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微生物絮凝剂的研究现状及其发展趋势_马放

微生物絮凝剂的研究现状及其发展趋势_马放
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微生物絮凝剂的研究现状及其发展趋势

放1,2,段姝悦1,孔祥震2

,陈

旭2,杨基先2,王爱杰

2(1.辽宁大学环境学院,辽宁沈阳110036;2.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家

重点实验室,黑龙江哈尔滨150090)摘

要:微生物絮凝剂因其高效的絮凝效果和安全无毒的特性,已成为近年来国内外研发的

热点之一。综述了产絮微生物种类及代谢途径、微生物絮凝剂的絮凝机理研究现状、微生物絮凝剂

的发酵生产以及微生物絮凝剂在水污染控制方面的应用,并对复合型微生物絮凝剂的特点、发酵工艺、应用前景及其安全性评价进行了较为详细的介绍。在此基础上,剖析了目前微生物絮凝剂研究工作中存在的问题,提出今后微生物絮凝剂研究的主要发展趋势。

关键词:微生物絮凝剂;代谢途径;絮凝机理;复合型微生物絮凝剂;

两段式发酵

中图分类号:X703

文献标识码:B

文章编号:1000-4602(2012)02-0014-04

Present Status and Development Trend of Studies on Microbial Flocculants

MA Fang 1,2

,DUAN Shu-yue 1,KONG Xiang-zhen 2,CHEN Xu 2,YANG Ji-xian 2,

WANG Ai-jie 2

(1.School of Environment ,Liaoning University ,Shenyang 110036,China ;2.State Key Lab of Urban Water Resource and Environment ,Harbin Institute of Technology ,Harbin 150090,China )Abstract :

Because of its efficient flocculation effect and non-toxic properties ,microbial flocculant

has become one of the popular microbial water treatment agents at home and abroad in recent years.The types of flocculant-producing microorganisms and their metabolic pathways ,flocculating mechanism of mi-crobial flocculants ,fermentation of microbial flocculants and their application in water pollution control are reviewed.The characteristics of compound microbial flocculants ,their fermentation technology ,ap-plication prospect and safety evaluation are introduced in detail.Based on this ,the problems that exist in the current research on microbial flocculants are analyzed ,and the main development trend of research on microbial flocculants is put forward.

Key words :microbial flocculant ;metabolic pathway ;

flocculating mechanism ;

compound

microbial flocculant ;

two-step fermentation

基金项目:国家高技术发展计划(863)项目(2009AA062906)

微生物絮凝剂(Microbial flocculant ,MBF ),是一

种天然生物高分子絮凝剂,由微生物产生并分泌到细胞外,是具有絮凝活性的微生物代谢产物。微生物絮凝剂可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等发生凝聚、沉淀,是具有生物分

解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的绿色水处

理剂。但是,由于微生物絮凝剂的生产成本较高,发酵生产工艺还不成熟,其成分及絮凝效果稳定性不够等原因,使得微生物絮凝剂的发展受到一定程度的限制。

第28卷第2期2012年1月

中国给水排水

CHINA WATER &WASTEWATER Vol.28No.2Jan.2012

1微生物絮凝剂的絮凝机理分析

1.1产絮微生物及其代谢途径

微生物絮凝剂的研究始于20世纪50年代,日本学者首先发现微生物培养液具有絮凝作用。至今为止,共筛选出30多种絮凝剂产生菌,分别属于细菌、真菌、放线菌和藻类等[1]。

由于各种微生物絮凝剂的有效作用物质成分各异,其代谢途径也不尽相同。目前,针对微生物絮凝剂代谢途径的相关研究较少,仅报道了絮凝菌F2(放射根瘤菌)生成的胞外多糖类生物絮凝剂以及由谷氨酸棒杆菌CCTCC M201005合成的蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-11的代谢途径。

根据微生物胞外多糖生物合成的有关报道及絮凝菌F2的特点,王薇所在课题组[2]提出一个微生物絮凝剂合成途径的假设。絮凝菌F2合成生物絮凝剂大致可分为三个阶段:第一阶段发生在细胞质中,进入细胞的底物被合成各种糖基单体,被尿苷三磷酸(UTP)激活后,按一定顺序相互连接,形成同型或异型聚合物的结构单位,并结合于尿苷二磷酸(UDP)载体上;第二阶段,亲水的UDP载体于细胞膜处与细菌相互替换,转运其他聚合物的结构单位;第三阶段,在细胞壁外,转运处细胞的聚合物的结构单位按顺序连接起来形成大分子的胞外多糖,即微生物絮凝剂活性成分。关惠琴等[3]则构建了谷氨酸棒杆菌生物合成REA-11的代谢途径。研究表明,在谷氨酸棒杆菌CCTCC M201005的代谢过程中,1-磷酸葡萄糖首先在UDP-葡萄糖焦磷酸化酶的催化下转化为UDP-葡萄糖,后者经两种途径最后聚合成半乳糖醛酸多聚体。

