前言:我们精心挑选了数篇优质生物入侵论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
关键词:生物入侵;防治对策
外来入侵物种是指从自然分布区通过有意或无意的人为活动而被引入、在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响的物种。
这些入侵物种疯长成灾,侵入草场、林地和荒地,很快形成单种优势群落,导致原有植物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。它关系到经济、社会发展,影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护,并且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。
1.外来生物入侵现状
据统计,美国每年因生物入侵造成的经济损失高达1500亿美元,印度每年的损失为1300亿美元,南非为800亿美元。这些外来生物的入侵给生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害,仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达574亿元。而生物入侵的危害又是多方面的。
我国一直是深受外来有害生物危害的国家。棉花枯黄萎病20世纪40年代初从美国入侵我国,现已发生266.67万hm2,每年至少损失皮棉10万t。近20年来,随着国际交往的不断增加,已难以准确回答到底有多少外来物种传入我国,有多少已建立种群并带来危害。我国对外来入侵种类的调查始于20世纪90年代中期。依据文献资料对农田、牧场、水域等生境的植物进行了初步统计,发现至少有58种外来植物对我国农林业带来了危害。
自20世纪80年代以来,随着外来人侵动植物危害日益猖獗,我国加紧了防治工作。对外来害虫松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾、稻水象甲和美洲斑潜蝇以及外来有害植物水花生、水葫芦、脉草和紫茎泽兰采取了一系列有效的防治措施,并取得了不同程度的效果,但由于目前国家针对外来人侵种没有制订具体的预防、控制和管理条例,各地在防治这些入侵物种时缺乏必要的技术指导和统一协调,虽然投入了大量的人力和资金,但有的防效并不理想。已传人的入侵物种继续扩散危害,新的危险性入侵物种不断出现并构成潜在威胁。
1.1生物入侵造成严重的经济损失
生物入侵倍受各国政府关注的首要原因是它造成的巨大经济损失.光肩星天牛是原产于亚洲的极具破坏性的林木蛀干害虫.随着国际贸易的发展,该种害虫随木质包装材料进入美国.到1998年8月,它已在加利福尼亚、佛罗里达、纽约、华盛顿等14个州的仓库中校发现,在芝加哥、纽约等地的野外也发现了该物种.光肩星天牛在美国没有已知天敌,会对美国遍地种植的枫树和果树造成危害.如果它在美国得以长期繁衍,造成的经济损失将高达1380亿美元。仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失就近1370亿美元.
1.2生物入侵造成严重的生态破坏和生物污染
大部分外来物种成功入侵后大爆发,生长难以控制,造成严重的生物污染,对生态系统造成不可逆转的破坏。比如,原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘,疯长成灾,严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。更可怕的是许多入侵物种,在新的环境中可能出现基因突变,造成严重的生物污染。
1.3生物入侵直接威胁到人类的健康与安全
如1991年美洲爆发的霍乱,很可能是由于外来船只受到污染的水倾倒在秘鲁港所引起的。这次霍乱使100多万人受到感染,约1万人死亡;脉草、三裂叶脉草现已分布在我国东北、华北、华东和华中的15个省市,它的花粉就是引起人类花粉过敏的主要病原物;“疯牛病”最早于1986年在英国发现。科学家推测,可能是病牛或病羊的尸体被加工成了动物饲料,从而引起疾病大规模传播。1996年3月,英国政府正式承认疯牛病有可能传染给人。
1.4生物入侵导致生物多样性的丧失
