1、干旱区资源与评价干旱区资源与评价第一章 绪论一、资源、自然资源的概念1、资源：指环境中能为人类直接利用，并带来物质财富的部分。包括：自然资源和社会经济资源(人力、资金、技术等).2、自然资源人类可以利用的自然生成物，以及生成这些成分的环境功能，称为自然资源。3、自然资源概念的共同点：自然资源不是脱离生产应用而对客观物质的抽象研究的对象，而是在不同的时空组合范围内有可能为人类提供福利的物质和能量；自然资源的范畴不是一成不变的，随着社会进步和科学技术的发展，人类对自然资源的理解不断加深，资源开发和保护的范围不断扩大；3 自然环境是指人类周围所有的外界客观存在物，自然资源则是从人类的需用角度来理解这
2、些因素存在的价值，因此，自然资源和自然环境密不可分，但两者的概念又互有差异。 二、自然资源的类型、特点1、自然资源的类型地理分类 ：气候、水、生物、土地、矿产和海洋资源。 可更新资源：生物资源、土地资源、森林资源耗竭性资源特征分类 不可更新资源：如矿产资源。 恒定性资源：气候资源、潮汐能、原子能等非耗竭性资源。易误用性资源：水资源、旅游资源。 利用分类 ：农业资源、工业资源、能源资源、旅游资源、医疗卫生资源等。 自然资源的分类：地理分类：根据自然资源的形成条件、组合状况、分布规律等进行分类，可分为气候、水、生物、土地、矿产和海洋资源等等。特征分类：按照自然资源本身所固有的属性进行分类，将自然资
3、源分为耗竭性资源和非耗竭性资源。耗竭性资源包括可更新资源（如生物资源、土地资源、森林资源）和不可更新资源（如矿产资源）。非耗竭性资源包括恒定性资源（气候资源、潮汐能、原子能等）与易误用性资源（水资源、旅游资源）。 利用分类：根据人类不同的利用方向，可将自然资源按照经济部门进行分类，如农业资源、工业资源、能源资源、旅游资源、医疗卫生资源等。2、自然资源的特点1）、可塑性和演变的不可逆性2）、数量的有限性和潜力的无限性3）、自然资源的综合性和整体性4）、时空变化的不平衡性与节律性5）、自然资源的多层次性与多功能性值得注意：并非自然资源所有的功能及用途都具有同等重要的地位。在资源开发利用时要全面权衡
4、，按经济效益、社会效益、生态效益相统一的原则，借助于系统分析手段，通过科学的优化程度选择最佳方案。 三、自然资源的评价原则 1、以人类的利用为核心 只有当自然环境中的物质或能量为人类所利用时，才称其为资源。资源因利用目的不同，有不同的标准，例如，饮用水和灌溉水对水质的要求不同。2、遵循经济规律 资源实质是一种特殊的商品，参与经济活动，因此必然遵循经济活动规律。即最小的投入，获得最大的经济效益。3、遵循自然规律 自然资源是自然环境中的一部分，它的形成、分布、特性、演化必然遵循自然规律，开发利用时应进行生态适宜性评价。4、遵循区域综合性规律 自然资源分布区域间有明显差异，因此，开发利用时要考虑当地
5、的自然条件和经济水平5、评价结果应以实用性为目标 评价的目的是为了合理开发和利用自然资源。评价时所采用的指标体系、评价方法既要科学又要便于获得，易于操作。四、自然资源开发利用的发展趋势 1、自然资源的开发利用要积极保持自然界的生态平衡2、自然资源的综合开发3、开源和节流是自然资源开发中并举的两个方面4、开发利用自然资源要与保护资源和提高环境质量结合起来5、自然资源研究和开发利用的国际性合作将日益加强五、我国的自然资源现状 1、我国自然资源及其利用的基本特征是资源总量丰富但人均少，资源利用率低且浪费严重。中国最大的比较优势是人口众多，最大的劣势是资源不足。2、我国土地资源的特点是“一多三少”，即
