生物技術(shù)的含義范文
時(shí)間:2024-04-18 17:59:41
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篇1
關(guān)鍵詞:經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);環(huán)境污染;擴(kuò)展的EKC模型;面板協(xié)整
中圖分類號(hào):F222.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: This paper, based on utility function, builds an extended EKC model. Through the analysis of panel cointegration, the conclusion is that the EKC curves of industrial waste water, waste gas is not any kind of “U-shape”, “inverted U-shape” or “N-shape”. There is causality between economic growth and discharge of industrial wastes, but the discharge standard of developed areas is remarkably different from that of under-developed areas; the differences of industrial structure have an effect on the discharge of wastes, especially when the proportion of secondary industry in the national economy is large, the discharge of industrial wastes will be more; the population density has an crowding-out effect on industrial wastes; the discharge of industrial wastes have a mechanism to force the government devote more to the pollution. The environments of Beijing and Shanghai are taking a favorable turn, while the situation in He’nan province is still worsening. To solve the problem of environmental pollution thoroughly, a rational and effective institution is needed. Only when the restraint of institution from objective point is great than the restraint of human’s own behavior, can the environmental problem be solved.
Key words: economic growth; environmental pollution; extended EKC model; panel co-integration
1971年《羅馬俱樂(lè)部報(bào)告》出臺(tái)之后,關(guān)于經(jīng)濟(jì)是否可持續(xù)發(fā)展一度成為廣泛的爭(zhēng)議話題,隨后的討論從資源枯竭問(wèn)題轉(zhuǎn)向了環(huán)境污染問(wèn)題。目前經(jīng)濟(jì)學(xué)界一般用環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(Environmental Kuznets Curve, EKC)表示經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境的關(guān)系。該曲線是指當(dāng)收入超過(guò)一定的臨界值時(shí),按照人均值度量的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的環(huán)境效應(yīng)幅度會(huì)隨著收入的增加而下降,就是說(shuō)人均收入和環(huán)境污染呈現(xiàn)的是倒U型曲線關(guān)系。在人均收入水平比較低的情況下,隨著人均收入的提高,環(huán)境污染加?。籊rossman and Krueger(1991;1994)研究表明,在人均收入達(dá)到一定水平 ,一般為 4000-5000 美元(1985年的美元計(jì)價(jià)),人均收入的提高將伴隨著環(huán)境狀況的改善。繼Grossman和Krueger之后,許多實(shí)證研究結(jié)果都表明,在大多數(shù)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)與人均收入之間存在著倒U型的關(guān)系。Selden和Song(1994;1995)考察了四種重要的空氣污染物(即SO2、CO2、NO2和SPM)排放問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)它們與收入之間都存在倒U型的關(guān)系。Xepapadeas和Amri(1995)證實(shí)對(duì)于大氣中SO2的濃度也存在同樣的結(jié)論。Grossman and Krueger(1995)使用比1994年的研究范圍更廣的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了跨國(guó)面板模型分析,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量會(huì)隨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而持續(xù)惡化的證據(jù),相反,他們選取的大多數(shù)環(huán)境指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的初始階段出現(xiàn)惡化,而隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)出穩(wěn)定改善的過(guò)程。
隨著人們生活水平的提高,將會(huì)追求更高的生活質(zhì)量,因此對(duì)于環(huán)境污染的問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越受到重視,研究該問(wèn)題的學(xué)者也越來(lái)越多。本文嘗試建立一個(gè)基于效用函數(shù)擴(kuò)展的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線,應(yīng)用面板單位根和面板協(xié)整理論,分析我國(guó)分省的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線——我國(guó)分省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染關(guān)系問(wèn)題。
一、文獻(xiàn)綜述
對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染關(guān)系問(wèn)題的研究,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一種是對(duì)某一個(gè)省市的研究,主要適用OLS方法進(jìn)行模型估計(jì),但是很少見(jiàn)到對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行單位根和協(xié)整檢驗(yàn)問(wèn)題,然后根據(jù)回歸結(jié)果分析EKC模型是否存在,進(jìn)而提出相關(guān)的政策建議;第二種是利用分省面板模型回歸分析,主要是使用Hausman檢驗(yàn)判斷使用固定效應(yīng)模型還是隨機(jī)效用模型,未曾見(jiàn)到對(duì)于面板數(shù)據(jù)進(jìn)行單位根和面板協(xié)整檢驗(yàn)問(wèn)題。第一種情況的研究成果眾多;第二種情況的研究成果很少,主要有:包群、彭水軍、陽(yáng)小曉(2005);劉燕、潘楊、陳剛(2006);于峰、齊建國(guó)、田曉林(2006);李達(dá)、王春曉(2007)。
包群、彭水軍、陽(yáng)小曉(2005)利用1996-2002年期間我國(guó)30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與包括水污染、大氣污染與固體污染排放在內(nèi)的6類環(huán)境污染指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行了檢驗(yàn),實(shí)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)倒U型EKC關(guān)系很大程度上取決于污染指標(biāo)以及估計(jì)方法的選取,存在以相對(duì)低的人均收入水平越過(guò)環(huán)境倒U型曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)的可能。
劉燕、潘楊、陳剛(2006)使用1990-2003年中國(guó)的省級(jí)面板數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染關(guān)系進(jìn)行了計(jì)量分析,同時(shí)考察了中國(guó)的對(duì)外開(kāi)放政策對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。結(jié)果表明中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同環(huán)境污染之間并不存在簡(jiǎn)單的倒U型曲線關(guān)系,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與工業(yè)廢水之間表現(xiàn)為一種倒N型曲線關(guān)系,與工業(yè)廢氣之間表現(xiàn)為N型曲線關(guān)系,與工業(yè)固體廢物之間表現(xiàn)一種倒U型曲線關(guān)系。同時(shí),分析表明出口同中國(guó)的環(huán)境污染之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系;而外商直接投資與中國(guó)的環(huán)境污染之間卻存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。
于峰、齊建國(guó)、田曉林(2006)在 Stern(2002)模型的基礎(chǔ)上,以 SO2 排放量表征環(huán)境污染水平,對(duì) 1999—2004 年間除西藏、山西和貴州以外的我國(guó)28 個(gè)省、自治區(qū)及直轄市的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,結(jié)果顯示經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)變動(dòng)加劇了我國(guó)環(huán)境污染,生產(chǎn)率提高、環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新與推廣降低了我國(guó)環(huán)境污染。并估算了這五要素對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響的各自實(shí)際貢獻(xiàn)率。
李達(dá)、王春曉(2007)利用1998-2004年間我國(guó)30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù),研究了3種大氣污染物和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系。實(shí)證結(jié)果表明3種大氣污染物與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間不存在倒U型環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線。二氧化硫排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間呈倒N型曲線,與多數(shù)研究結(jié)果不相符;同時(shí),第二產(chǎn)業(yè)比重、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、單位GDP能耗和環(huán)境政策強(qiáng)度四個(gè)解釋變量總體上對(duì)3個(gè)大氣污染物的排放具有顯著影響。
從上述文獻(xiàn)可以看出,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高,研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染關(guān)系的文章也似乎越來(lái)越多。上述豐富的研究成果對(duì)于我國(guó)或者某些省份和城市制定合理的環(huán)境措施,減少環(huán)境污染總量,降低環(huán)境污染程度都具有十分重要的指導(dǎo)意義。但是上述研究成果共同的遺憾是:一是模型簡(jiǎn)單,沒(méi)有考慮到影響環(huán)境污染的其他因素,僅限于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)于環(huán)境污染影響的研究和回歸分析;二是實(shí)證分析手段和方法受到計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和發(fā)展水平的制約?;诖?,本文從上述兩個(gè)方面進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展分析,基于效用函數(shù)理論模型,建立中國(guó)的EKC模型,使用面板單位根和面板協(xié)整分析技術(shù)進(jìn)行研究,希望結(jié)論能符合中國(guó)國(guó)情和實(shí)際,對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境污染和治理提出有針對(duì)性和有益的建議。
二、模型的建立與微觀基礎(chǔ)
考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染的關(guān)系問(wèn)題,首先要分析兩個(gè)變量的傳導(dǎo)路徑,因此要從微觀傳遞機(jī)制入手,進(jìn)而分析宏觀層次上變量的依賴關(guān)系。
(一)模型的微觀基礎(chǔ)
我們首先建立一個(gè)代表性家庭個(gè)體的函數(shù)模型,然后將它一般化推廣,形成一個(gè)包含更廣泛個(gè)體的函數(shù)模型。
1.代表性個(gè)體的效用函數(shù)與污染函數(shù)。
假設(shè)一個(gè)代表性家庭消費(fèi)C會(huì)導(dǎo)致污染H,因此家庭的效用函數(shù)為:
家庭消費(fèi)越多,效用越高,因此 ;而污染越高,效用越低,因此 。由于污染是由于消費(fèi)引致的,因此家庭如果減少污染,或者是減少消費(fèi),或者是對(duì)污染進(jìn)行投入治理。令E為家庭治理環(huán)境污染的資源投入量,考慮到污染是消費(fèi)的副產(chǎn)品,因此可以設(shè)定家庭污染函數(shù)為:
假設(shè)消費(fèi)越多,污染越嚴(yán)重,因此消費(fèi)和污染正相關(guān),即 ;同時(shí)假定隨著污染治理投入的增加,環(huán)境污染隨之減輕,兩者負(fù)相關(guān),即 。假定家庭治理污染和消費(fèi)的資源稟賦總量為Y(收入),則約束條件為C+E=Y。
假定效用函數(shù)為線性的,可以表示成如下形式:
表示單位消費(fèi)產(chǎn)生單位效用,污染帶來(lái)的邊際效用損失為 ,且 。假定單位消費(fèi)產(chǎn)生單位污染,并且污染治理函數(shù)設(shè)定為柯布——道格拉斯形式,具體表示為:
該形式表明,當(dāng)不進(jìn)行污染治理投入的時(shí)候,污染量H等于消費(fèi)量C,污染量隨著消費(fèi)的增加而增加;隨著污染治理投入的提高,當(dāng) 時(shí),污染量為零,即消除了污染。
2.函數(shù)的一般形式。
我們將效用函數(shù)擴(kuò)展到多個(gè)個(gè)體,假定不存在外部性影響,則效用函數(shù)和污染函數(shù)可以表示為:
i=1,2,……n
其中, , , 。
求解得到最優(yōu)消費(fèi)為:
(二)環(huán)境污染模型的建立
從國(guó)內(nèi)外已有文獻(xiàn)來(lái)看,一般的EKC模型形式為:
y為環(huán)境指標(biāo),x為人均GDP,u為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng), 、 、 和 為待估參數(shù)。
當(dāng) , 時(shí),y和x為線性關(guān)系; , , 時(shí),y和x呈現(xiàn)“倒U”型二次曲線關(guān)系; , , 時(shí),y和x呈“U”型二次曲線關(guān)系; , , 時(shí),y和x為三次曲線關(guān)系,圖形為“N”型; , , 時(shí),y和x為三次曲線關(guān)系,圖形為“反N”型;當(dāng) , , 時(shí),表示環(huán)境污染不受經(jīng)濟(jì)水平的影響,兩者之間沒(méi)有關(guān)系。
根據(jù)Grossman and Krueger(1991;1994)對(duì)NAFTA環(huán)境效應(yīng)得出的結(jié)論,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響表現(xiàn)為三個(gè)方面:規(guī)模效應(yīng)(Scale Effects)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)(Structural Effects)、技術(shù)效應(yīng)(Technology Effects)。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上對(duì)一般的EKC模型進(jìn)行擴(kuò)展,由于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中產(chǎn)出的增長(zhǎng)必然導(dǎo)致對(duì)環(huán)境資源需求的增加,同時(shí)向環(huán)境中排放各種廢棄物的存量也在增加,經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)導(dǎo)致資源損耗和環(huán)境破壞,因此用人均GDP和人口密度來(lái)表示規(guī)模效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響;用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化表示結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響;用單位GDP能耗表示技術(shù)效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響;同時(shí)增加政策效應(yīng)變量,用污染治理投入代表政策強(qiáng)度和政府政策導(dǎo)向。則本文擴(kuò)展的EKC模型可以表示為:
其中,ln表示對(duì)變量取對(duì)數(shù);H為環(huán)境污染量;i為個(gè)體單位,這里指省市自治區(qū);t為時(shí)間序列; 表示截面效應(yīng); 是待估參數(shù);y是人均GDP;G表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化,這里為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占全部產(chǎn)值的比重;M為非農(nóng)業(yè)人口的人口密度;A為單位GDP能耗,表示技術(shù)進(jìn)步;E為污染治理投入,表示政策強(qiáng)度;u為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。
三、基于面板單位根和面板協(xié)整檢驗(yàn)的實(shí)證分析
(一)數(shù)據(jù)的來(lái)源和說(shuō)明
本文所用數(shù)據(jù)樣本區(qū)間為1997-2005年,這是由于考慮到重慶從1997年才有數(shù)據(jù),同時(shí)也是為了考察中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最為強(qiáng)勁這一時(shí)段對(duì)于環(huán)境的影響問(wèn)題,從邏輯上來(lái)說(shuō)這段時(shí)間變量的關(guān)聯(lián)度應(yīng)該最強(qiáng)。由于西藏缺少環(huán)境指標(biāo)有關(guān)數(shù)據(jù),因此我們考察的個(gè)體是除了西藏以外的大陸30個(gè)省市自治區(qū)。我們用工業(yè)廢水排放量(FS,單位:萬(wàn)噸)、工業(yè)廢氣排放量(FQ,單位:億標(biāo)準(zhǔn)立方米)和工業(yè)固體廢棄物排放量(FW,單位:萬(wàn)噸)表示環(huán)境污染量,因此原模型變成了三個(gè)方程。其他字母所表示的變量如前文擴(kuò)展的EKC模型所示:y是人均GDP(單位:億元/萬(wàn)人);A為單位GDP能耗(單位:萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤/億元);G表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化,這里為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占全部產(chǎn)值的比重(%);M為非農(nóng)業(yè)人口的人口密度(單位:萬(wàn)人/公頃);E為污染治理投入(單位:萬(wàn)元),實(shí)際應(yīng)用中對(duì)變量取了對(duì)數(shù)。所有數(shù)據(jù)均來(lái)自于有關(guān)年度《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)國(guó)土資源年鑒》等權(quán)威數(shù)據(jù)資料庫(kù)。本文所用軟件是Eviews5.1和Stata9.0。
(二)面板模型與估計(jì)、檢驗(yàn)方法
計(jì)量經(jīng)濟(jì)理論表明,眾多經(jīng)濟(jì)變量尤其是面板數(shù)據(jù)大都是非平穩(wěn)變量,用非平穩(wěn)變量進(jìn)行回歸分析結(jié)果很大程度上表現(xiàn)為偽回歸。為避免偽回歸現(xiàn)象,需要對(duì)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行單位根和協(xié)整檢驗(yàn)。
1.面板單位根檢驗(yàn)。
