高使用效率和使消耗降低到最低，或 使用代用品延长其使用“寿命”
1、地壳资源的评价因子和指标 自然特性评价 经济评价 环境影响评价 2、生物圈资源的评价因子和指标 3、区域资源的评价因子和指标
7.1.6 综合评价的方法
1、实地评价与室内评价相结合，以室内评价为 主
2、纵向与横向对比评价相结合，以横向对比评 价为主；
3、单一因子评价与多因子综合评价相结合，以 多因子综合评价为主；
7.3.1效率问题 1、经济效率
自然资源调查的目标与内容
自然资源调查的目标与内容自然资源调查是一项重要的环境保护和资源管理工作，旨在全面了解和掌握特定区域内的自然资源分布、数量、质量等相关信息。
通过对自然资源的调查，可以制定科学合理的资源开发和保护策略，实现可持续发展。
本文将探讨自然资源调查的目标与内容，以及其在环境保护和资源管理中的重要性。
一、自然资源调查的目标自然资源调查的主要目标是全面了解和掌握特定区域内的自然资源状况，为资源的合理开发和保护提供可靠的数据支持。
具体的目标包括：1. 了解资源分布与质量：调查人员通过实地考察和采样分析，获取自然资源的分布情况以及其质量状况。
比如，水资源调查可以了解水源地、水质状况和水资源利用情况等。
2. 确定资源储量与潜力：通过调查和测量，估算出特定区域内自然资源的数量、储量与潜力。
这有助于制定科学合理的开发规划，避免资源过度开采导致的破坏。
3. 评估资源可利用性：调查还需要评估资源的可利用性，包括资源的可再生性、可开发性和可替代性等。
这将有助于确定资源的合理开发方式，促进资源的可持续利用。
4. 分析资源利用与影响：自然资源调查还需要深入分析资源的利用方式与对环境的影响，为制定资源管理和环境保护政策提供科学依据。
二、自然资源调查的内容自然资源调查的内容一般包括以下方面：1. 地理环境调查：包括地理位置、地形地貌、气候条件等，这些因素会直接影响自然资源的分布与特点。
2. 生态环境调查：考察生物多样性、生态系统结构与功能，包括物种种类、数量、分布等，评估生态系统的健康状况和稳定性。
3. 水资源调查：主要包括水域及其水质状况、水文地质条件等，为水资源的合理开发和管理提供基础数据。
4. 矿产资源调查：调查地下矿产资源的储量、分布、质量等，为矿产资源的开发利用提供依据。
5. 土地资源调查：包括土地类型、土地覆盖与利用、土壤质量等，为土地资源的合理利用与保护提供数据支持。
6. 森林资源调查：调查森林植被类型、面积、林冠覆盖率等，为森林资源的可持续管理提供依据。