生物产业研究报告范文

时间:2023-12-27 17:54:50

导语:如何才能写好一篇生物产业研究报告,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。

生物产业研究报告

篇1

武汉城市产业结构升级与空间结构布局研究

一、选题依据(目的、意义、学术价值、该课题国内外研究现状、本人学术准备情况)

武汉城市产业结构升级与空间结构布局研究

课题目的:

从广义的角度看,产业结构的升级是知识产业结构的外向型、生态、有机结合的演变过程集成,并从城市空间的扩张、新的发展、城市的变化,逐步演变城市功能体系的城市规模的扩大和产业结构等方面提升城市响应理论支撑。从武汉市产业和城市发展的实际问题,分析了针对武汉市的产业结构升级城市的制约因素,未来的产业结构长春市响应和趋势分析的功能定位、产业结构升级、城市性质城市功能区空间结构优化和建设都市区一体化,促进县域经济突破、城乡一体化系统和区域城市,区域基础设施建设和生态环境五方面应该对产业升级的城市化响应的未来武汉市审判体制的战略重点。通过城市副核的培育与壮大,增强城市分区核心的聚合能力,促进城市、产业与职能在城市各分区的重新组合,真正分流成城市的要素、产业与职能,促使城市消肿,从而实现产业结构的调整与城市空间结构的优化。

【关键词】产业结构升级;空间结构布局;

课题意义:

城市经济空间结构是指在复杂关系的特定地区人类经济活动与经济空间结构关系,反映这种关系的空间之间的城市是生产、贸易关系、生活喜好和信息技术条件,对城市经济空间结构的影响,或多或少,这样的城市的形成是长期的,城市的发展方向是不确定的。从系统论的观点看,现代城市是以人的经济活动为主体的空间利用行为的产物。城市人力资本的集中诱导因素是经济、技术、文化和信息在空间和区域系统中的集聚。生产关系和生产力的发展促进了城市的形成,城市经济的发展促进了城市生产力和生产关系的发展。在封建社会时期,生产方式是以家庭为基础的生产,农业的生产和加工是非常简单的、小的、缓慢的、自足的交易是一个简单的商品交换,由于交通的限制、经济活动、小范围的空间格局,只是在一定的区域局限于满足生产单位的各种需求。随着现代工业革命推动的工业革命的发展,人类的经济活动受到抑制,规模经济被突显出来。由于土地资源供应是有限的,人口和经济活动在铅的问题,如交通拥堵、环境污染、住房紧张、人口膨胀、资源短缺等一系列的城市,因为这些城市的负面影响,大量社会财富造成的损失、浪费资源和能源。这些矛盾和问题严重制约着城市的顺利发展,进而影响到城市产业的健康发展。寻找适合现代经济社会发展的城市空间经济结构,已成为经济学领域的热门话题。那么,为什么社会经济活动和人口趋向于聚集到城市?这种趋势是什么动机?城市规模的扩大和发展,是否能有效地提高城市的经济效益?我国正处于加快城市发展的新阶段,无论是在规模上还是在质量上,还是在城市发展的数量上,都把重点放在城市经济的数量与质量与城市规模效应的关系上。因此,研究城市空间经济结构具有十分重要的现实意义,在中国城市化进程中的人口迁移与经济集聚效应。

主要任务:

1.

搜集有关城市产业结构升级与空间布局的相关资料

2.

了解产业结构的模式,以及空间布局的方式

3.

分析我国城市产业结构升级与空间布局较成功的地方及模式

4.

根据上述分析,提出如何创新城市产业结构升级与空间布局

5.

新常态下城市产业结构升级与空间布局模式创新的思考

面临问题:

1.

对论文的题目内涵了解不够深刻,很难找到论文的核心所在

2.

搜集资料的范围太窄,特别是不能全面地对武汉市投融资模式进行深入的了解

3.

思想陷入了误区,不能很好的打开思路

4.

对论文的结构框架不能很好的驾驭

5.

知识面不够广泛,使信息来源很有限

解决方法:

1.

找相关的书籍对题目的意义进行研究,通过分析和研究找到论文的核心所在

2.

多看看相关方面的书籍和学术论文,增强自己的理论知识

3.

拜访在这些方面有经验的专家进行了解,使自己的思路能得到进一步的升华

4.

联系导师,听取导师的建议使自己对论文的结构和框架能够很好的把握

5.

利用现在的网络进行资料的收集,来获取资源

二、论文结构框架(主要观点)

【摘 要】

随着经济体制的转轨,社会结构的转型,和人们态度的改变生活和工作需求的变化正在发生,中国城市的数量和质量的变化:变化一方面城市内部功能和改善城市空间结构,城市的形态变化,城市规模实现绝对增长;另一方面,城市的边界框架的模糊扩展,城市不再是独立存在的个体,对城市群的城市区,宏观的规模也不断扩大的城市。随着城市的不断扩张,对城市资源和环境发展的制约日益突出,出现了城市交通拥堵,减少资源、环境退化、空气污染、失业率提高,社会不稳定等“城市病”,从世界城市的发展,它是在每个城市都存在不同程度的状态。目前,我国城市已进入快速扩张阶段,也是“城市病”时期。在这种背景下,本文旨在优化城市空间经济结构为研究对象,对人口迁移和经济集聚从两个角度对城市空间经济研究,一个经济地理学科融合、区域经济学、人口学、结合运用文献资料法、逻辑分析法和重力模型法,聚集维数模型法和灰色关联分析法等研究方法手段,结合定性分析和定量分析相结合、理论研究与实证分析、静态分析和动态分析,在动态变化和趋势的发展现状发现城市经济空间结构希望能为城市建设的发展和经济理论的现实提供有益的参考。产业结构演进与城市空间扩展的互动是实现城市可持续发展的重要途径。在土地利用结构变化方面,从产业结构演进与产业的城市更新和城市功能区调整结构、产业结构和对城市和城市空间形态演变的产业结构升级的互动机制分析城市空间优化调整,并以长春市为例,研究产业结构与城市空间长春市演化之间的相互作用的过程中,提出了两个未来互动趋势。

关键字:产业结构;空间结构形态;武汉

正文大纲:

1

绪论

1.1

选题背景

1.2

选题目的与意义

1.3

研究内容

1.4

研究方法

2

产业结构升级与城市空间结构形态演变互动机制

2.1

产业结构演进与城市用地结构变化

2.2

产业结构更新与城市功能地域调整

2.3

产业结构调整与城市空间形态优化

3

武汉市产业结构升级与城市空间结构形态演变的互动过程

3.1城市产业发育与城市空间雏形形成阶段

3.2城市产业转型与城市功能地域形成阶段

3.3

城市工业地位确立与城市空间形态形成阶段

3.4

城市产业聚集与城市建成区规模扩张阶段

3.5

城市产业升级与城市新区建设阶段

3.6

城市产业扩散与城市地域结构完善阶段

4

武汉市产业结构升级与城市空间演变的互动趋势及实现路径

4.1产业结构整合化与大都市地域发育

4.2产业结构知识化与城市功能地域优化

4.3

产业结构服务化与城市核心区功能升级

4.4

产业结构国际化与城市外向型地域建设

4.5

产业结构生态化与城市生态空间构建

5

对武汉市创新投融资体系的建议

5.1探索更加均衡高效的地方政府投融资模式

5.2

建立适合武汉市情且可制作性强的投融资平台

5.3鼓励社会资本全面进入基础设施建设领域

参考文献

三、论文写作安排(进程安排、待解决问题)

根据党校的要求,合理安排时间,按时完成论文撰写及答辩:

2017年10月:在导师的指导下作开题报告、完成毕业论文提纲;

2017年11月1日—2月29日前初稿交指导教师(文章不少于2万字)进行初审和修改;

2018年2月29日—4月30日完善论文,修改格式,论文成稿,至少3次与指导教师见面,报告自己论文修改情况,将导师的指导意见填写在《在职研究生毕业论文指导工作联系手册》上,并根据每次导师指导及时修改完善;

2018年4月30日—5月15日,等待论文二审结果,熟悉答辩流程,进行论文答辩准备;

2018年5月15日—6月30日,论文答辩。

导师意见:

签名:

篇2

[关键字] 生物制药;行业现状;发展

中图分类号:R19 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(b)-0000-00

生物医药是现代生物技术生产中的重要产品,是衡量一个国家现代生物技术发展水平的一个重要的标志。生物制药产业是制药业中发展最快、活力最强、技术含量最高的领域之一。我国把生物技术列为一门“前沿技术”,加强生物技术各领域的应用,把生物技术作为未来高技术产业赶超的重点。生物医药和生物制药领域是重点发展的领域,我国生物产业发展必须加快其规模化、集聚化和国际化进程。目前,中国生物医药产业已经具有良好的基础,但与世界先进国家的生物医药产业相比还存在差距,必将经历从科研到产业化的艰难之路。近年来,我国不断加大力度支持生物医药产业的发展,创造出巨大的市场空间和良好的发展环境。

一、生物制药技术基础及产业链

现代生物技术也可称之为生物工程,是新的科学技术支柱之一。生物技术的应用范围十分广泛,在医药卫生领域得以广泛应用,并取得显著成效,蕴含着巨大的发展潜力迅速成长。生物制药这一制药技术,以基因重组、单克隆技术为代表,通常在大规模、集中化的发酵工厂进行,它的生产过程既不同于传统的化学药物,也不同于从动、植物中提取的药物。生物工程技术制造药物,首先通过基因工程或细胞工程培养出“工程菌”或“工程细胞株”,然后再利用现酵技术进行大规模的培养,从中提取出所需的药物。生物药在分子结构、物化特性、制备技术等方面与化学药不同,综合利用了微生物学、生物技术等科学的原理和技术,从生物体、细胞、体液等提取制造一类用于预防、治疗和诊断的生物工程制品。这一制品具有高效性,对疾病也具有鲜明的针对性。生物技术的发展加速了新科学知识的产生与应用,生物技术不断创新发展,生物产业正加速着新的技术时代。

生物制药业作为典型的高新技术产业,具有技术、投入、收益、风险四高及低污染的特征。制药行业产业链可以简单分成研发、测试、上市销售三个阶段,组成生物制药产业链的各环节与传统制药行业基本一致,但在每个环节上的技术基础差异很大,主要的生物制药技术如基因重组、单克隆等均源于上世纪对细胞内部结构的突破性发现。生物工程药物的发展,给制药工业带来一次革命性飞跃,将在持续提升人类的医疗保健水平上发挥重大作用。

二、国内生物制药行业发展现状

我国生物医药产业规模庞大,但自主研发能力仍很薄弱,药品生产以仿制为主,原创性药物较少,生物医药关键技术和国际水平相比也有较大的差距。因此,培育发展生物医药产业,并大力促进整个产业参与国际竞争,将成为提升我国生物医药产业整体发展水平和竞争力的关键。

(一)行业起步较晚,行业产销均保持较快增长。

在市场需求旺盛和政策大力扶持等利好因素的推动下,2012年我国生物药品制造业实现工业销售收入1775.43亿元,同比增长19.42%;2013年生物药品制造业需求稳定增长,实现销售收入2381.36亿元;2014年我国生物医药行业虽然受到药品持续的降价和医保控费政策的双重影响,实现销售收入2749.77亿元,收入和利润增速远超当年GDP增速,分别达到13.95%和11.82%,仍然保持着良好的增长势头。2013-2015年,我国生物医药产业产值年均增速达到20%以上,这不仅推动了一批拥有自主知识产权的新药投放到市场,还集聚形成一批年产值超百亿元的企业,大大提高我国生物医药产业的集中度及在国际市场中的份额。

(二)行业技术落后于国外技术,行业以中小型企业为主,大型企业占比偏低。

我国生物药品制造业中,产品多集中在较为低端的仿制疫苗、血液制品行业,技术壁垒较低。支持我国生物技术产业化的设备、技术落后及生物技术的产研脱节等因素是导致我国生物技术产业化水平低的主要方面。2012年,我国生物药品制造业总资产达1848.07亿元,同比增长14.9%,小型企业资产占比为38.02%,大型企业资产仅为17.17%,大型企业占比明显偏低。我国生物技术公司特别是创业型企业面临众多压力,缺乏拳头产品,企业发展规模小,产品产业化程度低下,众多问题都在制约我国国内生物制药行业的发展。

(三)行业整体技术水平显著提高,已经具备较强的基础。

经过多年的快速发展,我国生物技术领域的基础技术和实验室阶段等都已接近国外先进水平,明显缩小了与世界先进国家的差距。国际上,美国、日本和欧洲是生物制药业的主要集中地,所开发的产品及市场销售额都占居全球优势。美国作为生物制药的发源地,拥有经费投入、产品开发和研制、产品生产和市场上的国际领先优势。多年来,政府支持、国内外风险投资的增长、大量跨国生物制药公司进入中国,这些都为中国生物制药产业的发展提供了强大动力。我国必须通过发展资源节约型、环境友好型的生物制药,进一步完成医药行业的产业升级换代,占领未来全球生物制药制高点。

三、生物制药行业要以高端生物仿制药和CRO为发展突破口

生物类似物是我国生物制药表现最为活跃的领域,是CRO(新药研发合同外包服务机构)快速发展的要素之一。现阶段在生物制剂市场上,跨国制药企业占据垄断性地位,拥有绝对的技术优势,成为中国企业在行业发展中的巨大障碍。中国生物医药行业仍存在多重瓶颈有待突破。国内生物制药行业以高端生物仿制药和CRO为短期内最有希望取得关键性突破的环节。生物仿制药和CRO共同的特点是需求增长较快、前景明朗,国内的成本优势明显;不同的是CRO未来市场规模较为有限,而生物仿制药市场规模较大,对经济发展具有很强的支撑作用。

(一)高端生物仿制药

生物仿制药特别是单抗等高端生物仿制药的技术壁垒较高,未来需求巨大,在一定程度上对仿制药企业的利润水平和发展速度提供了保障。目前全球对生物药的需求巨大,但是生物药的价格较为昂贵,对其普及造成限制。我国生物制药产业起步晚,发展快,但当前许多前沿生物技术仍落后于欧美等国家,通过仿制药物仿创结合,加以系统集成,既能实现技术上赶超的目标,也能满足当前我国防治重大疾病、应对突发疫情及处理重大卫生事件的用药需求。我国要改善生物制药行业所处法律环境,加强知识产权保护,加快中国版生物仿制药审批通道,为国内高端仿制药发展扫平道路;加强对生物制药产业链监管的整合,改变目前各个环节互相分割的监管现状,进而加速我国生物制药产业化进程。