代谢调控是提高微生物代谢活性的根本途径,因此清楚地认识微生物代谢途径,对提高产絮菌的产絮能力具有重要意义。

1.2微生物絮凝剂的种类及絮凝机理

微生物絮凝剂一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,具有蛋白质和糖类等特征基团。从微生物絮凝剂来源看,其种类主要分为四种[4]:①直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母菌,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中;②利用微生物细胞壁成分的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酞葡萄糖胺等成分均可用作絮凝剂;③利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物主要是细菌的荚膜和粘液质,除水分外,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物,其中多糖和蛋白质在某种程度上可用作絮凝剂;④通过克隆技术获得的絮凝剂。若以微生物絮凝剂的化学组成作为分类标准,则又可分为蛋白质类、多糖类和脂类[5]。由于微生物絮凝剂种类繁多,因此其结构性质差异较大。

目前广泛接受的絮凝机理主要有吸附架桥、吸附-电中和、沉析物网捕等[6 8]。絮凝过程比较复杂,单一的某种机理并不能解释所有现象,絮凝剂的广谱活性也证明吸附机理不是单一的。罗平等研究证明微生物絮凝剂的絮凝机理为在氢键作用下的“吸附架桥”机理模式[9];朱艳彬研制的微生物絮凝剂HITMO的絮凝机理是两性电解质的电中和作用及代谢残留物的吸附架桥作用的共同结果[10];马放等对复合型微生物絮凝剂和高岭土之间的絮凝过程进行研究,发现在不同的水质条件下,电中和、吸附架桥和网捕卷扫三者实现协同作用[11]。

微生物絮凝剂自身的分子结构、形状、分子质量和所带基团对絮凝剂活性有影响。通常,絮凝剂分子结构以直线型为佳,如果分子结构是交联的或支链结构,其絮凝效果就会较差。此外絮凝剂分子质量越大,其活性越高[12]。同时,絮凝剂的投加量、絮凝环境因子(如温度、pH值、金属离子的种类和浓度、通气量等)对絮凝效果影响较大[13 16]。

2微生物絮凝剂的生产工艺及应用现状产絮微生物通过有效的菌株筛选和纯化富集后,还要在最适发酵工艺条件下生长培养,才能发挥絮凝作用。传统的发酵生产多以一段式发酵为主,但已不能满足水处理工业化需求,因此对絮凝剂最佳发酵条件的探索以及对发酵动力学的研究受到广泛关注。崔玉海等采用Logistic方程和Luedeking-Piret方程分别建立了菌体生长和底物消耗的动力学模型[17]。虽然这些模型能够很好地模拟絮凝剂的发酵过程,但由于模型单一,且大多针对氨基酸类絮凝剂的发酵生产,并不适合直接指导生产实践。

大量试验研究证实,微生物絮凝剂有着其他无机及有机絮凝剂不可比拟的优势,如微生物絮凝剂在除浊、除油、去除金属离子、抑制污泥膨胀、促进污泥脱水等[18 21]方面的效率高于传统的无机及有机絮凝剂,而且用量少,应用范围广,沉淀物过滤性能好,饮用后对人体无毒副作用[18];将微生物絮凝剂

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用于墨水、蜜糖废水、纸浆废水(黑液)、颜料废水等有色废水的处理,能有效地凝聚水溶性色素,尤其对高分子絮凝剂不能去除的着色物质也有优异的脱色效果[11,22];同时,对于一些特殊废水,如畜产高浓度有机废水、含有建筑材料的高浓度无机废水以及需要回收的食品及餐饮行业产生的废水,微生物絮凝剂因其特有的高效性、无毒性以及可消除二次污染等优点,处理废水后均可达满意效果。

3微生物絮凝剂的研究现状

微生物絮凝剂以其无可比拟的优越性彰显了广阔的发展前景,但到目前为止,相比于其他类型的絮凝剂,微生物絮凝剂在实际工程中尚未得到广泛应用。通过上述研究现状的分析,国内外微生物絮凝剂的研究还存在很多问题:首先,微生物絮凝剂虽然种类繁多,但每种絮凝剂的应用范围较窄,无法实现处理对象的广泛性沉淀和降解;其次,微生物絮凝剂产品使用量巨大,但产量低、稳定性差、不易储存,增加了工业化生产的难度;第三,生产成本高,微生物絮凝剂的高制备成本限制了其大规模生产,成为制约微生物絮凝剂发展的关键因素,寻找廉价的可替代原料是解决这一问题的有效手段;第四,针对微生物絮凝剂的复配研究仍处于初级阶段,复配手段不成熟,产品运行不稳定。

