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        公務員期刊網 精選范文 生物技術的發展范文

        生物技術的發展精選(九篇)

        前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的生物技術的發展主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

        生物技術的發展

        第1篇:生物技術的發展范文

        關鍵詞:生物技術;發展;生物教育;創新

        中圖分類號:G633.91文獻標識碼: A 文章編號:

        前言

        隨著我國教育體制的改革與完善,在生物教學中注重對學生動手能力、實踐能力的培養, 注重對學生復合能力、適應能力和創新能力的培養, 是生物教學追求的總目標。然而, 目前生物學教學仍然處于“強調學習結果, 忽視探索問題; 以閱讀科學代替了做科學; 一味要求學生獨立思考, 不鼓勵學生研究問題和討論結果”等教學狀況。生物技術是以生物體系和生物工程原理來生產生物產品, 提供社會服務的綜合性生物科學技術, 是由多學科交叉形成的理論與實踐并重, 以細胞工程、酶工程、發酵工程和基因工程等技術體系為主的新興學科。它的發展已經對人類生活產生了重大的影響, 其理論和技術并重的學科體系, 給生物學教育創新以及課程結構、教學內容和教學方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了堅實的基礎。

        1、生物技術的概念、分類與發展

        1.1 生物技術的概念與分類

        什么是生物技術? 從字面上來說可解釋為在分子、細胞水平上定向操縱或改造生物體的技術。但這個概念的外延很容易被人為地擴大, 即認為“生物技術”可方便地用于對所有利用生物體本身、代謝產物及功能等技術的泛指, 只不過是操作的物質層次不同。

        對于生物技術的分類, 在學術界存在著兩種觀點: ①按照生物學科發展的大致歷程, 把生物技術也分為傳統生物技術、近代生物技術和現代生物技術; ② 從產業發展的角度, 把 20 世紀 70 年代以前包括有機溶劑、維生素、工業用酶制劑和抗生素等在內的老工業, 稱為“傳統生物技術”; 而把 DNA 重組和單克隆抗體兩大技術建立以后的工業, 稱為“現代生物技術”。顯然, 生物技術的發展與科學和技術的發展是同步的, 與生物學科的發展更是密不可分。現代生物技術是在傳統生物技術基礎上發展起來的, 包括基因工程、酶工程、細胞工程、發酵工程和蛋白質工程等, 它們是互相聯系、互相滲透的, 其中以基因工程技術為核心。

        1.2 生物技術的發展

        1.2.1 傳統生物技術階段。傳統生物技術是指 19 世紀末到20 世紀 30 年代前, 以發酵產品為主干的工業微生物技術體系。這一時期的生物技術主要是通過微生物的初級發酵來生產食品, 其應用僅僅局限在化學工程和微生物工程的領域, 通過對粗材料進行加工、發酵和轉化來生產純化人們需要的產品, 如乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等。

        1.2.2 近代生物技術階段。近代生物技術是以 20 世紀 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的發酵到 60 年代酶制劑工程為線索, 仍以微生物發酵技術為技術特征的。這一時期抗生素工業、氨基酸發酵和酶制劑工程相繼得到發展, 細胞工程相關技術日臻完善, 但從技術特征上看還不具備高新技術諸要素, 因此只能被視為近代生物技術。

        1.2.3 現代生物技術階段。現代生物技術以 20 世紀 70 年代 DNA 重組技術的建立為標志, 以世界上第一家生物技術( Genetech, 遺傳技術) 公司的誕生( 1976) 年為紀元。此后, 越來越多的科學家投身于分子生物學研究領域, 并取得了許多重大的進展。至此, 以基因工程為核心的技術上的革命帶動了現酵工程、酶工程、細胞工程以及蛋白質工程的發展, 形成了具有劃時代意義和戰略價值的現代生物技術。

        2、生物技術發展與生物教育創新

        隨著基因操作技術不斷完善、基因工程藥物和疫苗研究與開發突飛猛進、轉基因植物和動物取得重大突破, 闡明生物體基因組及基因編碼蛋白質的結構與功能成為當今生命科學發展的一個主流方向, 生物技術將在人類生活中扮演更為重要的角色。為了鼓勵和推動生物技術的發展, 許多國家制訂和采取了一系列政策及措施。如為了保持生物技術的領先地位, 刺激生物技術產業快速發展, 美國食品和藥物管理局在 1995 年底決定放寬對生物技術公司的限制,對用生物技術方法生產出來的藥品與傳統藥品一視同仁;日本提出了“生物技術立國”的戰略思想, 政府從一開始就介入了生物技術的組織與協調, 建立了“產、學、研”三位一體的聯合研究與開發體制; 英國政府發表了“生物技術制勝2005 年的預案和展望”報告; 新加坡設立了“生命科學部長委員會”, 制定了 5 年躋身生物技術頂尖行列的計劃。這些重大舉措顯現了外國政府欲搶占生物產業制高點的魄力和決心。我國也將生物技術擺在了重要的位置, 在國家“863”和“973”計劃、“攀登計劃”、國家自然科學基金和國家政策計劃中也已將生物技術方面的項目列為重大項目, 以此推動生物技術的蓬勃發展。

        生物教育創新是一個系統工程, 包括課程標準、課程目標、課程結構、課程教學和評價創新等內容。對基層生物學教育工作者而言, 生物教育的創新, 重要的就是要把生物教學從“以破壞學生形成一些重要的思維能力為代價的死記硬背”的教學狀況中解脫出來, 重視“科學探索過程”的教學, 它反映了科學家獲得知識的思維方式和使用方法, 是學生享用終身的財富。2001 年新頒布的《生物課程標準》“,以學科體系、學生需要、社會發展”為結合點選擇課程內容, 以“人與生物圈”為框架構建課程體系, 以“提高學生的科學素養”為宗旨定位學科價值, 以“科學探究”為策略改變學生的學習方式, 以“科學、技術、社會”為切入點體現課程回歸生活, 以“滲透人文理念”培養學生的情感態度和價值觀, 以“開發與利用課程資源”為手段實現課程目標。在全國范圍內全面實施新大綱、新教材, 在原有基礎上充實了許多現代生物科學知識。如新大綱在必修課部分新增了生物科學新進展, 細胞分化與衰老、細胞癌變、人類的遺傳病與優生、環境與人體健康、綠色食品等內容; 選修課部分介紹了營養與健康、人體兩大免疫機制、生物固氮、發酵工程、細胞工程、酶工程、基因的結構和基因表達調控等內容。當然, 這些具體內容和表述方式上的改進, 給廣大教師教學過程的創新奠定了一定的基礎, 也在教學實踐中取得了一些成效, 推進了生物學教育改革的進程。

        3、生物技術的發展推進生物教育改革

        生物技術是當今迅速發展的高新技術, 是 21 世紀最具有發展潛力的新興產業, 它涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生物化學工程。其中基因工程發展迅猛,已經成為生物科學領域最有生命力、最引人注目的前沿科學, 生物技術已被廣泛應用于食品、醫藥、農業、化工、環保等工業部門, 且隨著對生物分子認識水平和改造生物遺傳物質手段的提高, 生物技術必將為有效解決長期困擾人類的糧食短缺、疑難病癥、能源危機、環境污染等問題帶來美好的前景。

        生物技術又將成為21 世紀科學技術的主流。這不僅因為它所研究與開發的對象是可以再生的生物資源, 而且還因為它對當今人類面臨的人口和食物、能源和資源以及環境和健康等迫切需要解決的問題發揮重要的作用。現代生物學發展的新技術、新成就, 特別是與人類生活息息相關的技術落實到學生的課程和教材中去, 使其成為培養學生的基本素材。20 世紀末, 國外一些專家認為: 隨著科學和技術的飛速發展, 公眾的科學素養比以前任何時候都顯得重要。因而, 加強生物技術教育, 培養公民的科學素養是生物教育發展的必然趨勢。

        結語

        總之, 人類伴隨著生物技術發展, 親身感受著生物技術給我們帶來的生活質量的提高, 關注生物學領域學科發展的動向, 并能及時恰當地體現在生物教育中, 特別是體現在課程建設、教學內容改革、學生技能培養等諸方面, 并逐漸改變“重結論、輕過程”的教學局面, 是生物技術發展和生物教育創新永恒的主題。

        參考文獻:

        第2篇:生物技術的發展范文

        關鍵詞:低碳生物技術;法律激勵機制;運行;完善

        [中圖分類號]Q81 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-7287(2011)03-0013-10

        一、低碳生物技術的地位與法律支持

        1、低碳生物技術與當代能源、環境問題

        當前,全球能源與環境問題愈演愈烈,能源資源的短缺以及能源過度的開發利用對環境產生的影響成為世界共同關心的話題。以往,各國為解決本國的能源與環境問題,大多以利用現有的能源資源為出發點,試圖最大限度地控制世界能源資源,特別是傳統化石能源,以保證國家能源安全。如今,在低碳發展的束下,通過技術進步、發展新能源和可再生能源以滿足不斷增長的能源需求以及環境保護的需要,成為各國經濟發展優先考慮的方向。其中,大力發展生物技術,不僅能有效地利用地球現有豐富的生物原料,還可以通過工業過程達到生產能源的目的。生物技術既可以充分利用資源、實現能源生產,又滿足了低碳發展的需要,應該得到廣泛的重視。

        生物技術是應用自然科學和工程學的原理,依靠生物作用劑的作用將物料進行加工以提品或為社會服務的大幕。現代生物科學發展迅速,以分子生物學理論為先導、以基因工程等技術為核心的現代生物技術已經開啟了大規模工業化應用的時代。人們開始運用生物學的方法以及現代工程科學所開拓的新技術和新工藝,對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬,對現代社會產生了巨大的影響。

        在低碳經濟的大背景下,生物技術應用于能源與環境等領域能緩解能源需求,改善環境,實現經濟與社會的可持續發展。利用生物技術,以可再生資源生物質為原料,大規模生產人類所需要的能源、材料和化學品等,是解決目前人類面臨的能源及環境危機的有效手段之一。目前在生物技術中,低碳生物技術主要包括生物能源技術、生物材料技術、污染治理生物技術等,其中生物能源技術作為重要的能源清潔技術,具有很大的潛力和良好的發展前景。

        2、低碳生物技術的發展狀況與法律支持

        當前生物技術得到了越來越多的應用,也發揮著越來越大的作用,特別是在推動生物質能的轉化及生產方面,生物技術發揮著關鍵作用,通過產業化運作,實現清潔可再生能源的規模生產,是生物能源技術的價值所在。現代生物質能的發展方向是高效清潔利用,將生物質轉換為優質能源,包括電力、燃氣、液體燃料(燃料酒精、丁醇、生物柴油等)和固體成型燃料等,其中生物質發電包括農林生物質發電、垃圾發電和沼氣發電等。生物質能具有資源量大、相對集中、能量品位較高的特點,在各國的可再生能源規劃中占據著十分重要的地位。據世界經濟合作與發展組織(OECD)預測,到2030年生物經濟將初具規模,屆時將有35%的化學品和其他工業產品來自生物產業,二氧化碳的年排放量也將隨之減少10-25億噸。其中,工業生物技術的貢獻率將達到39%。隨著生物能源技術的進步,生物質能的優勢和成本不斷下降,生物質能必將在未來世界的能源結構中占有一席之地。

        20世紀90年代以來,以燃料乙醇和生物柴油為代表的第一代生物質能得以發展。目前,美國為世界第一大燃料乙醇生產國,巴西位居第二,歐盟各國則是最主要的生物柴油生產地,其他國家也都在積極發展生物質能。生物質能的發展帶來糧食種植結構偏重玉米、糧食供應總量下降、糧食(油料)價格振蕩上升、糧食危機引發動蕩等一系列問題。因此,開發第二代、第三代生物燃料(即非糧生物燃料)成為世界各國關注的重要議題。但由于麥稈、草和木材等農林廢棄物為主要原料(第二代生物燃料)的技術成本較高,真正商業化的項目較少;而第三代生物燃料是以微藻為原料的生物燃料,其油脂很難提煉,從海藻中提煉生物燃料的研究正處于實驗室階段,距離商業化還較遠。因此,第一代生物質能短期內不會被第二、三代生物燃料所替代,第二、三代生物質能將是人類的理性選擇,也是生物燃料必然的發展方向。我國生物質資源豐富,主要有農作物秸稈、樹木枝丫、畜禽糞便、能源作物(植物)、工業有機廢水、城市生活污水和垃圾等。據估算,我國可用于發電的生物質能,近期可達5億噸標煤,遠期可達到10億噸標煤以上,如果充分利用農林生物質,生物質能裝機容量可達1.5億千瓦以上。