(二)CRO

CRO是一种学术性或商业性的科学机构,是通过合同形式向制药企业提供新药临床研究服务的专业公司。CRO 作为制药企业的一种可借用的外部资源,其显著的作用就是能降低整个制药企业的管理费用并大大提高效率。CRO能在短时间内迅速组织起一个临床研究队伍,该团队体现出高度专业化及丰富的临床研究经验。由于目前生物技术产业研发投入和风险不断扩大,生物医药企业无法具有产业中所包含业务的全部优势,必须借助外部资源即专业的研发机构才能促进生物医药的发展。近年来,中国行业发展迅速,成为世界医药外包的热土,已经超过印度成为亚洲研发外包首选地。未来,欧美市场的增长率预期会下降,而亚洲新兴市场的增长率将不断提高,这给中国带来巨大的发展机遇。随着人力成本的提高,中国CRO企业的成本优势逐渐削弱,国内企业未来发展必须在提升研究品质和为客户提供定制服务两方面需找突破口。

四、生物制药行业前景展望

面对产业竞争和发展的新要求,我们要增强紧迫感和忧患意识,用改革创新推动生物医药产业发展。在医疗改革和国家基本药物制度快速推进的背景下,国家持续增加对全民大健康产业的投入,这为生物医药行业的发展奠定了坚实的基础。据预测,2020年我国生物医药市场将成为全球第二大生物医药市场,仅次于美国。生物医药在治疗肿瘤、冠心病、神经退化性疾病、自身免疫性疾病及血液替代品的研究开发等领域具有巨大的发展潜力。我国“十三五”期间,生物医药产业将重点确定为大力发展重大疾病化学药物、生物技术药物、新疫苗、新型细胞治疗制剂等多个创新药物品类。这充分表明我国将加大生物医药的研发力度,中国生物医药产业未来的市场潜力必将十分巨大。

产业转型的时代背景下,我国的产业政策对生物制药形成了较大的支撑,生物医药产业被确定为我国的七大战略新兴产业之一。生物制药是生物技术的重点应用领域之一,我国未来医药工业要实现升级发展,关键是要落实创新驱动的发展战略,逐步缩小与制药强国在创新能力上存在的差距,既要把创新摆在医药工业发展全局的核心位置,也要把增强技术实力作为建设医药强国的战略支点,不断完善以企业为主体,以市场为导向,政产学研用相结合的创新体系,进一步推动生物医药产业的规模化、集聚化和国际化发展。

参考文献

[1]马丽梅,赵洁.《生物制药技术探析》.中国科技博览第18期,2011.

篇3

生物产业政策利好不断。预计《生物医药发展“十二五”规划》将于近期正式公布,与此同时,一批围绕“十二五”规划的配套政策也有望陆续出台,中国生物医药产业正在进入政策受惠期。

创新将成为生物产业发展的动力。与国外生物医药行业相比,我国生物制药企业竞争力普遍偏低,其中最明显的劣势就是我国的企业缺乏长期研发高投入的实力。随着国家政策和资金的支持力度加大,将极大地加强生物医药的新药研发创新,提升产业结构,实现生物医药产业的健康快速发展。

市场需求拉动产业快速增长。近几年,生物制药行业总资产增速迅猛。2011年3月,行业总资产规模达到了1354.57亿元,同比增长29.34%,总资产规模是2007年同期的2.4倍。

行业内多数成份公司的高估值有所缓解。虽然目前生物制药板块的估值溢价率仍在192%左右,但其高估值主要是由于板块内拥有较多的ST公司,以及前期因抗癌药物概念而被爆炒的部分公司拉高了板块的估值。以20家近期有研究报告的生物制药公司统计,其2011年平均动态估值已下降到27.71倍,相对沪深300的溢价率仅为138.47%。

投资建议。未来六个月内,维持生物制药行业“有吸引力”评级生物医药企业药品的品种好坏,例如产品疗效是否显著、适应症是否多、毛利率的高低、有无替代产品,以及是否独家生产、是否有专利保护、专利保护期的长短等诸多因素直接决定了企业的盈利能力的高低

本期我们选择评级上调的舒泰神、华仁药业进行简要点评。

舒泰神(300204)

大市场好品种

公司是单产品驱动的小规模企业。目前主导为鼠神经生长因子(mNGF,苏肽生)。

神经生长因子(NGF)市场乐观估计有10倍空间:NGF所在神经营养保护市场扩容迅速,估计5年有2-3倍空间;NGF相对其他神经营养保护剂具有相对优势,在该市场的份额有3-4倍提升空间。

神经营养/保护剂市场扩容:营养剂应用领域广,对应的患者基数大,临床应用扩张快,估计可以持续25%的复合增速,生物类的增速有望快于化学类。NGF份额的提升:目前占生物类份额10%左右,有望提升到30-40%。相对优势在于:1、高价药的患者支付能力:NGF是唯一无应用限制的国家医保品种(2009版),作为高价专科药支付端阻力小;2、定价优势保证营销运作空间:1类新药,降价风险相对较小,其他几个品种都是仿制产品;保证产品的营销运作空间大。3、药理、临床比较优势:NGF药理较脑蛋白、小牛血更明确,认可度处于提升进程中,尤其在眼科领域优势明显。作为神经营养类最新的产品,纳入全国医保也佐证了其学术认可程度。

苏肽生占NGF细分市场份额维持50%以上:我们估计10年苏肽生占NGF市场50%份额,未来3-5年市场地位有望维持。公司前期的学术推广和全科室积累的大量用药经验有利于公司主导NGF的应用拓展。舒泰清是清肠市场的升级品种,具备显效优势,市场近年扩张迅速;公司产品患者耐受性好,份额逐年提升,作为小品种助力发展。

华仁药业(300110)

切入腹透蓝海关注明年业绩弹性

公司目前最大的看点是腹透项目的投产和市场推广,目前百特占据了腹膜透析液项目90%以上的市场,年销售额约为10亿元。国家对于华仁的首个国内大规模的腹膜透析液建设项目给予了很大的希望和支持,各相关的行业协会和组织也将协助该项目积极推进。该项目计划产能为3000万袋,预计总收入约为6.6亿元,净利润约为2.2亿元,生产线项目将于2012年年中全部建成。公司2010年的总收入为3.38亿元,净利为0.76亿元。可见若腹膜透析项目成功的推广和导入市场将对公司的总收入和利润的有着极大的贡献。

公司未来两年业绩弹性较大。相对于目前白热化的大输液市场,腹膜透析液项目的竞争对手较少,市场上百特公司一家独大,双鹤等企业虽有生产批号,但腹膜透析液项目并未列入这个几个公司的战略发展重点且产能方面并未形成规模。血液透析和腹膜透析是肾衰病人的两个主要的治疗手段,腹膜透析相对于血透更安全,在国外是肾衰病人主要的治疗手段,近年来在我国该种治疗方法也得到了足够的重视和广泛的应用,且国家对于透析费用报销力度的增大,也将使使用该种治疗方式的患者人数进一步增加,该项目未来增长值得期待。

对于目前现有主营业务占比达98%以上的非PVC输液项目,现有产能是1亿袋左右,今明两年募投项目达产后总产能在1.5亿袋左右。今年公司新建了华北地区和西部地区的9个销售办事处,预计这两个地区的市场客户将得到进一步的开发,同时公司将进一步开发和维护高端三甲医院等重要客户,预计大输液项目的销售收入将稳步的增长。明年公司自产膜材项目生产线的建成将进一步降低公司产品的成本,我们预计膜材成本将下降20%以上,毛利净利水平将进一步提高。

化工行业:需等待行业自身的景气走高

在投资评级下调的25只股票中,化工行业有3家公司入围而名列榜首,具体原因何在?

一季度因囤库存因素导致淡季不淡,而二季度则处于去库存阶段导致旺季不旺;再加上油价下跌及需求不旺,化工品面临较大的降价压力。预计去库存结束后,随着部分产品价格的回升,三季度部分子行业将有望反弹。目前情况下市场需要等待中报的业绩,也需要等待行业自身的景气走高,因此这段时间仍将处于观望期。

本期我们选择评级下调的红太阳进行简要点评。

红太阳(000525)

公司面临三大风险

重组完成后,公司将成为国际最大吡啶生产企业。安徽生化新建2.5万吨吡啶装置建成后,公司的吡啶生产能力将达到6.2万吨,超过凡特鲁斯成为全球最大吡啶生产企业。公司在市场的销售份额将大幅提高,市场占有率的提升进一步强化公司对于吡啶系列产品的定价权。

篇4

自治区党委提出建设开放、富裕、和谐、美丽宁夏的战略决策,这需要若干分战略和诸多的战役、战术及相关的机制、政策和人民群众的实际行动去实现“。有机农业省”可作为“开放、富裕、和谐、美丽”宁夏战略的分战略考虑。内陆开放型经济试验区和丝路经济带建设、生态环境的优化、土壤结构的改变及肥力的增加,提高农产品品质及附加值,农业资源的保护利用、旅游目的地的建设、食品安全及人民的福祉、农民收入的增加、宁夏在中国和世界知名度的提高,等等,有机农业是其不可或缺的、有特色的重要支撑点。打造“有机农业省”,有可能成为宁夏经济新的增长极。发展有机农业,讲起来容易,做起来复杂。考虑到食品安全和人类生存发展,此事绝不是不可为。先从一个或几个县、乡做起,打造有机农业乡、有机农业县,逐步实践,适时推广,假以时日,应该是可以做到的。因此,如能把“有机农业省”建设作为一个课题,组织相关专业研究人员和相关政府部门结合,进行实实在在地研究、实践,相信对自治区党委、政府为农业向深度拓展的决策,有重要参考作用,经过努力,如能建成中国“有机农业省”,其轰动效应是不言而喻的。有机农业的关键之一是使用有机肥。关于有机肥料原料来源,农业部NY525-2012标准有严格要求,只有畜禽粪便、植物、农作物秸秆和动物残体,例如骨粉、贝壳粉、变质的鱼粉(沿海一带)等。

二、我国有机农产品的种植、认证

也规定只能用上述三种原料所制成的有机肥料。运用先进的生物菌种和生物发酵技术,对农业废弃物如畜禽粪便、植物秸秆进行处理,生产的有机肥有很好的肥效,有改良土壤、培育地力、改善农产品品质和增加作物产量之功效。宁夏有机肥原料来源丰富,以奶牛养殖为例,据测算,一头奶牛一年产生粪便10吨,每4吨新鲜粪产出1吨有机肥。育肥牛(3~4个月)4头产粪量抵1头奶牛。如以每亩有机农业需有机肥600~800公斤计,每头奶牛粪便可供3~4亩地施用。2012年我区奶牛存栏30.2万头,育肥牛存栏60.32万头,仅此一项可满足90~120万亩地肥料需要。加上其他畜禽粪便及植物秸秆等,满足宁夏有机农业用肥,理论上应该是没有问题的。但我区有机肥推广施用,曲折尚多。主要问题,一是有机大米基地等少数有规模的农业企业多使用有机肥,而广大农户钟情于化肥,(有补贴、肥效快),致使全区23家以畜禽粪便为原料的有机肥厂徘徊在微利、市场需求不足的尴尬境地。例如,坐落在吴忠金银滩镇的吴忠市全民创业示范点、农业产业化重点龙头企业“吴忠市绿色能源开发有限公司”,生产能力为年产有机肥料3万吨,可年处理畜禽粪便6万吨。但由于农民对经过无害化处理的有机肥认可和接受程度缓慢,急功近利意识浓厚,多青睐有补贴的化肥,而有机肥乏人问津。目前该公司每年只能生产1万吨有机肥料,供应“塞外香“”法福来”及永宁万亩有机水稻基地等少数农业企业。二是农业废弃物不能普遍进行无害化处理,造成土壤、水源、环境的污染,导致疾病增加,危及人民健康。三是国家在战略上、宏观上思路和部署很明确,但战略实施中,有些部门全局意识、系统意识较弱,在制定具体政策时,只考虑“此”,而对相关联的“彼”,考虑不足。有些规定甚至互相矛盾。例如,化肥有补贴,而国家提倡的施用有机肥却少有相关扶持政策,这就使国家环保、农业部门提倡的多使用经过无害化处理的有机肥料,减少化肥使用量,成为一句空话。四是对有机农业宣传不够,全民科技素养培育程度不高。基于以上情况,笔者对宁夏发展有机农业有以下思考:

1.把宁夏建成“有机农业省”

可考虑列为自治区课题,组织力量研究,拿出有质量的研究报告,供自治区党委、政府决策参考。清理和辨识与有机农业建设相关的中央和地方政府各部门的具体政策、规定,解决相关政策、规定不协调、不一致甚至矛盾的问题,属于国务院相关部委的,可提出地方政府的意见。

2.出台支持农产品施用有机肥的鼓励政策

既鼓励农户、农业合作社,也鼓励有机肥生产企业。进行有效的有机农业科普宣传,宣传和讨论农产品产量、质量和价格的关系,改革宣传思维方式,改善提高全民科技素养,形成全社会自觉关注有机农业的文明氛围。

3.依靠科技

篇5

[关键词]科技服务业;双创新动能;西部大开发;“一带一路”

[中图分类号] F719;G322 [文献标识码] A [文章编号] 1002-8129(2016)10-0127-05

科技服务业是依托科学技术和其他专业知识向社会提供服务的新兴行业,已成为现代服务业中具有高附加值的重要产业,它是推动产业结构升级优化的关键产业,是创新驱动的战略支撑[1]。2014年,中华人民共和国国务院《国务院关于加快科技服务业发展的若干意见》(国发〔2014〕49号),对我国大力扶持科技服务业提出具体要求和部署[2]。2014年9月,中国国务院总理在夏季达沃斯论坛上首次提出“大众创业、万众创新”,开启了中国经济新动能的重要引擎,而后中央和地方各级政府密集出台了支持“双创”的优惠政策。推动大众创业、万众创新,成为新一轮科技革命和产业变革的有效途径,也是实现稳增长、促改革、调结构、惠民生的重要动力。对于当前的发展态势,中国经济增长动力转换加快,新的增长动能正在积聚。我国经济发展已到了从以往投资驱动向创新驱动转变的关键阶段,加快科技服务业发展,将是解决产能过剩等产业结构问题、细化服务业分工、加快产业升级、推动经济向中高端水平迈进的重要举措[3]。