现阶段对于解决微生物絮凝剂存在的瓶颈问题,已经取得一些显著成果。如利用微生物工程、代谢工程和遗传工程,大幅度提高微生物絮凝剂产生菌的产絮能力;寻找廉价的原材料,以大幅度降低生产成本等。复合型微生物絮凝剂经过多年的研究,已在很多方面取得突破性的进展。哈尔滨工业大学国家重点实验室已经成功筛选出多株纤维素降解菌,打破廉价物料的地域性资源局限,克服了其对微生物絮凝剂生产推广及示范作用的限制影响,并实现了秸秆类纤维素的高效糖化,使产酶和酶水解能够在同一体系中进行,省去了酶提取这一步骤,避免了酶活性在提取中的部分丧失,缩短了工艺流程,并大大降低制备成本。除此之外,该课题组尝试以细胞融合技术作为絮凝菌的改良手段进行原生质体的融合,从而得到具有较好絮凝效果的融合细胞,为进一步分离和研究絮凝基因、构建絮凝基因组文库奠定基础。

复合型微生物絮凝剂的生产工艺路线如图1所示

图1复合型微生物絮凝剂的生产工艺路线Fig.1Production process of compound bioflocculant

4微生物絮凝剂的发展趋势

针对微生物絮凝剂存在的问题,可从以下几方面进一步研究:

①优化微生物絮凝剂产品的提取方法及储存条件。由于微生物絮凝剂主要由多糖和蛋白质组成,其提取方法与一般的多聚糖和蛋白质的提取方法相近,但这些方法流程复杂,操作繁琐,耗药量大,不利于微生物絮凝剂的推广。而且微生物絮凝剂作为一种液态发酵产物,其液体状态下的储存稳定性较差,若制成干粉则在室温状态下其絮凝活性可保持50d而无较大影响,但冻干费用成本较高且不易实现大规模生产,因此有待开发出新的经济简便高效的适用于大规模生产的絮凝剂提纯方法。

②构建产絮菌菌种资源库,实现微生物絮凝剂产品的系列化,提高产品的稳定性和多样性。在常规传统选育方法的基础上,进一步完善产絮菌的选育方法和诱变方法,并利用复杂基质产絮菌的选育、培养及保藏,开发多元化与和谐化的混合产絮菌群,提高水处理系统中生物处理环节的稳定性及多样性,构建智能化菌种资源库,从而可以针对不同的处理对象选取不同的菌种资源。

③建立微生物絮凝剂产品标准及评价体系。目前国内外尚未开展微生物絮凝剂毒理学评价研究,对微生物絮凝剂进行遗传毒性、生殖毒性和一般毒性的安全性评价,可以为微生物絮凝剂的工业化及其在水处理中的应用提供卫生学依据。

④开展规模化的生产性试验。目前微生物絮凝剂的研究大多处于实验室研发阶段,与其实际应用还有较大差距。因此,今后应着重将微生物絮凝剂从实验室阶段转化到大规模工业化生产,在实际工程中对微生物絮凝剂进行深入研究。

⑤开发微生物复合型絮凝剂。根据处理对象

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的不同,将化学絮凝剂与微生物絮凝剂复配,开发系列产品,以此扩大微生物絮凝剂的应用。复配后的微生物絮凝剂,其絮凝特性得到提高,既降低了化学絮凝剂用量又克服了微生物絮凝剂作用的单一性。

⑥梯级利用,提高底物的转化效率。昂贵的原材料和培养成本一直是困扰微生物絮凝剂发展的最主要原因之一,将微生物絮凝剂应用到生产实践中必须解决好这个经济成本问题,可从两方面着手:一是改进生产方式,采用两段式连续发酵生产方式,缩短生产周期,优化发酵过程中的各种影响因素,调控提高微生物絮凝剂的产率;二是开发以多元化废弃物(如以有机废料、发酵残液、剩余污泥等)为廉价原料的微生物絮凝剂制备技术,在探明多元化混合原料对微生物发酵产絮影响规律的基础上,着重研发多元化混合原料的预处理工艺技术,以及产品后处理工艺技术,从而实现混合底物的定向转化,早日推进微生物絮凝剂产品的工业化。

