碳循环的重要意义范文

时间:2024-04-09 17:57:32

导语:如何才能写好一篇碳循环的重要意义,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。

碳循环的重要意义

篇1

【关键词】初中英语教学 听写(默写) 循序渐进 常规 创新

【中图分类号】G633.41 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)7-0097-02

学习一门语言,听、说、读、写、译等方面的能力、技能培养都是很重要的。无论是素质教育还是应试教育,提高教学质量均是所追求的永恒目标和话题。那么听写默写这项训练在英语教学成绩、教学质量提高上所起的作用是非常巨大的。教学一、二十年来,对于这一点本人深有体会,也从中尝到了“好成绩”的甜头。听写,它是一项“教学系统工程”,从听写的布置、时间安排、听写内容的设置、听写方式、听写的批改方式、听写后的反馈等等相关事项,都有值得研究和探讨的地方。下面,让我们一起来分享如何进行听写的前前后后:

一、注意听写的循序渐进性

根据当地学生的特点,依照实际情况,初一年刚开始,几乎接近英语启蒙阶段。那么这时的听写训练特别注意由易渐难,由少渐多地进行,不可操之过急,努力培养学习英语的兴趣,提高初始阶段的兴趣和为持续兴趣打下坚实有效的“基础资本”。所以,通过教学26个字母,先听写两次左右字母,进而默写26个字母大小写形式;然后再进入听写单词,并且听写单词的前三次,我建议每次听写5个左右就好(布置8个左右的范围)。以上这些前期听写、默写均应注意到难度的控制,批改时几乎达到全班绝大多数同学均能满分的程度和效果,打个大大的“√”,打上100分,写上大大的“好”或“Good”。如此的初始阶段的听写(默写)能有效地振奋全班同学学好英语。为他们学好初中英语打下了非常有效的基础、习惯、感觉。

二、让听写(默写)成为常规,并不断在前进中创新,在创新中前进

1.“听写”工作开头做好了,算是成功了一半,那么关键是接下来要把它做成常规,才能成功全部,这可是不容易的事情。做成常规,就是对每个话题都进行分阶段的听写;每周时间里进行相对固定时间、有规律次数的听写等等。

2.然而,再好的东西久了都会有“腻”的感觉,审美都会疲劳,更何况学业负担大的当前中学生。所以,当听写(默写)成为常规之后,还要注意对其创新方面进行一些策略思索,以下我谈谈几个方面的创新。

①听写内容、分值的创新。听写的分值由刚开始的100分,随着难度的加大,有的同学听写要达到80分有一定的难度,相当一部分同学徘徊在70-80分之间,那么,可以调整总分为150分的分值,这样以往听写70几分的同学,就能容易达到120分左右,这样的一个分数对于他/她信心的培养和可持续听写都有相当大的帮助。也就尽最大可能地避免了中等生沦为差生,差生变得更差,最后“破罐子破摔”的情况。对整个英语教学质量乃至德育的提升都是有作用的。听写内容的创新变化也是值得探究的,有时听写只念英语,学生既写英语又写汉语;有时念汉语,让学生写英语;有时穿行,词组、短语听写侧重念汉语写英语;有时听写结合句子进行;有时听写穿插句型来听写听写。

②听写批改与反馈的创新做法

听写的批改至关重要。总体上把握要能起到鼓励与激发性的作用,所以不吝啬大大的“√”,上130分以上的或差生有明显进步分数的还写个大大的“好”或“好、好”“好样的”等字眼。前期阶段全部由我们老师自己批改,并公布成绩较好的同学名单与分数,特别表扬一些同学。随着时间的推进,有时结合一些批改方式,如让学生相互批改,相互批改都要当场进行,都要在老师的统一布置、指导下进行,有时可同桌互相批改,有时可前后相互批改,有时可前后交叉相互批改,有时可一个方阵与另一个方阵(一般4人一小组为一个方阵)交换相互批改,批改也要打上分数并签名,批改人:XXX。当然以上学生间的相互批改不能常有,应是偶尔有之,效果才好,主要还是老师自己批改。另外,偶尔也可以安排几次让学生自己批改,批改完小组当场相互“找茬”;有时也可由每个小组长负责批改本小组里的几份(4-6份);听写成绩的反馈也有一些形式技巧可采用,有时由英语老师本人结合课堂反馈表扬,有时可由科代表上台公布表扬,有时可交由班主任公布表扬,有时可由学生自己起立大声自报成果。

三、“默写式听写”,让听写与默写有机结合

当听写有了一定程度之后,学生“翅膀硬了”之后,可以结合一些默写进行听写,比如刚开始默写小对话,默写小短文,慢慢地默写较长的对话和短文。当默写能进行下来,那么学生的英语水平就有了一定的提升了,有时还结合书面表达题目,让他们尝到默写的甜头。当然,默写之前先要布置背诵,充分利用早读课让学生进行背诵,在自背的基础上互背,在会熟练背诵的基础上准备准备默写,一般都还比较顺利,效果较佳。然而,对于学困生,有时默写应该灵活操作,建议在默写过程中,两次翻开书本阅览各15秒钟,但要求阅览时不能动笔,15秒到马上合上书本。不需要这个步骤,不需要查阅的同学在默写纸张的右上角打“√”,以示没有经过查阅,以示“很厉害”。

四、期中期末考前复习的听写阶段特点与应变

期中期末考试是目前教育教学中所必须进行的两次较大的考试。考试成绩的好坏优劣自然关系到学生、家长、老师、学校的方方面面。所以大家都比较重视。这是事实,这是现状,不可回避。此时的英语听写理应助一臂之力,同步跟上。但这两个阶段的听写应有所不同于平常。一方面时间紧,容量多,所以听写应安排1、2个话题为一次听写内容进行,最后还要一个总听写,总听写又可分为“英译汉”和“汉译英”两种系列进行,还应结合期中期末复习材料里的主要词汇进行效果更佳。