面板模型進(jìn)行回歸分析之前進(jìn)行單位根檢驗(yàn),這是避免出現(xiàn)偽回歸的前提條件。面板單位根檢驗(yàn)方法有別于時(shí)間序列數(shù)據(jù)單位根檢驗(yàn),主要為:LLC檢驗(yàn)(Levin、Lin and Chu,2002)、Breitung檢驗(yàn)(Breitung,2000)、Hadri檢驗(yàn)(Hadri,1999)是相同根的檢驗(yàn)方法,IPS檢驗(yàn)(Im、Pesaran and Shin,2003)、Fisher-ADF(Maddala and Wu,1999;Choi,2001)檢驗(yàn)是不同根的檢驗(yàn)方法;LLC檢驗(yàn)、Breitung檢驗(yàn)、IPS檢驗(yàn)、Fisher-ADF檢驗(yàn)原假設(shè)是含有單位根;Hadri檢驗(yàn)原假設(shè)為不含有單位根。本文所用數(shù)據(jù)和變量的面板單位根檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示,表中斜體數(shù)字表示該檢驗(yàn)的結(jié)果和其他檢驗(yàn)結(jié)果相反。
表1 面板數(shù)據(jù)的單位根檢驗(yàn)
檢驗(yàn)方法 lnFS lnFQ lnFW lnY
水
平
值 LLC檢驗(yàn) 0.19(0.57) -1.08(0.14) 2.84(0.99) 6.2(0.99)
Breitung檢驗(yàn) 4.19(0.99) -0.02(0.49) 1.04(0.85) 10.7(0.99)
IPS檢驗(yàn) -0.24(0.41) -0.39(0.35) 5.58(0.99) 5.64(0.99)
Fisher-ADF檢驗(yàn) 59.1(0.58) 70.14(0.22) 25.3(0.99) 8.36(0.99)
Hadri檢驗(yàn) 13.4(0.00)* 46.6(0.00)* 16.8(0.00)* 12.87(0.00)*
一
階
差
分
值 LLC檢驗(yàn) -23.7(0.00)* -13.1(0.00)* -26.2(0.00)* -8.63(0.00)*
Breitung檢驗(yàn) 4.84(0.99) -0.02(0.49) -1.94(0.02)** 1.85(0.97)
IPS檢驗(yàn) -4.09(0.00)* -4.2(0.00)* -3.92(0.00)* -6.53(0.00)*
Fisher-ADF檢驗(yàn) 170.9(0.00)* 116.8(0.00)* 144.8(0.00)* 80.8(0.05)**
Hadri檢驗(yàn) 0.12(0.45) -1.1(0.86) 0.58(0.28) 0.26(0.34)
檢驗(yàn)方法 lnG lnM lnA lnE
水
平
值 LLC檢驗(yàn) -0.48(0.31) 8.13(0.99) -6.63(0.00) 11.5(0.99)
Breitung檢驗(yàn) 3.77(0.99) 7.02(0.99) 4.2(0.99) -0.52(0.3)
IPS檢驗(yàn) 0.69(0.75) 15.2(0.99) -0.27(0.4) -0.48(0.31)
Fisher-ADF檢驗(yàn) 62.5(0.46) 46(0.94) 50.7(0.8) 13.1(0.99)
Hadri檢驗(yàn) 15.47(0.00)* 17.7(0.00)* 13(0.00)* 22.5(0.00)*
一
階
差
分
值 LLC檢驗(yàn) -10.55(0.00)* -5.87(0.00)* -22.8(0.00)*
Breitung檢驗(yàn) 4.97(0.99) -3.11(0.00)* -5.6(0.00)* -4.5(0.00)*
IPS檢驗(yàn) -4.88(0.00)* -7.24(0.00)* -3.85(0.00)* -6.3(0.00)*
Fisher-ADF檢驗(yàn) 109(0.00)* 110.6(0.00)* 95(0.00)* 160.4(0.00)*
Hadri檢驗(yàn) 0.03(0.49) -0.18(0.57) 0.53(0.29) -1.05(0.85)
*、**分別表示在1%、5%的顯著性水平上拒絕原假設(shè);括號(hào)中數(shù)據(jù)是該統(tǒng)計(jì)量的伴隨概率。
上述檢驗(yàn)結(jié)果除了lnFS、lnFQ、lnY、lnG一階差分值的Breitung檢驗(yàn),lnA水平值的LLC檢驗(yàn)顯著與眾不同外,其他四種或以上檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)結(jié)論一致,均表明上述變量是I(1)的,也就是說(shuō)本文模型所用變量是非平穩(wěn)變量。
對(duì)于面板模型,如果變量是非平穩(wěn)的,進(jìn)行回歸分析之前需要進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn),以判斷是否可能屬于偽回歸。
2.面板協(xié)整檢驗(yàn)。
Pedroni(1999,2004)以回歸殘差為基礎(chǔ)構(gòu)造出7個(gè)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行面板協(xié)整檢驗(yàn),其中除了Panelν-stat為右尾檢驗(yàn)之外,其余統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量均為左尾檢驗(yàn)。4個(gè)是用聯(lián)合組內(nèi)尺度描述即Panel v-Statistic、Panel ρ-Statistic、Panel ADF-Statistic、Panel PP-Statistic;另外3個(gè)是用組間尺度來(lái)描述即Group ρ-Statistic、 Group ADF-Statistic、 Group PP-Statistic。如果各統(tǒng)計(jì)量均在1%(或5%)的顯著性水平下拒絕“不存在協(xié)整關(guān)系”的原假設(shè),表明非平穩(wěn)的時(shí)間序列之間存在著協(xié)整關(guān)系。
Pedroni(1999,2004)基于殘差的協(xié)整檢驗(yàn)量最關(guān)鍵的是計(jì)算所假設(shè)協(xié)整方程的殘差。
對(duì)于如下的協(xié)整方程:
,
其中, , 為獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)。
為了得到相關(guān)的面板協(xié)整統(tǒng)計(jì)量,首先要估計(jì)協(xié)整方程。為了得到兩個(gè)組內(nèi)統(tǒng)計(jì)量(panel rho-stat、panel t-stat)值,對(duì)原序列進(jìn)行差分運(yùn)算并估計(jì)如下差分方程:
其中,
由差分方程的殘差值以及Newey-West(1987)的估計(jì)量可以計(jì)算出 的長(zhǎng)期值,用 表示。
通過(guò)協(xié)整方程的殘差 以及回歸式 可以得到panel rho-stat和group rho-stat統(tǒng)計(jì)量。 的長(zhǎng)期方差 以及同期方差 分別為:
并且令:
另一方面對(duì)于panel t-stat和group t-stat統(tǒng)計(jì)量再次利用協(xié)整方程的的殘差估計(jì) 計(jì)算 的方差 。記:
, 。
Pedroni對(duì)于相關(guān)的面板協(xié)整檢驗(yàn)量作了如下的表示:
panel rho-stat:
panel t-stat:
group rho-stat:
group t-stat:
對(duì)于每個(gè)面板模型利用近似的均值和方差既可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
對(duì)于面板協(xié)整檢驗(yàn)而言其原假設(shè) :對(duì) ,即不存在協(xié)整關(guān)系;而對(duì)于組間統(tǒng)計(jì)量而言其備則假設(shè)為: :對(duì) :而對(duì)于組內(nèi)統(tǒng)計(jì)量而言其備則假設(shè)為: :對(duì) 。
本文所用變量的面板協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2 本文所用變量的面板協(xié)整檢驗(yàn)
變量 面板協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果
解
釋
變
量
lny、
lnG、
lnM、
lnA、
lnE
被解釋
變量
lnFS 組內(nèi)
統(tǒng)計(jì)量 Panel ν-stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 10218* Panel ADF-stat -10.48*
組間
統(tǒng)計(jì)量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 無(wú) Group ADF-stat 無(wú)
被解釋
變量lnFQ 組內(nèi)
統(tǒng)計(jì)量 Panel v-Stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 16.1* Panel ADF-stat -13.7*
組間
統(tǒng)計(jì)量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 無(wú) Group ADF-stat 無(wú)
被解釋
變量lnFW 組內(nèi)
統(tǒng)計(jì)量 Panel v-Stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 1.3E+25* Panel ADF-stat -29.4*
組間
統(tǒng)計(jì)量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 無(wú) Group ADF-stat 無(wú)
1.除了Panelν-stat為右尾檢定之外,其余統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量均為左尾檢定。
2.*表示在1%的顯著性水平上拒絕不存在協(xié)整關(guān)系的原假設(shè)。
3.由于缺少西藏個(gè)別變量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),因此組間統(tǒng)計(jì)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)無(wú)法計(jì)算。
三個(gè)方程變量的協(xié)整檢驗(yàn)的組內(nèi)和組間統(tǒng)計(jì)量在1%的顯著水平上均表明拒絕不存在協(xié)整關(guān)系的原假設(shè),因此上述三個(gè)方程存在協(xié)整關(guān)系,可以直接進(jìn)行回歸分析,不存在偽回歸。
3.實(shí)證結(jié)果。
按照協(xié)整檢驗(yàn)的結(jié)果,我們對(duì)三個(gè)模型進(jìn)行了總體回歸,回歸結(jié)果制成表3。表中斜體數(shù)據(jù)表明t統(tǒng)計(jì)量接受系數(shù)為零的原假設(shè)。
表3 三個(gè)總體回歸模型的樣本回歸結(jié)果
被解釋變量lnFS 被解釋變量lnFQ 被解釋變量lnFW
lnY -0.79(-5.07)* -0.15(-1.22) -1.09(7.09)*
lnY2 0.32(2.86)* 0.22(2.44)* 0.23(2.02)**
lnY3 0.30(2.36)* 0.2(2.04)** 0.37(2.94)*
lnG -1.02(-5.04)* -0.21(-1.32) 0.87(4.37)*
lnA -0.68(-6.16)* 0.19(2.21)** -0.02(-0.14)
lnM -0.04(-1.2) -0.03(-0.88) 0.01(0.17)
lnE 0.94(54)* 0.75(54.9)* 0.76(44.4)*
R2 0.56 0.64 0.6
樣本容量 240
1.解釋變量系數(shù)后面括號(hào)里的數(shù)字是t統(tǒng)計(jì)量,下同。
2.*、**、***分別表示t統(tǒng)計(jì)量在1%、5%、10%的顯著性水平上拒絕系數(shù)為零的原假設(shè),下同。
上述回歸結(jié)果表明,工業(yè)廢水排放量和人口密度無(wú)關(guān),主要受到人均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、單位GDP能耗和污染治理四個(gè)變量的影響,并且污染治理投入與工業(yè)廢水排放量正相關(guān);產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、單位GDP能耗和工業(yè)廢水排放量負(fù)相關(guān),也就是說(shuō)工業(yè)產(chǎn)值的比重越大、單位GDP的能耗越大,廢水排放量就越少;反之則反是。工業(yè)廢水排放量的曲線形式不同于前文所分析的“U”、”倒U”以及”N”形的任何一種。工業(yè)廢氣排放量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口密度無(wú)關(guān),與單位GDP能耗、污染治理投入正相關(guān);工業(yè)廢氣排放量的曲線形式也與已有成果不同。工業(yè)固體廢棄物的排放量與人口密度、單位GDP能耗無(wú)關(guān),與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、污染治理投入正相關(guān);曲線形式與工業(yè)廢水排放量曲線一致。
目前面板模型的應(yīng)用研究主要是基于Hausman檢驗(yàn)的固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)模型,本文嘗試在此方面進(jìn)行分析,同表3結(jié)果進(jìn)行比較分析。Hausman檢驗(yàn)結(jié)果表明三個(gè)方程均適合使用隨機(jī)效應(yīng)模型,結(jié)果制成表4。
表4 基于Hausman檢驗(yàn)的隨機(jī)效應(yīng)模型的回歸結(jié)果
被解釋變量lnFS 被解釋變量lnFQ 被解釋變量lnFW
C 10.57(28.7)* 8.2(18.5)* 7.7(19.5)*
lnY 0.15(1.69)*** 0.996(9.36)* 0.57(5.73)*
lnY2 0.075(1.63)*** 0.1(1.76)*** 0.03(0.6)
lnY3 -0.27(-5.74)* -0.09(-1.5) 0.03(0.65)
lnG 0.898(3.36)* 0.92(3.08)* 0.8(2.78)*
lnA -0.01(-0.108) 0.16(1.37) 0.18(1.59)
lnM -0.11(-1.7)*** -0.11(-1.99)** -0.06(-0.77)
lnE 0.074(3.29)* 0.08(2.9)* 0.05(2.27)**
R2 0.25 0.55 0.45
上述結(jié)果表明,lnFS、lnFQ、lnFW均與單位GDP能耗無(wú)關(guān),并且常數(shù)項(xiàng)均為正。其中,lnFS、lnFQ、lnFW與第二產(chǎn)業(yè)的比重、污染治理投入正相關(guān),lnFS、lnFQ與人口密度負(fù)相關(guān),lnFW與人口密度無(wú)關(guān)。lnFS、lnFQ、lnFW的曲線形式不是“U”、”倒U”以及”N”形的任何一種。這個(gè)結(jié)論和包群、彭水軍、陽(yáng)小曉(2005)、劉燕、潘楊、陳剛(2006)、于峰、齊建國(guó)、田曉林(2006)、李達(dá)、王春曉(2007)所用面板數(shù)據(jù)分析的結(jié)果不同。
表3和表4比較,我們發(fā)現(xiàn),表4的結(jié)果從理論邏輯上更合理一些,因此后文分析以表4的結(jié)果為基礎(chǔ)。
lnFS、lnFQ、lnFW三個(gè)指標(biāo)均與第二產(chǎn)業(yè)的比重正相關(guān),這基本符合經(jīng)濟(jì)邏輯和人們的正常思路,工業(yè)產(chǎn)值的比重越大,工業(yè)排放量就越大,對(duì)環(huán)境的污染也就越大。lnFS、lnFQ、lnFW三個(gè)指標(biāo)與人口密度呈現(xiàn)(或者不存在)微弱的負(fù)相關(guān),表明產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶動(dòng)的就業(yè)方向更加理性以及人們對(duì)于環(huán)境條件的要求提高;人口越是密集,對(duì)于政府控制環(huán)境質(zhì)量的力度壓力就越大,重污染企業(yè)的規(guī)劃就越是可能遠(yuǎn)離人口密集區(qū),lnFS、lnFQ、lnFW三個(gè)指標(biāo)的排放量就越小,因此兩者負(fù)相關(guān)。lnFS、lnFQ、lnFW三個(gè)指標(biāo)均與污染治理投入正相關(guān),似乎不符合經(jīng)濟(jì)邏輯的正常思路。因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō),污染治理投入越多,各種工業(yè)排放量似乎應(yīng)該越少,環(huán)境就越為改善。實(shí)際上,本文認(rèn)為,工業(yè)廢水、廢氣、固體廢棄物的排放與污染治理投入有一種循環(huán)的“倒逼機(jī)制”,當(dāng)工業(yè)排放量增加污染嚴(yán)重政府污染治理投入就增加環(huán)境隨之改善政府就自然減少了污染治理投入(往往表現(xiàn)為監(jiān)督管理力度弱化,這種弱化卻表現(xiàn)為有關(guān)部門(mén)的內(nèi)部理性。試想,如果環(huán)境質(zhì)量一直很好,這個(gè)部門(mén)是否有繼續(xù)存在的必要?同時(shí)國(guó)家也因?yàn)榄h(huán)境質(zhì)量一直較好必然減少污染治理投入,勢(shì)必減少某些部門(mén)的收入和福利)工業(yè)排放量增加(這一輪次的邏輯是一種博弈,因?yàn)槠髽I(yè)廢水等的排放會(huì)減少企業(yè)內(nèi)部成本,所以一有機(jī)會(huì)增加三排對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是提高收益)的惡性循環(huán)。正是因?yàn)檎⒂嘘P(guān)管理部門(mén)、企業(yè)站在各自立場(chǎng)獨(dú)立行事,沒(méi)有較好地協(xié)調(diào)運(yùn)作和缺少對(duì)整個(gè)環(huán)境質(zhì)量的使命感,也因?yàn)樯鲜鋈齻€(gè)方面權(quán)利義務(wù)不對(duì)等,沒(méi)有較好的獎(jiǎng)懲機(jī)制等有效的制度安排,這種“倒逼機(jī)制”就會(huì)一直存在,這就導(dǎo)致。lnFS、lnFQ、lnFW三個(gè)指標(biāo)均與污染治理投入正相關(guān)。
由于表4的結(jié)果具有邏輯基礎(chǔ),因此我們嘗試在表4的基礎(chǔ)上,分析和探討分省的lnFS、lnFQ、lnFW的自主排放量,期望找到規(guī)律性的結(jié)論。我們按照表4的回歸結(jié)果,將自主排放量編制成表5。由于對(duì)排放量取了對(duì)數(shù),因此結(jié)果存在負(fù)數(shù),負(fù)數(shù)越小,表明自主排放量越?。粩?shù)值越大,表明自主排放量越大。
表5 基于隨機(jī)效應(yīng)模型的各地區(qū)lnFS、lnFQ、lnFW的自主排放量
地區(qū) lnFS lnFQ lnFW 地區(qū) lnFS lnFQ lnFW
北京 -0.561 -0.919 -0.943 河南 0.714 0.915 0.713
天津 -0.782 -1.205 -1.783 湖北 0.795 0.385 0.236
河北 0.513 0.691 1.133 湖南 1.034 0.359 0.436
山西 -0.426 0.597 1.081 廣東 0.97 0.314 -0.321
內(nèi)蒙古 -0.719 0.403 0.378 廣西 0.775 0.841 0.594
遼寧 0.832 0.535 1.036 海南 -0.842 -0.945 -2.199
吉林 -0.195 -0.122 -0.172 重慶 0.340 -0.39 -0.269
黑龍江 -0.197 -0.406 0.004 四川 0.912 0.740 1.066
上海 0.666 -0.712 -1.097 貴州 -0.865 0.721 0.950
江蘇 1.124 0.164 0.001 云南 -0.347 -0.008 0.616
浙江 0.604 -0.102 -0.837 陜西 -0.324 0.146 0.564
安徽 0.38 0.496 0.698 甘肅 -0.769 0.107 0.064
福建 0.197 -0.756 -0.140 青海 -2.057 -1.066 -1.472
江西 0.169 0.052 1.295 寧夏 -1.665 -0.946 -1.465
山東 0.365 0.401 0.609 新疆 -0.642 -0.289 -0.775
工業(yè)廢水自主排放量較大的幾個(gè)地區(qū)(從大到小排序)有:江蘇、湖南、廣東、四川、遼寧、湖北、廣西、河南、上海、浙江;工業(yè)廢水自主排放量較小的地區(qū)(按照從小到大排序)有:青海、寧夏、貴州、海南、天津、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆。工業(yè)廢氣自主排放量較大的幾個(gè)地區(qū)(從大到小排序)有:河南、廣西、四川、貴州、河北、山西、遼寧、安徽;工業(yè)廢氣自主排放量較小的地區(qū)(按照從小到大排序)有:天津、青海、寧夏、海南、北京、福建、上海。工業(yè)固體廢棄物自主排放量較大的地區(qū)(按照從大到小排序)有:河北、江西、山西、四川、遼寧、貴州、河南、安徽;工業(yè)固體廢棄物自主排放量較小的地區(qū)(按照從小到大排序)有:海南、天津、青海、寧夏、上海、北京、浙江、新疆。 一個(gè)很有意思的情況是:工業(yè)廢水自主排放量最大的幾個(gè)地區(qū)除了廣西,其余地區(qū)或者是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較好的地區(qū),或者是經(jīng)濟(jì)總量大??;而工業(yè)廢水自主排放量較小的地區(qū)幾乎無(wú)一例外的都是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較為緩慢或者不發(fā)達(dá)地區(qū)。工業(yè)廢氣和工業(yè)固體廢棄物自主排放量較大的地區(qū)基本完全重復(fù),而且和工業(yè)廢水自主排放量較大的地區(qū)差異明顯,說(shuō)明經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的三廢排放和經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的三廢排放標(biāo)的不同,我們認(rèn)為這是由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同造成的。三廢排放較小的地區(qū)重復(fù)較大,基本上是西部或者經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)。上述狀況給我們提供的一個(gè)基本規(guī)律表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和工業(yè)三廢排放具有因果關(guān)系
三排自主排放量都較大的地區(qū)有:四川、遼寧、河南;三排自主排放量都較小的地區(qū)有:青海、寧夏、海南、天津。前者的環(huán)境問(wèn)題需要引起政府的極大關(guān)注,尤其河南,經(jīng)濟(jì)較為落后,環(huán)境污染較為嚴(yán)重,如此惡性循環(huán),情景堪憂。對(duì)于后者,如何保障環(huán)境不會(huì)遭受進(jìn)一步破壞的前提下,有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增長(zhǎng),成為國(guó)家和當(dāng)?shù)卣囊豁?xiàng)重要任務(wù)。
四、結(jié)論和政策建議
基于效用函數(shù)擴(kuò)展的EKC模型的面板協(xié)整分析表明如下結(jié)論:
1.我國(guó)分省的lnFS、lnFQ、lnFW的曲線形式不是“U”、”倒U”以及”N”形的任何一種。
2.分省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和工業(yè)廢水、廢氣、固體廢棄物的排放具有因果關(guān)系。