⑦开发高效微生物絮凝剂工程菌。实践证明,从自然界分离筛选到的产絮微生物,不但生产成本高,而且絮凝效果也不稳定,难以适应实际的应用需求。而利用现代分子生物学技术和转基因技术构建的基因工程菌,具有较强的目的性和针对性,使其具有双亲的优良性状,不但可以大幅提高絮凝剂产量,而且更具有稳定的絮凝能力。

⑧探讨絮凝机理与解析絮凝形态结构。从物理、化学和生物学等不同角度深入研究微生物絮凝剂的絮凝机理及絮凝形态结构,探讨不同的微生物絮凝剂对不同类型的污(废)水的作用原理,分析不同环境因素对絮凝形态结构形成的影响,以及对絮凝效果的影响,找出其中的规律,以指导开发出更具有针对性的新型高效微生物絮凝剂。

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E-mail:mafang@hit.edu.cn

通讯作者:马放

收稿日期:2011-09-16

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微生物农药的应用现状和发展前景

微生物农药的应用现状和发展前景 摘要化学农药的使用能够控制病虫害,增加作物的产量,但在土壤、空气和粮食中的残留也带来了环境污染、生态平衡破坏和食品安全等一系列问题。微生物农药是指微生物及其代谢产物,和由它加工而成的、具有杀虫、杀菌、除草、杀鼠或调节植物生长等活性的物质,包括活体微生物农药和农用抗生素两大类。前者主要包括Bt制剂、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂和真菌除草剂;后者主要指微生物所产生的一些有活性的次级代谢产物及其化学修饰物。微生物农药由于其广谱、高效、安全、环境相容性好等特点,日益受到重视。本文介绍了微生物农药的种类、特点、应用现状,并在此基础上对其发展前景进行了展望。 关键词微生物农药;应用现状;发展前景 1.传统化学农药和微生物农药的比较 1.1传统化学农药产生的危害 1.1.1对土壤的影响 传统化学农药施用以后,一部分残留在农作物表面,一部分直接进入土壤,被土壤颗粒吸附。大气中的残留农药和农作物上的农药经雨水淋洗进入土壤,直接或间接与土壤接触,杀灭土壤中的微生物,影响土壤的腐熟和透气性,破坏土壤结构和土壤肥力,影响作物生长发育。 1.1.2破坏生态平衡 在杀灭害虫的同时,也杀灭了害虫的天敌,破坏了生态平衡,导致害虫种群急剧上升。有些次要的害虫,由于天敌数量急剧减少,很快发展为主要害虫。 1.1.3产生抗药性 针对一种害虫长期使用同种农药,往往会使其产生抗药性,从而导致农药浓度及用药频率增加,使农药残留更高。 1.1.4威胁食品安全和人体健康 化学农药在蔬菜水果上的残留会对食品安全造成巨大的威胁。农药通过饮食或食物链间接进入人体造成急性或慢性中毒,甚至致癌,危害人体健康。 1.2微生物农药的优点 与传统化学农药相比,微生物农药具有以下优点:(1)对病虫害的防治效果良好。病原

构造地质学研究现状和发展趋势.docx

构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一,以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究,主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔,从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界,从显微构造到晶格错位,几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来,板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来,大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来,重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立;20世纪90年代以来,大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识,构造地质学强调野外实地观测,其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释,内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究,进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上,反推构造应力的性质、大小、方向,分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后,构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中,由定性观察转入定量研究,由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步,促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后,以板块构造为主的各种新理论的提出,促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后,地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果,并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软