面对国家新一轮西部大开发、生态文明建设和“一带一路”等重大战略部署,我国西北地区特别是甘肃省的经济社会发展、重大科技创新和资源利用等需求也在不断汇聚和碰撞,科技服务业的科技引领作用凸显[3]。甘肃省自然环境恶劣,交通信息闭塞,“老、少、边、穷”区域较多,GDP、人均GDP都低于全国平均水平。因而,甘肃省要想推进省委省政府提出的“3341”项目工程①、“1236”扶贫攻坚行动②和精准扶贫,推动一系列战略性新兴产业发展和产业结构的换代升级,就必须发展科技服务业[4]。在“十二五”发展期内,甘肃省对科技创新的投入成为推动该省经济增长的有效动力,科技创新和发展科技服务业已成甘肃经济增长主引擎。2015年9月30日甘肃省人民政府办公厅了《甘肃省加快科技服务业发展实施方案》,就本省发展科技服务业的目标、重点任务、政策措施作出了重要部署。

当前,如何在科技资源支撑下,促进丝绸之路经济带甘肃段建设,助推甘肃省经济新动能,是甘肃省经济解决发展瓶颈的重中之重[5]。SWOT分析法是用来确定行业自身的竞争优势、竞争劣势、机会和威胁,从而将行业的战略与行业内部资源、外部环境有机地结合起来的一种科学的分析方法。包括优势S (strengths)、劣势W (weaknesses)、机会O (opportunities)、威胁T (threats) 等。运用SWOT分析法阐明甘肃省科技服务业的现状,提出发展、解决的办法,有利于以双创新动能助推经济发展,为甘肃省科技服务业理论研究提供参考,为政府决策提供帮助。

一、甘肃省科技服务业SWOT法分析

(一)甘肃省科技服务业优势

一方面,甘肃省拥有以中科院兰州分院、航天航空集团空间技术研究所为代表的独立研究与开发机构700多家,拥有以兰州大学等为代表的高等院校45所,中国科学院和中国工程院院士20余人,科技企业孵化器16个[6]。由表1可以看出,甘肃省创新基地较多,科技服务业平台优势明显。2014年甘肃省科技进步指数为47.06,位于全国31个省市的第19位,拥有专业技术人员数居全国前列,科技综合实力较强。

另一方面,科技服务业的发展必须依托重点行业的发展,重点行业的快速发展可以带动一个区域科技、经济的快速发展。比如美国硅谷,依托信息业;印度,依托软件业;德国,选择高端制造业[7]。而在甘肃省,已有国家级兰州新区,以战略性新兴产业、高新技术产业、石油化工、装备制造、新材料、生物医药、现代农林业、现代物流仓储和劳动密集型产业等为主导。兰白(兰州-白银)经济圈,主要产业有石油化工、有色冶金、装备制造,航空航天及特色农产品加工等产业集群和企业集团,新能源装备、生物制品、重离子辐射应用等极具产业竞争力;生物产业汇聚了20多家重点骨干企业,培育了30多个市场潜力大的高技术产品,部分领域关键核心技术达到国际先进水平[8];信息产业、文化创意、金融服务、数字出版等产业在西部具有竞争优势。还有关中-天水经济区,覆盖甘肃省天水市、平凉市及庆阳市,以高科技为先导的先进制造业,石油化工、新材料、新能源果业、畜牧业及航天育种等产业发展迅猛,科技服务业局域特色明显[9]。虽然甘肃省在经济、人才、教育等方面相对落后,但其处于丝绸之路经济带的黄金地段,科技服务业发展潜力和空间较大。

(二)甘肃省科技服务业劣势

甘肃省处于中国的西北部内陆,科技信息获取途径有限,2014年以前科技服务业中专业技术人员不足百人,人均GDP在全国排位靠后,科技服务业发展起步较晚,存在一系列问题:一是产业规模较小,发展不平衡。2015年,甘肃省科技服务业才在政府引导下兴起,与国外及国内其他发达省份相比起步较晚。2008年,北京市科技服务业增加值为614.6亿元,上海为322.61亿元,分别占GDP比重为5.8%、2.36%,而甘肃省科技服务业目标是到2020年达到500亿元,按年均GDP 8%的增速算,到那时所占比重才为8.5%左右。二是科技服务机构人员素质偏低。2014年,甘肃省研究与试验发展(R&D)人员数为41135人,占甘肃省总人口(2591.00万)的1.59%。三是具有核心竞争力的骨干科技服务机构偏少,适应市场经济要求的科技服务业运行机制尚未完全建立,科技服务业资源配置不合理[7]。四是公共信息资源少,公共信息基础设施不足,科技服务机构获得信息和知识的成本高、效率低、途径少。虽然甘肃省有中国科学院兰州分院、兰州大学、510航空航天研究所等科研机构和高校,但科技资源的分享、利用等衔接不到位。五是缺少品牌优势。还有,相关科技服务的法规政策体系、酬金分配政策等不健全。

(三)甘肃省科技服务业发展的机会

首先,甘肃省拥有国家重大经济发展战略的机遇及政策的倾斜。国家中长期西北经济发展指导意见、国家“一带一路”经济发展战略布局、甘肃省扶贫攻坚、精准扶贫指导意见等一系列国家、地方政策的出台,为甘肃省科技服务业提供了发展机会。其次,甘肃省地方政府高度重视科技服务业。甘肃省虽然在2015年8月21日才开始启动10大科技服务业区域试点工作,但随后发展势头强劲,2015年甘肃省科技进步贡献率达到50.3%。同时,甘肃省政府结合实际,提出到2020年,甘肃省将基本形成覆盖科技创新全链条的科技服务体系,科技服务市场化水平和竞争力明显提升,科技服务业产业规模力争达到500亿元的目标[2]。再次,甘肃省有足够实力发展科技服务业,开展“富民”行动优势明显。甘肃省的有机合成、真空技术、固体、生物制品、重离子治癌、有色金属材料、冰川冻土、荒漠化防治、制种等领域在全国拥有领先水平,可以利用一系列创新平台、基地及全国领先领域的科技成果,并加大投资力度,通过产业孵化、成果转化等措施,发展科技服务业。

(四)甘肃省科技服务业发展的威胁

甘肃省科技服务业市场发展空间巨大,前景乐观,但威胁及挑战依然存在。从表2、表3可以看出,科技服务业无论是投入还是产出方面,甘肃省都远远低于陕西省,陕西自然条件优于甘肃省,虽然同是“丝绸之路经济带”辐射地区,但发展机遇、发展步伐、发展背景及发展规模都好于甘肃省;还有青海、宁夏、新疆等省份,虽然其科技市场成交额及全社会固定投资都没甘肃省高,但人均水平都高于甘肃省。

二、甘肃省科技服务业发展建议

甘肃省地域辽阔、特色明显,应抢抓国家“一带一路”战略布局的机遇,大力发展科技服务业。这需要发挥西部特色优势,做好并对接好相关城市规划,以科技服务业作为城市及产业园区规划的主要推动力,推进科技服务业基础设施建设,加快发展科技服务业。

第一,以中石油兰州石化公司、中石油庆阳石化公司、长庆油田公司、玉门油田公司等能源公司为依托,加快构建新能源产业体系,兰石集团高端装备智能制造产业园、促进风、光、电等新能源就地消纳,发展新能源、新材料科技服务业。第二,推动科技普及服务,落实“中国制造2025”甘肃行动纲要和“互联网+”行动计划,成立甘肃大数据公司,组建大数据研究院。第三,进一步拓宽科技资源利用渠道,降低科技资源获取成本,使其能为大众有效供给,提供科技信息交流、文献信息检索、技术咨询、技术孵化、科技成果评估和科技鉴证等服务。第四,推进质量强省与标准化建设,实施制造业创新中心建设工程,加快重点行业和优势企业智能化改造,新产品开发设计中心、优势产业孵化基地建设等服务。第五,以大数据、云计算等科技成果共享平台为契机,推动北大“中国芯”,发展智库建设。第六,发展现代中药生产基地、生物制药,发展河西走廊农业基地航天制种、葡萄酿酒等。

[参考文献]

[1]王海龙,丁 遥沈喜玲.科技服务业创新驱动效应研究[J].科技进步与对策,2016,33,(15).

[2]甘肃省人民政府.甘肃省加快科技服务业发展实施方案[Z].中国甘肃网,2015-10-12.

[3]张正清,李国平.中国科技服务业集聚发展及影响因素研究[J].中国软科学,2015,30,(7).

[4]刘伟平.甘肃省政府工作报告[N].甘肃日报,2016-01-23.

[5]徐黎丽,王 悦.“一带一路”建设中甘肃“黄金段”作用的发挥[J].西北师范大学学报(社会科学版),2016,53,(2).

[6]赵炳权,常小莉.兰州市实施创新驱动战略SWOT分析[J].甘肃科技,2014,30,(8).

[7]刁伍钧,扈文秀,张根能.科技服务业研究综述[J].科技管理研究,2012,32,(14).

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关键词:建筑节能;温室效应;大气质量变差;环保建材;能源的综合利用

中图分类号:TU111.19+5文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0281-01

1 概述

我国能源环境与世界能源问题相比更为严峻,一方面我国人均能源可采储量远远低于世界平均水平,而且能源消耗巨大。以建筑能耗为例,建筑能耗大体占到全国总能耗的30%―40%,是发达国家的2―3倍以上。我国人均耕地只占世界的1/3,而实心粘土砖每年毁田达12万亩;我国水资源仅为世界人均占有量的1/4,而卫生洁具耗水量高出发达国家30%以上,污水回水率仅为发达国家的25%;钢材、水泥等物耗水平也要比发达国家高出10%―30%。

国务院发展研究中心所作的一份研究报告认为,现阶段随着国民经济的持续发展和城乡建设的加快,我国住宅建设日益扩大。据推测,到2015年,城镇50%以上的建筑将是21世纪内建造的。因此,有效的降低建筑业的能源资源消耗,减少建筑行业造成的环境污染,将对整个社会可持续发展起着至关重要的作用。

2 环境污染状况

2.1 温室效应

目前已发现有30多种气体能够引起温室效应,其中较为主要的有CO2,CH4,O3,CO,N2O、水蒸气、二氯乙烷、四氯化碳及氟氯烷等。温室效应引发全球变暖所带来的影响和危害主要有几个方面:海平面上升;全球降雨不均衡,有的地区发生洪涝、有些地区发生干旱;影响大气环流,出现异常天气情况,造成农作物歉收;快速的气候变化造成大量物种的灭绝,对生物产生多样化影响;全球变暖造成生态系统和环境的变化,引起传染病的流行,危害人类健康。

2.2 臭氧层破环

臭氧层能有效地阻止大部分有害紫外光通过,而让可见光通过并达到地球表面,为各种生物的生存提供必要的太阳能。而当前人类的活动正在使臭氧层遭到几乎毁灭性的破坏,人工合成的含有氯、氟的一些物质,尤其以氟利昂和哈龙,对臭氧层的破坏最大。臭氧层遭到破坏会带来严重的后果,主要在以下几个方面:使人体免疫机能下降,增加患皮肤癌、白内障的概率;过量的阳光造成农作物减产,森林的退化;海洋生态系统遭到破环;加剧温室效应和全球变暖。

2.3 酸雨

酸雨是指pH

酸雨对农业的影响主要造成土壤酸化,肥力降低;酸雨会造成水体酸化,破坏水生生态系统;酸雨还会造成植物黄叶并脱落,森林成片衰亡;同时,酸雨会危害人体健康,诱发癌症、老年痴呆等疾病,使人患动脉硬化、心梗、肺水肿的概率大大提高。

3 建筑产业对环境的影响和破坏

建筑环境是人类活动对资源影响的一个非常明显的例子。世界1/6净水供应给建筑,建筑消耗掉1/4的木材,消耗掉2/5的材料与能量。全球的建筑相关产业消耗了地球能源的50%,水资源的50%,原材料的40%,同时产生了42%的温室气体,50%的水污染,48%固体废弃物,50%的氟氯化合物,同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。

4 建筑维护结构的节能

4.1 墙体的设计

外墙传热在建筑物总体传热中所占的比例最大,当前我国大多采用保温节能墙体,分为三类:外墙外保温、外墙内保温、中空加芯复合墙体。

其中外保温具有适用范围广、保护主体结构延长建筑寿命、减少热桥、扩大使用面积等特点,外保温技术的运用推广得到了很大发展,较为成熟的外保温技术有:EPS薄抹灰外墙外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统、EPS板现浇混凝土外墙外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统、机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统。

4.2 门窗的设计

节能门窗要有良好的隔热保温性能,夏季能阻止热量进入室内,冬季能阻断室内热量传出室外。目前具有较好效果的节能门窗主要有:塑料门窗、铝木复合门窗、玻璃钢门窗,以及采用发展注胶段热冷桥技术。

5 建筑供热系统的节能(以居住建筑为例)

建筑节能包括了两个系统工程,即建筑本身工程节能,和建筑供能系统的节能。而现在许多的“节能建筑”只是围护结构热工性能满足规范节能设计要求,而并不能称其为节能建筑。

建筑不仅应具有良好的围护结构热工性能,还要有优化的供能系统,两者结合组成一个有机系统工程,这个系统能有效运行的关键在于供能可调性。例如在集中供热住宅中,实行供热热量计量,用户根据自己需要调控室温;在有,可在建筑中设置太阳能利用装置,冬季当室内太阳得热能补充室温时,室内可调供热系统就能减少对常规热源的使用。

6 能源的综合利用和新能源的开发

6.1 太阳能的利用

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,被认为是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源,并得到了国际社会的普遍重视。太阳能热利用的两个主要方面在于太阳能热水器与太阳能建筑。

6.2 地热的综合利用

(1)空气源热泵是在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低,其不适用于寒冷地区,在冬季气候较温和的地区,已得到相当广泛的应用。

(2)地源热泵系统是利用较深地层中未受干扰常年保持的恒温,其远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,可以克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。在地源热泵系统中,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,储存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。

(3)地表水热泵系统是在靠近江河湖海等大量自然水体的地方,利用这些自然水体作为热泵的低温热源而设计的一种空调热泵的形型式。但是,这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制,同时这种热泵的换热对水体中生态环境也会造成一定程度的影响。

(4)地下耦合热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。在冬季供热过程中,流体从地下收集热量,再通过系统把热量带到室内;夏季制冷时逆向运行,即从室内带走热量,再通过系统将热量送到地下岩土中。地下耦合热泵系统保持了地下水热泵利用大地作为冷热源的优点,同时又不需要抽取地下水作为传热的介质,是一种可持续发展的建筑节能新技术。

