从静态断面分析到动态过程评价--兼论资源流的研究内容和方法_生态系统论文

从静态的断面分析到动态的过程评价——兼论资源流动的研究内容与方法,本文主要内容关键词为:断面论文,静态论文,过程论文,评价论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

资源问题一般表现在两个方面:资源的数量短缺和资源开发利用及其过程效应问题。资源数量短缺的早期表现形式是因缺乏资源开发利用的工具、手段、技术而致使资源需求得不到满足,这类问题在工业化之前的社会比较明显。随着社会经济发展和科学技术的进步,人类开发利用资源的能力和水平愈来愈高,但资源在时间尺度和区域尺度上满足人类需求的程度逐渐降低,这类问题在工业化之后的社会更为明显。同时,许多重大的现代生态环境问题都可以追溯到资源的开发与利用过程之中。而且,随着我国市场经济的发展和对外部世界的不断开放,资源及其产品在经济社会系统中的流动日益凸显。与这一流动过程相伴,资源开发利用的经济、社会、环境与生态效应也日益显著。因此,加强对资源的评价、开发、利用、消费过程及其效应这一新的学科领域[1、2]的综合研究,不仅是资源科学发展的必然要求,也是我国经济与社会发展提出的重大课题。

资源科学的起步较晚。她是在各门学科综合与交叉的潮流推动下发展起来的一个横向科学领域[3]。传统的资源科学侧重研究资源(自然资源)的使用价值。因此,资源(自然资源)的形成、演化、质量特征、时空分布规律、评价利用等占据了资源科学研究的主要内容[4~6]。随着社会的发展和生态学理念的渗透,现代资源科学的研究特点和方向也在发生变化。本文试图在简要回顾我国资源科学的发展历程及其特点的基础上,从生态学思想对资源科学研究的影响出发,初步提出资源流动的概念,并阐述资源流动的内涵与研究方法。同时以森林资源、玉米(作为资源产品)为例进行了说明,目的在于从系统、动态的角度,丰富和完善我国资源科学的理论与方法论体系。

1 我国资源研究的发展及特点

20世纪90年代中期之前,我国资源科学的发展大致经历了两个阶段,着重于两个主要研究内容:一是围绕资源开发利用进行的资源调查和评价工作,其目的是认识资源属性及分布规律;二是围绕资源利用的环境问题而开展的人口、资源、环境协调发展的资源综合研究,其目的是更科学地进行资源配置和可持续利用。

1.1 资源考察和评价研究

从20世纪50年代初到90年代末,我国资源科学的研究主要集中在以资源开发利用为目的的资源认识和资源评价阶段。这些研究工作绝大部分是在我国边远地区及开发程度较低的地区(如新疆、内蒙古、西藏等)进行的。除了部分矿产资源或不可更新资源的开发是与资源勘探和科学研究同时进行的以外,绝大部分可更新资源的综合科学考察与研究是作为大规模开发利用的基础性前期工作。这一阶段的工作成果是系统地、全面地认识了全国的自然条件与自然资源的基本状况,初步掌握了它们的数量、质量与分布规律,为国家制定国民经济发展规划和地区开发方案提供了重要科学依据[7]。到90年代资源科学研究领域完成了3项标志性的成果:一是由国家计划委员会和中国科学院原自然资源综合考察委员会共同主持完成的42部《中国自然资源丛书》;二是中国自然资源学会的成立;三是由中国自然资源学会与中国科学院原自然资源综合考察委员会等共同主持完成的《中国资源科学百科全书》。

自然资源对社会物质生产和生活的发展提供了条件和可能性,但这种可能性的实现取决于社会历史因素,决定于一定社会形态下的生产技术发展水平。因此,为了科学、充分、合理地开发利用各种自然资源,不仅需要对资源本身的数量和质量进行评价,还需要对与资源开发利用有关的各个方面诸如资源分布、开发条件、经济价值、环境影响等方面做出相应的评价[9]。资源评价的中心任务就是根据社会生产和生活对资源的需求,从自然、经济和技术诸方面去综合分析自然资源,对各种自然资源的开发利用条件做出正确评价,以便能够采取最有效的途径和措施,取得最大的经济效果[5]。

