生物技术研究报告范文

导语：如何才能写好一篇生物技术研究报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

本课题结合以上因素，从课堂教学、课堂作业、回家作业、练习卷、考试卷、师生面谈等途径，收集学生概念学习中的典型错例了解到小学生数学概念学习中错误形成的原因主要有：概念中的关键字、词理解模糊；忽视概念中的关键词语；原有概念和新概念不能准确区分；概念不熟悉，导致不能灵活运用为突破口在概念教学中：（一）把握概念的教学目标；（二）加强直观教学，帮助学生认识概念的本质属性；（三）结合学生学习概念的特点，组织合理有效的教学过程。从研究目的、研究过程、研究结果等几方面进行了阐述总结。

一、问题的提出

人类在认识过程中，把所感觉到的同一类事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念。数学概念是对客观世界中的数量关系和空间形式的本质属性的反映。数学概念是小学数学学与教的重要内容。小学数学概念的学习包括：数的概念、运算的概念、几何的概念、方程的概念、统计初步知识的概念等。数学知识建立在一系列的数学概念的基础上，学生只有掌握了数学概念才能进一步学习各种性质、法则、公式、数量关系、数学方法等数学知识。例如，“锐角三角形”这个概念，需要学生已完全掌握“角”、“锐角”、“三角形”这三个概念为基础来顺利完成对“锐角三角形“概念的学习。掌握数学概念不仅是构建数学认知结构的重要基础，同时，也是发展智力和培养数学能力的重要前提。

为此，研究小学生数学概念学习中错误产生的原因，增强教师教学的预见性，改进教学策略，帮助学生明确概念的内涵和外延，让学生出现错误，然后再自己纠正错误，从错误中深刻提取教训，强化对概念的理解，培养能力，锻炼思维的灵活性，是对21世纪教师最基本的要求。

二、研究对象的确定

实验班和对比班

三、研究方法与过程

（一）研究的方法：自然实验法。

实验班和对比班都在正常的条件下进行教学

（二）研究的过程：

（1）准备阶段：a. 课前认真钻研教材，切实把握概念教学。b. 记录课堂教学中学生教难理解的概念，课后进行分析，制定教学策略。c. 通过看课堂作业、回家作业、练习卷、考试卷结合师生面谈等途径，收集学生概念学习中的典型错例，了解学生思考问题方式。

（2）实施阶段： a. 将准备阶段中收集记录的错例进行仔细分析，筛选归类，作归因研究。b.加强概念教学的理论学习，研究小学生学习心理，与同行研究概念教学，分析概念错误形成的原因，有针对地制定教学策略，并在备课中加以体现。c.在本班级中实施概念教学策略。d.实验班与对比班对照，得出结果。

（3）完成阶段：撰写实验报告

四、研究结果分析

小学生数学概念错误的形成受多种因素的影响，其中比较重要的因素有以下几个方面：

1.小学低、中年级的学生学习概念，尤其要依赖其亲身的经验。在教学中，创造条件让学生获得丰富的实际操作经验很有必要。

2.对概念模糊不清，没有准确掌握概念。如填空题：一个20度的角放在放大十倍的放大镜下看，这个角是（200）度。

错填的原因是对“角的大小与什么有关”的认识不够清楚。由于“角的大小与角的两条边叉开的程度有关”，而与“角的两条边的长短无关”，在放大镜下，边的长短发生了变化，但角叉开的大小没变。

五、研究对策

如果一个学生概念不清，就无法掌握定律、法则、公式等，就不能在千变万化的问题中应付自如。也就是说，任何一部分内容的教学，都离不开概念教学。从以上学生发生错误的原因分析中，我们可看到一些规律性的东西，要了解这些规律性的东西，在概念教学过程中教师必须认真钻研教材，在备课中抓住概念特点，提供丰富的感性材料，遵循小学生学习概念的特点，防止和纠正学生常犯的错误，在错误中训练学生积极分析、思考的方法。

六、效果

篇2

1、生物技术在农业生产中具体应用

现代生物技术是一门集多项顶尖技术与工程原理、信息科学等为一体的综合性学科。一般来说现代生物技术主要包括以下七项技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术、生物芯片技术。上述七项技术彼此之间是相互联系，相互渗透的。其中基因工程是核心技术，它能带动其他技术的发展。因此本研究以基因工程在农业中具体应用为例进行系统研究。

（1）基因工程在植物遗传改良中的应用

我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展，以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面，刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物，获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系；在抗旱作物方面，我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄，得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面，可以说我国处于世界领先地位。

（2）基因工程在利用农作物生产食品中的应用

利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面：改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良，也可延长果实储存期和改良食品风味。

2、生物技术在农业生产应用中存在的问题

（1）生物技术研究方面存在的问题

首先，基础研究比较薄弱。其主要原因：一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著，所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究；二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性，所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次，应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题：分离植物目的基因困难，导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三，某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际领先地位，也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入，影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破，特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。

（2）生物技术应用所导致的一些问题

首先，对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用，为我们解决了许多重大的环保问题，同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认，由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微，生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加，利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时，氮素等农业资源的使用量也随之加大，造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变，对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应，产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见，生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次，对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面：一是转基因食品的毒性问题。在这方面，目前只有一些相关的试验报道，尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠，结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏，有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源，那么将此作物的基因转移到其他作物，这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面，相关研究显示可能性是比较小的，但是我们也不容忽视。

（3）人才紧缺

根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计，我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所，招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万，每年毕业的人数5—7万。估计到2020年，我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万，我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题：一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量；另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国，培养既懂科研技术，也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了，但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。

二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施

1、加强农业生物技术的研究

（1）加强生物技术的基础研究

由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以，针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱，我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究，同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。

（2）注重生物技术的应用研究

在生物技术领域，基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合，进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如，在生物固氮方面，在我国农区的布局上，氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作，可缓解和排除氨阻遏的障碍，发挥根瘤菌的固氮作用，实现两种作物互惠和高产；在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。

2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响

（1）现代性与传统性相结合

除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等，我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合，把生物技术育种与传统育种相结合，把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时，又顺应大自然本身的发展规律。

（2）建立健全转基因食品安全评估体系

针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的，我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此，我们要确立科学客观的评价原则，既不能以偏概全，夸大威胁，也不能漠然视之，回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人，将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手，实事求是地个案评估，作出科学的评价，尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处，使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术，建立健全相应的法律、法规体系和管理机构，加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传，提高全民对转基因食品的安全意识。

3、加大人才的培养

篇3

1•1基因工程定义

基因工程(geneticengineering)技术是指按照预先设计好的蓝图,利用现代分子生物学技术,特别是酶学技术,对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造,将一种生物(供体)的基因转移到另外一种生物(受体)中去,从而实现受体生物的定向改造与改良[3]。基因工程的基本程序[4]:(1)获取所需的目的基因;(2)把目的基因与选好的载体连接在一起,即重组;(3)把重组载体转入宿主细胞;(4)对重组分子进行选择;(5)表达成蛋白,采用合适条件,获得高表达的产品。

1•2发展

1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地进行了DNA分子重组试验,揭开了基因工程发展的序幕。1984年,Be-van[5]报告了从粪链球菌中提取的基因植入烟草(Nicotinaplumbaginifolia)的基因组,开创了转基因生物时代。1994年,美国农业部(USDA)和美国食品与药品管理局(FDA)批准第一个转基因作物产品———延熟保鲜转基因番茄进入市场之后,大量的转基因生物作为食品进入人们的生活[6]。

2基因工程在食品工业中的应用

2•1改善食品原料品质

基因工程应用于植物食品原料的生产上,可进行品种改良,新品种开发与原料增产,如选育抗病植物、耐除草剂植物、抗昆虫或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物[2]。除增加产量外,还应用于改良农作物品种特性方面,例如,豆类植物中蛋氨酸的含量普遍较低,但赖氨酸的含量很高;而谷类作物中的两者含量正好相反,通过基因工程技术,可将谷类植物基因导入豆类植物,开发蛋氨酸含量高的转基因大豆[7]。维生素A(VA)缺乏在发展中国家是一种常见的营养缺乏症,通过基因改造的黄金米(goldenrice),可以产生VA的前体物质β-胡萝卜素,为防治VA缺乏症提供了解决办法,但其使用的有效性和安全性一直以来未作深入研究。Stein等[8]结合健康和营养以及社会经济政策等因素,通过对黄金米进行的以试验为依据的研究表明黄金米有望极大地减少VA缺乏症的发生。此外,通过外源生长激素在受体鱼中的表达,可使转基因鱼的肌肉蛋白含量和饲料转换效率明显提高,生长速度加快。生长激素转基因猪也取得了相似的效果,且减少了脂肪,增加了瘦肉率[9]。在不影响奶质量的前提下,美国康乃尔大学利用基因工程技术研究了一种牛生长激素(bo-vinesometotropin,BST),将它注射到乳牛体内,便可提高乳牛的产奶量[10]。花生过敏源是一种严重的食品过敏源,也是最常见的可能威胁到生命的致敏反应。尽管普遍的引发过敏反应的阈值范围在1个花生仁左右,但痕量(0•1-10mg)也可能触发对花生的过敏反应。研究认为Arah1、Arah2和Arah3是花生中3种很重要的蛋白质过敏源[11]。Dodo等[12]研究发现,通过RNA干涉技术可以使花生中Arah2的表达受到抑制,从而生产出低致敏源的花生。

2•2改良食品工业用菌种

最早成功应用的基因工程菌是面包酵母菌。人们把编码麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的基因转移至该食品微生物中,通过表达使该酵母含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的含量大大提高,从而在面包发酵过程中产生较多的CO2气体,使面包膨发性能良好、松软可口。另据Meyer[13]报道,由于丝状真菌具有独特的高容量表达和分泌蛋白的能力,可利用其生产真菌或非真菌来源的酶类,通过基因工程技术可以有效地提高产率及减少非需要的副产物的形成,为此建立一种有效的转化方法至关重要,目前可以应用在真菌上的转化方法有原生质体介导转化法(PMT)、电穿孔转化法、基因枪转化法以及农杆菌介导转化法(AMT)。

2•3生产酶制剂

酶的传统来源是动物肝脏和植物种子,后来因发酵工程技术的发展,使得利用微生物生产各类酶成为可能,20世纪50年代初开始,分子生物学和生物化学的发展使基因工程技术在酶制剂方面的应用越来越广泛。凝乳酶是第一次应用基因工程技术把小牛胃中的凝乳酶基因转移到细菌或真核微生物生产的酶,利用基因工程菌生产凝乳酶是解决凝乳酶供不应求的理想途径。Geoffrog等[14]将编码牛凝乳酶的基因克隆到乳酸克鲁维酵母中发现,乳酸克鲁维酵母能有效地把凝乳酶原分泌到培养基质,并成功地进行了大规模的工业生产。

2•4改良食品加工性能

啤酒制造中对大麦醇溶蛋白含量有一定要求,如果大麦中醇溶蛋白含量过高就会影响发酵,容易使啤酒产生混浊,也会使其过滤困难。采用基因工程技术,使另一蛋白基因克隆到大麦中,便可相应地使大麦中醇溶蛋白含量降低,以适应生产的要求。在牛乳加工中如何提高其热稳定性是关键问题,牛乳中的酪蛋白分子含有丝氨酸磷酸,它能结合钙离子而使酪蛋白沉淀。现在采用基因操作,增加k-酪蛋白编码基因的拷贝数和置换,k-酪蛋白分子中Ala-53被丝氨酸所置换,便可提高其磷酸化,使k-酪蛋白分子间斥力增加,以提高牛乳的稳定性,这对防止消毒奶沉淀和炼乳凝结起重要作用。在烘烤工业中,将含有地丝菌属LIPZ基因的质粒转化到面包酵母中,可以使面包蓬松,内部结构较均匀,优化了加工工艺[15]。

2•5生产保健食品

目前,保健食品的开发可采用转基因手段,在动、植物细胞中得到基因表达而制造有益于人类健康的保健成分或保健因子。例如,2002年,中国农科院生物技术研究所通过重组DNA技术选育出具有抗肝炎功能的番茄,这种番茄被人食用后,可以产生类似乙肝疫苗的预防效果[16]。此外,基因工程技术还可以用于提高食品中矿物质和天然存在的抗氧化维生素(VA、VC、VE)等保健因子水平,这些物质可以减慢和阻止氧化作用,如在番茄和甜椒中大量存在的番茄红素已经用转基因技术得到生产。

2•6食品检测

近年来DNA探针杂交技术在食品微生物检测中的应用研究十分活跃,DNA探针杂交技术具有特异性强、灵敏度高及操作简便快速等特点,将是今后食品微生物检测技术的一个重要发展方向。目前该技术已用于多种食品中致病菌的检测。蜡质芽孢杆菌(Bacilluscereus)是一种很重要的经食物携带,能引起人体疾病的微生物,其产生的肠毒素可能会引起腹泻、呕吐等症状。为此,检测这类致病菌显得极其重要。传统的检测方法如平板接种、生化特征描述等方法费时费力,近年来人们通过利用PCR和DNA探针技术来检测此类病原菌。Subramanian等[17]通过用限制性内切酶BglII从蜡质芽孢杆菌质粒中获得了一段大小为3kb的DN段为探针,研究发现,此DNA探针对鉴定蜡质芽孢杆菌有高度专一性。

3转基因食品及其安全性

3•1转基因食品定义

转基因食品(geneticallymodifiedfood,GMF)是指以转基因生物为原料加工生产的食品,利用分子生物学手段,将某些生物基因转移至其他生物上,使其出现原物种不具备的性状或产物,针对某一或某些特性,以植入异源基因或改变基因表现等生物技术方式,进行遗传因子的修饰,使动植物或微生物具备或增加特性,进而达到降低生产成本,增加食品或食品原料价值的目的[15]。转基因食品包括转基因动物性食品、转基因植物性食品和转基因微生物性食品。转基因动物性食品主要以提高动物的生长速度、瘦肉率、饲料转化率,增加动物的产奶量和改善奶的组成成分为主要目标,主要应用于鱼类、猪、牛等。转基因植物性食品主要培育延缓成熟、耐极端环境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物,提高生存能力;培育不同脂肪酸组成的油料作物、多蛋白的粮食作物等以提高作物的营养成分,主要品种有小麦、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。转基因微生物性食品主要改造有益微生物,生产食用酶,提高酶产量和活性,主要有转基因酵母、食品发酵用酶等[18]。利用转基因技术生产的食品是现代生物技术和当代科学成功和进步的标志。

3•2转基因食品的接受度

人们对转基因食品的接受度取决于他们对基因工程总的看法。许多研究表明,人们对转基因技术在食品中的应用持怀疑态度,但是也有研究发现,尽管人们对转基因技术本身有负面的看法,但在评价一个具体的产品时并不是无条件的和整个技术联系在一起。例如,消费者在转基因技术涉及植物时比其涉及动物更容易被接受[19]。葛立群等[20]对辽宁省10个城市消费者进行问卷调查,调查分析结果表明,有64•8%的受访者听说过转基因食品,在转基因食品与同类普通食品价格相同的情况下,约占55•5%的受访者表示愿意购买转基因食品。若是受访者得知该转基因食品有益于人身体健康,表示愿意购买的比例增加到了57•9%。辽宁省消费者愿意购买转基因食品的比例相比于国内其他城市处于较高水平。2004年对南京市的消费者调查表明,仅有27•3%的人愿意在价格相同的条件下购买转基因食品[21]。此外,消费者的购买意愿会受其个体特征、社会经济因素、初始态度及认知水平的影响。Chen等[22]对台湾消费者进行调查后发现人们普遍对转基因技术应用在科学研究方面持积极态度,而对其在食品中的应用持否定态度。

3•3转基因食品营养学评价

成分分析是食品原料营养评价的基础,转基因作物组成分析评价要考虑原作物的自然变异情况,转基因食品的营养评价应包括:营养组成,食品中营养成分的生物效能,膳食摄入量和营养性作用[23]。1997年以来,德国的联邦农业研究中心进行了18项转基因植物喂养动物试验,包括乳牛、公牛、乳猪和成年猪、母鸡、肉鸡和鹌鹑等动物。大部分试验(16项)喂养的是第一代转基因植物诸如Bt-玉米,Pat-玉米,Gt-大豆,Gt-马铃薯等。有两项研究是使用第二代转基因植物(如改变了脂肪酸的油菜籽或是菊粉马铃薯),结果发现,在营养价值方面第一代转基因植物与非转基因品种没有明显的差异,也没有从被喂养的动物组织或器官发现重组DN段[24]。