篇7

关键词:能源作物芒草分类分布生物学特性转化利用

1 引言

由18世纪末蒸汽机等发明催生的工业革命,彻底改变了人类历史的发展历程一保持了几千年自给自足的传统农业社会开始步入工业社会。工业社会从根本上改变了人类对能源的依存方式,从几乎完全依赖植物生物质变成了主要依赖石油、煤炭和天然气等化石燃料。众所周知,这些化石燃料是由地球若干亿年积累下来的生物残骸转化形成的,具有不可再生性。如果人类不改变能源依赖方式,地球上的化石燃料就将在几十年内枯竭。爆发多次的能源危机和不断上升的能源价格也在警告我们:人类现行的能源依存方式是不可持续的,甚至是非常危险的。

大量开采利用化石燃料的另一问题是,将地层中长期蕴藏的碳以CO,的形式释放到大气中,从而不可避免地造成温室效应,引起全球气候变暖。而且,化石燃料特别是燃烧煤炭造成的各种污染也极大地危害着人类健康,破坏了森林、耕地和建筑。因此,控制化石燃料的消耗,减少CO,排放已成为世界共识。人类社会要走向可持续性发展,必须寻求可再生清洁能源,这已成为科学家们积极探索的热点。

可再生清洁能源包括风能、太阳能、地热、潮汐、水电和生物质能等。其中,生物质能是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而蕴藏在生物体内的能量,是可再生的绿色能源。与其它可再生清洁能源相比,生物质能是唯一能固碳、可再生并转化成气态、液态和固态燃料或其它化工原料和产品的碳资源。生物质能具有良好的稳定性、储能性、原料多样性和产品多样性等优点,缺点是季节性强、原料分散、能量密度低。

根据能源载体物质的化学成分,可将生物质原料分为三大类:①糖和淀粉类,富含糖或淀粉,可用于生产燃料乙醇;②油脂类,富含油脂,能通过脂化过程形成脂肪酸甲脂类物质,即生物柴油;⑧纤维素类,富含纤维素、半纤维素和木质素,可通过转化获得热能、电能、乙醇和生物气体等。目前,已规模化利用生物质能源的国家有美国和巴西,其主要原料分别是玉米和甘蔗。众所周知,玉米、甘蔗、油菜等第一代能源作物是人类的重要食物来源,将它们作为生物质能源将影响到世界食物安全,也很难在食物紧缺的国家推广。近年来,科研人员的目光已集中到产量大、来源广的纤维素类——第二代能源作物上,其中多年生草本植物芒草被认为是生物质产量高、资源利用效率高、生产成本低、生态适应性广、开发潜力巨大的理想能源作物。2011年10月28日,《经济参考报》刊登了“第二代生物质能源呼之欲出芒草成能源作物新星”的报道。

2 芒草的分类与分布

芒草是各种芒属(Miscanthus And ress,)植物的统称,属于禾本科(Poaceae)黍亚科(Panicoideae)蜀黍族(And ropogoneae)。芒草的种间、种内多样性复杂,据《中国植物志》记载,全世界芒属植物可分13个种,我国有8个种,但有关种的数目、划分及其亲缘和演化关系,学术界尚存争议。

1855年,Andressons首次从甘蔗属(Saccha rum)和蔗茅属(Erianthus)中将芒属分列出来,其命名的Miscanthus包括5个种;1881年,Benth等将荻(Triar rhena sachariflo ra(Maxln,)Nakai)归入芒属。1930年,Honda将芒属分为两组,一组为Triarrhena,另一组为Eumi scanIhus。1959年,耿以礼在研究中国芒属植物时,将上述两组合并为三药芒组(Triarrhena),该组植物有3枚雄蕊,而将分布于我国西南地区的芒属种类另立为双药芒组(Diandra),该组植物有2枚雄蕊。1962年,Adatj等认为芒属植物有17个种,可分为四个组,分别命名为Section Triar rhena(荻组)、Seciion Eumiscanthus(真芒组)、SectionKa riyasua(青茅组)和Section Dlandra(双药芒组)。1989年,刘亮在修订禾本科甘蔗亚属的分类时,将荻从芒属中独立出来,恢复了Nakai于1950年所建立的荻属,包括荻和南荻(T.1ularlorlpana)2个种,并认为南荻是我国的特有种。2006年,Chen等纠又将荻、南荻、红山茅以及双药芒属归并到芒属,认为全世界芒属植物共有14个种,中国有7个种,分别是红山茅(M.paniculatus)、南荻(M.1utarioripa rlus)、荻(M.sacchariflorus)、五节芒(M.floridulus)、芒(M.slnensls)、尼泊尔芒(M.nepalensis)和双药芒(M.nudipes),并认为M.condensatus(八丈芒)、M.purpurascens(紫芒)、M.transmorrJsonensis(高山芒)和M.jinxianensis(金县芒)都为M.slnensls的变异类型(变种)。

另外,1988年出版的《四川植物志》中,还列出了短毛芒(M.revipilus)和川芒(M.szechuanensis)在欧洲,三倍体芒草——奇岗(M.×giganteus)已被大量研究报道,它原产于日本、被认为是荻(四倍体)和芒(二倍体)的天然杂交种。在非洲南部,有M.junceus、M.sorghum、M.violensis和M.ecklonii的自然群落发生,但究竟是否属于芒草尚不清楚。在芒属植物的各个种内,芒的变种最多,仅二倍体变种就有17个。

芒草原产于东亚,广泛分布于从东南亚到太平洋岛屿的热带、亚热带和温带地区,现已扩展至西非、美洲和欧洲地区。周昌弘等。依据外部形态和地理分布的关系,将芒草划分为三大类群,第一大群为中国芒类群,是由芒及其变种形成的分类群,主要分布在中国大陆东部、朝鲜(半岛)、日本、琉球群岛、台湾岛、菲律宾群岛等;第二大群为五节芒类群,是由五节芒形成的分类群,主要分布在中国南部沿海、东亚和南亚地区;第三大群是尼泊尔芒类群,是以尼泊尔芒为主形成的区系,分布范围以环绕喜马拉雅山的区域为主,涵盖中国云南、四川,印度、巴基斯坦、缅甸、尼泊尔等地。关于我国芒草的分布,Chen等认为:红山茅生长在海拔2500~3100m的干旱山坡,分布于四川、贵州、云南;南荻生长在海拔低于100m的

湖边和河堤,分布在湖南、湖北;荻生长在山坡和河岸,分布于河南、河北、陕西、甘肃以及日本、朝鲜、俄罗斯;五节芒生长在坡地、河谷和草地,分布于海南、台湾、广东、广西、福建、浙江、江苏、安徽、湖北、河南、四川、贵州、云南以及东南亚国家;芒生长在低于海拔2000m的山坡、海岸,分布于海南、台湾、广东、广西、福建、江西、浙江、江苏、安徽、湖北、山东、河北、吉林、陕西、四川、云南、贵州以及日本、朝鲜(半岛);尼泊尔芒生长在海拔1900-2800m的山坡,分布于四川、云南、以及不丹、印度、缅甸、尼泊尔;双药芒生长在海拔1000-3600m的山坡,分布干四川、云南、贵州、以及不丹、印度、尼泊尔。在芒属植物的各个种内,芒的分布范围最广,且不同变种通常有显著不同的分布区域,如台湾的八丈芒、白背芒(M,gIabe r)、台湾芒(M,fo rmosanus)和高山芒均为芒的变种,它们的分布区域分别为海边、低海拔、中海拔和高海拔区域。

3 芒草的生物学特性

芒草为多年生草本植物,一般寿命18-20年,最长可达25年以上;植株高大,茎秆粗壮、中空、高度通常为1N3m,在热带、亚热带可达5m以上;叶片扁平、窄长,长度10~80cm不等、长宽比30-50;根系发达、入土深度1m以上,具有发达的地下根茎、横走于地表下10cm左右,可构成纵横交织的根茎一根系网络系统;分蘖能力强,单株分蘖数可达100个以上,并形成单株群落;顶生大型圆锥花序,由多数总状花序沿一延伸的主轴排列而成,小穗成对、孪生于延续的总状花序轴上,每小穗含一两性花,雄蕊2N3枚,雌蕊2枚;异花授粉,自交不亲和,易形成变种问、种间、甚至属于杂种;种子小而轻,千粒重0.3-0.59,适合风播,但三倍体、五倍体的芒草不育。

芒草的染色体很小,基数为19,是禾本科中染色体基数最大的植物之一;除二倍体外,常出现多倍体和非整倍体的情况。Watson等将芒草的染色体数目分为:2n=2x=35~43,2n=3x=57,2n=4x=76,2n=5x=95和2n=6x=114;Deuter对发表于2000年前的研究报告进行了统计,发现各种芒草的染色体数目如下:荻组中荻为2n=2×=38、2n=3×=57、2n=4x=76、2n=5x=95,奇岗为2n=3x=57-58;真芒组中芒为2n=2x=36~42,八丈芒为2n=2x=36~38、2n=3x=57,五节芒为2n=2x=38、2n=3x=57,紫芒为2n=2x=40;青茅组中M,o Jjgostachyus为2n=2×=38,中介芒(M,i nte rmedi u s)为2n=4x=76、2n=6x=1 14,青茅(M,tincto rius)为2n=2x=38、2n=4x=76—78、2n=6x=1 03~109;双药芒组中尼泊尔芒为2n=2x=40、双药芒为2n=2x=40、蔗茅(M,rufipilus)为2n=2x=40;其它如高山芒为2n=2x=38、M,pycnocephaIus为2n=2x--38。另据杜风研究,陕西凤县居群的芒为2n=3x=57,南荻为2n=2x=38;据陈少凤研究,南荻的变种细荻(M,1utario riparius var.humilior)为2n=4x=76。

芒草是喜温、喜光的长日照作物,一般春季播种或移栽,初夏拔节、分蘖,秋季开花结实,深秋停止生长,翌年春季返青;芒草是高光效C。作物,光能利用率高,光合速率与玉米、甘蔗等相当,可达50mg/(dmh);芒草生长速度快,在生长季约每周出叶1片,最高叶面积指数可达6.5N10.0,分蘖期株高增长0.5N1.0cm/d,拔节期达到3cmid;芒草繁殖能力强,既能有性生殖、也能无性繁殖,一般从5月下旬开始,株丛中约20N30%的枝条形成生殖枝并逐步进入生殖生长,种子成熟后依靠风力传播,无性繁殖则依靠根茎和蘖芽。

芒草具有极宽的生态适应性,在我国从低海拔的沿海滩涂、河流岸边、道路沿线、干热河谷地到海拔2000m以上的山地草丛,芒草都生长良好;芒草侵袭能力、竞争能力强,能适应多种土壤类型,常常是山地、丘陵、滩涂、林缘等草本群落的优势组分;芒草具有较强的耐旱、耐热、耐寒等特点另外,芒草对Cu、Cd、Pb、Zn、As、Mn等重金属具有较强的耐受性,可作为修复污染土壤或矿区等废弃地的优先物种。

芒草有很高的生物质产量潜力。根据Lewandowski等的统计,三倍体芒草——奇岗在欧洲定植3-5年后可达最大干物质产量,南欧在灌溉条件下可达30t/hm。以上,中北欧在无灌溉条件下也可达10~25t/hm。Heaton等[28]在美国伊利诺斯州的试验表明,在投入极少的条件下,奇岗的光能利用率平均为1.0%、最高达到2.0%,平均生物质产量为30t/hm。最高达到61t/hm。我国各地的试验表明,在黑龙江可达37.5t/hm。在山东微山可达43.76t/hm。在北京种植当年可达4.33~14.77t/hm。第二年可达18.49N20.36t/hm。第三年可达39.05t/hm。

4 芒草的能源作物特性及其开发利用途径

Heaton等总结了理想能源作物的特征,包括:C光合途径,冠层持续时间长,多年生(无需每年耕种),无明显病虫害,春季生长速度快、胜过杂草,不育(防止“逃逸”),在土壤中贮碳(土壤修复和减碳的工具),秋季将营养分配回土壤(降低养分需求),低养分含量如含氮、含磷量

利用能源作物替代化石燃料时,需要将生物质能进行转化,转化方式可分物理、化学和生物三个方面,涉及到固化、直接燃烧、气化、液化、热解、发酵、消化等技术。芒草属于木质纤维素类能源作物,主要组分是纤维素、半纤维素和木质素等碳水化合物,可通过压缩成型、直接燃烧或与煤混燃、纤维素乙醇转化、沼气发酵等多种途径加以开发利用。

压缩成型就是将松散的生物质原料,经高温高压压缩成棒状、粒状、块状等具有一定紧实度的成型物,以减少运输费用、提高转化设备的单位容积燃烧强度和热效率。由于压缩成型需要消耗能源,因此欧美国家在收获芒草时大都采用机械打包方式,干物质密度通常在130~150kg/m。有些专用打包机则可达300kg/m。以上。

直接燃烧发电,是目前欧美国家利用芒草的主要方式。据LewandOWSki等报道:奇岗在早春收获时,生物质中C、O和H的含量均较高,分

别为47.8-49.7%、41.2-42.9%和5.5-5.9%,因此适合用于燃烧,燃烧时的反应性和稳定性好,所产热值高、达到17.1~19.2%;同时,由于芒草中N和S的含量低,分别为1.92%和0.22%,因此燃烧过程中产生的NO。SO。等化合物少,对环境的污染压力小。芒草燃烧后的灰分量占生物质量的1.6-4.0%,与当地木本能源植物相比,灰分中重金属含量低,营养物含量高,其中SiO占25~40%、K20占20-25%,P205、CaO和MgO各占5%左右。芒草直接燃烧的主要问题是灰分中Si、K含量高,导致灰分熔点降低、易形成污垢而使燃炉堵塞。因此,欧美国家大多采用与煤混燃的利用方法。10多年前,欧洲就开始了芒草与煤混燃的生产性试验,并取得了成功。根据LewandOWSki等的测算:如果芒草的干物质产量为20t/(hma),其能值就相当于12t硬煤,用1hm2芒草替代12t硬煤,能减少31t的CO,排放(减少90%);在发电厂周围50 km半径内种植芒草1.95万hm。(相当于总面积的215%),就能生产芒草干物质39万t,燃烧这些干物质能使一个263MW的热电厂每年输电7000h,从而节省硬煤23.4~-t,减少C02排放60.4万t。