一旦做好了初中英语听写(默写)这个“系统工程”,那么整个教与学的秩序、教与学的配合、教与学的效果等等方面都会有较大的良好表现。当老师走进教室时,无论是上课,还是早读课,都能看到学生们认真准备、勤奋好学的状态。久而久之,教学质量自然就是良性状态循环,最后,无不胜之。

参考文献:

篇2

关键词:森林生态系统;气候变化;碳循环

前言

目前全球变暖已是人们共识的一个问题,人们已开始接受温室效应的存在,气候的变化存在着许多不确定性,但我们还应寻找积极的因素,使气候的变化尽可能的在我们的掌控之内。森林是我们人类赖以生存的基础,其属于地球生物圈的重要部分,其对环境具有一定的调节作用,森林中的树木通过光合作用有效的吸收空气中的二氧化碳等温室气体,能够有效的减缓气候变化的程度。森林的生存与气候的关系十分密切,各种不同类型的森林会根据气候条件分布于不同的地区,一旦气候发生变化,会导致森林中的植被都受到影响。所以我们应该充分的认识到气候变化对森林生态系统的影响,从而制定出具体的对策和机制,保护生态环境,实现林业的可持续性发展。

1 气候变化对森林生态系统的影响

目前全球气候变暖已是一个不争的事实,人们采用不同的方法对气候变化进行预测,其结果也大致相同,即全球的气温在不断的上升,气候带开始向极地方向位移,最低温度的增幅较快,降雨量总体上有所增加,但降雨的格局发生了变化,以上种种情况表明,全球气候变暖对生态系统的影响是十分巨大的。

1.1 气候变化对森林类型分布的影响

目前我国的森林呈现多类型的分布,这主要是由于森林中的植被需要在适宜的气候下生存,所以气候是决定森林类型分布的主要因素,所以对未来的气候变化与森林分布的变化分析也是针对于这一点进行,目前的气候与森林分布图与未来预测的气候变化与未来的森林分布图进行相互比较,就很清晰的发现气候变化的情况对森林类型的分布的影响。在某一项预测中,是通过模型来对这二者之间的关系进行预测的,当未来气候发生变化时,森林类型的分布将会发生较大的转移,例多会从寒带变为寒温带,寒温带会变为暖温带等等,由于气候的变暖,寒温带和热带森林的面积则会有较大程度的增加。北方森林面积则会减少,而北方森林中的一些珍贵树种及频危树种则会有所减少,而相应的一些树种其所适宜的面积则会有所增加,同时在气候变暖的不断影响下,一些地带界限也会发生一定的改变。

1.2 气候变化对森林生态系统结构和组成的影响

在一个森林中包含有众多的物种,这些物种的生存都需要通过温度、水分、物候、日照和光强的变化来实现,这样在这些气候变化的影响下会使森林生态系统的结构和组成受到较大的影响。而且这些物种尽管都生存在同样的气候条件下,但其各自对气候变化的适应性则是不同的,所以当气候发生变化时,会有一些物种因无法适应而退出,而一些新的物种则会侵到这个生态系统当中,使原有的森林生态系统的结构和组成发生变化。因此在气候变化的情况下,会打破有生态系统的平衡性,使一些物种发生迁移或是灭绝,使森林的生态功能受到较大的影响。

1.3 气候变化对森林生产力的影响

目前我国对于树木的生长状况和生态功能的发挥水平都是通过森林生产力来衡量的,森林生态力作为一项重要的衡量指标,所以在对未来气候变化对森林生产力的影响上通过建立生产力模型来进行预测,从模型预测可以看出,在气候变化后,我国的森林生产力从东南向西北将会呈现递增的趋势,而且在气候变化影响下,树种变化也较大,其中会以兴安落中松其增益为最大,其他一些则为次之。

1.4 气候变化对森林灾害的影响

随着气候的不断变暖,使水热区域分布发生了较大的变化,温度的升高,可以使植被的生长季节得以延长,对森林生产力的提高具有积极的意义,但气候的变化也会导致在春季时倒春寒严重,从而发生冻害的可能性要大;另外,气温的上升,也会导致蒸发量增大,容易发生旱灾,而一旦出现旱情,则会导致森林火灾的系数上升,不利于森林防火。同时气候的变化,会使降水的分配产生一定的变化,这样在一些地方雪灾的发生机率则会提高。

2 森林生态系统对气候变化的反馈机制

森林生态系统能够改变区域小气候,减少地面长波辐射对大气的增温效应。更值得注意的是森林大量吸收大气中的二气化碳,成为巨大的碳汇,在全球碳循环与平衡中具有极为重要的作用,为减缓全球变暖、发展低碳经济作出重要的贡献。目前森林碳储量约占全球植被碳储量的86%以上。作为陆地生态系统的主体,森林生态系统的碳循环与碳蓄积在全球陆地碳循环和气候变化研究中具有重要意义。森林生态系统与其他生态系统相比,其面积最大,生产力和生物量累积最高。森林在吸收碳的同时也释放出碳,毁林是碳释放的主要原因。我国森林覆盖率从呈现逐年上升的趋势,人工林面积居世界第一,森林的碳汇功能显著增强。

2.1 我国森林生态系统碳循环研究起步较晚,与国外研究相比还存在差距,表现在野外试验有限、布点密度不足、数据积累时间短、多停留在静态模型上。因此我国森林碳循环研究应注意以下方面:一是模拟人为活动的影响,一方面分析人为破坏森林生态系统的因素,另一方面分析人类管理或复原森林生态系统的因素;二是充分考虑森林生态系统的代表性和特殊性,有规划地增加野外观测点,利用地理信息系统、遥感技术和方法多尺度研究,为模型构建和运行提供工具和数据;三是注重动态模型发展,重视机理研究,碳循环模型与气候模型相结合,研究气候变化对碳循环的影响及森林生态系统对气候变化的反馈机制,为我国制定温室气体排放政策提供理论基础和依据。