3•3•1蛋白质评价GMF的蛋白质评价是转基因食品营养素评价的内容之一。Shireen等[25]对GST大豆中的EPSPS基因的表达作了营养评价。科学家用大肠杆菌表达的CP4EPSPS蛋白做了小鼠口服急性毒性试验,结果表明,不同剂量组之间在体重、累积体重和摄食方面没有统计学差异,解剖未发现异常。

3•3•2脂类的评价Robert[26]研究发现,把海藻中的omega-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)基因转入陆地油料作物中,从大西洋鲑鱼提取的omega-3-LC-PUFA和转基因油料作物生产的omega-3-LC-PUFA的营养效果一致。

3•3•3矿物质的评价Drakakaki[27]发现转基因玉米表达曲霉的植酸酶后,能够帮助小鼠高效吸收铁。有关GMF中主要营养素评价的文献资料表明转基因食品的营养素变化不大。

3•4转基因食品的安全性

3•4•1转基因食品安全性问题的起因1998年8月,英国的Pusztai[28]用转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯饲养大鼠,发现大鼠出现了器官生长异常、体重减轻等症状,免疫系统也遭到破坏,对于人类而言,类似结果可能导致癌症发病率和死亡率大幅上升。这一试验结果引起世界范围对转基因食品安全性的质疑。1999年,美国康乃尔大学Losey等[29]报道,用拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋草喂养大斑蝶幼虫,以喂正常花粉或不加花粉的作为对照组,4d后喂Bt花粉的幼虫死亡率达44%,从而引发了“转基因植物对生态环境是否安全”的争议。2000年,美国Aventiscropscienc公司生产的“里联”转基因玉米因可能导致部分人皮疹、腹泻或呼吸系统的过敏反应,只准予作动物饲料,但检测发现该转基因玉米被混入加工食品中,从而引起全球300多种含玉米产品的回收潮。此后,美国政府于2001年1月出台了转基因食品管理草案;2005年5月英国《独立报》报道,MonSant公司的研究表明,食用了转基因玉米的老鼠肾脏变小,血液的构成发生变化。由于转基因大豆在我国国内油料市场占有举足轻重的地位,由此引发了中国消费者对食用转基因大豆油安全性的担忧[30]。

3•4•2转基因食品潜在的安全性问题

3•4•2•1毒性问题关于转基因食品的毒性问题,目前只有一些相关的试验报道,尚无人体的研究报告。1998年,英国Rowett研究院的Putsai博士[31]用转雪花莲凝集素基因的马铃薯喂大鼠,声称大鼠食用后体重和器官重量减轻,免疫系统受到破坏。而据Poulsen等[32]的研究,通过用表达雪花莲凝集素基因的大米喂养大鼠,采用90d喂养试验发现,虽然喂养转基因大米组与正常对照组存在明显的统计学差异,但并没有数据能说明转基因米对大鼠的生长产生有害的影响。

3•4•2•2过敏反应问题第一次与转基因食品有关的过敏问题的提出是在1996年,当时研究人员发现,在从巴西坚果向大豆转移一个主要过敏原的过程中,同样也转移了它引发过敏的能力,它能够在本来对巴西坚果过敏的个体中引发过敏反应。被讨论的这个基因编码是2S白蛋白,用于提高饲用大豆的营养状况[33]。这一发现促使人们对转基因食物潜在过敏性进行更加全面的测试。

3•4•2•3对抗生素的抵抗作用抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的标记基因,但抗生素标记基因对人体的健康是否会造成不利的影响,例如,是否会水平转移到肠道微生物或上皮细胞,从而降低抗生素在临床治疗中的有效性,一直受到人们的关注[34]。虽然目前人们倾向于认为这种可能性比较小,但在评估潜在健康问题时,仍应考虑人体和动物抗生素的使用以及肠道微生物对抗生素的抗性。

3•4•2•4基因漂移问题基因漂移指的是一种生物的目标基因向附近野生近缘种的自发转移,导致附近野生近缘种发生内在的基因变化,具有目标基因的一些优势特征,形成新的物种,以致整个生态环境发生结构性的变化。最常见的如水平基因转移(HGT)或基因横向迁移(LGT),它是指一种有机体将遗传物质转移到另外一个有机体而不是其后代体内,这种进程很容易在原核生物体内发生,从而严重影响细菌基因组的进化及其它细菌的物种多样性[35]。研究表明,油菜、甘蔗、莴苣、草莓、向日葵、马铃薯以及禾本科作物均有向其近缘野生种的自发基因转移,甚至不同属间的基因漂移也有可能发生[36]。当发生基因漂移时,可能产生一些难以预料的后果,如产生超级杂草、超级害虫、危害生物多样性、诱发新病毒、对非靶标有益生物的影响,即所谓的“基因污染”问题。

篇4

第一条为了加强我省海洋开发管理专项资金和项目管理工作，提高管理质量，促进海洋成果产业化，根据有关法律、法规，制订本办法。

第二条根据省政府浙政发[**]15号文精神，“十五”期间省财政安排的海洋开发管理专项资金，主要用于：

1.科研项目：海洋资源综合开发试验、浅海抗风浪水产养殖技术和设施研究、种苗生物技术研究、集约化水产养殖技术研究、水产品精深加工技术及海洋药物开发技术研究、水产养殖容量研究、主要水产养殖品种营养及饲料研究等。

2.管理项目：海洋与渔业资源调查、海洋环境监测、海洋综合管理和建设、海洋科技人员培训等。

3.产业化项目：海洋蓝色工程示范园区建设、新兴海洋产业发展引导、技术成果组装配套与产业化。水产养殖新技术新成果规模化生产开发、水产品精深加工及海洋药物新技术成果转化。

第三条海洋开发管理项目管理程序分为项目申报、项目审批、项目实施、项目验收和项目结题等五个阶段。

第四条本办法仅适用于我省海洋开发管理专项资金和项目的管理。

第二章立项条件与程序

第五条申报原则和条件

（一）科研项目：必须是我省海洋与渔业经济发展中迫切需要解决的关键性技术，或对决策部门有重大科研（参考）价值，或对海洋产业发展有重要作用，并对全省具有一定普遍性的问题进行探索、研究，其成果能较大幅度地提高经济效益和较明显地促进海洋渔业经济的增长。

（二）海洋管理项目：必须符合国家及我省海洋综合管理的计划目标，有利于促进海洋资源的保护和合理开发，有利于海洋与生态环境的保护和整治，达到海洋经济可持续发展，促进海洋综合管理水平的提高。

（三）产业化项目：应具有良好的市场发展前景和明显促进海洋与渔业产业的发展，并能带动周围区域经济发展或行业科技进步，具有较强的引导示范作用。项目实施后能产生良好的经济、社会效益。

（四）申报项目单位须是海洋管理部门和经有关部门核准登记、具有独立法人资格，从事海洋研究、开发、管理的的单位，并具有承担项目相关的基础与条件。

第六条项目申报程序

（一）凡是申报我省海洋开发管理项目，必须编制可行性研究报告，内容包括：

1.项目立题依据（包括目的、意义、国内外概况和发展趋势）；

2.开发管理内容和预期目标；

3.技术经济指标与社会、经济、生态效益分析；

4.现有工作基础和条件；

5.项目实施方案和计划进度；

6.资金筹措和匹配落实情况及资金用途；

7.其它应提供的有关材料（如承担单位背景材料，药物、饲料等特种行业的生产资质证书等）。

由第一申报单位填报《浙江省海洋开发管理专项资金项目申报表》（附件2），填写时必须实事求是。项目可行性报告使用A4纸，全部打印并装订整齐后附在《申请表》后。

（二）各市、县（市、区）项目立项申请需由当地海洋主管部门、财政部门联合上报，并且各市海洋主管部门、财政部门对各县（市、区）上报项目的可行性研究报告与申报表内容的真实性、方案的可行性、经费预算的合理性、项目匹配资金落实情况、申请单位资产情况等签署具体意见。国家和省属单位申报项目，可经行业主管部门审核后，直接申报。

（三）申报贴息的海洋开发项目，还应附银行贷款凭证复印件及贴息贷款项目申请表（见附件3）一式三份，自筹资金及其它资金匹配落实情况证明等。

（四）同一项目负责人申请的项目，原则上不得超过一个。已获资助的项目在完成之前，一般不再受理原项目主要参加人员申报新项目。为确保项目的实施进度和质量，项目的主要负责人必须能在项目完成的全过程中承担实质性的开发、管理与协调工作。

（五）项目上报时间：项目一般每年申报一次，须于每年11月15日前将申报下一年度的项目可行性研究报告、申请表等材料报送省海洋与渔业局（五份）及省财政厅（一份）。

（六）各市海洋主管局、财政部门和直接申报单位应对项目进行严格筛选，按项目的重要性和可行性集中排序形成汇总表，一式三份加盖公章后一并报送省海洋与渔业局（二份）及省财政厅（一份）。

第三章项目审批

第七条省海洋与渔业局负责对申请项目进行初审，有以下情况之一者不予受理。

（一）申请手续不完备，相关资料不齐全。

（二）申报书填写不符合规定，未按要求打印。

（三）不符合省海洋开发管理专项资金项目资助范围和有关规定。

（四）申请经费过多，省海洋开发管理专项资金无力支持的。

第八条项目评审

（一）申报项目经初审后，省海洋与渔业局会同省财政厅对符合申请条件的项目进行评审和综合平衡。

对重大项目省海洋与渔业局将会同省财政厅联合组织专家进行专题论证。论证实行个人回避制度。

（二）对列入市、县海洋主管局海洋开发管理基金和省蓝色工程示范区的项目，在综合平衡时给予优先考虑。

第四章资金管理

第九条省海洋开发管理专项资金坚持“专项管理，重点支持，专款专用”的原则。年初根据当年海洋开发与管理工作任务确定当年的安排重点。

第十条省财政厅和省海洋与渔业局联合发文下达当年项目计划的批复和项目资金。项目合同签订后，项目承担单位凭项目合同书向当地财政部门申领项目资金。省属单位的项目资金由省海洋与渔业局核拨。

第十一条为确保项目管理工作顺利进行，各市、县（市、区）对每个项目资金采取分期下达办法，分期下拨比例和时间视项目实施情况而定。

第十二条省海洋开发管理专项资金的使用必须严格按照有关财务制度执行。项目承担单位应加强财务管理和会计核算工作，做到专帐核算，专款专用。项目完成后要报送项目开发的总结报告及完整的技术、经济档案材料，并同时报送资金使用情况。

第十三条各级海洋和财政部门要加强对项目进展和资金使用的监督、检查和管理。对查出的违规、违纪问题，要及时纠正，严肃处理。并把项目实施和资金使用情况作为今后安排项目的重要依据。

第十四条凡出现以下情况之一者，将不安排第二年度的项目。

（一）不按规定格式上报项目材料（包括不上报计算机软盘）。

（二）项目主管部门对项目例行检查时不予合作甚至拒绝检查。

（三）弄虚作假、贪污、浪费、挪用资金等，除撤销资助外，情节严重者，将依法追究有关人员和单位的行政或法律责任。

（四）其他违反本办法中的相关规定。

第十五条各沿海市、县、（市、区）要结合本地实际，相应建立本级的“海洋开发管理专项资金”，制定“海洋开发管理专项资金”的具体管理使用办法，并报省海洋与渔业局、省财政厅备案。

第五章项目实施与验收

第十六条项目计划下达后，项目承担单位必须与省海洋与渔业局签订项目合同（附件4），项目合同按规定的格式要求填报（应在计划下达1个月内向省海洋与渔业局报送合同草案，认可后打印并盖章，一式十份报省海洋与渔业局科技处）。

第十七条项目合同是计划执行、检查、项目验收、评审、鉴定的依据，具有法律效力，不得随意更改，如果在合同执行过程中，因不可抗力原因需要更改，应由承担单位提出书面报告，经市海洋主管局（国家和省属单位经行业主管部门）审核后报送省海洋与渔业局批复后生效，否则仍需按原合同执行。

第十八条鉴于海洋管理类项目是一项公益性的、以社会效益为主的规范性管理工作，因此不签订项目合同，只下达工作计划和任务，年终上报工作总结。

第十九条海洋开发管理项目建设期一般为一年。凡纳入计划的项目，要按期完成，并符合规定要求。

第二十条各市海洋主管部门要认真执行项目年度检查制度。各市海洋主管部门负责检查本市年度项目计划进展情况，落实项目承担单位填写相应的年度检查表（见附件5），并审核、汇总项目年度检查表。于次年1月10日前汇总上报省海洋与渔业局（三份）和省财政厅（一份）。并同时报送WORD软件打印的软盘或E—mail：zjsc@。国家和省属承担单位经行业主管部门审核后可直接报送省海洋与渔业局和省财政厅。

第二十一条各级海洋主管部门与当地财政部门要加强项目实施过程中的指导、协调、服务工作，随时掌握进度、督促项目实施。

第二十二条项目验收

（一）省海洋开发管理项目验收的主要依据：有关海洋开发管理的方针、政策、规章制度及项目建设标准，各类项目计划和项目合同等。

（二）省海洋开发管理项目验收的内容：各类指标完成情况及资金使用情况等。

（三）省海洋开发管理专项资金项目验收由省海洋与渔业局负责受理，并会同省财政厅组织验收。

（四）项目承担单位在项目任务完成后需提出项目验收申请报告，并附有关文件资料，经所在市海洋主管部门和当地财政部门审核同意后上报，省海洋与渔业局审查合格后，会同省财政厅进行验收。必要时，可委托地方有关部门组织验收。

（五）项目验收原则上采取现场验收的方式，参与项目实施的专家不得作为验收组成员。项目验收意见由验收组组长签字后生效。

第六章科研项目结题

第二十三条项目结束后，承担单位应及时撰写课题完约报告(说明指标完成情况与资金使用情况等，详见合同条款第七条)，整理课题资料，并将完整的课题资料经市海洋主管部门、财政部门审核后，报送省海洋与渔业局和省财政厅（各一份）审查。对经审查不合格的项目分别作如下处理：

（一）由于资料不齐的，限两个月内补齐后重新报送。两个月内不补齐的视同不报材料处理。

（二）因不可抗力的原因未完成合同书预定的目标，应以书面形式予以说明，由承担单位领导审阅、单位盖章，连同结题项目材料，经市海洋主管部门和当地财政部门或省级行业主管部门审核后，报省海洋与渔业局及省财政厅批复、备案。

（三）由于主观原因未能按计划合同书进展和质量要求开展项目工作或完成质量极差者及不报送任何课题完约材料者，三年内不再受理该单位或该项目负责人的项目申报。

第二十四条项目鉴定

对全面完成合同指标的项目，其成果要求进行技术鉴定的，项目承担单位向省海洋与渔业局申请科技成果鉴定。其鉴定程序参照《浙江省海洋与渔业局科研计划管理办法》执行。

第七章附则

篇5

2012年12月17日至19日，来自英、美、中等多个国家的17支科研团队汇聚于菲律宾马尼拉，在亚洲最大的国际农业科研机构一一国际水稻研究所（IRRI），参加一年一度的“C4年会”。与会者兴奋地发现：根据研究进度时间表，几乎可以肯定，三年之内能够实现双细胞碳4（C4）水稻的代谢原型，其不再仅仅是个“计划”。

四年前，这些科研团队组成了“国际C4水稻联盟”（下称C4联盟），希望将玉米中的高效光合作用机制，安装进水稻中，以提升水稻产量。这个新品种水稻被称为C4水稻。若C4水稻研发成功，它将减少化肥的使用，比传统水稻更适应干旱等恶劣环境，重要的是，可以使水稻增产50％。

亚洲供应并消费着世界范围内90％的水稻，平均每公顷土地供养27人，这一数字到2050年，将是每公顷必须供养43人。在世界范围内，人均耕地面积在减少，平均每天约有2.5万人的死亡与饥饿相关。“土地耕种面积已经没有可能进一步增加，所以我们需要提高单产和耕种效率。”康奈尔大学农业生物技术支持计划第二期（ABSPII）项目主任弗兰克-绍科斯基（Frank　Shotkoski）说。

探索新的增产途径成为科研工作者们努力的目标。国际水稻研究所计划，未来三年研制出C4水稻的原型。这离C4水稻真正研发成功还很远，至少需要15年。

虽然这项技术的研发还存在许多不确定性，中国工程院院士袁隆平在2012年9月的一次演讲中表示，C4技术将被融入第四期超级杂交水稻的研发，达到亩产1000公斤的目标。来自各国的研究者们相信，这是实现新一轮粮食增产的极有潜力的路径。