        目前,我國已經具備了低碳生物技術發展所需的基礎條件。譬如,擁有全球最大規模的發酵產業基礎、形成了現代生物工業產業群體與產業化條件、擁有一支技術創新研發隊伍與相應的平臺條件。此外,在酶工程、發酵工程與過程工程等領域我國具有一定的技術基礎,大宗發酵產品具有國際競爭優勢,生物塑料、生物能源、生物基化工材料等快速發展,多種產品的規模為全球最大。雖然如此,我國的生物能源技術與美國、巴西等國相比還有一定差距,在技術創新和產業化方面還有待加強。我國目前生物質能與生物能源技術發展面臨的困難主要有:①生物質資源不足、品質不佳、收集困難、難于轉化。生物質燃料需要大量的能源植物做支撐,但對于中國這種糧食需求很大的國家,不可能大規模利用糧食作物作為主要原料,加上第二、三代生物質能還難以商業推廣,造成了生物質原料供給的不穩定。②生物質能分散的特點適合發展中小企業規模的項目,但中小企業在資金和技術上沒有優勢,在技術革新方面的能力和動力都不足。③生物轉化工藝成本高,生物能源終端產品品質不佳、產品標準欠缺。④自主技術開發亟待突破。生物質能利用技術仍處于產業化發展初期,特別是缺乏具有自主知識產權的核心技術,使得生物質能產業在基礎技術研究、新產品研發和應用技術創新等方面存在技術含量低、產品單一等問題。

        低碳生物技術需要通過商業應用和市場推廣才能實現其經濟與社會效用,而低碳生物技術的進步也因其經濟與社會效應得到進一步提升,這是一個相互促進的過程。然而,在低碳生物技術的發展前期,市場機制不完善以及前景不明朗使得技術研發及其推廣動力不足。因此,低碳生物技術以及生物質能開發需要各種激勵舉措提供助力,盡快實現從技術到市場的過渡。國家通過各種激勵機制促進生物技術革新,引入投資以及完善技術研發平臺,再配合以市場機制的共同作用,帶動生物技術在生物質能等領域實現規模化、產業化發展。與此同時,生物技術及生物質能產業作為新興的產業,

        不可避免會產生盲目發展的現象,因此,需要政策與法律引導。總之,政策與法律的扶持與引導是低碳生物技術得以快速發展的重要保障和推動力:通過合理的制度設計,對低碳生物技術發展進行規劃,明確其戰略地位,有助于消除市場對其發展前景的疑慮,為其發展指明方向;通過有效的激勵機制,促進低碳生物技術的研發與推廣,推動技術和產業同時駛入發展的快車道。法律激勵機制對低碳生物技術發展的重要作用決定了我們必須重視激勵制度的設計,保證其高效性,同時也要關注其現實運行的狀況,保證其有效性,如此,各種激勵機制才能真正形成積極效應。

        二、低碳生物技術法律激勵機制的確立

        我國十分重視低碳生物技術的發展,特別在生物質能領域,國家出臺了許多法律與政策以推動和保障生物質能技術的研發和產業化,在注重規劃的同時也在各類鼓勵技術研發的目錄中將其收入,以使低碳生物技術具有良好的發展環境。隨著我國將生物質能作為國家能源結構調整、節能減排的一項重要戰略規劃,低碳生物技術必將擁有廣闊的發展前景。

        1、現有的激勵框架

        在政策與規劃方面,《可再生能源中長期規劃》根據我國經濟與社會發展需要和生物質能利用技術狀況,提出了重點發展生物質發電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。到2020年,生物質發電總裝機容量達到3000萬千瓦,生物質固體成型燃料年利用量達到5000萬噸,沼氣年利用量達到440億立方米,生物燃料乙醇年利用量達到1000萬噸,生物柴油年利用量達到200萬噸。國家“十二五”規劃在第二十九章“造就宏大的高素質人才隊伍”中提到了對生物技術以及能源資源領域人才隊伍的協調發展。此外,“十二五”規劃還在其他3處提出了生物質能:一是在第七章“改善農村生產生活條件”中提到了“實施新一輪農村電網升級改造工程,大力發展沼氣、作物秸稈及林業廢棄物利用等生物質能和風能、太陽能,加強省柴節煤爐灶炕改造”的內容。二是在第十章“培育發展戰略性新興產業”中提出“新能源產業重點發展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發電、風電技術裝備、智能電網、生物質能”。三是在第十一章“推動能源生產和利用方式變革”中提出“積極發展太陽能、生物質能、地熱能等其他新能源”的原則。《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發[2010]32號)也將節能環保產業、生物技術和因地制宜開展生物質能作為重點的發展方向。

        在鼓勵技術研發方面,國家中長期科學與技術規劃、“973”和“863”計劃等都將工業生物技術列為攻關重點之一。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020)》中也有關于重點和優先提高生物質能等可再生能源技術的內容。《國家高技術產業發展“十一五”規劃》認為:“生物產業將成為未來經濟發展的主導產業。要充分發揮我國特有的資源優勢和技術優勢,著力發展生物醫藥、生物農業、生物能源和生物制造,保護和開發特有生物資源,保障生物安全”。國家發改委、科技部、工信部、商務部、知識產權局于2011年6月了《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)》,確定了當前優先發展的包括生物、新材料、先進能源、節能環保、資源綜合利用以及高技術服務等10大產業中的137項高技術產業化重點領域,生物技術、先進節能技術等包含在其中。《可再生能源產業發展指導目錄》、《產業結構調整指導目錄(2011年本)》也將生物質生產技術和設備納入產業調整的范圍。近幾年的《國家先進污染防治示范技術名錄》和《國家鼓勵發展的環境保護技術目錄》也將生物質資源綜合利用、生物污染治理等技術列入其中。

        在立法方面,20世紀90年代以來,中央和各地方政府出臺了一系列的法律法規,在不同層面上支持可再生能源產業的發展。《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國節能源法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國循環經濟促進法》等法律,都作出了關于鼓勵開發利用清潔能源的規定,《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國促進科技成果轉化法》則為科學研究、技術開發與科學技術應用及成果轉化提供了法律制度框架。特別是《中華人民共和國可再生能源法》(以下簡稱《可再生能源法》)的頒布和實施,正式確立了可再生能源在國家能源戰略中的地位,包括生物質能在內的可再生能源發展進人了新的發展時期,為低碳生物技術的應用提供了更為堅實的法律制度保障。

        2、具體激勵機制的建立

        有了國家政策與法律的制度保障,低碳生物技術就有了明確的發展方向和良好的發展環境。同時,低碳生物技術從研發、項目建設到推廣都需要實實在在的激勵措施,因此,還需要更為具體的制度設計和及時有效的執行。當然,生物能源與生物技術的發展最終要靠市場,要立足于提高產業自身競爭力,符合社會發展的需要,這樣才能保持產業長遠的發展。在發展初期,實施國家的各種激勵機制將有助于突破制因素,加快產業發展進程。此外,激勵不能只限于某些措施或某些方面,而應將其作為一個綜合系統工程來看待,使各種激勵措施形成一個有機聯系的整體,這樣激勵機制才能發揮積極而有效的作用。具體而言,以下一些激勵措施與行動應是當前低碳生物技術發展的關鍵著力點:

        ①統籌規劃與束性目標。低碳生物技術的發展離不開社會對生物質能源的需求,生物質能的發展也需要低碳生物技術的支持和推動。制定長遠發展戰略或發展路線圖是世界上大多數國家發展生物質能的成功經驗之一。統籌規劃是準確定位生物質能和低碳生物技術的重要途徑,一個長遠的能源及其技術發展規劃就確定了一國未來各種能源及其技術發展的走向。許多發達國家先制定一定階段內生物質能在國家能源結構中的束性目標和計劃,在此框架之下,出臺一系列的優惠政策,并通過市場經濟的手段鼓勵各界投資和利用。

        為了確保可再生能源發展目標的實現,許多國家制定了支持可再生能源發展的法規和政策。德國、丹麥、法國、西班牙等國采取優惠的固定電價收購可再生能源發電量;英國、澳大利亞、日本等國實行可再生能源強制性市場配額政策;美國、巴西、印度等國對可再生能源實行投資補貼和稅收優惠等政策。

        美國、巴西、瑞典是世界上生物質開發利用最多的國家之一,這些國家都強制推行了生物質能在能源結構中的束性目標。1999年8月,美國頒布了《開發和推進生物基產品和生物能源》的第13134號總統令,提出到2010年生物基產品和生物能源增加3倍,到2020年增加10倍,每年為農民和鄉村經濟新增200億美元的收入和減少1億噸碳排放量;同年國會通過了“生物質研發法案”。2002年美國制訂了《生物質技術路線圖》并成立了“生物質項目辦公室”及“生物質技術咨詢委員會”。2005年8月布什簽署的《國家能源政策法

        案》中制訂了可再生燃料標準(RFS),RFS明確指出必須在汽油中加入特定數目可再生燃料且每年將遞增。2007年12月的《能源獨立和安全法案》又制訂了更為嚴格的可更新燃料標準:到2022年用于運輸的可再生燃料至少要達到360億加侖/年。巴西作為世界上唯一在全國范圍內不供應純汽油的國家,其乙醇的生產量僅次于美國,而出口量位居世界第一。燃料乙醇在巴西能源總量中的比重從1975年的5%增至2008年的16%,并且占到巴西可替代能源總量的35%。早在20世紀70年代,瑞典就頒布了一系列強制性的有關能源合理化使用和節能的法律、法規,并隨著技術的發展不斷進行修訂完善,以此來指導、規范企業的行為。在1998-2002年間,瑞典就投入了25億瑞典克朗用作長期的氣候研究,在2003年又提供3億瑞典克朗基金給交通和能源部門用作改善氣候環境。在政府及巨額投資支持下,瑞典生物質能利用技術得到迅猛發展。

        我國在《可再生能源中長期規劃》中提出了可再生能源的發展目標:2010年可再生能源消費量達到能源消費總量的10%,到2020年達到15%。在生物質能領域,根據國家能源局最新的規劃,我國2015年生物質發電裝機要達到1300萬千瓦(較2010年增長160%)、集中供氣達到300萬戶、成型燃料年利用量達到2 000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達到300萬噸,生物柴油年利用量達到150萬噸。數據顯示,2010年我國農村以秸稈為燃料的生物質發電裝機突破500萬千瓦。從這些數據來看,生物質能已經基本達成《可再生能源中長期規劃》中2010年的目標。這些目標的達成基本上是通過地方基層加強本地域的生物質利用(特別是沼氣)的成果,是自上而下的推動方式,其依據如國家能源局的《國家能源局關于推薦綠色能源縣的通知》(國能新能[2009]343號)等,并沒有給對企業設定相應的生物質能甚至可再生能源在能源生產中的束性目標,而是通過鼓勵農民消費綠色能源來引導資源整合,是一種鼓勵性而非強制性的方法。

        隨著各地對生物質的利用率逐漸升高,特別是農村地區資源綜合利用水平的提高,進一步發展生物質能將會重新遭遇瓶頸,鼓勵性的推廣只能利用現有的成熟生物轉化技術,對低碳生物技術的革新要求并不高,難以對低碳生物技術研發產生足夠的推動力。因此,未來我國不僅應當繼續推廣農村生物質能的應用,還應在發電、生物燃料、運輸等領域設定強制性的生物質使用比例目標,并根據其技術革新的程度設定彈性的財稅優惠措施,如此,才能更快地推動生物能源技術的發展。

        事實上,在實現可再生能源發展目標的大背景下,我國在發電領域已經有了一些束性目標的嘗試,如“十一五”規劃中明確提出:“實行優惠的財稅、投資政策和強制性市場份額政策,鼓勵生產與消費可再生能源,提高在一次能源消費中的比重”。《可再生能源中長期規劃》提出了對非水電可再生能源發電規定強制性市場份額目標:到2010年和2020年,大電網覆蓋地區非水電可再生能源發電在電網總發電量中的比例分別達到1%和3%以上;權益發電裝機總容量超過500萬千瓦的投資者,所擁有的非水電可再生能源發電權益裝機總容量應分別達到其權益發電裝機總容量的3%和8%以上。但這些規定在現實中缺乏配套的實施細則,導致很多發電企業,特別是小企業難以執行。而作為《可再生能源法》修改后被寄予厚望的“可再生能源并網配額管理辦法”遲遲不能出臺,其原因除了對配額的比例仍有爭議之外,來自電網及大發電企業的阻力也是重要的阻礙因素。除了發電外,生物液體燃料方面也應借鑒美國和巴西等國家的經驗,設定一定的混合燃料比例,以促進生物燃料技術的進步。

        ②研發投入支持。技術進步是提高產業競爭力的重要因素,也是解決能源與環境問題的有效方案。要實現生物能源技術的突破,研發與示范階段的資金投入是必要的保障條件。在一般的情形下,技術研發與示范應采取國家投資和社會多元化投資相結合的方式以保證充足的資金和實現良性的技術競爭。

        目前我國部分生物質利用轉化技術達到了國際先進水平,但總體技術水平仍比較滯后,主要體現為:在氣體燃料方面,雖然我國沼氣產業起步較早,但沼氣技術仍停留在小規模的戶用沼氣層面,大規模、產業化地利用沼氣的技術與裝備都有待開發。在液態生物質燃料方面,燃料乙醇的生產技術水平與國際先進水平存在較大的差距,目前國內生物柴油生產僅有幾家民營企業采用原始的且會造成環境污染的液堿酯交換技術,而在國際上高壓醇解法已經進入中間試驗階段。在生物質固體成型燃料方面,生產設備簡陋,難以為生物質成型燃料的大規模生產提供保障。聯產大宗化工產品和生物可降解精細化工產品在國外已經形成新興行業,而我國大部分產品尚未研制,而生產這些化工產品是增加生產企業利潤的重要途徑。因此,我國生物質能源產業要進一步發展就要力爭突破技術瓶頸,加大對生物能源技術研究與開發的資助,確保跟上世界生物能源技術發展的步伐。