3.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和不發(fā)達(dá)地區(qū)工業(yè)三廢的排放標(biāo)的顯著不同。
4.工業(yè)三廢排放對(duì)國(guó)家污染治理投入具有“倒逼機(jī)制”。
5.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尤其是第二產(chǎn)業(yè)比重的增加會(huì)增加工業(yè)三廢的排放量。
6.人口密度對(duì)工業(yè)三廢排放具有擠出效應(yīng)。
7.河南省的環(huán)境狀況需要引起警惕,北京、上海的環(huán)境有明顯改善的跡象。
根據(jù)上述結(jié)論,我們提出如下的政策建議:
1.我們沒(méi)有看到分省環(huán)境和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的轉(zhuǎn)折點(diǎn),我們的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目前仍然是以環(huán)境惡化為代價(jià)。但并不是說(shuō)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)無(wú)法改變環(huán)境惡化的狀況,北京和上海已經(jīng)表明了EKC曲線在我國(guó)某些地區(qū)一定程度上成立。從目前的環(huán)境惡化狀況出發(fā),一味提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、忽視經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量和犧牲人們賴以生存的環(huán)境為代價(jià)是不可取的,發(fā)達(dá)國(guó)家的先污染后治理的思路不一定在中國(guó)適用,因?yàn)閲?guó)情和制度、以及人口壓力不同。因此首先要從國(guó)家層面上制定有效的環(huán)境保護(hù)政策和措施,并且要能夠做到有法可依,有法必依,執(zhí)法必嚴(yán),違法必究,否則只是落在紙面上的所謂環(huán)境保護(hù)法律必然形如廢紙。同時(shí)利用各種渠道宣傳和提高國(guó)人環(huán)境保護(hù)的覺(jué)悟,喚醒人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí),如果從人的心靈教育認(rèn)識(shí)到人類發(fā)展和環(huán)境的辯證關(guān)系并不是用金錢(qián)所能買(mǎi)回來(lái)或者治理好的,人類行為導(dǎo)致的污染排放必然減少??偨Y(jié)來(lái)說(shuō),法律的健全和有效實(shí)行——明確的權(quán)責(zé)利關(guān)系——良好的道德品質(zhì)教育,將有利于環(huán)境保護(hù)。
2.堅(jiān)決杜絕工業(yè)三廢排放對(duì)于國(guó)家污染治理投入的“倒逼機(jī)制”,不應(yīng)該再出現(xiàn)“污染嚴(yán)重——投入治理——環(huán)境改善——治理投入減少——污染嚴(yán)重”的惡性循環(huán),而應(yīng)該是從源頭抓起,真正做到誰(shuí)污染誰(shuí)治理,建立環(huán)境污染的誠(chéng)信機(jī)制,制定有效的獎(jiǎng)懲機(jī)制,杜絕環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的腐敗,當(dāng)制度機(jī)制代替了行為機(jī)制,當(dāng)制度的客觀約束高于人的主觀約束,這時(shí)候的環(huán)境保護(hù)必將呈現(xiàn)良性循環(huán)發(fā)展態(tài)勢(shì)。
3.一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式不應(yīng)該是領(lǐng)導(dǎo)一言堂,而應(yīng)該建立一整套的評(píng)估體系對(duì)項(xiàng)目的實(shí)行進(jìn)行綜合的可行性評(píng)估,包括對(duì)環(huán)境污染的程度與長(zhǎng)期影響的評(píng)價(jià),并且要備案,要建立負(fù)責(zé)機(jī)制,出現(xiàn)嚴(yán)重后果要有人負(fù)責(zé),正確處理好責(zé)權(quán)利的辯證關(guān)系。同時(shí)要杜絕GDP唯上的地方政府績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,建立一整套切實(shí)可行的包括環(huán)境狀況的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。
4.對(duì)個(gè)別整體環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),要因勢(shì)利導(dǎo),盡快扭轉(zhuǎn)環(huán)境持續(xù)惡化的惡性循環(huán)狀態(tài),具體問(wèn)題具體對(duì)待的同時(shí)更要總攬全局,制定切實(shí)可行的綜合治理措施。
參考文獻(xiàn)
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篇2
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)生物技術(shù) 教學(xué)實(shí)踐 課程教學(xué)
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2013)08-0059-02
為應(yīng)對(duì)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)于2008年開(kāi)設(shè)了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)課程,并將這門(mén)課程作為農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程從多視角向?qū)W生系統(tǒng)、科學(xué)、通俗地講述現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的有關(guān)概念、原理、研究方法和技術(shù),應(yīng)用情況和前景,存在的問(wèn)題以及解決的思路和途徑等,通過(guò)學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生緊跟時(shí)代步伐,為將來(lái)深造和獨(dú)立從事生物技術(shù)領(lǐng)域的科技工作奠定基礎(chǔ)。筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),從學(xué)生學(xué)的角度,老師教的角度,以及今后對(duì)該課程改進(jìn)的思路進(jìn)行探討。
一、學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的認(rèn)識(shí)
(一)興趣濃厚
學(xué)生對(duì)于生物技術(shù)的興趣十分濃厚,對(duì)于抗蟲(chóng)棉、轉(zhuǎn)基因食品等已經(jīng)植根于人們生活中的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)物有所了解,對(duì)于生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用充滿好奇和憧憬,這些內(nèi)容激發(fā)了他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣,迫切想了解和掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)。
(二)沒(méi)有信心,認(rèn)為太“難”
學(xué)生普遍認(rèn)為,現(xiàn)代生物技術(shù)是高新技術(shù),是科學(xué)家所從事的科學(xué)課題,高深而神秘,離自身太遙遠(yuǎn)。盡管他們已經(jīng)接觸過(guò)一些相關(guān)的理論知識(shí),但對(duì)于DNA這些肉眼難以觀察到的事物,人類如何對(duì)其進(jìn)行改造,難以理解。所以一旦老師提出新名詞,他們既覺(jué)得新鮮又有幾分畏懼,擔(dān)心自己不能理解這些知識(shí)。
二、筆者教農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的感受
(一)授課內(nèi)容要精煉
生物技術(shù)課程是一門(mén)多學(xué)科綜合的課程,涉及諸多方面的知識(shí),有許多理論和技術(shù)無(wú)法包容在這門(mén)課程中,很難做到面面俱全。筆者所授的這門(mén)課程包括40課時(shí)理論教學(xué)和8課時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué),理論教學(xué)內(nèi)容主要講授基因工程和細(xì)胞工程的基本理論知識(shí)及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與展望。讓學(xué)生多掌握知識(shí)的想法是好的,但內(nèi)容過(guò)多、過(guò)細(xì)并不適合這門(mén)課程,多而細(xì)的內(nèi)容只能使他們感到力不從心,腦子里的知識(shí)攪和在一起,不能很好地消化理解。講解的過(guò)程也要精煉,如有的書(shū)將基因工程的內(nèi)容用六個(gè)字進(jìn)行概括:“分、切、接、轉(zhuǎn)、篩、表”,短小的六個(gè)字,每個(gè)字中均包含了豐富的理論知識(shí)。只要理解了每個(gè)字的含義,就等于掌握了基因工程的基本內(nèi)容。這種內(nèi)容的提煉可以使學(xué)生從思想上拋掉“難”的包袱,有一種原來(lái)如此的釋然。
(二)把握好講授的深度
由于生物技術(shù)發(fā)展迅猛,各種新知識(shí)和新技術(shù)層出不窮,授課時(shí)要把握好深度,對(duì)于缺乏實(shí)踐操作的學(xué)生而言,講授得過(guò)深等于增加疑惑。如講授DNA分子的切割和連接時(shí),切割DNA的限制性內(nèi)切酶常被稱為“DNA的剪刀”,連接DNA的連接酶常被稱為“DNA的膠水”,形象的比喻清晰地解釋了兩種酶的功能。另外,教材中介紹了多種限制酶和修飾酶,這時(shí)要重點(diǎn)教授幾種常用的酶類,其他酶類一帶而過(guò),或不講授,讓學(xué)生閱讀課外書(shū)籍尋找答案。
(三)教學(xué)手段要豐富
生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用給我們帶來(lái)了諸多驚喜和希望,相比之下,理論知識(shí)卻顯得乏味枯燥,有些甚至比較難懂,因此教學(xué)手段一定要豐富,使教學(xué)過(guò)程變得生動(dòng)、直觀、易于理解,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
幻燈片的制作要精美,少一些文字,多一些圖片,如“核移植技術(shù)”,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是個(gè)新名詞。該技術(shù)在植物中應(yīng)用較少,在動(dòng)物中的應(yīng)用卻很廣泛,克隆羊“多莉”可謂人盡皆知,而它正是主要通過(guò)這種技術(shù)來(lái)獲得的。通過(guò)講解克隆羊多莉誕生的技術(shù)路線,不但能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以使學(xué)生較好地理解什么是“核移植技術(shù)”、克隆動(dòng)物,甚至克隆人產(chǎn)生的原理。
看flas和電影是學(xué)生最喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié),再枯燥難懂的理論知識(shí),通過(guò)這樣的教學(xué)手段播放出來(lái)也會(huì)對(duì)他們具有巨大的吸引力。如今網(wǎng)絡(luò)上有很多生物技術(shù)的相關(guān)影像,這些事物完全可以為我們所利用,創(chuàng)造出生動(dòng)、活潑的教學(xué)氣氛。如細(xì)胞工程中的種苗快繁一節(jié),通過(guò)理論知識(shí)的講解結(jié)合一段網(wǎng)絡(luò)種苗快繁的視頻,能夠幫助學(xué)生很好地消化、理解基本的理論知識(shí)。
(四)緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,抽象的理論知識(shí)增加了學(xué)生理解的難度,而真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作可以引起學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí),因此我們應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。該課程僅包含了8課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),課時(shí)較少,植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)具有連續(xù)性、時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),所以我們選擇了比較實(shí)用、常用的實(shí)驗(yàn),包括DNA的提取和轉(zhuǎn)化、DNA的PCR擴(kuò)增、培養(yǎng)基的配置、外植體的消毒和種植操作,這些實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)可幫助學(xué)生鞏固課堂中學(xué)到的理論知識(shí),并加深對(duì)這些知識(shí)的理解。
(五)把握學(xué)科前沿,多充實(shí)自己,提高自我素養(yǎng)
生物技術(shù)的發(fā)展日新月異,僅講授教材很難跟上其發(fā)展速度。我們需要在教學(xué)過(guò)程中,閱讀大量的書(shū)籍、文獻(xiàn),把握學(xué)科前沿,及時(shí)了解生物技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù),總結(jié)出某一理論、某一技術(shù)或某一現(xiàn)狀全面的知識(shí),然后講授給學(xué)生。如在講授種植轉(zhuǎn)基因作物的國(guó)家、種植面積、所涉及的作物及轉(zhuǎn)化的基因時(shí),需在網(wǎng)絡(luò)上搜索最新的數(shù)據(jù),使學(xué)生準(zhǔn)確地把握轉(zhuǎn)基因作物的種植現(xiàn)狀;講授轉(zhuǎn)基因生物安全性爭(zhēng)論時(shí),應(yīng)補(bǔ)充列舉最近發(fā)生的事件,如2012年我國(guó)湖南衡陽(yáng)小學(xué)生疑被喂食轉(zhuǎn)基因大米的事件。通過(guò)這種方式,不僅可以傳授學(xué)生最新的知識(shí),還能不斷地充實(shí)自己,提高自己的業(yè)務(wù)素養(yǎng)。
三、生物技術(shù)課程教學(xué)的改革
(一)需自編教材
該課程適合本科教學(xué)的教材較少,內(nèi)容較為全面的教材價(jià)格昂貴,而價(jià)格合適的教材內(nèi)容粗略。因此,需要申請(qǐng)立項(xiàng),編制一本適合的教材。該教材主要包括基因工程和細(xì)胞工程方面的基礎(chǔ)知識(shí)和在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,在內(nèi)容上要體現(xiàn)基礎(chǔ)性和前瞻性,既能使學(xué)生充分地掌握基本知識(shí),又能了解該領(lǐng)域的前沿及發(fā)展前景。該教材還要兼顧基礎(chǔ)理論與實(shí)際操作的統(tǒng)一,相應(yīng)的章節(jié)編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作,使學(xué)生能夠很好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合。在使用的過(guò)程中不斷完善,編制出一本實(shí)用的教材。
(二)提前開(kāi)設(shè)課程
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)課程開(kāi)設(shè)對(duì)象是農(nóng)學(xué)專業(yè)大四的學(xué)生,是較晚開(kāi)設(shè)的少數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課之一。學(xué)生在大四學(xué)年比較繁忙,他們的關(guān)注點(diǎn)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,由前3個(gè)學(xué)年刻苦學(xué)習(xí)爭(zhēng)取獎(jiǎng)學(xué)金,轉(zhuǎn)移至研究生升學(xué)考試和找工作上。盡管大部分學(xué)生能夠在課程上認(rèn)真聽(tīng)講,但仍存在部分學(xué)生在課堂上復(fù)習(xí)升學(xué)考試的相關(guān)內(nèi)容,少數(shù)學(xué)生請(qǐng)假參加工作面試等問(wèn)題,這些情況將直接影響教師的授課效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,因此需提前開(kāi)設(shè)該課程。
(三)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
通過(guò)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。但由于生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)所用的儀器、試劑和耗材均較為昂貴,如PCR儀、工具酶、移液器等,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本較高,導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容較少,嚴(yán)重制約了學(xué)生將生物技術(shù)知識(shí)運(yùn)用到工作實(shí)踐的能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可從以下幾個(gè)方面著手。第一,可以適當(dāng)?shù)卦黾訉?shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí),增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第二,可以將實(shí)驗(yàn)操作和多媒體教學(xué)相結(jié)合,對(duì)于時(shí)間長(zhǎng)和較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),通過(guò)播放幻燈片和錄像輔助教學(xué),在觀看過(guò)程中對(duì)學(xué)生詳細(xì)講述整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程,學(xué)生有疑問(wèn)可反復(fù)觀看錄像,和老師一起探討并及時(shí)解決疑問(wèn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不僅能夠節(jié)能降耗,還能有效地利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的各種資源,在有限的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生掌握更多的知識(shí)和技能。第三,新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)所在學(xué)科有較好的科研平臺(tái),擁有寬敞的實(shí)驗(yàn)室和完備的儀器設(shè)備,是教師和研究生從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究的理想場(chǎng)所,許多重大課題都是通過(guò)這個(gè)平臺(tái)來(lái)完成的,但參與這些課題的均是農(nóng)學(xué)專業(yè)的博士、碩士研究生,本科生少有機(jī)會(huì)參與這些課題。組織本科生參觀研究生實(shí)驗(yàn)平臺(tái),向他們介紹相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀和意義,以及各種先進(jìn)儀器的用途和操作流程,能使學(xué)生接觸到本學(xué)科的前沿,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少的不足,達(dá)到良好的教學(xué)效果。
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篇3
海洋生物技術(shù)發(fā)展展望
近10年來(lái),由于海洋在沿海國(guó)家可持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出,以及人類對(duì)海洋環(huán)境非凡性和海洋生物多樣性特征的熟悉不斷深入,海洋生物資源多層面的開(kāi)發(fā)利用極大地促進(jìn)了海洋生物技術(shù)探究和應(yīng)用的迅速發(fā)展。1989年首屆國(guó)際海洋生物技術(shù)大會(huì)(以下簡(jiǎn)稱MPS大會(huì))在日本召開(kāi)時(shí)僅有幾十人參加,而1997年第四屆IMBC大會(huì)在意大利召開(kāi)時(shí)參加入數(shù)達(dá)1000多人?,F(xiàn)在IMBC會(huì)議已成為全球海洋生物技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志,出現(xiàn)了火紅的局面。《IMBC2000》在澳大利亞剛剛開(kāi)過(guò),《IMBC2003》的籌備工作在日本已經(jīng)開(kāi)始,以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳,并爭(zhēng)到了舉辦權(quán)。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學(xué)者前往展示和交流探究成果,探索新的探究發(fā)展方向,同時(shí)也極大地推動(dòng)了區(qū)域海洋生物技術(shù)探究的發(fā)展進(jìn)程。在各大洲,先后成立了區(qū)域性學(xué)術(shù)交流組織,如亞太海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)、歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會(huì)等。各國(guó)還組建了一批探究中心,其中比較聞名的為美國(guó)馬里蘭大學(xué)海洋生物技術(shù)中心、加州大學(xué)圣地亞哥分校海洋生物技術(shù)和環(huán)境中心,康州大學(xué)海洋生物技術(shù)中心,挪威貝爾根大學(xué)海洋分子生物學(xué)國(guó)際探究中心和日本海洋生物技術(shù)探究所等。這些學(xué)術(shù)組織或探究中心不斷舉辦各種專題研討會(huì)或工作組會(huì)議探究討論富有區(qū)域特色的海洋生物技術(shù)新問(wèn)題。1998年在歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)、日本海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會(huì)的支持下,原《海洋生物技術(shù)雜志》和《分子海洋生物學(xué)和生物技術(shù)》合刊為《海洋生物技術(shù)》學(xué)報(bào)(以下簡(jiǎn)稱MBT),現(xiàn)在它已成為一份具有權(quán)威性的國(guó)際刊物。海洋生物技術(shù)作為一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學(xué)如細(xì)胞生物學(xué)及其它的技術(shù)應(yīng)用”。
