泥炭工程学
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第一节 泥炭资源的属性和特征

泥炭资源是通过泥炭化过程形成、周转和积累在泥炭地中的天然有机矿物,属于典型的自然资源,同时也是自然环境的组成要素。随着社会进步和科技发展,人类对泥炭资源的认识不断增强,泥炭开发利用的范围、规模、种类和数量也在不断扩大。但是,由于泥炭科学发展历史浅近,仍有许多未知科学等待认识和发掘。因此,人类对泥炭资源不能一味索取,而应强调保护、治理、抚育、恢复、重建、更新与可持续利用。泥炭资源不仅是一个自然科学的概念,也是一个经济学概念,同时也涉及文化、伦理和价值观。人类不能用有限的泥炭资源来满足社会的无限需要。泥炭资源的稀缺性、低可替代性、不可逆性和不确定性,以及泥炭资源的多功能、多用途、多价值性,决定了泥炭资源的利用保护管理必须根据具体情况,采用多目标决策和最优化方法,制定科学的管理对策,实现泥炭资本的储存、泥炭价值的转换和持续增长。

一、泥炭资源的稀缺性

任何自然资源都是相对人类需求而言的,人类社会与自然资源关系的核心问题就是人类需求的无限性与自然资源的稀缺性的矛盾。一般来说,人类的需要是无限的,而自然资源是有限的,这就产生了泥炭资源稀缺的固有特性,即泥炭资源相对于人类需要在数量上的不足。我国现有泥炭资源46亿吨(烘干基),居世界前列,但相对于我国庞大的人口数量和经济快速发展形势,泥炭资源显然是有限的。随着改革开放和现代农业的发展与人们生活水平的不断提高,国内对泥炭资源的需求量逐年上升,人均消耗泥炭资源的数量也在不断增加,从原来的单纯泥炭出口国变成了泥炭进口国。由于泥炭资源再生极为缓慢,每年每平方米的泥炭生成量仅有20~40g,相对于人类世代延续的无限性,泥炭资源的稀缺性更加明显。当泥炭资源的总开发量大于总生成量时,就会造成吃祖宗的饭、断子孙的粮,形成绝对稀缺。此外,我国泥炭资源的空间不平衡性和泥炭资源利用上的竞争性,也使我国泥炭资源的稀缺性表现得更为明显和现实。我国东北和青藏高原泥炭资源较为丰富,但因为地域广阔,土地肥沃,泥炭需求不大,泥炭价格低廉。而华北、东南和西南地区泥炭蕴藏稀少,现代农业发展迅速,对泥炭需求增长较快,表现出明显的绝对稀缺和相对稀缺,造成了泥炭资源供应的短缺和价格的上升。因此,如何在不同地域、不同用途、不同代际间科学配置泥炭资源,保证资源、环境和社会可持续发展,需要在资源科学理论基础上深入探索和综合分析。

二、泥炭资源的多用性

泥炭资源具有多种功能和多种用途。泥炭既可以作为肥料、化工原料和燃料,也可以作为植物栽培基质。泥炭地既可以提供芦苇、木材、药材、食物等资源,创造经济收入,也具有保护野生动植物、调节洪水、降解污染、促淤造陆、防风固岸的生态功能。由于不同类型泥炭资源间具有一定的互补性和替代性,所以并不是所有泥炭资源的潜在用途都得到显现。要使泥炭资源的利用价值得到最大发挥,就需要根据泥炭的成因类型、分解度、有机质、灰分、含水量、纤维含量、腐植酸含量、发热量等特性,对泥炭资源开发利用方向进行充分论证与科学决策。不同泥炭开发方向的决策所需指标各异,在综合评价方法基础上对产品开发方向进行模糊产生式决策,可以确保泥炭资源的自然价值得到最大发挥。

三、泥炭资源的整体性

泥炭资源与环境是自然历史的复合体。人类对泥炭资源的利用主要针对泥炭资源本身,甚至仅仅是泥炭资源的某一部分。而泥炭资源是相互联系、相互制约构成的整体系统,利用一种资源时必然对泥炭整体系统产生影响。例如,开采泥炭可能会破坏鸟类巢穴,影响水禽的栖息和繁殖;抽取水源,可能导致泥炭地水位下降,破坏泥炭地水文自然节律和元素循环;上游的毁林开荒可能导致下游泥炭地的冲淤掩埋,上游泥炭地的破坏会导致下游洪水的泛滥;泥炭的开发也会造成周边环境的变化等。自然资源的整体性通过人类与泥炭资源系统的相互联系、相互制约表现出来。因此,人类在开发利用泥炭资源时,面对的是泥炭资源复合系统,必须遵循生态-经济规律,努力按照生态效益、经济效益和社会效益统一的原则,借助系统分析和多目标决策手段,努力减少泥炭开发对环境的影响。泥炭资源开发前,应进行环境影响评价;在泥炭资源开采设计时,应该进行系统的土地复垦规划;在泥炭资源的开发利用过程中,应按照ISO 14000体系建立环境管理标准,严格执行开发规划规定的程序和制度,努力提高资源开采效率,减低贫化率,减少泥炭资源的浪费和损失,降低泥炭开发利用对周边环境的影响,构建人与环境相互关联、和谐共进的资源经济复合系统。