        據《可再生能源中長期規劃》的投資估算,2006~2020年,我國將新增2800萬千瓦生物質發電裝機,按平均每千瓦7000元測算,需要總投資2000億元;新增6200萬戶農村戶用沼氣,按戶均投資3000元測算,需要總投資1900億元;加上大中型沼氣工程、太陽能熱水器、地熱、生物液體燃料生產和生物質固體成型燃料等,預計實現規劃的2020年可再生能源目標任務的總投資將需2萬億元。如此大規模的投資不僅應應用到現有技術的推廣方面,也應保證足夠的資金投入技術研發與示范領域。

        《國家高技術產業發展項目管理暫行辦法》(國家發改委[2006]第43號)規定,對經批準列入國家高技術產業發展的項目計劃,給予中央預算內投資補助或貸款貼息。生物能源技術作為國家高技術的內容之一,符合國家重點扶持和優先發展的方向,因此,應該享受一定的研發與示范資金支持。在財政部的《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》(財建[2007]371號)中也明確規定了可再生能源開發利用的科學技術研究項目,需要申請國家資金扶持的,通過“863”、“973”等國家科技計劃(基金)渠道申請,不適用可再生能源發展專項資金。因此,在目前階段,技術研發一般不享受生物能源領域的資金支持,而只適用技術項目的支持。根據上述有關規定,國家高技術項目的資金來源包括項目單位的自有資金、國家補貼資金、國務院有關部門或地方政府配套資金、銀行貸款以及項目單位籌集的其他資金。項目資金原則上以項目單位自籌為主,國家采用資金補貼的方式予以支持。

        雖然國家對生物能源技術給予了高度重視,安排了相應的資金支持項目,地方也配套有相應的研發資金支持規定(如《重慶市高技術產業發展項目管理暫行辦法》),但總體而言,國家在生物能源技

        術研發方面的支持力度還不夠,且這些項目要求的條件和成果較高,一般的中小企業項目很難申請到相匹配的資助。與此同時,企業研發投入的資金規模還較小,尚未真正成為技術創新的主體,目前,我國工業企業研發支出僅占銷售收入的0.8%,遠低于發達國家4%的水平。產學研緊密結合的機制沒有形成,科技與經濟脫節的問題仍然突出。目前,我國科技成果轉化率僅為25%左右,而發達國家高達60%。為此,國家稅務總局于2008年《企業研究開發費用稅前扣除管理辦法(試行)》(國稅發[2008]116號),規定企業從事《國家重點支持的高新技術領域》和國家發改委等部門公布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》規定項目的研究開發活動,其在一個納稅年度中實際發生的直接研發活動產生的費用支出,允許在計算應納稅所得額時按照規定實行加計扣除。

        技術研發是實現產業化的第一步。目前我國在這方面的資金支持還不夠,范圍不廣,管理不規范,未來不僅需要加大對生物能源技術研發的投入,還要完善“產-研-政”之間有效的溝通和成果轉化機制,形成完整的從研發到政策支持到產業化的體系,如此,才能在起跑線上贏得先機。

        ③財政與稅收優惠。財政稅收優惠是經濟發展的重要杠桿、產業調整的風向標,也是最基礎、應用最廣泛的激勵措施。我國目前對低碳生物技術的財稅激勵措施主要體現在生物能源方面,這是不夠的,還應基于此而擴充到全部低碳生物技術領域。目前,相關財稅激勵和補助措施主要表現在:

        一是建立風險基金,實施彈性虧損補貼。財政部、國家發改委、農業部、國家稅務總局、國家林業局2006年頒布《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》(財建[2006]702號)提出了堅持產業發展與財政支持相結合,鼓勵企業提高效率的原則。此外,為化解石油價格變動對發展生物能源與生物化工所造成的市場風險,為市場主體創造穩定的市場預期,將建立風險基金制度與彈性虧損補貼機制。當石油價格高于企業正常生產經營保底價時,國家不予虧損補貼,企業應當建立風險基金;當石油價格低于保底價時,先由企業用風險基金以盈補虧,如果油價長期低位運行,將啟動彈性虧損補貼機制。

        二是原料基地與秸稈能源化利用補助。為保障生物能源和生物化工原料供應,切實做到發展生物能源和生物化工不與糧爭地,財政部《生物能源和生物化工原料基地補助資金管理暫行辦法》(財建[2007]435號)對生物能源和生物化工定點和示范企業提供原料的基地發放補助(林業原料基地補助標準為200元/畝,農業原料基地補助標準原則上核定為180元/畝)。為加快推進秸稈能源化利用,培育秸稈能源產品應用市場,《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)規定對符合支持條件的(從事秸稈成型燃料、秸稈氣化、秸稈干餾等秸稈能源化生產的)企業,根據企業每年實際銷售秸稈能源產品的種類、數量折算消耗的秸稈種類和數量,中央財政按一定標準給予綜合性補助。

        三是上網電價及費用分攤激勵。目前我國采取財政補貼和電網分攤相結合的方式促進可再生能源發電。《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》(發改價格[2006]7號)中明確了可再生能源發電價格實行政府定價和政府指導價(通過招標確定的中標價格)兩種形式。可再生能源發電價格高于當地脫硫燃煤機組標桿上網電價的差額部分,在全國省級及以上電網銷售電量中分攤。生物質發電項目上網電價實行政府定價的,由國務院價格主管部門分地區制定標桿電價,電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價組成。補貼電價標準為每千瓦時0.25元。發電項目自投產之日起,15年內享受補貼電價;運行滿15年后,取消補貼電價。自2010年起,每年新批準和核準建設的發電項目的補貼電價比上一年新批準和核準建設項目的補貼電價遞減2%。發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目,視同常規能源發電項目,執行當地燃煤電廠的標桿電價,不享受補貼電價。2010年7月,國家發改委《關于完善農林生物質發電價格政策的通知》(發改價格[2010]1579號),規定對農林生物質發電項目實行標桿上網電價政策,未采用招標確定投資人的新建農林生物質發電項目,統一執行標桿上網電價每千瓦時0.75元(含稅)。通過招標確定投資人的,上網電價按中標確定的價格執行,但不得高于全國農林生物質發電標桿上網電價。已核準的農林生物質發電項目(招標項目除外),上網電價低于上述標準的,上調至每千瓦時0.75元;高于上述標準的國家核準的生物質發電項目仍執行原電價標準。由于我國各個地區的煤電標桿電價水平差異大,使得各地生物質發電項目的實際上網電價差別很大,如何協調和平衡各地的生物質發電上網電價也是價格政策研究的重點之一。國務院價格主管部門應根據各類生物質能技術的技術特點和不同地區的情況,按照有利于生物質能發展和經濟合理的原則,研究和完善生物質發電項目的分類價格政策,促進生物質發電項目的進一步發展。

        四是可再生能源專項基金資助。根據原《可再生能源法》規定要求,財政部設立了可再生能源發展專項資金,后來配套了《可再生能源發展專項資金暫行管理辦法》,但對如何申報資金、優惠政策幅度多少等沒有明確提出。修訂后的《可再生能源法》將原來“國家財政設立的可再生能源專項資金”修改為“國家財政設立可再生能源專項基金”,主要資金來源是可再生能源電價附加收入和國家財政專項資金。根據相關人員的解釋,將“資金”改為“基金”將使這筆補貼更具有“基金縱向管理”的優勢。除了行政成本大大降低之外,也可以做到“收取,統一發放”,以保證可再生能源投資企業按時獲得收益,以鼓勵其積極性。不過,早就起草完成的“可再生能源專項基金管理辦法”迄今為止仍未能頒布,這對生物質能發展產生了消極的影響。

        五是稅收優惠。根據《高新技術企業認定管理辦法》(國科發火[2008]172號)以及《國家重點支持的高新技術領域》的規定,生物能源技術屬于高新技術,符合規定的企業可以申請認定,經認定后的企業可依照《中華人民共和國企業所得稅法》(以下簡稱《企業所得稅法》)及其《實施條例》、《中華人民共和國稅收征收管理法》及其《實施細則》等有關規定,申請享受稅收優惠政策。根據《企業所得稅法》,國家對重點扶持和鼓勵發展的產業和項目,給予企業所得稅優惠。國家需要重點扶持的高新技術企業,減按15%的稅率征收企業所得稅①。在生物質能產品方面,《財政部、國家稅務總局關于對利用廢棄的動植物油生產純生物柴油免征消費稅的通知》規定從2009年1月1日起,對符合條件的利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅。

        由于我國生物質能開發利用還處于起步階段,

        高新生物能源技術也還未取得重大突破,相關的財稅激勵政策亦未能周全地考慮生物能源技術及生物質能產業的特點,因此,這些激勵措施存在規定不科學、不完備、落實不到位等問題。例如,有些政策補貼起點過高,如財政部《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)僅支持注冊資本金1000萬元以上、年消耗秸稈量1萬噸以上的大中型企業,導致多數企業都無法得到補貼;有些政策設計不完整,補貼僅針對直接生產環節,對消費能源產品的終端用戶則沒有補貼。國家對生物質能產業的優惠、補貼、獎勵很難落到中小企業身上。除國家全力支持的農村沼氣項目外,生物質能產業發展的大部分政策傾向于規模化的大型項目,如燃料乙醇和液體燃料項目,國家每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業(黑龍江華潤酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽豐原生化以及河南天冠)發放補貼,走非糧路線的中小企業卻很難拿到同等的補助。沒有得到補貼的中小型生物質能源企業,生產成本相對較高,在競爭中明顯處于劣勢,想得到大的發展十分困難。而在液體燃料市場上,目前中石油、中石化只收購拿到正式批文的黑龍江華潤酒精等4家定點供應企業的燃料乙醇,中小企業生產的乙醇銷路不暢,導致部分生物燃料企業無法將產品變現,整個生產經營無法正常循環運轉。

        未來我國財稅激勵機制應當根據生物技術和生物質能產業的技術及行業發展水平,因勢制宜、因時制宜地設計有效、彈性的激勵措施,既要保證“對癥下藥”,又要注重規劃引導,保證財政稅收政策的合理性以及相互協調。

        ④收購激勵與政府采購。低碳生物技術應用的前提是所生產的產品能夠在市場上銷售出去,保證資源不被浪費,同時也能抵消一定成本。在當前化石能源開采利用費用較低的情況下,無論是生物質發電,還是生物質液體燃料,其成本都相對高昂,如果沒有特殊的優惠政策和刺激措施,很難在市場上有足夠的競爭力。因此,對生物能源的收購激勵,包括政府采購,能夠給相關企業解決產品生產的后顧之憂,同時,政府通過實際行動支持生物能源發展,將起到很好的示范和宣傳作用。

        在生物質發電方面,《可再生能源中長期規劃》提出了國家電網企業和石油銷售企業要按照《可再生能源法》的要求,承擔收購可再生能源電力和生物液體燃料的義務。2007年7月25日,國家電力監管委員會第25號令,即《電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法》,規定了電力監管機構對該制度的實施情況進行監管。2009年修改的《可再生能源法》第十四條重申了國家實行可再生能源發電全額保障性收購制度:電網企業應當與按照可再生能源開發利用規劃建設,依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發電企業簽訂并網協議,全額收購其電網覆蓋范圍內符合并網技術標準的可再生能源并網發電項目的上網電量。同時,該法第十六條對生物質能源作了專門的規定:國家鼓勵清潔、高效地開發利用生物質燃料,鼓勵發展能源作物。利用生物質資源生產的燃氣和熱力,符合城市燃氣管網、熱力管網的入網技術標準的,經營燃氣管網、熱力管網的企業應當接收其入網。國家鼓勵生產和利用生物液體燃料。石油銷售企業應當按照國務院能源主管部門或者省級人民政府的規定,將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系。

        然而,修訂后的《可再生能源法》除了規定全額保障性收購的原則性提法外,配套的實施細則未能及時跟進,收購電量中可再生能源電量所占的比重、可再生能源發電并網國家標準的制定等問題上均有不同程度的空白。在生物液體燃料方面,燃料乙醇和生物柴油市場還不完善,配套的規定也處于缺失狀態,現實中的生物液體燃料收購基本還需要依靠石油企業的自覺。

        一個穩定的生物質能源需求方是生產企業保持持續盈利能力的關鍵。在生物質能源發展的早期,由于成本以及價格較高,完全通過財政補貼的方式并不能發揮生物能源“物盡其用”的功能。而政府采購則能較好地實現兩者的兼顧:既能滿足政府自身的需求,又間接為生物能源創造了市場。事實上,政府采購已經成為一些生物能源發達國家普遍采用的激勵措施之一,美國聯邦政府有關法律要求政府必須購買國產高能效產品和“綠色產品”,要求聯邦政府在2005年購買10萬輛潔凈汽車,其中包括生物質燃料汽車。巴西相關法律也明確規定,聯邦一級的單位購、換輕型公用車時,必須使用包括燃料乙醇在內的可再生燃料汽車。政府采購不僅能夠起到很好的示范和宣傳作用,通過直接對話與交易,還能夠節省通過其他方式可能產生的中間費用,因而是一種高效率的“合作”方式。我國政府也可借鑒國外的經驗,通過購買生物質能來源的電力等其他有效方式來以實際行動支持生物能源的發展。