為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的形勢(shì),美國(guó)、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家先后制定了國(guó)家發(fā)展計(jì)劃,把海洋生物技術(shù)探究確定為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。1996年,中國(guó)也不失時(shí)機(jī)地將海洋生物技術(shù)納入國(guó)家高技術(shù)探究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃),為今后的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。不言而喻,迄今海洋生物技術(shù)不僅成為海洋科學(xué)和生物技術(shù)交叉發(fā)展起來(lái)的全新探究領(lǐng)域,同時(shí),也是21世紀(jì)世界各國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容并將顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭和巨大應(yīng)用潛力。
1.發(fā)展特征
表1和表2列出的資料大體反映了當(dāng)前海洋生物技術(shù)探究發(fā)展的主要特征。
1.1加強(qiáng)基礎(chǔ)生物學(xué)探究是促進(jìn)海洋生物技術(shù)探究發(fā)展的重要基石
海洋生物技術(shù)涉及到海洋生物的分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué),乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學(xué)等廣泛內(nèi)容,為了使其發(fā)展有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),探究者非常重視相關(guān)的基礎(chǔ)探究。在《IMBC2000》會(huì)議期間,當(dāng)本文作者詢問(wèn)一位資深的和會(huì)者摘要:本次會(huì)議的主要進(jìn)步是什么?他毫不猶豫的回答摘要:分子生物學(xué)水平的探究成果增多了。事實(shí)確實(shí)如此。近期的探究成果統(tǒng)計(jì)表明,海洋生物技術(shù)的基礎(chǔ)探究更側(cè)重于分子水平的探究,如基因表達(dá)、分子克隆、基因組學(xué)、分子標(biāo)記、海洋生物分子、物質(zhì)活性及其化合物等。這些具有導(dǎo)向性的基礎(chǔ)探究,對(duì)今后的發(fā)展將有重要影。
1.2推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術(shù)應(yīng)用的主要方面
目前,應(yīng)用海洋生物技術(shù)推動(dòng)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面,這也是海洋生物技術(shù)探究發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。布滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,提高重要養(yǎng)殖種類的繁殖、發(fā)育、生長(zhǎng)和健康狀況,非凡是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進(jìn)步,如轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因魚(yú)的培育、貝類多倍體育苗、魚(yú)類和甲殼類性別控制、疾病檢測(cè)和防治、DNA疫苗和營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)等;在海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)方面,利用生物技術(shù)的最新原理和方法開(kāi)發(fā)分離海洋生物的活性物質(zhì)、測(cè)定分子組成和結(jié)構(gòu)及生物合成方式、檢驗(yàn)生物活性等,已明顯地促進(jìn)了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。
表1近期IMBC大會(huì)研討的主要內(nèi)容
表2近期IMBC大會(huì)和《MarineBiotechnology》學(xué)報(bào)論文統(tǒng)計(jì)表
1.3保證海洋環(huán)境可持續(xù)利用是海洋生物技術(shù)探究應(yīng)用的另一個(gè)重要方面
利用生物技術(shù)保護(hù)海洋環(huán)境、治理污染,使海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)過(guò)程更加有效是一個(gè)相對(duì)比較新的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域,因此,無(wú)論是從技術(shù)開(kāi)發(fā),還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來(lái)。目前已涉及到的探究主要包括生物修復(fù)(如生物降解和富集、固定有毒物質(zhì)技術(shù)等)、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等。有關(guān)國(guó)家把“生物修復(fù)”作為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)及其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生物工程手段,美國(guó)和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復(fù)計(jì)劃,推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
1.4和海洋生物技術(shù)發(fā)展有關(guān)的海洋政策始終是公眾關(guān)注的新問(wèn)題
其中海洋生物技術(shù)的發(fā)展策略、海洋生物技術(shù)的專利保護(hù)、海洋生物技術(shù)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要性、轉(zhuǎn)基因種類的平安性及控制新問(wèn)題、海洋生物技術(shù)和生物多樣性關(guān)系以及海洋環(huán)境保護(hù)等方面的政策、法規(guī)的制定和實(shí)施倍受關(guān)注。
2.重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域
當(dāng)前,國(guó)際海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)探究發(fā)展領(lǐng)域主要包括如下幾個(gè)方面摘要:
2.1發(fā)育和生殖生物學(xué)基礎(chǔ)
弄清海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個(gè)環(huán)節(jié)的生理過(guò)程及其分子調(diào)控機(jī)理,不僅對(duì)于闡明海洋生物生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖的分子調(diào)控規(guī)律具有重要科學(xué)意義,而且對(duì)于應(yīng)用生物技術(shù)手段,促進(jìn)某種生物的生長(zhǎng)發(fā)育及調(diào)控其生殖活動(dòng),提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要應(yīng)用價(jià)值。因此,這方面的探究是近年來(lái)海洋生物技術(shù)領(lǐng)域的探究重點(diǎn)之一。主要包括摘要:生長(zhǎng)激素、生長(zhǎng)因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)一催乳激素、滲透壓調(diào)節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細(xì)胞最后成熟誘導(dǎo)因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調(diào)節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達(dá)分析,以及魚(yú)類胚胎于細(xì)胞培養(yǎng)及定向分化等。
2.2基因組學(xué)和基因轉(zhuǎn)移
隨著全球性基因組計(jì)劃尤其是人類基因組計(jì)劃的實(shí)施,各種生物的結(jié)構(gòu)基因組和功能基因組探究成為生命科學(xué)的重點(diǎn)探究?jī)?nèi)容,海洋生物的基因組探究,非凡是功能基因組學(xué)探究自然成為海洋生物學(xué)工作者探究的新熱點(diǎn)。目前的探究重點(diǎn)是對(duì)有代表性的海洋生物(包括魚(yú)、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進(jìn)行全序列測(cè)定,同時(shí)進(jìn)行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎(chǔ)上,基因轉(zhuǎn)移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長(zhǎng)和抗逆優(yōu)良品種的有效技術(shù)手段,已成為該領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)探究發(fā)展的重點(diǎn)。近幾年探究重點(diǎn)集中在目標(biāo)基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長(zhǎng)因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標(biāo)基因;大批量、高效轉(zhuǎn)基因方法也是基因轉(zhuǎn)移探究的重點(diǎn)方面,除傳統(tǒng)的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發(fā)展了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法,電穿孔法,轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法及胚胎細(xì)胞介導(dǎo)法等。
2.3病原生物學(xué)和免疫
隨著海洋環(huán)境逐漸惡化和海水養(yǎng)殖的規(guī)?;l(fā)展,病害新問(wèn)題已成為制約世界海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸因子之一。開(kāi)展病原生物(如細(xì)菌、病毒等)致病機(jī)理、傳播途徑及其和宿主之間相互功能的探究,是研制有效防治技術(shù)的基礎(chǔ);同時(shí),開(kāi)展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學(xué)和免疫遺傳學(xué)的探究,弄清海水魚(yú)、蝦、貝類的免疫機(jī)制對(duì)于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。因此,病原生物學(xué)和免疫已成為當(dāng)前海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)探究領(lǐng)域之一,重點(diǎn)是病原微生物致病相關(guān)基因、海洋生物抗病相關(guān)基因的篩選、克隆,海洋無(wú)脊椎動(dòng)物細(xì)胞系的建立、海洋生物免疫機(jī)制的探索、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其產(chǎn)物
海洋生物活性物質(zhì)的分離和利用是當(dāng)今海洋生物技術(shù)的又一探究熱點(diǎn)?,F(xiàn)人探究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨(dú)特的化合物,用來(lái)保護(hù)自己生存于海洋中。來(lái)自不同海洋生物的活性物質(zhì)在生物醫(yī)學(xué)及疾病防治上顯示出巨大的應(yīng)用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財(cái)?shù)蜖I(yíng)養(yǎng)的功能,探究開(kāi)發(fā)利用這些具非凡功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無(wú)法得到的新的天然產(chǎn)物,因而,對(duì)極端生物探究也成為近年來(lái)海洋生物技術(shù)探究的重點(diǎn)方面。這一領(lǐng)域的探究重點(diǎn)包括抗腫瘤藥物、工業(yè)酶及其它非凡用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質(zhì)、抗生殖藥物、免疫增強(qiáng)物質(zhì)、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。
2.5海洋環(huán)境生物技術(shù)
該領(lǐng)域的探究重點(diǎn)是海洋生物修復(fù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點(diǎn)的海洋環(huán)境生物技術(shù)。其方法包括利用活有機(jī)體、或其制作產(chǎn)品降解污染物,減少毒性或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒產(chǎn)品,富集和固定有毒物質(zhì)(包括重金屬等),大尺度的生物修復(fù)還包括生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調(diào)控等。應(yīng)用領(lǐng)域包括水產(chǎn)規(guī)?;B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對(duì)環(huán)境反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、降解過(guò)程的生化機(jī)理、生物傳感器、海洋微生物之間以及和其它生物之間的共生關(guān)系和互利機(jī)制,抗附著物質(zhì)的分離純化等是該領(lǐng)域的重要探究?jī)?nèi)容。
3.前沿領(lǐng)域的最新探究進(jìn)展
3.1發(fā)育和生殖調(diào)控
應(yīng)用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調(diào)控甲殼類動(dòng)物成熟和繁殖的技術(shù)[1,探究了甲狀腺激素在金紹生長(zhǎng)和發(fā)育中的調(diào)控功能,發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達(dá)水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要功能[1,對(duì)海鞘的同源框(Homeobox)基因進(jìn)行了鑒定,分離到30個(gè)同源框基因[1,建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1,建立了青鳉胚胎干細(xì)胞系并通過(guò)細(xì)胞移植獲得了嵌合體青鳉[1,建立了虹鱒原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)物并分離出Vasa基因[2,進(jìn)行斑節(jié)對(duì)蝦生殖抑制激素的分離和鑒定[2,應(yīng)用受體介導(dǎo)法篩選GnRH類似物,用于魚(yú)類繁殖[2,建立了海綿細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),用于進(jìn)行藥物篩選[2,建立了將海膽胚胎作為探究基因表達(dá)的模式系統(tǒng)[2,通過(guò)基因轉(zhuǎn)移開(kāi)展了海膽胚胎工程的探究[2,探究了人葡糖轉(zhuǎn)移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達(dá)[3],建立了通過(guò)細(xì)胞周期蛋白依靠的激酶活性測(cè)定海水魚(yú)苗細(xì)胞增殖速率的方法[3,探究了幾丁質(zhì)酶基因在斑節(jié)對(duì)蝦蛻皮過(guò)程中的表達(dá)[4],從海參分離出同源框基因,并進(jìn)行了序列的測(cè)定[4。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達(dá)序列標(biāo)志,從深海一種耐壓細(xì)菌中分離到壓力調(diào)節(jié)的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對(duì)蝦中分離到性腺抑制激素基因[1;將DNA微陣列技術(shù)在海綿細(xì)胞培養(yǎng)上進(jìn)行了應(yīng)用,構(gòu)建了班節(jié)對(duì)蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細(xì)胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚(yú)類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤功能[2;構(gòu)建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質(zhì)粒載體,從鯉魚(yú)血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細(xì)胞中分離到一種抗菌肽樣物質(zhì),從紅鮑分離到一種肌動(dòng)蛋白啟動(dòng)子,發(fā)現(xiàn)依靠于細(xì)胞周期的激酶活性可用作海洋魚(yú)類苗種細(xì)胞增殖的標(biāo)記,克隆和定序了鰻魚(yú)細(xì)胞色素P4501AcD-NA,通過(guò)基因轉(zhuǎn)移方法分析了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因的啟動(dòng)子區(qū)域,分離和克隆了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態(tài)性EST標(biāo)記,構(gòu)建了黃蓋鰈EST數(shù)據(jù)庫(kù)并鑒定出了一些新基因,建立了班節(jié)對(duì)蝦一些組織特異的EST標(biāo)志,從經(jīng)HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細(xì)胞EST中分離出596個(gè)cDNA克隆[3;用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚(yú)類的%26szlig;一肌動(dòng)蛋白基因,從金鯛cDNA文庫(kù)中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發(fā)現(xiàn)了TC1樣轉(zhuǎn)座子元件[4;鑒定和克隆出的基因包括摘要:南美白對(duì)蝦抗菌肽基因、牡蠣變應(yīng)原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動(dòng)蛋白基因、藍(lán)細(xì)菌丙酮酸激酶基因、鯉魚(yú)視紫紅質(zhì)基因調(diào)節(jié)系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉(zhuǎn)移
分離克隆了大馬哈魚(yú)IGF基因及其啟動(dòng)子,并構(gòu)建了大馬哈魚(yú)IGF(胰島素樣生長(zhǎng)因子)基因表達(dá)載體[1。通過(guò)核定位信號(hào)因子提高了外源基因轉(zhuǎn)移到斑馬魚(yú)卵的整合率[1,建立了快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)品系并進(jìn)行了平安性評(píng)價(jià);對(duì)轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)進(jìn)行了三倍體誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)三倍體轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)盡管生長(zhǎng)不如轉(zhuǎn)基因二倍體快,但優(yōu)于未轉(zhuǎn)基因的二倍體魚(yú),同時(shí),轉(zhuǎn)基因三倍體雌魚(yú)是完全不育的,因而具有推廣價(jià)值[2;探究了超聲處理促進(jìn)外源DNA和金鯛結(jié)合的技術(shù)方法,將GFP作為細(xì)胞和生物中轉(zhuǎn)基因表達(dá)的指示劑;表明轉(zhuǎn)基因溝鯰比對(duì)照組生長(zhǎng)快33%,且轉(zhuǎn)基因魚(yú)逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成大的危害[3;應(yīng)用GFP作為遺傳標(biāo)記探究了斑馬魚(yú)轉(zhuǎn)基因的條件優(yōu)化和表達(dá)效率[3;在抗病基因工程育種方面,構(gòu)建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達(dá)載體并進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)[2;在轉(zhuǎn)基因探究的種類上,目前已從經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚(yú)類逐步擴(kuò)展到養(yǎng)殖蝦、貝類及某些觀賞魚(yú)類[2.3。通過(guò)基因槍法將外源基因轉(zhuǎn)到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達(dá)[4。
3.4分子標(biāo)記技術(shù)和遺傳多樣性