6、总量多，人均耕地少，高质量的耕地少，可开发后备资源少。3、中国草地可利用面积比例较低，优良草地面积小，草地品质偏低；天然草地面积大，人工草地比例过小，天然草地面积逐年缩减，质量不断下降。草地载畜量减少，普遍超载过牧，草地“三化”不断扩展。4、矿产资源，虽然总量丰富，但人均占有量不足。同时存在三个突出问题：一是支柱性矿产(如石油、天然气、富铁矿等)后备储量不足，而储量较多的则是部分用量不大的矿产(如钨、锡、钼等)；二是小矿床多、大型特大型矿床少，支柱性矿产贫矿和难选冶矿多、富矿少，开采利用难度很大；三是资源分布与生产力布局不匹配。 5、淡水资源储备是指储存于地表和地下的可利用水量，也就是所谓的可
7、更新水资源量。我国水资源总量并不少，但由于人多地广，人均占有量很少。 6、自然条件优越，海洋资源十分丰富，我国海洋资源开发起步较晚，开发能力较低。海上矿产资源开发、能源开发尚处在起步阶段，难以从根本上缓解我国现阶段资源短缺的状况。 7、生物资源总量大，但质量普遍较低；资源结构不尽协调 ；生物生产力年际变化大，季节性明显 ；区域分布不平衡。8、我国自然旅游资源具有以下特点：类型多样，分布广泛 ；地域差异显著 ；受季节影响大 ；一些高质量的自然旅游资源往往地域偏远，开发难度大。 第二章 干旱半干旱区自然资源形成一、干旱半干旱区界定1、湿润地区年降水量大多在800mm以上；半湿润地区年降水量多在40
8、0（500mm）800mm；半干旱地区年降水量大多在200400mm（500mm），干旱地区年降水量在200mm以下。 2、中国科学院自然区划工作委员会将干燥度大于 2.0的地区称为干旱区，干燥度1.52.0的地区称为半干旱区。3、1977年，联合国荒漠化问题会议上由联合国粮农组织 (FAO)等机构提出的荒漠化图以干旱指数P/ETP来确定干旱区界线。P表示降水，ETP表示蒸散，蒸散是用彭曼方法计算的，考虑了大气温度、风和太阳辐射。 P/ETP 0.03的地区为极端干旱区，0.03 P/ETP0.2的地区为干旱区， 0.20 P/ETP0.5的地区为半干旱区。 地区干燥度植被利用湿润区2荒漠草原
9、、荒漠 以畜牧业为主 二、中国干旱区形成的古地理过程1、森林化(过程)时期早第三纪湿润期古地中海特提斯海仍占据我国西南广大地区 早第三纪我国北方土地形成的过程与地理特征,可概括为以下几点：(1)自白垩纪晚期以来,地壳构造运动相对平稳,地表经长期剥蚀夷平,呈准平原化。 (2)气候主要为行星风系环流所控制,北部多受西风环流影响,湿润多雨;但南部夏季为亚热带高压所占有;西北地区盛行东北信风,相对干燥温凉。 (3)全境除西北地区(新疆、柴达木盆地、甘肃西部)为亚热带稀树草原外,其它地区均属森林环境。 (4)岩石风化作用旺盛,风化壳深厚,土地的物质淋溶过程明显,地表可溶盐大多被淋洗,富铁质化。 2、草原
10、化(过程)时期晚第三纪与早更新世半干旱期早第三纪渐新世后开始的最重要的地理事件是喜马拉雅运动以比前更广阔更剧烈的气势进行着，古地中海大幅度抬升而成为高原与高山青藏高原与喜马拉雅山，早期被夷平的地面再度抬起，并伴有大量的断裂。直到第三纪末第四纪初期使青藏高原剧裂隆起。 喜马拉雅山与青藏高原逐渐隆起的过程,，加速了我国北方地区的干旱过程，其原因主要是：古地中海的退出，不仅使我国西部地区完全成为陆地，而且使南亚大陆与欧亚大陆联成一片，大大扩大了欧亚大陆的面积，使其更为辽阔，这在很大程度上改变了海、陆间的水热对比关系，使我国西部及北部地区成为地球上最大陆地的腹地，大陆性气候必然会明显加强，由此改变了早
11、第三纪的行星风系，并诱发形成了崭新的季风环流，成为控制我国当今气候的主导因素。 3、荒漠化(过程)时期中更新世以后干旱期 自第四纪以来所出现的冰期与间冰期这种具有轮回变化的大气候变化，就是第四纪以来最重要的地理事件 。这一事件的出现，无疑加快了从第三世纪开始的我国北方气候逐渐变得干冷的基本趋势，中更新世以后，我国北方地区便进入以荒漠化为主要特征的干旱时期。 古地理过程对现代环境特征的影响 (1)古地理过程的进行，为现代地貌特征奠定了基本轮廊：(2)第四纪以来所形成的季风环流的格局，成为控制本区气候的主要因素，(3)由于长期干旱环境的深刻影响，植被类型较少，覆盖度很低，尤其是贺兰山以西，现代的荒
