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关键词 地震灾害;生态系统;低碳均衡;重建模式;统筹
中图分类号 F062.2
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2010)07-12-08
doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.07.002
5・12汶川大地震给四川生态系统造成了巨大破坏。大面积的崩塌、滑坡和泥石流,形成堰塞湖,大面积地表覆盖被摧毁,动植物生存环境被破坏。地震间接影响气候环境。地震及由其造成的次生灾害毁坏作为碳循环中重要组成部分的植被,造成灾区CO2吸收能力下降,碳循环失衡。地震中死亡的大量动植物残体在腐败过程中,滋生大量生态流行病虫害,比如炭疽、疟疾、鼠疫等等,排放出大量CO2,生态均衡被打破。地震成为自然灾害中对生态系统结构和功能破坏最强烈的灾害类型之一。在全球气候剧烈变化的大背景下,加上频繁的地震灾害,生态的健康发展成为了全球越来越关注的问题。特别是汶川大地震,对长江中上游地区生态造成了巨大破坏。本文将针对汶川地震生态结构表现出的高碳化问题,运用生态碳循环理论,采用统筹方法,构建灾后生态低碳均衡模式,通过实施生态重建工程,实现灾区生态系统的低碳化目标。
1 灾区生态系统的结构特征
1.1生态要素系统
中国环境科学研究院对汶川、安县、绵竹、彭州、什邡、北川、都江堰、茂县、平武、青川、文县、理县、江油、崇庆等14个重灾县的遥感数据显示了汶川地震对森林生态系统、草地生态系统、农田生态系统和其他生态系统造成了大面积的破坏(见表1)。
1.1.1森林生态系统
汶川灾区森林资源丰富,植被种类多样:该地震带南端的云南省有“植物王国”和“植物区系的摇篮”之称;四川的被子植物、蕨类植物种类数量居全国第二,裸子植物数量居全国第一。与其他植被组成相比,由于树木生活周期较长,形体更大,在时间和空间上均占有较大的生态位置,具有较高的碳贮存密度,能够长期和大量地影响大气碳库,因此森林生态系统在全球碳循环与碳蓄积过程中起着不可替代的重要调控作用。汶川大地震使四川林业受损严重(见表2),全省林地损毁493万亩,受损林木蓄积1947万m3,森林覆盖率下降0.5%。
1.1.2草地生态系统
四川草地面积约为0.2亿hm2,占全省幅员面积的42.0%,是四川省绿色植被生态环境中面积最大的生态系统。四川草地主要分布在西部少数民族地区和盆地四周边远山区,其中80%以上分布在甘孜、阿坝、凉山三州。四川草地分布区正是汶川大地震主要区域。草地植被固定了大气中相当大一部分c02,对调节全球气候发挥重大作用。草地生态系统地上碳库不明显,其碳储量绝大部分集中在土壤中。地表土层的破坏将会摧毁草地的根系系统,会导致土壤中有机碳的大量释放。地震是影响内陆草原土壤碳储量最为剧烈的自然活动因素。汶川地震造成的滑坡分布区域面积约48678km2,滑坡总面积711.8km2。大面积滑坡破坏草地的根系系统,使原来固定在草被中的碳素全部释放到大气中;滑坡破坏了原来的土壤结构,使土壤中的有机质充分暴露在空气中,促进了土壤呼吸作用,加速了土壤有机质的分解。
1.1.3农田生态系统
受灾地区共有农田20504km2,其中旱地11018km2,水田9486km2。由于灾区农田总面积70.23%分布于东南部的平原区,因此本次地震对农田的破坏不大。直接损毁农田33.59km2,其中旱地损毁28.94km2,占损毁农田面积的86.16%,水田损毁4.65km2,占损毁农田面积的13.84%。受损农田主要分布于西部山区,其中北川县和平武县农田损毁比较严重,农田损毁面积占了灾区损毁农田的70%。农田生态系统中的碳库是全球碳库中最活跃的部分,是在人类活动干扰下的生态系统碳流动过程。农作物通过光合作用固定大气中的CO2,一部分合成有机质,以食物、饲料等形式存在于植物体内,然后通过人和动物的消耗排放到大气中;一部分成为工业原料储存起来;还有一部分直接用于植物的呼吸消耗、残体腐烂分解释放CO2到大气中,形成农田生态系统的碳循环过程。
1.1.4湿地生态系统
四川湿地总面积42089.57km2,占全省土地面积的8.7%。四川省大于1km2自然湿地主要分布在四川西部,面积20518.22km2,占全省湿地总面积48.78%,是本次地震的主灾区。四川湿地植物主要以草本植物为主,兼有灌木和乔木,共有68科150属299种;湿地动物主要包括122种鸟类,224种鱼类,12种兽类,36种两栖类,15种爬行类。湿地是地球上生物产量最高、生物多样性最为丰富的自然生态系统之一,是生物多样性的特殊栖息地,是重要的碳汇,被破坏的湿地会释放大量的c02等温室气体。湿地生态是生态系统的重要组成部分,也是自然碳循环中的重要组成部分。
1.2生态环境参量
灾区地形地貌复杂,山高谷深,是众多河流的发源地或上游区。地震引起地质滑坡、泥石流增加,泥沙与砾石滑入河流,淤塞河道水库,抬高河床,破坏水体与水库容量,削弱区域防洪能力。灾区气候环境复杂、山体滑坡规模大、水体存在隐患、森林破坏严重,对生态环境造成严重影响。
1.2.1气候参量
在全球的陆地气候环境中,除典型的赤道雨林气候和极地冰盖气候外,受纬度带谱和垂直带谱影响,该地震带上涵盖了多种气候类型:暖温带季风森林草原气候,暖温带季风半旱生落叶阔叶林气候,北亚热带季风落叶常绿阔叶林气候,高原高山寒温带气候,中亚热带季风常绿阔叶林气候,高原高山亚热带季风气候等等,构成了复杂多变的独特气候环境。
1.2.2山体参量
汶川大地震诱发的大规模滑坡受地震烈度、地形结构、土质及构造运动等多方面因素的影响,使得四川、陕西和甘肃山区发生大面积山体滑坡。表3显示,地震烈度越
高,造成滑坡体面积越大,但滑坡个数却不是最多;地震烈度在9度时,造成的崩塌滑坡个数最多,占整个滑坡总数的三分之一以上。地震重灾区汶川县境内产生滑坡体206.5km2,151.08km2林地、16.13km2草地、5.11km2耕地遭破坏,崩塌的滑坡体填充的河流面积3.45km2,各类生态系统服务总价值损失22646万元。
1.2.3水体参量
汶川大地震产生近200个堰塞湖,较大的有35个,其中33个在四川。从短期来看,3―5年的时间里,这些堰塞湖不稳定,余震、雨季都有可能造成溃堤,对生态带来次生灾害。地震造成398座水库出现险情,库堤开裂受损,附属设施受到破坏,水库排水不畅;山崩和大量泥石倾泻到低洼地区的水库中,抬高水库的水位,考验堤坝承受能力。地震引发放射性元素活跃性增强、重金属分布被打破以及化工原料泄露等事件,径流、湖泊水体质量受影响。
1.2.4森林参量
森林具有二重性:当森林发挥稳固水土资源、调节气候的功能时,森林属于环境系统要素之一;当森林特指林木,作为食物链上的生产者时,森林属于生态系统要素之一。5・12地震使受灾区森林植被毁损严重,不少地方昔日青山如今满目疮痍。据四川省林业厅统计,地震造成四川地区泥石流堆积灾害迹地达343万亩,堆积量达42.96亿m3,森林水源涵养功能降低30.24亿t,水土流失潜在条件将使进人长江的泥沙达到10.74亿m3;森林碳汇储备能力每年损失78.1万t,损失价值2.5亿元,森林释放氧气能力降低67.38万t,损失价值2.7亿元。
1.3生态系统整体特征
灾区生态系统要素和生态环境遭到巨大的破坏,在灾区开展生态系统恢复重建,需要结合国际生态发展趋势和国内生态发展战略。这是一项规模宏大的生态重建工程,涉及到自然生态和人工生态,包括灾后恢复的保障系统、环境系统等各个子系统。因此,灾区生态系统是与国内外发展环境息息相关的开放复杂巨系统,其主要特征表现为涌现性、开放性、复杂性、巨量性,如图1所示。
1.3.1余震不断,熵值增大化
汶川大地震受灾面积大,受灾情况严重,受灾地区地形复杂、山体植被损毁严重、水资源受污染、农耕田大面积破坏等复杂的情况,导致生态恢复过程中不断涌现新的问题。余震不断,土壤中存贮的CO2被释放出来;山体、植被、水资源被反复破坏,泥石流掩埋了大量生命体,这些生命体在分解过程中向大气释放出大量温室气体。自然生态的碳平衡在余震中不断被破坏,新的平衡重建过程必然伴随人类使用大量石化能源,对灾区进行能量的输入,造成碳排放增加。这些不断涌现的新问题,打破了生态系统碳循环的有序性,系统内混乱程度加大,熵值增大。要克服熵值增大,就要以生态低碳为目标重建灾区碳循环模式,减少系统熵值,实现整个生态系统有序化。
1.3.2环境开放,结构高碳化
生态系统不断地与其所处环境发生物质一能量一信息交换,体现了系统的开放性。地震释放出地质深处大量有害气体,增加了大气中高碳气体总量;地震损毁大片地表植被,削弱了灾区植被固碳能力;重建资金主要投向城乡住房、公共设施、基础设施和重大产业重建,对林木、草地等植被的重建资金投入不足。灾后人类生产和生活快速恢复,但自然生态系统恢复缓慢,灾区人工生态系统和自然生态系统失衡,生态结构高碳化。灾后生态恢复,应该以人工生态高碳结构调整为主,发展高技术、低能耗的产业,使用可再生能源及太阳能、风能、核能等新能源,宣传低碳生活,鼓励低碳消费,构建生态系统的低碳结构。
1.3.3物种多样,生态复杂化
灾区地势上属青藏高原边缘昆仑山―祁连山―龙门山―大凉山向海拔1000―2000的中级台阶四川盆地的垂直过渡区,其物种多样,生态丰富:植物种类占全国的85%,滇北、川西有大量原始森林;动物种类多达1000种以上,其中兽类近200种,占全国的1/2,鸟类776种,占全国的66%,爬行类和两栖类有600多种,鱼类200余种。地震后,动物行为方式是否发生转变,物种基因是否发生突变,食物链是否发生改变,物种生存环境是否发生变化等等不确定性,使灾区生态变得更加复杂化。因此,生态重建要对灾后生态具体情况展开调查,并进行定性定量分析,如受灾地区的岩石、土壤、空气质量、水质等多方相互作用的自然环境分析,植物群落、动物群落以及人类社会震后的相互关系分析等等。这些错综复杂的关系需要在灾后恢复中妥善处理,重新确立生态均衡关系,避免灾后生态系统失衡。
1.3.4对象太多,系统巨量化
灾后生态重建的低碳统筹复杂巨系统包括自然环境、生物群落和人类社会三个子系统,而各子系统又包括其各自的子系统。其中,自然环境子系统包括水、空气、岩石、无机盐和有机质;生物群落子系统涉及植物群落和动物群落;人类社会子系统包括低碳农业系统、低碳经济系统、低碳制度系统、低碳文化系统等等。可见,这一系统是一个具有很高维度的复杂巨系统。面对这样的复杂巨系统,应该按照统筹方法,对灾后生态系统的巨量性化繁为简,以简驭繁,实现生态系统整体协调发展。
2 灾区生态重建的模式框架
灾后生态重建,是面对结构遭到重创的生态系统,按照生态碳循环理论实施的一项以建设低碳均衡结构为目标的生态重建工程。在灾区开展生态重建低碳工程,比在其他地区打破原有生态系统再重建低碳生态更节约成本。这项系统工程涉及到灾区生态的各个层次,需要按照统一的指导思想,遵循生态碳循环的规律,在多方协调与合作的基础上建立生态低碳均衡结构。如图2所示。
2.1统筹思想
低碳重建作为一种新型的、特殊的恢复方式,就是在灾后重建的实践中运用低碳均衡理论组织生态重建,实现生态恢复的低碳发展模式。这一创造性的重建模式,必须基于综合集成与统筹优选的思想,对灾后生态系统进行统筹恢复重建,寻找新均衡,实现灾区生态从简单恢复提升为科学发展式修复重建。灾后生态重建,是以科学发展观为指导思想,以人为本,尊重自然为原则,全面协调可持续发展为目的,统筹兼顾为方法,对灾区脆弱的生态系统重塑均衡,建设和谐生态。低碳统筹模式从自然生态和人工生态两个维度展开,针对自然生态和人工生态碳循环的不同特点,以自然生态的增汇和人工生态的减源作为实践方向,以尊重自然、保护生态为前提,在灾区发展典型的生态统筹重建模式。基于生态碳循环的观点,从碳源和碳汇两个角度人手,通过自然生态和人工生态的碳中和,实现低碳均衡。碳中和的实现有两个基本途径,一是在源上的替代、减少、提高效率,二是在汇处的吸纳、中和、末端处理。碳源处理,一般是通过能源结构调整、产业结构调整和技术创新来实现的,而碳汇则更多依靠制度手段,如制订优惠政策,鼓励植树造林和退耕还林,是生物固碳、扩大碳汇、减缓温室效应,减少CO2排放最经济和最有效的途径
之一。
2.2生态循环
生态碳循环是生物地球化学循环中重要的组成部分,认清楚这种循环规律,并改善生态碳循环,将有利于解决生态高碳化问题,建立生态均衡结构。生态碳循环过程中形成了许多CO2、CH4和N2O构成的碳源和碳汇。碳源对应碳排放过程,碳汇对应碳存储过程。碳存储和碳排放是两个具有相反运动方向的过程,构成封闭的碳循环。如图3所示。通过对碳存储和碳排放过程的人工干预,可以改变碳存储和碳排放的速度,从而影响作为环境参量的大气CO2混合比例。
从地球空间角度来看,不妨将存在大气中的碳统称为碳气圈,存在于地表土壤和岩石中的碳统称为碳壳圈,存在于地表以下的碳(比如煤炭、石油等石化资源)统称为碳核圈。那么,碳从碳气圈碳壳圈碳核圈的过程,即为碳存储;反方向的运动过程即为碳排放。这样就构成了碳在生态地球空间的循环,如图4所示。地球生态碳循环可以分为自然生态碳循环和人工生态碳循环两个部分。
自然生态碳循环过程中,绿色植被在光合作用下从碳气圈吸收CO2,将空气中的碳固定在碳壳圈,碳壳圈的碳经过地质运动,被深埋入碳核圈,经过生物地球化学反应,形成石化资源。这样完成了自然生态的碳存储过程。煤层自燃、天然气溢出等自然作用,将会把碳从碳核圈释放到碳气圈;林木燃烧、腐烂等自然作用,将把碳从碳壳圈释放到碳气圈:这些都是自然生态的碳排放过程。在当前自然生态碳循环中,碳存储速度快于碳排放速度,碳存储规模大于碳排放规模。