改造水稻生理

杂种优势和形态改良是杂交水稻增产的两个核心路径。如今，科学家们几乎用尽了作物中所有与提高产量相关的有利基因，增产已接近极限。

2012年9月，湖南省溆浦、隆回等五个县的攻关田中，第三期超级杂交水稻终于成熟，专家组对其中三块田进行验收，平均亩产达到917.72公斤，实现了袁隆平六年前提出的“超级杂交稻第三期亩产900公斤攻关”设定的目标。

然而，受到研究人员精心照顾的试验田与实际农田存在不小差距。“第三期超级杂交水稻的产量潜力和适应性还有待进一步研究。目前我们推广的超级稻主要是二期。”湖南杂交水稻研究中心杂交水稻重点实验室常务副主任赵炳然说。

包括杂交育种在内的传统育种方式，主要依靠挖掘水稻自身的有利性状达到增产目的。早在140多年前，奥地利植物学教师孟德尔（Gregor　Johann　Mendel）将1英尺高的豌豆与6英尺高的豌豆进行杂交，种出的豌豆竟然都超过了6英尺的高度，这就是所谓的“杂种优势”。

杂交水稻相较于纯系水稻，产量可以提高15％－20％。上世纪60年代，美国植物病理学家诺曼·E·勃劳格（Norman　E　Bor　laug）通过利用作物的矮化基因，令小麦、玉米、水稻等农作物的茎干变短，使作物免于在风中折断，同时优化田中的光线分布，提高谷物产量。这种对植物形态的改良解决了世界数以亿计人口的粮食问题，勃劳格也因此获得了诺贝尔和平奖。

“改良水稻有很多方向，如果集合在一起，也许会有一定效果，但很难再做到更大幅度的突破。”台湾国立嘉义大学讲座教授古森本表示，若杂交的种源依然是碳3（C3）水稻的话，增产很难突破20％的瓶颈。

从1996年开始，“中国超级杂交水稻”项目使杂交水稻产量每五年就上一个新台阶，但袁隆平也意识到杂交水稻的瓶颈。他在2011年发表的文章《超级杂交稻的培育需要基因工程的加盟》中表示，未来若希望进一步增产，面对如何从生理上突破水稻光能利用率等关键瓶颈。文章提到，利用远缘有利基因是培育超级杂交稻的主要技术路线。“基因工程技术在水稻遗传育种中的巨大潜力将得到越来越多的显现，转基因水稻在生产上的大面积应用只是时间问题。”袁隆平写道。

袁隆平团队已宣布C4技术将被融入第四期超级杂交水稻研发中。在农作物中，玉米、高粱等为C4植物，水稻、小麦等皆为C3植物。目前主要的粮食作物多为C3植物。

C4光合作用机制是由C3植物在适应恶劣环境中进化而来。研究人员推测，大约在1000万年以前，水和二氧化碳的缺乏，使得C3植物不得不进化出更高效的C4光合作用机制。C4有一个秘密武器：二氧化碳（CO2）浓缩机制。该机制包括C4代谢物穿梭机制及独特的花环结构，两者合作促使C4植物获得更高的光能利用效率，从而实现增产。

研究者们相信，人类可以帮助水稻“进化”出C4光合作用机制。“这需要运用转基因实现发育调控，是最高水平的转基因工作。”中科院遗传与发育研究所发育生物学研究中心高级工程师姜韬说。

在上世纪90年代，古森本将玉米中的一种光合作用酶的基因导入水稻中，使水稻的光合作用效率得到部分提高。虽然还远不及C4植物的水平，但是证明了玉米中与光合作用相关的基因可以在水稻中表达。“当时大家都不相信这个可行。”古森本说。

2000年初，古森本将玉米中两个酶——PEPC和PPDK的基因整合进水稻中，并将这个水稻品种交给了袁隆平，以及安徽省农业科学院水稻研究所焦德茂团队、江苏省农业科学院遗传生理研究所李成荃团队，希望运用杂交的方式，产生既保留玉米基因，又适合中国环境的水稻。“根据2011年5月的报告，田间的产量可以增加15％－20％。”古森本说。

古森本计划，在2013年，使水稻表达六种玉米的光合作用酶的基因，完成一期C4水稻。

C4联盟也在2012年刚刚结束的一期项目中，鉴定出形成C4光合作用机制的核心基因，以及控制花环结构的目标基因。在这个过程中，中科院上海生命科学研究院研究员朱新广带领的团队致力于鉴定C4原型所必需的所有核心元件，及设计其最佳配合方式。在一期中，该团队鉴定出了C4光合系统运作必需的转运蛋白。

现在，C4联盟已经将主要C4代谢酶转入水稻。同时，在控制花环结构的重要基因方面，也取得了进展。

“花环”难题

第一批C4水稻研究者将焦点投在酶上，却始终得不到理想的试验结果。直至研究者们意识到，花环结构是C4光合作用提高光能利用效率的关键因素，而这在以往的C4工程改造中没有涉及。

“这好比运作一个大工厂，酶是机器。若要提高生产效率，就需要一定数量的按规律排列的机器。与此同时，也需要安排好放置机器的房间。而这些房间就是植物中的叶肉细胞、维管束鞘细胞。”多伦多大学生态学及进化生物学教授罗温·塞格（Rowan　F　Sage）说。

显微镜下的C4植物叶片切片中，排列着一个个圆环，这些圆环由维管束鞘细胞排列组成。由于形状很像花环，因此用德文Kranz（花环）命名。C3植物的维管束鞘细胞内因缺少叶绿体，显得干瘪且不规则。

C3植物仅在叶肉细胞中完成光合作用，C4植物却同时在叶肉细胞、维管束鞘细胞两个细胞中工作。

维管束鞘细胞可以保护光合作用的核心酶——Rubisco少受O2的影响，同时，可使被源源输入的CO2免于泄漏，进而形成一个“高压CO2舱”，也增加了CO2的利用率。

可见，高效的C4途径需要两种光合作用细胞间有序分工、密切合作，使光合作用酶最大程度地发挥作用，提高光能、氮素利用效率，减少水和能量的浪费。

C4水稻项目及其他相关研究团队，计划将更大的精力投放在对花环结构的研究上。要在4.5万个玉米基因中锁定控制花环结构的核心基因，犹如大海捞针。塞格预计，需要改变数十个到数百个基因，才可以将玉米的光合系统组装进水稻，“我们尚没有技术可以同时转移如此多的基因。”

每一个参与C4水稻研究的人都知道，这是一项漫长的工作。澳洲国立大学医学院环境生物学教授苏珊娜·凯米尔（Susanne　von　Caemmerer）在《科学》杂志上撰文表示，“我们预期未来三年获得C4水稻的原型，然而，距离C4水稻走入田间，还需要进行15年的完善。”

C4水稻未来

研究者普遍预测，C4水稻研究成功，有可能使水稻产量提升50％。但C4水稻研究绝非一个便宜的项目。

国际水稻研究所2012年在官网上公布，其与英国政府、比尔及梅琳达-盖茨基金会（BMGF）拨款1400万美元来支持未来三年的C4水稻项目。这个数字接近研究人员的预期，国际水稻研究所C4联盟协调员保罗·科维克（Paul　Quick）估计，C4水稻研究项目每年需要科研经费500万美元。C4水稻的研究需要15年到20年，由此推算，未来的科研经费需要7000万美元到1亿美元，这还不包括后期的安全性评估。

作为该技术的主要支持者之一，BMGF已经给予X4联盟一期研究约1100万美元的资助。在2012年开始启动二期研究时，英国国际发展署（DFID）也加入了资助的行列。就连对转基因技术一向保守的欧盟，也联合科研界以及商界，设立了为期五年的“3到4”项目，希望通过C3转C4光合作用，发展可持续性农业。

“这个项目非常有前途。C4水稻有潜力减少水、化肥的使用，同时，显著提升产量，从而保障世界上数以亿计的以水稻为主食的穷人的食物安全。”BMGF副发言人艾米-恩莱特（Amy　Enright）说。

水稻只是目前研究的载体，若C4水稻研发成功，研究人员可以遵循相似的原理改造小麦、大豆等一系列C3作物。按照塞格的观点，这项投资很合算，“根据我们的计算，若这项技术取得成功，30年的时间，C4再造技术的投资回报率将达到100倍或者1000倍。”

这项研究的怀疑者则不这么看，在大自然中，一个植物从C3到C4的进化几千年才能完成。“通过人为的方式是否能解决这个问题？此前，有人希望将豆科植物的固氮机制转移到玉米里，就不再需要豆科植物和玉米的轮作。我听说这个事情的时候，是在上世纪80年代，但到现在都没什么突破性的成果。”吉林省农业科学院农业生物技术研究所研究员郝东云说，“我们对于C3、C4基因调控机制的了解还不完善，现在对C4水稻的研究只是一种摸索。”

另外，研究者们也无法肯定光合作用机制的改变，是否会影响稻米的口感，或者使其营养成分等发生变化。

朱新广坚持认为，对C4植物的研究由单纯的导入酶扩展到改变植物的细胞结构之后，研究前景就完全不同。现在，他和山东师范大学、中科院植物所等机构的多位研究人员，协同开展研究，以尽快推进中国C4改造事业。

恩莱特也明确地告诉《财经》记者，所有受到资助的人，都需要建立“全球使用权计划”（global　access　plans），即确保这些技术可以提供给所有需要它的人。受资助者必须承诺，所有产品，比如改良的稻米品种，必须以可被接受的价格提供给那些需要帮助的人。

篇6

【关键词】 光电子技术 光医学 光保健 学科现状 发展趋势

一 引言

生物医学光学与光子学是光学或者说光子学现展的一个分支学科。由于光学与光子学是具有极强应用背景的学科，所以“生物医学光子技术”这一多学科交叉的新兴研究领域在20世纪末叶也随之应运而生。

激光技术作为一项重大的科技成就，为研究生命科技和疾病的发生、发展开辟了新的途径，为保健和临床诊疗提供了崭新的手段,推动人类科学技术进入新的发展阶段。

可以把与光的产生、传播、操纵、探测和利用有关的物理现象和技术包括在内的科学及工程笼统地简称为光学。用光学最广的含义来概括各研究领域及其相关交叉分支时必然包括了激光和光电子技术。运用光学及其技术研究光与人体组织的相互作用问题可归之于“组织光学”范畴。它是研究光辐射能量在生物组织体内的传播规律以及有关组织光学特性的测量方法的一门新兴交叉学科，是光医学（光诊断和光治疗）的理论基础。经过40多年的发展，激光与光电子技术在人类的保健、医疗以及生命科学中产生了很大影响。

在医学领域，光电子技术使各种新疗法，包括从激光心脏手术到用光学图像系统的关节内窥镜进行微损膝关节修复等，成为可能或得以实现。目前，科学家们正致力于研究光学技术在非侵入式诊断和检测上的应用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“无针”监控等。激光在医学上的最早应用虽然集中在治疗方面，然而在80年代初期起便开始了光诊断技术的探索。指望无损害地获得诊断信息是这些研究的驱动力之一，其中在物理学中高度发展的光谱技术有望在诊断医学中得到应用。利用光纤把光传输到身体内部的能力，可以完成膀胱、结肠和肺等器官的检查。随着医学诊断方法向无损化方向发展，利用光电子学技术对组织体进行鉴别和诊断，有可能更早期、更精确地诊断各种疾病。近年来，人们开始把这种诊断方法称之为“光活检”。

随着现代医学模式的转变、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，从20世纪80年代后期起，“激光美容术”在世界各地包括在我国各大城市逐渐地开展。保健美容是光电子技术应用越来越活跃的领域。激光技术应用于美容外科的起步较早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治疗变得简易有效。到20世纪末，人们又开发了一种称为光子嫩肤术的新美容技术。它基于选择性的光热解作用，有效地改善肌肤的质地和弹性，达到美容的效果。之所以用激光或强脉冲光进行非消融性的嫩肤或治疗越来越流行，是因为这类手术具有无损、不必住院、几乎无副作用和无疼痛，从而使受术者容易接受的优点。

国家自然科学基金委员会先后二次在“光子学与光子技术”以及“生物医学光学”优先资助领域战略研究报告中分别指出：近年来生物医学光学与光子学的迅猛兴起，令人瞩目，并因而引发出一门新兴的学科－生物医学光子学（Biomedophotonics）。研究报告选定了近期优先研究领域包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题等诸方面。

福建师范大学在1974年成立了“医用激光及其应用技术”研究组，以激光与光电子技术为基础，围绕激光医学应用的核心技术开展研究与开发。至二十世纪九十年代，跟随该领域的国际走向，转入激光医学技术的基础理论研究工作，在国内率先开展了生物组织光学与光剂量学的研究。伴随研究工作的深入开展，逐步形成了我们有特色的若干前沿研究方向，并于2005年获准立项建设医学光电科学与技术教育部重点实验室。

二 国内外现状

光学在生命科学中的应用，在经历了一个缓慢的发展阶段后，由于激光与新颖的光子技术的介入，进入了一个迅速发展的新阶段。与光学有关的技术冲击着人类健康领域，正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段，并为医疗诊断提供了革命性的新方法。特别在近十多年来，与蓬勃的学术研究活动相对应，国际上出现了专门的研究性学术杂志，如：Laurin 出版公司于1991年发行了“Bio-Photonics”新杂志。美国光学学会重要的会刊之一“Applied Optics”也于1996年将其“Optical Technology”栏目扩充为“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有关生物医学光学的论文专集。SPIE亦于1996年创办了期刊Journal of Biomedical Optics，且声誉日隆。到2004年，该刊的SCI影响因子已达3.541。当前，发达国家普遍对生物医学光子学学科给予了高度重视。例如，在美国国家卫生研究院（NIH）新成立的国家生物医学影像与生物工程研究所（NIBIB）中，生物医学光子学也成为其主要资助的领域。近三年中，美国NIH已经召开过4次研讨会，认为新的在体生物光子学方法可用于癌症和其它疾病的早期检测、诊断和治疗。新一代的在体光学成像技术正处在从实验室转向癌症临床应用的重要时刻。在NIH的支持下，美国国家癌症研究所（NCI）正在计划5年投资1800万美元，招标建立“在体光学成像和/或光谱技术转化研究网络（NTROI）”，其研究内容主要包括：光学成像对比度的产生机理、在体光学成像技术与方法、临床监测、新光学成像方法的验证、系统研制与集成等五个方面。2000年底，在美国NIBIB的首批支持项目中，光学成像方法约占30%。2000年7月，美国NIH投资2000万美元，开展小动物成像方法项目（SAIRPs）研究，受到生命科学界的高度关注，其中光学成像方法是研究重点之一。美国国家科学基金会（NSF）在2000-2002年了4次关于生物医学光子学研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招标指南。“9.11”事件后，美国国防部启动了“应激状态下的认知活动”(Cognition under stress)项目，采用的研究方法就是光学成像技术。美国加州大学Davis分校于2002年10月宣布：未来10年内，将投资5200万美元建立生物医学光子学科学技术中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000万美元由NSF支持。在学术交流活动方面，国际光学界规模最大西部光子学会议（Photonics West）上，每年的四个大分会之一即是生物医学光学会议（BiOS），论文均超过大会总数的三分之一，如，2003年关于BiOS的专题为19个，占整个会议的19/52=36.5%；2004年，IBOS会议专题为20个，占整个会议的20/55=36.4%。另外，每年还召开欧洲生物医学光子学会议。除疾病早期诊断、生理参数监测外，在基因表达、蛋白质―蛋白质相互作用、新药研发和药效评价等研究中，特别是近年来的Science, Nature, PNAS等国际权威刊物发表的论文表明，光子学技术也正在发挥至关重要的作用。在某些领域，如眼科，光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现，并以最小的无损或微损疗法代替外科手术，如膝关节的修复。现在，用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段，包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。光学技术还为生物学研究提供了新的手段，如人体内部造影、测量、分析和处理等。共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图象展现出来，在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法，不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤，而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。近场技术将分辨率提高到衍射极限以上，可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。激光器已成为确定DNA化学结构排序系统的关键组成部分。光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“DNA芯片”的高级复杂系统，和采用传输探针的简单系统。激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法，能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制，或在10-12m范围内实现力学参数的测量。结合光子学和纳米技术已经可以探测细胞机械活动，揭示细胞水平上隐秘的生命过程，利用纳米器件甚至可以检测和操纵原子和分子，这可以应用在细胞水平的医学领域。高技术的进步，如：微芯片极大地加速了生物光子学的发展进程。集成电路、传感器元件和相连电路的小型化、集成化促使在体和体外测量分子、组织和器官图像成为可能。许多生物医学光子学技术已经在临床上应用于早期疾病监测或生理参量的测量，如血压，血液化学，pH，温度，或测量病理生物体或临床上有重要意义的生化物种的存在与否。描述不同光谱特性（如荧光，散射，反射和光学相干成像）的各种光学概念出现在功能成像的重要领域。从大脑到窦体再到腹部，精确导位和追踪，对于精确定位医疗仪器在三维手术空间的位置具有重要的作用。基于分子探针的光子技术可以识别发生疾病时产生的分子报警，将真正实现令人激动的、个人的、分子水平的医学。

