内容正文:
第一节自然资源的数量、质量及空间分布讲义
一、新课导入:能源资源的分类
能源资源是为人类提供能量的天然物质和物质运动,既包括煤、石油、天然气、水能等常规能源,也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。它既具有自然地理的属性,也关乎公共利益与代际公平,并且可以从自然界直接获得。
能源的不同分类方式
分类依据
类型
典型能源
按性质
可再生能源
太阳能、风能、水能、生物能、地热能、潮汐能
按性质
非可再生能源
煤炭、石油、天然气、油页岩、核燃料、核能
按开发利用状况
常规能源
煤、石油、天然气、水能
按开发利用状况
新能源
太阳能、风能、生物能、地热能、海洋能、核能、潮汐能
按形成和来源
来自太阳辐射
太阳能、生物能、煤、石油、天然气、风能、水能
按形成和来源
来自地球内部
地热能、核能
按形成和来源
来自天体引力
潮汐能
图 1-1 风力发电场:风能是可再生的新能源,也来自太阳辐射
图 1-2 地热景观:地热能来自地球内部,属新能源
图 1-3 太阳能光伏电站:太阳能既是新能源,也属来自太阳辐射的能源
判断练习
判断下列哪些属于自然资源,并说明判断依据:森林、闪电、水、钢铁、铁矿、水泥、岩浆、太阳能。
判断依据:一是必须直接从自然界获得,二是必须能被人类所利用。据此,闪电和岩浆虽属自然存在但不能被人类利用;水泥和钢铁是经过人类加工的产品,不是直接来自自然界;森林、水、铁矿、太阳能同时满足两个条件,属于自然资源。
二、自然资源的含义与特征
(一)自然资源的含义
自然资源是指人类可以直接从自然界获得并用于生产和生活的物质和能量。把握概念要抓住两个关键点:
“直接来自自然界”——未经过人类加工。
“能被人类利用”——在当前和可预见未来的经济技术条件下具有开发利用价值。
自然资源是地理环境的重要组成部分,既具有自然属性,也具有社会属性,关乎公共利益与代际公平。
(二)自然资源的分类
按照是否能够再生,自然资源可分为两大类:
类型
含义
主要包括
可再生资源
可以在较短时间内更新、再生,或者重复利用、循环使用
土地资源、水资源、气候资源、生物资源
非可再生资源
形成周期非常缓慢,相对于人类历史几乎不可能再生
金属矿产、非金属矿产、能源矿产
(三)自然资源的数量与质量
自然资源的数量是一定时间、一定区域内,在一定的社会经济技术条件下,能被人类开发利用的总量。不同类型的资源,数量的衡量指标不同:
土地资源的数量以占用的土地面积来衡量。
水资源的数量以体积(多年平均径流量)来衡量。
矿产资源的数量以探明储量来衡量。
自然资源的质量是一定社会经济技术条件下,各种自然资源满足人类和社会环境需要的优劣程度,是获取经济效益、社会效益和生态效益多少与价值高低的表征。具体衡量指标因资源类型而异:
矿产资源的质量主要由品位、杂质含量等指标衡量。
水资源的质量主要指水质(如《地表水环境质量标准》中的 Ⅰ—Ⅴ 类)。
土地资源的质量可从土壤肥力、地形坡度、耕作条件等方面衡量。
(四)自然资源的四大特征
特征
含义与表现
有限性
一定时间和区域内自然环境能提供的自然资源都有数量限制;在一定的科学技术条件下,人类能够从中获取的数量更为有限。即使是可再生资源,其数量与更新能力在一定时空范围内也存在极限(如森林采伐强度不能超过生长量)。
不均衡性
自然资源的数量和质量存在显著的地域差异。非可再生矿产资源的分布符合一定的地质成矿规律;某些可再生资源的分布也存在明显的地域分异规律(如降水由沿海向内陆递减)。
整体性
各类自然资源不是孤立存在的,而是相互联系、相互影响、相互制约,共同构成统一的自然资源系统。开发某种资源时,必须考虑它对其他资源和整个自然环境的影响。
可变性
一是自然资源的种类会随社会生产力提高和科学进步而不断扩展;二是自然资源的数量、质量和空间分布也会发生变化。
三、可再生资源及其空间分布——以水资源为例
(一)可再生资源的概念
可再生资源能够在一定时间内持续再生,其数量相对稳定,甚至有可能增加。不同类型的可再生资源空间分布差异较大:有些可再生资源的空间分布具有很强的规律性,如气候资源。需要特别强调的是,可再生资源的数量是有限的,并不是“取之不尽,用之不竭”的,应有计划、有限制地加以开发利用。
图 3-1 河流水:人类较易开发利用的地表水资源
图 3-2 湖泊淡水:淡水资源的重要组成部分
(二)水资源的概念与储量
