资源科学概论第三章

第三章资源生态学§3.1资源生态学的产生与发展§3.4自然资源评价的生态因子§3.3资源生态学基本理论§3.2资源生态学内涵与研究范畴§3.5资源生态价值评估资源生态学产生的背景1.工业革命以前：人类与资源的“和平相处”人类这一时期对自然的认识是以畏惧自然情绪为主导的。2.19世纪中期到20世纪中期：人本位的资源无限史观这一时期人类对资源的观念发生了重大的变化，认为人类是自然的主人和占有者，而对于自然资源来说它们是取之不尽，用之不竭的§3.1

资源生态学的产生与发展3.20世纪中期以来：“资源有限论”及其论战和可持续发展思想的启示这一时期的代表性的论著主要有Carson于1962年发表的《寂静的春天》、Ehrlieh于1968年发表的《人口爆炸》、马寅初于1957年发表的《新人口论》、Meadows于1972年发表的《增长的极限》等。资源生态学的产生源于理论与现实的相互作用;是随着自然资源的调查、保护和利用工作的开展而发展起来的;20世纪以来全球性资源问题和区域性资源问题是资源生态学产生的最大驱动力。资源生态学的形成与发展资源生态学产生的代表性论著美国生物学家戴恩于1961年发表的《生态系统的概念在自然资源管理中的应用》；

K.E.F.沃尔于1968年发表的《生态学和资源管理》；

英国地理学家I.G.西蒙斯于1974年发表的《自然资源生态学》；——成为资源生态学学科诞生的最重要标志

F.拉马丹于1984年发表的《自然资源生态学》等。资源生态学产生的应用前景制定国土规划和区域开发规划；指导贫困地区发展；指导现代农业建设；制定正确的资源生态环境战略决策。资源生态学的学科特点学科的综合性；广泛的应用性；鲜明的时代性；内容的转换性。资源生态学的学科体系学科性的理论研究，即综合资源生态学，包括理论资源生态学、应用资源生态学和资源生态方法论。以研究区域资源开发利用及其生态环境效应与生态系统管理为主要目的的区域资源生态学。以某一种资源系统为主要研究对象的实践研究，可分为农业资源生态学、林业资源生态学、水体资源生态学等。§3.2.1资源生态学的概念与内涵资源生态学是资源科学和生态学交叉而产生的一门应用性的边缘学科。生态学是研究生物之间及生物与非生物环境之间相互关系的学科。§3.2资源生态学内涵与研究范畴资源生态学是从资源的角度，基于生态学的基本原理来研究生物资源之间、生物资源与环境因子之间、生物资源与其他资源之间的相互关系的学科。资源生态学的研究对象：资源生态系统§3.2.2

生态系统生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利在1935年提出来的，即生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一的整体。生态系统是生物与环境之间通过能量流动和物质循环而形成的具有一定结构和功能的动态系统，它是研究生态系统结构和功能的科学。资源生态学的研究对象资源生态系统的结构、功能与调控复合生态系统的资源过程资源开发利用的生态效应及全球性或区域性的资源生态问题及对策研究人为干扰下生态系统内在的变化机理、规律，寻求资源的开发利用与保护对策的科学。资源生态的核心资源生态学的理论基础：物质循环规律：它是指自然界中的碳、氧、氮、磷、硫等组成生物有机体的基本元素，在生态系统的生物群落与无机环境之间形成的有规律的循环。能量流动规律：包括热力学第一定律、热力学第二定律、Lindeman百分之十定律等。生态平衡规律：指生态系统在漫长的进化过程中形成的、存在其内部各组分间相互补偿和自动调节的能力。生态系统的组分越多样，能量流动和物质循环越复杂，其调节能力越强；反之，则越弱。系统理论、控制理论以及信息论。资源生态学的研究内容：资源生态系统