在过去的几十年中,对生态环境的破坏和化学污染引起的生物多样性的丧失引起了各国科学家的重视,但最近几年生物入侵对多样性的影响又成为一个主要的问题。入侵物种破坏了复杂的生态系统,降低了生物多样性,使濒危动植物受到侵害,外来物种中的动植物与本地种杂交,改变了当地的遗传多样性与完整性。参加第五届生物多样化公约缔约国大会的专家们警告说,外来物种给生物多样化造成的破坏,其严重程度仅次于生物生存环境的缩小和丧失。比如,原产中美洲的紫茎泽兰已遍布我国西南大部分地区,原有植物群落迅速衰退、消失。另外,生物入侵导致生态灾害频繁爆发,对农林业造成严重损害。近年来,松材线虫、湿地松粉阶、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积,每年达150万hm2;稻水象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等农业入侵害虫每年超过140万hm2;脉草、飞机草、水葫芦、大米草等肆意蔓延,对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁,已经到了难以控制的局面。
2生物入侵危害产生的原因
2.1盲目引种
并不是所有的物种迁移或引入都会产生危害,而且许多新品种的引入确实解决了生产生活中的实际问题。例如:1859-1900年间,澳大利亚笔尾松鼠被引入新西兰,就成为了新西兰毛皮业的财富之源;然而,大多数的引种在带来经济效益的同时,却给人类带来了更大的灾难。例如,20世纪50年代我国引入水葫芦,主要是为猪提供饲料的。随着饲料工业的发展和生猪喂养方式的改变,再采用含水量高、食用成分少的水葫芦饲料,其投入与产出已经不成正比,于是昔日人人争抢的水葫芦,如今便异化成了避之不及的环境公害。专家认为盲目引种是造成生物入侵的最主要的原因。
2.2海洋业
一是海洋垃圾:随废弃的塑料和其他人造垃圾漂浮的海洋生物每天都在向南极洲和一些热带岛屿进犯,并对当地的物种造成威胁。据海洋生物学家表示,软体动物、蛀船虫、珊瑚虫这些寄居类动物如今正附着在漂浮的垃圾上漂进新的地区,对那些地区的物种造成危害,并开始改变那里脆弱的生态系统。海洋生物学家巴恩斯表示,能使海水结冰的温度可能是阻挡外来物种入侵南极洲的主要屏障,而如果全球气候变暖削弱了阻挡外来生物的天然海水屏障,情况就将更加严重。二是海洋压舱水的排放:20世纪初,压舱水代替了固体压舱物,这无意中为水生生物在世界范围内的散布提供了极大的便利。轮船变成了一个满载各种微型生物的“水族箱”,它们在世界范围内输送货物时,不断地运输和储存这些水生生物。由于一些尚不清楚的原因,越来越多的与压舱水直接相关的异地种侵入事件在20世纪的最近几十年里时有发生。
2.3旅游业
很多的物种入侵是由于旅游者的携带而引起的,游客从全球各地带来各种的物种,其中就包括有异地的植物、动物、微生物。这些物种被游客有意无意地留在当地的生存环境中,对当地的生物入侵起到了不可忽视的作用。
2.4国际贸易
最近10余年来,随着全球贸易额的不断增加、国际运输的集装箱化和车船飞机的速度加快及大型化,促进了鲜活植物产品贸易,也最大程度地增加了有害生物存活的可能性,从而提高了有害生物在国际间传播入侵的机会。例如美国白娥入侵亚洲,就是由于在二战后,日本木材奇缺,美国原木大量倾销日本,美国白蛾也就由此进入亚洲,进入中国;松材线虫传人中国、光肩星天牛(ALB)传人美国等都是由于国际贸易而引起的。同时种苗产业国际化与国际交流频繁更加快了病虫的入侵与扩散。3防治生物入侵的技术措施
3.1清除
当某一物种初到新地时,试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端,但已经被南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害,到目前为止,世界上有80多个岛屿已经清除了老鼠。但大多数情况下,试图清除是行不通的。因为到目前为止,还没有一个国家建立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来,很少有相应的专门小组执行有效的根除计划。而且,没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种,并且这一物种是否有侵略性。然而,我们都知道,只有在发现及时,立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。
3.2防治对策
3.2.1实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵
检疫是为防止危险性有害生物传出或传人某个国家或地区所采取的预防性措施.14世纪中叶,欧洲的威尼斯共和国为阻止黑死病、霍乱、黄热病等疫病传人本国,对要求人境的外来船舶和人员采取了进港前一律在锚地停滞、隔离40d的防范措施,后来逐渐运用到阻止动植物外来种传播方面,出现了动植物检疫.1994年乌拉圭回合贸易谈判最终达成的(实施动植物卫生检疫措施协议),已成为一部国际检疫法。1999年在昆明举办世界园艺博览会期间,我国共检疫国内外参展植物763批次、683140株,草坪165279m2,肥料8100kg,木包装7件.截获有害生物162批次,发现有害生物160多种,并进行了及时的处置。
