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生物技术与生物经济是现代科学和技术领域的重要组成部分,未来的发展要继续贯彻“发展高科技,实现产业化”的指导思想,贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》提出的“把生物技术作为未来高技术产业迎头赶上的重点”的要求,加强生物技术在农业、工业、人口和健康领域的应用,提升相关产业创新能力和发展水平,加速使中国成为生物技术强国和生物产业大国。
我国生物技术与产业发展的基本目标是:力争到2020年,实现生物技术的跨越发展,使中国生物技术研发水平跃居世界先进行列;加速科技成果产业化,培育生物新产业,形成2~3万亿元人民币的产值,使中国成为生物技术强国和生物产业大国。
为实现这一目标,政府将实行“三步走”战略:第一步,技术积累阶段:到2010年左右,形成5000~8000亿人民币规模的生物技术产业;第二步,产业崛起阶段:到2015年左右,生物产业总产值力争达到16000亿元人民币;第三步,持续发展阶段:到2020年左右,生物产业总产值达到2~3万亿元人民币,占GDP的4%%以上,形成国民经济新的支柱产业。
为实现上述目标,我国的发展重点是:
――在生命科学前沿基础研究、农业生物技术、医药生物技术、工业生物技术、能源生物技术、环境生物技术、海洋生物技术、生物资源开发与生物多样性保护、中医药、生物安全等10个重点领域开展重点研究。
――重点支持转基因技术、干细胞与组织工程、生物催化与转化技术等35类关键技术。
加速生物技术、生物经济发展
的战略与措施
我国政府已经确立了建设创新型国家的战略目标,建设创新型国家,需要科技创新、体制创新、机制创新、文化创新等,而科技创新是最重要的内容。
中国的发展需要科技,需要高科技,而未来高科技产业发展中生物技术是迎头赶上的重点,也是我们发展的重点。
我们将进一步采取一系列重大措施,进一步加强生物技术和生物经济领域的国际科技合作,推进新的科技革命,加速生物技术的创新,培育新的经济增长点。
一是以政策与规划为基础,营造生物技术与产业发展的良好环境。政府将像当年支持软件产业一样,加速生物技术和生物经济的发展,并为之创造良好的发展环境。
二是以国家重大专项为牵引,加速生物技术产业化,解决经济发展、社会进步中急需解决的技术问题。切实解决人民健康、粮食安全、能源安全、环境安全、生物安全等急需解决的重大技术问题,为经济社会发展做出重要贡献。
三是以建设一流研究基地为突破口,切实提高生命科学、生物技术的原始创新能力。我们将以世界的眼光,吸引和凝聚一批国际一流人才,努力建设一批高水平的研究基地,提高生命科学和生物技术领域的原始创新能力,使中国成为对世界文明进步产生重要影响的国家之一。
四是加速体制创新,使企业成为技术创新的主体。通过产学研联盟等多种途径,促进具有优势的科研院所与企业的战略合作,培育具有国际竞争力的生物技术龙头企业,加速企业成为技术创新的主体。
五是大幅度增加科技投入,切实改善生物技术的投融资环境。加大对生物技术研发和产业化的国家投入力度,通过国家科技投入的引导,建立和完善多渠道、全社会投资机制和体系,逐步形成企业和社会资金投入为主的良好格局。
传统的生物保护战略被动地强调现存濒危物种和景观元素的保护,如果将物种运动和生态过程作为一个能动的景观控制过程来对待,我们将会有一种全新的景观规划途径。其中有三个方面的概念对这种新的景观规划途径有启发意义:即景观的空间构型对生态过程的作用,生物进化空间轨迹与景观格局设计及景观阻力与潜在的生态基础设施的设计。景观生态安全格局正是在这些方向上的一个新的探索。
关键字:生物多样性;生物保护;景观生态;景观规划
1.生物多样性保护的景观规划途径
景观规划设计在生物多样性保护中的意义已引起生物学家的高度重视,用Wilson(1992,P317)的话说“作为一个发展中的专业,景观设计(Landscape Design)将在(生物多样性)保护中起着决定性的作用,在环境日益人工化的情况下,仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高的程度。总体规划不但考虑经济效益和美,同时考虑生物种类的保护”。
生物多样性(Biopersity)包含三个层次的含意:(i)遗传多样性,即指所有遗传信息的总和,它包含在动植物和微生物个体的基因内;(ii)物种多样性,即生命机体的变化和多样化;(iii)生态系统的多样性,而栖息地、生物群落和生物圈内生态过程的多样化(见 McNeely等1990;Soule1991;NAS1992)。相应的生物多样性保护也分别在环环相扣的多个生物空间等级层次(Biospatial hierarchy)上进行,即(i)景观或生态系统综合体层次,(ii)群落层次,(iii)物种层次,(iv)种群层次和(v) 基因层次。生物多样性的空间等级层次与空间位置和格局紧密相关, 这也正是本文关于生物保护景观规划讨论的出发点。
总起来讲,生物多样性保护可分为两种途径:以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。前者强调濒危物种本身的保护,而后者则强调景观系统和自然地的整体保护,力图通过保护景观的多样性来实现生物多样性的保护。保护战略上的两种不同途径也体现在以生物保护为目的的景观规划设计中:以物种为出发点的的规划途径和以景观元素为出发点的的规划途径。尽管两者都考虑物种和生态基础设施的保护,但前者的规划过程是从物种到景观格局,而后者是从景观元素到景观格局。
1.1 以物种为出发点的景观规划途径
该规划方法强调,使景观生态规划具有意义的充分必要条件是选准保护对象,并对其习性、运动规律和所有相关信息有充分的了解。以此为基础来设计针对特定物种的景观保护格局。一个整体优化的生物保护景观格局是由多个以单一物种保护为对象的景观最佳格局的叠加与谐调(Amstel等1988;Selm 1988)。这一途径一般可分为下列五个步骤:
(i)根据物种的重要性,选择目前的或潜在的保护对象。
(ii)收集关于保护对象的信息,包括查阅文献,明确适合于每一保护对象的最佳景观结构。
(iii)汇总和比较所有保护对象对景观的需要。
(iv)修改保护物种清单以取得保护的谐调与一致性。
(v)综合以单一物种保护为目的的景观规划来获得某一地域的总体生物保护景观规划。
如果有足够详尽的关于物种及其相关联系的信息的话, 以物种为中心的景观规划途径可以说是,最有效和科学的生物保护途径。但是,这一途径一开始就将可能遇到规划师和生物学家都无法解决的问题,即什么物种应优先保护的问题。人们一般从三个方面的标准来选择优先保护的物种:
(i)目前的稀有、特有性,受协状态及其实用性,大型哺乳动物和那些被列入国际濒危物种名单之列的物种显然应作为首选的保护对象。往往被作为首选对象。
(ii)物种在生态系统及群落中的地位。保护对象应对维护整体生态平衡有关键作用。
(iii)物种的进化意义。一种杂草可能本身很不起眼,在群落内也表现不出重要意义,但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有重要价值。用进化的观点来进行生物多样性保护比被动地保护现存的濒危物种更具有意义(Edwin 1991)。
1.2 以景观元素保护为出发点的途径
这一途径并不基于对单一物种的深入研究来作景观规划,而是把生物空间等级系统作为一个整体来对待。集中针对景观的整体特征如景观的连续性,异质性和景观的动态变化来进行规划设计。该途径认为,现实的生态过程发生在一个时空嵌合体中,包含生物等级系统的各个层次。而批评以物种或群落保护为对象的规划只是偏面地解决了一个连续的复杂系列的局部和片段(Noss and Harris,1986)。因此,以景观元素为核心的整体规划途径强调以下的步骤(Harris 1984, Noss and Harris 1986; Noss1991):
(i)生态过程和生物多样性成份包含在一个广泛的时空尺度上,因此,一个全面的规划应该以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为保护对象。强调节点的多样性,这些节点小到一棵孤树或一个森林斑块,大到国家公园和自然保护区。而对单一物种本身则不作深入考察。
(ii)因为景观的破碎和分割被认为是危胁生物多样性的一个最重要因素,所以,规划强调景观的连结关系和格局设计。规划的目标是将每一景观中各种大小的节点连接成为整体的保护网络,并在区域和大陆尺度上建立景观保护体系。