2.2 森林生态系统是陆地生态系统的主体,生态系统的结构越复杂、组成越丰富,则生态系统的稳定性越好,抗干扰能力越强。森林生态系统对气候变化有较强的自适应性,能够在一定变化范围稳定,对气候变化有相对滞后的特点。然而气候变化对森林生态系统的影响不容忽视,掌握气候变化对森林生态系统的影响规律是合理保护、管理、恢复生态系统的关键,所以应该加快科研步伐,揭示未来气候变化对森林生态系统的直接和潜在影响;提前预防,保护濒危物种,防止有害物种入侵;因地制宜,以恢复为主,建立和保护可以持续发展的森林生态系统;掌握气候变化对物候的扰动,加强对灾害(雪灾、火灾、冻害、病虫害)预测预报能力,合理预防。

3 结束语

林业作为我国的重要支柱性产业,随着人们对生态系统的重视度越来越高,林业的重要性越来越被大家所认识,所以在当前需要国家和政府加大对林业的扶持力度,有效的增加森林的面积,加强林业的管理和保护工作,同时开始着力于发展生态林,从而有效的降低气候的变化,保证生态系统的安全,促进林业的可持续性发展。

参考文献

[1]徐德应,郭泉水,阎洪.气候变化对中国森林影响研究[M].北京:中国科学技术出版社,1997.

篇3

农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,研究其CO2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量,分析其日变化特征。研究结果表明(:1)农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,最大潜在碳通量为3.63398mg/(m²•s);(2)CO2通量上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;(3)水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;(4)冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱,冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。

关键词:

玉米农田;水汽通量;CO2通量;冠层导度;日变化

随着科学技术的进步和生产力水平的提高,人类对环境的影响范围及力度迅速扩大,大气中CO2浓度的变化对全球气候的影响以及全球性水资源短缺已成为当前阻碍人类社会进步的主要问题。为寻求地球生态系统碳水循环调控管理的有效途径,对各种生态系统(海洋、陆地)水热、CO2通量进行了长期观测研究。目前,陆地生态系统CO2循环和水循环已经成为全球变化研究中关注的热点问题[1-2]。国内外研究学者正密切关注各种类型陆地生态系统碳水通量的日变化、季节变化和年际变化规律及其环境控制机制,从而估计陆地生态系统水碳通量的时空变化[3-7]。研究表明,对于全球碳水平衡来说,陆地生态系统碳水循环起着重要的作用[8]。农田作为陆地生态系统碳水循环的重要组成部分[9],受人类活动的影响最大,对农田生态系统碳水收支进行深入研究,是全面探讨整个陆地生态系统功能不可缺少的内容。对农田生态系统中的水碳循环过程及其变化趋势的进行研究,将会帮助我们了解气候变化对农田生态系统的影响及农田生态系统的碳水循环对全球碳水循环的影响。涡度相关技术通过长期和连续的通量观测直接测定植被与大气间CO2、水热通量[10-12],为研究生态系统尺度CO2、水汽通量的变化规律及其对环境变化的响应提供了可靠的途径,涡度相关法已成为当前地气交换研究中最先进的通量观测方法。本研究采用涡度相关技术测定了夏玉米农田生态系统CO2通量和水热通量,分析其日变化规律及与环境因子的关系,定量阐述了玉米抽穗期的水碳通量变化特征,为农业生产提供科学的数据支持,为提高农田生态系统碳积蓄能力和农田作物生产力水平及水分利用效率提供理论依据[16],对进一步定量研究区域水碳循环及粮食安全应对气候变化的技术具有重要意义[17]。

1材料和方法

1.1试验区概况试验在位于青岛农业大学胶州现代农业科技示范园(东经120.48°,北纬36.26°)内进行,试验所在地气候属于暖温带季风气候,气候温和,四季分明,年平均气温为11~14℃,年平均日照时数为2229h,近10年的年平均降雨量为662mm。降雨主要集中在7月下旬和8月上旬。试验地土壤为砂浆黑土,pH6.78,属半湿润易旱区。观测面积为150m×200m,除了观测区域西面为果树外,其他方向与观测区内种植种类相同,均为冬小麦、夏玉米一年两熟轮作制度。夏玉米的生育期一般为6月中旬至10月上旬,冬小麦的生育期从10月上旬至次年6月上旬。在作物生长期水分供应充足。2013年6月26日种植夏玉米,品种为‘郑单958’,采取免耕带肥种植方式,行距为0.65m,株距为0.22m,肥料为N-P2O5-K2O(22-10-10),施肥量每公顷525kg,在小喇叭口期每公顷追施尿素225kg,10月10日收获。

1.2数据测定试验采用美国Campbell公司生产的涡度相关系统在胶州试验站对夏玉米农田CO2通量、水汽通量进行了连续的定位观测。采用CSAT3型(Campbell公司)超声风速仪测定三维风速;采用LI-7500型CO2/H2O开路红外气体分析仪测定潜热、CO2和H2O的垂直通量,超声风速仪和红外气体分析仪安装在在通量塔的同一高度(玉米生长前期及中期高度为2.5m,玉米季后期高度调整至3.5m)。本套仪器安装于胶州示范园的东南部,面积为30000m2的农田的中心位置,采用全自动的气象观测系统同步测定气温、太阳辐射、大气湿度、土壤湿度、冠层温度等数据,通过CR3000采集器自动采集观测数据,每30min储存数据一次。

1.3数据处理在夏玉米抽穗期选择未进行农事操作的连续晴天(2013年9月13日至9月19日)进行分析,期间太阳光合有效辐射如图1所示。通过异常值剔除法剔除掉涡度相关系统测定的异常数据,并对涡度相关测定的潜热通量和CO2通量进行WPL校正[18]。用WPL校正后的潜热通量(LE)经过式(1)计算出水汽通量(ET),式中ta为大气温度。