据估计,全球每年的纤维素类生物质量转化为生物燃料相当于340-1600亿桶原油,远超目前每年30亿桶原油的能源消耗。因此,将纤维素转化为燃料乙醇被视为解决能源危机的根本出路,倍受各国政府、大企业和科学家的重视。芒草含有80%以上可降解的纤维素和半纤维素,是理想的纤维素乙醇原料。据Heaton等测算,种植1200万hm(相当于美国作物面积的9.3%)芒草可转化纤维素乙醇133×109L,替代美国20%的汽油消耗,而相同面积的玉米籽粒只能生产49×109L的燃料乙醇,而且需要投入大量的肥料、机械等资源。纤维素乙醇的生产方法可分为生物化学法和热化学法。生物化学法有3个关键步骤,即生物质预处理、纤维素水解和单糖发酵。纤维素酶的成本是长期影响纤维素乙醇产业发展的瓶颈,20世纪90年代,每加仑纤维素乙醇的酶成本约为5美元,但目前已能降至50美分以下,从而将纤维素乙醇的生产成本降至2美元/加仑。热化学法是将生物质通过热转化过程生成合成气,再通过化学合成或微生物发酵生成燃料乙醇的技术,包括生物质热裂解技术和生物质气化技术。但目前生物质热解、气化技术还不成熟,尚未解决气化效率低、合成气转化过程选择性低和催化剂易失活等问题。

芒草沼气发酵是另一具有商业开发潜力的途径。余一等比较了生物质能的三种发酵利用模式,认为能量回收率沼气发酵最高、乙醇发酵其次、产氢发酵最低,单位生产成本则沼气发酵最低、乙醇发酵其次、产氢发酵最高等用马铃薯试验,制成乙醇的能量转换效率是2.6kW·h/kg,而制成沼气(甲烷)的能量转换效率是4.3kW·h/kg,后者比前者高出70%。曾宪录等认为,从目前的技术水平分析,沼气发酵是芒草利用的最好方式,其优势包括:减少收集与运输费用,将分散的芒草发酵成沼气进行“浓缩”,并可发电向外输送,沼气发电机组容量可灵活选择(10-500kW),非常适合分布式发电;沼气发酵是在常温(或中温)常压下的自然过程,相对成本低、净能产出率高,按稻草常温发酵的研究结果计算,1kg芒草(稻草)可产沼气0.457m。50hm。芒草(1500t)则可产气约68万m。发电100万kW·h;芒草中的营养元素能促进沼气发酵,因此可从早秋开始收获利用,从而延长收获期、减少火灾风险和储备成本;通过沼渣还田,可减少农作物包括芒草的施肥量、降低生产成本,并减少化肥对环境的污染。目前,沼气产业在西欧国家已初具规模,如2007年瑞典已有1.5万辆用提纯沼气驱动的汽车和100多个加气站,车用提纯沼气的量已超过天然气;到2009年底,德国已有4780家大型沼气发电厂,发电产能达1600MW(为1999年的6倍),约占全德国总发电量的29%。

5 我国能源作物芒草的发展战略

自20世纪80年代中期,欧美国家已开始多年生草本能源作物的研究和开发利用。1984年,美国能源部资助了“草本能源作物研究计划(HECP)”,通过对35种草本植物(其中18种为多年生,但没有包含芒草的评价,认为柳枝稷(Panicum virgatum L)潜力最大;1990年,HECP发展为“生物能源原料发展计划(BFDP)”,次年又决定在DFDP内将柳枝稷作为“模式”作物进行系统研究,以求达到快速应用和示范的目的。近年来,美国伊利诺斯大学等的科研人员对芒草进行了研究,认为芒草的生物质产量和净能产出都要优于柳枝稷,是更适合的能源作物。

欧洲对草本能源作物的研究和开发利用集中于三倍体芒草——奇岗,20世纪60年代就在丹麦开始试验,并在1983年建立了首个试验基地;在此基础上,1989年启动了由欧洲JOULE计划资助的研究项目,在丹麦、德国、爱尔兰和英国开始田间试验,研究奇岗在北欧的生物质潜力;1993年,在欧洲AlR计划资助下,田间试验拓展到了南欧的希腊、意大利和西班牙;与此同时,丹麦、荷兰、德国、奥地利和瑞士等国则资助了有关芒草生育繁育、管理实践和收获运输等的研究;1997年,在欧洲FAlR计划资助下,启动了旨在全欧洲培育新芒草杂交种、发展芒草育种技术和筛选不同芒草基因型的项目。目前,欧洲有关芒草的研究已进入产业化开发应用阶段。

我国是芒属植物的分布中心,但与欧美等国相比,我国对能源作物芒草的研究才刚刚开始,目前尚无国家级别的研究开发计划。鉴于芒草在能源作物中的地位,亟需从国家层面勾画、制定芒草发展战略,动员政府部门、科研机构、能源企业和社会各界力量,将大规模培育、推广种植和开发利用芒草作为我国能源发展战略的重要组成部分。现阶段,应重视以下四方面的全国性协作攻关。

第一、加快芒草种质资源的收集与保护。芒属植物在我国的分布范围极广,大致为18。N-50。N,98。E~135。E组织力量在全国开展芒草资源调查和收集,对我国芒草资源的保存和开发利用具有十分重要的意义。目前,湖南农业大学已建有一个能保存1000份以上芒属野生种质的资源圃,但我国究竟有多少芒属植物资源尚不清楚。2007年,广西柳州市农科所科研人员在该市沙塘镇农户地里发现了几株人工栽培的高大芒属植物,因其茎像甘蔗,叶、鞘像芒草,穗像狗尾草而命名为“三像草”;经初步观测,“三像草”极具开发利用价值。值得指出的是,芒属与蔗茅属(Erianthus)、河八王属(Narenga)、甘蔗属(Saccharum)和硬穗属(Sclerostachya)同属甘蔗属复合体(Saccharum Complex),各属问能天

然杂交并能产生可育的F1代,因此整个甘蔗属复合体都有可能成为芒草育种的宝贵资源。至于“三像草”是否与甘蔗属复合体有关,尚待研究。

第二,强化芒草种质创新和新品种培育。我国对芒属植物的研究刚起步,与芒草种质创新和新品种培育相关的遗传学研究不仅少、而且很零散。因此,亟需在全国范围内加强组织协调,利用我国丰富的芒草资源,根据其分布特点和开发利用途径,统一部署芒草的种质创新和新品种培育。在我国7个芒草种中,芒、五节芒、荻和南荻的生物产量高、开发潜力大,以及在欧洲已广泛研究利用的奇岗,可作为核心种质资源用于作物驯化和品种改良。据报道,湖南农业大学利用细胞工程技术选育出了同源四倍体新品种——“芙蓉南荻”,利用转基因技术培育出了转外源Bt基因的抗虫南荻新种质,利用种问杂交技术培育出了芒与南荻的杂交新品系湘杂交芒1号、2号和3号。目前,基因工程技术等已广泛应用于能源作物种质创新,如提高生物质产量和品质、降低或改变木质素含量和成分、增加纤维素降解酶表达量等,加之芒草兼备有性生殖和无性繁殖的优点,这些都有利于优质、高产芒草品种的快速培育和迅速推广。

第三、因地制宜发展芒草高产高效技术。我国人口多、粮食需求压力大、土地资源紧张,发展能源作物只能依赖于边际性土地资源。我国地域辽阔、生态环境多样,边际性土地种类较多,如荒草地、盐碱地、滩涂、沙地、瘠薄地、旱地、渍涝地、冷湿地、污染地等,因此芒草的品种类型和生产技术必须适合当地的生态环境和边际性土地特点。根据欧洲对奇岗的研究,芒草在大面积种植时,扩繁成本高、定植当年越冬时抗寒性差是影响芒草产量的重要因素。目前,在我国芒草作为能源作物刚受重视,有关芒草种植技术如扩繁建植、生产管理、收获贮存等的研究还很少,更没有能适合于芒草产业化发展所需的标准化、集成化生产技术体系。作为能源作物,芒草的生物产量、经济效益和生态效益是决定能否产业化的关键,因此发展芒草高产高效生产技术非常重要。

第四、开发芒草转化利用技术与产业化模式。从世界范围来看,在芒草等木质纤维素能源作物的转化利用方面,压缩成型、直接燃烧或与煤混燃发电以及沼气发酵等技术已基本成熟,并具备产业化条件;而纤维素乙醇转化、高温裂解气化等技术近年来虽有所进展,但尚处于研发和示范阶段。

目前,我国芒草的转化利用技术与欧美国家还有较大差距,更没有建立芒草品种培育、规模化推广种植和商业化转化利用的产业化模式。因此,在引进国外先进技术和相关设备、提升我国芒草转化利用技术水平的同时,应积极组织高等院校、科研机构和能源企业等多方面力量,根据各地芒草种质资源状况、边际土地类型和数量以及芒草转化利用技术水平等条件,在全国范围内设计、部署芒草产业化模式的试验和示范,从而推动我国能源作物芒草产业的快速发展。

参考文献:

篇8

全球粮食危机正在向我们靠近

实际上,从本世纪初开始,国际粮食价格就持续攀升,并于2008年中期(国际金融危机全面爆发前)达到顶峰。而当前国际粮食市场的景象与那时极其相似:国际粮价在半年多的时间里急剧上涨,个别品种甚至翻番;缺粮国家大幅增加粮食进口,同时粮食出口国开始限制出口;多个国家出现了与高粮价有关的骚乱,社会不稳定和冲突频发,贫困人口面临饥饿威胁。

2008年9月,由于突如其来的国际金融危机导致绝大多数国家经济出现衰退,降低了对粮食的需求,国际粮价随之迅速回落,粮食问题得到短暂缓解,世界经济和社会所面临的粮食危机“消失”在无形之中。然而,今天的现实却让我们清楚地看到,国际粮食危机并未远去,当世界经济开始逐步复苏之际,警报已经再次响起。

根据FAO最新的《谷物供需情况简介》,2009年以来,世界谷物产量总体呈下降趋势,导致2010/11年库存量将急剧下降8.76%,使库存与利用量之比降至20.9%,愈发接近18%的安全警戒线。世界银行总裁罗伯特・佐利克说:“全球粮价正在上升到危险的水平,威胁到世界数以千万计的穷人。涨价已使得数百万人陷入贫穷,并给那些把一半以上收入花在粮食上的人带来巨大压力。”

谁是粮食危机的真正推手?

人口增长对粮食的需求是社会发展的自然要求根据联合国统计,自上世纪70年代以来,世界人口的年均增长率持续下降,目前已降至1.18%(2005~2010年)。但由于世界人口基数巨大(2011年将达到70亿人),即使增长率维持当前的下降速度,至本世纪中期,世界人口预期也将超过90亿人。世界人口的增长首先带来的是对粮食的需求加大,如果不能实现粮食大幅增产,世界粮食供给就要出大问题。

一些发达国家将发展中国家人口增长作为国际粮价快速上升的主要原因是不公平的。任何一个不发达经济体的发展都离不开人口的快速增长,这是人类经济和社会发展的必然,发达国家同样也经历了这样的阶段。由人口增长带来的粮食需求是刚性的,其对国际粮价的影响是长期存在的,不应成为炒作国际粮价持续上升的借口。进一步,我们还应看到,许多发展中国家已经在控制人口增长方面做出了巨大的努力,为稳定世界粮食供求平衡做出了贡献。

膳食结构改善对粮食和饲料的需求是人类生活和健康发展的正常需求随着世界经济的发展和居民收入水平的提高,人们已经从粮食、块茎及豆类为主逐步转向畜产品(肉、蛋、奶)、植物油、水果和蔬菜等多元膳食结构。肉、蛋、奶生产不仅直接消耗大量粮食,还要占用很多耕地;同时油料作物、水果、蔬菜的生产本身就需要占用大量耕地,从而加大了粮食生产的压力。

基于此,一些发达国家又将粮食危机暴发的原因归咎于发展中国家膳食结构的改善,指责印度、中国等发展中国家粮食消费的增加引发了世界粮食危机。事实上,发达国家的粮食人均消费量不仅远远超过印度和中国等发展中国家,而且呈不断增加趋势。根据FAO数据,美国2005~2007年每天人均消费蛋类产品40克,肉类产品338克,奶类产品692克;而同类食品的消费,印度分别为每天人均消费5克、9克和184克,中国分别为每天人均消费47克、149克和72克,均远远低于美国人均消费水平。

发展中国家经济和社会发展带来食品需求的增长,完全是人类生活和健康发展的合理需求,不应为国际粮价剧烈飙升承担责任。FAO已经给出了比较公允的解释:虽然粮食价格自2006年以来显著上涨,但食品和饲料的消费持续保持强劲增长,这说明需求对价格上涨无弹性,也说明食品消费结构保持相对稳定,并未因价格上涨而发生变化。换言之,发展中国家由于食物结构升级而增加的粮食需求也是相对刚性的需求,其增加是长期的、很难逆转的趋势;而真正造成粮食价格暴涨暴跌剧烈波动的,往往是一些短期的、弹性较大的需求。

自然灾害直接影响了主要产粮国的粮食产量随着全球气候变暖、极端气候增多,气候对农业的影响加大,世界农业面临着自然灾害多发的严峻考验。近些年发生的严重干旱和洪涝灾害,造成一些国家粮食减产,也加剧了世界粮食供给矛盾,更在国际投机资金的推波助澜下,加大了国际粮价的波动幅度。

“靠天吃饭”是自古以来的规律。尽管随着人们对自然规律的认识和科学技术的发展,通过改造自然界的方式,最大程度上避免了自然因素对农业生产的负面影响,然而,因人类活动导致的全球气候变暖已经成为不可逆转的趋势,至少在相当长一段时间内,对农业生产的影响可能成为一种常态,也会在短期内加大国际粮价的波动幅度。

供给“危机”是造成国际粮食危机的根本原因自1999年以来,世界粮食产量年均增长率呈下降态势。2000~2009年,世界粮食年均增长率为2.1%;2004~2009年,世界粮食年均增长率仅为1.7%。这表明,近些年粮食生产发展制约因素增强,粮食综合生产能力的释放空间变小。