12、漠特征与晚更新世后期保持了明显的一致性。(4)由于土地的诸要素明显地受古地理过程的深刻影响，因此，土地本身不可避免地打上了古地理过程的烙印，这主要表现在土地的一些基本特征上，第三章 气候资源一、太阳辐射资源特点 太阳以电磁波形式不断向外放射能量，称为太阳辐射。太阳辐射资源主要指被地表吸收的太阳总辐射，约占到达大气顶界辐射量的51%。 太阳辐射资源的多寡主要由太阳高度角和大气透明度两个因素决定。 太阳总辐射变化是直接辐射和散射辐射共同作用的结果，并且主要由太阳高度角变化决定。我国太阳辐射年总量，总的是东部小西部大。年内月总辐射量最低值在12月份，最大值出现在6月份。二、太阳辐射资源的利用 1、光
13、热转换我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。 现代有制热与制冷。常见的有太阳能热水器、太阳能空调制冷 、太阳能温室 、蓄热太阳池 。 2、光电转换 利用太阳能发电。如太阳能光伏。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。还有光能汽车、太阳能路灯等。 法国奥德约太阳能发电站是世界上第一个实现太阳能发电的太阳能电站。 3、光化转换 基本形式有植物的光合作用和光化反应。三、太阳辐射资源的计算（一）太阳总辐射的计算 主要采用经验公式： Q = QiF1（p）F2（s，n） 式中 Q：太阳总辐射； Qi：理论
14、太阳辐射，一般可通过天文计算公式获得或查表获得，主要包括天文辐射、晴天总辐射和理想大气总辐射三种； F1（p）：大气透明度的影响函数； F2（s，n）：天空晴朗程度的影响函数，其中s是日照百分率，n是云量。 1、 利用天文辐射计算太阳总辐射 天文辐射是指完全由地球的天文位置，如日地距离、太阳高度、白昼长度等决定的太阳辐射，即到达大气顶界的太阳辐射。 Q = QA（a+bs） 夏半年a值的分布自西向东、自南向北减小， b值在西部地区变化不大，在东部地区自南向北增大。冬半年a值由南向北增加， b值在西部地区变化不大，在东部地区由南向北增大。2、 利用晴天辐射计算太阳总辐射 晴天总辐射是指天空晴朗无
15、云时到达地表的太阳总辐射。3、 利用理想大气总辐射计算太阳总辐射 理想大气（干洁空气）是指大气中不含水汽、液态和固态杂质的混合气体。通过理想大气到达地表的太阳辐射被称为理想大气总辐射。（二）太阳直接辐射与散射辐射的计算v 翁笃鸣S= QA（as+bs2）D = QA（an+b） 式中： S：直接辐射； s：日照百分率； D；散射辐射； n：平均云量。 太阳直接辐射主要与大气透明状况有关,散射辐射主要与天空云量有关。 公式中的系数a、b因地区而异，见表。四、太阳辐射资源的评价的指标1、光合有效辐射（PAR）光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用时，被叶绿素吸收并参与光化学反应的那部分太阳辐射能2、
16、光能利用率 光能利用率是指植物光合产物中贮存的能量与其所获得的太阳辐射能的百分比。它反映植物进行光合作用的效率。3、光合生产潜力 在光、热、水、二氧化碳等外界环境条件和作物的群体结构、长势及农业技术措施等都处于最适宜状态时，由作物的光合效率所形成的群体最高产量称为光合生产潜力，亦称作物产量的理论上限。五、提高光能利用率 目前实际光能利用率与理论光能利用率相差很大，主要受其他环境因素（如CO2浓度，温度等）的影响。此外太阳辐射资源丰富地区往往干旱少雨。1、改善微观环境条件 调整农作物种植方式、种植密度等，改善微观环境条件，使农作物群体能够充分利用投射的太阳辐射，减少漏射、反射等损失。2、改善宏观