1.2 人口—资源—环境综合研究

资源开发、利用和消费过程中一系列环境问题的出现,使得传统的“高生产、高消费、高污染”的工业发展模式受到了严重的挑战。人类社会对人口、资源、环境与发展的关系问题日益觉醒,逐渐认识到人类“只有一个地球”,面对的也是“共同的未来”[10];经济增长的效益指标(例如GDP)已不再是度量发展的惟一标准,人—地(资源)关系受到前所未有的关注。1987年第38届联合国大会通过WCED的报告《我们共同的未来》,首次提出“可持续发展”的概念,其核心思想就是正确处理人与自然之间的关系。由于资源与环境是可持续发展的两个决定因素,也是可持续发展思想所关注的两个根本问题,而其中资源管理问题又以其可控性强成为可持续发展战略具体实施的重点。

我国科学家在20世纪60年代前后已经认识到自然资源合理利用与保护问题的重要性,1963年曾联名向中央提出“关于自然资源破坏情况及今后加强合理利用与保护的意见”[8]。到20世纪70年代末、80年代初,有识之士更加深刻地认识到合理利用自然资源、加强生态环境建设的重要性;通过深入研究提出了一系列重大观点如资源系统论、资源节约型国民经济体系、两种资源和两种市场等,受到学术界与决策界甚至全社会的高度认同。从20世纪80年代中期开始,我国相继制定了几部重要的资源法,如《森林法》、《草原法》、《矿产资源法》、《土地管理法》、《渔业法》、《水法》、《野生动物保护法》等。这些法律的制定实际上是在协调已失衡的人—地(资源)关系[12],资源的开发、利用、配置模式重新受到关注。1994年,我国颁布《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》,成为我国资源可持续发展的里程碑。在这一阶段,以人口—资源—环境为核心的综合研究,不仅成为资源科学研究的重点,也成为可持续发展领域研究的主体。

2 资源流动——资源科学发展的新领域

2.1 生态学思想在资源科学领域的渗透

资源的开发和利用实际上是人类利用或运用社会经济资源开发和利用自然资源的过程。在这个过程中,资源在形态、价值、能量等方面发生了一系列质的变化。这个过程,既是一个生态过程,也是一个经济过程,同时也是一个社会过程。

伴随资源科学研究的不断深入,生态学、特别是生态系统思想在资源科学研究领域得到了渗透,资源系统(或资源生态系统)逐渐成为资源科学研究的对象。因为这一过程不仅涉及自然生态系统,还涉及到社会生态系统。因此,从复合生态系统的角度来研究资源开发利用的过程,吸收生态经济学中能流、物流、价值流和信息流的理论思想来研究资源流动,成为资源科学在当前形势下需要重视的新的学术视角。

2.2 资源流动的概念

生态学中“流(Flow)”的学术思想有助于揭示生态系统各组分间相互作用的方向、强度和速率。运用这一思想来考察资源在经济社会系统中的“流动”,可以促使资源系统研究从静态转向动态[17]。由此可以定义资源流动(Resources Frow)的概念,是指资源在人类活动作用下,资源在产业、消费链条或不同区域之间所产生的运动、转移和转化。它既包括资源在不同地理空间资源势的作用下发生的空间位移(所谓横向流动),也包括资源在原态、加工、消费、废弃这一链环运动过程中形态、功能、价值的转化过程(所谓纵向流动)。因此,资源流动包括了资源在不同行业部门、不同空间位置、不同产业组群的运动和转移[18、19]。

资源流动反映了资源从“摇篮”流向“坟墓”的过程,揭示了资源在不同层次的形态和价值变化机理,以及资源与经济、环境的关系。显然,作为一个新的研究方向,资源流动可以很好地体现动态的过程特点。