探究了將魚(yú)類基因內(nèi)含子作為遺傳多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性,應(yīng)用SSCP和定序的方法探究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1。探究了南美白對(duì)蝦消化酶基因的多態(tài)性[1;利用寄生性原生動(dòng)物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區(qū)序列作標(biāo)記檢測(cè)環(huán)境水體中這些病原生物的污染程度,應(yīng)用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個(gè)內(nèi)部間隔區(qū)(ITC—1)序列作標(biāo)記進(jìn)行甲殼類生物種間和種內(nèi)遺傳多樣性探究[2;探究了斑節(jié)對(duì)蝦三個(gè)種群的線粒體DNA多態(tài)性,用PCR技術(shù)鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過(guò)測(cè)定內(nèi)含子序列揭示了南美白對(duì)蝦的種內(nèi)遺傳多樣性,采用同功酶、微衛(wèi)星DNA及RAPD標(biāo)記對(duì)褐鱒不同種群的遺傳變異進(jìn)行了評(píng)價(jià),在平魚(yú)鑒定并分離出12種微衛(wèi)星DNA,在美國(guó)加州魷魚(yú)上發(fā)現(xiàn)了高度可變的微衛(wèi)星DNA[3;弄清了一種深水魚(yú)類(Gonostomagracile)線粒體基因組的結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)了硬骨魚(yú)類tRNA基因重組的首個(gè)實(shí)例,測(cè)定了具有重要商業(yè)價(jià)值的海水輪蟲(chóng)的衛(wèi)星DNA序列,用RAPD技術(shù)在大鯪鲆和鰨魚(yú)篩選到微衛(wèi)星重復(fù)片段,從多毛環(huán)節(jié)動(dòng)物上分離出高度多態(tài)性的微衛(wèi)星DNA,用RAPD技術(shù)探究了泰國(guó)東部泥蟹的遺傳多樣性[3;用AFLP方法分析了母性遺傳物質(zhì)在雌核發(fā)育條紋鱸基因組中的貢獻(xiàn)[4。
3.5DNA疫苗及疾病防治
構(gòu)建了抗魚(yú)類壞死病毒的DNA疫苗[1;開(kāi)展了虹鱒IHNVDNA疫苗構(gòu)建及防病的探究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導(dǎo)了非特異性免疫保護(hù)反應(yīng),證實(shí)DNA免疫途徑在魚(yú)類上的可行性,從虹鱒細(xì)胞系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導(dǎo)的蛋白激酶[2;建立了養(yǎng)殖對(duì)蝦病毒病原檢測(cè)的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚(yú)類的非特異性免疫指標(biāo)用于海洋環(huán)境監(jiān)控,探究了抗病基因轉(zhuǎn)移提高鯛科魚(yú)類抗病力的可行性,探究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2;探究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3;建立了測(cè)定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3;探究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內(nèi)的免疫定位[4。
3.6生物活性物質(zhì)
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1,建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù),建立了通過(guò)海綿細(xì)胞體外培養(yǎng)制備抗腫瘤化合物的方法[1;從不同生物(如對(duì)蝦和細(xì)菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚(yú)類水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長(zhǎng)底物的活性物質(zhì),海洋生物中存在的抗附著活性物質(zhì),用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內(nèi)提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍(lán)細(xì)菌中純化光細(xì)菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現(xiàn)出批精細(xì)胞形成的功能,從海洋植物Zosteramarina分離出一種無(wú)毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開(kāi)發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導(dǎo)劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長(zhǎng)碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來(lái)源[2;發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉(zhuǎn)移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質(zhì),建立了開(kāi)放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng),為生物活性物質(zhì)的大量制備提供了充足的海綿原料[3;從蝦肌水解產(chǎn)物中分離到抗氧化肽物質(zhì)[4;從一種海洋細(xì)菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4。
3.7生物修復(fù)、極端微生物及防附著
探究了轉(zhuǎn)重金屬硫蛋白基因藻類對(duì)海水環(huán)境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1,探究了石油降解微生物在修復(fù)被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應(yīng)用潛力[1;探究了海洋磁細(xì)菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應(yīng)用潛力[1;用Bacillus清除養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)污水中的氮,用分子技術(shù)篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻,開(kāi)發(fā)了六價(jià)鉻在生物修復(fù)上的應(yīng)用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細(xì)菌,探究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術(shù)[2;從噬鹽細(xì)菌分離出滲透壓調(diào)節(jié)基因,并生產(chǎn)了重組Ectoine(滲透壓調(diào)節(jié)因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細(xì)菌,這種細(xì)菌可用來(lái)分離耐高暖和熱穩(wěn)定的酶,在耐高溫的archaea發(fā)現(xiàn)了D型氨基酸和無(wú)氧氨酸消旋酶,測(cè)定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進(jìn)行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細(xì)菌,并從這些細(xì)菌中分離到多種冷適應(yīng)的酶[2;建立了一種測(cè)定藤壺附著誘導(dǎo)物質(zhì)的簡(jiǎn)單方法,探究了Chlorophyta和共生細(xì)菌之間附著所必需的形態(tài)上相互功能,探究了珊瑚抗附著物質(zhì)(dterpene)類似物的抗附著和麻醉功能[3;分析了海岸環(huán)境中污著的起始過(guò)程,并對(duì)沉積物和附著物的影響進(jìn)行了檢測(cè)[4。
4.展望和建議
篇4
關(guān)鍵詞 新課程 活化課堂教學(xué) 新模式
著名教育家呂叔湘說(shuō):“成功的教師之所以成功,是因?yàn)榘颜n教活了。”如何讓課堂活起來(lái),讓學(xué)生動(dòng)起來(lái),使生物教學(xué)成為師生共同參與的互動(dòng)教學(xué)活動(dòng),并構(gòu)建活化課堂教學(xué)的新模式?對(duì)此。本人進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的探討:
一、激發(fā)學(xué)生興趣,倡導(dǎo)互動(dòng)――探究式學(xué)習(xí)
生物學(xué)教學(xué)非常注重直觀,而多媒體組合這種方式能夠通過(guò)多種渠道、多種方式,刺激學(xué)生的多種感官,使學(xué)生能利用多種感官進(jìn)行分析,進(jìn)行學(xué)習(xí),更加有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)的直觀性。因此,在“互動(dòng)――探究式學(xué)習(xí)”中自主構(gòu)建知識(shí),便成為了學(xué)生學(xué)習(xí)的最佳模式。此學(xué)習(xí)模式的含義是:在教師創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境、立足于“導(dǎo)”的背景下,學(xué)生積極主動(dòng)地探究知識(shí),通過(guò)師生、生生之間情知的互動(dòng),學(xué)生主動(dòng)地提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,以達(dá)到掌握知識(shí)、培養(yǎng)能力、發(fā)展智力、深化思維等學(xué)習(xí)目標(biāo),并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力,全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
二、活用教材資源。激發(fā)課堂活力
中學(xué)生物教材是生物信息的載體,是教師教和學(xué)生學(xué)的主要內(nèi)容,它的綜合性很強(qiáng),涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文等因素,也與化學(xué)、地理等學(xué)科密切聯(lián)系。目前,中學(xué)生物教學(xué)實(shí)行一綱多本,即圍繞著一個(gè)教學(xué)大綱,出現(xiàn)了人教版、北師大版和蘇教版等生物教材,各學(xué)校可以根據(jù)自己學(xué)校特色選用生物教材。在講授《生物技術(shù)》這一節(jié)時(shí),我沒(méi)有用教材內(nèi)容進(jìn)行照本宣科,而是布置學(xué)生利用課余時(shí)間上網(wǎng)搜集生物技術(shù)的成果,然后在課堂上匯報(bào)搜集的資料,并組織課堂討論,在此基礎(chǔ)上師生共同歸納生物技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、工業(yè)等方面的成果。這樣,不僅拓展了學(xué)習(xí)內(nèi)容,而且學(xué)生學(xué)有興趣,學(xué)得主動(dòng),提高了學(xué)習(xí)效果。
三、聯(lián)系生活實(shí)際,活化課堂教學(xué)
篇5
【摘要】本文綜述了節(jié)水灌溉技術(shù)內(nèi)涵、體系及發(fā)展趨勢(shì),在此基礎(chǔ)上,提出了推進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的4點(diǎn)政策建議。
【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉;技術(shù),趨勢(shì),建議
節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展不僅是節(jié)水的需要,也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)展的需要。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)有十分重要的意義。為此,筆者就我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)作一探討。
1.節(jié)水灌溉技術(shù)含義及體系
節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產(chǎn)量,主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個(gè)環(huán)節(jié)。在各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施,組成一個(gè)完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系,包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。
節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個(gè)方面:(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點(diǎn)澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過(guò)程的跑漏損失和田間灌水過(guò)程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù),土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:(1)與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā),在一定時(shí)期主動(dòng)施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)矮化密植,到達(dá)節(jié)水增產(chǎn)的目的。(2)應(yīng)用3S技術(shù)的精細(xì)灌溉技術(shù)。就是運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長(zhǎng)實(shí)際需求的信息,通過(guò)信息處理與分析,按需給作物進(jìn)行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點(diǎn)和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。(3)智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動(dòng)控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機(jī)械與設(shè)備,適時(shí)地檢測(cè)土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來(lái)實(shí)施變量施水,達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì):(1)噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機(jī)械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進(jìn)一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機(jī)型有各自的優(yōu)缺點(diǎn),要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤(pán)式噴灌機(jī)及人工移動(dòng)式噴灌機(jī)比較適合我國(guó)國(guó)情。(2)地下灌溉已被世人公認(rèn)是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問(wèn)題,應(yīng)用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會(huì)得到一定的發(fā)展。(3)地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢(shì)。(4)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來(lái)越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、模擬模型等技術(shù)的集成,達(dá)到時(shí),空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點(diǎn)。(5)節(jié)水綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
(1)提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)。我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家,隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步,農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國(guó)糧食安全,只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路,灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此,我們應(yīng)加大對(duì)發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度,使全社會(huì)都來(lái)關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù),形成一個(gè)較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
(2)形成發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)內(nèi)在機(jī)制。通過(guò)制定和運(yùn)用好水價(jià)、水權(quán)這些經(jīng)濟(jì)手段,對(duì)農(nóng)業(yè)用水需求進(jìn)行有效調(diào)控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無(wú)效益浪費(fèi)型的用水需求,促進(jìn)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的需求,從而推進(jìn)節(jié)約灌溉技術(shù)發(fā)展。
篇6
一、新穎有趣,貼近生活的導(dǎo)入激發(fā)學(xué)生興趣
興趣是最好的老師。因此在教學(xué)過(guò)程中,為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,設(shè)計(jì)一些新穎有趣、貼近生活的導(dǎo)入顯得尤為重要。
本人在《生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)》一節(jié)公開(kāi)課中是這樣導(dǎo)課的:一幅幅生機(jī)勃勃的生態(tài)系統(tǒng)的圖片配以背景音樂(lè),再加上我聲情并茂的朗誦:“碧水,青草,牛羊……地平線之外一片蒼茫。小小寰球在宇宙中旋轉(zhuǎn),承載著它的生命之網(wǎng)?!币婚_(kāi)始就緊緊地吸引了學(xué)生的眼球,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,在接下來(lái)的課堂活動(dòng)中,指導(dǎo)學(xué)生讀書(shū)、提問(wèn)、討論,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的成分及其作用都由學(xué)生自己從書(shū)本中總結(jié)出來(lái),并且也加強(qiáng)了學(xué)生的情感教育。在“酶的特性”教學(xué)中,上課前我拿出一袋洗衣粉,學(xué)生睜大了雙眼,猜測(cè)著洗衣粉跟上課有什么關(guān)系,由生活實(shí)際洗衣粉中加酶的事例、洗衣粉的使用說(shuō)明、洗衣粉使用的注意事項(xiàng)等引出酶的特性、酶的影響因素等,從而開(kāi)始討論酶的特性及影響因素。
二、自主合作式的科學(xué)探究成為學(xué)生重要的學(xué)習(xí)方式
在課堂教學(xué)中,教師要善于運(yùn)用圖片、音樂(lè)、掛圖、動(dòng)作表演等各種各樣的表現(xiàn)方式使學(xué)生切切實(shí)實(shí)地參與到教學(xué)中來(lái),體會(huì)自己主動(dòng)獲取知識(shí)的快樂(lè)。
“DNA的復(fù)制”一課教學(xué)中,半保留復(fù)制一直是讓學(xué)生頭疼的一個(gè)問(wèn)題,說(shuō)起來(lái)容易,做起題目來(lái)理不清頭緒。后來(lái)我就設(shè)想讓學(xué)生自己想辦法來(lái)探究表演DNA復(fù)制的過(guò)程,學(xué)生的智慧真是無(wú)限的,第二節(jié)課時(shí)他們就準(zhǔn)備好了。學(xué)生的后背都貼上了四種堿基的名稱,首先由男生根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)組成一個(gè)DNA分子,女生作為游離的堿基,在解旋的過(guò)程中,一個(gè)一個(gè)地與相應(yīng)鏈上的堿基配對(duì),最終形成兩個(gè)DNA分子,每個(gè)DNA都是一條鏈?zhǔn)悄猩M成,另一條鏈?zhǔn)桥M成。由此形象地表示出了半保留復(fù)制的過(guò)程和特點(diǎn),直觀、好理解,最關(guān)鍵的是他們自己參與,樂(lè)在其中,通過(guò)自我探究,切實(shí)理解了半保留復(fù)制的含義。
三、大膽放手,把課堂還給學(xué)生,讓課堂充滿生命氣息
新的教學(xué)過(guò)程的形成,首先必須讓學(xué)生的內(nèi)在潛能發(fā)揮出來(lái),讓他們?cè)谡n堂上“活”起來(lái),主動(dòng)參與課堂教學(xué)。高三的生物復(fù)習(xí)課很容易上成滿堂灌,因此,每節(jié)課課前留5~10分鐘讓學(xué)生對(duì)之前的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí),把已經(jīng)遺忘的知識(shí)自覺(jué)地?fù)炱饋?lái),讓他們?cè)陬A(yù)習(xí)、獨(dú)立思考基礎(chǔ)上找出自己學(xué)習(xí)中的盲點(diǎn),與同學(xué)討論交流并解決問(wèn)題。老師的復(fù)習(xí)講解只針對(duì)他們提出而又未解決的問(wèn)題,以及他們自己沒(méi)有把握到的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這樣,壓縮了課堂上教師講授和指向個(gè)別學(xué)生的一問(wèn)一答所占用的時(shí)間,極大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,更重要的是可以讓不同層次的學(xué)生都能有所收獲。
四、讓生物課堂成為學(xué)生交流、實(shí)踐活動(dòng)的舞臺(tái)