人工生态碳循环过程中,人类大量开采碳核固的石化资源,并燃烧石化资源向碳气圈排出大量CO2;人类劈山开路、开垦荒地,破坏了碳壳圈,释放出CO2。这就是人工生态碳排放过程。人类通过CCUS(CO2 Capture and Using/Storage)技术,将生产、生活、运输等过程产生的碳捕获下来,进行二次循环利用或封存到碳核圈,这就是人工生态碳存储过程。当前人类对石化能源依赖很强,消费很大,而碳处理技术尚不成熟,碳排放速度远远快于碳存储速度,碳排放规模远远大于碳存储规模。
由此可见,自然生态和人工生态两个子系统内碳循环不协调,子系统间不均衡。因此,有必要综合统筹自然生态和人工生态两个子系统,构建生态系统均衡结构。
2.3均衡结构
生态碳均衡就是人工生态系统和自然生态系统碳循环间达到一种相对稳定状态,在这种状态下,人工生态系统和自然生态系统都能够健康发展,任何一个系统的碳循环发生改变都会威胁到整个生态系统。因此,生态碳均衡可以从人工生态子系统和自然生态子系统两个方面来阐述,如图5所示。在人工生态子系统内,社会、经济、文化和制度相互作用,相互制衡,并决定人类的能源消费模式和人类向大气的碳排放量。人工子系统碳循环以废物、废气、废水的形式向外排放出大量碳,通过垃圾站、污水站以及碳捕获站等方式将碳收集起来,集中排放到自然生态子系统。自然生态子系统通过无机环境和生物群落的物理一化学作用,构成子系统内碳循环,同时降解和吸收人工生态子系统排出的废物、废气、废水,尤其是植物通过光合作用固定大气中的CO2,减少温室气体。排出人工生态子系统循环外多余的碳排放和自然生态子系统循环富余的碳存储合在一起,就是碳中和。碳中和的结果有三种:一是碳排放量多于碳存储量,碳中和后仍有多余的碳排放量;二是碳排放量少于碳存储量,碳中和后仍有多余的碳存储量;三是碳排放量与碳存储量相当,人工生态子系统和自然生态子系统形成完全碳中和。如果生态系统碳中和的结果长期处于第一种情况,那么多余的碳排放量将随时间累积起来,发挥累积效果,形成温室效应;如果生态系统碳中和的结果长期处于第二种情况,那么多余的碳存储能力将吸收以前排放的温室气体;如果生态系统碳中和的结果是第三种情况,那么生态系统实现碳循环平衡。
在低碳均衡结构中,人工生态子系统通过低碳社会、低碳经济、低碳文化和低碳制度改变人类的物质和能源消费方式,减少子系统的碳消耗,减少排放到自然生态系统中的高碳废物、废气、废水;运用CCUS技术,增强子系统内的碳存储能力。自然生态子系统通过增加生物群落中的绿色生产者,增强碳吸收能力;加强环境保护和建设,减少子系统内的碳排放。通过对生态系统碳循环的合理调节,可以实现整个生态系统的动态碳均衡。
3 生态重建工程的运行模式
生态系统作为典型的开放系统,在受到地震破坏后,可以通过自身动态调节达到平衡,但时间非常漫长。低碳生态重建是以低碳方式定向加速生态系统改善并达到生物群落和谐共存的演替过程。这种演替过程是不可逆的,但可以在关键环节实现突破性的进展,加快演替速度,缩短演替进程。
3.1运行演化
地震打破了原有生态系统碳均衡结构,土壤、动植物残骸、人类社会等排放出大量CO2,生态系统瞬间跃迁高碳区间振荡。如图6所示。在3―5年内,生态将处在高碳区间振荡。生态系统与外部环境进行能量、物质和信息的交换,系统内各要素相互作用,将形成新的生态有序结构。通过低碳技术对生态进行重构,将引导生态系统朝着低碳均衡方向演化,逐步形成低碳均衡生态新结构。因此地震灾后的生态恢复,是一个生态混乱程度不断降低,系统熵值不断减小的过程,需要一段较长的时间。树木尚需十年,动物的回归、食物链的修复、生态系统的恢复、低碳生态均衡的建立,则是一个更长久过程。发挥人类主观能动性,开展生态低碳重建工程,将会大大缩短生态系统结构调整时间,加速实现生态系统低碳均衡结构。
3.2重建工程
生态重建系统工程就是基于现有的社会经济基础及背景,充分发挥已经确立的或潜在的社会经济优势,对灾后重建过程中的社会物质和能量投入进行统筹优化,达到灾区生态系统效果最优化。它是以灾区人类生态系统整体优化为目的,通过在关键环节投入物资和能量,对灾区生态系统和人类社会经济系统进行整理和重组,形成一种有利于人类的、良性循环的生态系统的过程。如图7所示:灾区的植被、动物活动、人类生产生活规律被地震打破,生态系统的CO2等温室气体排放量远远大于CO2吸收量;通过植被恢复工程、节能减排工程、城市改造工程,建设低碳生态工业、低碳生态农业、低碳生态城市,实现灾区生态环境、生态社会、生态制度和生态文化的重建,最终达到灾区生态系统碳循环的低碳均衡。
3.2.1生态城市低碳化
生态城市是建立在对人与自然关系更深刻认识基础上的新文化观,是按照生态学原理建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型城市关系。生态城市低碳化是市民以低碳生活为理念和行为特征、经济以低碳经济为发展模
式及方向、政府公务管理以低碳社会为建设标本和蓝图的城市化进程。地震给四川带来了巨大的破坏,灾区的重建又是一次工业化和城镇化的过程,参与重建的政府、企业等各方单位都需要更加重视经济发展与资源和环境的平衡,使得新建的城镇更加能够适应全球气候变化的挑战。
四川广元位于川陕甘三省交汇处,是5・12大地震的重灾区之一,是明确提出低碳重建的城市。依靠丰富的天然气资源,广元提出了能源转化行动,35家大中型企业的能源供应将逐渐从煤转化为天然气,预计每年可减少CO2排放123万t。到2015年,广元九成的出租车和公交车动力能源也将采用天然气。为增加碳汇,广元市计划到2015年,全市森林覆盖率从2009年的48%增加到53%,未来的产业结构也将向旅游业、茶产业、电子业等低碳产业转型。广元市对污水处理重建采用了蚯蚓生物滤池,数百条经过特殊培育的蚯蚓“清洁工”对进入滤池的污水和污泥进行生物净化,净化后的清水排入江河,处理后的污泥则变成了无害的蚯蚓粪,用作农田肥料。
3.2.2生态工业低碳化
生态工业是模拟生态系统的功能,建立起相当于生态系统的“生产者、消费者、还原者”的工业生态链,是以工业发展与生态环境协调为目标的工业模式。生态工业低碳化是在生态工业的基础上,以低能耗、低污染、低排放为目标的工业生产模式升级,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳生态工业实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。
灾区工业百废待兴,其建设成本远低于工业发达地区。在重建过程中,应该顺应国际产业发展的新趋势,大力发展环保产业、大力发展绿色制造、大力发展低碳工业,建设资源节约型、环境友好型工业;大力发展低碳经济、节能与新能源产业,加快自主创新步伐,推进产业升级和结构调整。灾区政府应该采取有力措施,积极引导灾区工业走绿色发展的道路,抓好节能减排技术、绿色和气候友好技术,尤其是低碳技术的研发,加快节能环保和装备的推广应用。
3.2.3生态农业低碳化
生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下,遵循生态学、生态经济学规律,运用系统工程方法和现代科学技术,集约化经营的农业发展模式,按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业低碳化是在生态农业的基础上,以低碳理念为指导思想,以低碳能源为建设动力,将传统生态农业生产模式提升到以低碳技术为核心的新型农业生产模式。
在灾区发展低碳生态农业,应该开发安全优质农产品,并注重生态环境经营,同时积极对农村产业结构进行低碳化调整、优化和升级。安全优质农产品应该满足国家绿色农产品和有机农产品的标准。有机农产品不施用任何化学合成物质,绿色农产品严禁施用高毒高残留化肥农药,少用化学合成物,多用有机肥。这是从根本上解决农业生产过程中大量消耗化石燃料、大量排放温室气体的问题,是应对气候变化的重要途径,对灾区发展低碳生态农业十分有利。
3.3政策保障
生态低碳均衡模式的着眼点是人类与自然环境的和谐相处,核心是人类的可持续发展,目标是低碳均衡,本质是应对全球气候变暖。在灾区开展低碳均衡模式实践,应该结合灾区生态的实际情况,长远规划,统筹安排,在尊重自然规律的前提下,坚持以自然恢复为主,人工重建为辅的原则,制定相关政策制度,保障低碳生态的实现。
(1)总体规划,综合恢复,实施低碳政策。以可持续发展思想为指导,把灾区江河作为一个整体的大系统,从自然、社会、经济综合考虑低碳化进程,统筹安排、综合治理、宏观调控;建立相应的碳汇管理和经营体制,引导灾区群众在尊重自然的基础上过低碳生活。
(2)退耕修养,还林还草,实现低碳生产。阿坝州、山州、甘孜州、雅安、广元等灾区山多坡陡,在坡度大于25度的陡坡和水土流失严重的地段,应坚决杜绝开荒,已开垦的地段应尽快退耕还林;在绵阳、德阳、都江堰等成都平原西北部地区,土壤和水利条件较好、坡度较缓、水土流失潜在威胁较小,应实行林业和农业综合规划,推行农林复合经营体系,实行低碳生产。
(3)发展林木,建管结合,构建碳汇基地。大力发展灾区林木业,林木建设和管理相结合。对灾区,主要是尽可能多地保护现存森林碳库,改变天然林的采伐机制;在无林地上营造人工林;促进次生林的天然或人工更新,并加以保护;在农田和牧场上增种树木,发展农林综合经营系统;扩大人工植树造林,提高森林碳汇功能;发展速生丰产林,加强人工林的集约经营、提高生产力、增加碳汇,增加耐久木材产品;开展群众性的造林绿化,加快防护林和公益林建设。
(4)生态核算,效益补偿,建立碳汇市场。尽快建立经济生态核算和生态效益补偿制度,建立国内碳交易市场。鉴于灾区生态工程建设的长期性和全局性,通过政策、立法,在财政、税收信贷等方面进行扶持。参与碳市场交易,按照森林生态效益的高低对经营者实行补偿,这不仅对提高经营者经营的积极性是有益的,同时对提高灾区的生态意识,以全新的碳交易观念评价森林都是必需的,应尽快加以实施。
A.陆地生物与大气之间的碳素交换
B.海洋生物与大气之间的碳素交换
C.陆地生物与海洋生物之间的碳素交换
D.化石燃料燃烧参与的碳循环
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
2.受局部条件影响发育而成的土壤是()
A.地带性土壤
B.隐地带性土壤
C.非地带性土壤
D.泛域土
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
3.生物群落的竞争过程是一种()
A.被动过程
B.主动过程
C.消极过程
D.扩散过程
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
4.有关数量金字塔的叙述正确的是()
A.位于食物链顶位的肉食动物,数量很少
B.食物链上各环节生物个体数目相同
C.数量金字塔不是一个“正”的锥体形状
D.食物链的始端生物个体数量不多
2016年成人高考生态学基础试题答案:A
5.全球范围内,影响陆地系统初级生产力的因素不包括()
A.日光
B.温度
C.面积
D.降水量
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
6.在生态学分支学科中,按组织层次分类,生态学可分为()
①个体生态学②种群生态学③群落生态学④生态系统生态学⑤景观生态学⑥全球生态学⑦区域生态学
A.①②③⑦
B.①②③④⑥
C.①②③④⑤⑥
D.①②③④⑤
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
7.营养物质循环的研究阶段不包括()
A.主要元素在系统内的循环
B.氮、磷的循环周期
C.元素的相互关系
D.元素循环与气候变化、人类活动的关系
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
8.下列选项中不属于协同进化关系的是()
A.寄生物与宿主
B.大象与企鹅
C.羊与草
D.猎豹与瞪羚
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
9.生物生存都有自己固定的温度幅度。只能生活在冰点温度范围内的生物属于()
A.窄温生物
B.广温生物
C.窄温好冷生物
D.窄温好热生物
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
10.氧气对水生动物来说,属于()
A.综合因子
B.一般生态因子
C.替代因子
D.限制因子
2016年成人高考生态学基础试题答案:D
11.下列农业生产模式中不属于生态农业范畴的是()
A.土地退化
B.土壤污染
C.生态平衡失调
D.土地沙化
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
12.人为地选择一些生物物种促进或维持其生存与发展,这属于()
A.人工选择
B.自然选择
C.淘汰
D.竞争
2016年成人高考生态学基础试题答案:A
13.下列生态因子中,对生物的作用起直接作用的是()
A.温度
B.海拔高度
C.坡向
D.坡度
2016年成人高考生态学基础试题答案:A
14.下列食物链中,最典型的捕食食物链是()