17、环境条件 通过适当的人工措施，改进其它环境因子的适宜程度，如CO2含量正常，气温适宜，水分供给充足等，还可以通过培育新品种提高农作物对光能的利用率。六、热量资源 热量是指地表或大气吸收太阳辐射后所产生的能量。热量资源主要是指农业生产可以利用的热量，通常以温度表示。地表热量平衡是气候形成的能量因子七、农业生产中热量资源的评价指标与计算（一）基本温度指标1、三基点温度 三基点温度是植物生命活动过程的最适温度、最低温度和最高温度的总称。三基点温度的高低还与所处环境有关：热量资源丰富地区的三基点温度较高，反之则低。2、最低致死温度与最高致死温度 当环境温度过低时，则会引起植株死亡，此时温度称为最低致死
18、温度，所造成的危害称为低温害。使植物受害致死的最高温度成为最高致死温度，此时造成的危害称为热害。（二） 热量累积指标1、界限温度 界限温度是指具有普遍意义的，标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止或转折点的温度。如日平均气温。2、生长期和无霜冻期 生长期分为气候生长期和实际生长期。气候生长期是指植物可能生长的时期，根据农事活动、农业类型等不同要求，常用界限温度期间的日数表示。它具有明显的地带性特点。实际生长期是指作物从播种到成熟的日期，或多年生植物从返青到枯黄之间的日期。它因作物种类、品种而异，并受环境条件如日照、温度、水分等影响。 无霜冻期是指一年内终霜冻日至初霜冻日之间的持续日数。3、
19、积温 积温是某一时段内逐日平均气温累积之和。 大于生物学下限温度的实际温度称为活动温度。 活动温度与下限温度的差值称为有效温度。 活动积温是指生物某发育期内或生命周期内活动温度的总和。 有效积温是指生物某发育期内或生命周期内有效温度的总和。（三） 光温生产潜力 光温生产潜力是在农业生产条件得到充分保证，水分、二氧化碳供应充足，其它环境条件适宜情况下，理想群体在当地光、温资源条件下，所能达到的最高产量。它实质是光合生产潜力受到地区温度条件限制后的产量。八、农业气象灾害1、低温害 包括冷害、热带作物寒害和冻害。 冷害是指在作物生长季出现零度以上低温时对作物的损害。 热带作物寒害是指热带作物受低温侵
20、袭，导致损伤或死亡，多发生在秋冬季节，与强烈的冷空气活动有关。 冻害是指植株体温降至零度以下，受冻损伤或死亡。2、热害 包括高温逼熟和日烧。 高温逼熟是指出现高温而使作物早熟，品质受到影响并减产。 日烧是指强烈太阳辐射引起增温，致使植物表皮灼伤，最终因干旱缺水而死亡。 九、气候资源特征1、无限性与有限性。2、随时间变化的相对稳定性和波动性。3、空间分布上的有规律性和区域差异性。4、气候资源各要素之间、气候资源与其它自然资源之间的相互依存性和不可替代性。十、气候资源评价原则1、确定总体目标，即整体性原则。 光、热、水、气四个子系统。2、因地制宜，明确优劣，即生产性原则。 确定指标要有生产的针对性
21、和实用性。3、因时制宜，减轻灾害，即主导因素原则。 空气随时间空间变化量小，由此产生的生物产量差异不大，可以暂时不考虑。4、最佳综合效益，即最优化原则。 评价过程在自然、技术、社会三方面达到最优化。十一、中国西北干旱区气候资源特点干旱区气候资源特点：1、日照长、辐射强、太阳能资源非常丰富。2、日温差大，热量资源独特。3、水资源极端缺乏。4、风能资源丰富。 有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3ms和6ms风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。 1）、东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。 2）、内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。 3）、黑