生物教學(xué)需要教師提供足夠的時(shí)間和空間讓學(xué)生去交流、去探索、去發(fā)現(xiàn),這樣才能讓學(xué)生有機(jī)會(huì)綻放智慧的火花,展示自己的創(chuàng)新才能。例如,在選修三《生物技術(shù)的安全性及倫理問(wèn)題》一課中,我事先給了學(xué)生很多資料和視頻,再加上課本后面的正反兩方觀點(diǎn),讓學(xué)生自己課后收集整理資料和內(nèi)容,開(kāi)了一個(gè)小型的辯論賽,主持人、記分員、評(píng)委都由學(xué)生自己擔(dān)當(dāng),整個(gè)辯論賽開(kāi)得如火如荼,雖然這塊內(nèi)容在高考中并不是很重要,但通過(guò)辯論使他們更深刻地理解了現(xiàn)代生物技術(shù)的神奇魔力,以及生物技術(shù)的雙刃劍,同時(shí)也培養(yǎng)了他們一分為二看問(wèn)題的觀點(diǎn)。通過(guò)這種辯論或小組討論的方式,我們不難發(fā)現(xiàn),學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手操作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力都比我們想象的要強(qiáng)得多。教師只要導(dǎo)之有方,通過(guò)開(kāi)放性的問(wèn)題、情景、活動(dòng),激發(fā)起學(xué)生的探究興趣,學(xué)生就會(huì)積極地去探索,并主動(dòng)思考問(wèn)題。
五、嘗試采用多種教學(xué)方法和多媒體教學(xué)手段,提高學(xué)習(xí)效率
我們?cè)诮虒W(xué)中有很多種方法可以使用,而且各有所長(zhǎng),如:談?wù)摲ㄓ兄诩ぐl(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)他們獨(dú)立思考和語(yǔ)言表述的能力。演示教學(xué)能使學(xué)生獲得生動(dòng)而直觀的感性知識(shí),加深對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的印象;通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以使學(xué)生把一定的直接知識(shí)同書(shū)本知識(shí)聯(lián)系起來(lái),以獲得比較全面的知識(shí),又能夠培養(yǎng)他們的獨(dú)立探索能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)研究興趣。啟發(fā)教學(xué)可以由一問(wèn)一答、一講一練的形式來(lái)體現(xiàn)?……不同的方式有不同的優(yōu)勢(shì),因此,在具體的教學(xué)過(guò)程中,要多種方式相結(jié)合。通過(guò)開(kāi)展媒體組合實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生學(xué)得透徹,教師教得得心應(yīng)手,大大增強(qiáng)教學(xué)效果。
如何發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體地位,怎樣做到將課堂切切實(shí)實(shí)地還給學(xué)生,是我們現(xiàn)在面臨的一個(gè)很大的挑戰(zhàn),因此,在以后的教育教學(xué)過(guò)程中我們必須不斷思考,不斷探索,尋求最佳的教育方法,努力提高自身素質(zhì),讓課堂成為學(xué)生的舞臺(tái),只有這樣才能讓課堂煥發(fā)出生機(jī)與活力。
參考文獻(xiàn):
篇7
關(guān)鍵詞:縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)總體構(gòu)想
農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是相對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言的,其實(shí)質(zhì)體現(xiàn)了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的綜合應(yīng)用,它是一個(gè)歷史的和動(dòng)態(tài)的概念。在經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)化農(nóng)業(yè)(石油農(nóng)業(yè)或機(jī)械化農(nóng)業(yè))后,農(nóng)業(yè)正在進(jìn)入以知識(shí)高度密集為主要特點(diǎn)的知識(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段。近些年來(lái),隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,世界上興起了以生物技術(shù)和信息技術(shù)為主導(dǎo)的新的農(nóng)業(yè)科技革命浪潮,新型的農(nóng)業(yè)模式――“數(shù)字農(nóng)業(yè)”應(yīng)運(yùn)而生。
一、數(shù)字農(nóng)業(yè)在世界及我國(guó)的發(fā)展
1998年1月31日,美國(guó)副總統(tǒng)阿爾.戈?duì)栐诩永D醽喛茖W(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球:21世紀(jì)人類認(rèn)識(shí)地球的方式”的演講,提出“數(shù)字地球”(DigitalEarth)的概念,“數(shù)字地球”很快成為世界各國(guó)21世紀(jì)的發(fā)展戰(zhàn)略?!皵?shù)字農(nóng)業(yè)”(DigitalAgriculture)是“數(shù)字地球”的組成部分,是“數(shù)字地球”的子系統(tǒng)。依據(jù)“數(shù)字地球”的概念和含義,“數(shù)字農(nóng)業(yè)”是指在數(shù)字地球的框架下,以有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為指導(dǎo),以“3S”技術(shù)(即,GPS技術(shù),全球衛(wèi)星定位系統(tǒng);GIS技術(shù),地理信息系統(tǒng);RS技術(shù),遙感技術(shù))為支撐,運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù),使數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化,解決海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與分析問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化,農(nóng)業(yè)預(yù)測(cè)決策的智能化,最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的信息化。數(shù)字農(nóng)業(yè)同時(shí)也叫信息農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)和虛擬空間農(nóng)業(yè)。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后,衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)的民用化,促使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多領(lǐng)域的應(yīng)用研究迅速發(fā)展,推動(dòng)了“數(shù)字農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。1993年,美國(guó)開(kāi)始試行數(shù)字農(nóng)業(yè)模式。1993-1994年,數(shù)字農(nóng)業(yè)首先在美國(guó)明尼蘇達(dá)州的兩個(gè)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果用GPS技術(shù)指導(dǎo)施肥的產(chǎn)量比傳統(tǒng)平衡施肥的產(chǎn)量提高30%左右,而且減少了化肥施用總量,經(jīng)濟(jì)效益大大提高。數(shù)字農(nóng)業(yè)的試驗(yàn)成功,使得其技術(shù)思想得到了廣泛發(fā)展。目前,美國(guó)20%的耕地、80%的大農(nóng)場(chǎng)都已實(shí)行這種模式,數(shù)字農(nóng)業(yè)必將得到普及和發(fā)展。1996年,北美約19%的300公頃以上的規(guī)模化農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)利用GPS技術(shù),目前北美已有2000臺(tái)谷物康拜因安裝有產(chǎn)量傳感器。近些年來(lái),歐美等若干國(guó)家已開(kāi)始對(duì)玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行產(chǎn)量計(jì)量傳感的研究,以處方圖讀入裝置的可自動(dòng)選擇種子類型、按處方調(diào)節(jié)播量的小麥精密播種機(jī)、自動(dòng)施肥施藥機(jī)、可控噴水量的噴灌機(jī)等,均有商品化生產(chǎn)。與智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械配套的GPS定位系統(tǒng),可用于農(nóng)田土壤、苗情、病蟲(chóng)、草害的信息采集和操作,通過(guò)電子傳感器和GPS裝在聯(lián)合收割機(jī)上的儀器,在整個(gè)收獲季節(jié),可以不斷地記錄下幾乎每平方米面積的產(chǎn)量及其它信息。GIS用于數(shù)據(jù)存貯、分析、處理和表達(dá)地理空間屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái),主要作用于土地管理、土壤成份、土層厚度、土壤中氮磷鉀有機(jī)肥含量、當(dāng)?shù)貧v年來(lái)的氣溫、降雨、雷災(zāi)及大風(fēng)風(fēng)速等,以及作物苗情、病蟲(chóng)草害的發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)、作物產(chǎn)量的空間分布等方面的空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行空間信息的各種處理,為建立作物栽培管理的輔助決策支持系統(tǒng),投入產(chǎn)出分析模擬模型和智能化專家系統(tǒng),作出診斷,提出科學(xué)處方,指導(dǎo)科學(xué)調(diào)控制作。
進(jìn)入90年代以來(lái),信息技術(shù)的飛速發(fā)展,真正使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生新的變革。我國(guó)農(nóng)業(yè)在過(guò)去的20多年時(shí)間里,有了很大的發(fā)展。但是,與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)相比,還有很大的差距,而且差距是全方面的,主要問(wèn)題是:目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入大、產(chǎn)出少,科技含量低,資源的利用率和轉(zhuǎn)化率偏低。據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提高,83.3%依靠科技投入,只有16.7%依靠耕地面積的擴(kuò)張。因此,解決我國(guó)農(nóng)業(yè)存在的問(wèn)題,必須依靠科技進(jìn)步,新型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)已成必然之勢(shì)。我國(guó)對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)尚處于啟蒙階段,但政府對(duì)此已予以高度重視。1998年6月1日,主席在接見(jiàn)出席中科院第九次和中國(guó)工程院第四次院士大會(huì)時(shí),提出了發(fā)展“數(shù)字中國(guó)”的戰(zhàn)略。1999年12月,數(shù)字地球國(guó)際會(huì)議在我國(guó)召開(kāi),作為數(shù)字地球的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一的數(shù)字農(nóng)業(yè),成為大會(huì)討論的主要內(nèi)容。我國(guó)也已經(jīng)在新疆和北京分別建立了用GPS技術(shù)和遙感技術(shù)控制農(nóng)業(yè)機(jī)械操作的試驗(yàn)地。盡管在實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)模式方面還有許多基礎(chǔ)工作要做,需要大量投入,但進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段,應(yīng)該為時(shí)不遠(yuǎn)。數(shù)字農(nóng)業(yè)反映了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的大趨勢(shì),它必將成為21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的嶄新模式。
二、縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的必要性
縣級(jí)農(nóng)業(yè)在全省乃至全國(guó)有著重要的地位,起著特殊的作用??h級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè),可以使農(nóng)業(yè)各個(gè)方面(包括種植業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè))的各種過(guò)程(生物的、環(huán)境的、經(jīng)濟(jì)的)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化;各種農(nóng)業(yè)信息技術(shù)廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè);在農(nóng)業(yè)的各個(gè)部門(mén)(生產(chǎn)、科研、教育、行政、流通、服務(wù)等)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化管理。黑龍江省慶安縣是全國(guó)綠色食品之鄉(xiāng)、國(guó)家級(jí)生態(tài)示范區(qū)、全國(guó)商品糧基地縣和國(guó)家A級(jí)綠色食品水稻生產(chǎn)基地?,F(xiàn)以慶安縣數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的必要性為例,來(lái)說(shuō)明縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)是必需的和重要的。這樣,不僅可以促進(jìn)縣級(jí)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展,而且,也可以對(duì)全省乃至全國(guó)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展起到示范、引導(dǎo)和推進(jìn)作用。
(一)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的需要
我們現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)還相對(duì)落后,農(nóng)業(yè)品種繁雜,優(yōu)良品種普及率不高,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)還主要停留在經(jīng)驗(yàn)型階段,農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用速度不快,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式還制約著農(nóng)業(yè)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),可以使各種農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)與專家經(jīng)驗(yàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),直接傳播到農(nóng)民的千家萬(wàn)戶,各種現(xiàn)代化的種植、自動(dòng)化的灌溉、科學(xué)化的施肥、智能化的溫室以及現(xiàn)代化的養(yǎng)殖、現(xiàn)代化的育林系統(tǒng),將在縣級(jí)逐步普及,從而加快提高縣級(jí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平。
(二)加快農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用的需要
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)的重要手段,而縣級(jí)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用還十分有限,以農(nóng)業(yè)生物技術(shù)促農(nóng)業(yè)發(fā)展和加速發(fā)展的潛力還非常巨大。只有實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),才能把農(nóng)業(yè)生物技術(shù)信息與農(nóng)業(yè)的發(fā)展緊密地結(jié)合起來(lái),進(jìn)而加大縣級(jí)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用范圍。
(三)增強(qiáng)農(nóng)民科學(xué)文化素質(zhì)的需要
農(nóng)民科學(xué)文化素質(zhì)對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。但是,縣級(jí)農(nóng)民的科學(xué)文化素質(zhì)還普遍不高,不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞,農(nóng)民將終身地接受最先進(jìn)地科學(xué)文化教育和農(nóng)業(yè)技術(shù)教育,必將加快提高縣級(jí)廣大農(nóng)民的科學(xué)文化素質(zhì)。
(四)促進(jìn)農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效發(fā)展的需要
發(fā)展“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的客觀要求,縣級(jí)各種農(nóng)產(chǎn)品雖然單產(chǎn)不低,但農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)普遍不高,直接影響農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力和農(nóng)民的收益。實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),可以使農(nóng)民通過(guò)先進(jìn)的信息手段,運(yùn)用先進(jìn)生產(chǎn)模式,促進(jìn)“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
(五)加大產(chǎn)加銷一體的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐的需要
農(nóng)業(yè)與工業(yè)不同,它既受自然規(guī)律的影響,又受市場(chǎng)規(guī)律的制約,屬于弱質(zhì)產(chǎn)業(yè)。農(nóng)民一家一戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),規(guī)模小、風(fēng)險(xiǎn)大、效益差,很難形成主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和主導(dǎo)產(chǎn)品,很難形成區(qū)域優(yōu)勢(shì)。只有走銷、種養(yǎng)加、貿(mào)工農(nóng)、農(nóng)科教一體化經(jīng)營(yíng)服務(wù)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化之路,才是農(nóng)業(yè)走出弱質(zhì)產(chǎn)業(yè)的根本途徑。實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),各種農(nóng)產(chǎn)品加工、保鮮、儲(chǔ)藏都將得到電子信息技術(shù)的武裝,提高自動(dòng)化的程度;電子商務(wù)的應(yīng)用,必將擴(kuò)大縣級(jí)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng),廣大農(nóng)民將直接與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)建立聯(lián)系,了解國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)動(dòng)向,以便對(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與銷售做出相應(yīng)的決策。
(六)保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要
農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展決定著人類的生存與發(fā)展??h級(jí)生態(tài)環(huán)境還存在著諸多不如人意的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),依靠宏觀農(nóng)業(yè)模型與宏觀決策系統(tǒng)的支持,使縣級(jí)的農(nóng)業(yè)發(fā)展與農(nóng)業(yè)環(huán)境資源治理協(xié)調(diào)統(tǒng)一;農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)模型的結(jié)合,將使縣級(jí)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作更為完善;依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),及時(shí)正確地掌握農(nóng)業(yè)環(huán)境資源數(shù)據(jù),及時(shí)地制定和調(diào)整政策與對(duì)策,使縣級(jí)農(nóng)業(yè)沿著最合理的方向可持續(xù)發(fā)展。
(七)加速縣級(jí)農(nóng)業(yè)與世界農(nóng)業(yè)接軌的需要
入世以后,我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展受世界農(nóng)業(yè)的影響和制約,這是一個(gè)非?,F(xiàn)實(shí)而又十分緊迫的問(wèn)題,解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)手段,應(yīng)用最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù),提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,使農(nóng)業(yè)技術(shù),農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格與世界接軌。