A.马马蛔虫原生动物
B.草蚱蜢青蛙蛇鹰
C.动植物残体蚯蚓鸡
D.稻草牛牛粪蚯蚓鸡
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
15.有效积温计算公式K=N(T-C)中,C表示()
A.生物学零度
B.摄氏零度
C.月平均温度
D.年平均温度
2016年成人高考生态学基础试题答案:A
16.下列有关坡向地形要素,叙述正确的是()
A.向阳坡面接受太阳辐射量少
B.向阳坡面温度较高
C.背阴坡面温度较高
D.背阴坡面接受太阳辐射量多
2016年成人高考生态学基础试题答案:B
17.下列关于自然选择和人工选择的说法中有误的是()
A.自然选择是在生命开始后就进行着
B.人工选择是人类产生以后才开始的
C.自然选择是次要的
D.人工选择是次要的
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
18.下列有关生态效率的说法错误的是()
A.在能量流动过程中,能量的利用效率就叫生态效率
B.生态效率即能量转化效率
C.生态效率是一种比率
D.生态效率就是消费者同化效率
2016年成人高考生态学基础试题答案:D
19.种群的逻辑斯谛增长曲线是()
A.“J”型
B.“L”型
C.“S”型
D.“V”型
2016年成人高考生态学基础试题答案:C
20.大气中最多的气体是()
A.N2
B.O2
C.C02
[关键词]低碳经济 理论基础 价值
1、低碳经济及其相关理论学科对比研究
生态经济、绿色、循环经济是低碳经济的相关学科,其中生态经济主体探究生态与经济体系的复合结构、具体功能以及规律特征。循环经济则基于生态自然系统中的物质循环以及能量变换规律构建经济系统,令其引入至自然生态体系物质循环中,构建了新一类经济形态。其本质层面体现为一类生态经济,需要利用生态学规律引导人类社会各项经济活动。英国经济学家提出了绿色经济理念,基于对人们生态环境的有效保护、有限资源的合理维护以及能源规划,创建体现健康意识、平衡属性的特色化经济模式。由本质层面来讲,循环经济、生态、绿色经济、低碳经济均为三高一低逐步向三低一高发展转变的形式。也就是高水平资源投入、大排放、高能耗、效率低,逐步发展为降低投入资源、控制消耗与排放量,提升生产服务效率的优质模式。上述四类经济类型均为新型发展构建经济思想。其中,生态经济主体传递理念为,经济活动应符合生态规律,其构建体系则应符合生态系统特征。循环经济主体由循环视角构建生态化的经济发展活动。绿色经济为排除自然资源的消耗价值以及形成环境污染造成的价值损失之后创设的生产总值,其主体侧重对资源利用的有效节约,追求最终实现绿色的GDP价值。发展低碳经济主体针对二氧化碳排放总量的提升对人类生活形成的显著影响威胁,其关注经济发展不应以加大二氧化碳总体排放量作为付出的代价,总体追求经济发展应脱离于碳排放。由本质层面来讲,低碳经济可归于生态经济理论范畴。其提法相比于他类经济形势,则更加凸显了当前经济建设发展阶段中存在的主要矛盾,发展追求目标由高碳向低碳模式过度。由哲学辩证视角来看,低碳经济可由明确主要矛盾出发进而应对发展经济阶段中存在的主要问题。该经济思想是社会大众面临资源濒临枯竭、环境恶化污染、生态系统受到不良破坏等问题,进行自我反省与优化更新的实践结果,是对自然与人们实践活动关系的新一轮审视与科学总结。
2、低碳经济理论基础研究
近年来,持续恶化的温室效应对全球经济建设发展均形成了较为严重的影响,其作用程度并不次于世界大战以及全球经济危机。为此我们应主体针对碳排放量持续提升造成的温室效应产生的显著经济影响,探索新型低碳经济发展模式,深化理论基础,拓展研究领域,方能促进低碳经济的良好、优质发展。低碳经济是经济学理论的分支之一,主体基于经济学相关原理及规律,探究发展经济同二氧化碳排放间的矛盾问题,促进经济建设及环境发展的良好协调性。低碳经济同环境气候的变化涵盖较多学科理论内容,因此对其要想进行整体的研究把握,需要我们树立综合视野,深入至多学科领域。可采用继承传统方式,开展边际研究、弹性分析、结构衡量、总量研究、均衡分析等实证研究,同时还应对各地域碳排放标准规范进行深入分析。再者我们可借鉴他类学科研究分析方式,例如环境经济领域学科之中的波及性研究、成本有效性以及成本效益研究等。还可进行碳足迹、金融、碳权以及碳循环的综合研究分析。
3、低碳经济核心经济学价值
3、1解决国际经济发展合作困境问题,优化整体经济体系
经济发展阶段中,提升整体竞争力,仅利用贸易手段远远不够。倘若由经济效益视角来讲,开展国际经济合作可令合作成员国形成良好的合作剩余,对各自发展极为有利。而由生态效益层面来讲,国际经济发展合作则会形成更多负效应影响,引发环境问题。基于国际经济合作中将制造环节逐步向欠发达国家实现转移,其技术水平较低,且能源结构不佳状况,会在制造生产阶段中形成显著环境问题。例如过度开发资源、提升碳排放总量等。而基于碳流动属性,则会对国际领域各国均形成不良影响。为此我们应科学树立低碳经济合作发展思路,通过开展碳贸易与交易,科学解决潜在不良问题,化解国际经济发展合作困境。再者,低碳经济基于国际经济全面收益视角进行发展,因此其理论应上升到国际经济发展范畴领域,令其研究视角进一步拓宽。应利用低碳经济做好国际经济学的有效补充,优化整体经济体系,进而真正促进国际经济的全面发展。
3、2创建低碳经济发展的理论基石,引导更新消费方式
传统经济学发展理论其研究主体目标为提升财富,尤其将物质财富作为核心任务,形成了显著的温室效应问题。基于现代经济学主体任务为提升国家GDP,倘若仍旧应用传统理论作为行动指引,则会无法符合经济全面发展的核心需求。为此,我们应基于低碳经济学相关理论,创建完善研究体系、夯实理论基石,做好生态经济、绿色与循环经济的有效补充,促进现代经济发展模式的良好转变。物质消费的扩充可拉动经济增长,并促进经济循环。基于现行能源体系结构,提升物质消费势必令碳排放总量显著增加,而降低碳排放则会对物质消费形成相应抑制,体现了两环节的矛盾问题,即目标冲突。为此我们可利用低碳经济理论做好矛盾冲突的良好化解。摒弃物质消费是发展经济根本动力的理念,令低碳经济促进生产发展方式的优化更新,并进一步转变人民的生活与消费形式,进而将低碳经济促进物质的过度消费良好转变为精神消费,令人们全面关注智力投资,进而为经济发展建设输入源源不断的动力。
3、3进一步丰富低碳经济主体研究内容
低碳经济研究发展阶段中,形成了一定工具。例如碳交易、货币、经营贸易、碳期货以及关税与期权等。该类理论概念仍旧包含一些不完善的问题,同时为金融领域、贸易学科与虚拟经济创设了新型研究内容。为此,我们应进一步探究低碳经济发展风险因素以及其中包含的不确定性问题,丰富主体研究内容,做好经济学原理概念的新一轮审视、更新传统观念,方能提升研究水平,真正促进低碳经济的持续、优质、健康发展。
4、结语
总之,针对低碳经济内涵与相关理论学科分析,我们应做好实践探究设想,明晰低碳经济发展核心经济学价值,才能全面提升经济发展水平,丰富低碳经济内容,实现经济建设全面升华。
[参考文献]
一、内蒙古工业发展面临的挑战和机遇
(一)传统发展方式面临的挑战
1.资源环境承载力向极限靠近约束我区经济社会发展
环境所容纳的人口规模、资源对人口增长及经济发展的支撑力的强弱是衡量可持续发展的重要指标。传统的高强度、大规模的资源开发利用,使得资源环境承载力向极限靠近。“十三五”时期,是全面建成小康社会的决胜阶段,“四化”发展深入推进,对资源的刚性需求势必上升。与此同时,生态环境脆弱、大气污染、水资源供需失衡等都是内蒙古经济社会发展的约束条件。
内蒙古资源开发已有几十年历史,资源开费严重、能耗高、生态环境破坏大、利用效率低是我区资源开发利用的一个特点。2009年我区单位GDP能耗是北京的3.32倍、广州的2.94倍、上海的2.76倍;2011年我区单位GDP能耗降低到1.405吨标准煤,全国排名居贵州、甘肃、宁夏等6个省(自治区)之前;2014年全国万元国内生产总值能耗降低4.8%,内蒙古降低3.94%。内蒙古是矿产资源富集区,也是生态环境脆弱区;自治区“8337”发展思路定位我区要建成面向全国的清洁能源输出基地,又要打造祖国北疆生态安全屏障。正确处理能源基地建设和打造生态安全屏障二者的关系意义重大,在能源开发与生态建设中走出一条独具我区特色的道路难度也不小。
我区高强度、大规模开采资源,发展资源型经济的同时,也造成地下水水位下降、地表沉降、植被破坏、土地荒漠化和大气污染等一系列生态环境问题。以煤炭开发为例,煤炭开采占用大量土地来堆放废弃物,同时也造成了大气、水体和土壤污染。2014年乌海市占用全市可利用土地面积的4.7%来堆放4亿吨中煤和煤矸石。根据有关部门估算,当前内蒙古每开采1吨煤的代价是直接破坏地下水1吨以上、需支出50多元用于恢复地表,开采所得效益和治理生态环境成本明显不协调。随着经济发展进入新常态和国家实行有史以来最为严格的生态环境政策,内蒙古传统的工业发展方式受到约束,粗放式的资源开发利用方式和产业发展方式亟待转变。
2.我区工业发展层次和发展水平不高、创新能力不足
新世纪以来,内蒙古经济实现“超常速”发展,拉动经济发展的动力主要是依靠工业的迅猛发展,特别是以煤炭行业为代表的能源工业。在经历一段发展之后,自治区政府出台支持延长产业链、多元化发展的鼓励政策,但由于种种原因并没有达到预期效果。
产业层次不高主要表现为:一是产业方面原字号产业对经济贡献率较高;二是产品方面多以原材料和初级产品为主;三是资源转化率低、精深加工不足、科技对产业贡献率低。例如,2015年我区煤炭就地转化率为30%左右,还远低于50%的预期目标。我区煤炭采掘业和洗选业、金属冶炼加工等工业与国内先进水平相比仍有不小差距,从国内产业分工体系格局来看处于体系的中低端环节。企业投身资源采掘业的主要动力是行业暴利的驱动,眼前的高额回报极大地降低了参与创新活动的动力,企业对技术研究与发展投入的经费和时间、人力资源普遍较低,一定程度上阻碍了创新能力的提高。同时,资源型产业高收益的发展,对其他行业产生了“挤出效应”,使得其他行业的投资相对减少,一些行业的发展举步维艰。
(二)面临的新机遇
一是经济发展新常态蕴含转型新机遇。经济发展步入新常态,是产业结构战略性调整的重要机遇期,重化工产业增速明显放缓,重化工产业的资源消耗和主要污染物排放逐步接近峰值。粗钢、煤炭等产量出现不同程度的下降,市场需求疲软乏力,存在产能过剩。随着供给侧结构性改革深入推进,煤炭钢铁等行业化解过剩产能,这将为我区工业绿色转型赢得宝贵空间和时间。
二是产业深度变革蕴含赶超新机遇。世界产业技术和分工格局正在调整变革,新一轮科技革命正在孕育新突破,为我国产业转型升级带来新的历史机遇。比如,德国“工业4.0模式”和美国“再工业化”战略都重视科技创新和绿色发展。新一轮工业革命的重点将打破经济发展与环境污染、生态破坏同步增长的“诅咒”,培育形成以绿色发展为主题的新发展模式。
三是制度变革蕴含突破新机遇。十八届三中全会以来,国家大力推进简政放权,推动各项改革举措落地生根,逐步完善要素市场体系、资源价格形成机制和财税金融体制,进一步理清了政府与市场的关系。自治区也出台一系列有利于充分发挥市场在资源配置中起决定性作用的政策,有助于改善自治区经济发展环境、打破绿色发展中的体制机制藩篱,加快“十三五”时期我区工业绿色转型步伐。
二、内蒙古工业绿色发展的几点建议
自治区党委王君书记指出:“绿色生态是内蒙古的最大优势和最响亮的品牌,依托绿色资源、发展绿色经济,是我区实现永续发展的必然途径和最大潜力。”我区工业可持续发展的出路就在于坚持“绿色发展”,将“绿色”作为标准指导实践,从供给和需求两侧发力推动工业绿色转型,加速形成绿色发展方式和生活方式。坚持生态优先、绿色发展,要将生态保护与产业发展相互融合作为新的突破点,充分发挥创新驱动作用,实现要素驱动向创新驱动转变。
(一)加快形成绿色生产方式
发展理念是发展行动的先导。“十三五”时期,要促进产业发展迈向中高端水平,就要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念,紧紧围绕建设资源节约型和环境友好型社会目标,把绿色、低碳循环发展作为企业可持续发展的基本途径,将绿色打造成一种文化,贯穿于生产生活的始终,将“绿色工业”打造成内蒙古的一张响亮名片。企业是商品生产和交换的产物,是市场经济的重要参与者,也是社会经济进步的主要力量。加快形成绿色生产方式,就要围绕推进供给侧结构性改革,注重培育和发展创新型企业。一是着力化解过剩产能,有效发挥市场与政府作用处置“僵尸企业”,整治不达标企业。二是实施“一企一策”等措施,打好降成本“组合拳”。三是提高有色金属、装备制造、稀土高新技术等产业的耦合度,增强产业间依存度和抵御风险能力。四是大力支持企业围绕水资源循环利用、脱硫脱尘、废弃物回收利用等实施技术改造,引导企业转变观念,优化产品结构、提高产品品质和附加值。
(二)推进绿色发展制度创新
推动工业绿色发展,制度是有力保障。处于转型发展时期的内蒙古,一方面要建成面向全国的清洁能源输出基地,另一方面要打造祖国北疆生态安全屏障,这就要求我们注重制度创新,摒弃传统发展方式,告别粗放发展路子。一是建立既充分反映市场供求又体现资源稀缺程度和环境破坏代价的资源价格形成机制。二是建立完善用能、用水、排污和碳排放交易机制,严禁“三高”企业使用清洁能源,对于使用煤炭、石油、天然气等石化能源的企业,规定其缴纳碳排放税。三是出台激励机制,鼓励更多企业参与绿色低碳发展,让绿色发展在全区蔚然成风。四是重点围绕绿色产品、工厂、工业园区完善我区绿色制造体系建设,并加强绿色评价。五是进一步改革政绩考核制度,将绿色GDP考核纳入政绩考核体系并增加环保考核权重。六是引进市场机制,探索市场化生态补偿模式,拓宽生态补偿融资渠道。