        ⑤培育和完善市場。任何產業的發展都需要以市場存在為基礎,產業規模效益的實現與上下游市場的依托密不可分。市場不發展,產業就會失去活力,甚至會因不符合社會的需要遭到淘汰。當前世界能源發展的趨勢之一就是市場化與自由化改革,我國經濟、能源領域也在進行著大規模的市場體制改革。因此,發展生物能源和生物技術市場,將為低碳生物技術的發展注入嶄新的活力。

        由于低碳生物技術是新興的技術,其產業化發展有可能會因技術的不成熟造成不可預料的損失,因此,對生物技術及其產品市場的監管就顯得尤為重要。如不能正確加以引導,將可能破壞生物能源資源開發與利用;燃料乙醇、生物柴油產品質量如不合格,將可能影響到交通運輸安全;在生物能源和生物化工生產環節,如不嚴格標準,會造成環境污染,增加能源消耗。因此,發展生物能源與生物化工必須充分考慮資源、技術、環保、能耗等多方面因素,嚴格市場準入,加強行業監管。《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》規定了生物能源與生物化工企業實行嚴格的行業準入制度。地方發改委、財政部門根據國家統一的推廣規劃,聯合推薦申報定點企業,申請企業必須符合行業準入標準。國家發改委、財政部按有關規定選擇并確定定點企業。

        然而,上述規定在一定程度上造成了生物液體燃料的市場準入和產品流通體系不通暢。毫無疑問,嚴格的產業準入和產品流通政策措施是生物液體燃料產業有序發展的基本保障。但是,由于局限于數家生產企業和兩大石油公司的封閉體系,在一批從事甜高粱乙醇和生物柴油生產企業的產品無法進入車用成品油經銷體系和終端消費市場,特別是生物柴油還根本沒有正常的車用燃料銷售渠道,從而阻礙了非糧生物液體燃料產業的進一步發展,打擊了相關企業進一步加強技術研發、擴大示范項目建設的積極性。在生物質發電方面,由于對“全額保障性收購”的細化規則還未出臺,導致目前生物質發電市場處于比較混亂的狀態,特別是中小型生物質發電項目,并網十分困難。此外,電網公司的智能電網系統還未能跟進建設,接受生物質能并網還沒有具體的標準,且目前的接網政策更多的是對電網提出束性要求,沒有對可再生能源發

        電廠提出束要求,更多的標準亟須配套。因此,整個生物質能市場基本還處在“萌芽期”,市場規模還不大,相關制度建設還不健全,生物質能市場還需進一步培育和發展。

        三、完善低碳生物技術的激勵機制及其運行

        我國目前對低碳生物技術的激勵除了少部分符合條件的高新技術企業以及研發項目之外,產業端以及配套制度建設等領域還處于起步階段,真正商業化的市場還未建立;以生物能源為核心的產品激勵措施也不夠規范;各種激勵措施并不完全符合現實的狀況,很多規定由于缺乏實施細則未能得到有效實施。低碳生物技術發展不僅需要一整套規范的、系統的激勵機制設計,而且還應落實到現實運作中,實現其高效性和有效性的統一。由此,需要政府在戰略規劃與計劃、法律法規及其配套規定、行政管理與監管、經濟與財稅優惠等方面完善體制,也需要企業和市場理性發展,形成從制度設計到產業運行的良好互動狀況。

        戰略規劃與計劃是產業及技術發展的動力和落腳點,明確的戰略與計劃為產業及技術的發展指明了方向。因此,需要盡快開展科學、系統的生物質資源調查與評價工作,綜合考慮低碳生物技術的發展與技術路線,在國家能源統籌的框架下客觀、準確定位生物質能的地位和作用,不能盲目和無序發展。生物質能源化利用的技術選擇必須遵循“因地制宜,資源優先”的原則,在資源確定的前提下,需要結合當地的社會經濟發展、農民收入、氣候、交通、環境等實際情況而定。當資源和當地條件可以適用于多種技術時,可以根據技術的綜合效益進行選擇。立法是實現國家戰略與規劃的重要途徑,也是制度設計和運行的最終保障。目前我國除了《可再生能源法》之外,直接涉及生物質能和生物能源技術的法律寥寥可數,且基本都是在可再生能源的背景下進行原則性闡述。此外,相關的行政法規處于空白狀態,專門的部門規章也還未頒布。現行關于生物質能的規定主要是國務院的通知、意見以及各部門的工作規劃與方案,這些非規范性文件不僅數量不多,且極不規范,變動調整快,具有較短的時效性。可以說,相關立法的缺乏是生物能源產業發展面臨的最大困難之一。生物質資源由于其特殊性,其發展需要協調能源部門、農業部門、科學技術部門、工業部門、財政部門、稅收部門等多個部門的關系,這種復雜性也是目前難有一部專門性的部門規章的原因。因此,我國未來在該領域的立法的關鍵是提高立法位階,至少也應該有專門的行政法規規定生物能源發展的各種宏觀問題,再由各部門制定實施細則去執行,這樣生物能源的發展才能有堅實的制度保障。

        產業管理與市場監管是任何產業發展所必需的行政管制手段。在中國,產業管理更是一種常見的管理方法。如前文所述,我國目前大量的部門政策文件(非規范性文件)都涉及產業管理的內容。生物技術的發展也不例外,特別是在其發展的早期,政府的直接介入十分必要。產業管理與市場監管在行業行政規劃、項目與市場準入、行業標準、檢測監控、檢查監督等方面發揮著重要的作用。特別是在目前我國生物能源領域相關立法和制度還不完善的狀況下,產業管理與行業監管已經成為了生物能源產業發展的主要推動力量。隨著生物能源技術的進步和生物質能市場的發展,未來我國應逐步減少政府直接管理的范圍,更多的資源配置應讓市場去解決;與此同時,還應加強對技術發展的監管,保證技術發展符合社會的需要,減少技術進步產生的負面影響,最終實現產業管理、市場監管與技術監管的和諧統一。

        第3篇:生物技術的發展范文

        論文關鍵詞:生物技術;倫理問題;思考

        21世紀是生命科學的世紀,生物技術的發展對人類和社會的影響深遠。而生物技術引發的倫理問題,已成為世界的焦點議題。如何合理的應用生物技術造福人類和社會,是眾多學者和科學家急需解決的問題。

        一、現代生物技術研究的新進展

        進入21世紀,生物技術正處于發展成熟階段,生物技術的應用已經滲透到我們生活中許多與生物無關的角落。生物技術的發展至今已經揭示了許多生命現象的本質及其規律,但生命現象極其復雜,目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細胞、轉基因食品、人類基因組計劃、組織工程等研究和實際應用等領域取得了成果。

        (一)克隆技術。克隆原意是無性繁殖,即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系,該細胞系中每個細胞的基因都是相同的。克隆技術首先用于動物,動物克隆就是通過無性繁殖方式,由動物細胞產生的遺傳形狀相同的動物個體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動物。動物克隆為我們進一步揭示生命的奧妙及人類的自我認識展現了全新的視野。

        (二)胚胎干細胞。干細胞是生物體在生長發育過程中起“主干”作用的高度未分化細胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細胞分為三大類:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞之所以全能,是指它可以分化成人體全部細胞類型,進而構建心、肝、腎、肺等多種組織和器官,最終發育成一個完整的個體。全能干細胞再進一步分裂、分化中又形成了各種多能干細胞。多能干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能,但是卻失去了發育成完整個體的能力。

        (三)轉基因食品。轉基因食品是利用生物技術將某些生物的基因轉移到其他物種中去,從而改造生物的遺傳物質,使其在性質、消費品質等方面向人類所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或以這種生物為原料,加工出來的食品都被稱為轉基因食品。轉基因食品在歐美應進入人們的日常生活中。有資料表明,在歐洲,玉米鉆心蟲每年要毀壞4000萬噸玉米,占世界玉米總產量的7%,但是如果把分離出來的抗鉆心蟲基因植入玉米中去,就可培育出抗蟲害的玉米,這種玉米就是轉基因食品。

        二、現代技術發展引發的倫理問題

        (一)關于克隆人的爭議。從“多莉”羊的克隆成功,待幾年來其他克隆動物的嘗試,克隆技術正不斷發展。目前科學界把對人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆。科學界和倫理界對治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人則遭到很大的抵制。克隆人給倫理道德方面帶來了巨大的沖擊,對現有的社會關系、家庭結構造成了巨大的沖擊。另外,克隆人的身份難以認定,使人倫關系發生模糊、混亂乃至顛倒,進而沖擊傳統的家庭觀以及權利與義務觀。

        (二)胚盤干細胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術的,而卵子與胚盤在一些不同的國家和宗教界被視為是生命的起源,與活著的嬰兒沒有什么不同,所以在許多國家是被嚴格禁止的。堅持認為可以用人類胚胎做實驗的人認為:1、早期胚胎僅是一團細胞,尚難稱其為人的一條生命,從胚泡內細胞培養成人的胚胎干細胞,并沒有殺死細胞,只是改變細胞的命運;2、培養胚盤干細胞是用于治療現在還無法治愈的組織壞死性疾病,讓病人恢復健康,完全是合乎人類倫理道德。

        (三)轉基因食品的潛在危險。對轉基因食品發展有兩種態度:支持者極力宣傳其帶給人類充足的糧食和新型抗病蟲策略;反對者則強調人為地用基因技術改變神武,會給人體健康和環境帶來危害。基因表達調控是個復雜的生命現象。目前,人類對基因的活動實施了解還不夠透徹,還沒有十足的把握控制基因中組后的結果。1993年英國的一份報告列出了一些人們對于轉基因食品應用的來努力方面的主要擔憂:1、人類基因轉入食品動物,如將人類基因因子與凝血的蛋白質的基因轉入綿羊中;2、某些宗教團體禁止食用的動物基因轉入他們通常食用的動物中,這可能觸怒猶太人和穆斯林,列入將豬的基因轉入綿羊;3、動物基因轉入植物中,可能會引起一些素食者的特別關注。

        三、現代生物技術發展存在的倫理問題對策

        現代生物技術的飛速發展,引發諸多倫理問題,發人深思。為了促進生物技術的和諧發展,應采取相應對策和措施。科學預言,21世紀是生物技術發展的黃金時期,全國普及大眾倫理學知識尤為重要,設置倫理學咨詢機構,利用各種媒體宣傳倫理學知識,增強大眾的倫理學意識,提高全民族的整體倫理水平。同時,我們還應改變傳統倫理觀念,發展中國特色的生命倫理學。總體上,生命倫理學應和國際生命倫理學保持一致,但又要保持中國的特色。另外,培養生命倫理專業人才,解決人才匱乏的局面。生命倫理學的發展任道重遠,生命倫理學人才匱乏問題需要解決,設置生命倫理學專業,加快專業人才培養規模勢在必行,特別應注重研究生、博士生的培養。

        第4篇:生物技術的發展范文

        近20年來,我國生物技術取得了長足的發展,培養了一支約2 萬人的從事生物技術研究、開發、生產和管理的科技隊伍,其中有一批留學海外學成回國的中青年生物技術專家;建立了相當數量的研究開發機構及產業化基地;初步形成了醫藥生物技術、農業生物技術、輕化工生物技術、海洋生物技術等門類齊全的生物技術研究、開發、生產的體系。作出了一批具有較高水平的生物技術研究開發成果,開發出一批生物技術產品并投放市場。繼1996~1997年第一個基因工程產品上市的之后,預計在2003~2005年我國將出現生物技術產品上市的第二個。由此可見,與其它高技術領域相比,我國的生物技術總體水平及產業化程度與國際先進水平的差距明顯縮小。在我國重要的高技術領域中,從目前基礎條件、資源優勢和發展態勢來看,生物技術最有希望取得創新性進展,最具參與國際市場競爭的潛力。因此,建議國家將發展生物技術及其產業作為21世紀加速發展我國高技術產業、提高國際競爭能力的“突破口”。把握有利時機,進一步把發展生物技術及其產業放在突出的戰略地位,力爭在21世紀的前10年內使我國生物技術及產業躋身于世界先進行列。

        2 制定發展戰略、明確戰略目標、 選擇發展模式總體戰略

        我國的生物技術及產業發展應改變以往跟蹤為主的戰略,實施積極創新為主集成應用的戰略方針。基于目前我國生物技術及產業發展的實際狀況、水平和能力,在未來10~15年內,我國宜采取“立足創新、集成應用、需求導向、重點突破”的發展戰略。

        關于集成應用,主要是指把現有的已成熟的先進技術(不管這些技術源自何處)組合集成起來運用于生物技術的研究開發和產品生產。充分借助和合理利用現代科學技術所取得的成就,對于我國生物技術產業以及其他高技術產業的發展都十分重要。

        1)戰略目標

        21世紀初我國生物技術及產業的發展目標應定位在:努力提高生物技術在我國國民經濟和社會發展中的貢獻率,增強我國生物技術的創新能力和國際競爭能力;爭取在21世紀初的10年內,使我國生物技術的整體水平躋身于世界先進行列,生物技術新興產業發展成為我國的支柱產業之一。