22、龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大。 4）、青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区。 5）、云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、 广东、广西的山区，以及塔里木盆地，为我国最小风能区。 6）、在4）和5）地区以外的广大地区，为风能季节利用区。 有的在冬、春季可以利用，有的在夏、秋季可以利用。第四章 土地资源概论一、土地和土地资源概念1、土地地球陆地表面具有一定范围的地段，包括垂直于它上下的生物圈的所有属性，是由近地表气候、地貌、表层地质、水文、土壤、动植物以及过去和现在人类活动的结果相互作用而形成的物质系统。（XX）土地包括地球特定地域表面及其以上和以下的大气、土壤、基础
23、地质、水文和植被，它还包括这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果，以及动物和它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响。 2、土地资源土地资源是人类现在和可预见将来的技术经济条件下，能为人类所用的那部分土地，具有质和量两个内容。土地资源具有自然属性（自然物）和经济（人类利用改造土地）属性，土地的特性受自然和社会经济环境制约。3、土地和土地资源的特性（1）是自然综合体（自然 n）,是陆地表面具有一定厚度和范围的地段。 （垂直剖面:从土壤母质层和植被根系层，向上止植被的冠层）（2）是历史自然体，具有发生与发展的过程（时间 t）（3）具有社会经济属性（制度s）（4）具有经济利用价值（经济e ）
24、（5）位置的相对不可移动性（6）面积的有限性（7）土地的永续利用性（合理利用）二、土地及土地资源分类1. 基础分类体系 以整个自然综合体的发生和形态作为基础，根据整体特点的相似性和差异性进行分类，揭示土地资源的发生、演化、属性和分异规律A.中国土地类型 土地带；土地大区；土地区；土地段；土地块；土地单元：B.中国土地资源分类系统 (五级分类制)土地资源纲；土地资源类；土地资源亚类；土地资源型；土地资源亚型 2. 应用基础分类体系 针对土地利用的特定目的,并选择与特定目的关系密切的土地资源属性(包括自然和社会经济属性)作为分类依据.A.中国1:100万土地利用图分类系统 (20世纪80年代) 2
25、0世纪80年代中科院地理所制定三级分类制第一级10个类型：根据国民经济部门第二级42类型：土地利用条件的经营方式。第三级35类型：根据地形条件和利用特点.B.中国土地分类系统 2001年 试行。根据土地用途分三大类三级系统三、土地评价的概念及特点1. 土地评价的概念土地评价（land evaluation）土地评价是以不同土地利用为目的；估价土地潜力、土地适宜性、土地经济价值；最终成果通常是进行土地分等，又叫土地分等。实质：对土地生产力高低的鉴定。基本特征 是比较“土地利用的要求” 和 “土地质量的供给”。2、土地评价的特点：（1）必须有特定的目的（2）必须针对一定的土地用途（3）必须针对一定