我国的研究基础与条件虽然相对落后，研究投入不足，但生物医学光子学是一门正在兴起和不断发展的学科，在这一新兴交叉学科上国内外处于一个起跑线上。近年来，在国家自然科学基金委、省部委以及其它基金项目的资助下，我国在生物医学光子学的研究中取得了很大的进展，尤其是2000年第152次主题为 “生物医学光子学与医学成像若干前沿问题”、第217次主题为“生物分子光子学”的香山会议后，有许多学校和科研单位开展了生物医学光子学的研究工作，并初步建成了几个具有代表性的、具有自己研究特色和明确科研方向的研究机构或实验室，并在生物医学光学成像（如OCT、光声光谱成像、双光子激发荧光成像、二次谐波成像、光学层析成像等）、组织光学理论及光子医学诊断、分子光子学（包括成像与分析）、生物医学光谱、X射线相衬成像、光学功能成像、认知光学成像、PDT光剂量学、高时空谱探测技术及仪器研究等方面取得了显著的研究成果。发表了许多研究论文，申请了许多发明专利，有些已经获得产业化。国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。这对我国生物医学光子学学科的发展起到了积极的推动作用。在我国近年所召开的亚太地区光子学会议中，有关生物医学光子学的内容已大幅增加，成为主要的研讨专题。我国的生物医学光子学研究和学术活动也方兴未艾，呈现与国际同步的态势。在基础研究、应用基础研究以及对新技术的掌握方面跟踪国际先进水平，但国内科研经费的投入相对较小，科研队伍规模不大，原创性的科研成果与国外有较大差距。和国外的发展水平相比，我国的生物医学光子学发展还存在以下问题：

（1）尽管从事生物医学光子学的科研单位很多，但取得突破性、创新性的研究成果很少，主要是由于我们的科研队伍在组织、组成上还不合理，过于分散、开展的内容繁杂，难以将有限的资金投入到一些有利于国计民生的及上水平的研究方向上；另外许多单位的研究重复，缺乏合作，导致水平低下；

（2）和国外相比，研究经费无论在绝对值还是相对值上均投入十分不够；

（3）缺乏研究成果产业化的引导机制。

三 医学光电科学与技术（福建师范大学）教育部重点实验室概况

“医学光电科学与技术”教育部重点实验室设立于福建师范大学物理与光电信息科技学院（激光与光电子技术研究所）内，作为本学科开展科研研究和实施建设与发展的一个基础平台。实验室已有30年发展历史，1973年成立福建师范学院物理系激光实验室，1984年成为福建师范大学激光研究所实验室，1995年为福建省首期211重点学科《应用光子学》学科实验室，2003年5月26日经福建省科技厅批准成立“光子技术福建省重点实验室”，2005年7月28日经教育部批准立项建设教育部重点实验室。实验室座落于福建师范大学长安山校园内。

30年多来，实验室在生物组织光学、医学光谱与光学成像技术、光诊断及光诊疗技术、信息技术光学及其生物医学应用等四个主要方向上努力开拓，承担并完成了数十项国家与省部重点、重大项目课题，取得一批代表我国本领域研究水平的科研成果，其中十五以来获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖2项，其它省级以上奖励12项。在国内外重要刊物发表的论文以及被SCI、EI收录的论文均超过100篇。

实验室目前承担着国家与省级重要课题50余项，科研经费超过2000万元。其中国家自然科学基金项目11项，国家教育部、科技部、卫生部项目9项，福建省科技重大专项1项，其它省级重要项目近30项。

中科院半导体研究所原所长王启明院士任重点实验室学术委员会主任，副主任由黄尚廉院士和谢树森教授担任。另有九位国内外著名的激光、光电子与医学学科交叉的院士、专家或资深教授担任委员，其中海外委员两人。他们规划、指导并检查本学科实验室的建设与发展。

重点实验室主要学术带头人、实验室学术委员会常务副主任谢树森教授是中国光学学会副理事长、福建省光学学会理事长、国家有突出贡献的中青年专家、光学工程专业博导、全国劳动模范，是我国医学光电科学与技术领域的学术带头人与开拓者。实验室主任陈荣教授、副主任李晖教授均为国务院特殊津贴专家，实验室常务副主任陈建新教授来自于北京大学的优秀博士后研究员。重点实验室拥有稳定的可持续开展高水平科研的学术梯队，其中的中青年学术带头人或学术骨干包括1位闽江学者特聘教授、1位福建师范大学特聘教授、3位国务院特殊津贴专家、2位全国优秀教师、2位福建省优秀教师和15位博士。

重点实验室与国内外学术界建立了并保持着广泛的联系。重点实验室已设立面向国内外的开放课题基金。已批准并实施来自浙江大学、厦门大学、上海光机所、西安交通大学、华南师范大学、天津医科大学、上海市激光医学研究中心等单位知名学者的开放课题。

重点实验室已具备良好的科研软硬件环境。现有面积近5000平方米，仪器设备原值2500多万元。重点实验室各项管理制度健全。

“医学光电科学与技术”重点实验室，在我国现代科学技术领域特色鲜明，在我国相关学科处于领头地位，有较大影响。重点实验室建设将有力促进福建省科技创新能力建设，促使福建师范大学迅速向高水平、有特色、开放型的综合性大学迈进。同时，重点实验室的建设与发展将有力促进我国医学光电科学与相关学科的发展，为广大民众的身心健康，为海峡西岸的科技、社会与经济发展做出重大贡献。

四 发展趋势和展望

光子学及其技术已广泛应用或渗透到生物科学和医学的诸多方面，被科学界所认同和重视。生物医学光学已经成为国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展，将为现代医学和生命科学带进崭新的时代。本学科的发展将继续体现了多学科交叉的特点，研究领域涉及到了生物学、医学、和光学，还有化学等不同大学科的方方面面。技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。一般认为，光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。当今世界中,与光子学有关的技术冲击着人类对生命体的认知及人类健康领域。基于现代激光与光电子技术的生物医学光子学技术将为生命科学研究带来具有原始性创新的重要科研成果，并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。

在医学领域，光子学技术正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。

在基础研究方面，研究重点在于从细胞，甚至是亚细胞尺度层次揭示病变组织与正常组织之间的差异，为新技术开发以及应用提供理论依据。另一方面，研究光与人体组织之间的相互作用以及所产生的光化学、光热和光机械效应。在技术的应用方面，研究重点转向比较各种技术中光源（相干光源/非相干光源、波长、功率密度、偏振性、连续/脉冲光源、脉冲持续时间等）和个体差异（年龄、性别、临床症状、发病史、发病时间等）对诊断或治疗结果的影响，在确定各种技术临床适应症的同时，进一步实用化各种技术。此外，还在不断开发新的实用于不同疾病的诊断、治疗和监测技术。

值得关注的是，国外从事“生物医学光学”领域研究的高校或研究机构中，来自大陆的中国学者的数量越来越多。这有助于使国内外的学术交流更加有效，并可以预期国内与国外在该领域的研究水平差距将不断缩小。

今后若干年内医学光电科技学科需关注的重大科学问题和优先研究领域如下：

（一）医学光子学基础

在组织光学方面，其中最主要的有光在组织体内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等。组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学（如光的传播）问题和动力学（如光的探测）问题是研究的主要内容，目的是要研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。应优先解决测量技术和实验精度的问题，利用近场光学显微技术、光镊技术测量活体组织的光学参量。在理论建模方面，建立生物组织中光的传输理论和数值模拟方法。具体开展的研究工作应包括：1）光在生物组织中传输理论：要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其中的传播行为。建立准确的组织光学模型，使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况；改造传输方程，使之适应新的条件，并能在某些情况下求出光在生物组织中传输的基本性质。2）光传输的蒙特卡罗模拟：继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求。除了了解光在组织中的分布，还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系。另外，发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重要的研究方向，从中可以获得比稳态条件下更多的信息。

组织光学参数的测量方法和技术方面，尚未获得人体各种组织的可靠实验数据。发展和完善活体的无损检测尤为重要。在这方面，时间分辨率与频率分辨率的测量方法引人注目。

（二）医学光子学光谱诊断技术

医学光子学光谱（非成像）诊断技术实质上是利用从组织体反射、散射、发射出来的光，经过适当的放大、探测以及信号处理，来获取组织内部的病变信息，从而达到诊断疾病的目的。

生物组织的自体荧光与药物荧光光谱技术，内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。目前，某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用，自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究，探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究，以期获得极其稳定、可靠的特征数据，为诊断技术的发展提供科学依据。

近年来，拉曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势。应开发并完善重要医学物质拉曼光谱数据库，并使基于拉曼光谱分析的小型、高效、适用于体表与体内的医用拉曼光谱仪和诊断仪将在医学临床获得更广泛的应用。

超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此，将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视，其一，应发展超快时间分辨荧光光谱技术，用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间，分析癌组织分子驰豫动力学性质等，为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据；其二，应发展超快时间分辨漫反射（透射）光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射，从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法，为确知光与生物组织的相互作用，解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。

（三）医学光子学成像诊断技术

发展出具有无辐射损伤、高分辨率、非侵入、实时、安全的光子学成像诊断技术，并具有经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分等特点的医疗诊断设备。主要的医学光子学成像诊断技术包括：

超快时间分辨成像技术：以超短脉冲激光作为光源，根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性，使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光，进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。

散射成像技术：包括光子密度波散射层析成像、组织深度光谱测量以及复合成像等，利用红外光源，光子密度波在生物组织中的穿透深度可达几个毫米，在低散射的人脑组织中甚至可达30mm。

红外热成像：红外热成像是利用红外探测器测量人体和动物的正常与病变组织的温度差异来诊断病变及其位置，现已在医学诊断中得到广泛的应用，如乳腺肿瘤的诊断。

光学相干层析成像技术：一种非侵入式无损成像技术，并且可以与显微镜、手持探针、内窥镜、医用导管、腹腔镜等相结合使用，从而具有广阔的应用领域。而且，OCT能进行众多功能成像，如分光镜OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以与众多成像技术结合使用，如荧光、双光子、二次谐波成像等技术。

荧光寿命成像：受超短光脉冲激发后，荧光团，包括自体荧光团如NADH、FAD等和外源荧光团，如有机荧光染料、荧光蛋白等，所发出荧光的寿命取决于荧光团的分子种类及其所处的微环境，如pH、离子浓度（如Ca2+、Na+等）、氧压等，因此荧光寿命的测量和成像，有助于提供生物组织的功能信息。和内窥镜结合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期诊断，是一种很有前途的具有高灵敏度、高特异性以及高诊断准确性的早期癌症诊断方法。

光声作用成像：利用超声场在生物组织中的优良传输特性和激光在生物组织中的选择性吸收特性,将超声定位技术和光学高灵敏度检测技术结合,以实现无损伤临床医学的结构和功能层析诊断。预期成像深度远好于目前的光学成像方法,对于较厚生物组织成像及临床应用特别具有吸引力,可为及早发现一些特殊病变提供一种无损、有效、高准确度的方法。

非线性光学成像：双光子激发荧光显微成像、二次谐波等成像技术由于具有三维高空间分辨率，对比度高、对生物组织的损伤小等优点，研究工作重点是扩展成像技术在生物医学领域的应用范围，重点解决研制小型化内窥型诊断设备所面临的相关技术问题。

人体经络的光学表征及其调控功能：已经用不少事实证明了经脉循行路线的现象，也初步显示了人体体表沿十四经脉路线存在的红外辐射轨迹。然而，至今未能用西医的形态学或生理学方法证明它的存在，也不能明晰地阐明“经络”的实质。可以利用已发展的生物医学光子学诸多成像技术为工具，研究这个具有中国特色的中医学中的重大问题。

4.医用激光治疗技术（激光医学）

强激光治疗：是当前激光医学中最成熟和最重要的领域。随着新型医用激光器的不时出现，如：钛激光、铒激光、准分子激光等，强激光治疗技术的临床用途也逐渐增多，提出一些新的问题。关于这些新型激光器及新的工作方式对人体组织的作用特点的认识还相对不足，基本没有适合国人组织特性的治疗参数。为此需加强研究激光与生物组织间的作用关系，特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系；研究不同激光参数（包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等）对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系，取得系统的数据，同时也有必要加强新型激光器及新的工作方式的临床适应证的研究。

低强度激光治疗：非热或低强度激光辐射可作为一种辅助治疗手段，其作用机理尚不清楚。对弱激光治疗机理的认识有待于整个基础医学的提高，如充分认识细胞基因表达与调控、细胞代谢的调控、免疫反应的调控等，同时还需研究不同弱激光剂量对这些调控的影响，这才能提高弱激光治疗的针对性和疗效。针对目前临床上盲目夸大疗效、照射剂量严重混乱的局面，建议重点扶持2-3个弱激光研究中心，集中财力与人力进行弱激光的细胞生物学效应研究；弱激光生物调节作用和细胞生物学现象（基因调控和细胞凋亡）的量效关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的关系及其机制。寻求弱激光生物刺激效应的可能机制与量效关系；规范临床治疗参数与操作等。

光动力学治疗（PDT）是当前激光医学中最具活力且发展迅速的领域。光动力疗法具备了诊断和治疗肿瘤、心脑血管病等人类重大疾病的潜力。光动力疗法在鲜红斑痣、老年性眼底黄斑病变、某些顽固性皮肤病、类风湿性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中取得一系列进展，并结合内镜技术的发展等，其应用领域得到很大的延伸和扩展。这些都说明发展光动力疗法具有重要的社会和经济效益。应当重点资助PDT相关产品的国产化，扶持新一代国产光敏剂的开发及相应激光器的产业化，资助新一代光敏剂光动力学治疗的机理研究。作用机理、光动力疗法各要素对光动力学效应的影响、建立数学模型、新型光敏剂光动力学效应的研究，为开拓光动力疗法新的应用领域取得系统的数据。

激光美容与光子嫩肤术：利用激光或强脉冲光照射皮肤后的选择性光热解效应，即靶组织（病灶）和正常组织对光的吸收率的差别，使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则，达到去皱、去文身、脱毛和治疗各种皮肤病或达到美容的效果。

五 结论

医学光子学及其技术的学科发展，对生命科学有重要且积极的意义。在医学领域，将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供可能性，从而提高人类的生存价值和意义，其中的重大突破将起到类似X射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用，在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。

参考文献

〔1〕Michael I. Kulick. Lasers in Aesthetic Surgery. New York: Spring-Verlag,1998.（中译本：激光美容外科，叶青等译，福建科技出版社 2003.）.

〔2〕美国国家研究理事会编，上海应用物理研究中心译. 驾驭光：21世纪光科学与工程学, 上海：上海科学技术文献出版社，2001. 78-114.

〔3〕 谢树森，雷仕湛. 光子技术. 北京：科学出版社,2004. 266.

〔4〕国家自然科学基金委. 光子学与光子技术：国家自然科学基金优先资助领域战略研究报告. 北京: 高教出版社/海德堡，施普林格出版社, 1999. 96-114.

〔5〕Raloff, Janet, Optical biopsy hunts would-be cancers, Science news, 2001,159(14):214.

〔6〕 Kathy Kincade, Medicalwatch: Optical biopsy device nears commercial reality, Laser focus world, 2000.

〔7〕 Britton Chance, Mingzhen Chen and Gilwon Yoon, Editors, Optics in Health Care and Biomedical Optics: Diagnosis and Treatment, Proc.SPIE, 2002.

〔8〕R.R. Alfano, Advances in optical biopsy and optical mammography, Published by the New York Academy of Sciences, 1998.

〔9〕R.R. Anderson, J.A. Parrish, Science, 1983, 220:524-527.

〔10〕 谢树森，龚玮，李晖，光电子激光，2004，15（10）：1260-1262.

〔11〕 R. Christian, G. Barbel, etal, Lasers Srug Med,2003;, 32:78-87.

〔12〕范滇元 中国激光技术发展回顾与展望 《2000高技术发展报告》 2000.

〔13〕 世界激光医学发展简史 2004.