2结果与分析

2.1CO2通量、水汽通量及冠层导度的日变化特征将选取的夏玉米农田的7个晴天数据进行平均,白天光合有效辐射(PAR)、CO2通量(Fc)、的日变化特征如图2所示,水汽通量(ET)和冠层导度(Gc)的日变化如图3所示,气温和饱和水汽压的日变化如图4所示。从图2、3可以看出,上午随光合有效辐射的增强,CO2通量和水汽通量增大;下午随光合有效辐射的减弱,CO通量和水汽通量减小。而在中午前后11:00—14:00,CO2通量基本保持恒定,水汽通量有一定程度的降低,最值分别出现在12:30和14:00。图4中,进一步分析冠层导度的日变化发现,冠层导度也随着光合有效辐射的变化而变化。日出后,冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右冠层导度明显减小。

2.2水分利用效率的日变化特征用CO2通量(Fc)和水汽通量的比值来计算出农田水分利用效率,计算式如(2)所示,农田水分利用效率(WUE)的日变化规律如图5所示。由图5显示可知,农田水分利用效率上午随时间的推移越来越小,而在中午前后达到恒定,下午基本保持不变直至傍晚,随着光合有效辐射的减小,光合的同化作用减弱,使得水分利用效率急剧减小。CO2通量和水汽通量的关系(图6)表明,水汽通量与CO2通量之间存在着显著的耦合响应,这与王志强等[19]的研究结果一致。从图中可以看出上午和下午水汽通量和CO2通量的关系存在着显著差异,在一天中二者关系形成了一个“环状”结构。

2.3CO2通量对光合有效辐射的响应白天生态系统CO2通量对光合有效辐射的响应如图7所示。从图7可以看出,净生态系统碳通量随光合有效辐射的增强而增大,但随着光合有效辐射的增强,碳通量增大的趋势逐渐减弱。CO2通量(Fc)对光合有效辐射(PAR)的响应可以用Michaelis-Menten方程式(3)进行拟合(图7)。

2.4水汽通量和冠层导度对光合有效辐射的响应白天水汽通量对光合有效辐射的响应如图8所示。从图8可以看出,水汽通量与光合有效辐射之间存在极显著的线性关系。无论是上午还是下午,水汽通量都会随着光合有效辐射的增大而增大,在相同的光合有效辐射下,上午的水汽通量明显小于下午。冠层导度对光合有效辐射的响应如图9所示。从图9可以看出,在上午10:00之前,冠层导度与光合有效辐射之间没有明显的响应关系;而从10:00以后到傍晚,冠层导度都会随着光合有效辐射的减小而减小,具有显著的线性关系。

3结论

在玉米抽穗期晴天条件下,农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。

4讨论

4.1上午冠层导度偏大的原因图9显示,上午8:00—10:00冠层导度偏大。导致上午冠层导度偏大的原因可能与露水有关。在夏玉米抽穗期的9月中旬,田间高湿和较大的昼夜温差会形成大量露水,而这些露水会随着太阳升起、气温升高而开始蒸发,露水蒸发加大了农田冠层水汽扩散的强度,但由于涡度相关系统无法区分地表蒸发、露水蒸发以及气孔蒸腾,因此,会因为露水蒸发造成冠层导度高估。到10:00前后,随着露水蒸发完成,冠层导度主要由地表蒸发和气孔蒸腾引起,冠层导度被高估的现象消除。

4.2上午和下午碳通量对称响应的原因碳通量主要反应光合作用对碳的同化作用,而光合作用主要受光合有效辐射的影响,由图2可知,一天中光合有效辐射随时间基本呈正弦分布,上午的光合有效辐射和下午保持对称,使得上午的CO2通量和下午也出现对称。由碳通量的对称响应,也反证了C4作物玉米田不存在气孔抑制现象。假如存在气孔抑制现象,必然造成碳通量的非对称响应[20]。

篇4

关键词:土壤生态学;野外实习;全员全过程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)02-0021-02

土壤生态学研究土壤生物与环境的相互关系,包括土壤生态系统的结构功能、土壤生态过程和格局等。土壤生态学课程出现在大学本科生态学教学体系中,在生科类本科教学中具有重要的素质教育作用。土壤生态学教学过程中越来越强调野外实习调查的作用,强调通过野外实习和实验室实验认识土壤生态系统的结构和功能特点。通过野外实习加强对土壤生态过程和格局的理解,掌握土壤生态学学科基本内容,培养土壤生态学研究的基本技能。

一、土壤生态学野外实习的必要性

土壤生态学野外实习是通过在不同的陆地生态系统进行土壤取样,对土壤生物和环境指标监测。在野外实习中,学生们在不同生态系统类型的土壤中取样,在对陆地生态系统地上部分进行物种调查和观测过程中,进一步了解地下生态系统的结构功能,从而理解陆地生态系统地上部分和地下部分的紧密联系。土壤取样是土壤生态学野外实习的重要步骤,通过对土壤剖面的认识,结合土壤物理化学性质的调查,学生能够理解土壤生物与环境的关系,进一步认识土壤生态系统作为一个整体所发挥的重要作用。

土壤生态学野外实习使学生有机会把植被―土壤―大气各界面的生物地球化学循环联系起来考察,对生态学研究热点问题如温室气体的排放、碳循环和氮循环等有了更为深入细致的理解。生科类本科学生通过土壤生态学野外实习,能够把实验室室内实验与野外调查取样结合起来,从而树立生态系统整体认识观念,对提高综合分析问题和解决问题的能力具有重要意义。土壤生态学野外实习逐渐成为大学本科生态学教学体系中的重要环节,在大学生生态素质教育中发挥着越来越重要的作用。

二、土壤生态学野外实习的内容与方法

土壤生态学是土壤学、生态学、地理学以及环境科学相互交叉的一门新兴学科。从土壤生态学这一学科特点出发,土壤生态学野外实习内容涉及广泛,包括土壤生物与土壤结构、土壤生物与生物地球化学循环、土壤生物与生产力、土壤生物与生物防治等。土壤生态学野外实习强调应用整体与局部结合的方法论,重视土壤生态环境与社会环境相结合的思路,通过野外实习观测土地利用管理和土壤管理对土壤生态系统结构功能的改变过程,探索从根本上改善与维持土壤生产力的方法。