        2)發展模式

        我們認為,在未來10~15年內,我國的生物技術及產業發展宜采取“政府引導,企業為主,官、產、學、研、資相結合”的發展模式。

        眾所周知,產、學、研的結合是促進科技進步,加速科技長入經濟,提高研究開發效率的良好方式。結合現階段我國實際情況,為保障生物技術及產業得以迅速發展,政府的作用十分重要。政府應該對全局研究開發及產業化的發展方向、目標、策略和措施進行系統的規劃和設計,對各類各層次不同機構的研究開發工作給予重要的引導;對于一些重要的領域,國家應給予一定的資金支持,可以更加有效地引導企業界、金融界以及地方政府的資金和支持,各方面力量形成的合力將加速國家目標的實現。

        高技術是基于多種學科的綜合技術,而高技術產業則必須加上科學的經營管理和營銷策略。發展高技術產業只有以企業為主,才能有效地將分離的科學與技術、科技與產業、產品與市場緊密地有機地聯系在一起。同時生物技術產業的發展需要技術資本和金融資本的聯合運作。沒有一個良好的資本市場,生物技術產業將難以迅速發展。

        3 主要對策

        1)健全和完善管理體制、加強整體協調、形成優勢集成

        總體而言,我國目前尚沒有全國性統管生物技術研究開發及產業化的組織管理機構,缺乏全局性的戰略部署。目前國家各類科研計劃雖然都在不同程度上注重基礎性創新性研究,但在具體實施和操作過程中,往往傾向于選擇短期能產生效益的研究項目,導致創新的源頭匱乏。更為嚴重的是,各類計劃之間缺乏必要的溝通與協調,各部門、地方自成一體、封閉運行,導致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重復。

        現階段我國正處在從計劃經濟向市場經濟過渡的轉軌期。發展我國的生物技術及其產業,必須結合我國具體國情,同時運用計劃和市場兩種資源配置的調節手段,采取“兩彈一星”+利益捆綁的新機制,盤活我國技術、設備與設施、人才等方面的存量,使各方面的優勢系統有效地集成;必須同時調動國家、地方和企業以及科技人員的內動力和凝聚力;必須下決心解決部門地方條塊分割、低水平重復的頑癥。為此,建議國家適時成立全國性的組織管理機構,對全國生物技術及產業發展進行總體規劃和協調指導,從而做到整體協調,避免多頭指揮和政出多門,實現決策、協調和實施系統的統一、簡便和高效。

        2)進行戰略布局,形成產業聚集區

        國外生物技術及其產業發展的經驗表明,在一些地理、交通、信息、政策等環境較好的地域,容易形成生物技術研究開發和產業的“聚集區”。這種“聚集”促進了不同研究開發領域的交流與合作,不僅加速了生物技術研發及產業的發展,同時通過“聚集”進一步吸引人才、技術和資金,起到了“聚集”帶動“聚集”的作用,形成了良性發展的循環。根據目前我國生物技術及產業發展情況,結合現有國家級高技術產業開發區,可選擇技術力量比較雄厚、投資環境好并已有一定生物技術產業基礎的上海、北京、廣東(深圳)、長春等地作為生物技術產業化基地,給予更為優惠的財政和稅收扶持政策。 集中力量有選擇地發展3~5個生物技術產業聚集區(如以北京為中心的京津冀聚集區、 以上海為中心的江浙滬聚集區、以深圳為中心的粵港聚集區、以長春為中心的長沈大聚集區等),發揮生物技術產業發展的聚集效應,盡快形成較大的生物技術產業規模。對上述生物技術產業聚集區,國家應積極發揮引導作用,充分調動地方和企業界的積極性,以國家重大項目為紐帶,促進優勢互補的聯合與協作,逐步形成既有合作(包括跨國和跨地區合作)又有競爭的社會化的生物技術研發與生產的格局。

        3)選擇部分重點產品,目標定位國際市場

        對于某些我國有較好基礎、接近或達到國際先進水平或是我國有資源優勢的技術領域,例如轉基因動物反應器、轉基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領域,應選擇部分重大項目,目標瞄準國際市場,通過運用優勢集成、整體設計、分段實施的操作方式,加大協同攻關力度,盡快將一批擁有自主知識產權的生物技術和產品推向國際市場,增強并確立我國生物技術及產業的國際競爭能力和地位。

        4)建立國家生物技術重大項目孵化器

        我國科技成果轉化難、轉化率低制約了高科技產業的發展,影響了科技作為第一生產力作用的發揮,已成為普遍關注的問題。生物技術因其自身的綜合性、多學科特點,生物技術轉化更具有特殊性。在目前我國資本市場尚不完善的條件下,孵化器的作用尤為重要。孵化器的作用是,通過與研究開發機構建立廣泛聯系,并有力地引導企業介入,密切生物技術上下游的結合,有效地使單一技術的突破盡快孵化為成熟配套的技術和工藝,向產業進行技術轉移和輻射,從而加速具有商業前景的技術和產品盡快形成商品化和產業化。為此,應在已有的工作基礎上,擇優建立數個生物技術國家重大項目孵化器,結合具有自主知識產權、獨特性的生物技術重大項目和重大產業工程的實施,力爭在5~10 年內開發出一批具有自主知識產權和國際競爭力的重大生物技術產品,同時走出一條生物技術成果轉化的成功之路。

        5)加強生物技術產業相關技術及裝備的產業化及國際化

        我國在生物技術及產業發展所需的重要儀器、設備、試劑等支撐技術與裝備方面十分落后,主要依靠國外進口。在國外,生物技術的支撐技術與裝備本身就是一個巨大的產業,其產值占生物技術產業總產值的20%以上。生物技術的支撐技術與裝備具有兩大特點,一是涉及多學科、多技術領域的交叉;二是絕大多數生產經營專用儀器、裝備的公司都擁有國際市場,只有占有國際市場才能在國際競爭中生存和發展。目前我國尚不具備自主研制和生產并占有國際市場的能力。因此,對重要的生物技術儀器、設備和裝備,應采取“桑塔納”模式,走與國外大公司合資合作的發展道路。第一步通過合資合作,引進建設組裝線或生產線,這樣一方面可以迅速提高技術水平和管理水平,另一方面可以與外國公司共同參與國際競爭;第二步加速引進技術的消化吸收,逐步加大國產化比重,同時加強新型號、新設備的研制開發,進而逐步增強參與國際競爭的能力。在此方面,應注意避免自己閉門造車、封閉發展,所開發的產品性能不穩定,測出的數據不可靠,別人不用,自己也不用的尷尬局面。

        6)大力發展生物技術中介組織

        國外成功經驗表明,中介組織在高技術產業發展過程中發揮了重要作用,中介組織是創新體系的重要組成部分。我國應大力發展從事生物技術信息咨詢、技術評估(包括生物安全評估)、專利(特別是國外專利)、投融資等方面的中介機構。

        我們認為,應盡快組建生物技術產業協會。組建生物技術產業協會有利于信息溝通和協作,有利于規范市場和公平競爭,亦可避免不必要的重復,有利于逐步形成社會化發展的格局。協會組成以企業法人和高級主管為主,吸納大學和研究機構的技術、管理、營銷專家參加。政府主管部門可以通過協會進行全局性組織協調工作。

        7)充分利用和合理保護我國豐富的生物資源

        我國國土遼闊,特殊的地理、氣候、人口、人文、歷史以及多民族等原因,使我國具有豐富的動物、植物、微生物及人類遺傳資源,包括歷史悠久的中醫藥寶庫,為我國在生物技術領域的研究開發提供了得天獨厚的有利條件。但從目前情況看,我國在生物資源的保護和利用方面還存在著明顯的不足。大量的生物資源沒有得到有效的保護和利用,甚至一些重要的資源流失嚴重。例如,我國雖有豐富的微生物資源,但由于資金和管理上的一些因素,導致研究、保藏和開發工作都處于非常困難的境地,至今沒有一個明確的主管部門,也沒有一部微生物資源管理的法規。因此,建議國家有關部門象重視人類遺傳資源一樣高度重視對所有生物資源的保護和利用。一方面應抓緊制定和完善有關各類生物資源管理的法規和規章制度;另一方面應盡快建立健全國家生物資源的保藏及服務體系,其中包括細胞庫、菌種庫、毒種庫、種質庫、信息庫等。此項工作可在相關計劃的基礎上,給予專項經費支持。雖然需要花費一定的資金,但這是一項具有戰略意義的基礎性工作,因此必將起到事半功倍的效果。

        8)加強國際合作,建立戰略聯盟

        中國改革開放實踐證明,不開放就沒有出路。高技術需要在合作和競爭中求發展。一方面是在合作中競爭,另一方面又要在競爭中合作。國際上,企業間的聯合與建立戰略伙伴關系越來越成為一種重要的發展趨勢。我國在發展生物技術及產業的過程中,必須加強與國外政府間和民間的合作與交流。此外,還應利用國內巨大市場的吸引力,積極與某些大型跨國公司建立戰略伙伴關系,在國內合作建立合資企業,合作開發新產品,合作開拓國際市場。

        發展我國生物技術及產業要充分重視利用海外資源,特別是信息及人才資源。在這方面,即使是十分發達的美國也不例外,十分重視利用國外的信息,并吸引別國的優秀人才為其服務。我國除應采取相關措施積極吸引海外留學生和科學家回國為國效力外,還應選擇重大技術領域,在國外建立聯合工作站。863計劃生物領域在“八五”、 “九五”期間已試行,效果良好。實踐表明這是實現技術跨越的有效途徑。國家應積極引導支持有條件的科研機構和企業,特別是企業在國外建立研究開發機構,這樣將會大大提高信息采集、技術引進、智力引進、人才培養和國際合作與交流乃至產品出口的效率。

        9)高度重視人才的培養和引進

        第5篇:生物技術的發展范文

        【關鍵詞】 生物技術;倫理問題;思考

        【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)17-0-01

        21世紀是生命科學的世紀,生物技術的發展對人類和社會的影響深遠。而生物技術引發的倫理問題,已成為世界的焦點議題。如何合理的應用生物技術造福人類和社會,是眾多學者和科學家急需解決的問題。

        一、現代生物技術研究的新進展

        進入21世紀,生物技術正處于發展成熟階段,生物技術的應用已經滲透到我們生活中許多與生物無關的角落。生物技術的發展至今已經揭示了許多生命現象的本質及其規律,但生命現象極其復雜,目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細胞、轉基因食品、人類基因組計劃、組織工程等研究和實際應用等領域取得了成果。

        (一)克隆技術。克隆原意是無性繁殖,即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系,該細胞系中每個細胞的基因都是相同的。克隆技術首先用于動物,動物克隆就是通過無性繁殖方式,由動物細胞產生的遺傳形狀相同的動物個體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動物。動物克隆為我們進一步揭示生命的奧妙及人類的自我認識展現了全新的視野。

        (二)胚胎干細胞。干細胞是生物體在生長發育過程中起“主干”作用的高度未分化細胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細胞分為三大類:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞之所以全能,是指它可以分化成人體全部細胞類型,進而構建心、肝、腎、肺等多種組織和器官,最終發育成一個完整的個體。全能干細胞再進一步分裂、分化中又形成了各種多能干細胞。多能干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能,但是卻失去了發育成完整個體的能力。

        (三)轉基因食品。轉基因食品是利用生物技術將某些生物的基因轉移到其他物種中去,從而改造生物的遺傳物質,使其在性質、消費品質等方面向人類所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或以這種生物為原料,加工出來的食品都被稱為轉基因食品。轉基因食品在歐美應進入人們的日常生活中。有資料表明,在歐洲,玉米鉆心蟲每年要毀壞4000萬噸玉米,占世界玉米總產量的7%,但是如果把分離出來的抗鉆心蟲基因植入玉米中去,就可培育出抗蟲害的玉米,這種玉米就是轉基因食品。

        二、現代技術發展引發的倫理問題

        (一)關于克隆人的爭議。從“多莉”羊的克隆成功,待幾年來其他克隆動物的嘗試,克隆技術正不斷發展。目前科學界把對人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆。科學界和倫理界對治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人則遭到很大的抵制。克隆人給倫理道德方面帶來了巨大的沖擊,對現有的社會關系、家庭結構造成了巨大的沖擊。另外,克隆人的身份難以認定,使人倫關系發生模糊、混亂乃至顛倒,進而沖擊傳統的家庭觀以及權利與義務觀。

        (二)胚盤干細胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術的,而卵子與胚盤在一些不同的國家和宗教界被視為是生命的起源,與活著的嬰兒沒有什么不同,所以在許多國家是被嚴格禁止的。堅持認為可以用人類胚胎做實驗的人認為:1、早期胚胎僅是一團細胞,尚難稱其為人的一條生命,從胚泡內細胞培養成人的胚胎干細胞,并沒有殺死細胞,只是改變細胞的命運;2、培養胚盤干細胞是用于治療現在還無法治愈的組織壞死性疾病,讓病人恢復健康,完全是合乎人類倫理道德。

        (三)轉基因食品的潛在危險。對轉基因食品發展有兩種態度:支持者極力宣傳其帶給人類充足的糧食和新型抗病蟲策略;反對者則強調人為地用基因技術改變神武,會給人體健康和環境帶來危害。基因表達調控是個復雜的生命現象。目前,人類對基因的活動實施了解還不夠透徹,還沒有十足的把握控制基因中組后的結果。1993年英國的一份報告列出了一些人們對于轉基因食品應用的來努力方面的主要擔憂:1、人類基因轉入食品動物,如將人類基因因子與凝血的蛋白質的基因轉入綿羊中;2、某些宗教團體禁止食用的動物基因轉入他們通常食用的動物中,這可能觸怒猶太人和穆斯林,列入將豬的基因轉入綿羊;3、動物基因轉入植物中,可能會引起一些素食者的特別關注。