资源分布规律

单项资源分布规律整体资源分布规律

资源生态系统结构与功能

资源生态系统结构资源生态系统功能研究资源开发的生态效益和经济效益评估

自然资源与社会资源关系的研究资源开发利用与生态环境的关系资源开发的生态效应：扰动效应：某种资源在一定范围的开发对原生环境及其生态关系产生一定的扰动，但并未导致环境“破坏”及生态失调，经过短暂调整，生态系统重新达到动态平衡。连锁效应：指一种资源的开发会促进或抑制其他资源的开发，或者引起环境的一系列变化。正、负效应：许多资源的开发往往对环境会产生正、负两方面的效应。滞后效应：有些资源的开发所引起的环境变化并未在资源利用初期表现，而是在开发中后期才表现出来。资源与生态环境理论问题

资源危机原因生态环境的经济属性生态环境问题具有阶段性和不可跨越性生态环境问题是无限滋生的生态环境问题具有不同类型、不同性质等属性当前资源生态学研究的热点问题：①资源生态安全，它包括资源开发利用的生态安全问题，以及外来物种入侵所带来的生物安全问题。土壤沙化及沙漠化的危害我国从1979年到1989年10年间，草场退化每年约130万公顷，人均草地面积由0.4公顷下降到0.36公顷。

2000年我国发生13次大的沙尘暴,每年经济损失高大540亿元。宁夏地区是古西夏国的范围，塔里木河流域是楼兰古国的地域，大约在1500年前还是魏晋农垦之地，但现在上述古文明已从地图上消失了。从近代时间看，1961年新疆生产建兵团32团开垦的土地，至1976才15年时间，已被高1－1.5m的新月形沙丘所覆盖。。沙龙滚滚，谁人能挡！草儿，你干么躲到地下去?内蒙古草原的理论载畜量应为0.49只羊/ha，而实际载畜量每公顷达0.65只羊,超出33%。②资源可持续利用与管理，它主要研究人与自然协调发展。③资源生态系统的保护与恢复§3.2.3

与资源生态相关的几个重要概念㈠生态价值与生态价值观生态价值是指环境价值中无形的、比较虚的、功能性的服务价值。生态系统的自然价值及其服务功能效益是地球生命支持系统的重要组成部分，也是社会与环境可持续发展的基本要素。生态价值观建立在新的生态道德的基础上，认为“人类属于自然的一部分”，是生命共同体中的一员，要求人类应该尊重自然界本身，实行尊重大自然的原则，应该设法和自然和谐相处，而不是单纯地让自然满足我们的需要，更不是征服和破坏自然。（二）生态资产与绿色GDP生态资产是生态系统生物资源直接价值及其生态服务功能价值的总和。对生态价值进行定量估算不仅可以从经济学的角度对生态环境进行定量评价，而且能够引起全社会对生态环境建设的高度重视，同时也是最终将其纳入社会与市场经济体系、建立绿色GDP核算体系、制定生态环境补偿政策的必要前提。绿色GDP，就是把资源和环境损失因素引入国民经济核算体系，即在现有的GDP中扣除资源的直接经济损失，以及为恢复生态平衡、挽回资源损失而必须支付的经济投资。绿色GDP不仅能反映经济增长水平，而且能够体现经济增长与自然保护和谐统一的程度，可以很好地表达和反映可持续发展观的思想和要求。（三）资源承载力资源承载力是指地球生物圈或某区域资源对人口增长和经济发展的支持能力。主要包括可供开发利用的自然资源的数量和环境对生产和生活过程所产生的各种废物的最大负荷量。资源承载能力通常是指一定区域范围内，其自身的资源禀赋所能持续支撑的经济社会发展规模并维持良好生态系统的能力。资源承载力是客观存在的，也可以因人类对环境的改造而变化，是自愿系统的客观属性，因而是一个相对客观的量。（四）资源持续利用资源持续利用是指既能满足担待人的需要，又对后代满足其需求能力不构成危害的资源利用方式。自然资源可持续利用有多种含义，通常归纳为以下三个层次的问题：生态伦理层次。生态伦理学认为，自然界中没有等级差别，在人与自然的关系中，人与其他物种乃至其他自然要素是平等的，自然资源和自然环境有其价值和权利，应该得到保护。可持续发展层次。按照可持续发展原则，自然资源保护是要给后代留下同等的利用机会和条件，在开发利用自然资源的同时强调保护，为的是持续地实现资源利用的经济效益、生态效益和社会效益。经济含义层次。从经济含义上讨论自然资源的可持续利用时，重点多放在高效有序地利用资源、消除经济浪费和社会浪费、使社会净收益长期最大化等必要性方面。（五）环境吸收能力环境吸收能力，是指环境媒介（大气、水、土壤等）吸收废物而又不导致环境退化的能力。（六）环境容量环境容量，又称为环境承载能力，它是指衡量和表现环境系统结构和状态相对稳定、表征环境同化能力的概念。指人类生存和自然生态环境不受危害的前提下，某一环境所能容纳污染物的最大负荷量。代表的是环境的自我调节能力，包括纳污能力和系统调节能力。§3.3资源生态学基本理论3.3.1资源过程理论3.3.2资源生态经济平衡理论3.3.3资源生态系统理论3.3.4资源流动轮3.3.5资源价值与产权理论3.3.6资源配置理论3.3.1资源过程理论资源在系统中进行物质和能量循环与转化的过程；资源的不断发展与替代，永续利用；注重资源在转化过程中的效率提高和新的替代资源的发现。3.3.2资源生态经济平衡理论资源开发推动经济增长生态环境代价3.3.3资源生态系统理论资源系统自身的动态平衡是维持该系统可持续存在的基础；各资源系统之间彼此释放的功能要互相耦合，建立良性的互馈机制。3.3.4资源流动论资源的全球流动环境污染与生态问题的全球流动为资源生态学提供广阔的研究领域导致3.3.5资源价值与产权理论资源有价资源价值和产权引发3.3.6资源配置理论公平享受资源代际公平代内公平规则公正资源在各代人间的公正分配现代人对后代人的资源补偿能否实现资源的国内公平资源的国际公平§3.4自然资源评价的生态因子生态因子（如温度、降水、光量等）是反映直接对生物有机体发生作用的某种环境因子的生物化学或生物学特征的基本参量。所有生态因子构成生物的生态环境（ecologicalenvironment)。环境因子与生态因子的区别：