(三)大力发展绿色新型产业
“六大优势特色产业”一直是拉动内蒙古经济发展的强大动力,经济发展进入新常态,是其转型升级的关键时期。一方面要坚决淘汰落后过剩产能,把装备制造、稀土、云计算、生物制药等高新技术产业作为新一轮发展的着力点;另一方面要严格产业准入,严禁新增投资进入产能过剩领域。着力调整优化工业结构,加大对绿色产业的投入力度,大力发展绿色新产业、新经济、新业态。一是对传统产业实行绿色改造升级。增加投入支持力度,引进消化先进技术,推进“绿色+智造”,将绿色理念、工艺技术运用于传统产业生产经营各环节。二是坚持创新驱动,依托我区高新技术园区、高校和科研院所力量做好培育绿色新兴产业这篇文章。借力信息技术力量,发展太阳能、光伏、航空航天器材、特种车辆制造、蓝宝石切片、新能源汽车等绿色低碳、可持续发展能力强的特色产业。三是借力“京蒙对口帮扶”,开展在超超临界空冷机组、硅砂资源利用等能源、交通各行业多领域合作,利用北京向我区转移的高科技成果服务自治区工业绿色发展。四是加快推进我区呼和浩特经济开发区、包头稀土高新技术开发区等工业园区的绿色生态化改造。
(四)壮大科技创新强劲引擎
推动工业绿色发展,科技创新是关键。创新是产业发展的强大主引擎,是构建产业新体系的战略支撑点。一是落实好国家和自治区出台的支持创新的政策,调动科研人员参与工业绿色发展研究的积极性。二是全力搭建科研平台,争取国家级重点实验室落户内蒙古,凝聚优秀人才、激发创新活力。三是改革科研项目和资金管理机制,在项目研究过程中实行绩效评价,在此基础上发挥绩效评价形成的倒逼作用,使科研人员将精力从争资金转到重研究上。四是从自治区层面统筹建立权威性强的科研转化平台,对高校与企业合作建立研究基地予以大力支持,真正提高科研成果转化率。五是培养引进高层次专业型人才,继续实施“草原英才”等人才强区工程,建设自治区专家智库,鼓励智库之间围绕工业绿色转型发展加强合作。
(五)完善财政金融支持政策
一、明确目标,天道酬勤
对刚刚跨入高三的同学们而言,充分认识高三的学习对自身发展的重要价值以及确立合理的奋斗目标至关重要,有助于克服学习过程中的种种困难和挫折,产生巨大的学习动力。此外,同学们还应充分认识自己的优势(包括品质和学业),接纳自己,赏识自己,调动学习的积极性,使我们对高三的学习充满信心。青少年时期,人的可塑性非常大,只要同学们充分发挥主观能动性,为理想不懈地奋斗,发掘潜能,一年的时间可以从很大程度改变我们的学习状态和心理状态。
二、立足教材,夯实基础
学习中的首要任务就是要抓基础,对生物学基本概念、基本定律、实验操作的基本过程等基础知识要逐一弄清,达到融会贯通、熟能生巧的地步,从而应加强对“双基”的强化训练。特别是基层薄弱学校的学生,基础差的学生,不要盲目追求高、新、难知识的复习和训练。在复习中,讲究知识的梳理,注重扫描,加大知识的外延。如复习到细胞分裂时,可结合高中阶段所学过的分裂方式(二分裂.无丝分裂. 有丝分裂.减数分裂)比较复习。同时也要注重知识的内在联系,将所学知识先串成链,再织成网,使知识结构化、网络化,将所学知识浓缩其中,了解各知识点在知识体系中的具置,清楚各知识点之间的内在联系。
三、讲究方法、提高效率
复习方法得当,效率才高。归纳起来一般可采用下列两种复习方法。
1、比较复习法
在复习中,使学生能运用比较法进行知识的横向和纵向比较。如病毒与原核细胞的比较,原核细胞和真核细胞的比较,高等植物细胞和动物细胞亚显微结构的比较;三大营养物质的来源和去路的比较,三大营养物质均可来自食物,除蛋白质外,均可贮存,均可由其他物质部分转化;碳循环、氮循环、硫循环的比较,比较它们进入生态系统的途径、形式及回到无机自然界的途径、形式;还有光合作用和呼吸作用的比较,三大遗传规律的比较,各种育种方法的比较等等。
2、串连复习法
复习时可把分散在各个章节中的知识串联起来,使学生对知识有全面的理解。如有关基因的知识主要分布在必修2第1、2、3、4、5、6章具体介绍了基因的发现,基因和染色体的关系,基因的本质,基因的表达,基因的突变等。复习时,可以把这些知识串起来复习,使知识更系统化,这样可提高学生解综合题的能力。
四、关注热点、联系实际
近几年理综高考的重要特点之一便是科技应用类试题比例不断增大,在未来的高考中这一点会继续体现。多关注生活、关注社会,利用所学知识去解决遇到的、了解到的各类问题。高考生物试题是以现实生活中的有关理论和实际问题进行立意命题的,力求比较真实和全面的模拟现实。复习时,要从各种媒体中获取生命科学发展中的重大热点问题。
五、加强实验、拓展迁移
高考实验题力图通过笔试的形式考查学生的实验能力,同时力图通过一些简单的实验设计来鉴别考生独立解决问题的能力和知识迁移能力。
新教材中实验,实习内容比以前大大的增加了。任何一个实验都包含着一定的实验思想和方法,这些思想和方法被广泛地应用于生物科学的研究当中,能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情景中或相关的生物探究实验中,是高考对考生实验能力考查的具体体现。因此,在实验复习时,要求学生要认真领会每个实验的设计意图和总结实验方法。
六、讲练并重、粗讲精练
要坚持讲解与练习有机结合的原则,既不能“以讲代练”,也不能“以练代讲”,要“精讲精练”,使学生能触类旁通、举一反三。应注重三个环节:
讲:针对性要强,除重点、关键外,侧重讲单元练习方法和应注意的问题。注意知识的综合交叉,突出能力的培养,培养应变能力。
练:以定时作业为主要的形式,让学生在解题的能力、速度等方面适应高考的要求。课间练习、单元考试、综合训练,题目的难度、梯度更应靠近高考的要求,考试内容遵循教学大纲又不拘泥于教学大纲,试题设计注重能力型和应用型。
评:教师讲评练应突出重点,重在指导。不是重复、重演一遍,不能以题论题。在讲评中,要注意知识的纵横联系和加大覆盖面的教材组织,努力达到举一反三、灵活运用的目的,同时要突出规范表达的训练指导。
七、调整心态,培养素质
健康积极的心态是提高复习效率的重要保证,也是高考成功的关键,培养良好的心理素质与科学素质的培养同样重要,特别对同学们今后的发展也将起到不可低估的作用。
1、善于调整心态。长时间高强度的学习不免使人感到枯燥乏味,身心倦怠,刚进入高三时信心十足、精神饱满的状态逐渐消散,这个时候特别需要同学们注意调节身心,安排时间进行适度的体育锻炼和娱乐活动,坚持有规律的生活,做到张弛有度。
关键词:高中生物;学案;设计原则
新课改形势下,各种教学模式应运而生,学案教学模式就是在这种形势下产生并发展起来的。学案作为学案教学的载体,改变着学生的学习方式和教师的教学方法。学案质量的好与坏直接影响学生学习效果和教师教学效果,而高中生物这门学科有着自身的特点,因此,在设计高中生物学案时应考虑学科特点,主要应遵循以下五个原则。
一、启发性原则
苏霍姆林斯基提出:“只有当学生进行思考的时候,他才能掌握教材”。这就要求在设计学案时,要注意应以启发学生的思维为起点,培养他们形成提出新问题的能力,进而完成由感性认识向理性认识的飞跃,使学生乐思、易思、会思。在学案中可以将所学的内容设置成具有一定难度的问题,通过问题情境来启发学生的新思维,问题的不断出现,促进学生向未知领域的探索,使学生的思维向着深远、发散的方向发展。例如,“生态系统的物质循环”一课,李克刚设计学案引导学生主动探究碳循环的过程,设置如下问题:“碳在无机界的存在形式?碳在生物体内的存在形式?碳在生态系统中循环的形式?大气中的碳元素是如何进入生物体的?在生态系统中首先进入的是哪类生物?又是怎样进入下一营养级生物体的?人呼吸吸入的二氧化碳是否认为已进入人体?”通过层层递进的问题,最后引出问题的实质,培养了学生的问题意识,体现了启发性原则。
二、导向性原则
学案教学中,要求学生课前自主学习新课的知识,这就要求学案要给学生提供自主学习的方向,即准确的学习目标、清晰的学习线索、正确的学法指导。准确的学习目标给学生自主学习提供学习的方向,清晰的学习线索为学生提供新课的整体知识结构体系,学法指导提供学生学习知识的方法,为学生学习扫清障碍。吴江林在研究OAE学案时设计的学习目标主要是行为目标的ABCD模式,如,在“自由组合定律”中设置的目标为:“学生行为主体通过分析实验情境正确地运用遗传图解说明孟德尔两对相对性状遗传实验的目的过程与结果。”在“细胞与能量”中设置了明确的学习ATP的结构特点的学法指导:“动手写出结构简式,分析简式中的每种符号的含义,根据各化学键的稳定性明确ATP的结构特点。”准确地定位学习目标与正确的学法指导为学生学习提供了方向,凸显了学案设计的导向性原则。
三、层次性原则
在一个班级内,学生的认知水平具有差异性,而素质教育倡导面向全体学生的学习理念,因此学案的设置要从学生的认知水平出发,注重学生认知水平的层次性,设置不同的学习内容来满足不同层次学生发展的需求,既提高基础差的学生学习的积极性,又为基础好的学生提供发展的空间。在学案中,可通过设置有梯度的检测题来让每一个学生都体验成功。例如,薛景艳在“生长素的生理作用”学案中设计了两个层次:(1)自我检测环节,设置了基础检测题,以基础知识为主要测查点。(2)设置拓展题:“已知在促进生长的浓度范围内,浓度相同时,生长素类似物萘乙酸(NAA)产生的促进生长的作用大于吲哚乙酸(IAA)。为了验证NAA和IAA的这种差异,可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验设计思路并预测结果。”这部分内容是对本节课内容的加深,基础较好的学生可以选作这部分习题,来提升自己的认知。本设计体现了学案设计的层次性原则。
四、拓展性原则
“21世纪是生物学世纪”已越来越多地被认可,而当下高中生物教材落后于先进的生物科学技术的发展。此外,在生物学科的高考中,更多地体现了以最新的生物科学背景相关的试题。而我们高中生物知识更多的与生产技术、生活实际相联系,这就要求我们要将最先进的生物技术融入学生的知识体系中,在高中生物学案的设计中,设置知识拓展专题,来扩充学生的知识面,并将所学的知识运用到生活实际问题中,从而更轻松地应对高考模式,提高学生的创新能力。大连二中在“降低化学反应活化能的酶”学案中设计“酶为生活添姿彩”专题:“1.洗涤剂工业:加酶洗衣粉――碱性蛋白酶类,易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍。2.乳制品工业:凝乳酶――奶酪生产的凝结剂,并可用于分解蛋白质。乳糖酶――降解乳糖为葡萄糖和半乳糖,获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳品的消化吸收。3.纺织工业:淀粉酶――广泛地应用于纺织品的退浆,其中细菌淀粉酶能忍受100~110℃的高温操作条件。纤维素酶――代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布,提高牛仔服质量。”通过了解生活中多样的酶来理解酶的特性,使学生学以致用。
五、灵活性原则
著名的教育家苏霍姆林斯基说“如果学生们没有学习愿望的话,我们所有的想法、方案和设想都会化为灰烬,变成木乃伊。”他强调了兴趣在学习中的重要性,学案作为学生自学的辅助资料,学生在自主使用时,面对枯燥的问题会产生厌烦心理,而高中生物涉及很多人们不能直接感知的微观世界的生物知识,这就需要我们在设计学案时要注意学案的呈现形式,要具有灵活性,可结合直观的图表、文字,激发学生的学习兴趣。如,在“物质跨膜运输的实例”中,在学习原生质层时,先在学案中给出细胞的显微结构图片,让学生填写每个结构的名称,再引出原生质层的概念,通过直观的图解,学生能够更深刻地理解原生质层的概念;在学习细胞器时,可以将细胞器的亚显微结构展示到学案中,让学生标示每一部分的结构,并引导学生采用表格形式从分布、形态、结构、生理功能等方面进行比较,进而体现各种细胞器的分工合作。
高中生物学案的设计遵循启发性原则、导向性原则、层次性原则、拓展性原则、灵活性原则,充分体现了对《普通高中生物课程标准》中生物教学的四大理念的落实,即面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究学习、重视与现实生活的联系。依据启发性原则设置相应的问题情景为探究学习提供探究资源。学案的导向性原则为学生把握知识的学习方向,使学生高效学习,从而提高学生的生物科学素养。层次性原则的落实是为了所有学生都能够参与到学习的活动中来,使学习面向全体学生。而拓展性原则与灵活性原则,为了弥补教材的不足,增加与生活实际相关的实例,增强了教材知识与生活实际的联系。在高中生物教学中,运用优质的学案可帮助学生构建知识结构、梳理学习思维、调动学生学习积极性、鼓励学生参与探究、提高生物学习的有效性,因此,教师应注重学案的设计,充分发挥学案的作用。
参考文献:
[1]郑伟.生物学科“学案导学式教学模式”初探[J].教法研究,2012,9(02):211.
[2]李克刚.生物学学案的设计[J].教学,2009(06):60-62.
[3]吴江林.OAE学案教学:一种基于课程标准的教学模式[J].当代教育科学,2012(22):18-20.