(iii)景观及其保护必须从时空系统和动态的、飘移的嵌合体(Shifting Mosaic)角度来认识和理解。所以,生物多样性保护的景观规划旨在维护嵌合体的稳定性,综合考虑保护及发展规划,以实现景观的可持续性。
与以物种为核心的规划不同,以景观元素为核心的规划的第一步不是确定单一物种作为保护对象与研究其特性,而是首先分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍,然后提出方案来利用和改进现存的格局,建立景观保护基础设施(Conservation Infrastruture)。包括在现有景观格局基础上,加宽景观元素间的联接廊道、增加景观的多样性、引入新的景观斑块和调整土地利用格局。
此景观元素为核心的规划途径的理论指导包括岛屿生物地理学(Island Biogeography)和景观生态学。景观的连续性、异质性、动态和飘移等是规划着重考虑的景观特性。
这一规划途径的一个典型代表是所谓的景观群岛模式(Archipelago Model),或称为综合利用模式(Multiple-use Model,简称MUMs)(Harris,1984;Noss and Harris 1986)。这一模式包括一个绝对保护的核心区和周围缓冲区。沿核心区向外人类活动强度逐渐增加。核心区是生物多样性等级系统中任一层次上的某一节点。
一个关于整体景观保护的类似的概念是所谓的景观补偿区网络(Network of Landscape Compensative Areas),这一概念强调景观规划和管理的一个最重要原则是景观的多样性和最优格局。而这样一种最优格局表现为地域内多层次的景观补偿系统和生态基础设施(Mander等1988)。这一理想的景观格局实际上是一个等边六角形。在这样一个六角形中,景观的生态多样性和稳定性通过多层次的生态过渡带和补偿区网络来实现。
以景观元素为导向的规划避免了上述的以特定物种为核心的规划途径的缺点,而从整体上来设计全面的、包容的景观格局。对于景观这一复杂的系统来说,这似乎是合理的。问题是,这种从形式出发的景观格局设计是否能满足内容即物种的保护需要?景观格局是为谁而设计的? 2.多样性保护的空间战略
生物多样性的丧失主要有以下六方面的原因:
(i)栖息地的消失; (ii)栖息地(景观)的破碎化;(iii)外来种的入侵和疾病的扩散;(iv)过度开发利用;(v)水、空气和土壤的污染;和(vi)气候的改变。
其中,栖息地的消失和破碎是生物多样性消失的最主要原因之一。在中国尤其如此(BCCA,1992)。栖息地的消失直接导致物种的迅速消亡,而栖息地的破碎化则导致栖息地内部环境条件的改变,使物种缺乏足够大的栖息和运动空间,并有利于外来物种的侵入。适应于在大的整体景观中生存的物种一般扩散能力都很弱,所以最易受到破碎化的影响。
尽管生物保护的景观规划途径有所不同,一些空间战略都被普遍认为是有效的。这些战略对克服上述人为扰有积极作用。包括:
(i)建立绝对保护的栖息地核心区;
(ii)建立缓冲区以减少外围人为活动对核心区的干扰;
(iii)在栖息地之间建立廊道;
(iv)增加景观的异质性;
(v)在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块。
2.1 绝对保护核
这是自然保护中最传统的战略,其基本思想是将保护对象(残遗斑块或濒危物种栖息地)尽量完整地保护起来,并将人类活动排斥在核心区周围的缓冲区以外。
岛屿生物地理学强调自然保护区设计中的面积和临近关系。这一理论最早由Preston(1962)和MacArthur及Wilson(1963,1967)等首先提出并发展。这一理论假设一个岛上的物种数目最终将趋于一种动态平衡。导致平衡的两种过程是物种的迁入和灭绝。达到平衡状态的物种数主要取决于岛屿的大小和岛屿离种源的距离,即面积效应(Area Effect)和距离效应(Distance Effect)。也就是说,一个小的保护区不但最终将只能允许少数物种的生存,并在一开始就使物种迅速消亡。而远离种源的保护地,则很难使物种有再迁入来取代消亡的个体。这一假设或多或少在海洋岛屿和孤立的陆地残遗斑块的观察中得到证实(见Frankel and Soule,1981; Harris1984;Forman and Godron 1986; Forman 1995)。但是,陆地景观斑块与海洋岛屿的状况有很大差异(Forman 1979; Harris 1984),目前还没有一个有效的途径来衡量陆地景观斑块隔离状况。有学者提出用景观阻力(Landscape Resistance)来衡量栖息地斑块间的隔离程度(Forman and Godron 1986;Formam 1995)。影响景观阻力的因素包括景观的基相质地和边界频率等。Kanaapen等(1992)提出用最小累积阻力来衡量隔离程度。
岛屿生物地理学的越大越好和越近越好的基本原则在今天仍被广为接受,但也有不同的看法(如Simberloff and Abele 1976),认为几个小的保护区可能比一个大型保护区有更多的优越性。
一些反映面积和物种及种群关系的门槛为规划提供了有用的指导。其中之一是种群健康所需要的最小面积(Viable Minimum Area)。对此,有两条法则,即近期法则和长期法则。近期法则主张最小的有效种群数是50;长期法则主张最小种群数为200-500,这样才能保证生物保护的长期安全。根据这两个门槛,可以相应地确定最小面积(Frankel and Soule 1981;Harris 1984)。
根据岛屿生物地理学,物种与面积之间存在着以下的关系(MacArthur and Wilson 1967)
其中S和A分别是物种数和面积(公顷), C和z是特定物种及环境条件下的参数。尽管C和Z因具体情况变化很大(见Wilcox 1980),这一公式指出,当栖息地斑块很小时保护面积的微小增加会导致物种的大幅度增加,而当栖息地斑块很大时,其面积的进一步扩大只能增加少量的物种。根据这一特点,一般认为保护区的面积每减少十倍,物种数将损失30%。
另一种门槛变量是破碎度。根据采伐的模拟表明,景观中至少有50-70%的原有森林生境才能保护物种及生态过程的健康和维持正常秩序(Franklin and Forman 1987)
2.2 缓冲区
缓冲区(Buffer Zones)或过渡带(Transition Zones)的功能是保护核心区的生态过程和自然演替,减少外界景观人为干扰带来的冲击。通常的方法是在保护核心区周围划一辅的保护和管理范围。但试图在保护核周围建立缓冲区的设想往往会落空,原因是缓冲区土地的所有权法律上不属于保护区管理部门(见McNee1y 1992)。在有的情况下保护区内部也设缓冲区。但是,国际上关于如何划分缓冲区的技术问题一直没有解决。也就是说缓冲区应该划到什么地方,如何划才最有利于保护同时不给当地居民带来过分的经济损失。显然,以保护核心为中心同心圆式地划分缓冲区的做法是不科学的。一个新的划分缓冲区的途径是利用阻力面的等阻线来确定其边界和形状(Yu,1995a-b,1996a)。阻力面类似与地形表面,其中有缓坡和陡坡,呈现一些门槛特征。据此来划分缓冲区不但可以有效地利用土地,而且,可以判别缓冲区合理的形状和格局,减少缓冲区划分的盲目性。
2.3 建立廊道(Corridor)
对抗景观破碎化的一个重要空间战略是在相对孤立的栖息地斑块之间建立联系。其中最主要的是建立廊道。生态学家们普遍认为,通过廊道将孤立的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接有利于物种的持续,和增加生物多样性(见Forman and Godron 1986;Harris and Scheck 1991;Saunders and Hobbe 1991;Forman 1995)。这一观点最近在景观规划和设计领域内得到认真的对待(Smith and Hellmund 1993)。
理论上讲,相似的栖息地斑块之间通过廊道可以增加基因的交换和物种流动,给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络,增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。许多实地观察也证实了廊道的这种功能(详见Harris and Scheck 1991;Forman 1995).