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生物农药的发展与苏云金杆菌杀虫剂研究现状_刘保民

2011.01B 总第206期生物农药的发展 在全球范围内,由于农业病虫害所造成的农产品损失每年达到15%~25%.大规模地使用化学农药是当前控制害虫的主要策略。这一措施虽然对于稳定农业产量具有一定的积极作用,但是,由于化学农药的杀虫谱广,田间残效期较长,容易诱发害虫对其产生抗药性,特别是化学农药对农产品和环境的污染,导致妇女流产、婴儿畸变以及诱发人类癌症等各种疾病。因此,使用生物农药防治害虫越来越受到人们的重视。 1.生物农药发展概况 随着人类环境保护意识的增强,高效低毒的生物农药已成为当今农药的发展方向。生物农药是指非人工合成,具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的,并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂,包括微生物源农药(细菌、病毒、真菌及其次生代谢产物)、植物源农药、动物源农药和抗病虫草害的转基因植物等。相对于常规的化学农药而言,生物农药具有作用方式独特,防治对象专一,对天敌等有益生物安全,用量小,降解快,对人、畜、环境风险性低,适用于病、虫、草害综合防治等特点。1992年,世界环境与发展大会曾明确指出,到2000年要在全球范围内控制化学农药的销售和使用,生物农药的用量达到60%,然而,目前生物农药在全球农药销售总量中仅占2%的市场份额,与预期目标相差甚远。因此,大力发展生物农药已经成为世界各国共同面临的重大任务。我国有关部门提出到2015年,要求生物农药的使用占农药总量的30%~50%,按此比例计算,当前我国农药耗用量每年达120万t,年需生物农药量至少在60万t以上。至2002年底,包括转基因棉花,我国生物农药年产量仅占到农药总产量的10%左右,推广应用面积占到农药总应用面积的12%左右。可见发展生物农药已经成为我国急待解决的重大问题之一。目前,我国正式注册的农药生产企业近2000家,品种约250种,年产量近40万t,总产量仅次于美国。其中,化学农药占农药总量的90%以上,生物农药所占比例不足10%,我国农药品种结构老化,高毒品种仍在继续使用,集中表现为“3个70%”,即杀虫剂约占农药总产量的70%,有机磷农药约占杀虫剂的70%,几个高毒老品种,如,甲胺磷、甲基对硫磷、敌敌畏等约占有机磷农药的70%,这种现状已不能适应现代农业生产发展和环境保护的要求。 生物农药在我国发展有两个高潮,即20世纪60年代-70年代和20世纪90年代以后。在前一个高潮阶段由于当时生物技术水平相对较低,满足不了生物农药对工艺、贮藏和运输要求的条件,除井冈霉素外,未形成有影响的产品。进入20世纪90年代以后,由于生物技术尤其是微生物技术的进步,为生物农药的开发提供了便利,形成了第二个高潮。据《农药登记公告》统计,我国已商品化的生物农药产品主要有以下几类:苏云金杆菌、核型多角体病毒、阿维菌素和农用抗生素等。 不同种类的生物农药各有特点,病毒类生物农药由于病毒无法离体培养,生产中需要大量养殖昆虫,从而使大规模生产受到限制;真菌类生物农药,由于大量培养抗逆孢子技术没有突破,致使产品的保存期和稳定性达不到农药登记的要求,造成规模化生产存在一定的难度;植物源农药由于需要种植大量植物,工业规模化生产受到土地、植被和生态保护等限制;动物源农药主要是被开发成仿生合成农药,直接开发成生物农药难度很大;转基因植物,由于安全性评价问题也影响其推广应用。以苏云金杆菌为代表的细菌类杀虫剂,由于 山西省芮城县生物农药厂刘保民 与 苏云金杆菌杀虫剂研究现状 27 AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EQUIPMENT

国内外研究现状及发展趋势

国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国:服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明,在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义,它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中,物流服务占1997年服务业产出的42.4%,是比重最大的一类。进入21世纪,中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺,物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类,肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式,从而节省了大量的人力,使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统,即是物流系统的一种,也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术,使人、车、路更加协调地结合在一起,减少交通事故、阻塞和污染,从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的,相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采

集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此,由于研究的分散以及研究水平所限,形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的,缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术,也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起,使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展,使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年,全国社会物流总额达89.9万亿元,比2000年增长4.2倍,年均增长23%;物流业实现增加值2万亿元,比2000年增长1.9倍,年均增长14%。2008年,物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%,占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间,我国物流产业年均增速保持在15%以上,远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势,“十五”期间,社会物流总费用占GDP的比例,由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%;2007年这一比例则下降到18. 0%,标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较,我国物流

集成电路的现状与发展趋势

集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关;美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测,今后20年左右,集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括:开发EDA(电子设计自动化)工具,利用EDA进行集成电路设计,根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀),对加工完毕的芯片进行测试,为芯片进行封装,最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米,其后,经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展,目前达到了0.18 微米的水平,而当前国际水平为0.09微米(90纳米),我国与之相差约为2-3代。 (1)设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高,单个芯片容纳器件的数量急剧增加,其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计(CAD),相应的设计工具根据市场需求迅速发展,出现了专门的EDA工具供应商。目前,EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展,集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能,如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机,手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前,SoC作为系统级集成电路,能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能,将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术,特殊电路的工艺兼容技术,设计方法的研究,嵌入式IP核设计技术,测试策略和可测性技术,软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础,把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中,实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。