造成粮食供给出现“危机”主要有三个原因。一是随着工业化、城市化推进,加之气候变暖、干旱严重,粮食生产所需的耕地和淡水资源供给明显趋紧,造成主要粮食生产国粮食产量下降,粮食库存减少。国际粮食政策研究所预测,世界可用于扩大粮食种植的土地面积最多还可以增长10%左右,而淡水资源的供给则面临更加巨大的压力。二是发达国家对本国农业的补贴政策使其农产品以远低于成本的价格倾销到国际市场上,使世界粮食生产的比较收益下降,导致各国将资金和资源主要投向经济效益高的产业,而忽视了农业在国家粮食安全和经济安全中的作用。三是由于投入不足,不少发展中国家农业基础设施建设水平普遍偏低,农业科技进步缓慢,良种培育等农业科技研发落后。这些因素都使发展中国家在粮食危机面前表现得异常脆弱,特别是直接导致21世纪以来世界粮食产量的增长明显赶不上需求量的增长,粮食供求关系拐点凸显。从这个角度来看,粮食供给“危机”不能不说是国际粮食危机的根本原因。

发达国家发展生物能源是国际粮价飙升的直接原因目前,一些发达国家开展了相当规模的生物质能源开发和应用计划,“烧掉”了大量的粮食,也打破了世界粮食市场维持多年

的脆弱的供求平衡关系,造成国际市场粮价飞涨。美国生产乙醇燃料对耕地和玉米产生了巨大的需求,导致世界玉米供求关系日趋紧张,并对玉米价格上涨形成长期的拉动。而由于玉米在农产品中的特殊地位,一方面与其它主要粮食作物具有很强的价格相关性,另一方面它又是重要的畜牧养殖饲料,它的价格上涨将连锁导致肉、蛋、奶等食品价格上涨。欧盟生产生物柴油,消耗了大量的油菜籽等经济作物,拉动了国际市场食用油价格上涨,造成食用油供给偏紧;同时又促使原本种植粮食的耕地转为种植油菜籽,粮食种植面积减少,最终因粮食产量下降引起价格上涨。根据世界银行的研究报告,给一辆SUV的油箱加满生物质燃料,所需的粮食约相当于1人1年的口粮,可见发展生物能源对世界农业和国际粮食安全的负面影响是巨大的,在世界粮食供给增长缓慢的前提下,发展生物能源直接促使国际粮价飙升。

美国等发达国家在世界粮食供应短缺、出现粮食危机的背景下,仍继续扩大生物质能源开发规模,制定利用玉米等粮食开发生物质能源的规划,是有其战略意图的。首先,发展乙醇燃料符合美国的国家战略,同时又无损于国内各利益集团的既得利益,因此能够得到国内广泛的支持与拥护。其次,发展乙醇燃料,通过给乙醇燃料生产补贴,既可以达到增加农业补贴的作用,又可免遭发展中国家反对。第三,美国作为玉米出口大国,发展乙醇燃料,增加千米消耗骨,既不影响本国粮食供求,又可增强美国在国际粮食贸易中的主导权和控制权,发挥“粮食武器”的作用。

金融资本是推动国际粮价飙升的重要推手粮食本来是必需品,但在全球资本大鳄的眼中却成了资本逐利的投资品和资本品。粮食怎么会成为投资品,这恐怕与作为全球财富标志的美元已经不再是一种硬通货有关。财富标志由两个要素构成,一是它是财富的最终归属;二是它和世界公认的有效结算、支付手段直接挂钩。过去,我们把美元叫硬通货,美元和黄金挂钩,并成为世界性结算货币,这意味着它们互为财富标志。2002年以来,美元江河日下,进入战略性贬值周期,美元作为全球信用基础的根基正在发生严重的动摇。而资本总是要依附于一个财富标志物上的,美元的财富标志地位发生动摇,谁来担当这个角色呢?这样一来,人们就会寻找新的投资产品,以保证财富不被湮灭。粮食、石油、贵金属等初级产品便是财富标志新的目标。

本世纪初,随着国际金融市场的迅猛发展,粮食市场与货币市场、外汇市场、期货市场、衍生品市场的联动成为复合的金融体系,扩大了传统金融市场的外延和内涵,形成了粮食“金融化”趋势。粮食某种程度上已经实现了从商品属性向商品属性和金融属性双重并重的转换,粮食安全本质上已转变为“贸易一金融”型的“价格安全”模式。特别是在全球量化宽松时代,粮食等的金融属性表现得更加突出,粮食作为“白金”已经成为继货币、黑金(石油)等新的泛货币化的价值符号,粮价基本不是由供求所决定而是由资本和货币所决定。特别是全球极度泛滥的货币给粮价泡沫提供了温床。以反映货币供应量的重要指标M2口径衡量,2000年,发达国家M2为4.5万亿美元,2008年升至97Y亿美元,而今发达国家M2已升至10万亿美元,全球流动性甚至超过危机前的水平。

抵御粮食危机中国须有整体战略布局

篇9

关键词 农业废弃物;肥料化;饲料化;能源化;基质化;工业原料化

中图分类号 F303.4 文献标识码 A文章编号 1002-2104(2010)12-0112-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.023

农业废弃物也称为农业垃圾,是指农业生产和农村居民生活中不可避免的非产品产出, 具有数量大品种多形态各异、可储存再生利用、污染环境等特性,主要包括植物性纤维性废 弃物(农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物)和动物性废弃物(畜禽粪便 、冲洗水、人粪尿)。中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,据统计,我国每年产生 放入畜禽粪便量26亿t,农作物秸秆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t ,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其 它类有机废弃物约有0.5亿t,折合7亿t的标准煤[1,2]。从资源经济学上讲 ,它是一种特殊形态的农业资源,如何充分有效地利用将其加工转化不仅对合理利用农业生 产和生活资源、减少环境污染、改善农村生态环境具有十分重要的影响,而且对能源日益枯 竭的今天具有重大意义。近年来,国内外农业废弃物的资源化利用技术与研究得到较大的发 展,其资源化利用日益多样,从总体来看,国内外农业废弃物的资源化利用主要分为肥料化 、饲料化、能源化、基质化及工业原料化等几个方向。

1 肥料化

农业废弃物肥料化利用是一种非常传统的用方式,分为直接利用和间接利用。直接利用是一 种最直接最省事的方法,在土壤中通过微生物作用,缓慢分解,释放出其中的矿物质养分, 供作物吸收利用,分解成的有机质、腐殖质为土壤中微生物及其他生物提供食物,从而一定 程度上能够改善土壤结构、培育地力、增进土壤肥力、提高农作物产量,但自然分解速度较 慢,尤其是秸秆类废弃物腐熟慢,发酵过程中有可能损害作物根部[3]。

间接利用是指废弃物通过堆沤腐解(堆肥)、烧灰、过腹、菇渣、沼渣、或生产有机生物复 合肥等方式还田。堆沤腐解还田是数千年来农民提高土壤肥力的重要方式,传统的堆沤腐解 具有占用的空间大,处理时间较长等缺点[4],随着科学技术水平的提高,利用催 腐剂、速腐剂、酵素菌等经机械翻抛,高温堆腐、生物发酵等过程能够将其高值转化为优质 的有机肥,具有流水线生成作业、周期短、产量高、无环境污染、肥效高、宜运输等优点; 烧灰还田主要指秸秆通过作为燃料、田间直接焚烧的方式,由于田间直接焚烧损失肥力、污 染空气、浪费能源、影响交通等缺点[5],现政府已出台相关禁止焚烧的法律法规 ;过腹还田具有悠久历史,是一种效益很高的方式,是适当处理的废弃物经饲喂后变为粪肥 还田,对保持与促进农牧业持续发展和生态良性循环有积极作用;菇渣还田是指培育食用菌 后,菇渣进行还田,经济、社会、生态效益兼得;沼渣还田是指厌氧发酵后副产品沼液、沼 渣还田,其养分丰富、肥效缓速兼备,是生产无公害农产品良好选择;生产有机生物复合肥 是能够进行工业化制作、商品化流通、高效利用方式。

农业废弃物的饲料化主要包括植物纤维性废弃物饲料化和动物性废弃物饲料化。植物纤维性 废弃物主指秸秆类物质,秸秆中的木质素与糖结合在一起使得瘤胃中的微生物及酶很难分解 ,并且蛋白质低及其他必要营养缺乏,导致直接饲喂不能被动物高效吸收利用,需要对其进 一步的加工处理改进其营养价值、提高适口性和利用率[6]。归纳为:机械加工、 辐射、蒸汽等物理处理,NaOH、氨化、Ca(OH)2-尿素、氧化等化学处理,青贮、发酵、 酶解等生物学处理,还有就是多种方法复合处理。各种处理方法对于改进营养价值、提高利 用率均有不同程度的作用,究竟采用何种方法好,应根据具体条件因地适宜的综合选择[7]。例如孙清等[8]采用黑曲霉、白地霉组合菌株对榨汁后的甜高粱茎秆渣及 发酵残渣进行发酵,所得蛋白饲料的粗蛋白含量由2.01%提高到21.43%,粗纤维由12.37%降 为2.34%;英国Aston大学的研究者从农作物秸秆中筛选出一种白腐菌属真菌,它能降解木质 素,但不能降解纤维素,用这种真菌发酵农作物秸秆 ,能最大限度地提高农作物秸秆的消化率 ,使农作物秸秆的消化率从9.63%提高到41.13%,效果极为明显。据粗略测算,如果我国秸秆 资源的40%用于发酵饲料,就会产生即相当于112亿t粮食的饲用价值。

而动物性废弃物饲料化主要指畜禽粪便中含有为消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纤维、粗脂肪 和矿物质等,经过热喷、发酵、干燥等方法加工处理后掺入饲料中饲喂利用[9,10] ,该技术需要特别注意灭菌彻底消除饲料安全隐患。有试验表明利用米曲霉和白地霉接入 鲜鸡粪与麸皮等混合料中进行固态发酵,并在发酵过程中添加氮源制的饲料适口性较好,可 替代部分配合饲料,添加40%鸡粪饲料喂猪后,猪日增重比单喂配合饲料增加10.83%[11]。

3 能源化

农业废弃物的能源化利用主要分为厌氧发酵及直燃热解两个方向。厌氧发酵分为制沼气和微 生物制氢技术;厌氧发酵制沼气技术是指农业废弃物经多种微生物厌氧降解成高品位的清洁 燃料―沼气(甲烷含量50%-70%)及副产品沼液和沼渣的过程。研究表明,农作物秸秆、蔬 菜瓜果的废弃物和畜禽粪便都是制沼气的好原料[12,13],并且混合废弃物共处理 比单独处理时生物气的产量有显著提高[14]。沼气除了可供日常生活(如烧饭、照 明、取暖)外,还可以进行大棚温室种菜、孵化雏鸡、增温养蚕、发电上网、车用燃气供应 等,副产品沼液沼渣含有丰富的氮、磷、钾等营养物质,可作为优质的有机肥,采用热电肥 联产模式,实现资源高效利用,废物零排放[15]。据报道,截至2007年底,全国沼 气工程总数到达26871处[16],并且主要以畜禽养殖业的废弃物为原料工程居多[17,18]。而微生物制氢技术是指利用异养型的厌氧菌或固氮菌分解小分子的有机物 制氢 的过程,具有微生物比产氢速率高、 不受光照时间限制、可利用的有机物范围广、工艺简 单等优点,是农业废弃物利用非常具有潜力的方向[19],目前对其有较多的实验研 究[20-24],但该技术至今没有被广泛的利用,工程实例较少,只在哈尔滨有世界首 例发酵法生物制氢[25]。

直燃热解又分直燃和热解两方面。直燃作为一种传统获得热能的技术一直存在,例如使用秸 秆(其能源密度能达到13 376-15 466 kJ/kg[26])和草原地区牛马粪便直燃做饭 、取暖,但随着社会发展与人民生活水平的提高,绝大部分正逐步由煤、燃气或电取代,目 前只有在贫困地区少量使用,在城市周围或比较富裕地区秸秆消耗为零[27]。而现 阶段直燃有表现为生物质固体成型燃料供热与发电和有机垃圾混合燃烧发电,例如使用生物 质能成型燃料在工业锅炉和电厂中代替部分煤、天然气、燃料油等化石能源[28], 将收集的废旧农膜、城市垃圾直接放进焚烧炉里焚烧,产生的热能可以用于采暖或发电。农 业废弃物通过热解技术可以转化为清洁的气体燃料、热解油和固体热解焦等产品,富氢燃料 气体部分可以进入锅炉燃烧、进行城镇(或集中居住的较大乡村)的集中供热供气、供发电 机发电或者供燃料电池等;热解液体经过加工制备生物柴油、生物汽油或者生产酸、醇、酯 、醚等有机化工产品,对我国的原油资源短缺有所缓解;固体热解焦由于空隙发达、比表面 积较大可作为吸附材料用于环境污染治理,或者作为燃料供热解所需的热源。迄今为止,国 内外对与农业废弃物有关的生物质进行过多方面的加工研究。例如:唐兰等[29]对 生物质在高频耦合等离子体中的热解气化行为进行研究表明该技术能大幅度提高生物质气的 热值及产率;张振华等[30]对锯末、稻壳、纸屑、橱芥、塑料和橡胶6种固体废弃 物 热解表明除谷壳外液体产物收率都在50%左右,并且其中汽油和柴油馏分共达到60%以上,是 一种具有很高价值的粗成品;梁新等[31]通过对生物质热裂解制得热解油并进行热 解油的精制研究;德国进行固体废弃物热解的工业化示范[32]。

4 基质化

基质化是指利用经适当处理的农业废弃物作为农业生产(如栽培食用菌、花卉、蔬菜等,及 养殖高蛋白蝇蛆、蚯蚓等)的基质原料。作为基质,主要起支持、固定植株,并为植物根系 提供稳定协调的水、气、肥环境的作用,应达到有适宜理化性质,易分解的有机物大部分分 解,施入土壤后不产生氮的生物固定,通过降解除去酚类等有害物质,消灭病原菌、病虫卵 和杂草种子等标准[33];其关键在于原料的选取及配比,和原料的前处理。玉米秸 、稻草、油菜秸、麦秸等农作物秸秆,稻壳、花生壳、麦壳等农产品的副产物,木材的锯末 、树皮等,甘蔗渣、蘑菇渣、酒渣等二次利用的废弃有机物,鸡粪、牛粪、猪粪等养殖 废弃物都可以作为基质原料[34]。刘伟等[35]采用炉渣、菇渣、锯末和玉 米秸混配有机基质,施用有机固态肥,番茄产量最高达36.05kg/m3以上, 蒋伟杰等 [36,37]采用向日葵秆、玉米秆、玉米芯、菇渣、锯末等作为原料配制成基质栽培蔬菜 ,产 量和品质均得到大幅度提高,李瑞哲等[38]使用蘑菇底料、动物粪便等农业废弃物 对蚯蚓生长的影响进行研究,以便为低成本高效生产蚯蚓这种高效动物蛋白,制造优质饲料 的添加剂。