3.2.2采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵
美国夏威夷为了消灭害虫,从非洲南部引进了一种玫瑰色蜗牛,谁知55年后,它竞将15—20种土生土长的蜗牛伙伴消灭得干干净净。为了改善牧草的营养结构,美国西部引进了纤维含量较高的胡枝于,结果它疯狂地繁殖、蔓延,致使原本能养活9万头奶牛的牧场寸草不生,最后被荒弃不用。在中国的海南、广西和云南南部大面积种植的巴西橡胶林,种植面积最大时达到1亿株,40多万公顷。大面积的天然林被毁,代之以巴西橡胶占绝对优势、土壤板结、物种多样性匠乏的生态系统。
所以这些出于良好愿望导致的灾难性后果提示人们,在进行人为引种前必须认真作好全面的生态评估,并进行引种后的跟踪监测。
3.2.1化学防治
对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取,因为众所周知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露,有一些新型化学杀虫剂只对某一种或几种害虫起作用,不会影响人类健康。但是,这些化学杀虫剂非常贵,而且需要反复使用,易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。
3.2.2机械防治
机械防治有些时候是可行的。例如,在佛罗里达,手工除蜗牛就是根除非洲大蜗牛时使用的方法。然而,大多数外来物种无法用机械防治(如小昆虫和地穴动物),而且,机械设备的成本很高,对于发展中国家来说不可想象。
关键词:生物入侵;防治对策
外来入侵物种是指从自然分布区通过有意或无意的人为活动而被引入、在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响的物种。
这些入侵物种疯长成灾,侵入草场、林地和荒地,很快形成单种优势群落,导致原有植物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。它关系到经济、社会发展,影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护,并且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。
1.外来生物入侵现状
据统计,美国每年因生物入侵造成的经济损失高达1500亿美元,印度每年的损失为1300亿美元,南非为800亿美元。这些外来生物的入侵给生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害,仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达574亿元。而生物入侵的危害又是多方面的。
我国一直是深受外来有害生物危害的国家。棉花枯黄萎病20世纪40年代初从美国入侵我国,现已发生266.67万hm2,每年至少损失皮棉10万t。近20年来,随着国际交往的不断增加,已难以准确回答到底有多少外来物种传入我国,有多少已建立种群并带来危害。我国对外来入侵种类的调查始于20世纪90年代中期。依据文献资料对农田、牧场、水域等生境的植物进行了初步统计,发现至少有58种外来植物对我国农林业带来了危害。
自20世纪80年代以来,随着外来人侵动植物危害日益猖獗,我国加紧了防治工作。对外来害虫松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾、稻水象甲和美洲斑潜蝇以及外来有害植物水花生、水葫芦、脉草和紫茎泽兰采取了一系列有效的防治措施,并取得了不同程度的效果,但由于目前国家针对外来人侵种没有制订具体的预防、控制和管理条例,各地在防治这些入侵物种时缺乏必要的技术指导和统一协调,虽然投入了大量的人力和资金,但有的防效并不理想。已传人的入侵物种继续扩散危害,新的危险性入侵物种不断出现并构成潜在威胁。
1.1生物入侵造成严重的经济损失
生物入侵倍受各国政府关注的首要原因是它造成的巨大经济损失.光肩星天牛是原产于亚洲的极具破坏性的林木蛀干害虫.随着国际贸易的发展,该种害虫随木质包装材料进入美国.到1998年8月,它已在加利福尼亚、佛罗里达、纽约、华盛顿等14个州的仓库中校发现,在芝加哥、纽约等地的野外也发现了该物种.光肩星天牛在美国没有已知天敌,会对美国遍地种植的枫树和果树造成危害.如果它在美国得以长期繁衍,造成的经济损失将高达1380亿美元。仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失就近1370亿美元.