微生物发展历程及前景展望

微生物学发展历程及前景展望 微生物学(microbiology)生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律,并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。 微生物学是高等院校生物类专业必开的一门重要基础课或专业基础课,也是现代高新生物技术的理论与技术基础。基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程就是在微生物学原理与技术基础上形成和发展起来的;《微生物学》也是高等农林院校生物类专业发展及农林业现代化的重要基石之一。随着生物技术广泛应用,微生物学对现代与未来人类的生产活动及生活必将产生巨大影响。 一、发展历程 (一)微生物学的经验时期 公元二千多年的夏禹时代,就有仪狄作酒的记载。北魏(386~534)贾思勰《齐民要术》一书中,详细地记载了制醋方法。我国古代人民也发现豆类的发酵过程,从而制成了酱。 十一世纪时。北宋未年刘真人就有肺痨由虫引起之说。意大利学者Fracastoro 认为传染病的传播有直接、间接和通过空气等几种途径。 在预防医学方面,我国自古以来就有将水煮沸后饮用的习惯。明李时珍的《本草纲目》中,亦有对病人穿过的衣服应该进行消毒的记载。 我国古代人民,创用了预防天花的人痘接种法。大量古书证明,我国在明代隆庆年间,人痘已经广泛使用,并先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其、英国等国家,人痘接种是我国对预防医学的一大贡献。 (二)实验微生物学时期 1.微生物的发现 首先看到微生物的是荷兰人列文虎克。他于1676年创制了一架原始显微镜,正确地描述了微生物的形态有球形、杆状、螺旋样等,为微生物的存在提供了有力证据。 法国科学家巴斯德首先实验证明有机物质的发酵与腐败是由微生物引起。巴斯德的研究开始了微生物的生理学时期。自此,微生物学开始成为一门独立的学科。 巴斯德创造了巴氏消毒法。随后,英国外科医师李斯德创用石碳酸喷洒手术室和煮沸手术用具,以防止外科手术的继发感染,为防腐、消毒以及无菌操作打下基础。 微生物学的另一奠基人是德国学者郭霍。他创用固体培养基,使有可能将细菌从环境或病人排泄物等标本中分出成为纯培养,便于对各种细菌分别具体研究。后又创用了染色方法和实验性动物感染,为发现各种传染病的病原体提供有利条件。 2.免疫学的兴起 十八世纪末,英国医师Jenner创制牛痘苗来预防天花,为预防医学开辟了广

机器学习研究现状与发展趋势

机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢?1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序,这个程序具有学习能力,它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后,这个程序战胜了设计者本人。又过了3年,这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力,提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解,建立人类学习过程的计算模型或认识模型,发展各种学习理论和学习方法,研究通用的学习算法并进行理论上的分析,建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展,已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域,也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力,至多也只有非常有限的学习能力,因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展,必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支,它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶,属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶,被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶,称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面: (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法,取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大,一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外,还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境(如书本或教师)提供信息,学习部分则实现信息转换,用能够理解的形

压力传感器研究现状及发展趋势

压力传感器研究现状及发展趋势 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。 1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段[1 ] : (1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(C.S. Smith) 与1945 发现了硅与锗的压阻效应[2 ] ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为

电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯[3 ] 。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。 (3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术[4 ] ,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。 (4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。 通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。 2 压力传感器国内外研究现状 从世界范围看压力传感器的发展动向主要有以下几个方向。 2. 1 光纤压力传感器[5 ]

机器人研究现状及发展趋势

机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系:信息工程学院 专业:电子信息工程 姓名:王炳乾

机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要:随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词:机器人;发展;现状;应用;发展趋势。 1.机器人的发展史 1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年,法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭,它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年,瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶,其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶,在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶,有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年,在机械实物制造方面,发明家摩尔制造了“蒸汽人”,它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后,机器人的研究与开发情况更好,实用机器人问世。 1927年,美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人,装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期,计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年,第一台数字电子计算机问世。随后,计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年,数控机床诞生,随后相关研究不断深入;同时,各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功,导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期,石英光纤材料和光学纤维的研制成功,以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明,使光纤通信成为可能,目前光纤已四通八达。我们知道,每一束光纤,可以传输成千上万甚至上百万路电话,这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴,使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代,并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路,其中有90%到95%都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展,还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的,它用石墨作为加热器。所以,来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染,使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染,随着硅单晶直径的增大,长度的加长,它的分布也变得不均匀;这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀,会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧,在器件和电路的制作过程中,它要发生沉淀,沉淀时的体积要增大,会导致缺陷产生,这将直接影响器件和电路的性能。因此,为了克服这个困难,满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高,人们不得不采用硅外延片,就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样,可以有效地避免氧和碳等杂质的污染,同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法,还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结,这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产,8英寸的硅外延片,也正在从实验室走向工业生产;更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外,还有一些大功率器件,一些抗辐照的器件和电路等,也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的,它在生长时,不与石英容器接触,材料的纯度可以很高;利用这种材料,采用中子掺杂的办法,制成N或P型材料,用于大功率器件及电路的研制,特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面,它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料,也就是半导体/氧化物/绝缘体之意,这种材料在空间得到了广泛的应用。总之,从提高集成电路的成品率,降低成本来看的话,增大硅单晶的直径,仍然是一个大趋势;因为,只有材料的直径增大,电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律,每隔18个月它的集成度就翻一番,它的价格就掉一半,价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上,工艺加工条件相同,但出的芯片数量则不同;所以说,增大硅的直径,仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的