2.3 资源流动的研究内容

“资源流动”吸收了生态系统的理念,较好地体现了资源生态系统动态性、整体性、综合性的特点,体现了现代资源科学的特色和动态、系统、定量的研究趋势。

资源“横向流动”表明了资源在不同空间位置产生的位移和运动。无论是国际之间还是地区之间,都存在人力资源、资本资源、技术资源、自然资源的流动。这种流动有公平流动和不公平流动之分。伴随着资源流动,环境问题和生态问题也呈现类似的趋势。资源“横向流动”的深入研究,有助于正确分析区域差异,进而为国家和地区的公平发展和持续发展提供战略决策依据[1]。“南水北调”是一种典型的资源流动工程,而“南粮北运”或“北粮南运”所隐含的其实也正是水资源与土地资源的流动[21]。伴随着资源位移,无论是资源“调入地”还是“调出地”都会产生相关社会、经济和环境方面的效应。对于资源“横向流动”问题的研究,重点在于流动过程可能产生的相关效应。资源横向流动在某种程度上与“物流”有相同之处。但后者的范围似乎更广,贸易的色彩更浓。

资源“纵向流动”,即资源从自然态经人类加工、消费、废弃后在形态、功能、价值等的转化过程。从某种意义上看,有些类似于生态学的“食物链”、产业生态学中的“产品链”、“生产链”,甚至土地经济学中的“耕地流转”(土地利用方式的转变)。资源“纵向流动”不仅关注资源形态的变化过程,更为关注资源系统中的资源利用效率,包括物质循环效率、能量转化效率和经济效率。资源“纵向流动”的深入研究,有助于分析资源要素之间的关系,评价资源系统的运转效率,进而为以该资源为链条涉及到的不同部门的高效发展提供依据。

2.4 资源流动的主要分析方法

资源流动研究是在借鉴生态系统结构与功能分析基础上发展起来的,同时与产业发展存在着内在的关系。因此,其研究方法将更多地来源于系统生态学与产业生态学的研究方法,特别是产业代谢方法、生命周期评价与能值分析等,将成为资源流动研究的主要方法。

20世纪80年代末,Frosch模拟生物的新陈代谢过程提出了“产业代谢(Industri al Metabolization)”的概念,认为现代产业生产过程就是一个将原料、能源和劳动力转化为产品和废物的代谢过程。通常采用“供给链网”和物质平衡核算方法[13]。供给链网分析是把工业过程中的原料供应、生产制造以及消费和废料三方面的依赖关系比喻为食物链关系,通过食物链网来分析系统的结构变化,研究产业系统的代谢机理和控制方法,研究对象主要为微观企业。物质流则通过界定系统的物质输入与输出,评价经济活动中的物质使用强度、检测环境中的物质排放量及累计效应,研究对象既可以是企业,也可以是较为宏观的区域生态系统。

生命周期评价(Life Cycle Analysis,LCA)是一种“通过对能量和物质利用及由此造成的环境废物排放进行辨识和量化”来进行研究的方法[14]。通过编制系统的相关投入与产出的清单纪录,评价与这些投入产出有关的潜在的环境影响,并根据生命周期评价的目的解释清单纪录和环境影响的分析结果。生命周期评价遵循物质和能量“从摇篮到坟墓”的平衡原则,以确保一个阶段的改善会带动整个系统的改善,而不是简单地将问题顺延。

图1 我国1981~1985年森林资源产品流动

Fig.1 Forest resources product flows in China(1981~1985)

图2 我国1996~2000年主要木质森林资源产品流动

Fig.2 Forest resourcs product flows in China(1996~2000)

能值(Emergy)方法是由美国著名生态学家、系统生态分析先驱H.T.Odum[15]于20世纪80年代创立的一种系统生态学方法。它以能量生态学、系统生态学为理论基础,利用能值转换率将生态经济系统内流动和储存的各种不同类别的能量和物质转换为统一标准的能值,用能值指标对不同系统或亚系统进行定量评价与动态研究[16]。因为把自然环境和社会环境有机地结合起来,能值方法逐渐成为分析复合生态系统生态流的有力工具。同样,也可以运用在资源流动的分析之中。