广义的水资源指地球上所有的淡水和咸水;狭义的水资源通常指地球上的淡水资源。目前人类较易开发利用的,主要是河流水和淡水湖泊水等地表水,以及浅层地下水,其储量不足全球水体总储量的 1%。
全球水体构成(示意):海洋水约占 97%,陆地水体约占 3%。陆地淡水中冰川约占 68.7%,地下水约占 30.1%,其他水体约占 0.9%;河流水约占 0.006%,淡水湖泊约占 0.26%。
图 3-3 全球水体构成示意
(三)水资源的特征
补给的循环性和有限性:水资源依靠水循环不断补充,但在一定时空范围内可利用的量有限。
时空分布的不均衡性:水资源在时间上和空间上都存在明显的分布差异。
利用的广泛性和不可替代性:水资源在农业灌溉、工业生产、生活饮用和生态维系中用途广泛,难以被其他资源完全替代。
(四)水资源的数量:多年平均径流量
衡量一个地区水资源量多少的核心指标是多年平均径流量。年径流量近似等于年降水量与年蒸发量之差,即:
年径流量 ≈ 降水量 − 蒸发量
图 3-4 六大洲多年平均径流量比较
图 3-5 世界年降水量空间分布
(五)世界水资源的分布
世界水资源分布不均。根据各大洲多年平均径流量比较:亚洲水资源最多,南美洲次之,大洋洲最少。形成这种差异的根本原因是降水的空间分布不均。
从国家尺度看,世界可再生内陆淡水资源储量居前的国家有巴西、俄罗斯、加拿大、美国、中国等。我国淡水资源总量约 2.8 万亿立方米,约占全球水资源的 6%,居世界第 6 位。
(六)我国水资源的总体特征
我国水资源总体丰富,但人均占有量少,是联合国认定的“水资源紧缺”国家:
总量大:淡水资源总量约 2.8 万亿立方米,占全球约 6%,仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚,居世界第 6 位。
人均少:人均水资源量约为世界人均的 1/4,人均水资源占有量全球排名靠后。
供需紧:全国 600 多个城市中有 400 多个供水不足,城市缺水总量较大。
结构错配:以全球 6% 的淡水资源养育世界约 20% 的人口,用水需求刚性大。
图 3-6 中国年降水量分布:由东南沿海向西北内陆递减
(七)我国水资源的时空分布特征
时间分布:季节变化大,夏秋多、冬春少;年际变化大。
空间分布:分布不均,与年降水量分布格局基本一致,由东南沿海向西北内陆逐渐减少。可划分为五个径流带:
径流带
年降水量
年径流深
多雨—丰水带
大于 1600 mm
超过 800 mm
湿润—多水带
800~1600 mm
200~800 mm
半湿润—过渡带
400~800 mm
50~200 mm
半干旱—少水带
200~400 mm
10~50 mm
干旱—干涸带
小于 200 mm
不足 10 mm
水土资源错配:外流区面积占全国的 64.6%,水资源总量却占 95.4%;内流区面积占 35.4%,水资源总量仅占 4.6%。外流区内部,南方四区水资源总量占全国的 81.0%、人口占 54.6%、耕地占 39.7%;北方四区水资源总量仅占 14.4%、人口占 43.3%、耕地占 54.9%。这种水、土资源和人口组合不平衡的状况,造成了北方用水紧缺的局面。
(八)水资源的质量:水质
自然界中的水是不断运动的,具有一定的自净能力。我国根据水的环境功能和保护目标,将地表水环境质量划分为 Ⅴ 类:
类别
主要适用水域
Ⅰ 类
源头水、国家自然保护区
Ⅱ 类
饮用水水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地
Ⅲ 类
饮用水水源地二级保护区、渔业水域、游泳区
Ⅳ 类
一般工业用水区、娱乐用水区
Ⅴ 类
农业用水区、一般景观水域
水质标准随水资源用途不同而有所区别。劣于 Ⅴ 类的水体基本丧失使用功能。
四、非可再生资源及其空间分布——以矿产资源为例
(一)非可再生资源的概念
非可再生资源是经过漫长地质年代形成的,具有不可再生性。随着开采量的不断增加,其储量会逐渐减少,甚至有可能枯竭。不同类型的非可再生资源,形成条件和存储条件不同,空间分布差异较大。
(二)矿产资源的概念与地位
矿产资源是由地质作用形成的,埋藏于地下或出露于地表,在当前和可预见未来的经济技术条件下具有开发利用价值,呈固态、液态和气态的自然物质。
矿产资源是重要的非可再生资源,是人类生产活动的重要物质基础,也是国家安全与经济发展的重要保证。
图 4-1露天煤矿:煤炭是典型的固态能源矿产
图 4-2 海上采油平台:石油是典型的液态能源矿产
图 4-3 天然气井测试:天然气属气态能源矿产