国内外生物技术发展现状

国内外生物技术发展概况 (2010-10-21 18:00:05) (一)国内外生物技术发展动态 1、国际生物技术发展现状生物技术是近 20 年来发展最为迅猛的高新技术,越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发、环境保护及可再生生物质能源等诸多领域,具有知识经济和循环经济特征,对提升传统产业技术水平和可持续发展能力具有重要影响。近 10 年来,生物技术获得突破性发展,生物技术产业产值以每 3 年增长 5 倍的速度递增,以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起,预计到 2020 年,全球生物技术市场将达到 30,000 亿美元。在发达国家,生物技术已成为新的经济增长点,其增长速度大致是 25%-30%,是整个经济增长平均数的 8-10 倍。在生物技术制药领域,包括基因工程药物、基因工程疫苗、医用诊断试剂、活性蛋白与多肽、微生物次生代谢产物、药用动植物细胞工程产品以及现代生物技术生产的生物保健品等研究成果迅速转化为生产力,其中与基因相关的产业发展最强劲。全球医药生物技术产品占生物技术产品市场的 70%以上,占药物市场的 9% 左右,以高于全球经济增长 5 个百分点的速度快速发展,仅单克隆抗体市场销售额就达 40 亿美元。农业生物技术产业已经成为各国政府未来农业发展的战略重点,应用基因工程、细胞工程等高新技术培育的农林牧渔新品种、兽用疫苗、新型作物生长调节剂及病虫害防治产品、高效生物饲料及添加剂等已推广运用,产生了巨大的经济效益。 1996 年,全球转基因作物才 170 万公顷,以后逐年直线上升,到 2004 年已经达到 8100 万公顷,8 年间全球转基因作物种植面积增加近 48 倍。照此增长速度预计 2010 年世界范围内 50%的耕地将种植转基因作物,2020 年将增至 80%。尤其是抗虫、抗除草剂转基因作物的推广,大幅度提高劳动生产率并减少化学农药施用量,经济效益极为显著。全球转基因作物市场价值 1995 年仅 7500 万美元, 1997 年达 6.7 亿美元,2002 年为 45.2 亿美元,预计到2010 年将达 200 亿美元。本文章来自生物科学博览网站,欢迎您的光临食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的 15-20%,目前国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达 2500 亿美元左右,其中转基因食品市场的销售额 2010 年将达到 250 亿美元。此外,保健食品行业是全球性的朝阳产业,市场增长迅速。环境生物技术是生物技术、工程学、环境学和生态学交叉渗透形成的新兴边缘学科,是 21 世纪国际生物技术的一大热点。环境生物技术兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理与修复、自然资源可持续再生等方面发挥着日益重要的作用。能源生物技术主要目标是利用生物质能源。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,是仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位的能源。目前,全球储量为亿吨,相当于 640 亿吨石油。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等,主要是开发生物柴油和生物乙醇汽油。尽管生物质液化燃料开发还处于初级阶段,市场份额还不大,但由于岂疫有环保和再生性特点,前景非常广阔。 2.国内生物技术发展现状我国政府一直把生物技术作为重点支持的战略高技术领域,提出了“加强源头创

国内外公路研究现状与发展趋势

第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门,是国民经济和社会发展的动脉,是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式,其中,铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用,公路则起着“面”的作用,各种运输方式之间通过公路路网联结起来,形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来,灵活、快捷的公路运输发展迅速,目前,在综合运输体系中,公路运输客运量、货运量所占比重分别达90%以上和近80%。高速公路是经济发展的必然产物,在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上,高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施,为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比,高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势,其行车速度比普通公路高出50%以上,通行能力提高了2~6倍,并可降低30%以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来,经过60多年的建设,公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束,“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展,公路交通运输紧张状况已实现总体缓解,基础设施规模迅速扩大,运输服务水平稳步提升,安全保障能力明显增强,为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年,全国累计完成公路建设投资2.93万亿元,年均增长近16%,约为“十一五”预计总投资的1.2倍,也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长,极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看,“十一五”期间基本保持在4.5%左右。 在投资带动下,公路网规模不断扩大,截至2009年底,全国公路网总里程达到386万公里,其中高速公路6.51万公里,二级及以上公路42.52万公里,分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里;全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底,全国公路网总里程将达到395万公里,高速公路超过7万公里,分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%,总里程将达到345万公里,实现全国96%的乡镇通沥青(水泥)路。 “十一五”期间公路的快速发展,为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来,为应对国际金融危机,以高速公路为重点,建设步伐进一步加快,“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元,直接拉动GDP增长约3万亿元,拉动相关行业产出