【关键词】林业碳汇 西部地区 优劣势分析 建议
一、林业碳汇概述
(一)林业碳汇产生背景及概念
自工业革命以来,人类大量使用煤、石油等化石能源,排放过量的二氧化碳等温室气体,这是造成全球气候变化的根本原因。鉴于发达国家在工业化进程中已排放了大量温室气体的历史事实,本着“共同但有区别的责任”原则,《京都议定书》要求发达国家在2008~2012年的第一个承诺期内,通过减少温室气体排放(碳源)和增加对温室气体的吸收(碳汇),将其温室气体排放量在1990年基础上平均减少5.2%。
研究指出,森林生态系统能储存约占全球陆地总碳库的77%的碳,据估计,森林每积累1立方米木材约可吸收850公斤的二氧化碳。作为全球碳循环中的一个关键环节,森林控制着全球陆地碳循环的动态。鉴于此,林业碳汇蓬勃发展。
林业碳汇的涵义一般指植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少该气体在大气中的浓度。CDM林业碳汇吸收碳的成本与其他部门相比,相对较低。发达国家可通过清洁发展机制(CDM),在发展中国家进行符合一定条件的造林再造林项目产生的碳汇促其完成减排任务。
(二)我国林业碳汇发展的现状
我国作为一个发展中国家,同时也作为世界第二大温室气体排放国(仅次于美国),在国际气候公约谈判进程中,面临巨大压力。发展林业碳汇不仅能够改善环境、增加我国应对气候变化的手段,而且能够为人民增收,促成经济新的增长点。因此近几年我国在林业碳汇发展上有了不小成绩。
1.林业碳汇规制初具规模。我国在国际法领域参加的与林业碳汇相关的国际条约有《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、《波恩政治协议》、《马拉喀什协定》。2005年10月,《清洁发展机制项目运行管理暂行办法》得以正式实施,表明我国对具有潜力的市场主体参与清洁发展机制项目的支持与鼓励。
《中国绿色碳基金碳汇项目管理暂行办法》与《中国绿色碳基金碳汇项目造林技术暂行规定》是中国绿色碳汇基金会的两个主要的组织内部文件。前者对碳汇项目造林的立项原则和立项程序做了规定;后者则是对实施碳汇项目造林的项目地点选择、种苗准备、整地栽植、检查验收等做了具体规定。
2.林业碳汇项目从无到有,林业碳汇试点不断增加。我国的林业碳汇项目起步较晚,发展也较为缓慢,但是在2006年,林业碳汇项目实现了零的突破。2006年11月注册成功的广西珠江流域治理再造林项目,估计年减排量25795MtC02e。它由世界银行集团国际复兴开发银行托管的生物碳基金购买碳减排量,中方为广西环江兴环营林有限责任公司。
现在国内的林业碳汇项目主要有两个方面,一方面是CDM的碳汇项目,另一方面就是和中国石油发起了中国绿色碳基金。现在地方林业部门也都重视起来,正在积极推动中国绿色碳基金的发展。
国内正在开展的林业碳汇试点项目共有5个——山西、内蒙古、广西、四川和云南(四川和云南为一个试点)及辽宁。包括TNC(大自然保护协会)在内的众多社会团体都在致力于中国碳汇林项目,TNC在四川和云南搞了3个碳汇试点,做得非常成功。
二、我国西部地区发展林业碳汇的优劣势分析
中国西部由西南五省区市(四川、云南、贵州、、重庆)、西北五省区(陕西、甘肃、青海、新疆、宁夏)和内蒙古、广西以及湖南的湘西、湖北的恩施两个土家族苗族自治州组成。西部地区的经济社会可持续发展关系到我国社会主义现代化的进行与和谐社会的建设。林业碳汇作为经济助推剂,其在西部能否大力发展是亟待认清并解决的问题。下面将从西部地区发展林业碳汇的优势与劣势两方面着手,分别对此进行相关分析。
(一)优势
1.符合CDM林业碳汇项目的原则性要求。CDM林业碳汇项目要求,优先发展项目的区域应该是那些林木生长速度快、生物多样性保护潜在价值大、造林成本低、人均年收入低的地区。
全国有一半的生态脆弱县和60%左右的贫困县在西部,这样的地区存在着比较多的廉价劳动力,可以极大的减少造林的成本。由于地处北半球中部,西部地区有着丰富的的亚热带、温带珍贵物种,林木生长周期短,生物多样性特征十分明显。
2.符合CDM林业碳汇项目的特殊要求。清洁发展机制对于造林项目有一些特定的要求:
一是造林地必须是过去至少50年以来没有森林的土地。或者是自1989年12月31日以来的无林地。
我国的人口密集区集中在中部与东部沿海地区。对于我国的西部地区来说,地域广阔、人烟稀少,更是有很多的无人区。况且西部多草原与荒漠,完全符合第一个要求。
二是所选造林地块要满足额外性要求,同时要考虑碳泄漏和非持久性等。森林不仅能通过光合作用吸收二氧化碳,也能通过呼吸作用、自然灾害、采伐等其他形式释放碳,这样就造成了碳的逆转,应尽量减少。
我国西部地区地处温带与亚热带,自然条件相对于世界很多地区来说较为稳定。西部地区一直以来是我国的生态维护的重要地区,三北防护林、三江源等工程都是为了在长时期起到维护生态的作用而建立的,且规模巨大。因此,此地区的林业碳汇项目一旦建立就不会在短期内改变,碳泄漏与非持久性的情况也就很难出现。
三是碳汇项目的实施应有助于促进社区经济发展、增加农民收入、改善生态环境及保护生物多样性等。
我国正处于经济飞速发展的时期西部地区作为我国经济发展的薄弱地区理应受到国家的重视。经济发展、农民增收、生态保护三者的协调是此地发展的重中之重。而林业碳汇不仅能引进外资来改善环境,促进当地各项设施的建设,更是为当地的农民提供了大量的工作机会,所以说,发展林业碳汇在西部是一举三得的。
3.国家生态建设与经济建设重点扶持地区。林业碳汇功能发挥的前提是要有足够的森林面积,所以生态建设与经济支持是其发展的不可或缺的条件。
自改革开放以来,为发展西部经济、改善西部生态,我国已进行了大面积人工造林,如天然林资源保护工程、退耕还林工程、防护林工程、自然保护区建设等。与此同时,一些国家重点经济扶持项目正在西部如火如荼进行。2000年,为了解决我国东西部的经济差距,我国开始实施西部大开发战略,为保证其进行国家提供了大量的资金与技术的支持。在西部地区发展林业碳汇利国利民,与西部大开发紧密联系,不仅得到政策的支持,更有资金与技术的坚强后盾。
(二)劣势
我国西部地区是未来我国发展林业碳汇的重点地区,其本身固然存在一些优势,但是同时也有一些亟待解决的劣势。
1.未造林地区面积过大,造林存在技术瓶颈。我国森林面积1.95亿公顷,森林覆盖率20.36%,而西部地区的森林覆盖率还仅为14.9%,低于全同平均水平。西部地区是实施几大林业生态工程造林活动的主要地区,但仍有大量未造林地区,尤其是西北的干旱和半干旱区、西南的干旱和干热河谷区以及石质山区,造林难度较大,存在投资和技术瓶颈。我国目前还缺乏足够的技术,需要引进发达国家的先进造林技术和管理技术,提高林业生产力。
2.成熟林数量多,碳汇增值空间小。按照国际林学的最新研究成果,森林的生长分为几个阶段,幼龄、中龄、成熟龄、过熟龄。幼龄、中龄的树木生长较快,吸收二氧化碳的能力强;成熟龄和过熟龄的树木生长变慢,吸收二氧化碳能力放缓。因此,想要达到最好的固碳效果,要大力增加人工林的数量,不断增添新的林业。
成熟龄以及林龄大于120年的过熟龄森林主要分布在我国西部,宜林地区被这些树木充斥,伐旧植新由会破坏当地生态,这样一来,林木更新换代与碳汇增值空间就会受阻,不利于林业碳汇的发展。
3.林业管理混乱,森林质量低下。长期以来,西部落后的经济社会水平决定了其林业管理工作较中东部混乱。当前绝大多数林场经营不力、经费不足和管理粗放,在很大程度上,是由于很多地区没有根本扭转对本地林业工作重心转移的认识,对天然林和人工林的经营管理仍然停留在常规用材林的经营思想上,没有真正实现从用材林向公益林经营管理模式的转变。少数个别地区,盗伐现象仍然猖獗,垦荒蚕食林地严重,打击制止不力。不重视森林经营工作,导致我国森林质量低下,火灾及病虫害频发,严重影响了森林碳汇功能的发挥。
4.宣传力度不够,企业积极性不高。国务院于2010年批准建立了中国首家以增汇减排为主要目标的全国性公募基金会中国绿色碳汇基金会。这就是一个帮助企业“购买碳汇”自愿减排的平台。企业可以通过捐资造林的方式购买碳汇。企业捐资到中国绿色碳汇基金会造林,可获得通过规范计量的碳汇(信用指标),记于企业的社会责任账户,在中国绿色碳汇基金会网上进行公示,同时展示企业的社会责任。
由于中国目前没有给企业设定碳减排指标,购买碳汇只是一种公益捐赠行为,中国绿色碳汇基金等机构所做的也只是倡导性工作,而企业购买碳汇的积极性并不高。这对西部地区林业碳汇的发展形成极大的障碍。
三、我国西部地区发展林业碳汇的相关建议
林业碳汇的发展对西部地区的生态经济建设与可持续发展具有重大意义,鉴于上述分析,笔者对其发展林业碳汇提出以下建议:
(一)科学的经营抚育,让现有的林木资源成倍增加固碳能力,进一步提高生态效益
虽然西部地区土地广袤,但森林面积毕竟会受到诸多因素的限制,因此,在现有林木基础上增加其固碳能力成为发展碳汇的必要路径。主要有两个措施:
一个是创新抚育方法。举一个吉林森工集团多年来在森林抚育上的成功实践。集团所属的临江林业局,通过搞“缩短抚育周期,增加抚育次数”,极大地提高了中幼龄林单位面积净生长量。经过抚育后,人工林每年生长量可达8.5立方米/公顷,比抚育前提高了65%。据此初步推算,如果对全国3031万公顷人工中幼龄乔木林进行合理抚育,每年至少可增加森林蓄积1亿立方米。
另一个是改造低质低效天然林。根据阶段性科研成果,通过科学合理的抚育措施,将少部分天然低质低效商品林改造成杨树速生丰产林,公顷年生长量可提高到15至20立方米,是天然林的4到5倍;轮伐期由天然林的120年降至15年。15年成熟后,公顷蓄积可达200到300立方米,其固碳能力是原有低效低质天然林的2倍以上。按照国际林学的最新研究成果,树木在中幼年的固碳能力是最强的,到成熟期固碳能力逐渐下降。所以,加大对中幼林抚育和加强速丰林建设,可以始终让森林保持较高的固碳能力,极大发挥其碳汇作用。
(二)建立西部地区专属碳汇交易平台
西部地区建立自己专属的碳汇交易平台有两大优点:
首先,调动了企业的积极性。林业碳汇对于企业来说是一个抽象的概念,只有把林业碳汇拿到市场上去交易,产生实实在在的价值效益才会吸引越来越多的企业投身进去,并最终达到减排的生态目标。西部地区专属的交易平台有地缘优势,让企业把目光更多的投向西部,吸引更多的资金与技术。
其次,统一标准,提高交易效率。目前,全国各地已建立或正在筹建的环境交易所过多。在国家尚未出台碳交易政策、企业自愿减排交易稀少的情况下,各地纷纷筹建碳交易平台,更多考虑的是地方利益,不利于统一标准的执行,各省市投入大量资金和精力筹划建立碳排放交易所也是一种资源浪费,省市级交易所难以形成一定规模的交易量,难以提高交易效率,也不利于碳交易产品的国际对接。
把西部地区作为一个大的整体,建立西部碳汇交易平台,不仅可以统一标准与执行管理,而且可以将财力、人力、科技集中到一起,“集中力量办大事”。
(三)建立健全相关法律、法规
由于我国作为发展中缔约国不承担减排义务,所以我国目前也没有明确规定林业碳汇的法律法规。《中国绿色碳基金碳汇项目管理暂行办法》与《中国绿色碳基金碳汇项目造林技术暂行规定》虽然对林业碳汇的具体事项做了规定,但是它们作为中国绿色碳汇基金会的前身——中国绿色碳基金会的内部文件,并没有多大的约束力。
随着林业碳汇的发展日益成为社会经济的一个趋势,林业碳汇相关法律法规也应尽快出台。届时,关于林业碳汇的关键性问题,如森林碳汇的生态效益补偿机制、林业碳汇的计量监测的方法体系、第三方认证与注册制度等都需要有详尽的条款列明。主管部门应该及时制定相关政策、法律、法规,及早对发展森林碳汇进行规划,用以指导和协调林业碳汇项目的运行。林业碳汇立法,任重而道远。
参考文献
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[关键词]循环农业;生态强省;可持续发展
[中图分类号]F124.5;F323.2 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848(2012)06-0093-10
[作者简介]翁伯琦(1957一),男,福建福州人,福建省农业科学院农业生态研究所研究员,主要从事区域生态经济与生态农业技术研究;雷锦桂(1973一),男,福建罗源人,福建省农业科学院科技干部培训中心副研究员,主要从事循环农业与食药用菌育种与栽培技术研究。(福建福州 350003)
[基金项目]国家“十二五”科技支撑计划项目“东南地区农牧废弃物多级循环利用技术集成与示范”(2012BAD14B15)和福建省农业科学院创新团队(STIF—YO1)、福建省农业科学院“双百行动”计划项目(sbmb)的阶段性研究成果。
Title: Thought of Promoting the Construction of Eco-province by Developing Modern Circular Agriculture
Authors: Weng Boqi & Lei Jingui
Abstract: In view of the grim situation of the current resources and eco-environment, modern circular agriculture should be developed to promote the construction of eco-province for the realization of sustainable development of economy, society and eco-environment. This paper expounds the evolution of circular economy and eco-province and their interrelationships, makes an in-depth analysis of five “favorable” and five “adverse” conditions for the development of modern regional circular agriculture and the construction of eco-province of Fujian, and proposes five major models and eight key steps to develop regional circular agriculture based on local conditions, which provide scientific thinking and countermeasures for promoting the construction of eco-province by developing modern circular agriculture.