廊道的联系和辐射功能使他们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构(Erwin 1991)。根据这一功能,廊道的设计应与生物进化的轨迹相适应,联接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐射。
但是,廊道的意义也不能过分地强调。他们有时并不能起到联系乡土栖息地的作用。相反,他们有可能对乡土物种带来危害。在大尺度空间上的一个例子是南北美大陆联接的形成在过去几百万年内导致生物多样性的灾难性的损失(May 1978;Gould 1993, p347)。在小尺度上的观察也证明廊道对乡土物种的危害性(见Harris and Sheck 1991)。对某些生态过程有促进作用的廊道,恰恰对某些物种的运动有阻碍作用。联结孤立栖息地之间的廊道往往会引导天敌的进入,或外来物种的侵入而危协到乡土物种的生存。美国佛罗里达州的开发就有许多这样的问题。外来物种沿着交通廊道侵入景观深处,危协乡土物种的生存(见Harris and Scheck 1991)。
由于廊道功能的这些矛盾,要求景观设计师谨慎考虑如何使廊道有利于乡土生物多样性的保护。特别应注重以下几个方面的考虑(Harris and sheck 1991):
(i)多于一条廊道:多一条廊道就相当于为物种的空间运动多增加一个可选择的途径,为其安全增加一份保险。
(ii)乡土特性:构成廊道的植被本身应是乡土植物。
(iii)越宽越好:廊道必须与种源栖息地相联接,必须有足够的宽度。否则,廊道不但起不到空间联系的效用,而且,可能引导外来物种的入侵。至于多宽的廊道较为合适,目前尚无定论,但越宽越好是一条基本原则。
至于针对某一种动物运动的廊道,当地的生物和生态专家的经验往往能提供最可靠的参考(Binford等1993)
(iv)自然的本底: 廊道应是自然的或是对原有自然廊道的恢复。任何人为设计的廊道都必须与自然的景观格局,如水系格局相适应。
其它联接破碎斑块的方式包括建立动物运动的"跳板"(Stepping Stones),改造栖息地斑块之间的质地和减少景观中的硬性边界频度等以减少动物穿越景观的阻力。 2.4 增加景观的异质性(Heterogeneity)
实验观察和模拟研究都显示,景观异质性或时空的嵌斑特性(Patchenes)有利于物种的生存和连续及整体生态系统的稳定(Turner 1987; Pickett and Thompson 1978;Kolasa and Pickett 1991; Renshaw 1991; Kozakienicz 1995; Forman 1995)。许多物种需要两种或多种栖息地环境。景观的空间格局与时间更替一样可能会显得杂乱无章。但这种动态和交替抹去了景观中的剧烈性的变化,使系统保持稳定。所以,保护和有意识地增加景观的异质性有时是必要的。(Frankel and Soule 1981; Hayes等1987)。增加异质性的人为措施包括控制性的火烧或水淹、采伐等。
2.5 恢复栖息地
另一种代价很高的生物保护战略是栖息地的恢复,在关键性的部位引进乡土栖息地斑块,作为孤立栖息地之间的“跳板”,或增加一个适宜于保护对象的栖息地。这样可以大大增强生物多样性保护的效果,同时也可提高景观的美学价值(Hayes等1987;Morris1987)。
上述多种生物多样性的保护战略都在不同程度上有积极作用。关键的问题是在什么地方和怎样来构建上述空间结构和战略。也就是说在什么地方划分缓冲区?在什么地方建廊道来联接栖息地斑块?在什么地方引入新的斑块来有效地影响生态过程? 这些问题还远未得到解决。
3.生物保护的景观规划途径讨论
3.1 普遍的缺陷和应改进的方面
上述关于生物保护的景观规划途径和空间战略总起来有以下两个方面的不足:
(i)被动的途径
除少数例外,目前生物保护多采用被动方式。生物多样性或乡土栖息地被作为被动的保护对象,被圈在一定的地区或限制在一定的网络内运动。如果把生物对景观的利用作为一个能动的生态过程,一种对景观的竞争性的控制过程,情景可能会很不一样。在这种假设下,通过识别关键性的景观局部和空间联系,而利用物种自身的对空间的探索和侵占能力来保护生物多样性。这也正是景观生态安全格局(Ecological Security Patterns)概念的基本出发点之一(Yu 1995a-c,1996a-b)。
(ii)局限于对“实体”景观的保护
由于上述关于把物种作为被动对象保护在特定地域和现存景观元素中的局限性,生物保护中的景观生态研究和规划往往注重现有景观元素及格局与生物运动过程的关系 (Laver and Haine-Young 1993)或偏于记载和再现现存的景观实体元素而对景观的另一半,即作为景观实体元素背景的部分研究很少。 而恰恰是这部分“虚体”景观,如作为景观中森林斑块背景的农用基质,对物种的空间运动起作很重要的作用。那么,在这种景观基质、或背景中是否存在着某种隐藏的或是潜在的结构,影响、甚致控制着景观生态过程呢?