5 工业原料化

农业废弃物中的高蛋白资源和纤维性材料可以生产多种生物质材料和农业资料,例如秸秆作 为纸浆原料、保温材料、包装材料、各类轻质板材的原料,可降解包装缓冲材料、编织用品 等,或稻壳作为生产白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料; 棉籽加工废弃物清洁油污 地面;或棉秆皮、 棉铃壳等含有酚式羟基化学成分制成聚合阳离子交换树脂吸收重金属; 或利用甘蔗渣、玉米渣等二次利用废弃物制取膳食纤维食品,提取淀粉、木糖醇、糖醛等, 或者把废旧农膜、编织袋、食品袋等经过一定的工艺处理后作为基体材料,同时加入适当的 添加剂,通过一定的处理和复合工艺形成以球-球、球-纤维堆砌体系为基础的复合材料[39,40]。目前我国已经成功开发出了"秸秆清洁纸浆及综合利用新技术”,因此只要 能科 学合理地应用,适当扩大规模,实现清洁生产,在一定时期内秸秆仍将是一种较可靠的非木 材纤维造纸原料[27]。使用秸秆制造各类轻质板材其保温性、装饰性、耐久性均属 上乘,不仅可以弥补木材的短缺,减少森林的砍伐, 保护森林资源, 而且还可消耗大量以 稻草、麦秸为主的秸秆资源,降低秸秆焚烧所带来的大气污染, 具有较高的生态效益。原 料化是农业废弃物利用的一个重要途径,其关键是依靠科技开发利用,最大程度的利用农业 废弃物中有益的物质循环利用,是未来农业废弃物利用的一个重要方向。

6 小 结

针对农业废弃物的特性应用现代的生物工程技术提升农业废弃物的肥料化、饲料化、能源化 、基质化及工业原料化水平,使技术上向机械化、无害化、资源化、高效化、综合化发展, 产品上向廉价化、商品化、高质化、多样化和多功能化靠拢。物尽其用、变废为宝、高效利 用废弃物达到消除污染、改善农村生态环境、促进农业可持续发展的目标。

参考文献(References)

[1] 孙振钧,袁振宏,张夫道,等.农业废弃物资源化与农村生物质资源战略研究报告[R].国家中 长期科学和技术发展战略研究,2004.[ Sun Zhenjun,Yuan Zhenhong , Zhang Fudao ,et

al. Research Report of Recycling and Rural Biomass Resources Strategic for Agric ultural Wastes [R]. Longterm Scientific and Technological Development Strateg y,2004.]

[2]孙振钧.中国生物质产业及发展取向[J].农业工程学报,2004,20(5):1-5.[Sun Zhen jun. Biomass Industry and Its Developmental Trends in China [J]. Transactions

of The Chinese Society of Agricultural Engineering,2004,20(5):1-5.]

[3]傅湘宁,沈国宏.秸秆直接还田与农业机械化[J]. 农业技术与装备,2007,(11):2 2-23 [Fu

Xiangning,Shen Guohong. Returning Directly to the Fields of Straw and the

Agricultural Mechanization [J]. Agricultural Technology & Equipment,2007,(1 1):22-23]

[4]Sweeten J M. Composting Manure and Sludge. In: Proc. Natl. Poultry Waste Ma nage . Symp.Department of Poultry Science[C].The Ohio State University ,Columb us,OH, 1998:38-44.

[5]李令军,王英, 张强,等.麦秸焚烧对北京市空气质量影响探讨[J]. 中国科学,2008 ,38 (2): 232-242. [Li Lingjun,Wang Ying, Zhang Qiang,et al. Influence of Straw Burning on the Air

Quality in Beijing [J]. Science in China Press,2008,38 (2): 232-242.]

[6]张颖,王晓辉.农业固体废弃物资源化利用[M].北京:化学工业出版社,2005:36-5 0.[Zhang Ying,Wang Xiaohui. Resource Utilization of Agricultural Solid Waste

[M].Beijing:Chemical Industry Press,2005:36-50.]

[7]科学技术部中国农村技术开发中心.农村固体废弃物综合利用技术[M].北京:中国农 业技术出版社,2007:173-178.[Rural Technology Development Center of The Science

and Technology Department in China. Comprehensive Utilization Technology of Rur al Solid Wastes [M].Beijing:China’s Agricultural Technology Press,2007:173 -178.]

[8]孙清,敖永华,葛雯,等.甜高粱茎秆残渣生产蛋白饲料的研究[J].中国农业科学,2001 ,34(1):1-4.[Sun Qing,Ao Yonghua, Ge Wen,et al. Research on Production of Protei n Feed from the Residue of Sweet Sorghum Stalks [J]. Scientia Agricultura Sini ca,2001,34(1):1-4.]

[9]周根来,王恬.非常规饲料原料的开发利用[J].粮食与饲料工业,2001,(12):33 -34[Zhou Gensheng,Wang Tian. Nonconventional Feed Raw Materials for Exploita tion and Utilization [J]. Cereal & Feed Industry,2001(12):33-34]

[10]王如意,靳淑敏,李 伟.畜禽粪便资源化处理技术在环境污染防治中的应 用[J].现代畜牧业,2010,27(2):13-14.[Wang Ruyi,Jin Shumin,Li Wei.The Compreh ensive Utilization Technology of Livestock and Poultry Feces Resource in the Pre vention of the Environment Pollution [J]. Chinese Journal of Animal Health Ins pection,2010,27(2):13-14.]

[11]李贤柏,周开孝,胡尚勤. 双菌联合固态发酵鸡粪生产蛋白饲料[J].重庆大学学报, 2002,25(12):102-105.[Li Xianbai,Zhou Kaixiao,Hu Shangqin. Production of P rotein Feed from Chicken Manure with Double Strains of Bacteria by Solid State F ermentation [J]. Journal of Chongqing University Natural Science Edition,2002 ,25(12):102-105.]

[12]何荣玉,闫志英,刘晓风,等.秸秆干发酵沼气增产研究[J].应用与环境生物学报,20 07,13(4):583-385.[He Rongyu,Yan Zhiying,Liu Xiaofeng,et al. Enhancement

of Biogas Production by Dry Fermentation with Straws [J]. Chinese Journal of A pplied & Environmental Biology,2007,13(4):583-385.]

[13]何丽红.畜粪便高温厌干发酵关参化究[D].武汉:华中农业大学,2004.[He li hong.The Optimized Studies on the Pivotal Parameters of the Poultry and Domesti c Animal Dejeetas Anaerobic Dry Fermentation inHigh Temnerature [D].Wuhan:Ce ntral China Agricultural University,2004.]

[14]Magbanua B S ,Adams T T ,Johnston P.Anserobic Condigestion of Hog and Poul try Waste[J].Biooresource.Technol.2001,76:165-168.

[15]彭靖.对我国农业废弃物资源化利用的思考[J].生态环境学报,2009,18(2):794-798 .[Peng Jing. Review and Dicussion on Utilization of Agricultural Waste Resource s in China [J]. Ecology and Environmental Sciences,2009,18(2):794-798.]

[16]时军,杨慧云.大中型沼气工程托管运营模式探讨[C].沼气技术和产业化发展研讨 会论文选编.北京:新能源市场,2009:23-26.[Shi Jun,Yang Huiyun. Explore on Large

and Mediumsized Biogas Project Custody Operation Mode [C].Paper Mainly of

Biogas Technology and Industrialization Development Seminar. Beijing:The New En ergy Market,2009:23-26.]

[17]李倩,蔡磊,蔡昌达. 3MW集中式热电肥联产沼气工程设计与建设[J]. 可再生能源 ,2009,27(1):97-99.[Li Qian, Cai Lei, Cai Changda. Design and Construction of

3MW Centralized Biogas Plant Combined with Heat,Power and Fertilizer Production

[J]. Renewable Energy Resources,2009,27(1):97-99.]

[18]蓝天,蔡磊,蔡昌达.大型蛋鸡场2MW沼气发电工程[J].中国沼气,2009,27(3):3 1-33.[Lan Tian, Cai Lei, Cai Changda. Engineering Design and Operation of 2MW P ower Generation System with Biogas as Fuel on a Large Layer Farm[J].China Bio gas, 2009,27(3):31-33.]

[19]左宜,左剑恶,张薇.利用有机物厌氧发酵生物制氢的研究进展[J].环境科学与技术, 2004,(1):97-100.[Zuo Yi, Zuo Jiane,Zhang Wei. Review of Research on Biologica l Hydrogen Production by Anaerobic Fermentationof Organic Waste [J]. Environme ntal Science and Technology,2004, (1):97-100.]

[20]郭婉茜,任南琪,王相晶.接种污泥预处理对生物制氢反应器启动的影响[J]. 化工学 报,2008,59(5):1283-1287.[Guo Wanqian ,Ren Nanqi ,Wang Xiangjing ,et al. Compar ative Study of Influence of Inoculating Sludge with Different Pre-treatments on

Start-up Process in EGSB Bio-hydrogen Producing Reactor [J]. Journal of Chemic al Industry and Engineering,2008,59(5):1283-1287.]

[21]蒋志城. 生物发酵制氢技术的研究及进展[J]. 浙江化工, 2008,39(2):14-17.[Ji ang Zhicheng. Research and Development of Hydrogen Production by Fermentation Te chnology [J]. Zhejiang Chemical Industry, 2008,39(2):14-17.]

[22]户元,张,邢新会. Clostridium Paraputrificum M-21发酵制氢 培养条件研究[J] . 生物加工过程, 2004,(2): 41-45.[Lu Yuan, Zhang Chong, Xing Xinhui. Effect of

Cultivation Conditions on Hydrogen Production by Clostridium Paraputrificum M-2 1 [J]. Chinese Journal of Bioprocess Engineering, 2004,(2): 41-45.]

[23]刘雪梅,任南琪,宋福南.微生物发酵生物制氢研究进展[J].太阳能学报, 2008, 29

(5):544-549.[Liu Xuemei, Ren Nanqi, Song Funan. Recent Advances in Biohydroge n Production by Microbe Fermentation [J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2008,

29 (5):544-549.]

[24]王亚楠,傅秀梅,刘海燕,等.生物制氢最新研究进展与发展趋势[J].应用与环境生物 学报, 2007, 13 (6):895-900.[Wang Yanan, Fu Xiumei, Liu Haiyan,et al. Recent Pro gress and Trend in Biological Production of Hydrogen [J]. Chinese Journal of A pplied & Environmental Biology, 2007, 13 (6):895-900.]

[25]刘淑.哈工大任南琪小组.有机废水发酵法生物制氢[N].科学时报, 2008-05-12.[L iu Shu. Ren Naqi group in Harbin Institute of Technology .Organic Wastewater Bio logical Hydrogen Fermentation [N]. Science Times, 2008-05-12.]

[26]国家统计局.中国统计年鉴1999[M].北京:中国统计出版社,1999:395. [State Sta tistics Bureau. China Statistical Yearbook 1999[M].Beijing: China Statistics P ress,1999:395.]

[27]张燕.中国秸秆资源 “5F”利用方式的效益对比探析[J].中国农学通报,2009,25( 23):45-51.[Zhang Yan. The Analysis Contrastively on “5F”Utilization of Straw

Resource in China [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,2009,25(23):45-5 1.]

[28]田宜水.生物质固体成型燃料产业发展现状与展望[J].农业工程技术•新能源产业 ,2009,(3):20-26.[Tian Yishui. Development Status and Prospect of Biomass Fuel

Industrial Solid Shape [J]. Agriculture Engineering Technology(New Energy Indu stry),2009,(3):20-26.]

[29]唐兰,黄海涛.生物质在高频耦合等离子体中的热解气化研究[J].可在生能源,2005 ,(3):24-27.[Tang Lan, Huang Haitao. Study of Biomass Pyrolysis and Gasificati on in a HF Plasma [J]. Renewable Energy,2005,(3):24-27.]

[30]张振华,汪华林,陈于勤,等.有机固体废弃物的热解处理研究[J]. 环境污染与防 治,2007,29(11):816-819.[Zhang Zhenhua, Wang Hualin, Chen Yuqin,et al. Pyrol ysis Products of Six Organic Solid Wastes [J]. Environmental Pollution & Contr ol,2007,29(11):816-819.]

[31]梁新,徐桂转,刘亚莉.生物质的热裂解和热解油的精制[J].能源研究与信息,200 5 ,21(1):8-14.[Liang Xin, Xu Guizhuan,Liu Yali. Pyrolysis of Biomass and Refi ning of Pyrolysis Oil [J]. Energy Research and Information,2005,21(1):8-14 .]

[32]田贵全.德国固体废弃物热解技术方法[J].环境科学动态,2005,(1):31-33.[Tia n Guiquan. Technologies of Waste Thermal Decomposition in Germany [J]. Environ mental Science Trends,2005,(1):31-33.]

[33]Bilderback T E, Fontano W

C.Physical Properties of Media Composted o f Peanut Hulls,Pine Bark and Peat Moss and Their Effect on Azalea Growth[J].

Hort.Sci.,1982,107:522-525.

[34]刘伟,余宏军,蒋卫杰. 我国蔬菜无土栽培基质研究与应用进展[J]. 中国生态农业 学报, 2006,l4(3):4-7.[Liu Wei,Yu Hongjun,Jiang Weijie. Review on Research Progr ess and Application of Growing Media for Vegetable Production in China [J]. Ch inese Journal of Eco-Agriculture, 2006,l4(3):4-7.]

[35]刘伟,余宏军等.温室番茄长季节无土栽培技术的研究[J].中国蔬菜,2000,(S1):30 -34.[Liu Wei, Yu Hongjun, Jiang Weijie. Study on the Techniques of Soilless Cul ture of Long season Greenhouse Tomato [J]. China Vegetables,2000,(S1):30-34. ]

[36]蒋卫杰,刘伟, 余宏军,等.我国有机生态型无土栽培技术研究[J].中国生态农业学 报,2000,8(3):17-21.[Jiang Weijie, Liu Wei,Yu Hongjun, etc. Eco-organic Type Soi lless Culture Technique in China [J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture,2000, 8(3):17-21.]

[37]蒋卫杰,刘伟,等.几种农产废弃物作为草炭替代物在无土栽培中的应用[J].农业 工程学报,1998,14(12):177-180.[Jiang Weijie, Liu Wei, et al. The Application

of Several Agricultural Westes Substituted as Offer on Soilless Cultivation[J] .Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,1998,14(12):177 -180.]