土壤生态学野外实习主要包括土壤生物的调查和土壤物理化学性质的监测。土壤生物可分为土壤微生物和土壤动物两大类。土壤微生物包括细菌、放线菌、真菌等类群,利用磷脂脂肪酸检测、微生物纯培养、微生物生物量熏蒸测定等不同方法对土壤微生物进行分析。土壤动物包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物等,通过显微镜观察对土壤中肉眼看不见的原生动物和线虫等进行分类鉴定。野外实习样本的观测训练了学生的实验动手能力,使本科学生对土壤生物有了具体形象的认知。同时,实验室室内实验对土壤物理化学性质进行监测,包括土壤pH、土壤含水量、土壤有机碳、土壤总氮、土壤速效氮、土壤总磷、土壤速效磷等指标,做到较全面地观测对土壤生物影响的环境指标。野外实习和实验室室内实验的结合使学生从生态系统整体上认识生物与环境的关系,并在野外试验和室内操作过程中培养了生态感。

土壤生态学野外实习也关注人类活动对土壤生态系统的影响。人类活动会影响到土壤生物和非生物环境的组成和相互作用,改变土壤生物主导的生态过程。土壤生态学野外实习中引导学生观察人为干扰下土壤生态系统的退化机制,探索适宜的土壤管理方法以利恢复土壤生态系统的结构与功能。土壤生态学野外实习中学生有机会观测到土壤生物多样性和土壤生态系统服务功能之间的相互关系,有助于学生深入理解土壤生态过程的驱动因子和土壤生态系统中食物网的生态功能。野外实习把土壤生态过程与土壤生态系统格局联系起来,有助于学生从宏观和微观多角度理解生态过程和格局之间的关系。

土壤生态学野外实习内容紧密结合当地生态系统管理的需求,教学过程中结合当地生态系统定位研究站的科研工作开展生科类本科学生的野外实习工作。当地生态系统定位研究站属于北亚热带向暖温带的过渡区域,其植物群落具有明显的过渡特征,是许多物种分布的南北分界。当地生态系统定位研究站为本科土壤生态学野外实习提供了良好的平台保障。在土壤生态学野外实习过程中,注意引导学生理解当地生态定位研究站的科研工作,从而更好地理解土壤生态学基本知识,强化土壤生态学研究的基本技能训练。野外实习把多学科交叉知识运用到实践中,通过交流与合作学习的方法在学生的身体力行中提高大学生的整体素质。

土壤生态学研究技术的发展促进了土壤生态学科学研究的进展,使得人们对土壤生态系统的认识进入到更深入的层次。在土壤生态学野外实习中,针对现实生活中存在的土壤退化和土壤污染等现代文明病的解决提出了更多的技术方案。野外实习过程注意引导学生关注当地生态环境实际问题,指导学生从生态系统服务功能评估和土壤管理的角度综合分析问题和解决问题。土壤生态学野外实习作为生态学本科教学课程体系中的重要一环,对培养学生的生态素质起着不可替代的重要作用。土壤生态学揭示的土壤生态过程和格局是自然界长期演化的结果,人类活动的干扰特别是工业革命以来的大规模土地开发威胁到土壤生态系统的健康,减少了土壤生物多样性,破坏了土壤生态环境。土壤生态学对土壤环境和土壤生态过程调控机制的深入观察是野外实习的重要内容。土壤生态学野外实习廓清了土壤生态环境的重要问题,使学生认识到土壤健康的重要性,对土壤退化和恢复的复杂性有所了解,进一步提高保护生态环境的意识。

土壤生态学野外实习中强调联系土壤生态学理论知识,在实习过程中深化理解土壤生态功能。土壤生态学的产生以土壤成土因素学说的形成为标志,生态学知识仍强调土壤作为生态系统组分、作为植物的营养基质所起的作用,但往往忽略土壤的其他功能。在土壤生态学野外实习中,通过实地考察强调了扩展土壤生态学知识范畴的重要性,突出了土壤生态学交叉学科的特色。土壤生态学野外实习把生物因素―非生物因素共存的自然存在物即土壤作为一个整体研究对象,揭示了土壤生物和周围环境介质相互作用的过程。

很多情况下,土壤生态学野外实习对土壤生态过程观察的失效往往是因为缺乏对土壤生态过程发生影响的人类活动的理解。土壤占据着地球大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的中心地位,这个事实本身就说明了对土壤进行多学科交叉研究的必要性。土壤退化影响着地球表面的系列生态过程,对人类社会具有巨大影响。土壤生态学野外实习使学生对土壤在自然界和人类社会中的作用有机会进行全面深入的调查。野外实习调查中强调了土壤对生物提供栖息地和养分的功能,认识到土壤食物网和土壤养分循环的关系。野外实习使得学生认识到土壤生态系统和地上生态系统一样,存在着食物链和食物网,存在着生物对环境的适应,存在着生物之间不同类型的种间关系。土壤食物网中复杂的土壤生物种间和种内关系是野外实习关注的一个重要内容。野外实习中设计实验认识土壤的清洁功能,验证土壤具有的限制病原微生物生长的抗菌作用,了解土壤生物降解土壤表面有机质的过程。土壤生态学野外实习过程中,通过分析全球各种类型土壤的功能,使学生深刻理解土壤和岩石圈、水圈、大气圈、生物圈乃至各民族文化的相互作用。野外实习使学生认识到土壤在生物圈中的重要作用,初步认识土壤形成和岩石圈表面部分矿物质的关系、水循环过程和土壤对古老生命形式的保藏。虽然这些知识只是在野外实习中简单应用,但对学生以后独立从事相关方面的研究工作具有重要的启发意义。