由于上述两个局限性,生物保护的上述空间战略的有效性也就值得怀疑了。如传统的缓冲区的划分方法,和根据现存的自然结构来建立廊道并相信物种能利用其进行空间运动等都值得进一步讨论。
所以,下列三个问题依然存在:
(a)如果要选择某一栖息地进行保护应如何选择,包括什么和在什么位置。
(b)如果两个或多个孤立的栖息之间需要构筑廊道,什么地方设廊道才具有高效性。
(c)如果恢复一个退化的景观,应在什么地方着手,才可以使恢复过程更有效,包括有效地使乡土物种得以维持和繁衍,和有效地阻止外来物种的侵入。
对这些问题的回答不但需要考察现存景观元素及其空间格局,同时还应研究潜在的景观基础设施。景观生态安全格局理论在这方面作了初步的探讨(Yu 1995a-c, 1996a-b)。
3.2 一些具有启发意义的概念
针对上述普遍采用的景观规划和空间战略的局限性,有学者提出了一些新的概念和模式。尽管这些新概念仍很大程度上还停留在理论阶段。但对未来生物保护的景观规划发有重要的启发意义。
(i)景观的空间构型概念(Spatial Configuration)
这一概念强调景观的构型,即景观元素的毗邻关系。景观的空间构型可能比笼统意义上的景观异质性或景观的嵌合体特性更具有意义(Forman 1990, 1995)但关于这一设想尚没有进一步的实验观察的支持。
同样的设想也包含在森林的群岛模式之中,这一模式主要讨论破碎化的残遗森林景观的空间分布(Harrs 1984)。该模式强调斑块在联系整体群岛系统中的作用应作为斑块被选作为保护对象的首要因素。单一斑块选择作为保护对象的标准包括:①空间位置,②总的物种丰富性,③对特有区系成分生存和延续的意义,④发生遗传变异的可能性。而“选择栖息地岛屿保护地的压倒一切的保护标准是其在整体景观生态系统中的作用”(Harris 1984, p158)。
(ii)进化动态世系概念(Evolutionary Dynamic Lineage)
这一概念认为,目前生物保护的战略基本上是保护那些正走向灭绝的稀有物种,而这并不是我们所需的。 应该保护的是进化的过程(Erwin 1991)。 那些对当代进化过程有重要意义的关键地区应作为我们的保护和管理重点。 根据物种进化的空间轨迹来设计景观生态保护格局,才使生物保护更具有意义而应作为我们今后努力的方向。
(3)景观阻力的概念(Landscape Reristance)
先正达公司备受期待的多元混配除草剂将于2015年上市,该除草剂由氟吡草酮、莠去津、甲基磺草酮、S-异丙甲草胺等有效成分混配而成,有望成为用于防除巨型豚草的一种除草剂。
拜耳作物科学正积极推动其苗后除草剂Capreno于2015年上市,该产品为单次应用杂草防除产品,主要用于防除抗性阔叶杂草和禾本科杂草。它具有三种作用模式,是羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶和醛缩酶抑制剂,还具有叶绿素破坏作用,持效期很长,可实现在玉米整个生长阶段中的持久残留活性。
杜邦公司也将推出两个除草剂产品Afforia和Trivence,均具有多种作用模式,是抗性杂草残效解决方案。Trivence对面临抗草甘膦和ALS杂草的大豆种植者特别有价值,Afforia则提供多种生产优势,帮助种植者获得一个春季杂草防除的良好开端。较早的应用可防止抗性杂草生物型的蔓延,并有助整齐出苗和强壮立苗。
陶氏益农公司的专利配方Enlist Duo除草剂,属于草甘膦和2,4-D胆碱的混剂,在经过长时间的翘首期盼后,已经蓄势待发,也将在2015年种植季节面市。
通过跟踪国际农化巨头的发展历程,我们不难发现这些公司的发展战略。近年来,国际农药巨头已经悄悄发生了转移,从传统农化行业转向种子行业,从传统农药转向更加环保的生物农药,从渠道及研发合作转向“跨界“的农业信息技术合作,从单一的解决方案转向综合的解决方案。
近两年,生物农药在整个农药行业的地位越来越高,农化巨头纷纷将生物农药纳入发展计划中,巴斯夫提出了要用化学农药和生物农药的组合产品来考虑所有有效的解决方案,虽然传统生物农药在药效方面不及化学农药,但生物农药也有自己的优势,将生物农药配合化学农药使用必然可以发挥两者的合力,起到超乎寻常的效果。不久前业内的新一轮企业并购证明生物农药作为防治有害生物的安全而有效的选择变得越来越重要,未来十年生物农药市场将维持高速增长。
如今,国际农化巨头又将除草剂发展战略目标锁定为抗性杂草解决方案,这一新的风向标应该引起国内农化企业的关注。向国际农化巨头学习,学什么、怎么学,值得我们深思。我们不仅要学先进的管理经验,更要学决胜现在、引领未来的发展战略。
专家指出,农化行业的竞争已经从农药本身拓展到上游的种子行业、延伸到下游的农产品深加工行业,通过掌控农业之源头进而来调整农化品的需求;通过提供更加环保的生物农药来顺应未来绿色及可持续农业发展的需求;通过普及农药科学使用技术确保农产品质量安全;通过把尖端的信息技术应用到现代农业领域,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。世界现代农业的发展方向如此,中国能背道而驰吗?
生物技术的应用领域介绍
农业:一方面,现代生物学技术将使农业科技上升到分子水平,人类可以根据需求从不同种类的动植物中,将它们的优良基因重新组合,培育新的品种,为此人类生产食物的能力将空前提高。另一方面。由于现代生物学从分子水平认识生命的本原,因此不仅在农业内部不同生命体的种属界限被打破,而且导致农业与其他产业间的围墙逐渐被拆除。
医药:医药生物技术一直是生物技术中发展最快、最活跃的领域,也是各国生物技术研究开发的重中之重,是生物技术产业最为成熟,竞争最为激烈的领域。近年来,基因组学、生物信息学、转基因技术、干细胞和克隆技术、生物芯片技术等一系列新兴技术的发展。为促进医药产业的发展提供了新的途径和思路。医药生物技术正在成为整个医药产业发展最重要的技术推动力。目前60%以上的生物技术成果集中应用于医药工业,用以开发特色新药或对传统医药进行改良,由此正在引发医药工业的重大变革。
化工:近年来各国对利用生物技术生产塑料和燃料的研究力度都在加大。对于塑料生产厂家而言。用植物这样的可再生资源来取代以石油为基础的原料,发展前景极为诱人。树脂生产厂家不再依靠化石燃料的有限供应,降解型的生物聚合物可以变成肥料,不仅节省了填埋场所占的土地面积,而且更有利于环境保护和工业的可持续发展。从玉米、高粱或其他植物获取的淀粉和糖,是目前正在开发的几种生物化学新工艺的基础原料。
能源:地球上亿年积累的化石能源――石油、天然气、煤等。仅能支撑30。年的大规模开采就将面临枯竭。如果按现有的开采技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速度推算,煤、天然气和石油的有效年限分别是100―120年、30-50年和18-30年。显然21世纪所面临的严重危机之一是能源问题。利用现代科技发展生物能源,是解决未来能源问题的一条重要出路。生物能源是指从生物质得到的能源,是通过绿色植物、藻类和光合细菌的光合作用,捕获太阳能,经代谢转换,储存于生物质中的能量,是太阳能的有机储存,是可再生能源的重要组成部分。它是人类最早利用的能源,生物能源是一种可再生的清洁能源,开发和使用生物能源,符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。
大力发展我国生物技术与产业发展的驱动力分析
高度重视生物技术的基础研究,形成以企业为主导的创新联盟
鉴于生物技术自身技术创新的需求特点,发现其对基础研究的依赖非常大。因此,需要高度重视生物技术的基础研究,重视政府在支持研发活动中的关键作用。从支持生物技术发展的国外经验来看,欧洲的举措效果显著,这主要得益于欧洲技术平台的重要作用。欧洲技术平台是2003年欧盟委员会提出的,旨在增强欧洲组织和实施技术创新的能力,实现欧洲在战略技术领域保持或获得世界领先地位。该平台是由欧洲战略技术领域的企业、高校、科研机构、政府部门和专家组成的创新联盟,负责制定欧盟在高技术领域的研发战略目标、战略重点、战略措施及行动计划。2010年6月,欧盟启动了低碳技术欧洲产业行动计划,而各低碳技术领域发展路线图和三年实施计划的制定均由各领域的欧洲技术平台(TP)起草制定。经过9年的发展。欧洲技术平台已经在欧洲的低碳产业行动中发挥了核心的作用。