1.2生物入侵造成严重的生态破坏和生物污染
大部分外来物种成功入侵后大爆发,生长难以控制,造成严重的生物污染,对生态系统造成不可逆转的破坏。比如,原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘,疯长成灾,严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。更可怕的是许多入侵物种,在新的环境中可能出现基因突变,造成严重的生物污染。
1.3生物入侵直接威胁到人类的健康与安全
如1991年美洲爆发的霍乱,很可能是由于外来船只受到污染的水倾倒在秘鲁港所引起的。这次霍乱使100多万人受到感染,约1万人死亡;脉草、三裂叶脉草现已分布在我国东北、华北、华东和华中的15个省市,它的花粉就是引起人类花粉过敏的主要病原物;“疯牛病”最早于1986年在英国发现。科学家推测,可能是病牛或病羊的尸体被加工成了动物饲料,从而引起疾病大规模传播。1996年3月,英国政府正式承认疯牛病有可能传染给人。
1.4生物入侵导致生物多样性的丧失
在过去的几十年中,对生态环境的破坏和化学污染引起的生物多样性的丧失引起了各国科学家的重视,但最近几年生物入侵对多样性的影响又成为一个主要的问题。入侵物种破坏了复杂的生态系统,降低了生物多样性,使濒危动植物受到侵害,外来物种中的动植物与本地种杂交,改变了当地的遗传多样性与完整性。参加第五届生物多样化公约缔约国大会的专家们警告说,外来物种给生物多样化造成的破坏,其严重程度仅次于生物生存环境的缩小和丧失。比如,原产中美洲的紫茎泽兰已遍布我国西南大部分地区,原有植物群落迅速衰退、消失。另外,生物入侵导致生态灾害频繁爆发,对农林业造成严重损害。近年来,松材线虫、湿地松粉阶、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积,每年达150万hm2;稻水象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等农业入侵害虫每年超过140万hm2;脉草、飞机草、水葫芦、大米草等肆意蔓延,对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁,已经到了难以控制的局面。
2生物入侵危害产生的原因
2.1盲目引种
并不是所有的物种迁移或引入都会产生危害,而且许多新品种的引入确实解决了生产生活中的实际问题。例如:1859-1900年间,澳大利亚笔尾松鼠被引入新西兰,就成为了新西兰毛皮业的财富之源;然而,大多数的引种在带来经济效益的同时,却给人类带来了更大的灾难。例如,20世纪50年代我国引入水葫芦,主要是为猪提供饲料的。随着饲料工业的发展和生猪喂养方式的改变,再采用含水量高、食用成分少的水葫芦饲料,其投入与产出已经不成正比,于是昔日人人争抢的水葫芦,如今便异化成了避之不及的环境公害。专家认为盲目引种是造成生物入侵的最主要的原因。
2.2海洋业
一是海洋垃圾:随废弃的塑料和其他人造垃圾漂浮的海洋生物每天都在向南极洲和一些热带岛屿进犯,并对当地的物种造成威胁。据海洋生物学家表示,软体动物、蛀船虫、珊瑚虫这些寄居类动物如今正附着在漂浮的垃圾上漂进新的地区,对那些地区的物种造成危害,并开始改变那里脆弱的生态系统。海洋生物学家巴恩斯表示,能使海水结冰的温度可能是阻挡外来物种入侵南极洲的主要屏障,而如果全球气候变暖削弱了阻挡外来生物的天然海水屏障,情况就将更加严重。二是海洋压舱水的排放:20世纪初,压舱水代替了固体压舱物,这无意中为水生生物在世界范围内的散布提供了极大的便利。轮船变成了一个满载各种微型生物的“水族箱”,它们在世界范围内输送货物时,不断地运输和储存这些水生生物。由于一些尚不清楚的原因,越来越多的与压舱水直接相关的异地种侵入事件在20世纪的最近几十年里时有发生。
2.3旅游业
很多的物种入侵是由于旅游者的携带而引起的,游客从全球各地带来各种的物种,其中就包括有异地的植物、动物、微生物。这些物种被游客有意无意地留在当地的生存环境中,对当地的生物入侵起到了不可忽视的作用。
2.4国际贸易
最近10余年来,随着全球贸易额的不断增加、国际运输的集装箱化和车船飞机的速度加快及大型化,促进了鲜活植物产品贸易,也最大程度地增加了有害生物存活的可能性,从而提高了有害生物在国际间传播入侵的机会。例如美国白娥入侵亚洲,就是由于在二战后,日本木材奇缺,美国原木大量倾销日本,美国白蛾也就由此进入亚洲,进入中国;松材线虫传人中国、光肩星天牛(ALB)传人美国等都是由于国际贸易而引起的。同时种苗产业国际化与国际交流频繁更加快了病虫的入侵与扩散。