三、土壤生态学野外实习管理

土壤生态学野外实习管理强调全员全过程的系统管理。参与野外实习的每一位教师和学生都参与到实习的管理过程中。本着提高本科生教学质量的目标,野外实习从野外采样到实验室室内实验,同一批教师和学生同时参加同一批的各项工作。从联系实习基地到学习落实实习基地管理规章制度,教师和学生合作完成实习计划的制订和实施。

土壤生态学野外实习过程中,实习指导教师每天按时填写野外工作日志,落实实习基地常规管理措施,组织当天实习计划和具体安排。野外实习过程中,实行学生选择科研题目进行实习的方式,落实野外实习科研化,野外考核常规化的奖惩制度。野外实习中实施分组合作,保证土壤生态学基本内容和基本技能训练到位。野外实习在本科教学体系中占有必要学时,结合学校三学期制落实野外实习的课时安排。按照野外实习时间和进度安排,组织实习研讨课对野外实习内容进行学术讨论和交流,引领学生进入土壤生态学科学研究的殿堂,激发学生的科研兴趣。

参考文献:

[1]刘俊华,夏江宝.生态学野外实习教学模式的改革与探索[J].安徽农学通报,2014,20(22):148-150.

篇5

【关键词】 林木资源; 成本; 价值流; 物质流

【中图分类号】 F230 【文献标识码】 A 【文章编号】 1004-5937(2017)10-0029-06

一、引言

现代工业发展给人类社会带来的巨大经济利益伴随着地球资源的过度消耗和环境的持续破坏。发展以可持续发展为理念,以清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等为战略的循环经济成为世界繁荣经久不衰的必经之路。林木作为森林的主要组成部分,是可循环可再生的生物资源,被不断地开采和加工来满足人类物质需求。木材本身虽具有天然的循环经济属性[ 1 ],但其在制造生产时存在严重的环境危害,因此,构建林木资源循环方式的探索十分必要。而构建林木资源的循环利用需对其成本效益和环境效果进行计算和分析,作为循环经济改造决策的标准和依据。本文就此问题,探索林木资源价值流的核算方法,量化林木资源生产制造过程的成本价值走向和环境效益,为评价林木资源循环经济效果提供新方法。

二、文献述评

林木价值的核算,最初是德国的林价算法,后逐渐发展引入“商品”概念,通过森林资源经营方在生产经营过程中所产生的收益、成本、费用等计算收益盈亏[ 2 ]。目前林木资源价值评估研究多是一种静态资产的评估,常用方法有市场价格法、收益现值法和重置成本法,它们以不同的经济数学模型为计算基础。如吕俊钦[ 3 ]针对高坌等四个林场,就不同树龄的林木选用上述不同的方法分别核算其价值。荷兰学者Hekkert等[ 4 ]和德国学者Boesch等[ 5 ]分别运用不同方法分析木材和纸品在本国经济系统中的流动,前者运用材料流分析中流的概念,从国家经济的供应和消费着手,后者采用“投入―产出”核算,研究发现木材和纸品的完整流动会呈现出生产系统的线性特征。针对林木资源流的研究则多是物质流分析,Hoglmeier等[ 6 ]将当前木材应用的物质流模型(包括物质供应和能源生产)和代数优化工具相融合,评估和优化木材生命周期范围内的木材级联利用对环境的影响。Nikodinoska等[ 7 ]研究木材生物能源价值链的核算集成框架,将其分为林业、物流和供热三个子系统,并使用了多种方法:物质流核算、总能源需求量、能值会计和排放会计等。而国内研究集中在采运阶段[ 8 ]。目前研究虽已建立些许方法核算林木价值,但缺乏将其与具体加工状况和经营活动相结合的计算,也缺乏将其物质流动转换为价值流转的研究。本文探索林木资源价值流核算体系,帮助发现循环经济潜力环节,评价林木资源循环经济实施效果,有望成为林业循环经济探索的新工具。

三、林木资源价值流核算的基本框架

(一)物质流与价值流的内在联系

林木资源价值流的研究其核心在于物质流和价值流的分析与计算,两者之间必然具备逻辑关系。森林物质处于不断运动和周而复始的循环之中,人类生产改变自然物的形成和性质,加工成满足人类需求的物质产品,同时废弃物返回自然界,参与生态系统的物质循环,或者被回收利用,即生态物流在社会各经济部门之间不断循环流动[ 9 ]。林木的光合作用消耗二氧化碳和水,形成生物质,并以生物质的形式被用于工业生产中[ 10 ],沿着生产过程流动时其内部组成要素发生形态、价值、信息等一系列的变化和转换,但物质内容保持稳定,随着生产流程的逐步结转,形成物质流。林木资源价值流核算正是以物质流为基础,将资源输入予以成本化,经过各生产环节的成本费用投入,成为产成品获得产品价值或销售收入,资源流动期间产生的价值增量,形成价值流转[ 11 ]。

(二)林木资源价值流核算框架

循环经济“3R”原则,即减量化、再使用和再循环原则,是指导循环经济实施的重要向导。对于林木资源来说,森林孕育林木生长,林木成为初始资源投入到人类生产,经采伐成为原木,企业再生产人造板、木地板、纸制品等不同的林产品。林木采伐和生产制造是人类开发利用林木资源和影响环境的主要环节,期间耗用材料,消耗燃料、力等能源,占用人力和机器设备等,并排放大量木质废弃物,造成粉尘和废渣污染,产生甲醛等废气和大量有机废水。由此,林木资源价值流核算应贯彻“3R”原则对废弃物给予高度关注。

为达到核算林木资源流的成本效益和环境效果以评价林木资源循环经济改造效果的研究目的,林木资源价值流核算体系必须凸显废弃物的成本损失和环境破坏程度。本文吸收循环经济价值流的概念体系[ 12 ],即资源价值的构成,不同于传统会计学将废品损失成本包含于产成品的制造成本,而是单独划分废弃物价值,并且针对废弃物计算其环境损害成本,综合核算“经济―环境”大系统的价值,如图1所示。