總之,建立數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè),必將使縣級(jí)農(nóng)業(yè)面貌得到極大的改觀,農(nóng)業(yè)會(huì)從一種低水平的依靠經(jīng)驗(yàn)為主的產(chǎn)業(yè),轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N高水平的依靠高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。
三、縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的總體構(gòu)想
數(shù)字農(nóng)業(yè)是發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的大趨勢(shì),是一個(gè)挑戰(zhàn)性的國(guó)家目標(biāo),是一項(xiàng)巨大的不間斷的系統(tǒng)工程。抓好縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè),將對(duì)全省乃至全國(guó)發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)起到示范、引導(dǎo)和推進(jìn)作用??h級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn),在于技術(shù)應(yīng)用上的創(chuàng)新,在于系統(tǒng)管理上的創(chuàng)新,在于運(yùn)行機(jī)制上的創(chuàng)新。
數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的著眼點(diǎn)應(yīng)該是農(nóng)業(yè)因素和過(guò)程的基本數(shù)字化,農(nóng)業(yè)運(yùn)行機(jī)制的基本數(shù)字化,農(nóng)業(yè)信息技術(shù)全面應(yīng)用的普及化。
數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的立足點(diǎn)應(yīng)該是利用五年左右的時(shí)間,構(gòu)建縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)基本框架。重點(diǎn)是搞好五大系統(tǒng)建設(shè),即農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)、農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)建設(shè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)建設(shè)和農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)建設(shè)。
(一)構(gòu)建農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè),主要側(cè)重于三個(gè)方面,即農(nóng)業(yè)生物數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,是數(shù)字農(nóng)業(yè)的最基礎(chǔ)工作。在建設(shè)過(guò)程中,遵循項(xiàng)目設(shè)計(jì)的規(guī)范化,堅(jiān)持完備性、擴(kuò)充性和實(shí)用性原則,充分保證數(shù)據(jù)一致性和完整性。在農(nóng)業(yè)生物數(shù)據(jù)庫(kù)方面,對(duì)各種農(nóng)作物、畜禽水產(chǎn)生物、食用菌藻生物建立其品種、品系和近緣生物的數(shù)據(jù)庫(kù);各種農(nóng)業(yè)病菌、農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)、農(nóng)業(yè)微生物建立其分類體系,特性特征、生態(tài)類型、生理小種的數(shù)據(jù)庫(kù)。在農(nóng)業(yè)環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫(kù)方面,建立盡可能完備的氣候氣象數(shù)據(jù)庫(kù)、詳盡的土壤資源數(shù)據(jù)庫(kù)、水資源數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)。在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)方面,建立比較完備的人口、土地、耕地,各種作物面積和產(chǎn)量,各種畜禽生物的數(shù)量,農(nóng)民收入、農(nóng)民消費(fèi)、農(nóng)民就業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)財(cái)政等數(shù)據(jù)庫(kù)。
(二)構(gòu)建農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)建設(shè),主要側(cè)重于兩個(gè)方面,即農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和精確農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化是將環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳送與環(huán)境控制的軟件和設(shè)施相結(jié)合的整套系統(tǒng)。精確農(nóng)業(yè)由于播種、施肥、灌溉、用藥等操作在用量上更為精確,因此,可以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效,并且將對(duì)環(huán)境污染減輕到最低的程度。在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化方面,對(duì)糧食、蔬菜、畜禽產(chǎn)品的保鮮、儲(chǔ)藏實(shí)施自動(dòng)化技術(shù);對(duì)溫室大棚進(jìn)行自動(dòng)化控制。并且,把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于微生物發(fā)酵、農(nóng)業(yè)菌藻生物的培育和農(nóng)產(chǎn)品加工。在精確農(nóng)業(yè)方面,應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù),進(jìn)行精確播種、精確施肥、精確灌溉、精確用藥和精確收獲。
(三)構(gòu)建農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)
運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與遙感技術(shù)(RS),對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)。地理信息系統(tǒng)是將系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集、處理和分析模型,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)密切結(jié)合起來(lái)的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)是將空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的綜合性技術(shù)。地理信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,將使農(nóng)業(yè)資源環(huán)境的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)得到根本性的改觀。農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè),主要側(cè)重于五個(gè)方面
(1)農(nóng)業(yè)土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各種農(nóng)業(yè)資源的探測(cè)、評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
(2)各種農(nóng)業(yè)災(zāi)害(洪澇、干旱、風(fēng)暴、病蟲(chóng)害等)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。
(3)各種農(nóng)業(yè)作物面積與產(chǎn)量的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。
(4)農(nóng)業(yè)環(huán)境(大氣、土壤等)污染的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。
(5)各種農(nóng)業(yè)作物、畜禽、水產(chǎn),經(jīng)濟(jì)林木的地區(qū)適應(yīng)性分布的研究,為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供依據(jù)。完成以上任務(wù),需要與各種相應(yīng)的農(nóng)業(yè)模型相結(jié)合。
(四)構(gòu)建農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)是應(yīng)用各種專門(mén)的計(jì)算機(jī)軟件,幫助對(duì)農(nóng)業(yè)中的各種問(wèn)題進(jìn)行決策。農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)建設(shè),主要側(cè)重于四個(gè)方面:(1)農(nóng)業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)(PS)∶應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)中的各種數(shù)學(xué)規(guī)劃方法(如:線性規(guī)劃,非線性規(guī)劃,動(dòng)態(tài)規(guī)劃,整數(shù)規(guī)劃,決策論等),對(duì)農(nóng)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行決策。
(2)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)(ES)∶應(yīng)用專家經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)軟件,解決一些主要依靠專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策的農(nóng)業(yè)問(wèn)題。
(3)農(nóng)業(yè)模擬決策系統(tǒng)(SDS)∶將農(nóng)業(yè)模擬與決策相聯(lián)系,主要采用二種方法:其一,通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬性試驗(yàn);其二,將模擬與專家系統(tǒng)相結(jié)合,這種方法與單純的專家系統(tǒng)相比,其機(jī)理性較強(qiáng),但在決策中還是要受到專家經(jīng)驗(yàn)的局限。
(4)農(nóng)業(yè)模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)(SODS)∶將農(nóng)業(yè)過(guò)程的模擬與農(nóng)業(yè)的優(yōu)化原理相結(jié)合,在此基礎(chǔ)上,做出各種農(nóng)業(yè)決策的完整軟件系統(tǒng)。SODS在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)上,既有很強(qiáng)的應(yīng)用性,又有很強(qiáng)的通用性。同時(shí),它還有預(yù)測(cè)的功能,可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的預(yù)見(jiàn)性。
(五)構(gòu)建農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息咨詢系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息與咨詢系統(tǒng)是向社會(huì)公眾提供服務(wù)的窗口,包括部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、圖形圖像數(shù)據(jù)以及多媒體數(shù)據(jù)等。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息與咨詢系統(tǒng)建設(shè),主要側(cè)重于硬、軟件兩個(gè)方面建設(shè)。就硬件建設(shè)而言,數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的各種信息都需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)荷載,這就需要建設(shè)好中心交互平臺(tái)。就軟件建設(shè)而言,數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)需要搞好各類信息的處理,建設(shè)各種數(shù)據(jù)庫(kù),以滿足各有關(guān)部門(mén)及用戶的需要,這就需要建設(shè)好數(shù)字處理中心。搞好中心交互平臺(tái)建設(shè),中心交互平臺(tái)是“數(shù)字農(nóng)業(yè)”心臟,縱向上與國(guó)家、省、市 “數(shù)字農(nóng)業(yè)”平臺(tái)鏈接,下與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(林場(chǎng))平臺(tái)鏈接,通過(guò)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(林場(chǎng))平臺(tái)與村及農(nóng)戶(包括林業(yè)生產(chǎn)點(diǎn)、養(yǎng)殖場(chǎng))聯(lián)網(wǎng);橫向與農(nóng)、林、水、畜、機(jī)、氣象等涉農(nóng)部門(mén)局域網(wǎng)平臺(tái)鏈接。搞好數(shù)字處理中心建設(shè),數(shù)字處理中心是“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的“數(shù)字原料”集散地或貯存庫(kù),它把農(nóng)業(yè)的各種原始數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)字處理中心收集、整理、加工后,根據(jù)需要,分門(mén)別類的貯存于各種數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。同時(shí),它又把接收國(guó)家、省、市的需要再加工的各種信息,也貯存于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),供領(lǐng)導(dǎo)決策和涉農(nóng)部門(mén)提取和使用。各有關(guān)系統(tǒng)加工后的“數(shù)字產(chǎn)品”和決策系統(tǒng)的信息,通過(guò)數(shù)字處理中心及時(shí)給用戶,并在各種數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中歷史留存。
以上數(shù)字農(nóng)業(yè)的五大系統(tǒng)建設(shè),構(gòu)成縣級(jí)數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的基本框架。在其系統(tǒng)建設(shè)中,以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)為基礎(chǔ),以控制系統(tǒng)建設(shè)為手段,以監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)為工具,以決策支持系統(tǒng)建設(shè)為目標(biāo),以網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)建設(shè)為窗口,重點(diǎn)突出中心互動(dòng)平臺(tái)建設(shè)。要在有代表性的重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn),實(shí)行數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的試點(diǎn)工作。
參考文獻(xiàn):
[1]彭鵬,謝炳庚,侯伊林. 湖南師范大學(xué).關(guān)于“數(shù)字農(nóng)業(yè)”.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究2000.4
篇8
節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產(chǎn)量,主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個(gè)環(huán)節(jié)。在各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施,組成一個(gè)完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系,包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。
節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。
(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點(diǎn)澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過(guò)程的跑漏損失和田間灌水過(guò)程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。
(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。
(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù),土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:
(1)與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā),在一定時(shí)期主動(dòng)施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)矮化密植,到達(dá)節(jié)水增產(chǎn)的目的。
(2)應(yīng)用3S技術(shù)的精細(xì)灌溉技術(shù)。就是運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長(zhǎng)實(shí)際需求的信息,通過(guò)信息處理與分析,按需給作物進(jìn)行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點(diǎn)和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。
(3)智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動(dòng)控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機(jī)械與設(shè)備,適時(shí)地檢測(cè)土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來(lái)實(shí)施變量施水,達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì):
(1)噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機(jī)械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進(jìn)一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機(jī)型有各自的優(yōu)缺點(diǎn),要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤(pán)式噴灌機(jī)及人工移動(dòng)式噴灌機(jī)比較適合我國(guó)國(guó)情。
(2)地下灌溉已被世人公認(rèn)是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問(wèn)題,應(yīng)用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會(huì)得到一定的發(fā)展。
(3)地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
(4)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來(lái)越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、模擬模型等技術(shù)的集成,達(dá)到時(shí),空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點(diǎn)。
(5)節(jié)水綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
(1)提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)。我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家,隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步,農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國(guó)糧食安全,只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路,灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此,我們應(yīng)加大對(duì)發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳力度,使全社會(huì)都來(lái)關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù),形成一個(gè)較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
(2)形成發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)內(nèi)在機(jī)制。通過(guò)制定和運(yùn)用好水價(jià)、水權(quán)這些經(jīng)濟(jì)手段,對(duì)農(nóng)業(yè)用水需求進(jìn)行有效調(diào)控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無(wú)效益浪費(fèi)型的用水需求,促進(jìn)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的需求,從而推進(jìn)節(jié)約灌溉技術(shù)發(fā)展。