Key words: circular agriculture; eco-province; sustainable development
生态环境是人类赖以生存和发展的基本条件,是经济和社会发展的基础资源。改革开放三十年来,我国国民经济发展取得了令人瞩目的成就,但由于自然、历史和认识等方面的原因,在相当长的时间内,我们没有摆脱围绕高产量生产的高投入、高能耗、低效益的粗放式经济发展模式,造成了严重的环境污染和生态破坏。
针对全国资源能源和生态环境面临的严峻形势,为实现经济社会和生态环境的可持续发展,1995年,国家环保总局从环境保护的角度出发,开始探索区域的可持续发展模式和途径,提出开展生态示范区建设工作。从1999年开始,在国家环保总局的倡导和推动下,全国部分省区陆续开展“生态省”建设试点。目前,全国已形成生态省—生态市—生态县—环境优美乡镇—生态村的生态示范建设的系统工程,至今已有14个省(自治区、直辖市)开展了生态省(区、市)建设。全国有500多个县(市)开展了生态县(市)建设,其中11个县(市、区)达到国家生态县(市、区)标准,全国环境优美乡镇达629个。①与此同时,国家环保总局以科学发展观为统领,从经济可持续发展的角度出发,积极推动粗放式的经济发展模式向“循环经济”的发展模式转变。经过十多年的研究和实践,循环经济的内容得到了丰富和发展,逐步成熟并趋完善。
党的十报告提出:“建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然地生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。”②农业作为国民经济的基础产业,面临的资源约束和环境问题日益突出,严重制约着农业和农村经济的可持续发展,并影响着全面建设小康社会的进程。发展现代循环农业是生态强省建设的重要举措,也是生态文明建设的具体实践。研究和运用循环经济理论指导农业生产,创新农业生产模式,转变传统农业增长方式,实现人与自然的和谐共处,是当前一项重要而紧迫的任务。发展循环农业是全国农业发展在特定历史时期的必然选择,而从省域空间看,发展循环农业则是生态强省建设的不可或缺的组成部分。
一、发展现代循环农业是生态强省建设的重要基础
何谓生态省?《生态县、生态市、生态省建设指标(暂行)》指出:生态省是社会经济和生态环境协调发展、各个领域基本符合可持续发展要求的省级行政区域。③确切地说,生态省是指在一个省域的范围内,运用科学发展观和可持续发展理论以及生态学、生态经济学原理,遵循生态规律和经济规律,以经济建设为中心,以促进经济增长方式的转变和改善环境质量为基本出发点,寻求经济、社会与人口、环境、信息高效利用,社会生态、经济生态和自然生态高度和谐,为追求高效且全面统筹协调可持续发展的目标而构建的人与自然互惠共生的新型复合生态系统。生态省建设是可持续发展在一个省域的具体实施,其核心思想是以资源环境保护和可持续利用为前提,通过发展区域生态经济,建立行业循环经济体系,培育生态文化,建设生态文明,提高综合实力,营建一个高效、开放、持续、健康、稳定的“社会—经济—自然”复合生态系统,建立起和谐的人与自然的关系;其最终目标是实现省域水平上的资源环境、经济社会的可持续发展。生态强省的建设包括生态工业、生态农业、生态服务业、生态文明等方面的内容。其基本内涵包括五个方面:(1)生态强省的提出是经济社会发展到特定阶段和高度的产物,是具有高度社会文明的标志。(2)生态强省是个战略概念,不是单项工作,而是牵动经济社会发展、人与自然和谐相处的整体战略和目标,也是诸多发展战略在省级区域的最佳结合点和实施载体。(3)生态强省建设的核心是转变经济增长方式,以循环经济、生态经济模式代替传统的线性经济增长模式,这也是建设生态省的重点和难点。(4)生态强省建设的本质是对环境与发展进行整合性思考,将生态建设、环境保护与经济建设、社会发展融为一体。(5)生态强省建设的目的是营造人与自然和谐共处的人居环境。
目前,国内外关于循环农业的概念尚无定论。国内“循环农业”一词首先出现在2002年陈敏德和王文献的《循环农业——中国未来农业的发展模式》一文中,①但该文没有对循环农业的概念进行详细定义,高旺盛、翁伯琦、周震峰等人先后提出了发展循环农业的思考与对策,②郭铁民和王永龙的《福建发展循环农业的战略规划思路与模式选择》两文则详述了循环农业的定义与概念。③综合学者们的观点,循环农业的定义可归纳为:以循环经济理论为指导,尊重生态系统和经济系统的基本规律,以促进农业的可持续发展为目标,以“4R”原则(即再利用、减量化、再循环、可控化)为核心,以低能耗、低排放、高效率为基本特征,以生态产业为发展载体,以清洁生产为重要手段。通过农业生态系统设计与管理,实现物质能量资源的多层次、多级化的循环利用,达到农业系统的自然资源利用效率最大化、购买性资源投入最低化、可再生资源高效循环化、有害生物和污染物可控制化的产业目标。就其内涵而言,循环农业是以农业资源减量消耗、农产品多级利用和农业有机废弃物资源化等诸多环节组成的“资源利用—现代农业—资源再生”的闭合循环生产模式的工业型农业,是以资源的高效利用为核心的资源节约型农业,是以减少废弃物和污染物排放的环境友好型农业,是以产业链延伸和产业升级为目标的高效农业,是以科技进步与管理优化为支撑的现代农业。循环农业建设包括农业废弃物综合利用、农业产业链延伸和循环农业园区建设三方面内容。其主要特点有:(1)合理优化的循环模式。循环农业的提出是全国农业发展到特定历史阶段的必然,是绿色农业、有机农业、生态农业的延伸,是以生态农业为基础的一种新型的农业发展模式。(2)高效利用的循环模式。循环农业是一个全新的理念,赋予资源以新的概念与内涵,形成了新的资源观。从循环农业的角度看,农业生产过程之所以有废弃物,是因为生产组织不合理,把资源“放错了地方”。在循环农业的世界里,只有放错了地方的资源,而没有废弃物。(3)“4R”原则的实践载体。循环农业是一个全新的策略,明确提出按照“4R”原则组织农业生产,要求物质能量资源循环利用。(4)形成闭合的运作回路。循环农业提出了通过对农业生产流程的分析,对农业生产流程重新加以组织,以形成一个物质和能量的闭环系统,在农业生产工艺流程的设计中增加了一个反馈机制,从而使得物质和能量流的运动按照一个循环线路进行。(5)现代农业的高优成效。循环农业是涉及整个农业系统的良性生产运作农业模式,是工业型农业。
生态强省的建设离不开生态农业的支撑,而循环农业是生态农业的继承和发展,是生态农业的深层应用。生态农业的发展为循环农业的发展提供了理论基础和经验借鉴,循环农业是高效的生态农业,生态农业的建设是实现循环农业的最佳实现形式之一。生态强省建设离不开高效生态农业—循环农业的发展,而循环农业的发展也离不开生态强省建设中生态工业、生态服务业等的协助,因此,我们很有必要去探讨生态强省与循环农业的内在联系。一是统一性:(1)哲学思想一致。在对待人与自然关系的问题上,两者都将人与自然环境看成不可分割、高度相关的有机统一体,注重人与环境的内在和谐性。(2)理论指导一致。两者都是以循环经济理论为指导。(3)基本目标吻合。两者都是为了实现经济与社会、人与环境的和谐、可持续发展。二是差异性:(1)侧重不同。生态强省是为了实现省域建设的可持续发展,而循环农业则是为了实现农业的可持续发展。(2)范畴不同。生态强省建设包含生态农业,而循环农业为生态农业的新的发展形式,也是新的发展阶段。因而,生态强省建设需要发展循环农业,循环农业是生态强省建设重要的组成部分。值得关注的是,农田生态系统也与温室气体密切相关。据报道,耕地释放的温室气体相当于150亿t的CO2,超过全球人为温室气体排放总量的30%。若无需生产工业化肥每年可节省1/3的石油能源,而全球耕地不施用化肥,农作系统可降低30%的CO2排放,而当耕地的固氮率达到400kg/hm2/a,即可抵消掉80%的因农业导致的全球温室气体排放量。①初步估计,中国氮肥生产产生大约2亿tCO2,氮肥和有机肥施用过程中排放至少1.5亿t的CO2,以上排放的温室气体占中国总CO2释放的20%以上。全国农作物年固氮量(净初级生产力)为5.2~6.5亿t。合理的农业管理措施(包括平衡施肥、合理种植、增加秸秆还田、少耕免耕等)和减少土壤侵蚀能大大提高农业土壤固碳量。根据研究表明,保护性耕作可避免碳排放量约为879kg/hm2/a,施用有机肥可使土壤有机碳平均增加幅度为8.52~59.78g/(m2.a),农作物秸秆还田平均可增加土壤有机碳45.24g/(m2.a),免耕和少耕可分别增加土壤有机碳134.81g/(m2.a)和208.74g/(m2.a)。②因此,全国农田生态系统土壤的固碳潜力是巨大的。由此可见,发展低碳经济,工业系统固然要勇挑重担,但“三农”战线同样责无旁贷,发展低碳农业是调整全国农业结构、建设后现代农业的紧迫任务。不论是绿色农业、有机农业、生态农业,还是循环农业、低碳农业,尽管它们特点各异,侧重不同,但共同的内涵是节约资源,减少投入,提高效益,降低污染。低碳农业本质上也是循环农业,但其更关注节能减排,讲求碳的排放,可以说是社会、经济和环境在特定时期对农业发展提出的新的导向。循环农业其实也是低碳农业的一种农业生产方式,我们倡导立足国情,因地制宜地大力发展低碳循环农业,而低碳循环农业本质上是将低碳农业和循环农业进行有机结合,在循环农业的发展基础上,立足于资源节约型、环境友好型、生态文明型集成技术的推广应用,并用碳值衡量碳排放和农田生态系统的碳储功能,力求自然平衡与环境自净,实现人与自然的和谐以及经济社会的可持续发展。
基于生态强省建设的循环农业发展是根据各区域的省情以及经济、社会、环境和农业的现状,转变农业增长方式,为实现生态强省而采取的一种新型高效的农业实现形式;需从总体出发,全面规划,科学开发,集约经营,立体种养,多级利用,多种经营,多层加工,综合治理,建立良性循环的现代农业生产体系。
二、福建省发展区域现代循环农业的优势潜力分析
福建省“八山一水一分田”的地理格局,素有“东南明珠”的美称。改革开放以来,福建省在改革开放战略的引导下,积极作为,农业生产获得了巨大的发展,为推进全省农业向循环农业的发展奠定了良好的经济社会基础。但同时,我们必须清醒地认识到,福建省农业尽管已进入新的增长阶段,但农业经济基础薄弱,农业环境污染扩展,农业生产“两高一低”(即高投入、高消耗、低产出)制约着福建省农业生产的转型。农业发展的相对优势比较集中,但其发展劣势也相对显著。归纳起来,主要有五个“有利”与五个“不利”条件,这就要求人们要因势利导,扬长避短,因地制宜,加快发展。
福建省实施生态强省建设、发展循环农业的“有利”条件有以下五个方面:
(1)区域生态环境基础良好。福建省是一个相对独立的自然区,绝大部分地区是湿润的中亚热带和南亚热带海洋性气候,气温暖热,雨量充沛,季节变化明显。流域面积在50khm2以上的河流有597条,其中流域面积在500khm2以上的河流有14条,闽江、九龙江、汀江和晋江四大水系流域面积合计89724khm2,占全省陆域面积的74.3%。①植被类型复杂多样,植被种类繁多,世界植物种属的80%在本省都有出现,群落分布错杂。土壤类型多种多样,土壤资源相当丰富。2006年耕地面积133.70万hm2,园地63.17万hm2,人工牧草地0.26万hm2,分别约占国土面积的10.78%、5.09%和0.02%,生态环境质量优的区域占85.37%,其余14.63%的区域为良,优良率居全国第一。②农业发展从单纯依赖耕地资源转向对整个国土资源的依赖。单位土地的生产力是华北的1.5倍,东北的2倍多,西北的3~10倍。各地的农业气候资源类型生产力指数在0.80~0.90,③而全国西部、北部的农业气候资源生产力指数大多在0.14以下,最低为0.04以下。
(2)农业生物物种丰富多样。2005年每年都从省外、境外引进300多个农作物新品种,1983-2008年共审(认)定农作物品种685个。野生果树资源282个,茶树种质资源丰富,药用植物600多种,野生木本淀粉和糖料植物40多种,油料植物30多种。野生动物数千种,仅脊椎动物就有1000多种,约占全国的61%,海洋鱼类750种,甲壳类和头足类如蛤、蛏、泥蚶等有数十种,淡水鱼类160多种,微生物中真菌类有430种。④目前保存珍贵作物种质资源13000多份。
(3)生态强省建设卓有成效。立足于本省的优势,福建省于2000年底正式提出建设生态省的战略决策,并于2002年提出生态省建设的总体目标:“力求通过20年的努力奋斗,把全省建设成为生态效益型经济发达,城乡人居环境优美舒适、自然资源永续利用、生态环境全面优化、人与自然和谐相处的可持续发展省份。”之后,又出台了《福建生态省建设总体规划纲要》,并经环保总局批准,正式成为继海南、吉林、黑龙江之后的全国第四个生态省建设试点省份。至2005年底,全省已先后有13个市、县(区)开展国家级生态示范区建设试点,44个乡镇开展省级生态示范区建设试点,生态示范区建设试点面积约占全省陆域面积的41%,已建成的自然保护区95个(其中国家级10个),自然保护区、森林公园、风景名胜区面积占全国相应区域面积的11%以上。①
(4)农村基础设施初具规模。节水灌溉面积截至2006年底达582.9km2。节水灌溉系数从44%提高到55%。②农村沼气池数量从2005年的26.51万口增加到2007年的35.24万口,大中型沼气工程由2005年的681处增加至2007年的988处。③2007年每百户拥有大中型拖拉机0.38台,小型和手扶拖拉机4.23台,农用水泵11.21台。全省2800多个农村开展以“管网通、沟渠通、道路通和集中收集垃圾、汇集污水、几种无害化处理”为主要内容的行动,农村环境逐步改善,农业环境污染和生态破坏得到一定程度的遏制。