〔14〕 李兰 我国激光医学现状发展战略――问题与对策《科技日报》2002.07.

〔15〕 Wei Gong, Shusen Xie, Hui Li. Photorejuvenation:still not a fully established clinical tool for cosmetic treatment. ICO20: Biomedical Optics, Proc. of SPIE Vol. 6026, 602604, (2006).

〔16〕 Hongqin Yan, Shusen Xie, Hui Li et al. Optical imaging method.

课题组成员：

1.谢树森：教授、博士导师，中国光学学会副理事长，福建省光学学会理事长

2.李 晖：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室

3.陈 荣：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室

篇7

“中国高校十大科技进展”评选活动是由教育部科学技术委员会组织开展的，目的在于及时宣传中国高等学校的重大科技成果，充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力，鼓励高等学校提高科技创新能力。自1998年首次评选以来，活动对提升高校科学技术整体水平，推动高校的科技进步发挥了积极的作用，并在社会上产生了较大的影响。

聚焦　禽流感病毒可以母传胎儿且造成多器官感染

主持单位：北京大学

所属领域：医学领域

北京大学顾江教授等首次证明禽流感病毒有人传人的潜质，同时发现该病毒能感染包括大脑神经元在内的多种器官和细胞。这些发现对禽流感――这一新发传染病的预防、诊断和治疗有指导意义

高致病性禽流感是一种致死率极高的新发传染病。一旦爆发将可能导致数百万人的死亡。禽流感能否在人际间传播是它能否爆发的关键，这一直是医学界关注的焦点。最近，北京大学基础医学院院长顾江教授领导的课题组在对禽流感尸体解剖的分子病理学研究方面取得重要突破。成果于2007年9月29日刊登于著名的《柳叶刀》杂志上，引起世界高度关注。

顾江等率先发现禽流感病毒能穿过胎盘感染胎儿，由于胎儿在基因、表现型、血型等方面都是与母亲不同的人。所以这项成果首次证明H5N1病毒具有人传人的潜力。此外，他们还发现H5N1不仅感染肺脏，还感染气管、大脑、血细胞和肠道等肺部以外器官，从而证明禽流感是全身性疾病。

上述发现被该领域专家认为是近年来禽流感研究方面最具实质性的进展，对疾病的预防、诊断、治疗等都有重要指导意义。该成果一经发表，立刻被全球主流媒体广泛报导，路透社、法新社、美联社、新华社、以及《自然》等杂志和凤凰卫视等其他许多专业和大众传媒纷纷以不同语言对这一发现给予报导和评论，互连网上更是转载无数。这一重要发现使我国在新发传染病的分子病理学领域的研究处于世界领先地位，成为近年来源自中国的最具有世界影响的医学科技进展。

聚焦　高端彩色打印控制关键技术

主持单位：北京大学

所属领域：信息领域

本项目是一项集计算机图形图像处理技术、高速数据处理技术、数码打印控制技术于一体的系统性原创成果，获得多项发明，打破了该领域一直被国外技术垄断的局面

高端彩色打印控制关键技术是数码印刷技术中保证印刷效率和质量的核心技术，相当于数码印刷的“CPU”。技术难度大。长期被国外公司所垄断。

由北京大学杨斌副研究员领导的研究、开发队伍。在国家科技支撑计划、电子信息产业发展基金等方面的支持下，与方正集团开展产学研合作，凭借北京大学计算机科学技术研究所在相关方面三十多年的技术积累，针对国外技术的不足，研发具有自主知识产权的高端彩色打印控制技术并获得成功，一举打破国外公司的技术垄断，已有12项专利获授权，申请并获受理的发明专利有25项(其中9项国际专利)，初步形成完整的知识产权保护体系。

在2007年5月信息产业部主持的技术鉴定中认为该技术“填补了我国的空白，其整体技术水平达到了国际先进水平，在图像半色调网点调制技术、图形文字边缘增强技术、并行处理效率等方面居领先水平”。高端彩色打印控制关键技术研制成功后，不仅在国内获得广泛应用，促进了我国数码印刷技术与产业的发展；而且成功进入国际市场，被世界上著名的数码印刷设备制造商采用，并正与多家跨国公司进行洽谈合作。三年来合计软件销售收入近亿元，其中64％来自国际市场。

聚焦　首次发现共价键晶体及非晶结构一维纳米材料的大应变塑性形变

主持单位：北京工业大学

所属领域：材料领域

本项目是一项集现代电子显微学原位表征与纳米材料新异物理性能研究于一体的原创性成果，为现代纳米材料性能表征提供了新途径

一维纳米材料作为具有新异物理性能的纳米器件的基本结构单元，引起世界各国的广泛重视。北京工业大学张泽院士和韩晓东教授领导的研究组，紧密围绕国家中长期科学技术发展规划研究方向，在原位外场作用下纳米材料物理性能与显微结构间关系研究上，取得了突破性进展。发明了一种集现代电子显微学原位表征与纳米材料新异物理性能研究于一体的新方法。

在原子尺度对单体一维纳米材料力学等性能进行外场作用下原位表征测量，是当今国际纳米科学研究的瓶颈性难题之一。该研究小组发明了几项颇具特色的纳米操作技术，并成功用于Si和SiC等重要半导体纳米线在外场作用下力学性能与原子尺度显微结构间关系研究，取得了突出创新性成果。他们惊奇地发现，作为现代信息基础材料的硅这种脆性材料，达一维纳米尺度时，在拉应力外场作用下，也可发生室温脆－韧转变，甚至呈现超常塑。同样，碳化硅在一维纳米尺度也呈现这种室温超塑性。这类共价键结构半导体纳米线的超常塑，是伴随缺陷和非晶态转变等一系列结构演变而产生的。

这些新方法，不仅对在原子尺度认知新异物理现象与显微结构间关系，而且对它们在先进半导体领域的新应用，将提供重要的试验和理论依据。

聚焦　铁路综合数字移动通信系统(GSM―R)理论、关键技术及工程应用

主持单位：北京交通大学

所属领域：交通领域

本项目在GSM-R技术引进消化基础上，从理论创新，到技术创新与工程应用，取得一系列原创成果，开辟了中国铁路交通数字移动通信发展新局面

由北京交通大学钟章队教授领导的团队，在国家自然科学基金、铁道部重大研究计划等方面的支持下，在“铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)理论、关键技术及工程应用”上取得了突破性进展。该成果是一项集理论创新、技术创新与工程应用于一体的系统性原创成果。

随着中国铁路快速发展，高速铁路、客运专线、青藏铁路、重载运输对于铁路无线通信技术发展提出新的要求，传统模拟无线通信存在同频干扰、可靠性差及功能单一问题，已无法满足需要，中国铁路无线通信技术的发展面临一系列新的难题和挑战，需要更新换代。

钟章队教授率领的团队，理论上提出分布式智能呼叫接纳控制理论、无线场强覆盖测量可靠评估方法、中国铁路信息化数据传输体系架构等，开创了GSM-R理论研究新方向；在国际铁路重载运输领域，首次采用安全电路数据会议技术，开发出基于GSM-R平台的网络化无线机车同步操作控制地面应用节点和车载通信单元等设备，彻底解决了大秦线重载运输铁路沿线隧道、山区、丘陵等特殊地段的可靠通信问题，创造了显著的经济和社会效益根据国家青藏铁路建设需要，运用理论研究成果开发出新的测量及监测设备，获取了大量

珍贵的测量数据，为青藏铁路数字移动通信系统工程提供了可靠依据和运营维护工具；主编了中国铁路GSM-R系列标准规范，为铁路GSM-R网络工程建设和发展打下了坚实的基础。

本项目研究开辟了GSM-R在中国铁路交通研究应用新领域，使我国铁路移动通信研究与应用跻身国际前列，为中国铁路独特运输方式下铁路交通数字移动通信发展建设提供了先进理论方法和现代技术手段，并为我国铁路信息化及列车运行控制技术进一步发展奠定了关键技术基础。

聚焦　一株重要采油微生物的全基因组破译和重油降解分子机制的研究

主持单位：南开大学

所属领域：生物技术领域

本项目破译了嗜热采油细菌的全基因组序列，在世界上首次揭示了微生物降解重油主要组分――长链烷烃的代谢途径和关键生物酶的功能，对于石油污染的生物治理和微生物采油技术的革新具有重要科学意义和广泛的应用前景，为缓解我国能源紧张和促进环保产业的发展带来新的希望

由南开大学长江学者王磊教授领导的研究组在天津市科技创新专项资金(市长基金)和国家“863”计划的支持下，在“采油微生物基因组和关键的重油降解分子机制研究”的课题上取得了重大进展。该课题破译了嗜热采油细菌的全基因组序列，并在世界上首次揭示了重油主要组分――长链烷烃的微生物降解途径，获得了具有重要应用价值的生物酶。该成果是石油微生物研究领域的重大突破。

石油是人类社会的能源支柱，同时也是环境污染物。石油微生物的研究是发展微生物采油和石油污染生物修复技术的重要基础。美国能源部的数据显示，微生物采油能提高采油率10％～15％。目前全球探明储量的石油中，超过60％的部分是黏度高、流动性差的重油。采用现有的技术无法开采。国际上对以长链烷烃为主的重油微生物降解分子机制研究相对匮乏，成为微生物采油技术遇到的最大难题之一。

王磊教授综合运用前沿的基因组学和蛋白组学研究方法和技术，以一株分离自我国大港油田的采油细菌――嗜热脱氮土壤芽孢杆菌为突破点，进行“撒网一搜寻式”研究，全面系统地揭示微生物降解重油的分子机制。2002年中旬，王磊教授开始组建科研小组，集中力量进行攻关，不断缩小目标基因的范围。历经基因组学研究一生物信息学预测一蛋白质组学和转录组学验证一功能基因鉴定的逐级筛选，科研人员最终成功地完成了这一重要课题，在世界上首次完整地描述了长链烷烃被微生物酶降解的途径。

该项目研究成果于2007年3月27日在国际权威杂志《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表，得到国内外同行的高度评价。课题组对这项重要成果申请了国际专利保护，为我国进一步发展具有自主知识产权的新一代微生物采油和石油污染修复技术奠定了坚实的基础。

聚焦　二维协调的新一代电网能量管理系统、关键技术及应用

主持单位：清华大学

所属领域：工程技术领域

本项目首次实现了电网控制中心自动预警和优化闭环控制系统，属标志性成果，对大电网的安全、经济和优质运行意义重大。

清华大学张伯明教授领导的研究团队在国家“973”计划、国家自然科学基金重大项目等方面的支持下。历时15年研究开发完成具有国际领先水平的三维协调的新一代电网能量管理系统。

2003年震惊世界的“814”美加大停电，其主要原因之一是作为电网控制中心神经中枢和调度指挥司令部的能量管理系统(EMS)失效。电网发展迅速，传统EMS已不适应，急需变革。本成果在国际上首次提出(空间、时间、目标)三维协调的新一代电网能量管理系统，将传统的人工分析型变革为自动预警型；将静态分析变革为动态分析；将基于断面的分析变革为连续跟踪递归分析。首创事故前预警和预防控制技术，将电网事故抑止在发生之前，萌芽之中，避免大停电。首创全局优化闭环控制方法，优化电网运行，降低网损，节能降耗效益明显。申请和授权发明专利13项，具有自主知识产权。在15个省级以上电网应用，创直接经济效益2.8亿元。

教育部组织的鉴定会意见称：该成果“在整体上处于国际领先水平”，“是电网调度自动化技术领域的重大标志性成果”，“对大电网的安全、经济和优质运行意义重大”。

该系统为世界首例。国际电力调度自动化之父Dv-Liacco评价：“新一代EMS无疑是当今最新的技术进展，它在中国的实现引领了国际潮流。”美国工程院院士Bose评价：“新一代EMS确实使电力控制中心技术向前迈进了一大步。就我所知，在美国和欧洲，没有一个电力控制中心将所有上述组成要素包含到一个EMS中。”

聚焦　二十四面体铂纳米晶体催化剂

主持单位：厦门大学

所属领域：化学化工领域

本项目是集晶体表面结构控制原理创新和高性能金属纳米催化剂制备技术创新为一体的原创性成果，开辟了一条通过控制纳米粒子表面微观结构提高催化剂性能的崭新途径，是纳米尺度催化剂合成的重大突破。

厦门大学化学化工学院孙世刚教授领导的研究组在国家“973”计划、国家自然科学基金重大研究计划等科学基金的支持下，在长期研究金属单晶电催化的基础上，发展了金属纳米晶体表面结构控制和生长的电化学方法，突破化学法只能合成低表面能的低指数晶面结构金属纳米晶体的局限，首次高产率制备出具有高表面能的二十四面体铂纳米晶体催化剂。他们与美国佐治亚理工学院王中林教授合作，通过高分辨电镜分析证实所研制的二十四面体铂纳米晶体的表面为{730}、{520}等高指数晶面结构。二十四面体铂纳米晶体不但具有很高的化学稳定性和热稳定性。而且显著增强了铂纳米催化剂的活性。这一研究成果开辟了一条通过控制纳米粒子表面微观结构提高催化剂性能的崭新途径，是将模型催化剂的基础研究推向实际催化剂设计和研制的一个重大进展。该成果以研究报告的形式发表在2007年5月4日出版的美国《科学》杂志上。同期的《科学》杂志还配发了题为“催化剂新面孔”的评述文章，指出这是纳米尺度催化剂合成的一个重大突破。

铂族金属纳米材料是燃料电池、石油化工、汽车尾气净化和化学工业等领域广泛使用的催化剂。因世界铂族金属储量稀少，价格昂贵，如何进一步提高铂族金属催化剂的性能一直是科学和技术的重大关键问题。孙世刚教授及其研究组提出并实现通过高指数晶面结构铂族金属纳米晶体的控制合成来提高催化剂活性和稳定性，具有重大的科学意义和应用价值。该项研究成果除在《科学》上发表外，有关技术还申请了中国和美国发明专利各一项。

该项成果在国际学术界引起了重大反响：美国《化学工程新闻》周刊和《每日科学》，英国《新科学家》和英国皇家化学会的《化学世界》等国际主流科技媒体都在第一时间报道和正面评述了这项重大研究进展；德国《应用化学》，英国

《自然纳米技术》和《自然中国》，爱思唯尔《今日材料》等重要学术期刊都发表了评述文章，高度评价这一研究工作。这一成果还引起相关产业领域的高度关注(如国际著名的韩国三星公司综合技术研究院。加拿大巴拉德燃料电池公司，等等)，并被美国《化学工程新闻》周刊评选为2007年度24项最重要的研究成果之一。

聚焦　中国南方早寒武世带附肢的冠群甲壳动物

主持单位：云南大学

所属领域：生物学领域

本项目是一项利用特异保存化石，论证先驱甲壳动物的地史分布及其基本特征的原创成果，为探讨早期生命起源和演化提供了新信息

一些微小的胚胎和具外皮的后生动物(多为节肢动物幼体)，经亿万年埋藏被磷酸盐化。其软躯体部分可显示体表微米级的刚毛、腺孔，甚至细胞构造，组成一类珍稀的“特异保存”化石。云南大学张喜光教授长期致力于此类化石研究。并于最近在云南省永善县首次发现如此保存的先驱甲壳动物化石。

借助这些精美化石所独具的形态学和发育生物学的证据，张喜光教授及其合作者论证了与现生甲壳动物(如虾、蟹等)有着共同祖先的化石类群存在于5.2亿年前的早寒武世，并非此前权威认定的晚寒武世；再次肯定以往认为在生物进化后期方才出现的一些高等或进步的生命形式，在寒武纪初期已具雏形。昆虫的翼与水生甲壳动物附肢基部着生的上肢可能同出一源，上肢原先仅见于约4亿年前泥盆纪的甲壳动物，研究证明上肢为寒武纪甲壳动物的基本特征，为昆虫由水生到陆生的进化拓展了思维的空间。此前，张喜光教授曾率先报道了中寒武世的胚胎化石，如今我国南方以多处发现胚胎化石闻名于世，却几乎不见相对应的幼虫。上述先驱甲壳类的发现。表明这里化石的丰富多样，可望为深入认识原始节肢动物的生长发育和早期演化开拓新的研究途径。