基于此,林木资源价值流核算将林木资源在生产过程中的实物物质流价值化,以货币化的信息为循环经济决策提供直观信息,其基本框架是建立输入端的资源能源成本和系统成本(包括人工费、设备折旧费及制造费用),输出端划分产品的资源有效利用成本和废弃物的资源损失成本、外部环境损害成本,如图2所示。

林木资源核算关注废弃物成本价值,既包括资源流内部损失成本,还纳入污染物外排的环境损害价值。通过对废弃物资源损失成本和外部环境损害成本的分析比较,可发现资源低效利用和污染严重的环节,确认循环经济改造方向,有助于针对性地制定改造方案,再核算循环经济前后的林木资源价值流,从经济和环境两个维度评价循环经济前后改造效果。“核算―评价―改善”循环往复,最终达到废弃物的高度减量化、高度再使用和高度再循环,实现林木资源循环经济目标。

四、林木资源价值流的核算方法体系

(一)确定林木资源物质流转路线

林木资源随生产过程的流动,形成林木生物质的工艺流路线,其对应的价值流动则为林木资源价值流。分析林木资源在整个生产制造过程的流向和途径,考虑各生产环节及之间的特点和目的,选择一个或多个生产环节合并成一个物量中心,作为核算成本的基本单元。鉴于林业循环经济的分析重点在于废弃物的考量,故将企业视作“黑箱”,分析“黑箱”的输入和输出即可。采集各物量中心的工艺物质流数据,通过生产现场的调查和各车间的生产报表,可收集各环节的资源输入量、结转至下环节的半成品或产成品量及废弃物量。根据林木资源生产流程,分析资源流动途径,可抽象林木资源在M成本单元的物质流转路线如图3:林木资源初始投入100个数量单位,产出合格品75个数量单位,则废弃物是25个数量单位,其物质流转平衡算式为:100=75+25。

(二)核算林木资源价值流

林木资源价值流计算产品的有效利用成本,要求废弃物也承担相应的生产成本,体现在废弃物的资源损失成本(负制品成本)和外部环境损害成本。

1.资源有效成本和资源损失成本的核算

数据采集来源于企业财务部门,将物质流转对应财务数据,把生产过程中投入的成本费用归集为材料成本、能源成本和系统成本三类,然后按正制品和负制品木材质量的比例关系分配,发现和计算“隐藏”的成本损失。具体核算公式如下:

Ct=Ctm+Cte+Cts (1)

Ctm=Ctm (-1)×■ (2)

Cte=Cte (-1)×■ (3)

Cts=Cts (-1)×■ (4)

Cw=Cwm+Cwe+Cws (5)

Cwm=Ctm (-1)×■ (6)

Cwe=Cte (-1)×■ (7)

Cws=Cts (-1)×■ (8)

其中,Ct为正制品成本,Ctm、Cte和Cts分别是正制品材料成本、能源成本和系统成本;p是正制品木材质量,q是负制品木材质量;Ctm (-1)、Cte (-1)和Cts (-1)是投入的材料成本、能源成本和系统成本;Cw是负制品成本,Cwm、Cwe和Cws是制品材料成本、能源成本和系统成本。

公式(1)为正制品成本核算公式,正制品成本等于所分配的材料成本、能源成本和系统成本之和,根据价值分配原理,各加法项可由公式(2)、公式(3)和公式(4)计算。公式(5)为负制品成本核算公式,其构成与正制品成本核算式相同,公式(6)、公式(7)和公式(8)为其加法项的分解式。

2.外部环境损害成本的核算

林木资源价值流的外部环境损害成本量化生产制造时外排废弃物对生态环境的影响程度,在林木资源价值流核算体系中作为废弃物价值的一部分。日本开发的损害测定型环境影响评价法(Life-cycle Impact Assessment Method Based on Endpoint Modeling,LIME)以11个环境领域中的1 000种环境物质为评价对象,将不同类型的环境负荷物质所造成的人类健康损害量在共同的端点汇集,依据结合法以及AHP法确定各端点之间的重要性清单,计算特性化系数和损害系数,最终将其转化为货币价值进行评价。

根据生产工艺结合生产数据,列明废弃物种类和数量,借鉴LIME法核算林木资源流外部环境损害成本的步骤为:(1)将废弃物的数量单位转换为标准化单位;(2)从LIME系数表中查单位废弃物的环境损害系数值,即货币计量的LIME值(以日元表示);(3)将标准化单位后的废弃物数量乘以LIME值,计算该废弃物的外部环境损害价值;(4)将各个成本单元内所有废弃物的外部环境损害价值加计汇总。算术公式如下:

外部环境损害成本=∑某废弃物数量×■

(9)

核算林木资源价值流,揭示林木资源利用过程中成本的来龙去脉,可为企业循环经济管理提供经济数据,为节能降耗和废弃物资源化利用指明方向,有助于探索林木资源循环利用的途径,符合林业循环经济的发展和实践方向。

五、案例应用

林场是培育和种植人工用材林的重要基地,是提供林木生产制造业原材料的供应处。本文以某国有林场为例,应用林木资源价值流核算方法,计算林木资源循环经济前后在该林场采伐及其下游生产制造企业的成本价值流和环境损害,对循环经济前后的林木资源价值流进行对比分析。

(一)林木资源物质流转分析

该国有林场的林木主要为乔木林,大部分为用材林,种植杉木,森林采伐限额为1.2万立方米/年。林场的林木经采伐得到原木,到人造板制造和造纸企业进行后续生产,生产的林产品主要有两类:人造板和纸产品。调查林场和企业的生产流程及技术数据,统计综合可得到采伐、人造板制造和造纸三个成本单元的主要输入物质、输出物质及其数量,见表1。