26、的时期（4）必须综合考虑当地自然、社会和经济条件（5）评价的结果应该能够直接用于指导生产实践四、土地评价的研究现状与趋势综合土地评价的概念:加拿大奎尔夫大学土地评价组致力于建立新的土地评价程序，把各种特定利用所要求的立地条件、土地现状属性、土地利用目的，对特定地区土地利用效益的估价等内容有机地贯穿起来。 土地生态评价：是以土地生态类型为基础，着重生态价值和功能的评价，它直接服务于景观生态设计和景观生态规划。综合化、精确化、定量化三个特点（1）综合化 土地评价是一项综合的研究工作，它不仅涉及土地的自然属性，还必须考虑土地利用的经济背景、土地立地条件、经济效益和社会效益。（2）精确化 强调作物对土
27、地的要求分析，提高了土地评价的精确性和应用价值，并将评价成果以图件和文字的形式直接提供给农民.（3）定量化 模型方法在土地评价中的应用，并建立土地资源信息系统中的数据库、模型库和知识库，使土地评价的成果既能反映土地质量的时间变异，又能表现土地质量的空间分布。五、土地评价的目的和任务1. 土地评价的目的（1）土地资源调查的重要组成部分（2）土地利用规划的依据（3）为估计土地利用和经营好坏服务（4）为土地管理服务（5）为土地交易、土地税收服务2. 土地评价的任务（1）从经营管理方面分析目前的土地利用，指出土地利用中存在的问题；（2）综合分析土地的自然特性和社会经济要素，根据特定的土地利用类型，进行
28、土地的适宜性评价和每种利用形式的效益分析，并指出土地的潜在生产力；（3）伴随每种用途会产生哪些自然的、经济的或社会的不良后果，提出土地管理和改良的途径和措施。六、土地评价的原理研究对象是土地质量和土地用途，分析土地质量与 土地用途的关系研究目标是分析各种可能被考虑的土地用途在一定区域内的适宜性程度1、综合性原理：考虑构成土地质量的形状很多种2、限制性原理：寻找土地质量不能满足土地用途要求的主导限制性因子3、可比性原理：建立统一的评价标准或评价指标体系4、相对性原理：评价结果是相对某一地区的相对一等地、二等地5、多样性原理：区域差异明显，确定不同的目标，采用评价方法七、土地评价的原则1.“ 三比
29、较”原则 （1）比较土地利用的需求和土地质量 （2）比较土地的投入和产出效益 （3）比较不同的土地利用效益，作出决择2. 针对性原则 针对特定的土地利用方式来进行（可以是农林牧大类或作物种类小类）3. 区域性和综合性原则 综合考虑被评价区域自然自然、经济、社会条件多种因素4. 实用性原则 为农业生产和其它非农业用地部门服务的。八、土地评价的类型1.按目的（1）土地潜力评价土地潜力评价又分为两种：土地利用潜力和土地生产潜力（2）适宜性评价适宜性程度和限制性程度是土地适宜性评价的主要依据（3）土地经济评价（4）土地生态评价（5）土地利用可持续性评价2. 按照方法：（1）定性评价 ；（2）定量评价
30、；(3)定性定量结合法3.按照评价途径（1）直接评价 ；（2）间接评价4.按照服务目标(1)单目标评价 (2)多目标评价 第五章 水资源一、水资源概念水资源为：全部自然界 任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量；为水自资源赋予十分广泛的含义。实际上，资源的本质特性就是体现在其可利用性。水资源为：可以利用或可被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。这一定义的核心包括两个方面：其一是应有足够的数量，其二是 强调了水资源的质量。有量无质 、有质无量均不能称为水资源。二、水资源特性1、循环性2、储量有限性3、分布不均匀性东南多，西北少；沿海多，内陆少；山区多，平原少；夏季多，冬季4、利用多样性5、利害两重性三、水资源分类1、地表水资源的分类通用的做法是以自然形态划分地表水资源种类，如河川径流量、湖泊储存量、冰川积蓄量等。2、地下水资源的分类1)“四大储量”分类法（静储量、动储量、调节储量、开采储量）2)“三种水量”分类法（补给量、储存量和允许开采量（地下水可开采量）。3） “两类资源”分类法（补给资源和储存资源）