该项目在国家自然基金委、“973”项目等的支持下得以完成。

聚焦　光量子计算机的物理实现和算法应用

主持单位：中国科学技术大学

所属领域：物理学领域

该项目在光学量子计算机的研制和算法实现的核心领域取得一系列独创性的成果，获得了国际学术界的广泛关注和认可，标志着我国在光学量子计算领域达到国际领先水平

量子计算机利用量子力学的规律实现信息的高效存储和超快并行计算，不仅具有重大的理论意义，而且对社会、经济和国家信息安全有着极其重要的影响。2007年，中国科学技术大学潘建伟领导的研究小组在光学量子计算核心领域取得了一系列独创性的成果。该小组实验实现了国际上纠缠光子数最多的“薛定谔猫”态和单向量子计算机，刷新了光子纠缠和量子计算领域的两项世界记录。该成果被欧洲物理学会和《自然》杂志等广泛报道，被称赞为“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”和“为量子计算机的物理实现迈进了重要一步”。该小组还在国际上首次利用光量子计算机演示了关键性的Shor算法，实现了15=3×5这一质因子分解，被美国物理学会誉为“量子计算的重大突破”。这个算法的最终目的是利用量子计算机极快地分解出大数的质因子，这将对目前使用的保密系统(如RSA公开码)造成严重威胁。英国科技杂志《新科学家》对该工作做了长篇报道，称：“出现能运行Shor算法的量子计算机具有极为深远的意义：这意味着由量子计算将能够轻松的破解我们银行帐号、商业和电子商务数据使用的密码。”

这一系列成果获得了国际学术界的广泛关注和高度认可，标志着我国在光学量子计算领域取得了国际领先水平。

聚焦　深层油气成藏机理与分布预测

主持单位：中国石油大学(北京)

所属领域：资源与环境领域

本项目是一项石油地质理论创新与勘探实践紧密结合的原创性成果

篇8

关键词：脑血栓形成；白细胞介素－10；梗死面积

中图分类号：R743.32 R255.2 文献标识码：B 文章编号：1672―1349(2007)04―0310一02

近年来缺血性脑损伤的病理生理方面的研究进展很快，改善缺血周围区血液供应和如何减弱致炎因子的作用、增强抗炎因子的作用来提高神经元的存活，是近几年国内外研究的焦点。作为抗炎因子的白细胞介素－10(IL－10)在此过程中的意义和作用，国内外进行了大量动物实验研究。研究表明，IL－10能通过抑制肿瘤坏死因子(TNF－α)、白细胞介素－1β(IL－1β)和其他前炎性细胞因子的产生减轻缺血后脑损伤，有利于神经元的修复和存活，在脑缺血中有神经保护作用。但在人类缺血性脑血管病方面，TL－10的临床研究报告尚少见。为此，根据急性脑血栓形成病人血清IL－10水平的测定结果及其与缺血范围的关系，试图通过比较，对IL－10与缺血性脑血管病之间的关系作一些研究探讨。

1　资料与方法

1.1 临床资料观察组30例，其中男19例，女1l例，年龄51岁～82岁(69.6岁±9.5岁)，均为2005年6月―2006年5月我院神经内科住院的脑血栓形成病人，发病时间在24 h内，所有病例均符合i995年全国脑血管病会议诊断标准，并经颅脑CT和／或磁共振成像(MRI)证实。参照Kim等[1]的计算方法，据影像学所见，分为大面积脑梗死(直径＞4 cm)组(A组)、中小面积脑梗死(直径＜4 cm)组(B组)。另设对照组20名，为查体健康者，其中男11名，女9名，年龄48岁～80岁(67.9岁±9.9岁)，除外脑血管疾病。两组均除外新近感染、肿瘤和心、肝、肾等疾患。

1.2 方法 观察组病人给予常规减轻脑水肿、抗凝及改善微循环治疗。分别在发病24 h内、第3天、第7天，取清晨空腹肘静脉血4 mL送检。对照组20例取清晨空腹肘静脉血4 mL 1次送检。采用双扎体夹心间接ELISA法，IL－10试剂盒由加拿大YES生物技术研究有限公司提供，由本院放免室测定。

1.3　统计学处理所得数据采用均数±标准差

表示，组间比较采用非配对t检验，组内数据比较应用单因素方差分析，t检验判断统计学意义。

2　结　果

3　讨　论

3.1　IL－10在脑缺血中的保护作用及机制　Dietrich等[2]在全脑缺血小鼠海马定量病理组织学分析中发现，联合应用IL－10较单纯应用低温疗法更能提高神经元存活率。在外伤性脑损伤，静脉或皮下给予IL－0，能扎高神经元的修复和存活能力[3]。vanExel等[4]通过对伦敦599名85岁以上老人血清IL－10水平分析后，发现低IL－10水平人群发生中风的危险性较高，指出抗炎因子IL－10在缺血性脑血管病中起着重要的保护作用。Griui等[5]发现，去除IL－10的小鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)后脑梗死的面积较正常野生型小鼠大30％，在体外，其大脑皮质细胞培养物对兴奋性神经毒性的敏感性增加，对缺血缺氧耐受性较野生型小鼠差，而将重组IL－10加入培养液后，则可减轻兴奋性神经毒性和缺血缺氧造成的损伤，结果说明外源性及内源性IL－10在脑缺血时都具有神经保护作用。以上研究证明，对于脑损伤，应用IL－10治疗可明显减弱炎症反应，产生重要的抗炎保护作用。

而研究同时表明，IL－10在急性脑缺血后抑制炎性反应的机制，主要通过以下3个途径：①减少γ干扰素(IFN－γ)、白细胞介素－1(IL－1)和TNF－α等前炎性细胞因子的合成；②抑制炎性细胞因子受体表达；③降低炎性细胞因子活性[6]。IL－10的抗炎保护作用始终与TNF－α水平降低有关，国外很多文献在全身性疾病研究中有所报道。IL－10能对多种类型细胞发挥免疫抑制和免疫激励效力，在中枢神经系统具有神经保护和神经营养作用，是一种与脑缺血损伤和损伤修复过程相关的重要抗炎细胞因子。

3.2　脑缺血过程中IL－10表达的特点 本实验在研究中发现，血清IL－10在急性脑血栓形成后含量是呈动态变化的。发病24 h内测得IL－10显著增高，第3天达高峰，随后逐渐下降，但持续到发病第7天仍高于对照组。这与国外的许多研究结果相一致。Tarkowski等[7]发现，中风早期脑脊液(CBF)IL－10水平即明显升高，第2天达高峰。Zhai等[8]应用RT－PCR技术测定小鼠MCAO闭塞时脑内IL-10、IL-1β、IFN－mRNA表达水平的变化，发现MCAO后2 h缺血侧IL－1β、IFN－αmRNA表达水平增加，6h达峰值，24h开始降低。而IL－10在缺血6h才检测到，24h达峰值。脑缺血极早期可诱导IL－1β、TNF－α表达，而二者可诱导IL－10的表达，IL－10又可反馈抑制IL－1β、TNF－α的表达。Li等[9]测定持续MCAO大鼠脑IL－17、IFN－γ和IL－10 m RNA表达水平时发现，缺血后(1～12)h IL－10 mRNA表达较低，24 h至6 d逐渐升高，与文献[5]报告结果相符。血清IL－10的动态变化过程与脑缺氧、缺血的程度是有密切关系的。缺氧、缺血的存在使IL－1β、TNF－α等炎性因子的表达呈持续的动态变化，致炎因子的释放增多反馈性引起抗炎因子IL－10表达增加。第3天后，由于侧支循环的逐步建立改善了缺血缺氧的状态，巨噬细胞、神经元和星形胶质细胞分泌致炎因子的量降低，IL－10分泌也相对减少。但组织缺血缺氧持续存在，因此到第7天时血清IL－10水平仍高于正常对照组，继续发挥其神经保护和神经营养作用。

本研究在测定急性脑血栓形成病人血清IL－10水平与梗死面积的关系中，发现大面积梗死和中小面积梗死病人在发病

危险因素上无明显差异，但血清IL－10水平A组明显高于B组(P＜0.05)。此结果，国外学者也有相关报道。Li等[9]发现MCAO大鼠(1～6)d内脑IL－17、IFN－γ和IL－10 mRNA表达水平与脑损伤面积有关，损伤面积大者表达水平高。Tarkowski等[7]报道，大范围脑损伤病人与小范围脑损伤病人相比，前者的脑脊液IL－8和IL－10水平增高。据以上研究结果推测，梗死面积越大说明缺血缺氧的程度也越大，受损伤的组织、细胞越多，受缺血缺氧影响的巨噬细胞、神经元和星形胶质细胞越多，其表达的致炎因子水平就越高，同样反馈性引起抗炎因子IL－10的表达也增高。说明脑血栓形成急性期病人血清IL－10水平可能预示梗死范围的大小和病人神经功能恢复情况，有助于判断预后，并为早期选择病人施以不同的治疗方案提供了可行性。

总之，脑缺血急性期的机体免疫系统处于激活状态，IL－10是一种与脑缺血损伤和损伤修复过程相关的重要抗炎细胞因子，具有神经保护和神经营养作用。本实验未对脑血栓形成7天后的血清1L－10水平进行监测，远期神经功能恢复与IL－10的关系期待在以后的临床观察中继续探讨。

参考文献：

[1]　Kim JS，Yoon SS，Kim YH，et al．Serial measurement of interleukin-6，transforming growth factor－β，and S－100 protein in patientswith acute stroke[J]．Stroke，1996，27：1553―1557．

[2]　Dietrich WD，Busto R，Bethea JR．Postischemic hypothermia and IL－10treatment provide long－lasting neuroprotection of CAI hippocampusfollowing transient global ischemia in rats[J]．Exp Neurol，1999，158(2)：444―450．

[3] Knoblack s，Faden A．Interleukin-10 improves outcome and sup-presses proinflanmlation cytokine expressi’on after traumatic brain in－jury[J]．Soc Neurosci Abstr，1997，23(1)：268．

[4] vanExel。E，Gussekloo J，deCraen AJ，et al．Inflammation andstroke：The Leiden 85-Pius stud[J]．Stroke，2002，33(4)：1135―1138．

[5] Griui M，Barbjeri I，Basudev H，et al．Interleukin－10 modulatesneuronal threshold of vulnerability to ischemic damage[J]．Eur J Neu-roscl，2000，12(7)：2265―2272．

[6] Strle K，Zhou JH，Shen WH，et al．Interleukin－10 in the brain[J]．Crit Rev Immunol，2001，21(5)：427―449．

[7]　Tarkowski E，Rosengren L，Blomstrand c，et al．Intrathecal rdeaseof pro―and anti－inflammatory cytokines during stroke[J]．ClinExp Immunol，1997，110(3)：492―499．

[8] ZhaiQ，FutrellN，ChenF，et al．Gene expression of IL－10 in rela-tionship to TNF alpha．IL－l beta and IL－10 in the rat brain　fol-lowing middle artery occlusion[J]．J Neuro Sci，1997，152：119

篇9

(一)可持续发展思想的提出

可持续发展思想从其产生萌芽到目前为止已经近50年的历史了，简要地对这一思想的提出过程进行了解有利于我们更好地理解和把握可持续发展的内涵，并应用于各行各业。

1962年，美国海洋生物学家雷希尔•卡逊出版了《寂静的春天》一书向人类发出警告：要正视由于人类自身的生产活动而导致的严重后果。1972年罗马俱乐部公开发表《增长的极限》这一研究报告，它从地球的有限性推导出地球本身蕴藏的资源、能源和地球对人类社会的经济增长都面临着自己的不能超越的极限，从而得出世界经济和人口必须在限定的期限内停止增长或实现“零增长”，达到“全球均衡状态”，否则即将面临不可避免的崩溃这样一个悲观结论。同时，“可持续发展”作为一个准确的概念，是由美国世界观察研究所所长莱斯特•R•布朗在其1981年出版的《建设一个可持续发展社会》一书中提出来的。但他并没有对可持续发展的内涵及外延做出明确的规定。此书只指出社会发展不仅要满足当代人的需求，而且要考虑下一代人以及子孙后代的需求，这就为社会提出了新的战略目标。1983年，在联合国主持下成立的以挪威首相布伦特兰夫人为主席的世界环境与发展委员会，它成立后，就有关环境污染、环境保护与工业发展问题在世界范围内进行了广泛的调查，并于1987年向联合国提交了《我们共同的未来》的报告。该报告把可持续发展作为报告的关键概念使用，并明确地将其定义为“既满足当代人需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。1992年6月于里约热内卢，1994年9月于开罗，1996年3月于哥本哈根先后召开了世界环境首脑会议，标志着可持续发展研究成为世纪转换之际最重要的命题和各国尤其是重大国际会议所关注的焦点。可以说上述大会是人类转变传统发展模式和生活方式，走向可持续发展道路的一个里程碑。

结合近50年学者对可持续发展的研究，对可持续发展逐渐有了统一的定义，即可持续发展是一个综合范畴，包括经济、生态、社会、人才、教育、资源等方面的可持续性，主要包括自然资源和生态环境、经济、社会三个方面的基本内容。其中，资源的可持续利用和生态环境保护是实现可持续发展的基础，经济的可持续快速健康增长是实现可持续发展的前提，人的现代素质的提高和社会的全面进步是实现可持续发展的条件和目标，三者应相互协同。可持续发展作为一种理论、一种运动具有持续性、整体性、协调性、选择性等多方面的特征。

(二)可持续发展的三个方面内涵

1.生态的可持续发展

生态的可持续发展总的概括可以解释为森林资源供给和生态环境响应。这包含两个层面含义：一是保持良性循环。良性循环以人类对环境破坏问题为例，在满足人类需求必须是在部队环境产生损害的前提下来满足，否则以破坏环境为代价来满足人类需求，将会对人类的长远利益造成严重的负面影响，甚至可能危及人类生存。因此，良性循环的提出，有利于人类在满足自身资源配置下为下一代乃至子孙后代着想，做到循环反复，有效生成利用。二是绝不能超过资源承载能力。比如人口的过度增长带来资源的过度消费，所以在全球范围内严格控制人口增长和长远的人口政策，只有这样才能合理以用资源，以防止资源短缺，同时除了脍炙人口增长和保护资源不超额使用外，还应该积极研究开发、寻找新资源，以满足人类对资源的需求。

2.经济的可持续发展

在环境经济领域内，人们普遍人为可持续发展主要事一个平等问题而不是一个效率问题。这并不是说经济效率与可持续发展无关。比如，每单位产出所消耗的自然资源数量的减少，显然有助于减少人们对环境资源的索取。然而我们可以看出，经济效率不是可持续发展的一个充分条件。而根据那些使用环境资源效率低下的政府或导致市场失灵的因素，可能会使可持续发展前景更加光明。实现可持续发展，不仅要实现代内平等，而且还需要实现代际平等。正如Asheim所说：“可持续发展对我们这一代管理资源提出的要求是，要使将来所有子孙都能获得与我们现在同样好的平均生活质量。”

(1)代内公平。

一是把人作为发展主体来理解。可持续发展涉及到人与自然的关系。追求代内公平的一个方面就是要求一部分人的发展，不应损害另一部分人的利益。这表明了在可持续发展的框架中，人与人的关系的基本行为准则是平等的原则。它要求人类对自己的发展行为采取某种程度的自律。二是把国家和地区作为发展来理解。代内公平还强调任何地区、任何国家的发展不能以损害别的地区和国家的发展为代价，特别是要注意维护发展中国家和地区的需求，即追求各国在“发展权”上的平等。它包含来两层意思：其一，任何地区任何国家都没有无限制发展的自由，都必须保证在补给其他地区和货架带来危害的前提下发展。因为在环境和资源都是有限的条件下，任何一个自由主义的发展行为都可能对周围产生不可低估的副作用。其二，整体发展的关键是要在地区、国家和全球范围内放置和消灭穷富两极分化。全球问题的根本原因，既有贫困地区为求温饱而不得不掠夺性地利用资源，更有富裕者为求最大利润和奢侈享受而滥用资源。所以，只有采取自愿环境公正配置的原则，缩小贫富两极分化，才可保持发展的持续性。

(2)代际公平。

代际公平强调在发展问题上不仅要从需求方面考虑当代人的利益，同时还要考虑后代人的利益，当代人的发展不能以损害后代人的发展能力为代价。这里也包含两个基本含义：其一，当代人对后代人生存发展的可能性有不可推卸的责任。其二，可持续发展要求当代人为后代人提供至少和自己从前辈人那里继承的一样多甚至更多的自然财富，即满足后代人能进一步发展的环境资源等自然条件。