(5)循环农业正在蓬勃发展。已初步形成临海蓝色、闽西北绿色、闽东南高优三个农业产业带。2002年启动了安溪、漳浦、龙海、平和、福安五个国家级无公害农产品基地县建设,共有3个国家级的生态农业建设试点,12个县(市)省级生态农业建设试点,3个县(市)被评为首批省级可持续发展实验区,建成有机食品试点基地400 km2,生态农业示范县的覆盖面积占国土面积的25%以上,有105家企业的198个产品获得“绿色食品”标志使用权。至2011年底,累计认证并获得有效使用标志的无公害农产品1448个,绿色食品588个,有机农产品132个。④通过试点示范,推广了多种具有福建特色的生态农业建设模式,并建立了循环农业的发展体系。如省农科院稻萍鱼共生循环体系,山地生态果园模式以及 “豆—稻—菜”种植业生产体系循环模式,圣农集团“一主三副”的资源循环再利用模式以及种养综合型的循环农业模式。出现了福建龙海龙佳农业观光园、福建圣农集团、福州满堂香现代生态农业园、连江玉华山生态农业园、福清清源生态种养复合生产园、福建(龙岩)卓越新能源发展公司等现代循环农业产业。⑤
就区域社会与自然条件而言,福建省实施生态强省建设、发展循环农业的“不利”因素有以下五个方面:
(1)人均耕地紧缺,人地矛盾突出。2007年全省土地总面积12.40万km2,全省人口为3581万人,同比上年增加了23万人,人均土地面积仅有0.346hm2;耕地面积1333.10khm2,同比上年减少了101.6khm2,人均耕地面积仅0.037hm2,远低于全国0.1hm2的平均数。①
(2)生态环境脆弱,自然灾害频繁。从陆域生态环境看,福建山地丘陵面积占89%左右,山地、坡地多,土层薄(土壤层厚度仅20~80cm),易受雨水冲刷,生态系统矿质营养和灰分元素相当大部分积累于活质地上部分,而土壤相对瘠薄,受台风影响较大,洪涝、干旱等自然灾害发生频率很高。2007年福建省成灾面积占受灾面积比重的60.5%,居全国第6位,超过全国比重的平均水平51.2%。从海域生态环境看,福建海域多呈腹大口小且半封闭的海湾,其自净能力差,受陆域生态环境变化的影响十分明显,易造成污染。
(3)农业生境退化,农业污染面广。1996年至2006年的10年间,福建省园地和水域面积的年均增长率分别为0.761%和0.765%,农田的年均减少率为0.74%。全省土壤酸化严重,肥力有不同程度的下降。2000年全省水土流失面积已达131.3万hm2,占全省土地面积的10.72%,②虽然水土保持与综合防治工作取得一定成效,但局部控制、面上扩展仍未得到有效的遏制。随着农业种植结构的改变,茶果园地的土壤侵蚀比重增加,成为当前土壤侵蚀的突出问题。农业污染有来自农业内部的污染和农业外部的污染。农业内部污染来自化肥、农药、地膜的使用,单位面积使用量均高于全国平均水平,总体呈现化肥污染控制取得一定成效,农药和地膜污染逐年递增;而畜禽养殖污染有所加重,尤以猪粪尿对水域污染问题较为突出。农业外部的“工业”三废污染物排放量呈三种不同的趋势,废水排放基本呈稳定状态,废气排放呈逐年递增的趋势,固体废物的排放呈递减的趋势,而2007年生活污染物的排放量比2005年增加了11.22%。
(4)农业栽培物种单一,外来入侵物种增多。20世纪40年代全国种植水稻、小麦、玉米品种分别有46000余个、13000余个和10300余个品种。90年代水稻只种植1000余个,其中面积较大的仅322个;小麦500~600个,其中面积较大的仅331个品种;玉米大面积种植的仅152个品种,且杂交种占总面积的85%,农业栽培物种呈现单一化程度增加。③目前福建省外来物种入侵已达21种之多,影响遍及全省各地,其中危害较重的有水葫芦、空心莲子草、美洲斑潜蝇、松针褐斑病、松材线虫、大米草等。④例如,水葫芦广泛分布于福建省各地河道、库区和水塘等淡水水域,累积分布1.5万处,占全省淡水水面的2%以上,就南平市受灾面积就达800多hm2,“大米草”的蔓延已使福建滩涂养殖业每年损失超过3亿元。
(5)科技投入仍然不足,科研综合实力不强。2005年全国农业科研投入占农业总产值达0.4%,福建省农业科研投入占农业总产值达0.33%,是世界发达国家的1/8。农业现代化目标值在华东地区排列第5位。农产品质量与世界发达国家相差5~10年,每年有7000多项农业科技成果问世,但成果转化率只有30%左右,其中对农业生产起到巨大作用的成果依然偏少,远远低于世界发达国家的70~80%的水平。⑤
就此,福建省实施生态强省建设,必须从实际出发,立足于更高站位,科学规划,因势利导,统筹协调,合理开发。要将区域现代循环农业发展融入生态强省建设大局中,结合城乡经济优化与新型农村建设,有计划、分区域地设立现代循环农业项目链与资源合理开发产业群,着力提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,实现农业生产高产优质高效与生态环境美化净化靓化的和谐统一,从而使现代循环农业发展与生态强省建设相互促进,优势互补,发挥整合效应,显现叠加功能。
三、发展现代循环农业以推动生态强省建设的对策思考
基于生态强省建设的循环农业发展,首先要通过分析与运作,摸清全省各地域特点以及与发展循环农业有关的自然、经济、社会条件,选择龙头企业与优势项目作为突破口,制定和设计良性互动有效链接的循环农业工程,因地制宜地构建和创立运作模式,创新和推广适宜的配套技术,完善监测和保障体系,其关键在于因地制宜建模式,发挥优势善经营。从循环农业区域发展的层次性划分,主要包括农户层次、乡村层次和区域层次。
一是农户庭院小循环农业模式。农户是一个相对独立的经济单元或生产单位,因此,农户循环农业模式更适合于广大农村的千家万户。该模式是以农户为循环实施主体,农户经济来源以种植或养殖为主,具有规模小、涉面广的特点。该模式以构建农户内部种植—养殖—农户生活循环链为主,是单个农户农业生产的整个过程(田间—农产品生产—农产品消费—农业再生资源—田间)合理构建闭合循环,组成一个有机的物质能源多层次多级化循环再利用体系,有助于提高资源、能源利用率,减少废弃物,提高经济效益,改善农户农户环境卫生状况。该模式主要以沼气为链接纽带,例如养牛户的农—牛—沼气—肥—农模式,养鸡户的鸡—沼气—蚯蚓—鸡模式,养猪户的农—猪—沼气—农模式,茶果树种植户的茶果—牧草套种—草食畜牧养殖—沼气—肥—茶果模式,以及林木种植户林木—牧草套种—草食畜禽养殖—林木和食用菌种植户的农—牛—食用菌—农模式等。
二是乡村层次的中循环农业模式。乡村中循环农业模式是在农户小循环农业的基础上,结合农村环境整治,将农户的生活垃圾由村集中收集,送卫生填埋场,进行无害化处理,农户生活污水则集中收集至村污水处理厂处理后进入农田灌溉系统,使资源和能源在农户与农户之间,养殖户与种植户之间循环使用,一家的废料成为另一家的原料或燃料,尽可能把各种资源都充分利用,做到资源共享,各得其利,共同发展。该模式是农户庭院小循环农业模式的升级,可以处置大量种植业和养殖业废物,循环利用水资源。但该模式的推广较为困难,需要多方投入,支持建设村庄污水处理站、生活垃圾收集站和中型的沼气工程,或吸引资金建设有机肥生产企业。
三是园区层次的中循环农业模式。园区中循环农业模式是以社会资金投资为主体,政府给予政策支持,引导企业在富有特色的乡镇兴建生态农业园。该模式是以生态农业为主的集种植业、养殖业或畜牧业、农产品加工、旅游业为一体的园区综合循环农业模式。如福建龙海龙佳农业观光园、福建圣农集团、福州满堂香现代生态农业园、连江玉华山生态农业园、福清市星源农牧开发有限公司等现代园区循环农业产业。
四是乡镇区域的大循环农业模式。传统乡镇区域经济发展战略强调不同产业之间的集群,旨在通过“簇群式”发展谋求推进乡镇区域经济整体水平的提升,而对于不同类型产业之间的产业链与生态转换关系却相对忽视。虽然乡镇区域产业发展的规模壮大,但此相对应的乡镇资源的消耗量和对乡镇环境破坏的污染物的排放量也越来越大。乡镇循环农业适合于以农业为主的县域循环经济布局,根据产业分工原则,以区域资源优势为导向,以特色农产品和主导产业为中心,链接第一、第二、第三产业,实施以发展生态农业为主的区域型循环农业模式。该模式在资源循环利用的基础上,更为注意循环农业产业化以及农产品加工业、农产品贸易与服务业等之间的耦合。
五是城镇区域循环农业模式。随着全省城镇化和工业化步伐的加快,工业和生活废弃物排放量越来越大,每年得投资大量的财政资金用于工业“三废”的治理,生活污水和粪尿的处理以及生活垃圾填埋场的建立,而城镇的绿化仅可消纳部分的废弃物资源,大部分可循环利用的资源采用弃置、焚烧、填埋的方式给予处理,造成资源的大大浪费。生态强省建设,应在建立生态城市和生态工业生产,促进工业园区循环工业的发展的同时,实现资源能源的最大化利用,链接循环农业的发展,将废弃物资源进行分类分级,并运输至以农业生产为主的城镇,将无害化处理废弃物资源用于发展循环农业。该模式在短期内需要资金用于废弃物的分类分级及运输,但从生态强省发展的长远看,该模式是实现资源能源在省域范围内最大化配置和利用方式之一,是链接生态强省—废弃物循环再利用—循环农业省域循环的最佳纽带之一。
基于生态强省建设的循环农业的发展除了关注农业生态系统内部的循环再利用,也应注重加强与第二、三产业的联动,将经济的发展与农业的循环紧密地联系。其本质是发展,其核心是持续,其关键是循环。就循环农业的发展对策而言,要切实把握好以下八个环节:
(1)因地制宜,制定规划。根据福建省生态省建设的总体目标和循环农业的中长期发展战略目标,以循环农业“4R”的原则,编制具体的循环农业发展规划,确定其重点发展模式。在建设全省三大农业产业带的基础上,完善现代生态农业的发展模式和技术体系,并提升到循环农业的发展模式和技术体系。在经济比较发达、能源相对紧张而环境污染较为严重的闽东南地区,发展废弃物资源再利用型和农业产业链延伸型循环农业模式;在闽西北绿色产业带,发展以稻田、以果园为主的生态农业改进型循环农业模式,以及种养结合综合和以沼气生产为纽带的生态环境改善型循环农业模式。
(2)完善体制,推动创新。循环经济发展较快的贵阳、上海、辽宁、重庆等地已启动了循环经济的地方立法程序,而福建省的循环经济立法程序尚未启动,循环经济及相关的经济、价格等激励措施与机制尚未建立。应制定相应的循环农业发展的法规政策和产业政策,建立绿色国民经济核算体系和循环农业评价指标体系,创新与集成适应循环农业发展的组织方式和运行基质,建立有效的行政管理体制和机制,完善各相关部门的协调监管,把发展循环农业纳入地方基层政府的职责范围之内。在原有生态农业的基础上,探索并创新适合各区域的农业循环模式。
(3)明确目标,狠抓落实。全省目前农业生产以家庭农户经济为主,因此以生态农业与农户庭院经济的结合为依托,向更广产业尺度、更大的物质循环利用空间和更高农业科技发展水平的循环农业发展,是克服农业发展与资源能源环境矛盾的有效途径。现阶段,要立足省情,力求发挥优势,扬长避短,在理论上明晰循环农业概念与生态农业概念的区别,以生态省建设的总体目标为方向,充分考察省域内资源利用和布局;在实践上总结和提出更多、更好的适合福建农业现状的循环农业模式,积极推动农业产业化,延长农业产业链条。
(4)宣传教育,鼓励参与。积极开展循环农业在全省的宣传与普及。中国对循环农业的探讨仅有几年时间,公众对于循环农业的知识较为缺乏,因此,有必要借助各种媒体手段,进行循环农业知识的普及,并主要宣传两方面的知识:一是循环农业的理论知识,提高广大农民对循环农业的认识,使公众意识到发展循环农业的重要性;二是宣传和介绍适合全省循环农业发展的一些具体技术和生产模式,通过技术和生产模式的传播,促进人们在农业生产中主动融入循环农业的发展建设过程中,应用循环农业技术进行生产,提高农民收入,带动农民农业生产的积极性。
(5)部门联动,行业协作。循环农业是一个综合性的生产系统,涉及农业、林业、畜牧业、渔业、土地、环保等管理部门。各个部门应树立一盘棋的思想,充分认识部门虽然有不同分工,但都是促进循环农业发展的重要组成部分,对推动循环农业发展负有不可推卸的责任。再则,循环农业与全省二、三产业密切联系,循环农业不仅要考虑农业系统资源的再利用,也应考虑消纳部分无害化处理后的工业和生活废弃物资源,二、三产业也应积极配合或以资金反哺循环农业的产业化和产业链条的构建,实现生态省大生态系统的资源循环再利用和产业协作。
(6)发挥优势,优化结构。循环农业提倡通过农业技术创新和组织方式变革,调整和优化农业生态系统内部结构,延长产业链条,提高农业系统物质能量的多级循环利用。福建省农业种植结构已由粮食作物逐渐向经济作物转变,经济效益高的茶、果、蔬、食用菌正成为全省主要的种植产业,而随之出现的是,经济发展较快的闽东南薪炭能源被煤炭和液化气所代替,秸秆资源焚烧弃置比例较大,占秸秆资源总量的15.5%。水资源呈现季节性短缺,茶果园水土流失正成为新的重大生态环境问题。闽西北畜牧业发展快速,总产值超过种植业,已从过去的“副业”成为农民增收的重要主业之一。同时,畜牧业发展带来了严重的生态问题,当前全省农村畜牧养殖对各水域氨氮和总磷的污染贡献率分别达到80%和95%。因此,循环农业在各地域的体现应根据各地域的实际农业种植结构和农业生境,经济和产业状况,发挥区域优势,促进资源再循环,推进循环农业产业化。
1.环境学科新发展
环境问题是新千年全球面临的巨大挑战之一。联合国制定的新千年发展目标包括消灭极端贫穷和饥饿、普及基础教育、促进性别平等等八个方面的具体目标,并指出实现这些目标所面临的五个巨大挑战,即:不平等和社会排斥、失业、气候变化和环境恶化、全球治理困境、战争与冲突带来的威胁,其中就有一项与环境学科紧密相关。