(3)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展要符合農(nóng)村實(shí)際。節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展不僅是工程問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題,還是社會(huì)問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。節(jié)水灌溉技術(shù)如果不能使農(nóng)民從中得到實(shí)惠,就不能得到廣大農(nóng)民的真正擁護(hù),就不能持續(xù)快速地發(fā)展起來(lái)。
篇9
關(guān)鍵詞:有機(jī)磷農(nóng)藥 微生物 微生物源酶 降解
中圖分類號(hào):X592 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)004-089-02
自1960年以來(lái),眾多國(guó)家開(kāi)始限制、禁止使用有機(jī)氯農(nóng)藥,其逐步被有機(jī)磷農(nóng)藥所替代,有機(jī)磷農(nóng)藥具有廣譜、高效等眾多優(yōu)點(diǎn),但是隨著農(nóng)業(yè)的卓越發(fā)展,其被過(guò)多使用,產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)也日益突顯,其不僅污染了水資源,而且致使殘留在眾多農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥嚴(yán)重超標(biāo),食品污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重,最終威脅了人類的生存、發(fā)展,繼而不利于社會(huì)的全面、協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展。至此,保護(hù)環(huán)境的時(shí)代背景下,有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物降解問(wèn)題備受世人關(guān)注,探究如何充分發(fā)揮微生物對(duì)降解有機(jī)磷農(nóng)藥的作用已成為環(huán)境保護(hù)的重大課題。
1 降解有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物品種概述
當(dāng)前,我們主要是從被污染的環(huán)境介質(zhì)(例如:被污染的泥土、土壤)中來(lái)獲取高效降解菌?,F(xiàn)在人們已經(jīng)分離出的對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥降解有良好效果的微生物菌群主要有真菌、細(xì)菌、放線菌及一些藻類。
真菌基于其較高的降解能力,人們十分關(guān)注,主要有:木霉屬、曲霉屬、酵母菌及青霉屬等。顏世雷等有關(guān)人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的搖床馴化培養(yǎng)從被污染的土壤里篩選得到2株曲霉菌株,其能夠在高濃度氧化樂(lè)果環(huán)境下生長(zhǎng)。當(dāng)溫度高達(dá)28℃時(shí),其降解氧化樂(lè)果的比率高達(dá)70.38%及61.28%。
因?yàn)榧?xì)菌具有容易引發(fā)突變菌株和生化多適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn),故在微生物降解過(guò)程中它具有極高的地位。目前已經(jīng)分離出的細(xì)菌有:芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬、節(jié)桿菌屬、不動(dòng)桿菌屬、沙雷氏菌屬等。例如:以解秀平為代表的有關(guān)人員從污水曝氣池里分離出一株可以以甲基對(duì)硫磷以及其在降解過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)硝基苯酚是僅有的碳源的節(jié)桿菌屬,其在5h內(nèi)降解50mg/L的甲基對(duì)硫磷以及對(duì)硝基苯酚的比率達(dá)到85%與98%。而以金彬明為代表的有關(guān)人員主要是從受有機(jī)磷污濁后的海水樣中篩選、分離出一株蠟樣芽孢桿菌菌株,其在溫度高達(dá)28攝氏度的情況下降解甲胺磷的比率高達(dá)48.9%。
除此以外,諸如可以降解甲拌磷、對(duì)硫磷等的小球綠藻屬之類的一些藻類一定程度上也可以降解有機(jī)磷農(nóng)藥,但是學(xué)界對(duì)其的研究卻少之又少。
2 有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物降解機(jī)理分析
2.1 微生物的有關(guān)活動(dòng)改變微環(huán)境繼而間接促進(jìn)農(nóng)藥被降解
通常有三類作用形式:(1)種間協(xié)同代謝,主要是指相同環(huán)境下的數(shù)種微生物相互聯(lián)合來(lái)代謝一種有機(jī)磷農(nóng)藥,在此培養(yǎng)混合菌可謂是俱佳解決辦法。(2)共代謝作用,即微生物雖然有可利用的碳源存在,但仍對(duì)原先不能夠利用的物質(zhì)進(jìn)行分解代謝的一種現(xiàn)象。王永杰等人運(yùn)用共代謝的方法從污泥中分離得到一株降解樂(lè)果的菌株G1,其降解樂(lè)果的比率高達(dá)60%。艾濤等有關(guān)人員以共代謝的方法分離得到一株降解樂(lè)果的真菌菌株L3,在120h之內(nèi),此菌株降解樂(lè)果的比率高達(dá)29.2%。(3)礦化作用,其主要含義是微生物直接將有機(jī)磷農(nóng)藥作為生長(zhǎng)基質(zhì),并將把它全部分解成CO2和 H2O等無(wú)機(jī)物的過(guò)程。李曉慧從長(zhǎng)期被毒死蜱污染的污水處理池里分離得到一株毒死蜱高效降解菌株,在24h之內(nèi),其可將100mg/L的毒死蜱降解完畢。石利利等人對(duì)假單胞菌DLL-1 在水溶液介質(zhì)中對(duì)甲基對(duì)硫磷的降解有何性能、影響因素有哪些以及其降解機(jī)理是什么等做了深入、細(xì)致的研究,其結(jié)果表明假單胞菌DLL-1可以將甲基對(duì)硫磷全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)離子NO2-、NO3-,而對(duì)硝基苯酚是其中間產(chǎn)物。
2.2 微生物直接作用于有機(jī)磷農(nóng)藥
該降解方式的實(shí)質(zhì)就是包括脫氫、氧化、水解、還原及合成等作用的促酶反應(yīng),要么是微生物自身就含有可以降解農(nóng)藥的酶系基因,或者是即是微生物自身沒(méi)有攜帶可以降解有機(jī)磷農(nóng)藥的酶系,但是受農(nóng)藥的影響,微生物的基因也會(huì)隨之發(fā)生改變或者重組,繼而新降解酶系應(yīng)運(yùn)而生。在分離獲得的具有抗輻射性的不動(dòng)桿菌USTB-04降解甲基對(duì)硫磷的時(shí)候,沒(méi)得到任何最終產(chǎn)物及中間產(chǎn)物。至此可得出:USTB-04并不是作用于P=O鍵,相反,其首先致使苯環(huán)上的C-C鍵發(fā)生斷裂。而阮少江等發(fā)現(xiàn),催化后的甲胺磷經(jīng)甲胺脫氫酶PO43-及CH3SH。至此,其推斷存在于自然界的甲胺磷的降解從P=N的斷裂開(kāi)始的可能性比較大。而且,具有不同的關(guān)于微生物降解其他有機(jī)磷的方法的報(bào)道。
3 限制有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物降解的因素
3.1 微生物自身?xiàng)l件的限制
微生物本身的降解能力是限制有機(jī)磷農(nóng)藥微生物降解的因素中最重要的因素,不同種類的微生物,其代謝活動(dòng)各具特色,適應(yīng)性也千差萬(wàn)別,而且同類型的不同菌株對(duì)相同的有機(jī)底物的反應(yīng)也各不相同。加之,微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力,很容易馴化,經(jīng)過(guò)一階段的適應(yīng)新生化合物可以促使微生物產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的酶系降解它,且還可以借助于基因突變來(lái)構(gòu)建新酶系降解它。傳統(tǒng)主要是采用單一的微生物菌株的純培養(yǎng)來(lái)降解農(nóng)藥的微生物,但是這一方式不如混合培養(yǎng)合理,前者一般情況下沒(méi)有生物降解需要的整個(gè)酶的遺傳合成信息,其在降解難度較高的化合物中沒(méi)有充足的訓(xùn)話時(shí)間,繼而無(wú)法進(jìn)化出整個(gè)代謝途徑,相反,后者則更能抵御微生物降解時(shí)產(chǎn)生的毒物質(zhì)。
3.2 農(nóng)藥種類的影響
諸如農(nóng)藥化合物的空間結(jié)構(gòu)、分子量、數(shù)量及取代基的種類均會(huì)或多或少地制約微生物對(duì)它的降解。一般地,高分子化合物的降解難度要比低分子量化合物的降解難度高的多,且復(fù)合物與聚合物抵抗生物降解的能力更強(qiáng);空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的要比簡(jiǎn)單的更難降解。以陳亞麗為代表,其曾報(bào)道,假單胞菌WBC-3很容易降解苯環(huán)上有_NH2、_OH的化合物;Potter等人借助于小規(guī)模堆肥研究了多環(huán)芳烴的降解問(wèn)題,并指出5-6環(huán)的芳烴要比2-4環(huán)的難降解的多。同時(shí),存在于土壤中的活性酶?jìng)涫苡袡C(jī)磷農(nóng)藥的制約,且隨著外界環(huán)境的改變抑制程度也會(huì)發(fā)生變化,不同種類的有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)酶的制約也不一樣,相應(yīng)地,有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)酶的活性的不僅有刺激性,且各不相同。至此,酶對(duì)眾多農(nóng)藥展現(xiàn)出不同的降解活性。
除此以外,微生物的生存與生活也深受外部環(huán)境的影響,繼而一定程度上削弱了微生物的降解能力及影響了其代謝活性。歸納起來(lái)這些因素是溫度、水分、酸堿度、營(yíng)養(yǎng)狀況、底物濃度、氧氣量、表面活性劑等。
4 結(jié)語(yǔ)
新形勢(shì)下,隨著科學(xué)技術(shù)的卓越發(fā)展,尤其是微生物技術(shù)的日新月異,有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物降解已經(jīng)取得了可喜可賀的成績(jī),而且新生的降解酶、降解微生物與生物工程的有機(jī)結(jié)合,微生物對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的降解作用將會(huì)大大增強(qiáng)。不過(guò),不能忽視的是竭盡所能地使微生物發(fā)揮對(duì)農(nóng)藥的降解作用,繼而達(dá)到微生物經(jīng)濟(jì)、高效率地降解有機(jī)磷農(nóng)藥是當(dāng)務(wù)之急。
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篇10
關(guān)鍵詞 生物統(tǒng)計(jì) 教學(xué)改革 教學(xué)方法 多媒體教學(xué)
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
On Method of Biostatistics Teaching Reform
Abstract In order to explore the teaching methods of the research, to improve teaching effectiveness, based on many years of practice, on the the biostatistics courses bold reform, teaching contents, methods, means the try. Through reforms to stimulate students' interest in learning, and enhance the usefulness of the course, and achieved good results.
Key words biostatistics; teaching reform; teaching methods; multimedia teaching
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程是黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命學(xué)院開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)必修課,在生物科學(xué)、生物技術(shù)和制藥工程本科專業(yè)均有開(kāi)設(shè),2012年起,在生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士專業(yè)也開(kāi)設(shè)了該課程。
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)在生物學(xué)中的應(yīng)用,是生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究和實(shí)際工作必不可少的工具,該課程要求學(xué)生具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯推理能力,一直被認(rèn)為是生物專業(yè)難度較大的課程之一,有所謂的“四難”之說(shuō),即教師認(rèn)為難教,學(xué)生感到難懂、難記、難用。因此,該課程的教學(xué)改革一直是任課教師致力進(jìn)行的一個(gè)課題。筆者從2005年起,一直從事該課程的教學(xué)工作,根據(jù)自身及課題組成員多年的教學(xué)實(shí)踐,并以學(xué)校進(jìn)行研究性教學(xué)改革為契機(jī),深入進(jìn)行了教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)改革的嘗試,并且收到了良好的教學(xué)效果?,F(xiàn)就多年的探索與實(shí)踐,談?wù)勛约旱捏w會(huì)和思考。
1 精選教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合實(shí)際需要
本門(mén)課的學(xué)時(shí)數(shù)較少,只有30學(xué)時(shí),因此,在教學(xué)內(nèi)容安排上,一定要精挑細(xì)選,既要涉及面廣,又要突出重點(diǎn),而這恰恰是課程改革最困難的環(huán)節(jié)。筆者經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,將授課內(nèi)容總體分為試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)方法兩大部分,并穿插統(tǒng)計(jì)軟件介紹,各個(gè)小章節(jié)各有詳略。在內(nèi)容安排上,考慮到學(xué)生已有的基礎(chǔ),避免與已修的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程內(nèi)容重復(fù),同時(shí)考慮到計(jì)算機(jī)的普及和大量統(tǒng)計(jì)軟件的使用,手工計(jì)算過(guò)程不再作為重點(diǎn),并盡可能和實(shí)際結(jié)合,為學(xué)生下一步的畢業(yè)論文與科研工作打好基礎(chǔ)。
具體教學(xué)中,對(duì)描述性統(tǒng)計(jì)部分,雖然內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單,但實(shí)用性強(qiáng),應(yīng)用廣,因此學(xué)生必須掌握。著重是統(tǒng)計(jì)圖、連續(xù)性資料的整理方法,其它內(nèi)容可自學(xué)。涉及理論分布、t檢驗(yàn)、檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)等知識(shí),重點(diǎn)放在二項(xiàng)分布和正態(tài)分布的概率計(jì)算,對(duì)于原理不過(guò)深地糾結(jié)。統(tǒng)計(jì)推斷與方差分析也是一個(gè)重點(diǎn),要求掌握不同統(tǒng)計(jì)方法的適用條件,并能夠利用EXCEL和DPS、SPSS等統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),通過(guò)實(shí)例操作使學(xué)生掌握。直線回歸與相關(guān)分析主要介紹簡(jiǎn)單相關(guān)與回歸,學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作,分析方法的統(tǒng)計(jì)軟件操作即可。再有就是試驗(yàn)設(shè)計(jì),主要是講清試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則,并以教師的科研課題為例,講清設(shè)計(jì)的基本思想和設(shè)計(jì)方法。由于所修專業(yè)不同,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇了不同的內(nèi)容,如生物技術(shù)與生物科學(xué)專業(yè),刪去完全隨機(jī)區(qū)組部分;而對(duì)于制藥工程專業(yè),則增加了交叉設(shè)計(jì)、正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2 改善教學(xué)方法,注重案例教學(xué)
生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材大多理論性強(qiáng),內(nèi)容枯燥,容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩感。照本宣科的傳統(tǒng)授課方法,更會(huì)使學(xué)生一頭霧水,失去興趣,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力十分不利。而且由于教師上完課就走,師生間缺乏溝通,教學(xué)質(zhì)量如何無(wú)從知曉,教學(xué)效果不佳。因此,在教學(xué)中,筆者根據(jù)各章教學(xué)內(nèi)容及要求不同,采用了不同的教學(xué)方法,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。筆者采用最多的是案例教學(xué),即在授課過(guò)程中以實(shí)例來(lái)輔助教學(xué)。分兩種情況,一是在講述原理及方法時(shí)以實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)進(jìn)行。例如再給制藥工程專業(yè)進(jìn)行正交分析設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)推斷的授課時(shí),以制藥專業(yè)的一個(gè)畢業(yè)課題為例,從為什么使用正交設(shè)計(jì)(適用條件),設(shè)計(jì)的原理、優(yōu)勢(shì)入手,然后再解決問(wèn)題,這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中明確了目的,有的放矢,對(duì)理論與應(yīng)用的掌握程度明顯加強(qiáng)。二是在講述原理及方法時(shí)舉一些實(shí)例來(lái)增加趣味性,如在講解小概率不可能發(fā)生原理時(shí),筆者講述了這樣一個(gè)事例:在講臺(tái)放20支槍和100萬(wàn)美元,20支槍中只有一支有子彈,誰(shuí)敢拿著槍對(duì)著自己開(kāi)一槍,沒(méi)有子彈就把100萬(wàn)美元給他。通過(guò)這個(gè)小例子來(lái)讓學(xué)生弄清楚5%顯著性水平的含義,并且很難忘記。還有就是把一些歷史資料的情況滲透進(jìn)入課堂,如在講解t檢驗(yàn)時(shí),給學(xué)生介紹從釀酒師到統(tǒng)計(jì)主管的哥斯特的典故。1899 年,他在英國(guó)都柏林一家釀酒公司做釀酒師,在對(duì)酒進(jìn)行小樣本質(zhì)量控制時(shí)發(fā)現(xiàn)了t 分布的原理,并以Student作為筆名發(fā)表了論文,在講述過(guò)程中還提出在普通工作中也能做出大作為的道理,感覺(jué)學(xué)生的聽(tīng)課效果明顯增強(qiáng)。除此之外,在下課前,教師還布置一些預(yù)習(xí)問(wèn)題,讓學(xué)生自己查閱資料,探尋解決方法,在下節(jié)課中回答,通過(guò)這種方法,督促學(xué)生自主學(xué)習(xí),這樣就避免了老師講得眉飛色舞,學(xué)生聽(tīng)得昏天黑地的局面。
3 改革教學(xué)手段,傳統(tǒng)現(xiàn)代結(jié)合
傳統(tǒng)的教學(xué)手段以板書(shū)為主,在信息技術(shù)高度發(fā)展的今天,看似落后,但其在生物統(tǒng)計(jì)中的地位卻并不能被多媒體完全取代。在講授一些重要的生物統(tǒng)計(jì)原理、公式推導(dǎo)和證明等方面,具有其他教學(xué)手段不可比擬的優(yōu)越性,例如在方差分析、回歸相關(guān)分析原理推斷演示時(shí),利用板書(shū),可以讓學(xué)生有足夠的時(shí)間思考,參與到教師的思路中來(lái),及時(shí)理解和消化知識(shí)。同時(shí),現(xiàn)代多媒體技術(shù)的發(fā)展和多媒體設(shè)備的普及,也使得多媒體教學(xué)成為不可或缺的一種教學(xué)手段,利用它強(qiáng)大的功能,如容量大,使用方便,可以集圖像、音頻和視頻于一體,豐富了教學(xué)的形式,提高了教學(xué)的效率,因此,在教學(xué)中必不可少。此外,在教學(xué)過(guò)程中,還利用Newclass計(jì)算機(jī)教室,讓學(xué)生新手操作Excel、DPS、SPSS等計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用,并完成分析過(guò)程,為學(xué)生以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。因此,我們?cè)趥鹘y(tǒng)的板書(shū)教學(xué)過(guò)程中,融入多媒體教學(xué)手段,通過(guò)兩者互補(bǔ),達(dá)到了理想的教學(xué)效果。
總之,經(jīng)過(guò)教學(xué)改革嘗試,所授課班級(jí)學(xué)生對(duì)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了,對(duì)統(tǒng)計(jì)方法的掌握程度提高了,考試基本都能順利通過(guò),而且壓力大大減輕。在今后的課程教學(xué)中,還要不斷探索,推陳出新,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)實(shí)際運(yùn)用能力,不斷提高教學(xué)效果和質(zhì)量。
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