3.社会的可持续发展

针对社会的可持续发展，近年来有三种涵义占据主导。第一种涵义是指人们的健康、卫生，特别是社会福利的增长。第二种涵义是指经济以外的其他社会生活的发展，如教育、科学、文化的发展。第三种理解是从社会整体进行考虑的，指的是包括经济发展在内的整个社会的发展。上述概念是从整体的角度描述了一个国家或一个地区谋求社会发展需要做哪些方面的努力。或者说，它是从一般意义对社会发展的内涵进行了界定，没有考虑到如何将社会发展落实于每一个社会成员，社会成员如何享受社会发展的成果，更没有将可持续发展的思想引进社会发展的内涵中去。因此我们有必要对社会可持续发展的内涵作进一步的探究，综合各家观点，我们可以把社会可持续发展概括为以下几个方面：

(1)立足一个“全”字。

社会可持续发展是多目标的、综合的、全面的发展，既要重视物的价值又要重视人的价值；既要重视货币资本的积累和财富的增加，又要重视人的发展，尤其是贫困地区人的发展。发展的目标是包括经济、政治、社会、文化、科技、教育、生态等多目标体系。

(2)突出一个“人”字。

社会可持续发展必须体现“以人为本”的思想。经济建设和社会发展要以人为中心，不断提高人民的生活质量和满足人们日益增长的物质文化要求，同时又不对后代的生存基础和发展能力构成威胁。人不仅是发展的主体、价值目标和最终目的，而且是发展的主要内容。正如美国著名学者英格尔斯所指出的，片面强调工业化和经济现代化是不够的，如果人没有从心理、思想、行为方式上实现转变，就不可能成功地从一个落后国家跨入自身拥有可持续发展能力的现代化国家的行列。因此人的素质的提高和人的社会性潜能的发挥就显得尤为重要。

(3)着眼一个“实”字。

推进社会可持续发展的关键是落到实处，要切实解决社会发展过程中一系列现实的社会问题，重视经济与社会的协调发展。目前需要解决的社会发展的现实问题有：人口控制与计划生育、科学教育、消除贫困、就业与人力资源开发利用，城市化与农村剩余劳动力的转移、生态环境与资源的保护、人类住区建设、卫生保健事业、文化艺术、基础设施建设、减灾防灾、公共安全与预防犯罪等。

(4)体现一个“美”字。

“社会的进步就是人类对美的追求和结晶”。社会可持续发展就是要按照美的规律营造美的人类生存环境，建设美好的人类社会。在区域内部人与自然、人与人、经济与社会、经济与环境之间，充满着和谐、协调，从而使自然美、发展美、生活美有机地统一于区域这个整体中。

(5)讲求“公正、公平”的原则。

可持续发展应当体现社会公正与公平。一个社会存在的经济关系、政治关系和意识形态，是促进还是阻碍生产力的发展进步，是衡量一个社会是否公正的准绳。如果现在的经济关系、政治关系和意识形态能够促进生产力的提高和经济社会的发展，这个社会就是可持续发展的社会，是公正公平的社会。坚持社会的公正与公平原则既可以满足当代人的利益，避免贫富悬殊和两极分化，又可以为人类社会的长远发展提供可靠的保证。

二、我国林业的发展历程和宝坻林业发展状况

(一)我国林业的发展历程

1.我国林业可持续发展的主体思路

面向21世纪，林业在国民经济和社会发展的全局中居于十分重要的地位，要充分发挥林业，特别是森林植被在维护和改善生态环境中的主体作用及林业对社会发展的贡献，全力推进林业产业的发展，以实现林业经济的良好循环，同时结合我国林业生态体系的特点，描述我国林业可持续发展的主体思路：

进入新世纪以来，国家大幅度增加生态建设投入，大规模开展生态建设，中国生态建设取得了由“治理小于破坏”进入为“治理与破坏相持”的可喜成绩。要尽快渡过中国生态建设“治理与破坏相持”阶段，必须全力实施以生态建设为主的林业发展战略，按照“东扩、西治、南用、北休”的区域发展战略科学布局和重新调整林业生产力和生产关系，力争从现在起，用10到15年时间使森林覆盖率达到23%以上，重点地区的生态问题基本解决，全国生态状况明显改善，林业产业实力显著增强，实现“生态建设治理大于破坏、生态状况良胜循环”的目标(周生贤同志2005年月27日在国家林业局党组扩大会议暨全国林业厅局长电视电话会上的讲话)。到21世纪中叶，实现宜林地全部绿化，林种、树种结构合理，森林覆盖率达到26%，水土流失和荒漠化造成的生态环境问题基本得到控制，各类自然保护区和面积总量达到合理水平，典型湿地生态系统和各种野生动植物得到有效保护，基本满足国民经济和社会可持续发展的要求。

—东扩：主要指在东南沿海和经济发达地区，大力扩展林业发展的空间和内涵，进一步适应该区对良好生态系统服务功能的需求。

—西治：主要指中国生态脆弱、治理难度大、任务艰巨的地区，加快治理步伐，为西部大开发战略的顺利实施提供生态基础支撑。

—南用：主要指在南方光热、降雨条件较好的地区，全面提高林业的质量和效益。

一北休：主要指东北、内蒙古等重点国有林区天然林休养生息，重振东北林业雄风。

2.我国林业可持续发展概况

林业的可持续发展是在1992年的世界环境发展大会上提出的，这时可持续发展的理念深入到各个方面，我国也已把此定为国策之一。1992年联合国环境与发展大会以后，中国政府制定了《中国21世纪议程》，作为制定国民经济和社会长期发展计划的指导性文件之一。为适应国际林业发展趋势，实施林业可持续发展战略，原林业部于1995年制定了《中国21世纪议程林业行动计划》以及《中国林业经济体制改革总体纲要》、《中国生态环境建设规划纲要》、《林业“九五”计划和2010年远景目标规划》、《山区林业综合开发规划要点》等重要文件。为实施林业可持续发展的战略目标，前国家林业部组织开展了一系列卓有成效的工作。一是加速资源培育，扩大森林面积；二是加快林业生态工程建设；三是以山区综合开发消除贫困：四是实施“科教兴林”战略，促进林业可持续发展；五是开展林业可持续发展试验示范区建设；六是森林可持续经营标准与指标的制定和验证。

3.我国林业发展历程

我国的林业发展经历了三个发展时期：

第一个阶段是林业的初期发展阶段，（1949-1978），即传统林业发展阶段。这是为国家工业化提供积累，大量采伐原始林的过程。

第二阶段是林业发展的探索阶段（1978-1992），这一时期的核心活动是在集体林区和其它非国有林区进行“林业三定”：稳定山权、林权，划定自留山，确定林业生产责任制。但由于对改革的目标认识不足，林业改革的进展，远远落后于其它部门，迄今未走出一条可行之路。

第三阶段始处于发展阶段（1992至今），受世界环璄大会和国际林业转轨的发展态势以及我国环境恶化的现状的影响，我国的林业迈向新的发展之路，但这一过程非常漫长。特别是我国地区经济发展不平衡，林区分布不均匀。一般说林区多在山区，而这些地区也是经济上最贫困的地区。因此，基于经济的诱惑，各地破坏性掠夺式采伐利用仍时常发生。这一时期林业的发展必须落实到林业的科学经营上。这也就提出了兼顾生态效益和经济效益相结合的可持续发展的林业经营模式。

(二)宝坻林业发展状况

1.宝坻林业发展现状趋势

自从1986年宝坻纳入“三北”防护林工程以来，区委、区政府采取一系列政策措施，大力开展植树造林，取得显著成效。宝坻区生态状况得到改善，发挥了林木所具有的防风固沙，涵养水源，调节气候等功能，改善了自然条件的同时也促进了农业高产稳产及改善人居环境方面起到了积极的推动作用。

近年来，宝坻区坚持“严管林、慎用钱、质为先”的原则，进一步加大了林业建设力度，造林绿化事业发展迅速，森林资源增长较快，林分质量得到改善，林业布局趋于合理，生态功能得到进一步优化。先后获得全国绿化先进单位、天津市造林绿化先进单位、签过再临绿化百佳县等荣誉称号。特别是2002-2009年期间，全区共完成人工造林合格面积8.51万亩，实现了森林资源持续较快增长。林业经济已发展成为宝坻区农村经济的重要组成部分。截止2009年底，宝坻区共有林地面积37.82万亩，灌木林地0.29万亩，未成林地1.67万亩，苗圃地0.45万亩，四旁植树877.87万株，森林覆盖率达到23.3%。比2002年的17.6%提高了5.6%。在未来三年计划中，我区以可持续发展为指导，进一步加强沙化土地治理工作，逐步风险危害程度，改善当地生产环境状况，大力重点发展农田林网，促进农村生产力发展和农村生态环境和生态建设的改善。

2.宝坻林业发展经验

宝坻林业经过大力发展，取得了可喜的成绩，获得了宝贵的经验，概括起来，主要有以下几点：

(1)明确责任，加强领导。

一是提高领导干部对造林绿化工作的认识，将造林绿化上升到改善生态社会环境、促进经济发展的高度上来。二是按照科学发展观的要求做出科学决策，将林业发展纳入国民经济和社会发展计划之中。三十实行领导干部承包绿化重点工程责任制，使之身体力行，率先垂范，切实抓住成效。

(2)突出重点，整体推动。

实践证明，只有实施大项目，才能带动大发展。项目建设是林业发展的强大动力。近年来，宝坻区重点造林绿化工程建设在政策、资金、物资上实行倾斜政策，将中央财政资金和地方配置资金集中使用，效果明显，成绩斐然。体现在：

2002年造林合格面积16221亩，主要完成了“625”工程--京沈高速公路两侧各175米绿化带建设；2003年造林合格面积15368亩，主要完成了“两条线一大片”，即通唐公路、九园公路绿化带，一大片即牛家牌青南万亩固沙林；2004年造林合格面积13338亩，主要完成了津蓟高速公路、牛家牌青南万亩固沙护林二期工程；2009年造林合格面积16200亩，主要完成了绿色边界、绿色河道、成片造林等一批重点绿化工程。

(3)加大投入，增强后劲。

植树造林，治理生态环境，资金是保障。近年来，宝坻区加大了资金投入力度，实行国家、集体、个人一起上，多渠道、多层次、多形式举措绿化资金，建立多元化投入机制。特别是2008年以来，区财政无偿提供造林苗木，同时对主要公路两侧绿化带、成片造林、一级河道两侧绿化带、绿色边界等区重点绿化工程，每亩补助土地补偿费600元，每年补偿造林绿化资金2000万元以上，解决了绿化资金短缺的问题，增强了林业发展的后劲。

3.宝坻林区至今存在的问题

(1)作为一项社会公益性事业

林业生态建设作为生态环境建设的主题地位没有得到充分体现和足够的重视。

(2)林业建设用地落实困难。

一是土地补偿费较低，每年每亩600元的土地补偿费低于农业用地每年每亩1000元的承包费，造成土地落实困难；二是造林规划相对滞后，增加了乡镇调整农民承包地用于造林用地的困难。

(3)村庄绿化美化亟待加强。

总的看农村面貌发生了很大变化，但脏、乱、差的状况仍没有得到有效改善。

(4)造林产业化水平低，二、三产业发展滞后。

林业产值总量小，不足农业总产值1/10，资源优势没有得到有效发挥，森林旅游和林下经济有待进一步开发和利用。总的来说，按照天津市、市政府加快区县的总体要求，宝坻区委、区政府确定我去林业发展三年规划目标为：到2011年底，全区林木覆盖率达到27.8%。合理规定林木建设用地；区政府个各级乡镇、街道把林业建设用地纳入城市、小城镇总体规划、土地利用总体规划。将沙化土地、污水灌溉土地等生态脆弱地带和生态区位重要地区，公路、铁路、二级河道及其河流渠道两侧，大型周边水库，新城，中心镇及有条件的建设镇周边一定范围，明确为林业生态建设用地，并按照不同标准划定“绿线”，以保证宝坻区“三年行动计划”的顺利实施。

三、林业生态效益、经济效益综合评价

(一)林业生态效益的重要性

森林兼具有经济效益、社会效益与生态效益等三种效益，其生态效益价值远远大于其经济价值。林业的发展可以带来三种效益，在这三种效益中，经济效益往往最先受到关注，但林业的生态效益和经济效益有着密切的联系，林业的生态效益可以创造经济效益。

(二)林业生态效益与经济效益的关系

林业的经济效益和生态效益之间具有互相依存、互相矛盾、互相影响、互相作用的关系。首先，生态效益的落脚点在“经济”上，它追求的是一种经济效益，它讲求社会生产力发展速度和总量，它追求经济效益总量较大化；其次它又是一种再生产活动，它以保持环境系统良性循环为约束条件、以绿色产业为重要支柱。生态效益经济是在以生态环境系统良性循环约束条件下的追求经济效益总量较大化的社会再生产活动。它包括以下五层意义：其一，生态效益经济是一种讲求社会生产力发展速度和总量的社会再生产活动。其二，生态效益经济是一种追求经济效益总量较大化的社会再生产活动。其三，生态效益经济是一种以保持环境系统良性循环为约束条件的社会再生产活动。其四，生态效益经济是一种以绿色产业为重要支柱的社会再生产活动。其五，生态效益经济是一种经济增长、经济效益、生态环境三者之间相互协调和有机统一的社会再生产活动。从以上的生态效益经济的定义和涵义我们可以看出，首先，生态效益经济的落脚点在经济上，它追求的是一种经济效益，它讲求社会生产力发展速度和总量,追求经济效益总量较大化。其次它又是一种再生产活动，它以保持环境系统良性循环为约束条件以绿色产业为重要支柱。

(三)注重林业的生态效益和经济效益在实践中的对策

这些年来，林业的生态效益和经济效益受到了极大关注。各地在实践中采取了各种对策，取得了很大的成效。大体有以下几个方面措施：一是造林规模化。从提高生态效应、景观效果、经济效益出发，成片造林。片林建设以发展苗木基地、经济林、速生丰产林为主；二是造林多样化。采用多样化的以林养林，以发展林木加工养林，以发展经济果林养林；农民还采取林苗结合、林禽结合、林菜结合、林果结合等方式，提高林地产出和经济效益；三是林农结合式。应用和推广国内外先进技术和成果，采用科学的生产管理方法，以林为主，大力推广生态效益和经济效益兼备的兼作方式，如：实行林草兼作、林药兼作、林灌混植等种植模式。

四、实现宝坻区林业可持续发展的对策研究

(一)依靠科技发展林业

可持续发展的一个根本的策略是科技的发展，因为可持续发展的内涵包括经济的发展和对资源与环境的再发展能力的保护。那么既要发展经济又要保证资源与环境的发展力，最有效的解决办法就是依靠科技来发展经济，改变传统的以环境和自然资源为代价的粗放式经济发展模式。因此在林业发展上，实施科技兴林，不断提高林业建设的科技含量是林业可持续发展的关键。

近年来，宝坻区在实施“科技兴林”战略中，着重培训广大农民，推广应用一大批先进实用的林业科学技术，推动了全区林业由粗放经营向集约经营的转变，取得了较显著的效益。林业技术人员深入农户，大力开展技术培训，印发多份单项技术材料及小册子，把先进实用技术直接送到广大林农和林业技术人员手中，提高林业技术实际应用和操作能力。通过开展技术培训、咨询、技术示范和科技帮扶等多种形式，实现了“带动一批科技示范户，致富一方百姓”的目标，使林业生产真正转到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来。同时，宝坻区还加大科研和实用技术推广力度。实施造林、绿化、沙化土地治理、发展农田林网等系列研究课题，开展了优良新品种引进栽培、优良乡土树种的开发利用研究。

科技兴林研究课题的深入开展，提高了广大群众的科技水平，林业的整体效益也随之提高。据统计，200*年，全区林业总产值达**亿元，林业不仅成为山区经济发展和林农致富奔小康的重要依靠，而且成为区级经济的一个支柱产业。

(二)建立林业科技创新体制

建立起以企业为主体、以市场为导向、以科技为核心、以效益为目的的林业科技创新体系；以促进林业生产力提高有人提出了“数字林业”的概念；即利用现代信息科技手段推动林业经营和管理的精确化、科学化，加快实现林业的现代化。宝坻区应做好科技创新体制的三方面：首先宝坻区应按照“稳住一头、放开一片”的方针，建立起适应社会主义市场经济和林业科技自身发展规律要求的；与林业和农村经济社会发展需求相适应的；结构优化、精干高效、纵深配置的林业科研队伍。在研究方式和方法上，应顺应科技发展潮流，创新研究方法与思维方式，从不同生态系统出发研究问题。应选择我国林业生产急需的、适合我国生产要素发展水平及市场需求变化的技术项目作为林业科研的突破方向。如选育植物超级品种、高效利用林业资源、防治林业生物灾害、现代生物技术、优质安全产品技术、信息技术、现代林业设施等。其次，宝坻区要构建林业科技推广体制。大力开拓和发展林业技术市场，搞好技术、人才、信息、资金等生产要素的有效配置，加快科技成果转化，创立各具特色的林技推广模式。最后要大力发展农业科技中介体系。宝坻区研究制定有利于科技中介组织快速发展的财税金融等政策，积极扶持培育骨干科技中介组织，指导和推进资质认证和信誉评价，围绕市级、县(区)级龙头企业、林业基地等林业创新实体的困难和需求，搭建科技创新、创业发展的技术平台和信息平台，鼓励一批具备条件的科研机构转变为中介机构，形成林业类科研机构、高校、各类技术服务机构和涉林企业紧密结合的林业科技推广服务网络，为林业和农村经济的发展提供有力的科技动力。