建议我国政府部门应该高度重视生物技术的基础研究,并加快形成以企业为主导、官产学研资用配套的创新联盟,共同推动该产业的发展。在技术研发过程中,一定要平衡好政府和企业的角色和位置,可以采取政府前期资助研发一企业提高研发竞争力一再投资于技术的基础研发的周期形式。
高度重视不同阶段的特点,实施灵活的融资投入机制
2018年1月,学校入选湖北省“国内一流大学建设高校”,其中民族学、化学和药学3个学科入选“国内一流学科建设学科”。
2017年,民族学在教育部学科评估中排名全国第3。
2015年,化学学科进入全球ESI排名前1%。
国家级特色专业建设点:应用化学、民族学、生物技术、电子信息工程、汉语言文学
省级品牌专业:应用化学、民族学、旅游管理、生物技术、经济学、汉语言文学、生物医学工程
海西湾变造修船基地。海西湾船舶与海洋工程产业基地经过10多年发展,已聚集了百余家船舶制造与海洋工程企业及配套企业,形成了完整的产业链和产业配套能力。规划到2015年,海西湾年造船能力将达到668万载重吨,海洋工程钢材加工能力50万吨,修船200余艘;船舶与海洋工程产业产值700亿元,年均出口额36亿美元,将形成集造船、修船、海洋工程、科研等为一体,高效集聚、配套功能最完善、规模最大的船舶与海洋工程装备制造产业基地之一。
仓储企业落户物流园。前湾国际物流园主要由北港物流区和南港物流区两大部分组成。北港主要用于大型堆场和小型仓储,主要分布多家大型物流仓储企业。南港物流园区则为前湾国际物流园注入新鲜血液,总投资约150亿元,设计集装箱吞吐能力2000万标箱,港区内吸引了12个物流、商贸项目落户,大大提高了该区现代海洋服务业的竞争力和集聚度。
发展海洋生物产业链。海洋生物产业园规划面积5000余亩,包括北部园区和南部园区两个生物产业集聚区,已初步形成了以海洋生物精深加工为主体,以海水养殖、海洋新材料与活性物质提取和海水养殖病虫害防治为辅,可持续发展的海洋生物产业链。规划至2015年,园区海洋生物产业收入突破100亿元,成为全国独具特色的蓝色海洋生物产业园区,成为全球海藻加工行业科技含量最高、加工品种最全、产品附加值最高的海洋生物产业基地。
合肥高新区建设千亿元公共安全产业集群
国家知识产权局近日正式确定合肥高新区、无锡国际科技园等10个产业聚集区承担2013年我国战略性新兴产业知识产权集群管理试点项目。合肥高新区将以此为契机打造千亿元公共安全产业集群。
2012年,合肥高新区公共安全产业实现总产值183亿元,占合肥市战略性新兴产业总产值的13.62%,相关企业160余家,从业人数近2.7万,亿元以上企业32家,其中上市公司5家。
合肥高新区有关负责人表示,力争到2015年,公共安全产业实现产值500亿元,培育若干个年销售收入过10亿元的龙头企业。到2020年,实现产值1000亿元,培育若干个年销售收入超百亿元的企业,建成国内领先、国际知名的信息技术公共安全产业基地。(来源:中国高新技术产业导报)
国际电子通信产业园落户哈尔滨市
当苏丹红、瘦肉精、三聚氰胺、农药残留等各种各样的食品安全威胁层出不穷时,老百姓叫苦不迭。
同样身为老百姓的华权高,决定反击。华权高认为,面对食品安全事故,仅靠相关部门的事后处理还远远不够,更应该事前防范,设置靠前防线,才能最大程度地避免“毒从口入”。
华权高是武汉华美生物工程有限公司(以下简称“华美生物”)董事长,专注检测食品安全。从2007年公司成立至今,华美生物已成为食品安全检测领域一匹“黑马”,凭借自主研发的各类生物试剂,已跻身农产品生物毒素检测行业全国前五强。
失败的教训
面对成绩,华权高称自己并不是神,也有过失败的经历。
2005年前后,电商兴起不久。彼时,正从事药品销售工作的华权高意识到,既然电商平台能绕开中间环节直接联系商家与顾客,那么能否把医药相关的商品也“搬”到网上卖呢?
华权高尝试创业,创立了一家名为“生物搜”的网站,主要在网上销售国外知名企业生产的生物试剂。但由于只是销售,定价权掌握在厂家手里,加之当时电商还未成气候,最终华权高的第一次创业以失败告终。
谈起创业,华权高认为,失败了也不见得全是坏事,至少让他明白了两件事:一是要在自己熟悉行业的细分领域里寻找机会,特别是很多人还不太关注的细分领域。华权高从湖北中医药大学硕士毕业后,当过医生,做过药品销售,办网站卖试剂,基本上都与自己的专业相关,“当时国内研发试剂的公司不多。如果下次再创业,可能还会选择以试剂为主攻方向”;二是要掌握主动权,尤其是要将核心竞争力掌控在自己手里。
2007年的一天,华权高约三位朋友在武汉光谷创意街见面。光谷或许有一种魔力,总让人有创业的冲动。四人见面后,决定再次创业,依然聚焦生物试剂。跟上次不同的是,这次是从经销商向自主研发转型,即自己研发生物试剂。
当时,国内的生物试剂市场,以美国品牌为主。为此,华权高团队给公司取名为“华美”,“华”代表中国,“美”代表美国,意为在生物试剂领域,中国研发的产品要走在美国的前列。
唯快不破
自主研发,首先得要有研发人员。
华美生物成立后,第一件事就是大量引进技术人才。到2008年时,公司员工扩展到30多人,其中70%以上都是生物专业的研发人员。
对很多初创公司来说,要想迅速做大,除了实力,还需要点运气。
2008年,中国奶制品爆l三聚氰胺事件,全国震惊。华权高意识到,尽管这是一场悲剧,但对生物试剂行业来说,却是一个成长的机会,因为当时国内专门对三聚氰胺进行检测的试剂非常少。
“要快,赶紧研发三聚氰胺试剂!”华权高让所有研发人员放下手头的活,全力攻克技术难关。当年底,华美生物成功研发三聚氰胺试剂,成为国内为数不多掌握该技术的试剂公司,产品一上市就热卖,当年就实现了90万元的销售收入。
2009年,该产品成为“爆款”,有时一天能卖出200盒,销售额比上年增长了3倍多。
至此,华美生物已初步奠定了自己的“江湖地位”。
“初创公司的生存法则是唯快不破,慢半拍就是死。”华权高说,这里的“快”有两重意思,一是与行业内的大佬级公司相比,初创公司要想赢得一席之地,一个可行的办法是,找到大佬没充分关注的细分领域,并尽可能地率先推出市场需求的新产品;二是检测时间要快。相较于大型食品安全检测精密仪器的耗时耗力,快检技术以快速、低成本的优势,成为食品安全行业的发展趋势,也是生物试剂领域初创公司崛起的关键。
2009年,甲型H1N1流感爆发,并迅速蔓延全球。华权高团队再次快速出击,研发出检测疫苗是否在人体产生抗体的试剂盒,获得大批订单。
不能靠天吃饭
在公司步入正轨后,华权高团队开始思考华美生物的未来。
虽然抓住三聚氰胺和甲型H1N1流感两次突发事件的机遇站稳了脚跟,但这毕竟不能当作公司的长远发展战略。
华权高认为,随着国家对食品安全的控管越来越严,类似三聚氰胺这种人为添加的食品安全事故会越来越少,而类似甲型H1N1流感等突发事件又不可控,“我们不能总是靠天吃饭吧,做公司需要长远稳定的利润,需要找到自己能掌控的独门绝技”。
几经讨论后,华美生物最终将主攻方向,定为检测非人为原因导致食品安全问题的试剂,即自然界本身存在,或是人们的某些生活习惯所导致的一些生物毒素,这些生物毒素会对人体健康造成危害。随着人们对健康的日益重视,相信检测非人为原因导致食品安全问题的生物试剂,将是长期稳定且有巨大需求的细分市场。
华美生物将新战略的第一个产品,锁定为黄曲霉毒素快速检测试剂。
黄曲霉毒素,是黄曲霉产生的毒素。黄曲霉是一种真菌,特别容易在湿热的环境中生长,广泛存在于自然界尤其是土壤中。
正因于此,高灵敏快速检测黄曲霉毒素的技术,对保障农产品从农田到餐桌每个环节的安全具有特殊意义。华权高认为,这是公司未来要突破的重点方向。
找到了方向,剩下的就是“找人”。
“对食品安全检测试剂来说,‘快’的前提,是要以准确率为基础。”华美生物总经理余箭翔对《支点》记者说,作为一个检测工具,试剂只有又快又准,客户才会购买。要提高检测的准确率,最关键的是要找到该领域的权威专家。