四、泥炭资源的社会性

泥炭对社会的重要性不仅因为其来源丰富,价格低廉,也有其特殊的技术原因。泥炭结构稳定,通气透水性好,酸度和营养含量低,易于通过添加石灰和肥料进行调整和改造;泥炭易于处理加工、运输、分级和包装,使用效果稳定;泥炭具有显著的改良土壤结构、增加土壤肥力、改善植物生理活性、提高植物抗逆性、增加产量、改善农产品品质六大功效;泥炭中没有病菌、虫卵和草籽,是可生物降解的天然无公害绿色生产资料,泥炭已经成为现代农业中的一种无公害、可持续发展的绿质投入。在当前重视环境安全和人类健康的形势下,泥炭资源作为绿色生产资料在农业生产中的地位正在得到广泛的认同,目前没有任何材料能同时具有泥炭的全部优势,即使在荷兰这样的泥炭资源开发殆尽的国家,树皮粉末、岩棉等泥炭替代材料应用数量增加幅度也十分有限。因此,泥炭资源的开发不仅可以将地方的资源优势转变为经济优势,增加就业,促进地方经济发展;同时,泥炭作为无公害的绿色生产资料,其大面积应用还有利于培肥地力,增加土壤有机质,提高作物生理活性和抗逆性,增加作物产量,改善农产品品质,促进农业生态环境可持续发展。泥炭资源的开发是通过市场手段将矿产地富余的绿色生产资料向匮乏地区调配的过程,也是一种优质绿色社会资源合理配置的过程,是对泥炭资源价值最大化的实现过程。

五、泥炭资源的经济性

泥炭资源开发和保护的核心问题是经济问题。任何泥炭产品的生产和使用在产生直接、间接的经济、社会和环境效益的同时,也会因泥炭资源的消耗和泥炭地环境改变而产生直接、间接的负效益。针对人类需求的无限性和泥炭资源的短缺性,必须对有限的泥炭资源生产什么产品和服务、如何生产、生产多少、产品如何分配、泥炭开发的环境后果这些问题做出决策。同类的产品中应该选择生产成本低、资源消耗小、技术附加值高的生产工艺和经济收益最高的泥炭产品。泥炭农用产品应以绿色无公害生产资料产品为主,其市场应侧重价值高的经济作物,才能获得较大经济收益和市场竞争优势。泥炭产品的资源配置应遵循市场规律,满足泥炭资源稀少但对泥炭产品需求迫切的华北、华东和西北市场。泥炭深加工虽然增加了泥炭产品的生产成本,但产品技术附加值提高,使用户获得更大的收益和便利,仍然可以受到用户的欢迎,因而使生产者利润比简单出售原料获得更多的经济效益,从而改变了单一出售泥炭原料和简单生产初级产品的粗放资源利用方式。

泥炭资源的低更新率决定了泥炭在短时间尺度内是不可更新资源,泥炭的利用过程就是泥炭资源的消耗过程。但是原封不动的保护与泥炭资源零损耗零开发既不可能,也不必要,社会发展和人口增加也不可能原封不动地保护泥炭资源。重要的是在泥炭资源保护的机会成本和泥炭资源开发的社会成本中间寻找两者的交叉点,分析泥炭资源最大开发极限,制定泥炭地保护政策与开发许可证审批标准。

六、泥炭资源的市场性

泥炭资源是有价值的资源,因此存在泥炭资源的市场。但是,目前的泥炭资源市场还是不完全市场或薄市场,资源买卖双方并不能就泥炭资源利用中的环境及其他外溢效应达成任何交易,交易双方只是就泥炭资源本身达成协议,而不顾及泥炭地环境的变化。如果一种泥炭资源利用方式没有把环境效益和环境代价的外部成本包括在泥炭产品的市场价格中,实际上就是将环境代价转嫁给了社会,对区域经济、社会和环境的可持续发展构成潜在威胁。泥炭资源价格扭曲或泥炭资源价格定价不合理,低估了泥炭地环境的实际价值,对泥炭资源的合理利用和有效保护十分不利。应该合理评估泥炭资源价值,制定相应标准,充分体现泥炭价值。