(三)矿产资源的分类
类型
概念
典型代表
金属矿产
经冶炼可以从中提取金属元素的矿产资源
铁、锰、铜、铅锌、钨、锡、锑、锂、稀土等
非金属矿产
除能源、金属外,可提取非金属化学元素、化合物或可直接利用的岩石与矿物
磷矿、硫、钾盐、石灰岩、金刚石等
能源矿产
开采后可直接或经加工提炼后作为燃料或其他能源的矿物
煤、石油、天然气、铀等
图 4-4 露天铁矿:铁属金属矿产
图 4-5 磷矿露天开采:磷矿是重要非金属矿产
(四)世界主要矿产资源的分布
石油:储量有限,空间分布不均。中东地区石油探明储量约占世界的 50%,其中沙特阿拉伯的石油探明储量最大。
磷矿:世界磷矿储量丰富,非洲的储量约占世界的 80%,摩洛哥是目前磷矿探明储量最多的国家。
铀矿:世界已探明的具有工业价值的铀矿床多分布在北美洲和非洲,北美洲和非洲储量约占全球已探明储量的 72%。
(五)我国矿产资源的分布特点
我国矿产资源比较丰富,但结构不理想,表现为“煤炭资源比重偏大,石油和天然气资源比重偏小”。主要分布特征如下:
煤炭:资源丰富、煤种齐全,但适于露天开采的储量少,各地区煤炭种类和质量差异较大。主要分布在新疆、内蒙古、山西,其次为陕西、贵州、宁夏、河南、云南、山东、河北等地。
石油:探明程度低、分布不均,主要分布在东北、西北和华北地区,已探明可采储量集中于大庆、胜利、辽河、中原、新疆等油田。
天然气:主要分布在四川、鄂尔多斯等地,其储量占全国一半以上。
金属矿产:我国钨、锡、锑、稀土、钽、钛、钒、钼、铌、铍、锂等的探明储量居世界前列。但许多重要金属矿产质量欠佳,中小型矿床所占比重大、大型和超大型矿床所占比重小;分布广泛但又相对集中于几个地区。
铁矿:分布广而不均衡,东北、华北两区储量几占全国的一半,最集中的地区是辽宁鞍山—本溪、冀东和西昌。
锰矿:储量较丰富,以中低品位和碳酸锰矿石为主,产地多集中于中南、西南地区。
铜矿:已探明储量居世界前列,但缺少易选的高品位富矿,储量一半以上在华东、西南两区。
非金属矿产:我国已探明的非金属矿产有 90 余种,产地 5000 多处。
图 4-6白云鄂博稀土矿区:我国稀土等金属矿产探明储量居世界前列
(六)资源空间分布与跨区域调配
矿产资源的不均衡性,是我国实施资源跨区域调配的重要原因。以煤炭为例,我国煤炭产地集中在北方和西部,而主要消费市场位于东部沿海,由此形成了“北煤南运”“西煤东运”的格局,配套建设了大秦铁路、朔黄铁路等运煤专线。认识这种分布差异,是理解我国资源跨区域调配工程布局的基础。
五、其他可再生资源的空间分布
除水资源外,气候资源、生物资源、土地资源等可再生资源的分布同样具有明显的地域分异规律,其分布主要受纬度位置、海陆位置、地形地貌和大气环流等因素影响。
(一)气候资源
太阳辐射能的分布总体由低纬向高纬递减,但受地形、天气状况影响存在局部差异:青藏高原太阳辐射强,四川盆地太阳辐射弱。
风能资源主要分布在沿海及“三北”(西北、华北、东北)地区,这些地区风力大、地形开阔,适宜建设风电场。
地热能资源主要分布在板块边界和地壳活动强烈的地区,如板块交界带的火山、地热区。
图 5-1 潮汐能发电:潮汐能来自太阳、月球对地球的引力
图 5-2 核电站:核能来自地球内部,属非可再生能源
(二)生物资源
生物资源的分布受热量、水分、地形等条件制约,具有明显的地带性规律。例如,森林集中分布在降水较多的湿润、半湿润区,草原和荒漠则分布在降水较少的半干旱、干旱区。我国森林资源总体覆盖率偏低但增长较快,人工林面积居世界首位。
(三)土地资源
我国土地资源总量大、类型齐全,但山地多、平地少,耕地比重小,且耕地总体质量不高、后备资源不足。耕地主要分布在东部季风区的平原、盆地和低缓丘陵地区;草地主要分布在西部干旱、半干旱区;林地主要分布在东北、西南的边远山区和东南部山地。
六、课堂小结
知识板块
核心要点
自然资源的含义及特征
含义:直接来自自然界、能被人类利用;四大特征为有限性、不均衡性、整体性、可变性
自然资源的数量与质量
数量衡量指标因资源而异(面积、体积、储量);质量衡量品位、杂质、水质、肥力等
可再生资源及其空间分布
概念与分类;水资源以多年平均径流量衡量;我国水资源夏秋多冬春少、东南多西北少、水土错配
非可再生资源及其空间分布
矿产资源分金属、非金属、能源三类;世界石油集中于中东,磷矿集中于非洲;我国北煤南运、西煤东运
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