在找专家过程中发生了一件趣事。余箭翔介绍,公司委托一位熟识的教授寻找研究黄曲霉毒素的权威专家,对方推荐了中国农科院油料作物研究所的博导李培武,称李是农业部生物毒素检测重点实验室主任,在黄曲霉毒素领域研究了20多年。正当发愁该怎样联系李培武时,余箭翔恰好从湖北省科技厅获悉,李培武主导完成的“农产品黄曲霉毒素靶向抗体创制与高灵敏检测技术”,刚刚荣获湖北省技术发明奖一等奖(注:2015年,该技术还荣获了国家技术发明奖二等奖)。余箭翔当即去拜访李培武,双方很快达成合作,在华美生物成立了李培武工作室,开始生产黄曲霉毒素检测试剂。
2015年底,试剂研发成功,只需3-5分钟就可快速检测出农产品中黄曲霉毒素是否超标,而按传统方法可能要半天甚至一天时间。试剂一上市就热卖,次年销售额近1000万元。
“目前,华美生物在食品安全的毒素检测领域已研发了10余种产品,2016年整个毒素系列实现销售额3000多万元,在业内已跻身全国前五名。”余箭翔说。
专注做好一件事
产品的热卖,证明华美生物选对了策略。
为追求“快”与“准”,华美生物的公司架构也跟一般公司不同。华美生物的研发部门,按产品类别分成理化、ELISA、胶体金、荧光定量等几个研发组,每个研发组又细分为两个小组,分别为应急小组和工艺改进小组。
“这样设置,就是为了更快地满足市场需求。”余箭翔介绍,一旦哪里爆发食品安全事故,公司对应产品的应急小组就要立即行动,推出相应的产品,“比如央视的‘3・15晚会’,我们就特别关注,只要跟食品安全检测相关的,就会立马拿出应对措施。”
在“准”方面,华美生物尤其重视研发,为此还专门成立了知识产权部。目前,华美在生物领域已有3件发明专利及8件实用新型专利。
华权高一直在生物领域深耕,除了华美生物,他还创立了另外两家生物公司,其中一家在2016年成功挂牌“新三板”。
什么是战略性新兴产业
《决定》里指出,战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。根据战略性新兴产业的特征,立足我国国情和科技、产业基础,现阶段重点培育和发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业。
尽管各地对战略性新兴产业的范围有不同的理解,一些地方基于当地的产业基础、比较优势和经济长远发展的需要,将石化深加工、绿色食品、林产业、海洋产业、文化创意、现代物流、高端生产业等列为战略性新兴产业。但培育发展战略性新兴产业应体现国家的战略需求,根据我国国情和科技、产业基础,以及战略性新兴产业的发展阶段与特点,现阶段应紧紧围绕经济社会发展的重大需求,一是以有效缓解经济社会发展的资源、环境瓶颈制约为目标,着力发展节能环保和新能源产业;二是以加快推进经济社会信息化、促进信息化与工业化深度融合为目标,着力发展新一代信息技术产业;三是以提高人民健康水平、促进现代农业发展为目标,着力发展生物产业;四是以提升制造业核心竞争力、促进产业结构优化升级为目标,着力发展高端装备制造、新材料和新能源汽车产业。
《决定》提出的发展目标是,到2015年,战略性新兴产业形成健康发展、协调推进的基本格局,对产业结构升级的作用显著增强,增加值占国内生产总值的比重力争达到8%左右。到2020年,战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右,吸纳、带动就业能力显著提高。节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业成为国民经济的支柱产业,新能源、新材料、新能源汽车成为国民经济的先导产业。到2030年前后,战略性新兴产业的整体创新能力和产业发展水平达到世界先进水平,为经济社会可持续发展提供强有力的支撑。
为什么要发展战略性新兴产业
国家发改委有关负责人在介绍《决定》制定的背景时说,我国正处于经济社会发展的战略转型期和全面建设小康社会的关键时期,工业化城镇化加速发展,面临着日趋紧迫的人口、资源、环境压力,现有发展方式的局限性、经济结构状况以及资源环境矛盾也越来越突出。来看一组数据,2009年,我国生产粗钢5.68亿吨,水泥16.5亿吨,分别约占世界总产量的43%和52%,绝大部分由我国自己消费掉了;一次能源消耗达31亿吨标准煤,是世界能源消费总量的17.5%。而同期我国的GDP只有34万亿元,约合4.7万亿美元,占世界GDP54万亿美元的比重仅8.7%,这种依靠大量消耗资源支撑发展的方式是难以为继的。我国目前以世界9%的耕地养活了20%的人口是了不起的成绩,但到2030年,我国人口接近15亿,人均耕地面积要在目前1.38亩的水平上减少10%以上,保障粮食安全的压力不断增大。尽管我国近年来对节能环保高度重视,也取得了巨大成绩,但2009年全国七大水系劣五类水质断面比例仍达18.4%,我国二氧化硫排放量、二氧化碳排放量均居世界前列,大气污染、垃圾围城、工业点源污染、农业面源污染问题仍很严重。因此,到2020年要全面建成小康社会,到本世纪中叶基本实现现代化的宏伟目标,要保持经济社会可持续发展,必须深入贯彻落实科学发展观,缓解资源环境瓶颈制约,促进产业结构升级和经济发展方式转变、增强国际竞争优势,必须把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇,加快培育发展物质资源消耗少、环境友好的战略性新兴产业。
再放眼世界,当前主要发达国家为振兴经济、获取发展新优势,纷纷制定新的国家发展战略,加大投入支持,加速重大科技成果转化,培育危机后引领全球经济的新能源、新材料、生物技术、宽带网络、节能环保等新兴产业,努力抢占新一轮利,技经济竞争制高点。因此,加快培育发展战略性新兴产业,不仅能够有效缓解全球日趋严峻的能源、资源、粮食、环境、气候、健康等问题,也将决定一个国家在经济全球化过程中的作用和地位。
(一)加快培育和发展战略性新兴产业是全面建设小康社会、实现可持续发展的必然选择。我国人口众多、人均资源少、生态环境脆弱,又处在工业化、城镇化快速发展时期,面临改善民生的艰巨任务和资源环境的巨大压力。要全面建设小康社会、实现可持续发展,必须大力发展战略性新兴产业,加快形成新的经济增长点,创造更多的就业岗位,更好地满足人民群众日益增长的物质文化需求,促进资源节约型和环境友好型社会建设。
(二)加快培育和发展战略性新兴产业是推进产业结构升级、加快经济发展方式转变的重大举措。战略性新兴产业以创新为主要驱动力,辐射带动力强,加快培育和发展战略性新兴产业,有利于加快经济发展方式转变,有利于提升产业层次、推动传统产业升级、高起点建设现代产业体系,体现了调整优化产业结构的根本要求。
(三)加快培育和发展战略性新兴产业是构建国际竞争新优势、掌握发展主动权的迫切需要。当前,全球经济竞争格局正在发生深刻变革,科技发展正孕育着新的革命性突破,世界主要国家纷纷加快部署,推动节能环保、新能源、信息、生物等新兴产业快速发展。我国要在未来国际竞争中占据有利地位,必须加快培育和发展战略性新兴产业,掌握关键核心技术及相关知识产权,增强自主发展能力。
如何发展战略性新兴产业
国家发改委有关负责人解读《决定》说,根据战略性新兴产业的发展阶段和特点,要进一步明确发展的重点方向和主要任务,统筹部署,集中力量,加快推进。
(一)节能环保产业
为应对全球气候变化和适应产业绿色发展的国际趋势,结合我国面临的资源环境巨大压力,以先进适用技术集成应用为重点,大力发展新型高效节能、先进环保、资源循环利用技术和装备,发展节能环保服务业和再制造产业等环保产业新业态。因此,《决定》指出,要重点开发推广高效节能技术装备及产品,实现重点领域关键技术突破,带动能效整体水平的提高。加快资源循环利用关键共性
技术研发和产业化示范,提高资源综合利用水平和再制造产业化水平。示范推广先进环保技术装备及产品,提升污染防治水平。推进市场化节能环保服务体系建设。加快建立以先进技术为支撑的废旧商品回收利用体系,积极推进煤炭清洁利用、海水综合利用。