国内外研究现状和发展趋势

北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统,它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境,为城市生物提供适宜的生境;另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词,各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释,西方城市规划概念中一般不提城市绿地,而是开敞空间(Open Space),我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念,包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同,但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性,即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观,是城市中保持自然景观,或使自然景观得到恢复的地域,是城市自然景观和人文景观的综合体现,是城市中最能体现生态性的生态空间,是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括:组织城市空间的功能、生态功能(改善生态环境的功能、生物多样性保护功能)、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括:城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程,认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动(1843~1887)、公园体系(1880~1890)、重塑城市(1898~1946)、战后大发展(1945~1970)、生物圈意识(1970年以后)等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程,其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念,绿带网络提供城区间的隔离、交通通道,并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则,对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年,英国议会通过了绿带法案(Green Belt Act)。1944年的大伦敦规划,环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年,又将该绿带宽度增加到6~10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年,莫斯科进行了第一个市政建设总体规划,规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”;1960年调整城市边界时,“森林公园带”进一步扩大为10~15公里宽,北部最宽处达28公里;1971年,莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式,将城市分隔为多中心结构。目前,德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩,其树种主要为乡土树种,基本上是高大的落叶乔木(栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等)[4]。在绿化城

农药的发展及现状

国内农药中杀虫剂的现状及发展 摘要:我国是一个农药生产和使用大国,我国现有农药生产企业2600多家,能够生产600多种农药原药的农药,在世界农药发展上占有举足轻重的地位。农药行业满足了农业生产防治病虫草害的需要,对于保证夏粮、秋粮丰收发挥了重要作用,功不可没。自2008年以来,农药工业大力调整结构,努力提高质量,积极拓展服务,在上半年取得了产销两旺、效益增长的好成绩,呈现出又好又快发展的态势。杀虫剂是农药中使用最多的一类,是主要用于防治农业病虫害和城市卫生害虫的药品。但是杀虫剂的危害却是不容忽视的,不单单对环境有较大危害,甚至会危及动物及人类的生存。所以,农药中杀虫剂的现状及发展就有待研究了,本文就是针对农药中杀虫剂的危害和改进方法,以及未来我国农药中杀虫剂的发展研究进行讨论。 关键词:杀虫剂;危害;改进;发展 前言 在我国农药的使用十分广泛,农药中的杀虫剂更是屡见不鲜,相关资料表明自十年前起,农药中杀虫剂占70%,杀虫剂中高毒农药占70%,高毒农药中有机磷农药占70%,到目前为止高毒农药所占的比例不到3%,多年以来,我国生产的农药中,杀虫剂一直占据主导地位,在杀虫剂中又是以高毒有机磷杀虫剂为主,其中甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷和氧化乐果5个品种的使用规模最大。但是杀虫剂带来的危害也是比比皆是,在这种情况下便给生物农药杀虫剂的兴起创造了一个发展的平台。 1.农药杀虫剂的分类 在二十世纪,农业的迅速发展,杀虫剂令农业产量大升。但是,几乎所有杀虫剂都会严重地改变生态系统,大部分对人体有害,其它的会被集中在食物链中。我们必须在农业发展与环境及健康中取得平衡。那么农药杀虫剂的分类有哪些呢? 按化学成分来源和发展过程分 无机杀虫剂和有机杀虫剂。无机杀虫剂,如砷酸钙、亚砷酸、氟化钠等。有机杀虫剂包括天然的有机杀虫剂、人工合成有机杀虫剂和生物杀虫剂。1、天然的有机杀虫剂包括植物性杀虫剂(如鱼藤、除虫菊、烟草等)和矿物性杀虫剂(如机油、柴

中国管理研究的现状及发展前景

徐淑英《光明日报》( 2011年07月29日11 版) 过去20多年来,中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论,并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释,这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”(即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论,很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加,而且那些处于新兴经济体(比如俄罗斯、印度和中国)中的公司,由于在国际市场上扮演越来越重要的角色,也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JamesMarch(詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度,也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。

科学研究总是有目的的:执著于寻找真相(reality)和追求真理(truth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性(rigor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性(re levance)标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上,尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究,说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献,因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论,而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为,科学的目的是发表文章,而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研

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