目前我国正在积极推动一流大学和一流学科建设,通过一批大学和学科跻身世界一流,从而提升我国高等教育综合实力和国际竞争力,培养一流人才,产出一流成果。这就要求要积极引导和支持高等院校优化学科结构,凝练学科发展方向,突出学科建设重点,通过体制机制改革激发高校内生动力和活力。对于环境学科而言,推动环境学科跻身世界一流是学科建设长期目标。那么我们应该如何建设世界一流的环境学科?特别是如何培养具有国际竞争力的一流环境人才?需要我们深入思考与探索。
目前国际上对环境学科发展趋势主要归纳为两个方面。一个方面是不同尺度环境问题的交互影响,即全球变化与区域环境质量的互动。我们可以看到,局地的土壤污染、流域的水体污染、区域的大气污染、全球的气候变化和臭氧层破坏在整个环境体系里是交织在一起的,有的时候在学科研究和课程划分上是分开的,但真实情景中却是分不开的。另一个方面是不同介质环境污染的复合作用,即大气-水体-土壤跨介质复合污染。以氮循环为例,排放到大气里的氮氧化物,通过光氧化等反应,形成了硝酸盐等二次污染物,通过干、湿沉降可以进入水体和土壤,通过硝化和反硝化反应又会形成一氧化氮和氧化亚氮等气体再次进入大气,所以整个过程是循环的、不可分开的过程。应该说我们的环境课程体系也正在逐渐体现这两大发展趋势。
从历史上来看,环境机制与成因研究往往孕育着重大科学突破。例如,20世纪70年代,科学家发现了破坏平流层臭氧的化学机制与成因;20世纪80年代,
《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》正式签署;20世纪90年代,科学家观测到臭氧层空洞开始逐渐变小,臭氧层正在得以修复。在此过程中,Paul Crutzen,MarioMolina,Shewood Rowland三位科学家做出了卓越贡献,共同分享了1995年诺贝尔化学奖。
曲久辉院士曾提出国际环境研究三大科技难题:第一个难题是环境变化的生态响应――从分子水平上来考虑问题;第二个难题是复合污染的健康效应――在人体水平上研究人与污染物的互动;第三个难题是环境中物质转移转化的定向调控――在单电子水平上考虑问题。未来要解决好这些问题,需要大量的环境人才储备。
目前来看,跨介质复合污染是国际前沿和焦点。美国国家研究委员会(NRC)提出的21世纪优先领域,将“环境监测与生态系统”“化学品和环境”列入其中;欧盟第七科技框架计划(FP7)的10个主题,包括了“环境和气候变化”;美国国家健康研究所(NIH)近期重要方向也包括“环境健康”。根据统计,2009-2013年跨介质复合污染研究在Science、Nacre和PNAS上分别发表了116、133和142篇论文。因此,突破前沿问题需要多学科融合,来最终解决环境质量改善问题。从介质方面来讲,越来越难以单一划分大气、水体、土壤,所以要解决跨环境介质协同问题;从科学研究和Q策治理方面来讲,要解决好成因研究、效应分析、过程控制,所以要将科学、工程与管理学科相互融合。
从我们国内来看,环保事业的强劲发展是学科建设的长期稳定驱动力。环保部和工程院2009年了“中国环境宏观战略研究”,提出一个宏观的判断:我们正在经历污染减负的阶段,将要迎来浓度下降的阶段,再往后还要经历30年左右的时间,逐渐走到生态改善的阶段。可以肯定地说,在这个过程中,主力军一定是我们课堂上的学生,培养优秀环境人才是我们义不容辞的责任。
2.人才培养新动向
面对新的环境问题,环境人才培养也存在诸多挑战。一是环境人才的需求结构进入快速变化期,结构性过剩与高素质人才短缺同时存在。传统知识和技术不能有效解决当前复杂的环境问题和由此引起的健康/生态风险,需要有新的建设方式、工程手段和运行管理模式。二是更加综合性、系统性地提出了新的宽与专的关系,也为多样性和特色发展带来了机遇。环境人才简单划分为科学与工程可能不太适应未来的发展,需要建设具有各自特色的环境学科,充分发挥环境学科的多学科融合的特点。
同时,环境专业内涵扩展对课程体系也提出了新要求。传统环境学科课程体系的跨学科融合(如环境科学、环境工程、环境管理与政策)主要集中在基础课程,例如大一、大二的生物、化学、数学、地学等课程;而新的环境学科课程体系的跨学科融合重点在于形成新的环境学科方向,如分子环境生物学、环境地球科学等。
我们可以看到,国际顶尖大学目前高度重视围绕环境的跨学科融合。比如,加州大学伯克利分校一共设有5个院系、9个学科方向来支撑其环境教学体系。其中环境科学、政策与管理系提供了环境保护与资源、环境科学、分子环境生物学、社会与环境专业4个学科方向,农业与资源经济系提供了环境管理与政策学科方向,工程科学系提供了环境工程科学学科方向,地球与行星科学系提供了大气环境、环境地球科学学科方向,土木与环境工程系提供了环境工程学科方向。再如,斯坦福大学一共有3个院系提供了7个方向的课程来支撑环境教学。土木与环境工程系提供了大气/能源、土木工程(已获ABET认证)、环境系统工程,地球、能源与环境科学学院提供了地球系统学、能源工程,法学院则提供了环境法实务、环境与资源相关法律和政策。这些新的环境学科方向具有鲜明的特色,均为各自高校的环境学科与该校的优势学科融合而成。
东京大学农学院的环境与资源科学部分别从森林环境与资源科学、生物与环境工程、国际农业可持续发展、农业资源与经济4个方向提供环境教学方面的支撑;同时,东京大学科学院的地球与行星科学系、工程院的市政工程系、土木工程系、系统创新系,分别从地球环境科学、环境与卫生工程、水圈与环境工程、全球循环系统等方向开设课程。
剑桥大学强调环境学科与地学、生物学等学科的融合。其工程院的土木工程系设有地质技术与环境、可持续发展两个方向,地球科学与地理学院的地球科学系和地理系分别设有气候变化与地球一海洋一大气系统、环境系统与过程方向,植物科学系设有生态系统与全球变化方向,动物学系设有水生态、环境保护科学两个方向,土地经济学系设有环境、法律和经济方向。
由此可见,由于环境问题的复杂跨介质的特性驱使,导致了科学研究的发展牵引了课程体系的发展,这个特征是非常明显的。下面介绍几所高校的案例。
案例1:加州大学伯克利分校的分子环境生物学
分子环境生物学方向包括环境与人体健康(35门课)、全球变化与生物学(23门课)、生态(34门课)、生物多样性(23门课)、动物卫生与行为(22门课)、昆虫学(10门课)等6个子方向。每个子方向课程建设体现高度的学科融合特点,涉及多达10个以上的学科参与课程设计和建设,大学高年级阶段有丰富的跨学科/交叉性课程可供学生选择。
以全球变化与生物学子方向的课程设置为例(见图1),其中外圈是学科,第二圈是课程,中间是分子环境生物学的全球变化与生物学子方向。可以看见包括大量的关于资源、碳循环、全球环境等问题的课程,分别由地理、土木工程、经济等相关学科参与设计与建设,打破了学科壁垒。
案例2:斯坦福大学的土木与环境工程学科融合
斯坦福大学土木与环境工程系强调建筑环境、大气/能源和水环境的交叉融合,提供了能够相互融合借鉴的课程体系(见图2)。
从国际动向来讲,基于“问题导向”的环境科学研究推动形成新的课程体系是非常重要的特征。环境专业来源于多个母学科,不同母学科衍生的环境专业各具优势和特色,突出优势,办出特色,这是当前和今后国际环境学科发展壮大的一个关键推动力。
二、具有国际竞争力环境人才培养的挑战和思路
1_环境学科发展对人才培养的新要求
我们可以看到,目前环境学科的发展,在视野上正由常规尺度向微观、宏观尺度拓展,在模式上正由末端治理向清洁生产、循环经济转变,在技术上正由传统技术向高新技术、信息技术转变,在工程上正由点源治理向面源治理、环境修复、景观建设拓展。同时,污染物种类、浓度与组合的综合性、复杂性,污染物的地域特征、时间特征,污染地区的社会、经济条件的多样性,导致污染控制技术的多样性和复杂性。因此,环境领域专业技术人才要求具备宽厚、系统的专业理论基础,以及良好的素质和综合能力,要注重素质、综合能力和解决复杂问题能力的培养。
2.环境问题全球化趋势对人才培养的新要求
环境问题已经成为国际关系、国际贸易的重要内容和影响国家对外形象的重要因素,环境问题已经成为国际合作中最活跃的领域之一。国际社会缔结环境相关的国际条约和其他协定500余个,其中区域性条约/协定300多个,全球性条约/协定100多个,涉及化学品和废物、气候变化、海洋保护、生物多样性、核与辐射安全等重大环境问题。国际环境安全问题逐步深化,环境公约履约已成为解决全球环境问题、强化全球环境治理的主要手段和有效途径。
我国环境人才,需要深入了解国际科技发展和国际环境履约的水平和动向,具有国际竞争能力。比如说:在全球环境治理方面,需要h境法学、环境管理、环境科学领域专业人才,参与国际环境谈判和环保合作,建设多层次国际环境保护网络,支撑国际范围内的可持续发展;在环境公约制定方面,需要环境法学、环境政策、环境科学、环境工程领域专业人才,参与国际环境治理法律体系建设,明确国家环境责任,维护国家环境安全;在环境公约履约方面,需要环境政策、环境工程管理、环境科学、环境产业技术专业人才,参与履约机制建设和环境公约执行,研发推广最佳可行技术/最佳环境实践,提升国家履约能力;在环境公约评估和修订方面,需要环境管理、环境法学、环境技术专业人才,参与国际公约履约成效评估,促进国际环境责任落实,推动国际环境公约发展。随着发展中国家的履约压力持续增大,深化环境治理国际合作,加快国家立法建设,切实提高履约能力,建立资金、法制、科技、宣传、执法等完备的环境履约机制,对环境人才队伍提出了更高要求。
因此,重构我们的课程体系,需要高度关注学生国际竞争力的综合能力培养。
3.国际工程认证助推环境人才的国际竞争力培养
1989年由来自美国、英国等6个国家的民间工程专业团体发起和签署了《华盛顿协议》,所有签约成员均为本国(地区)政府授权的、独立的非政府专业性团体,中国于2016年成为正式成员,目前是18个正式成员之一。《华盛顿协议》主要针对国际上本科工程学历资格互认,确认由签约成员认证的工程学历基本相同。毕业于任一签约成员认证的专业的人员均应被其他签约国(地区)视为已获得从事初级工程工作的学术资格。
ABET(Accreditation Board for Engineeringand Technology,工程技术评审委员会)成立于1932年,前身是职业发展工程师委员会(ECPD),是由工程专业人士组成的非营利性认证机构。目标是提高和改善全球在应用科学、计算机科学、工程和工程技术领域的教育水平,形成一个在以上四个领域内保障教育质量和激发创新的世界领导核心。值得注意的是,华盛顿协议的美国代表即为ABET,这意味着ABET的专业鉴定已获得同等的国际认同。
《华盛顿协议》和ABET认证是国际公认的权威工程认证体系,我国目前已经对接并正逐渐融入这些认证体系。需要建立符合国际标准的基于学生学习成效的评估体系,促进培养目标的实现和教学质量的持续改进。以ABET为例,其评估体系主要特点是从评“教”转为评“学”;核心是系统收集、审查能展示学生学习效果和能力发展的所有信息(作业、试卷、实验报告、口头报告、毕业设计、学生评价、校友评价、用人单位评价等),来评价培养计划是否能达到教学目标;直接、间接、定量、定性地来进行评估;动态地看数据,评估是否已利用这些信息来进行持续的改进。
通过国际工程认证,能够提升环境人才运用基础知识的能力、开展科学研究的能力、工程设计能力、团队合作能力、解决工程问题能力、肩负社会责任的能力、交流能力、预测产业全球影响的能力、终身学习的能力、洞察社会变迁的能力、工程实践能力,真正实现学生多维度的综合能力提升,培养其国际竞争力,为我国“一带一路”战略的顺利推进做出贡献。
三、创新性环境人才培养的思考
1.培养创新性环境人才需要面对和思考的问题
第一个方面是如何构建具有吸引力的跨学科融合的新型环境学科方向。环境学科本质上是交叉学科,来源于多个母学科,不同母学科衍生的环境专业各具优势和特色。那么,我们不同学科背景院校的环境专业如何突出优势,体现特色课程、特色教学模式?
在考虑问题上,其他学科可能更多地考虑局部,而环境学科更多地考虑全部;在工程问题上,其他学科往往只考虑单元,而环境学科必须考虑系统。那么,环境专业人才教育究竟是“专业通识教育”,还是“专才教育”?如何和今后的“大类招生”相衔接,如何协调与其他学科的关系?
环境学科具有开放性、交叉性,但是我们需要厘清自己的学科知识骨架。如何不断总结、提炼环境学科形成的成熟的、具有共性的专业基础理论,形成环境学科的通识教育平台?
第二个方面是如何加强环境学科人才培养的国际竞争力。我们现在加入了《华盛顿协议》和ABET认证体系,将来我们的环境人才需要真正走向世界。如何在工程实践能力、国际环境事务管理能力等方面有效提升?
以上问题需要我们认真思考,转变理念,不断探索。
2.培养创新性环境人才的几点建议
(1)转变育人理念,实施“三位一体”教育。现在的教育体系注重传授学生知识,同时兼顾一定的能力培养;未来创新人才除了应具备知识和能力外,还必须注重自信心、独立性、志趣、人格、价值观的培养。因此要转变以知识传授为核心的教育理念,向价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育模式转变,培养更加综合、更加_放、更加大气的创新性环境人才。
(2)加强交叉融合,发展新型环境学科方向,培养具有特色的创新性环境人才。要促进学科交叉、融合,丰富学科理论体系,加强课程内涵建设,形成环境学科课程特色。不同母学科衍生的环境专业应各具优势和特色,突出优势,办出特色,才能发展壮大。不同层次(研究型、应用型等)、不同类型(工程、科学、管理等)、不同特色(环境-健康、环境-地学、环境-生态、环境-经济、环境-法学等)的环境专业应建立不同的人才培养使命和目标。