3防治生物入侵的技术措施
3.1清除
当某一物种初到新地时,试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端,但已经被南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害,到目前为止,世界上有80多个岛屿已经清除了老鼠。但大多数情况下,试图清除是行不通的。因为到目前为止,还没有一个国家建立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来,很少有相应的专门小组执行有效的根除计划。而且,没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种,并且这一物种是否有侵略性。然而,我们都知道,只有在发现及时,立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。
3.2防治对策
3.2.1实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵
检疫是为防止危险性有害生物传出或传人某个国家或地区所采取的预防性措施.14世纪中叶,欧洲的威尼斯共和国为阻止黑死病、霍乱、黄热病等疫病传人本国,对要求人境的外来船舶和人员采取了进港前一律在锚地停滞、隔离40d的防范措施,后来逐渐运用到阻止动植物外来种传播方面,出现了动植物检疫.1994年乌拉圭回合贸易谈判最终达成的(实施动植物卫生检疫措施协议),已成为一部国际检疫法。1999年在昆明举办世界园艺博览会期间,我国共检疫国内外参展植物763批次、683140株,草坪165279m2,肥料8100kg,木包装7件.截获有害生物162批次,发现有害生物160多种,并进行了及时的处置。
3.2.2采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵
美国夏威夷为了消灭害虫,从非洲南部引进了一种玫瑰色蜗牛,谁知55年后,它竞将15—20种土生土长的蜗牛伙伴消灭得干干净净。为了改善牧草的营养结构,美国西部引进了纤维含量较高的胡枝于,结果它疯狂地繁殖、蔓延,致使原本能养活9万头奶牛的牧场寸草不生,最后被荒弃不用。在中国的海南、广西和云南南部大面积种植的巴西橡胶林,种植面积最大时达到1亿株,40多万公顷。大面积的天然林被毁,代之以巴西橡胶占绝对优势、土壤板结、物种多样性匠乏的生态系统。
所以这些出于良好愿望导致的灾难性后果提示人们,在进行人为引种前必须认真作好全面的生态评估,并进行引种后的跟踪监测。
3.2.1化学防治
对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取,因为众所周知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露,有一些新型化学杀虫剂只对某一种或几种害虫起作用,不会影响人类健康。但是,这些化学杀虫剂非常贵,而且需要反复使用,易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。
3.2.2机械防治
机械防治有些时候是可行的。例如,在佛罗里达,手工除蜗牛就是根除非洲大蜗牛时使用的方法。然而,大多数外来物种无法用机械防治(如小昆虫和地穴动物),而且,机械设备的成本很高,对于发展中国家来说不可想象。
3.2.3生物防治
无论是从生态角度还是经济角度,生物防治被认为是继化学防治和机械防治之后最有吸引力的方法。现在我国泛滥的水葫芦,生物学家也找到了一种水葫芦的天敌——象甲。专家在实验室中发现:被放置了象甲的水葫芦,植株明显变小、叶子变小、茎干变细、分支减少,水葫芦的整个生长过程受到抑制。但象甲吃完水葫芦后,是否还会去吃其他的植物,是否会造成再次“引狠人室”?然而,生物防治确实是目前生物学家想到的最合理的方法,当然它的很多方面仍然需要做进一步的研究。
参考文献:
[1]向言词,彭少麟.生物入侵及其影响.生态科学,2001(20):68-73
[2]李博,徐炳声.从上海外来杂草区系剖析植物入侵的一般特征.生物多样性,2001,9(4):446-457.