(二)新一代信息技术产业
信息技术正在纵深发展并深刻改变人类的生产和生活方式,新一代信息技术依然是产业结构优化升级的最核心技术。目前我国已形成了新兴信息产业发展的比较优势,从做强我国信息产业的需求出发,未来应以建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施、推进“三网”融合,促进物联网、云计算的研发和示范应用为主线,增强集成电路、新型显示、高端软件等核心基础产业的发展能力,加速网络增值服务等新业态壮大发展。因此,《决定》指出,要加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施,推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化,加快推进三网融合,促进物联网、云计算的研发和示范应用。着力发展集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等核心基础产业。提升软件服务、网络增值服务等信息服务能力,加快重要基础设施智能化改造。大力发展数字虚拟等技术,促进文化创意产业发展。
(三)生物产业
生命科学和生物技术将是从根本上影响21世纪人类发展的重大领域,将对改变消耗自然资源的传统发展模式、构建绿色可再生产业体系、促进人类健康产生革命性影响。我国在生命科学和生物技术领域具有坚实的基础,具有发展的巨大市场空间,生物产业未来发展要以巩固基础研究、加速推进产业化、有序促进大规模应用为主线,大力利用生物技术开发重大疾病防治新药,加快发展新型生物医学工程产品,强化重要粮食作物、经济作物、畜禽和水产品等为主要对象的生物育种产业发展,促进绿色农用生物产品和海洋生物技术产品的发展。推进生物制造技术和产品对传统化工工艺路线的技术替代和对化石资源的原料替代。因此,《决定》指出,要大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种,提升生物医药产业水平。加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化,促进规模化发展。着力培育生物育种产业,积极推广绿色农用生物产品,促进生物农业加快发展。推进生物制造关键技术开发、示范与应用。加快海洋生物技术及产品的研发和产业化。
(四)高端装备制造产业
高端装备制造产业是装备制造业的高端部分,具有技术密集、附加值高、成长空间大、带动作用强等突出特点,对于加快我国工业现代化建设,实现制造强国战略目标具有重要意义。我国要掌握发展主动权,必须优先重点发展先进航空装备和高速铁路交通等先进运输装备、海洋工程装备、高端智能制造装备,加快建设以卫星应用为核心、以服务国家发展为目标的空间基础设施。因此《决定》里指出,要重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备,做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设,促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设,大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发,大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力,积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。
(五)新能源产业
绿色新能源技术发展和产业化是解决能源危机、优化能源结构的根本出路。近10年来,我国在新能源产业发展的诸多领域已经形成了国际竞争优势,未来发展应以巨大内需市场为后盾,快速提升创新能力。因此《决定》里指出,要积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。
(六)新材料产业
新材料产业是国民经济各行业特别是战略性新兴产业发展的重要基础,也是长期以来制约我国制造业发展和节能减排目标实现的瓶颈。其发展要以发挥我国在纳米、超导、稀土等材料科学技术研究方面的优势为基础,以满足国家重大工程建设和产业结构升级为目标,巩固学科研究优势,大力发展新材料制备技术和装备,大力推进新型材料产业化,大力推进大宗高端材料规模化生产应用。因此《决定》里指出,要大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料。提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平。开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。
(七)新能源汽车产业
新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。我国要在未来形成具有世界竞争力的汽车工业体系,必须超前部署新能源汽车的研发和产业化。因此《决定》里指出,要着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时,开展燃料电池汽车相关前沿技术研发,大力推进高能效、低排放节能汽车发展。
亟需改善哪些地方
加快培育和发展战略性新兴产业具备诸多有利条件,也面临严峻挑战。经过改革开放30多年的快速发展,我国综合国力明显增强,科技水平不断提高,建立了较为完备的产业体系,特别是高技术产业快速发展,规模跻身世界前列,为战略性新兴产业加快发展奠定了较好的基础。同时,也面临众多需要改善的地方:
(一)突出体制机制改革
从《决定》起草单位的调研情况看,加快培育我国战略性新兴产业还面临一些急需解决的体制机制问题,主要包括:一是企业尚未真正成为技术创新的主体,产学研用紧密结合的机制没有形成,科技与经济脱节的问题仍然突出。二是技术创新成果转移机制亟待建立,创新成果产业化中介机构缺失,知识产权等无形资产管理程序复杂、评估作价困难、周期长,职务创新股权激励措施不到位,不利于调动创新创业积极性。三是符合战略性新兴产业特点和要求的资本市场不完善,融资体系不健全。四是部分领域管理体制改革滞后,如节能环保和新能源产业的价格形成机制,电力体制市场化改革,“三网融合”相关行政管理体制,生物医药产业的新药审批程序,通用航空发展的空域管理规定,卫星应用的军民结合机制等,现行管理办法制约相关行业发展。五是条块分割、政出多门,缺乏有效的协调和决策机制,有关规划、政策没有形成合力。要加快培育发展战略性新兴产业,必须着力推进重点领域和关键环节的改革。
(二)掌握战略性新兴产业核心技术
战略性新兴产业的竞争,核心是关键技术的竞争。目前我国战略性新兴产业的一些领域在规模上虽然已经跻身世界前列,但组装加工能力强,技术集成能力薄弱,关键核心技术和装备主要依赖进口。如风能虽然装机容量已居世界前列,但大型风机的设计能力和关键部件的制造技术较弱;太阳能电池虽然产量世界第一,但高转换效率的太阳能薄膜电池等新一代光伏电池核心技术不掌握;新兴信息产业虽然在系统设备研发方面取得了明显进展,但在集成电路、光电、高性能计算等领域的基础性技术还有待突破;生物医药产业尽管快速发展,但缺乏创新药物和工程化技术与装备;基因工程开展了大量研究,但工业化的转基因技术不掌握,开发具有知识产权的新品种速度慢;装备制造业虽然规模较大,但大型装备关键核心部件、控制技术和高性能材料严重依赖进口。因此,加快培育发展战略性新兴产业,必须着眼于突破一批关键核心技术,加强前沿性、战略性产业技术集成创新,提升我国战略性新兴产业发展的质量和效益。包括加强产业关键核心技术和前沿技术研究、强化企业技术创新能力建设、加快落实人才强国战略和知识产权战略、实施重大产业创新发展工程、建设产业创新支撑体系、推进重大科技成果产业化和产业集聚发展,等等。
(三)充分发挥市场的拉动力量