3 资源流动的两个研究案例

3.1 森林资源流动

将资源流动方法应用于资源研究的一个成功例子是关于森林资源流动的研究。苏筠等运用物质流分析的基本思想,基于我国森林资源产品的产量、贸易量统计资料,采用统一的“原木当量”单位,沿森林资源采伐—资源产品加工—资源产品消费链,研究了我国从“六五”到“九五”期间主要森林资源产品的流动状况(图1、图2)[19、20]。结果表明,我国从“六五”(1981~1985年)到“九五”(1996~2000年)期间,消耗森林资源量分别为10240×,呈加速增长趋势。其中,来自国外的资源流量占总流量的比重呈增加趋势,“六五”期间占19.1%,到“九五”期间上升为48.3%。流入资源以原木、木浆、纸及纸板、胶合板为主,它们主要来自北美、东亚、东南亚地区,有来源地多样化的变化趋向。森林资源在“六五”期间主要流向原木锯材类产品加工,随着产品流向结构的逐步改善,更多的资源流向人造板类产品的生产消费;纸类产品生产消费的资源流量增加迅速,但主要来自国外。“九五”期间我国森林资源主要流向原木、锯材、人造板加工制造行业,仅有9.3%用于制浆造纸;而纸类产品所用的森林资源主要依赖于进口;终端消费中75%的森林资源产品用于建筑装修、家具生产和包装3个主要消费项。

图3 玉米资源流动图解

Fig.3 Resources flow of maize

图4 玉米—味精生产能值系统综合图解

Fig.4 Energy framework of maize and MSG production

显然,通过对我国森林资源流动过程的分析,比较好地说明了我国不同时期森林资源及资源产品的空间格局与变化特征,更加清晰地给出了森林资源及资源产品的流向,为资源的合理布局、产业的优化配置以及资源问题的更深层次的研究打下了良好基础。不过,遗憾的是,这一研究由于工作量很大的缘故,尚未对森林资源流动过程的环境效应和经济效应等进行研究。

3.2 玉米(资源产品)流动

以玉米作为原材料的产业化过程是另一类资源流动问题。玉米能否作为资源,尚有不同理解。但玉米在生产过程中消耗了自然资源和社会经济资源却是不争的事实。伴随着玉米产品的横向与纵向流动,已凝聚或物化在其中的资源(不仅仅是传统意义上的“物化劳动”)也随之流动了。资源从生产、加工到消费是一个复合系统,玉米资源的过程既涉及自然系统(资源生产系统),也涉及社会经济系统(资源消费系统)(图3)。笔者从玉米资源流动入手,对一个玉米加工企业进行了分析。

以玉米的纵向流动为例,产业过程涉及了不同部门。如玉米生产属于农业部门,淀粉生产和味精生产属于工业部门,不同的管理主体和衡量标准导致部门之间的资源利用及其效率可比性较差。图4为不同系统玉米资源流动能值分析框图。利用这一新的分析思路,将有助于提高不同部门资源利用及其效率的可比性。

4 讨论

我国传统资源科学主要以认识资源、利用资源和保护资源为目的,侧重研究资源的属性及配置,更多地注重资源的空间分布、数量与质量以及区域开发战略等,属于一种静态的状态研究,具有明显的断面性特点。本文提出的资源流动的概念,更加关注资源开发利用的动态与过程特征,强调跨学科、跨部门、跨区(流)域的综合特征。笔者认为,这是当前资源科学研究中亟待关注和加强的新领域或新方向。通过资源流动研究,将有助于从产业(链式)和区域(网式)两个角度,揭示资源在自然—经济—社会复合生态系统内从资源开发到最终消费的流动与转化过程、利用效率与可能产生的生态及环境效应。资源流动作为资源科学研究的新视角,需要在众多方面深入研究,特别是需要借助生态系统的结构与功能分析的理论与方法。在这一方面,资源生态学应当发挥较大的作用。

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