        三、現代生物技術發展存在的倫理問題對策

        現代生物技術的飛速發展,引發諸多倫理問題,發人深思。為了促進生物技術的和諧發展,應采取相應對策和措施。科學預言,21世紀是生物技術發展的黃金時期,全國普及大眾倫理學知識尤為重要,設置倫理學咨詢機構,利用各種媒體宣傳倫理學知識,增強大眾的倫理學意識,提高全民族的整體倫理水平。同時,我們還應改變傳統倫理觀念,發展中國特色的生命倫理學。總體上,生命倫理學應和國際生命倫理學保持一致,但又要保持中國的特色。另外,培養生命倫理專業人才,解決人才匱乏的局面。生命倫理學的發展任道重遠,生命倫理學人才匱乏問題需要解決,設置生命倫理學專業,加快專業人才培養規模勢在必行,特別應注重研究生、博士生的培養。

        第6篇:生物技術的發展范文

        生物技術的應用領域介紹

        農業:一方面,現代生物學技術將使農業科技上升到分子水平,人類可以根據需求從不同種類的動植物中,將它們的優良基因重新組合,培育新的品種,為此人類生產食物的能力將空前提高。另一方面。由于現代生物學從分子水平認識生命的本原,因此不僅在農業內部不同生命體的種屬界限被打破,而且導致農業與其他產業間的圍墻逐漸被拆除。

        醫藥:醫藥生物技術一直是生物技術中發展最快、最活躍的領域,也是各國生物技術研究開發的重中之重,是生物技術產業最為成熟,競爭最為激烈的領域。近年來,基因組學、生物信息學、轉基因技術、干細胞和克隆技術、生物芯片技術等一系列新興技術的發展。為促進醫藥產業的發展提供了新的途徑和思路。醫藥生物技術正在成為整個醫藥產業發展最重要的技術推動力。目前60%以上的生物技術成果集中應用于醫藥工業,用以開發特色新藥或對傳統醫藥進行改良,由此正在引發醫藥工業的重大變革。

        化工:近年來各國對利用生物技術生產塑料和燃料的研究力度都在加大。對于塑料生產廠家而言。用植物這樣的可再生資源來取代以石油為基礎的原料,發展前景極為誘人。樹脂生產廠家不再依靠化石燃料的有限供應,降解型的生物聚合物可以變成肥料,不僅節省了填埋場所占的土地面積,而且更有利于環境保護和工業的可持續發展。從玉米、高粱或其他植物獲取的淀粉和糖,是目前正在開發的幾種生物化學新工藝的基礎原料。

        能源:地球上億年積累的化石能源――石油、天然氣、煤等。僅能支撐30。年的大規模開采就將面臨枯竭。如果按現有的開采技術和連續不斷地日夜消耗這些化石燃料的速度推算,煤、天然氣和石油的有效年限分別是100―120年、30-50年和18-30年。顯然21世紀所面臨的嚴重危機之一是能源問題。利用現代科技發展生物能源,是解決未來能源問題的一條重要出路。生物能源是指從生物質得到的能源,是通過綠色植物、藻類和光合細菌的光合作用,捕獲太陽能,經代謝轉換,儲存于生物質中的能量,是太陽能的有機儲存,是可再生能源的重要組成部分。它是人類最早利用的能源,生物能源是一種可再生的清潔能源,開發和使用生物能源,符合可持續的科學發展觀和循環經濟的理念。

        大力發展我國生物技術與產業發展的驅動力分析

        高度重視生物技術的基礎研究,形成以企業為主導的創新聯盟

        鑒于生物技術自身技術創新的需求特點,發現其對基礎研究的依賴非常大。因此,需要高度重視生物技術的基礎研究,重視政府在支持研發活動中的關鍵作用。從支持生物技術發展的國外經驗來看,歐洲的舉措效果顯著,這主要得益于歐洲技術平臺的重要作用。歐洲技術平臺是2003年歐盟委員會提出的,旨在增強歐洲組織和實施技術創新的能力,實現歐洲在戰略技術領域保持或獲得世界領先地位。該平臺是由歐洲戰略技術領域的企業、高校、科研機構、政府部門和專家組成的創新聯盟,負責制定歐盟在高技術領域的研發戰略目標、戰略重點、戰略措施及行動計劃。2010年6月,歐盟啟動了低碳技術歐洲產業行動計劃,而各低碳技術領域發展路線圖和三年實施計劃的制定均由各領域的歐洲技術平臺(TP)起草制定。經過9年的發展。歐洲技術平臺已經在歐洲的低碳產業行動中發揮了核心的作用。

        建議我國政府部門應該高度重視生物技術的基礎研究,并加快形成以企業為主導、官產學研資用配套的創新聯盟,共同推動該產業的發展。在技術研發過程中,一定要平衡好政府和企業的角色和位置,可以采取政府前期資助研發一企業提高研發競爭力一再投資于技術的基礎研發的周期形式。

        高度重視不同階段的特點,實施靈活的融資投入機制

        第7篇:生物技術的發展范文

        關鍵詞:中醫大數據;生物信息學;高校教學

        中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0123-03

        Abstract: Analyzed the developing status of Bioinformatics combined with Chinese Medicine, proposed the education directions for the combinations of Chinese Medicine and Bioinformatics, discussed the using of Bioinformatics techniques in Chinese Medicine big data with teaching and researching area by three common method in Bioinformatics.

        Key words: chinese medicine big data; bioinformatics; education in university

        1 引言

        生物信息學是一門新興學科,在各大高等院校醫學或生物學相關專業都有與之相關的課程或專業開設。與我們常見的物理、數學、法學等學科不同,生物信息學更像是一個學科領域,它不僅僅局限于某個科學研究,而是綜合運用數學、計算機學和生物學的各種工具及方法來分析和理解在大數據背景下的生物學意義[1]。經過20余年的發展,生物信息學已在分子進化、基因測序、遺傳及變異研究等領域取得了突破和成果,是21世紀人類三大計劃之一“人類基因組計劃(Human Gene Project HGP)”的核心支撐學科。在美國,早于1988年便成立國家生物技術信息中心(NCBI),隨后歐洲和日本在1993年和1995年分別建立了歐洲生物信息學研究所(EBI)和信息生物學中心(CIB)用來對數以萬計的核酸及蛋白質等數據進行維護并發展至今日趨成熟[2]。生物信息學于上世紀90年代初開始逐漸引起國內科學工作者的重視,經過20多年的發展也已初具規模。筆者通過對近20年公開發表的有關生物信息學關鍵字的文章進行搜索,運用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發表文章數量的散點圖。從圖1可以發現,關于生物信息學學科的研究數量在2014年達到頂峰,并逐漸開始下滑。同時,由于搜索結果包含雜質數據(如被動截取“信息學”為關鍵詞),為了使圖表信息量有度可量,筆者繼續對在認知上與生物信息學相關的科學領域進行關鍵詞搜索,分別為“數據挖掘”和“人工智能”,并繪制圖2。由該圖可直觀地看出,人工智能的研究一直穩步發展,符合21世紀科技高度發展的大趨勢,而數據挖掘技術的相關研究自2005年以來迅猛增長并趕超人工智能。綜合分析其主要原因是由于中國人口眾多,自2005年以來互聯網用戶不斷增加,全民聯網的時代逐漸構成,互聯網信息產業的急劇擴大以及電子商務、云技術等網絡相關產業的發展帶來的信息膨脹,使越來越多的人意識到大數據的作用和研究數據挖掘對經濟發展、社會進步的重要影響,進而推動數據挖掘的學科發展。

        2 中醫大數據背景下的生物信息學課程教學

        從圖2的對比可以看出,生物信息學的研究數量與其他兩個學科對比,則顯得相形見絀。也就是說,生物信息學在我國的發展仍較為緩慢,使之與其對人類社會的貢獻度不成正比。進一步對圖1的搜索結果進行高級檢索,對已有的生物信息學研究進行劃分,將”中醫”關鍵詞加入其中,結果發現將中醫與生物信息學相結合進行研究的文獻少之又少,每年文獻不過20左右。生物信息學的作用就是利用計算機等技術對海量的生物數據進行分析并洞察隱藏在其中的規律,而中醫數據經歷數代中醫名師的記錄和數十年來信息存儲技術的發展已經儼然呈現出高緯度、高階度的大數據結構。因此,生物信息學在中醫數據的研究中一定具有其特殊的價值和意義,是從微觀層面描述中醫整體結構的重要手段。本文將以中醫證侯、病證和中醫復雜性為切入點,結合研究生物信息學在其中的應用價值,并討論在教育教學過程中如何使中醫和生物信息學有機結合,做到融會貫通。

        2.1從“定性”和“定量”學習角度看基因組學學習中醫“證”本質

        在中醫學中,“證”是立方立法的基礎,醫者通過四診獲取的信息進行綜合分析和判斷,從病癥體征等表現集合入手,得出相應的證候,有針對性的用藥治療。中醫與西醫不同,講究以整體論看待人體以及病變,“辨證論治”思想也是千百年來各名中醫學者通過反復探索得出的實踐經驗,對中醫遣方用藥具有決定性的指導意義。而西醫認為,疾病的發生與發展是與人體某段特異的基因的改變有關,HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構成奧秘從而從本質上研究疾病的產生和發展規律[3]。因此,中醫與西醫在指導醫者診療的哲學思想上是有很大不同,甚至可以說是截然相反的。然而中醫與西醫的內在關聯卻無處不在,結合點之一正是基因與證候的關聯。對于基因組學和中醫證候的學習方法是不同的,一個是定量學習,另一個則是定性學習,定量學習有助于學生更加客觀的研究生物體的發展規律,并結合現代計算機技術做到多學科交叉學習與實驗,而不足之處在于缺乏主觀思考、學習方式較為分散缺乏整體思維把控;而定性學習則以某一指導思想為主線,通過對某些案例及知識長時間的觀察和分析,從中得出結論。定量學習如基因組學更重視量化計算及工具的使用,而定性學習如中醫證候則更重視理論與實踐結合,整體到局部學習。在學習的過程中,無論基因組學還是中醫證候,都會以疾病為具體的研究對象。從西醫上說,基因是決定人是否患病的內部原因,通過遺傳或基因狀態的改變都可能導致疾病的產生,從中醫上說,證候是疾病狀態下的臨床類型,反映了機體在疾病發展過程中的病理特征[4]。因此,將證候與基因組學統一學習,實則是將定量與定性學習相結合以實際疾病案例和數據著手從而多方面運用計算機、西醫學、證候學、數學等學科知識對生物大數據進行分析的綜合學習方法。

        2.2 基于蛋白質組學學習中醫病證相關性

        證侯是人體生命活動的一種表現,而生命活動的主要執行者是蛋白質,兩者之間必然會有隱秘且細致的聯系,我們也應以此為出發點,培養學生的發散學習方法,綜合學科進行學習。自HGP的完成宣告了后基因組時代的到來后,研究生命科學的重心也由基因組學向蛋白質組學逐漸轉變,作為教育者也應跟上科學發展的潮流,把生物科學研究和相關教學模式從基因水平向蛋白質水平轉變。與此同時,蛋白質組學是從整體角度分析細胞內的動態變化以及蛋白質組成成分、表達水平等,它的研究方法學內容與中醫的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質組學在分子水平上的DNA修飾和基因調控反應生命體的整體狀態(即陰平陽秘),中醫理論強調從整體觀對疾病進行認知,認為疾病的發生是人體整體功能的失調所致(即陰陽失調),重點在于辯證論治[5]。在教育教學過程中,將基因或蛋白質方面的研究從結構研究向功能研究轉變,使研究更具體,透過相關功能性測試實驗,發現基因之間的相互聯系及相互作用,在定量學習的過程中培養學生的定性思維,使學生善于發現問題及對象之間的關聯。正如數據庫實體關系模型中的E-R圖一樣,在進行蛋白質組學和中醫病癥相關性研究教育的過程中,中醫病證和蛋白組學可以看做是兩個看似毫無關聯的實體,而通過“疾病”將兩者相連,透過此種關系可以衍射出兩個學科方面的深入學習。

        2.3 運用復雜系統性方法學習中醫藥復雜系統

        中醫藥的復雜性相比西醫有過之而無不及,原因主要在于相對于“結構決定功能”的西方醫學思想,中醫更側重于“關系決定功能”,在這種情況下,無論是辨證論治還是癥狀體征變化,有關中醫診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲,使得中醫稱為典型的“復雜自組織系統”[6]。尤其在信息離散度和復雜度較高的中醫證侯系統中,癥狀變量與證侯信息混雜在一起,想辨別兩者的區別和聯系是非常困難的事情,單純的研究數據往往缺乏正確的方向,而單純的研究理論則往往枯燥乏味。因此,在教學過程中,可以將復雜系統方法學引入中醫系統學習,通過復雜系統中的熵分劃方法將證侯系統的離散變量加工轉化為線性關聯集合,即將癥狀變量通過關聯度集合成多個癥狀集合,并將癥狀集合與關聯度較高的證侯要素進行聯結。以此方法既可以激發學生對理論學習的興趣,又能以理論指導實踐,對中醫證侯大數據進行信息提取,達到全面學習。

        3 結束語

        中醫信息學已經作為一門新興學科在我國各大高校開設,相關師生深入研究和學習,主要目的就是發掘蘊含在中醫幾千年發展結晶中的奧秘。關于中醫藥數據的數據挖掘技術和研究也在近年日益增長,這都表明人們已經愈來愈關注國粹,關注健康,關注未來。這也表明與之相關的學習和研究對未來的人生發展和機遇都有著深遠的影響。然而,數據挖掘的技術并不完全適用于中醫藥復雜系統中的信息發掘,若單純地將兩者進行結合教學,學生可能缺少知識銜接,缺乏過渡。這時若將生物信息學引入二者其中并結合生物信息學相關智能科技手段和技術,則可以從宏觀和微觀兩個方面去看待生命體:宏觀上面對復雜的中醫系統不需感到困惑,而是以“復雜系統方法論去解決復雜系統”,使學生不要總想著從每一個局部都能分析到問題的本質,而是接受復雜性,從復雜系統的角度去解釋生命體的自組織現象,對生命體的宏觀表現進行研究;微觀即是在分子水平上去分析中醫證侯的本質,方劑的復雜體系,去了解生命體內部的調控機制等,以此加深學生對中醫理論的理解以及對生物信息學工具和技術運用的融會貫通。

        參考文獻:

        [1] 鐘濤.基于復雜系統方法的慢性胃炎中醫問診證侯建模研究[D].上海:華東理工大學,2014.