战略性新兴产业领域的新技术、新产品在市场导入期往往存在种种障碍,需政府推动应用示范、标准制定和基础设施建设等。近年来我国相继实施了“节能产品惠民工程”、TD-SCDMA第三代移动通信试验网等培育市场和新技术应用示范的措施,对促进战略性新兴产业快速发展发挥了十分重要的拉动作用。但从调研情况看,各方面普遍反映市场培育力度还不够,手段单一,试点示范推进缓慢,相关技术标准制定滞后,有关价格和税收政策不配套,在一些领域还存在地方保护和市场分割的情况,市场竞争秩序有待规范等问题。所以,培育发展战略性新兴产业要进一步强化培育市场环境,通过加大示范应用力度、加快配套设施建设等方式培育市场,进一步发挥市场拉动作用,引导社会消费,激励企业创新。包括组织实施重大应用示范工程、支持市场拓展和商业模式创新、支持市场拓展和商业模式创新,等等。
(四)完善财税金融投资政策
战略性新兴产业的培育和发展是一个长期、持续的过程,初期高投入、高风险的特征十分突出,需要强有力、系统性的财税、投融资政策支持。调研反映的主要问题包括创业投资规模小,融资性担保机构不发达、多层次金融市场不完善;财政税收激励政策等未能发挥应有的作用,支持方式和政策体系需要进一步完善。所以,培育发展战略性新兴产业的相关财税金融和投资政策要在系统梳理、评价现有政策的基础上,进一步创新财税金融支持方式,形成有效引导和有利于发挥社会投资积极性的政策体系。包括加大财政支持力度、完善税收激励政策、鼓励金融机构加大信贷支持、积极发挥多层次资本市场的融资功能、大力发展创业投资和股权投资基金,等等。
(五)深化国际合作
战略性新兴产业发展是基于全球科技前沿领域的创新成果,呈现出在产业链高端共同投资、联合开发、加强分工与合作等新的特点和趋势,国际合作发展是其必然选择。但调研中发现,除少数新兴产业形成了开放式发展的格局外,目前许多新兴产业领域的发展,企业开展国际合作的形式比较单一,不注重前期技术合作,也没有利用国际资本市场,国际合作发展渠道不畅。鉴于战略性新兴产业的特点和发展趋势,必须以更加开放的思维,推进智力、资本和市场的深度合作,促进共同发展。包括大力推进国际科技合作与交流、切实提高国际投融资合作的质量和水平、大力支持企业跨国经营,等等。
关键词:海藻;生物燃油;能源;减排;
1引言
随着全球经济的发展,能源将日趋紧张。传统能源的迅速减少以及严重的污染问题,已经严重危害到全球的经济和环境。我们必须减少对化石资源的依赖,加大可再生能源的开发和利用。目前,生物质能生产主要以农作物为原料,对粮食、耕地、水等资源需求巨大,因为资源供给的限制,难以满足市场需求。海洋生物质能的开发为解决这一问题提供了出路。
2利用海藻发展生物燃料研究的背景和现状
生物质能是以生物质为载体,将太阳能以化学能形式贮存其中,能源主要依靠植物的光合作用产生。生物能可以转化为固态、液态和气态燃料形式,替代传统的化石燃料,具有环保和可再生双重属性。工程海藻的研究和开发,为生物质能产业提供充足和廉价的原料供给成为可能。
美国从1976年起就启动了微藻能源研究。目前,美国的科学家已经培育出富油的工程小环藻,这种藻类比自然状态下微藻的脂质含量提高3至12倍。2006年11月,美国亚利桑那州建立了可与1040兆瓦电厂烟道气相连接的商业化系统,成功地利用烟道气的二氧化碳,大规模光合成培养微藻,并将微藻转化为生物“原油”。2007年,美国启动“微型曼哈顿计划”,计划实现微藻制备生物柴油的工业化。美国能源局计划在各项技术全面进展的前提下,将微藻产油的成本于2015年降至2至3美元/加仑。
2007年,日本启动了大型海藻的能源计划项目,利用马尾藻生产汽车用乙醇。预计到2020年,栽培面积将达1万平方公里,每年可收获6500吨干藻,可以生产约200万升燃料乙醇,相当于现有日本汽车油耗量的三分之一。
今年,我国微藻能源方向首个国家重点基础研究发展计划(“973计划”)项目“微藻能源规模化制备的科学基础”,已经正式启动。该项目将以推动微藻能源规模化制备中核心技术的重大突破为目标,提高微藻能源规模化制备系统中各单元的效率为主线,研究从藻种选育到微藻能源规模化制备系统构建过程中亟待解决的生物学及工程学方面的关键科学问题。[1]
3 、海藻作为生物燃油原料的优点
海藻主要包括微藻和大型海藻,海藻的种植可以利用海洋、盐碱地等不适合粮食作物生产的空间进行生产,这样避免了传统生物质能对农业资源的需求。各国研究机构都在运用现代生物技术开发海洋工程微藻,因为海洋微藻本身具备以下特征。一是光合效率高,生长速度快。生长周期短、繁殖快。二是微藻个体小、木素含量低,易粉碎干燥,生产液体燃料所需处理工艺相对简单,生产成本较低。三是微藻内大量积累脂质,因而可以大量生产生物燃料。四是微藻在生长过程中又可以消耗大量的二氧化碳,能缓解温室气体的排放。五是综合利用价值较高。微藻在制备生物燃油的同时可以开发虾青素、活性蛋白、不饱和脂肪酸、天然色素、生物肥料等高值产品,以降低微藻产油的成本。[2]
4、我国海藻养殖优势和存在问题分析
目前,我国拥有世界上最大规模的海藻生产基地,不论是产业规模,还是出口贸易,在世界上都占有举足轻重的地位。我国海藻养殖业发展较早,并成功的掌握了紫菜、海带等海藻大规模培养的关键技术。在螺旋藻和小球藻等微藻的藻种选育、规模培养和产业化方面取得了大量技术成果,某些技术已经达到国际先进水平。
与国际上其他国家相比,我国在推动藻类能源规模化制备技术上有一定优势,主要表现为以下几点:一是我国拥有一定的高水平技术人员和技术储备,并在人力成本方面具有明显优势。二是海藻分类区系、藻种选育和基因工程等领域具备较强的科研力量。三是我国海洋环境富营养化和赤潮比较严重,可以通过大规模海藻栽培实现对海洋的生态修复。四是我国在海洋资源方面拥有明显的区位及环境优势。[3]
我国在海藻能源开发方面有很多不足之处,概括起来主要表现在以下几个方面:一是海藻的燃料转化技术研究投入不足,发展相对滞后。二是实现封闭式光生物反应器的规模化生产方面技术落后。三是我国海藻的栽培局限于近海小规模的试验场,试验项目的投入在技术和资金方面与发达国家相比明显不足。
5、海洋生物质能源发展趋势的必然性
5、1 发展海洋生物质燃料可以满足国家战略需求
我国1993年开始成为石油净进口国,能源安全已成为国家安全战略中最重要的一环,能源发展方向不但决定着能源安全,甚至影响到国家安全。同时,新能源工业必然要成为未来能源工业的制高点,谁有更大的竞争优势,谁就有更多的话语权。
目前,随着全球气候恶化,国际上很多领域对碳排放指标提出越来越明确的要求。在航空领域,欧盟去年公布自2012年起对所有抵达或离开欧盟国家的商业航班实施碳排放权配额制度。作为应对策略,德国开始试飞生物燃油的客机,在6个月试验期间,这架空客A321型客机预计减排二氧化碳1500吨。如果仍然使用传统燃料,我国民航业为购买碳排放权仅2012年一年需向欧盟支付8亿元人民币。[4]
另外,根据专门机构的数据和预言,按照目前的发展速度,不久的将来碳交易将发展成为全球规模最大的商品交易市场。种种迹象证明,无论是出于环境效益,还是经济效益,海洋生物质燃料的发展都已经刻不容缓。
5.2 利用海藻发展生物燃料在技术上可行
2006年全球研发海藻生物燃料的企业大约有4家,到2008年已超过50家,我国目前从事海藻生物柴油研发的企业已有5家。2009年6月,《美国生物燃料月刊》预测分析认为,到2014年,海藻生物柴油将达到6.13亿升的生产能力,每升的批发价格约为0.34美元。《生物燃料文摘》评论认为,从理论上看,海藻生物柴油的成本会像过去预计电脑的市场成本一样,很快会降下来。
6关于发展海洋藻类生物质能的几点建议
结合实际情况,就我国发展海洋藻类生物质能研究领域的资源配置及研究重点提出以下几点建议。一是从国家层面上设计和制定系统的科技发展路线图。二是明确关键科技问题,开展有针对性的技术攻关。三是开展海洋藻类基础生物学的研究。四是加快开展具有共性的关键技术研究的步伐,突破海洋生物质能产业化的技术瓶颈。五是建立健全海藻环境保护和海藻资源合理有序开发的有关法律法规,制定海藻能源产品的技术标准及相关产业扶持政策,保证海洋生物质能产业得到健康持续的发展。[5]