[38]李瑞哲,张红垒,郭建伟,等.蘑菇底料等废弃物对蚯蚓生长发育的影响[J].中 国 食用菌,2010,29(2):32-33.[Li Ruizhe,Zhang Honglei,Guo Jianwei,et al. Effects

of Mushroom Base and Animal Feces on the Growth Performance of Earthworms [J].

Edible Fungi of China,2010,29(2):32-33.]

[39]孙永明,李国学,张夫道,等.中国农业废弃物资源化现状与发展战略[J].农业工 程学报,2005,21(8):169-173.[Sun Yongming,Li Guoxue, Zhang Fudao, et al.Status

Q uo and Developmental Strategy of Agricultural Residues Resources in China [J] .Transactions of The Chinese Society of Agricultural Engineering,2005,21(8):169- 173.]

[40]张承龙.农业废弃物资源化利用技术现状及前景[J].新疆环境保护,2002,24(1): 22-25.[Zhang Chenglong. The Comprehensive Utilization of Agricultural Wastes [ J]. Environmental Protection of Xinjiang,2002,24(1):22-25.]

Development of the Application of Resource Utilization Technology in Agricultura l Waste

CHEN Zhiyuan SHI Dongwei WANG Enxue ZHANG Zheng(Hangzhou Energy and Environment Engineering Co. Ltd, Hangzhou Zhejiang 310020,China)

篇10

关键词:滨湖景观带建设;城市生态学;岛屿生物地理学;人与自然和谐

中图分类号:TU986文献标识码:A文章编号:16749944(2013)05013103

1引言

水体是城市中保持自然状态最佳的景观要素,它具有相对完善的水生生态系统。与陆地生态系统一样,水生生态系统是个极其复杂的生态系统,很多鸟类依赖这一生态系统获取维持生命的食物并在此生息、繁衍;同时,水生生态系统也是水生生物与湿地生物的天堂,它不仅供给人类饮用之水,也维系了整个生态系统的平衡。

滨湖水域是重要的城市水系,一般指市区范围内水域与陆地相接的,有观赏、游览价值的带状区域。在城市中,滨湖水域内的自然因素十分密集,自然过程也最为丰富,城市生态系统的自然子系统和人工子系统交汇于此,成为一个城市风景的血脉,它不仅具备优美的景色,还能反映出一个城市的特色与风格。随环境保护工程的不断完善,城市水体成为污水运送和储存的场所将成为历史,如何通过科学的规划,最大限度地发挥城市水体生态系统的积极作用,是当景观规划设计师们值得思考的问题。2滨湖景观建设存在的问题

在过去几百年间的世界城市化进程中,滨水区的各项自然过程都曾不同程度的受到不合理开发建设的强烈干扰,各种自然形式遭到了不同程序的破坏。这种负面影响在我国表现尤为严重。

2.1经济高速发展造成城市水体污染

随着城市化进程的加快,城市的生态问题日益突出。城市人每天制造着数量庞大的生活废弃品和生活污水,影响和威胁着湿地动植物,并使原本有限的城市湿地面积锐减。城市湿地生态系统遭到严重破坏,大大降低了湿地对城市经济和社会可持续发展的支持能力,使这个生态系统的自净能力日趋降低。河流的污染、营养物富集是湿地受污染的主要表现形式之一,许多环湖湿地接受了来自城市污水的大量氮和磷化合物,使得湿地严重富氧化,蓝藻恶性繁殖,散发难闻的气味,水体缺氧,水生生物灭绝。现代旅游业的迅速发展、陆路交通的发展、城市消防和自来水设施的完善,让城市滨湖水系原有的功能部分消失,城市的扩展外延、路基建设,工业开发更使得许多滨湖湿地自身承载力超载而丧失其主要功能[1]。此外,在建设的过程中由于很少或者根本没有考虑到城市河流自然属性的内在要求和水滨生态系统功能结构上的特殊性,过量引入外地植物品种,影响到本地河岸带自然植被的生长。这些措施对于水滨生态系统和生物过程的连续性无疑是毁灭性的打击,给城市水体带来巨大破坏。

2.2城市滨湖建设的问题

城市水系建设是现代化城市建设的重中之重,掀起城市水系治理和美化运动的,“卫生城市”、“园林城市”等荣誉称号相继出台。已有不少滨湖工程建设取得阶段性成果,视觉景观效果颇为明显。但是在日复一日的使用过程中,一些已经建成或正在兴建的城市滨湖景观带存在着大量问题。一些城市片面追求现代化都市印象、形式美,或者局限于工程上的要求,用水泥护堤、衬底,强加给城市滨湖硬质的铺装外衣,以简单化的人工绿化代替原本自然的湖岸带。过高程度的开发严重压迫水滨绿地空间,使得这些原本生机勃勃的水系一下子成了死水。

改造后的水体自净能力消失殆尽,许多生物无处安身,加剧的水污染更令水生环境的异质性荡然无存。另一方面,将城市滨湖建设成滨湖观光带已成为热点,如南京的玄武湖、莫愁湖、苏州的金鸡湖等地,杭州的西湖建设也有了这种趋势。这种“人本主义”的建设,破坏了城市滨湖景观带的自然生态系统的特征,曾经是鸟类翱翔、游鱼戏水、花木丛生的自然景观从此消失,光洁的水泥护岸寸草不生。对比自然状态下起伏多变的湖底延岸及丰富的基质所形成的多样生境组合,环湖观光带成为了人工造景的天下。这种改造方式,严重影响了城市滨湖景观地带在城市生态建设中能够发挥的作用。

3滨湖景观应具备的生态功能

产生上述问题的根本原因,笔者认为是由于对城市湿地内涵以及生态作用理论认识不清造成的。滨湖景观带的最为显著的特点是水分充足、营养物质丰富。它一方面临近开阔的水体,为水生生物提供适宜的生态场所;另一方面具较大的大气湿度,调节着城市内小气候环境。滨湖景观带不仅可以勾勒出美丽的城市轮廓线、构成令人赏心悦目的风景,还在维持城市生态系统平衡方面具有十分重要的意义。

3.1保护生物多样性

湿地生物多样性是指湿地动物、植物、微生物繁殖、遗传和变异等,而丰富程度通常以某地区某类型的特种数量表达[2]。滨湖湿地生态环境独特,适于多种动物如鱼类、甲壳类、两栖类、爬行类,尤其是鸟类等野生动物的生息繁衍。1950~1980年代的调查表明,太湖有鱼类106种,隶属于15目24科;水生植物66种,隶属29科49属;两栖动物59属。如此丰富的水生动物作为食物来源通常会吸引许多鸟类迁徙。在鸟类的迁徙过程中,需要一定的空间觅食和休整。城市环湖湿地恰好可以充当水禽生存繁殖、越冬迁徙的“中转站”角色。杭州西湖观光水域就是冬候鸟游禽和鸥类的主要栖息点,在其他季节,以鹭科鸟类为主的鸟类又有:鸳鸯、黑颈鸊鷉、鸬鹚、普通秋沙鸭等。这些鸟类部分为当地的特色鸟种,四季中以冬季为观鸟的最佳时节,届时景观十分壮美。滨临水体的南京市政府大院的一些林地人为扰动少,也成为水禽的栖息地,保护着珍贵的野生动植物资源,为城市生物多样性提供可能的空间。

3.2净化污水

滨湖湿地生态系统是一个复杂的自然生态系统,科学研究证实它的净化过程是自然生态生化过程,是湿地的理化、生物作用的综合效应,作为城市之“肾”,这一净化过程包括了沉淀、吸附、离子交换、络合反应、硝化、反硝化、营养元素的生物转化和微生物分解过程。伴随着风浪的搅动和湖水的流动,湖水携带泥沙、藻类、有机物等与污染物相互作用,起到净化水体的作用,大型的植物组成的湿地植被具有较高的生产能力,能生产出有经济价值的植物产品,通过收获利用,将大量的营养物质带出湖体,又能有效的防止富营养化,为水生动物、植物创造良好的生存环境。

3.3调蓄水量、调节小气候

滨湖湿地是湖泊生态系统的重要组成部分,具有很强的环境生态功能。城市的滨湖水域与一般湿地一样,含有大量持水性良好的泥炭土以及质地粘重的不透水层,使其有着巨大的蓄水能力。它能够在短时间内蓄积水分,以较长时间将水排出,湿地的内部贮藏的大量水体不仅可以对附近的河流等进行补给,其蒸发以及植物的蒸腾都对气候起到有益的调节作用[3]。

如何保护和恢复这种特殊的城市湿地类型,使其最大程度的发挥城市环湖带的生态效应,是当前应当研究的重要课题。在实际的操作过程中,应借鉴一定的生态学理论方法。

4滨湖景观建设应借鉴岛屿生物地理学理论

为了研究物种的分布、数量、存活和迁徙等一系列动态平衡规律,需要一个相对简单的自然环境,并且该自然环境应具有比较明确的边界,有不受人为干扰的体系,有内部相对均一的介质,而外周是差异显著的领域,这便是由MacArthur和Wilson在1967年提出的岛屿生物地理学模型,曾经得到过有关鸟类和哺乳动物数据的启发和证实,并受到越来越多的生态学家和自然保护工作者的关注和认同[4]。城市滨湖景观带也可以应用岛屿生物地理学模型来解释。即将城市环湖观光带作为一个相对独立的“岛屿”看待。如何让这个岛屿体现生物的多样性,同时让人与自然和谐地相处,这是研究的重点。借鉴和吸取某些国外的先进经验做法,把环湖湿地的开发控制在一定的比例,即对滨湖地区的一部分进行合理的开发,留下一部分自然滨水地带,为自然生物保留栖息场所。这种作法可以控制人类活动以维持其原有的生物种群、群落,构建一个完整的生态系统,减少人为干扰对这一生态系统的破坏,最大限度地发挥城市滨水景观带的生态作用[5]。

5城市滨湖景观建设应该遵循的原则

5.1滨湖景观建设应遵循自然优先的原则

“人本”包含“humanism”的人本主义、人文主义和人道主义的意思,这里的“人”是相对于天、地或自然而言。城市滨湖的治理与美化的根本在于消除、截流污水,还水系以自然本色,并加强其生态功能作用。对滨湖景观带的建设不应以单一的“美化”、卫生为目的,片面的追求“以人为本、人本主义”,而将城市中最具灵气的自然景观元素糟蹋。关于人本主义与环境伦理的关系,西方的环境伦理学主张“反人类中心主义”,按照《圣经·创世记》所说,上帝创造了人与万物,而万物都是直接或间接地被人所利用或征服[6]。这里并非有鼓吹西方文化的意味,但生态的保护确实应该限制无序开发导致的资源环境浪费,减少乃至杜绝所有不可挽回的破坏行为的发生,维护区域内的生态安全,需要确保自然生态系统景观结构的有效性。在生态安全格局中,确定自然生态系统的景观格局是首位的,人工生态系统应该受到一定的引导和限制,换句话说就是要做到“自然优先”,以生态为主线[7]。在向一些生态系统中引入外来种时的,也要以深入分析原水系的生物群落和生物种类,尽量维持原先的生物种群使得生态系统得以平衡发展,让城市滨水景观带不仅仅成为一个欣赏美妙大自然的好去处,更重要的是让它成为一个能够保护生物多样性的场所。

5.2人与自然和谐共处的原则

杭州西湖旁边一所医学院的一片临水林地较好的保持了它原有的自然湿地特性,故引来众多鸟类聚集于此。鸟类的活动在一定程度上影响到周围学生的学习和生活,这种现象不禁引起人们对“人与自然和谐”共处的思考。城市是人类的集居地,对人有害的动物等理应适当的加以清除,或通过其他途径将其运送至大自然环境中去。但是城市之中,这些无害于人类的飞鸟、爬行类和两栖类动物应当拥有属于它的生态位,人类并没有权利剥夺它们生存的空间。在建设过程中,应该保护性的进行开发,湿地开发活动应在环境承载力的允许范围之内,不使湿地生态功能降低或损害为标准,或者通过环保措施使受损伤的环境生态功能得以恢复和补偿,合理的把握湿地开发活动的规模,部分开发、部分保留,恰到好处的协调湿地资源保护与开发利用两者间的关系。此外,城市规划师在遵循人与自然和谐原则时还应考虑到城市滨湖地带的生态学特性:宽而植被浓密的滨湖廊道能更好的减少来自周围景观的各种溶解物污染,保证水质,为两岸内部物种提供足够的生境和通道;不间断的湖岸植被廊道能维持含氧高的水生条件,有利于某些鱼类生存;适当规模的生态走廊,能使植物和动物在各个环湖带之间均衡分布[8]。

2013年5月绿色科技第5期6结语

20 世纪70 年代,联合国教科文组织(UNESCO) 发起了人与生物圈(MAB) 计划,展开了多学科广泛参与的生态系统研究,特别提出了对城市生态系统的研究。90 年代末期,MAB 城市研究出现了一个新领域,就是将生物圈保留地(biosphere reserve)概念应用于城市开发中,将生物圈保留地与城市问题联系起来,进一步促进城市的可持续发展。城市滨湖地区应作为城市生物圈保留地的一个主要组成部分加以考虑,立足于当地自然资源与社会经济条件的潜力,形成区域生态环境功能及社会经济功能的功能互补协调,注重市民的参与性。如:利用城市滨湖景观地带独特的自然资源发展第三产业,建立鸟类生态基地,为人与自然和谐的相处提供空间。协调滨湖景观内部结构和生态过程及人与自然的关系,正确处理生产与生态、资源开发与保护、经济发展与环境质量的关系,进而改善景观生态系统的整体功能,通过市民的自我监督,节约国家法律监管的费用,增强居民对自然资源的主人翁观念和责任心,以达到人与自然的和谐的最终目的[9]。

参考文献:

[1] 张路红,项远.城市滨水景观设计的实践与思考[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2005,28(6):677~681.

[2] 中国生物多样性国情报告编写组.中国生物多样性国情研究报告[R].北京:中国环境科学出版社,1998.

[3] 陆健建.中国湿地[M].上海:华东师范大学出版社,1990.

[4] 徐基良,张正旺,郑光美.鸟类栖息地片段化研究的理论基础[J].生物学通报,2004,39(11):9~12.

[5] 李.湿地与湿地保护[M].北京:中国科学出版社,2003.

[6] 李存山.“人本”与“民本”[J].理论参考,2006(2):20~22.

[7] 邹涛,栗德祥.城市设计实践中的生态学方法初探[J].建筑学报,2004(3):18~21.