        [2] 譚從娥,王米渠,馮文哲等. 生物信息學分析寒癥海量數據的探索[J].中華中醫藥學刊,2008,26(12):2569-2570.

        [3] 李方玲,梁嶸.對中醫證侯規范化研究的探討[J].遼寧中醫雜志,2006,33(4):386-387.

        [4] 西廣成.復雜系統方法學與中醫證侯建模[M].北京:科學出版社,2010:91-95

        第8篇:生物技術的發展范文

        一、轉型發展目標

        (一)創新人才培養模式

        按照“學科建設對接產業鏈群發展、專業建設對接產業調整升級”的原則,優化學科結構,調整專業方向,構建植物生產類(含農學、植物保護和園藝3個專業)、生物科學類(含生物制藥和生物教育2個專業方向)和食品科學與工程(含生產技術管理、品質檢測與研發和營銷3個專業方向)3個專業(群);按照“課程體系對接人才規格標準、教學內容對接崗位需求”的原則,構建以應用能力培養為主線的新課程體系;推進校企合作和產教融合,堅持校內與校外相結合,完善以強化學生實踐能力和創新能力為核心的實踐教學體系;深化教學模式、教學方法、考核方式改革,構建多元的、動態的、能體現應用型人才培養特質的綜合評價體系;實現應用技術型人才培養搖籃、現代農業科技研發中心和社會“三農”服務平臺3個目標。

        (二)提高應用型人才培養質量

        重點加強學生“三基”和職業能力的培養,提高應用型人才培養質量,使畢業生真正做到“就業能稱職、創業有能力、深造有基礎、發展有后勁”,確保畢業生就業創業率、專業對口率和就業創業質量穩步上升并高于同專業平均水平。

        二、轉型發展路徑

        要想推進轉型發展、提高應用型人才培養質量,關鍵在于優化學科專業結構、明確人才培養目標、創新人才培養模式、改革課程體系設置、完善基礎設施條件、強化校企合作教育、深度推進產教融合、加強教師隊伍建設、創新管理機制等方面。

        (一)優化學科專業結構

        依托現有的植物保護和作物育種2個農業碩士培養領域、湖南省高校2011協同創新中心、“農藥學”省級重點學科、植物保護和作物育種2個校級重點建設學科、“農藥無害化應用”省級重點實驗室等學科平臺,緊密結合湖南省和婁底市及周邊地區產業結構調整實際,對照行業產業標準和崗位人才能力要求,通過開展人才需求調研、校企同行專家座談、教研室專題討論、畢業校友信息反饋等措施,合理設計專業及專業方向,進一步明確人才培養目標,即培養“專業基礎知識扎實、綜合素質優良、專業技能嫻熟、就業能稱職、創業有能力、深造有基礎、發展有后勁”的高素質應用型專業人才。

        (二)完善“產教融合”的人才培養模式

        1.轉變人才培養理念開展轉型發展大討論,深化師生的思想認識,引導師生牢固樹立“人才培養以創業就業和職業能力發展為核心、教學內容安排以就業需求為導向、課程體系設置以應用型人才培養為主線”的高素質應用型人才培養理念。2.構建“2+2”分段式人才培養模式深度開展校企、校所合作,深入推進產教融合,構建并踐行“2+2”分段式人才培養模式,即:學生入學后,前2年完成通識教育課程模塊和專業教育課程模塊學習,以強化理論基礎、優化知識結構、提升基本素質為主;后2年完成專業方向課程、創新創業教育課程和個性化拓展課程學習,以突出培養實踐動手能力和創新創業能力為主,充分體現因需施教和因材施教的原則。3.重新構建課程體系,對接各專業崗位人才需求優化知識結構、能力結構和素質結構,構建包括通識教育課程模塊和專業教育課程模塊、專業方向課程模塊、創新創業教育課程模塊和個性化拓展課程模塊的“五位一體”課程體系。4.構建分層次、模塊化、不斷線的實踐教學體系根據學生的認知規律、教學內容的前后銜接關系確定層次,根據能力培養目標和實踐教學環節確定模塊,以項目驅動創新實踐教學為內容,構建分層次(包括基本素養層次、基本技能層次、專業技能層次和綜合訓練層次)、模塊化(含素質拓展模塊、基礎技能模塊、專業技能模塊、專業綜合能力模塊、綜合實習模塊和創新實踐模塊)以及4年實踐不斷線的實踐教學體系,整體上確保實踐教學課時占總課時比例不少于35%。所謂4年實踐不斷線,是指實踐教學堅持“校內校外相結合、課內課外相結合”的原則,實踐教學活動從大一到大四,全程貫穿。包括:課程實驗教學、課程教學實習、野外實習、生產實踐、畢業論文(設計)和畢業實習等。5.改革教學內容與方法(1)改革課程教學內容教學內容要符合大綱要求、貼近市場對人才的需求,有機整合一些課程,使教學內容更精練、更具有系統性。專業基礎課要做到因專業施教,注意側重點。結合轉型實踐中不斷積累的科學研究與教學改革成果,組織校內專家、雙師型教師和校外企事業單位專家及技術人員,編寫適合我院應用型人才培養的校本教材,把企業的技術需求、教學科研人員的技術服務項目作為真實案例和教學內容引進課堂。改革實驗教學內容,在培養學生“三基”能力的基礎上,優化實驗教學內容;改革實驗教學模式,適度增加“設計性實驗和創新性實驗”的比例,培養和提高學生主動思維和創新的能力;確定野外實習、課程教學實習、生產實習和畢業實習(含教育實習與專業實習)等教學環節的教學內容,并制訂相應的實綱。(2)改革教學方法改革教學模式和方法。對于一些專業核心課程,可以采取專題講座的形式或“MOOC/SPOC+混合教學模式”,提高教學效果;選擇性開展案例教學;采用項目引導式教學法、任務驅動教學法、以賽促練法等豐富多彩的教學方法;聘請政府、校外企業和科研院所的專家與學者到企業或科研院所現場講學。6.積極推進“校企合作、產教融合”加強與企業的溝通與合作,踐行和完善多種形式的校企合作教育模式。(1)校企聯合辦班模式與關聯企業合作,組建企業冠名班,由學院與企業共同制訂人才培養方案,學院提供理論教學場地,企業提供專職教師和實踐教學場地與設備,共同實施人才培養方案。(2)“3+1”合作教育模式前3年在學院進行專業基礎知識、基本技能的學習和相關科研能力的培養,最后1年在企業(主要指簽訂了實踐教學基地或產學研合作教育協議的企業)進行綜合實踐能力訓練和畢業實習工作,真正形成校企兩個育人主體和育人環境,在真實的環境中培養學生做人做事的綜合素質,縮短畢業生的工作適應期,使人才培養盡可能滿足社會和用人單位的需求。(3)校企共辦專業實體模式把部分專業技能訓練的實驗室、實訓場地建成具備經濟能力的企業、公司等專業實體,在教學組織上依托實體基地,將與專業教學有關的生產、經營、服務等活動有機結合起來,將傳授知識、培養能力、提高素質融為一體,師生共同承擔實體的生產經營服務任務。教師既是教學人員,又是生產、經營、服務人員,既傳授知識,又實地指導學生從事生產、經營與服務;學生既學習知識,又直接從事生產經營活動,在學中做,在做中學,以此達到突出實踐教學環節的目的。

        (三)努力改善實踐教學條件

        采取合并、調整、新建等方式,加強實驗室改造;推進校內教學科研基地建設,把校內教學科研基地合理規劃為專業實踐平臺;將校外教學科研基地建設為現代化農業科技示范園和學生課程實習與實訓的平臺;鞏固現有實習基地,積極拓展相關校外實習基地;規范昆蟲標本室、雜草標本室等設施建設。

        (四)強化師資隊伍建設

        按照“內培外引,以培為主,專兼結合,以專為主”的原則,建設一支愛崗敬業、知識過硬、結構合理、能教善做的應用型人才培養教師隊伍。1.加快現有師資結構調整與轉型針對各專業現有的師資學緣、年齡結構不甚合理、“雙高”教師分布不均的特點,培養或引進人才時應更加注重學緣的廣泛性和專業平衡性;找準教學、科研人員的切入點,做好融合文章,充分發揮整合優勢;進一步重視省級、校級學科帶頭人、省級骨干教師、專業負責人、“英才工程”人員和學術骨干的培養。2.加強雙師型教師隊伍建設科學制定“雙師型”教師隊伍建設規劃,同時出臺政策,把是否具有行業背景或職業資格證書,納入職稱評定要求。對現有教師中凡達不到雙師型要求的教師,按照“按需派遣、重點培養、保證質量、學以致用”的原則,通過專門培訓、定向研修、企業兼職(掛職)、基層任職(掛職)、自主考證等方式,提高理論知識水平和實踐操作能力。根據教學工作的實際需要,采取特聘、兼職、兼課或課程、教學內容、研究項目招標的方式,積極從科研院所、大中型企業引進具有豐富實踐經驗和教學能力的高級專門人才作為教學科研專職或兼職人員,確保“雙師型”教師比例達到45%以上。3.建立教學與科研團隊以提升教師教學水平和服務地方經濟建設為目的,以現有教學科研平臺為基礎,以項目合作(研究)為牽引,以對口幫扶企業為契機,以科技服務“三農”為切入點,優化現有師資組合,組建“農副產品精深加工”、“生物制藥”、“植物保護”等一批專業功底扎實、實踐科研能力強的教學科研團隊。

        (五)改革畢業論文(設計)

        1.改革畢業論文(設計)形式和答辯時間按照分類實施的原則,改革畢業論文(設計)形式。同時,畢業論文的組織工作可提前進行[6-7]。或者根據實際情況,在第4學期由有關指導老師組織學生在部分來自科研課題的論文選題中進行畢業論文選題,第5至第7學期完成試驗研究,第8學期答辯;而對于選題來源于生產實際的畢業論文或設計由培養方案中的第8學期前移至第6學期,在專業實習或實踐過程中完成論文研究工作,論文答辯時間設在第8學期,或根據情況可在實習或實踐現場進行答辯。2.改革論文(設計)組織形式畢業生既可以做畢業論文(設計),也可以做項目;既可以單獨完成,也可以合作完成(教師根據學生在項目團隊中所起的作用分別評分);教師的指導形式可以“一對一”、“一對多”,也可以“多對一”、“多對多”;根據教師在項目團隊指導過程中所起的作用計算工作量,也可以聘請校外相關企業人員聯合指導畢業論文。3.完善免修畢業論文(設計)的要求畢業生在學習期間如具有下列規定情形之一者,可申請免修畢業論文(設計)。如:以團隊或個人為單位,栽培1種經濟作物或生產出1個產品,獲得專家認可的;以第1授權人提交國家專利主管部門授予專利的;申報與本專業相關的省級以上大學生創新性項目或科研課題,具有經結題驗收后的科研作品的。