环境因子具有更广泛的外延，包含生态因子，环境因子不一定对生物起作用

生态因子是对生物产生一定作用的环境因子生态因子的分类1.简单分类方法：非生物因素即物理因素：包括光、热、水、风、矿物养份等。生物因素：针对某一生物而言的其他生物，如动物、植物、微生物等。注意：在自然界，各种生态因子总是综合起作用，但总有一个或几个起主导作用。2.按其性质分为五类①气候因子（climaticfactors），光、温度、降水、风等。②土壤因子（edaphicfactors），土壤结构、有机物、有机物的营养状态等。③地形因子（topographicfactors），地面特征，包括坡度、坡向、海拔。④生物因子（bioticfactors），包括同种或异种生物间的关系。⑤人为因子（anthropogenicfactors）。生态因子作用的一般特征①综合作用：生态因子对生物的作用不是单一的，是综合的。独立的生态因子并不存在（相互之间存在联系，如水分会影响土地的作用）但作用有主次，直接或间接之分，并在一定条件相互转化。②主导因子作用:

在诸多环境因子中，有一个对生物起主导作用的生态因子，称为主导因子。主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。

在光合作用中，光是主导因子，湿度和CO2是次要因子。

以生物为主导因子，表现在动物食性方面的可分为：草食动物、肉食动物、食动物、素食动物（人）。③直接作用和间接作用：环境中的地形因子：坡向、海拔、经纬度对比等，生态的作用是间接的，生物在不同地形中均能生长，但地形会影响光照、湿度、水分等分布，从而通过对直接作用因子的影响而间接地产生作用于生物生长。④阶段性作用：生物在不同的生长阶段对生态因子的需求不同，使生态因子对生物的作用也是有阶段性。⑤不可替代性和补偿作用：大部分生态因子对生物具有不可替代的作用，如阳光、水等，如果缺乏会影响生物的正常生长，直至死亡。如光合作用时，如果光照不足，可以增加二氧化碳浓度来补足（补偿作用）。生态因子的作用规律限制因子Liebig最小因子定律Shelford耐性定律生态幅①限制因子：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。

如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子；相反，如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子就很可能是一种限制因子。