(三)深化林业科技体制改革

坚持科研成果从实践中来，到实践中去，指导林业的发展，从根本上解决科研与生产建设脱节的问题。要鼓励科技人员通过技术承包、技术转让、技术服务、联合开发、创办经济实体等形式，加快科技成果的转化。如今，宝坻区发展现代林业需要科技创新与应用的支撑，改革现行林业科技体制是林业科技创新与应用的重要动力。宝坻区务必深化林业科技体制改革，以现代林业理念和为“可持续发展”服务思想为宗旨，准确把握以下三个方面：一是突出林业科研机构作为科技创新的主体地位。当前，宝坻区林业产业化已进入迅速发展阶段，但总体来说，林业企业特别是林业科技型企业尚处于发展阶段，大多数未形成规模优势。因此在现阶段，宝坻区科研机构仍然是国家和地方农业科研机构出人才和科技自主创新的主体。因此，宝坻区应按照“抓大放小、合理布局”的原则，通过“并、转、建、撤”等不同途径进行调整、改造和改建，加快建立国家级林业科研中心、地方林业科研分中心和重点试验室，形成结构优化、布局合理、科技力量集中的林业科技创新“国家队”和“地方队”。二是推进林业科研机构改革。林业科学自身具有鲜明的特点，它所获得的科技成果，有物质形态的产品，又有知识形态和信息形态的非物质性成果，面对直接收益的林业、农村和农民，不应该“待价而沽”。世界上无论发达国家还是发展中国家，基本上把林业科研机构作为公益性科研单位。我国林业科研机构大多是各级政府财政供养的事业单位，应在坚持实行分类指导、以公益性为主的定位不动摇的前提下，逐步建立“养事不养人”的财政供养机制。对从事林业科技基础性研究的科研院所应按照职能和工作量拨付经费，对经营服务类科技机构可以量化的公共服务事项逐步实行“以事定费”、“以费养事”，对具备市场竞争力的林业科研事业，应通过公开招标、政府采购的方式，逐步变政府直接承办向有资质的社会科研组织“购买服务”，实现“花钱养人”向“花钱养事”的转变。三是应坚持基础性研究、应用性研究和开发研究的完整体制不动摇。这三项研究是推进林业科学和技术不断发展缺一不可的共同动力。因此要建立基础性研究、应用性研究和开发研究的完整体系，发挥科技的最大效力。重基础轻应用、重应用轻基础的做法，都不利于林业科技的自主创新。通过深化改革，在区内逐步建立起学科齐全、布局合理、既适应社会主义市场经济又符合林业科技自身规律持续发展的新型国家和地方两级林业科技体制。

(四)加强基础研究和应用技术研究

加强基础研究和应用技术研究。一要加强森林生态系统的研究，开展森林生态系统的监测；二要抓好良种壮苗和树种结构调整，充分利用先进的技术，提高良种苗培育水平；三要研究高新技术改造传统的木材加工、制造、利用技术，尽快提升木材工业总体技术水平，增加木材和林产品的经济价值，增强市场竞争力。因此，为适应宝坻林业可持续发展的科技潮流和方向，宝坻区切实要做到以下三方面：一是把高新科技引进与林业资源开发和生物技术、信息技术、新材料技术、遥感技术等应用作为首选的领域，与此同时继续发挥常规实用技术的优势，使高新技术与常规技术有机结合、优势互补，互相促进。二是推广应用实用技术成果，创新推广模式。在今后的工作，要把提高林业建设的科技含量作为科技推广的主要任务，把恢复森林植被，提高生态林质量，以及控制灾害等适用技术应用作为关键，通过科技示范点建设，集成配套林业技术成果，推进林业标准化，提高林业生产效益，加速成果转化。进一步搞好示范区建设，增强辐射功能，形成推广技术体系；三是在森林经营管理模式上实现创新，用森林可持续经营的理念、方式和标准来规范森林经营活动，提升经营水平。

①造林苗木快速的繁育技术

主要包括：引进组织培养、嫩枝扦插、设施育苗、容器育苗等快速繁育技术，进行常用树种和珍贵树种的育种和规模繁殖、外来引进树种针对性驯化技术、乡土优良花灌木选育及快繁技术。

②森林灾害监测和评价技术

一是森林有害生物可持续控制的策略及其实施方案的制定，重点开展重大林木病虫害的生物防治技术研究、监测预警系统及林木鼠害控制技术的研究，逐步建立科学合理的有害生物监测评估体系。二是在森林防火科学技术及科学管理上开展森林火灾预防与控制技术研究。

③退化的天然林恢复技术

主要针对疏林地、灌木林地、采伐迹地和退耕还林地等破坏比较严重和立地条件比较恶劣的林分或地块，通过封造结合措施，使退化森林生态系统得到恢复与重建。

④林区可持续经营技术的实践与研究

以林区生态系统经营管理为总体思路，将国内外林区可持续经营的研究成果贯穿于宝坻林区经营管理的始终，应用林区可持续经营的标准要求、规范实施程序，处理生物多样性、生态问题、林业建设政策和管理方式的改革等问题，建立林区可持续经营的模式，保证林区多种功能的发挥。

(五)优化林业经济结构，促进林业的可持续发展

林业经济的可持续发展调整优化林业经济结构，促进林业产业的发展，是实现林业可持续发展物质保证。在第一产业方面，以市场需求为导向，大力推进短周期工业原料林和其他原料林、速生丰产林、竹林和名特优新经济林建设；在第二产业方面，加大新产品开发力度，促进以低层次原料加工向高层次综合精深加工转变的步伐；在第三产业方面，要加大森林旅游业、花卉业的发展。要采取“以二促一带三”的策略，调整生产力布局，淘汰落后产业，改造传统产业，培育新兴产业，推动产业重组，解决林业产业结构不合理的问题。目前，从宝坻区林业资源结构来看，全区共完成人工造林合格面积8.51万亩，截止2009年底，宝坻区共有林地面积37.82万亩，灌木林地0.29万亩，未成林地1.67万亩，苗圃地0.45万亩，四旁植树877.87万株，森林覆盖率达到23.3%。在未来三年计划中，宝坻区以可持续发展为指导，进一步加强沙化土地治理工作，逐步风险危害程度，改善当地生产环境状况，大力重点发展农田林网，促进农村生产力发展和农村生态环境和生态建设的改善。从宝坻区林业产业机构内部来看，在林一产业中，原木原竹产值占林一产业产值的**%，而苗木花卉等营林业比例仅占**%，结构的本身反映出林业的种植与利用之间的不平衡性；在林二产业中，以木材为原料的加工业产值占**%，明显高于以竹、藤、林化产品为原料的加工业；在林三产业中，整个林三产业处于起始阶段，森林旅游、森林食品业、社会服务业却更是低谷；从林业产业结构布局上看，在林一产业中，没有形成生态公益林、商品林、景观林等区域优势；在林二产业中，原木原竹加工点多面广，缺乏规模优势；在林三产业中，除**景点旅游外，其余多处森林景区开发有其名无其实，与之配套的林区服务业更是一条短腿；从林产业结构衔接上看，缺乏强劲拉动力的龙头企业，没有形成品牌优势，资源的培育与加工利用无法形成紧密的衔接，也就无法推进产业链的延伸，自然也就难以形成产业格局。因此，宝坻区应抓住以下几个重点，优化区内林业经济结构，促进林业可持续发展。一是应以重点林业项目为先，大力培育森林资源，提高资源总量，要按照“建设生态区”的林业第三步战略的要求，管好天然林、培育中幼林、改造低产林、营造四旁林、发展高效林、退耕还好林等工作项目。二是按照可持续发展的要求，建立起比较完备的林业生态体系。围绕天然林保护工程、退耕还林工程、沙化土地防护林工程、速生丰产林建设工程，抓好重点林业生态工程建设，构筑起林业生态体系的框架；同时围绕大地绿化、环境优化、城镇美化，抓好公路、铁路、库区、河提、城镇、单位庭院的绿化美化，丰富生态体系建设。三是调整和优化三大布局，按照分类经营的要求，分区域确定生态公益林建设重点和商品林建设基地，根据其主要利用目的，确定树种、林种、经营林方法和经营管理模式，坚持统一规划，分类经营、分类实施的原则，将全区林业用地按功能区划为生态公益林、实用材和工业原料林、经济林来经营。四是主攻和培植四大主导产业，一是绿色食品产业，二是苗木花卉产业，三是木竹深加工产业，四是森林旅游产业。

(六)运用法律体系保护林业可持续发展是林业可持续发展的有效保证

1.立法原则的创新

20世纪90年代初期，中国林业开始走向可持续发展阶段，林业的任务不仅仅是为了满足国家和社会的经济需求，更重要的是要最大限度地满足国家和人民大众的生态安全需要。森林是最重要的陆地自然生态系统，是维护地球生态平衡不可或缺的要素，同时又具有重要的经济产业价值，森林以及森林产业对于改善环境、促进区域经济发展以及社会进步都有着重要的意义。森林和林业功能和价值的多重性特点，客观上决定了林业立法的特殊性。因此，在具体的立法过程中还必须特别重视以下特殊原则的运用：

(1)尊重和体现生态规律的原则---林业立法充分地考虑森林生态系统的物质、能量运行规律，重视生态平衡理论以及生物多样性的发展规律，尊重自然和生态演替的规律；

(2)以可持续发展为导向的原则---林业立法应当充分地考虑实现人类社会、经济发展所必需的生态环境与森林资源条件，以及考虑地球环境与森林资源满足世代间人类发展所可提供的能力和基础，并以此作为指导立法以及确立法律规范的理论基础。可持续发展理论关于区域公平的理论，可以作为制定可持续的流域森林生态管理法律制度的理论基础；

(3)突出生态利益与经济利益协调平衡的原则---在进行林业行为立法时，应当将森林生态环境损益分析方法和对法律规范的成本—效益分析方法分别运用到对森林开发行为的预测、评价、管理以及拟定（或既定）法律制度的设计与分析之中，作为指导法律以及确定法律规范的理论基础，以真正通过立法实现社会、经济、环境三方面效益的均衡和综合决策。其中，环境经济学关于经济外部性的理论对于制定森林生态补偿以及经济增长成本的“绿色帐户”法律制度具有现实的意义。

2.实现林业的“民主的法制化”和“法制的民主化”

重视基层林业工作者、群众组织意见，立法调研的重点对象定位在广泛的群众基础之上；逐步废除林业行政部门起草林业法律法规草案的传统作法，设立林业法律法规专门起草委员会，创造公平的立法环境；十分重视林业经济与法律研究专家的作用，建立林业立法人才储备库，引进林业经济管理、自然资源保护法律以及宏观战略研究人才进入储备库，提高林业立法人员的总体素质；加大自然资源与环境保护政策法律专业的人才培养，改造林业经济管理专业结构，重视培养具备林业、法律、社会学知识以及丰富的实践能力的复合性研究生队伍，并使之积极参与林业立法过程。建立林业立法草案的社会参与制度，让社会公众了解林业立法的过程与具体制度，吸收社会意见，体现林业的社会性，保障法律公平与正义；建立畅通的林业法律法规与行政规章社会反馈机制，为林业法的修订提供及时有效的信息源。

3.对林业行政机关执法权力监督和制约机制的形成及良性循环

建立从下至上的林业行政执法社会监督体系，完善检举、举报“绿色通道”，保持法律的运行纳入社会普遍监督之下；强化国家立法、检察机关的法律监督，重视林业行政违法案件的司法诉讼解决，加大行政林业侵权案件的司法审判力度，遏止和预防行政机构针对林业和林农的乱收费等财产侵权行为；逐步建立林区的林业法律法规服务网络，成立林业法律服务中心，普及林业法律法规，为林区林业生产单位以及林农个人提供及时的法律咨询与服务，拓展法律援助对象和范围，将林区林农以及基层林业生产者纳入援助收益人，维护林区合法权利。通过这些政策引导和调控，法律规范约束和行业标准规范，促进全社会对林业的参与，消除非持续发展的各种因素。以综合运用经济、法律和必要的行政手段，强化林业管理。运用税收、金融、价格、投资等经济杠杆和产业政策，调整利益结构，保证林业投入和防止短期行为。开征生态税收，提高资源的利用率。而由于现行税收体制的缺陷，使得自然资源与能源价格过低(鼓励了低效和浪费)，而劳动力成本过高(抑制了就业的扩大)。在这种税收政策引导之下，其结果必须是企业特别注重提高劳动生产率，而不是重视提高能源和原材料的生产率，于是导致自然资源的过度利用，生态环境的加速退化，同时，劳动力资源的利用不足，出现严重的失业现象。而通过征收生态税，将有助于经济发展的优先领域从提高劳动生产率转向提高能源和原材料的利用率。与此同时，削减劳动所得税(社会保障体系的资金来源)，这样可以实现税收的转移，从而可以明显地促进就业机会的扩大。

五、结论及林业可持续发展的思考

(一)结论

林业可持续发展的关键是要处理好经济与生态协调发展的关系，把发展的目标基础确定在森林资源的可持续经营上，采取一系列可持续发展的对策，促进发展机制的革新，建立可持续发展的模式，从而促进森林资源的持续增长，实现森林所提供的物质产品和非物质产品的持续利用，实现森林生态系统的可持续发展。因此，作为以生态建设为根本目标的林业可持续发展的基本思路是：依据当地社会经济状况，不断发展和建立最优的生态结构及适宜当地资源和经济条件的林产业，花费最小的成本，实现经济效益的最大化和生态系统的最优状态。林业可持续发展目标的实现不是一蹴而就的，无论是可持续发展还是森林的可持续经营理论都是“舶来品”，并需要一定的经营管理的水平和基础，在长期以自然经济和工业经济为主导的林业发展历史条件下，现存的森林资源、现实的发展状况和管理层次使我们只能以超常规或者叫跨越式发展的思想去追赶世界先进林业的发展水平，不断校正现实林业发展中不可持续性的问题，本研究虽然包括了宝坻区林业发展的主要内容，提出了相应的对策措施，并不证明完成这些任务就可实现林业的可持续发展，需要林业发展的社会背景、条件、制度满足可持续发展的要求，还需注意研究以下几个问题：

一是整个社会经济是否实施或正在实施可持续发展的战略，这与林业可持续发展究竟存在一种怎样的关系；

二是走林业可持续发展究竟需要什么条件，包括社会的、经济的、政治的、文化的等方面提供什么样的环境秩序，林业本身又需要具备哪些条件；

三是如何确保林业的可持续发展，应有哪些制度来保障，建立适应可持续发展的机制。

(二)对我国林业可持续发展的思考

①实行可持续发展战略。目前，我国林业经济基本上仍沿着以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统模式发展。这种模式不仅会造成对环境的极大损害，而且使林业发展本身也难以持久。因此，我们应摒弃资源式的森林经营方式，抓住机遇转变发展战略，以可持续发展思想来指导我国林业的发展。

②树立整体观念。树立“人口、资源、环境、经济，相互协调持续发展的整体观念，彻底改变以牺牲资源和破坏环境求得经济发展的做法。

③制定新林业政策。在市场经济条件下，林业走向可持续发展道路的关键之一是政府行为。政府要有一个促进森林资源和经济协调发展的总政策和方案导向。当前，应制定与完善有利于森林保护的经济政策和预防森林破坏的对策，并且建立森林环境影响科学评价制度。

④强化国家对森林资源可持续发展的管理体制。

⑤建立林价制度和征收林地税、林业生态环境有偿使用费。国家、有关单位和个人应对为林区环境作出贡献的林农进行补偿，彻底改变免费享受生态的不合理状况。

⑥增加林业投资，大力造林育林，增加资源和覆盖率。

⑦大力加强生态公众教育。

⑧建立健全林业可持续发展保障体系。

⑨重视森林经营者的自身能力建设。