        (六)完善教學質量評價體系

        建立企業、行業、學生、家長和學校參與的多主體、多元化的考核評價體系,實行開放性教學質量評價機制。教師考核包括教學過程考核和教學績效考核,其中,教學過程考核以教學過程文件為標準,教學績效考核以學生學習效果為依據。學生考核以崗位能力為核心,結合職業資格考證相關要求,將課程考核實行過程考核與結果考核相結合,以過程考核為主;畢業實習考核實行實習業績考核與實結相結合,以實習業績為主。1.評價方法多樣化加強專業核心課程的技能考核,將過程評價與結果評價相結合,校內評價與校外評價相結合,單項評價與綜合評價相結合,校內教師評價與一線專家評價相結合。2.評價主體多元化實行考核評價主體多元化。建立包括行業協會、教師、學生、畢業生、用人單位、家長及同行等多方參與的專業教學質量評價體系。根據專業人才的培養目標要求,對學生的職業能力水平、職業綜合素養、學習質量、教學效果和教師教學質量進行全方位、多角度的考核評價。3.“三基”能力檢測一是改革單一的試卷考核方式,實施多元化的考核方式;二是加強過程考核和中期考核,鼓勵學生在日常學習中勤動手、勤動腦。通過構建多元、動態的評價機制,全面科學地評價學生的綜合組織、實踐應用和創新創業能力。4.技能考核按照行業通用規范和要求,對照國家職業標準以及職業資格證要求,開展專業技能綜合考核。積極推進學歷證書和職業資格證書“雙證書”制度,引導學生參加農藝工、果樹園藝工和農資營銷員等職業資格證考試,同時對學生在實際操作過程中的職業素養進行綜合評價。5.人文素質測試以自我介紹、面試、主題演講等方式,由學院組織進行。6.建立大學生創新創業激勵機制與創新創業課程模塊相對應,每個學生必須修滿4-6個創新創業學分,每獲得1個技能證書,減免1學分;設置創新創業實踐學分,對學生在科學研究、科技競賽、發明創造、創新創業實踐等方面取得突出成績者,獎勵相應學分;對于創辦了正式注冊的實體公司或者組建了家庭農場等規模化經營場地的學生,可視情況獎勵學分;相關技能競賽(如師范生技能競賽)獲省級二等獎以上榮譽者,可免除畢業實習。

        (七)加強國際交流與合作

        以拓展專業國際視野、豐富師生國際培訓學習經歷、提升學生國際競爭力為目的,進一步加強國際交流與合作。以現有“海外名師”項目為基礎,進一步做大做強,積極引進國外教育資源,促進人才培養。支持教師出國交流和提升學歷層次,保持與現有國際高校間的長期友好合作,進一步拓展國際合作教育。

        三轉型發展保障

        (一)思想保障

        以“轉型發展”為主題,緊緊圍繞應用型人才培養目標、學科專業內涵、課程體系、人才培養模式、創新管理機制等,開展“教育思想觀念大討論”活動,做好轉型發展宣傳引導等工作。

        (二)組織保障

        1.成立院轉型發展領導工作小組由校領導任組長,學院班子成員、科室負責人和合作企業、行業或科研院所主要負責人為成員,成立院轉型發展領導工作小組,主要負責轉型發展工作的組織領導、聯絡協調,處理轉型發展過程中遇到的問題。2.成立院教學指導委員會分會和專業建設指導委員會分會由校領導任顧問,院黨政主要負責人任組長,院班子其他成員、教授代表、具有博士學位的副教授代表、教研室主任、實驗室主任和省、市農業主管部門、植保站、農業推廣站的領導或技術人員以及相關企業領導或技術人員等為成員,成立院教學指導委員會分會和專業建設指導委員會分會,確保校外人員人數不少于總人數的1/3,并定期開展工作。教學指導委員會分會主要負責教學工作的領導與指導,專業建設委員會分會負責學科專業建設方案的研究、審定和實施。

        (三)機制保障

        1.制定并完善各項規章制度制定并落實《轉型發展工作領導小組職責》《教學指導委員會職責》《實踐教學管理辦法》《學業導師制管理辦法》《學生學業成績考核辦法》《教師隊伍建設和管理辦法》《教師教學科研資助和獎勵辦法》《學科專業建設管理辦法》《“雙師型”教師建設管理辦法》《實踐教學學分認定辦法》《學生創新創業學分認定辦法》等相關規章制度。2.創新大學生管理機制按照對接終身教育的要求,創新學院大學生管理機制。實施大學4年一貫導師制,如,借鑒研究生導師制方式,適當聘請部分校外導師;完善校內導師評價考核體系;將學生導師業績列入職務晉升、績效分配范圍。完善學生指導服務體系,探索建立融學業輔導、思想教育、心理疏導、就業引導、生活指導為一體的學生指導服務中心。3.創新教學與科研人員考核評價體制進一步創新教師的考核評價機制。堅持教師教學工作考核以學生評價為主,探索建立專職科研人員基本工作量標準,逐步探索教學、科研、社會服務工作量互通機制和研究生教學與本科生教學工作量互通機制。

        (四)資源保障

        第9篇:生物技術的發展范文

        關鍵詞:畜禽糞便;堆肥技術;生產工藝;發展前景

        畜禽糞便主要包括豬、牛、羊、馬等家畜糞便和雞、鴨等家禽糞便。根據不同糞便的排放方式、糞便量、養分含量等特點,選擇不同的處理方法。其中,家禽的糞便中有機質和氮、磷、鉀養分含量都較高,并含有較多的鈣等其他中量和微量元素,家禽糞便容易腐熟并且腐熟溫度較高,屬于熱性肥料;豬糞質地較細,含有較多的有機質和氮、磷、鉀養分,含有大量的腐殖質,對提高土壤肥力有很好的作用;牛糞屬于冷性肥料,其中的有機質部分較難分解,腐熟較慢,發酵溫度較低;羊糞質地較細,含水量少,羊尿中氮和鉀含量較高,其氮素形態主要是尿素態氮,易被分解利用;馬糞尿中有機質含量較高,還含有大量的纖維分解菌,在堆肥時能產生高溫,屬于熱性肥料[1]。

        我國每年產生畜禽糞便26億t,是世界上農業廢棄物產出量最大的國家。以1995年為例,全年畜禽糞便的氮、磷量分別為1 597萬t和363萬t,同期我國化肥施用量折純量分別為2 021.9萬t和631.2萬t,畜禽糞便中的氮、磷含量相當于我國同期施用化肥量的78.9%和57.5%,可見畜禽糞便是我國農業生產中的寶貴肥力資源[2]。

        1畜禽糞便的處理

        集約化養殖場畜禽糞便的特點是含水量高、污染物質多樣、惡臭,處理過程中氮態易揮發。針對這些特點,畜禽糞的處理主要包括干燥處理、除臭處理等幾個方面。

        1.1干燥處理

        干燥處理法是利用燃料、太陽能、風能等,除去家畜糞便中的水分,使含水率降低到可以進行堆積發酵的程度(55%)。不同畜禽糞便的處理方法不同,雞糞干燥處理技術有雞舍內干燥、發酵干燥、太陽能干燥、高溫快速干燥、高頻電流干燥等。依據干燥處理所采用的方法分類,有物理方法、化學方法和生物方法。物理方法的主要手段為沉淀、離心、過濾或過篩、冷凍、直接烘干與焚燒等;化學方法主要是絮凝法;生物干燥法具有成本低、糞便處理過程養分損失少且可以將除臭與干燥相結合等優點,其原理是利用堆肥過程中微生物分解有機物所產生的能量促進糞便中水分的散發,起到干燥糞便、降低水分的目的[3]。

        1.2除臭技術

        畜禽糞尿堆肥處理過程中產生大量的臭氣,并且臭氣成分復雜,主要含有氨、含硫化合物、胺類和一些低級脂肪酸類等19種化學物質。其中來自畜禽養殖或糞尿處理場的臭氣中最主要的成分是nh3和h2s[3]。世界各國對于糞便除臭的研究工作主要集中在兩個方向。①在飼料中添加除臭的添加劑,降低動物排泄后糞便的臭味。②畜禽養殖場或糞尿處理場所采用的除臭方法很多,例如可以使用遮蔽劑、中和劑、吸附劑等,也可用空氣稀釋及臭氧氧化。但是目前最為經濟有效和最常用的方法是生物除臭法[1]。生物除臭法是利用微生物來分解、轉化臭氣成分以達到除臭目的,因此也叫微生物除臭法。生物除臭法中有土壤除臭法、珍珠巖棉除臭法、堆肥除臭法、活性污泥除臭法、泥炭土除臭法和鋸末除臭法等[3]。

        2畜禽糞便堆肥技術

        2.1條垛式系統

        條垛式堆肥是將原料堆積成窄長垛,垛的斷面為梯形或三角形,采用機械或人工進行定期翻堆,實現堆體中的有氧狀態。具體堆制方法是:①先將畜禽糞便與微生物發酵菌劑(也可以不加微生物菌劑)、發酵用的各種輔料混合,將c/n調節為25∶1左右,含水量在55%左右;②將禽畜糞便堆成長條狀,高不超過1.5~2.0m,寬為1.5~3.0m,長度視場地規模和禽畜糞便數量的多少而定[2]。

        2.2靜態通風垛系統

        與條垛式堆肥不同,靜態通風垛系統在堆肥過程中不進行翻堆,而是通過鼓風機和埋在地下的通風管道向堆體內通風,保證堆體內的有氧狀態。通風系統既決定靜態通風垛能否正常運行,也是溫度控制的主要手段。通風不僅為微生物分解有機物提供氧,同時也排除堆體內的co2和nh3等氣體,并蒸發水分使堆體散熱,保證了適宜的發酵溫度[4]。

        2.3棚式發酵堆肥系統

        將雞糞倒入發酵大棚,堆肥厚度為40cm左右,拌入微生物發酵菌劑(也可以不加微生物菌劑)和各種發酵輔料,每天翻拋一次,使其發酵、脫臭,鮮禽畜糞便從發酵車間一端進入,到另一端輸出時即成為發酵完畢的有機肥料,直接進入干燥設備脫水。

        2.4攪動固定床式堆肥系統

        攪動固定床式反應器的結構通常由多層平面構成。進料口在反應器的上部,新鮮的禽畜糞便接種微生物發酵菌劑和發酵所需的各種輔料,攪拌均勻后經傳動輸送帶或料斗設備提升到塔式發酵倉內,從第一層逐層向下推移,物料在各層之間可以停留不同的時間,在塔反應器內經過翻板的翻動逐層下落和通風,快速發酵除臭、脫水、干燥。整個過程中進料和出料是連續的,通氣管位于反應器下部,由許多支管組成,外接風機,在反應器上部設廢氣出口,產生的廢氣收集處理后排放[4]。

        2.5旋轉倉式堆肥系統

        旋轉倉系統根據物料在反應器內的移動方式又分為推流式和分隔式。推流式發酵倉系統中,物料從倉體的進料口進入,沿倉體移動到反應器末端的出料口。分隔式發酵倉系統中,沿物料的移動方向,反應器被分為很多小室,在堆腐的不同階段,物料從一個室移入另一個室。倉體旋轉的過程中,物料不斷地被掀起跌落,與空氣充分接觸,所以利于通風干燥。攪動固定床式和旋轉倉式堆肥系統的優點是充分利用了發酵產生的生物熱,發酵速度快,有利于水分蒸發,機械化程度高,發酵條件容易控制,占地面積小,能夠對臭氣進行收集統一處理,防止二次污染,缺點是投資大[5]。

        2.6圓筒發酵堆肥系統

        新鮮禽畜糞便加入作物秸稈和微生物發酵菌劑,混合攪拌,含水量調節到55%左右,吊料斗輸送裝入一臺橫放的大圓筒,筒為攪拌釜式結構,并充入40~45℃熱蒸氣或熱空氣,物料在筒內經8~10h發酵后,再加溫到80℃,持續1h以上,以殺滅細菌和蟲卵[6]。該方法的優點是占地面積少,機械化程度高,發酵與干燥一體化;缺點是需要一定的設備投資,發酵不充分,發酵干燥成本高[2]。

        3畜禽糞便無害化處理與有機肥料生產工藝

        將畜禽糞便與配料按規定的比例送入混合攪拌料機,進行攪拌使其混合均勻,通過螺旋輸送機進一步攪拌并送入主機——加壓混煉機,通過加壓混煉機的加壓摩擦,使該機體內的混合物溫度自行升高,殺死病蟲卵和有害菌,然后提供適當的空氣和水分,為高溫菌發酵創造適宜的條件,完成快速發酵,再通過粉碎機粉碎松散,最后送入堆置場發酵8~10d即成為有機肥(圖1)。

        4畜禽糞便生產生物有機肥的發展前景

        隨著生物有機肥在全國生態農業的大力推廣,農民已對其有了一定的了解與認可,我國農業市場對生物有機肥的需求量會不斷增加[7]。首先,用畜禽糞便(特別集約化養殖的畜禽糞便)、秸稈、農副產品和食品加工的固態廢物、有機垃圾經過有益微生物發酵、加工而成的有機肥,具有投資少、原料易得、成本低等優點,其生態效益是不容忽視的[8]。其次,應用有機肥料生產農產品其營養價值和經濟價值都是非常高的。再者,用畜禽糞便生產有機肥可以減少化學藥品對環境的污染。所以,生物有機肥具有更加廣闊的發展前景[9]。

        參考文獻:

        [1]劉麗麗.微生物肥料的生物學及生產技術[m].北京:科學出版社,2005.

        [2]徐風花,孫冬梅,宋金柱.微生物制品技術及應用[m].北京:化學工業出版社,2007.

        [3]孔健.農業微生物技術[m].北京:化學工業出版社,2005.

        [4]葛誠,沈德龍,李俊.微生物肥料生產應用基礎[m].哈爾濱:黑龍江科學技術出版社,2000.

        [5]葛誠.微生物肥料的生產及應用技術[m].北京:中國農業科學出版社,2000.

        [6]崔占利,張鴻雁,王彥杰.農業微生物制劑生產和應用[m].長春:吉林大學出版社,2005.

        [7]ny 227-94 微生物肥料[s].北京:中國標準出版社,2000.

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