例如，氧气对陆生动物来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会面为限制因子（寄生生物、土壤生物和高山生物除外）。但是氧气在水体中的含量是有限的，而且经常发生波动，因此常常成为水生生物与环境复杂关系的钥匙，因为各种生态因子对生物来说并非同等重要，生态学家一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物生存和发展的关键性因子。②Liebig最小因子定律：德国化学家（BaronJustusLiebig）于1840年在其所著的《有机化学及其在农业和生理学中的应用》一书中，分析了土壤与植物生长的关系，认为每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养元素，并阐明在植物生长所必需的元素中，供给量最少（与需要量比相差最大）的元素决定着植物的产量。例如，当土壤中的氮，可维持250kg产量，钾可维持500kg，则实际产量只有250kg；如果多施1倍的氮，产量将停留在350kg，因这时产量为钾所限制。Liebig指出：“植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量”，这一概念被称做“Liebig最小因子定律”。Liebig之后，不少学者对此定律进行了补充，如Mitsherlich发现：当限制因子增加时，开始增产效果很大，继续下去，效果渐减。N.P.Odum(1973)建议对Liebig定律做两点补充：这一定律只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况下才适用，要考虑生态因子之间的相互作用。同上逐步形成生态因子，由于伴随的其他因子不同，对生物所起的作用也不同。如光强度不足时，CO2浓度的提高可得到部分补偿，使光合作用强度有所提高。因而最低因子并不是绝对的。③Shelford耐性定律：美国生态学家V.E.Shelford于1913年指出，生物的存在与繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则该物种不能生存，甚至灭绝。这一概念被称为Shelford耐性定律。环境条件生物体的状况繁殖存活生长耐受性定律图解（仿A.Mackenzie,1999）环境条件

生态学者们结合最小因子定律和耐受性定律的思想，提出了另一个综合的生态学概念——限制因子（limitingfactor）。限制因子的定义是：当生态因子（一个或相关的几个），接近或超过某种生物的耐受极限而阻止其生存、生长、繁殖、扩散或分布，这时，这些因子就称为限制因子。在自然界中，生物不仅受制于最小量需要物质的供给，而且也受制于其他的临界生态因子，限制因子的概念指明了生物的生存与繁衍取决于环境中各种生态因子的综合，这就是这个概念的最主要价值。④生态幅在自然界，由于长期自然选择的结果，每个物种都适应于一定的环境，并有其特定的适用范围，例如：熊猫仅见于秦巴山区，大象只长在热带丛林，生物对某种生态国的适用范围称为生态幅。图2—2窄温性与广温性生物的生态幅A冷窄温 B广温 C暧窄温最低最高最低最高C最适B最适A最低§3.5

资源生态价值评估3.5.1

资源生态评价目的、意义资源生态评价概念

资源生态评价是指应用资源生态学的有关理论和方法，对资源的组成、结构、功能与主要生态工程、稳定性与敏感性、系统发展演化趋势等进行综合评价。评价目的与意义了解资源的生态状况及生产能力高低，全面认识资源开发利用现状所出现的生态环境问题。通过生态评价，有助于认识资源生态系统发展潜力与制约因素，评价不同的活动和措施可能产生的结果。通过生态评价，有助于从生态系统的角度全面认识资源与社会、经济、环境间的相互关系及其发展变化规律。通过研究对象的历史和现状的评价，有助于预测未来可能发生的生态环境问题，尽早做好防范对策与措施。3.5.2

资源生态评价指标体系指标体系构建原则与要求相对完备性

评价指标体系能在生产、生活、社会进步与环境保护方面反映大系统整体性代表性

反映系统时空变化特征，同时各指标应具有一定程度的独立性和稳定性层次性

根据评价的需要和详尽程度对指标进行分层分级，满足系统预测、结构、功能分析要求统一性

在计量范围、统计口径、含义解释、计算方法上协调一致。合理性

可测、可操作、可比较、可推广，在较长时间和较大范围内都能适用。指标体系内容资源生态评价的指标体系可按评价对象及评价目的来确定。3.5.3

资源生态评价的程序生态调查调查内容调查方法