需注意的是,表1中人造板和纸产品数量为产品质量,与木材质量不能直接比较,因此需进行耗木材量的换算。据相关研究数据[ 13 ],人造板木材折算量(m3)=统计量(m3)/90%,纸产品木材折算量(m3)=3.5×80%×统计量(t),查相关密度表可知,杉木材的气干密度为0.462g/cm3,人造板平均密度为650kg/m3,则人造板的木材折算量=1 857.58×1 000/650/90%×(0.462×1 000)/ 1 000=1 467.02t,纸产品的木材折算量=754.05×3.5×80%×(0.462×1 000)/1 000=975.44t。由输入的总林木物质量和正制品林木物质量之差,计算负制品林木物质量,可得到各中心林木资源流物质量关系,绘制林木资源物质流图如图4所示。

(二)林木资源价值流的核算

结合企业技术部门和财务部门数据,将上一单元结转的成本和本单元新投入的成本按照材料成本、能源成本和系统成本分类归集,即利用公式(1)―公式(8)计算林木资源的Y源有效成本和资源损失成本,如采伐中心负制品的材料成本为6 034 091.62×5 071.46/(5 071.46+3 281.38)=3 663 623.91元。根据计算结果,结合物质流图绘制相应价值流图,如图5所示。

林木资源制造生产过程会产生如刨花、锯屑、细木粉等木质废渣,外排大量的废水和废气,导致成本增加和环境污染,林木资源价值流核算可价值化环境损害程度,提供直观经济数据,按照公式(9)(折现率为0.0601元/日元)可计算主要污染物的外部环境损害价值,如表2所示。

林业循环经济改造针对林木资源生产过程中的废弃物,尤其是木质废弃物和废水,改造便利,可利用程度高。首先,对木质废弃物,集中收集实施生物质发电处理,减少废弃物排放的同时,可为生产提供电能,木质材料在产电过程中释放体内储存的CO2,属于自然界碳循环的一部分,对环境不产生二次污染。其次,外排废水数量多,有机物含量高,建立废水处理中心集中排放达标废水,可降低单位成本,并且将其中1/4的废水进行逆渗透膜的深度处理,处理后的水可回用于造纸企业的筛选洗涤工序。

更新原物量中心的成本数据,添加新增物量中心数据,重新计算各物量中心的成本投入,根据原物量中心与新增物量中心之间的物质流转关系,运用林木资源价值流核算方法,将成本在各物量中心之间进行结转和分配,重新计算产品的资源有效利用成本和废弃物资源损失成本及外部环境损害成本,计算循环经济后的林木资源价值流和污染物外部环境损害成本,见图6和表3。

(三)循环经济前后林木资源价值流的评价

对比图5和图6,可知循环经济前林木资源生产制造过程废弃物的资源损失总成本为1 210.05万元,循环经济后废弃物资源损失成本为958.37万元,循环经济改造可减少20.8%的资源直接损失。由表2和表3可知循环经济前后废弃物的外部环境损害成本分别为2 329 952.06元和1 726 269.08元,降低了25.9%的环境损害。综上,对废弃物开展生物质发电和废水处理的改造可以有效降低废弃物排放量,减少能源消耗,在削减企业生产成本的同时,达到环境保护的目的,符合循环经济目标和可持续发展方向。

六、结语

通过研究,总结林木资源价值流核算方法的主要特点及意义如下:

1.林木资源价值流核算将林木资源的实物量和价值量相结合,反映森林资源与经济发展之间的关系。它最大的特点是以循环经济“减量化、再循环、再利用”为导向注重废弃物价值,弥补传统会计对这部分价值纳入产品定价而不予以核算的缺陷,并将核算范围延长到经营活动(采伐)和生产制造,较全面地反映林木资源的价值途径,有利于产业发展和规划升级。

2.林木资源价值流核算方法以资源流转平衡原理为理论基础,将输出端价值划分为产品的有效利用成本和废弃物的资源内部损失成本及外部环境损害成本,强调废弃物的内部资源消耗和环境污染程度,为循环经济改造方案的确定和循环经济改造效果的评价提供经济依据。

3.林木资源价值流核算还有助于发现经济潜力环节,揭示资源消耗、价值增值和环境保护之间的内在关系,对追求经济效益与环境效果的“双赢”具有促进作用,对充分发挥木材潜力、节约林木资源、维持森林资源合理开采具有重要借鉴意义。

【参考文献】

[1] 张宏健,梅建科.循环经济走势下我国的木材工业[J].林产工业,2006(2):3-7.

[2] 高原.林场级森林资源价值评价方法研究[D].北京林业大学硕士学位论文,2014.

[3] 吕俊钦.高坌等四个林场森林资源价值评估研究[D].湖南大学硕士学位论文,2014.

[4] HEKKERT M P, JOSSTEN L A J, WORRELL E. Analysis of the paper and wood flow in the Netherlands[J].Resources, Conservation and Recycling,2000,30(1):29-48.

[5] BOESCH M, JOCHEM D, WEIMAR H, et al. Physical input-output accounting of the wood and paper flow in Germany[J].Resources, Conservation and Recycling,2015,94:99-109.

[6] HOGLMEIER K, STEUBING B,WEBER-

BLASCHKE G, et al. LCA-based optimization of wood utilization under special consideration of a cascading use of wood[J]. Journal of Environmental Management,2015,152:158-170.

[7] NIKODINOSKA N, BUONOCORE E, PALETTO A, et al. Wood-based bioenergy value chain in mountain urban districts:an integrated environmental accounting framework[J].Applied Energy,2016:1-14.

[8] 余爱华,赵尘,张正雄.人工林采伐系统的生物质流分析[J].森林工程,2012(5):11-14,32.

[9] 张建国.森林生态经济学[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1995.

[10] 陈俊松.基于生命周期评价理论的人工林作业资源―环境―经济影响研究[D].南京林业大学博士学位论文,2011.

[11] 肖序,金友良.论资源价值流会计的构建:以流程制造企业循环经济为例[J].财经研究,2008(10):122-132.