[3]乔勇进,张敦论,张强.试论生物入侵的“生态安全”及相应对策.防护林科技,2001(51):41-43.
[4]白希尧,白敏冬.外来有害生物入侵性传播灾害和治理方法的研究.自然杂志,2002(24):223-230.
[5]丁建清.外来生物的入侵机制及其对生态安全的影响.中国农业科技导报,2002(4):16-20.
[6]梁忆冰.植物检疫对外来有害生物入侵的防御作用.植物保护,2002(28):45-48.
[7]陈兵,康乐.西部大开发过程中生物入侵风险分析.环境保护,2001,(12):30-31.
[8]徐承远,张文驹.生物入侵机制研究进展.生物多样性,2001,9(4):430-438.
[9]张林艳,叶万辉.生态空间理论及其在生物入侵研究中的应用.地球科学进展,2002(17):588-594.
关键词:生物入侵;防治对策
外来入侵物种是指从自然分布区通过有意或无意的人为活动而被引入、在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响的物种。
这些入侵物种疯长成灾,侵入草场、林地和荒地,很快形成单种优势群落,导致原有植物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。它关系到经济、社会发展,影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护,并且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。
1.外来生物入侵现状
据统计,美国每年因生物入侵造成的经济损失高达1500亿美元,印度每年的损失为1300亿美元,南非为800亿美元。这些外来生物的入侵给生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害,仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达574亿元。而生物入侵的危害又是多方面的。
我国一直是深受外来有害生物危害的国家。棉花枯黄萎病20世纪40年代初从美国入侵我国,现已发生266.67万hm2,每年至少损失皮棉10万t。近20年来,随着国际交往的不断增加,已难以准确回答到底有多少外来物种传入我国,有多少已建立种群并带来危害。我国对外来入侵种类的调查始于20世纪90年代中期。依据文献资料对农田、牧场、水域等生境的植物进行了初步统计,发现至少有58种外来植物对我国农林业带来了危害。
自20世纪80年代以来,随着外来人侵动植物危害日益猖獗,我国加紧了防治工作。对外来害虫松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾、稻水象甲和美洲斑潜蝇以及外来有害植物水花生、水葫芦、脉草和紫茎泽兰采取了一系列有效的防治措施,并取得了不同程度的效果,但由于目前国家针对外来人侵种没有制订具体的预防、控制和管理条例,各地在防治这些入侵物种时缺乏必要的技术指导和统一协调,虽然投入了大量的人力和资金,但有的防效并不理想。已传人的入侵物种继续扩散危害,新的危险性入侵物种不断出现并构成潜在威胁。
1.1生物入侵造成严重的经济损失
生物入侵倍受各国政府关注的首要原因是它造成的巨大经济损失.光肩星天牛是原产于亚洲的极具破坏性的林木蛀干害虫.随着国际贸易的发展,该种害虫随木质包装材料进入美国.到1998年8月,它已在加利福尼亚、佛罗里达、纽约、华盛顿等14个州的仓库中校发现,在芝加哥、纽约等地的野外也发现了该物种.光肩星天牛在美国没有已知天敌,会对美国遍地种植的枫树和果树造成危害.如果它在美国得以长期繁衍,造成的经济损失将高达1380亿美元。仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失就近1370亿美元.
1.2生物入侵造成严重的生态破坏和生物污染
大部分外来物种成功入侵后大爆发,生长难以控制,造成严重的生物污染,对生态系统造成不可逆转的破坏。比如,原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘,疯长成灾,严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。更可怕的是许多入侵物种,在新的环境中可能出现基因突变,造成严重的生物污染。
1.3生物入侵直接威胁到人类的健康与安全
如1991年美洲爆发的霍乱,很可能是由于外来船只受到污染的水倾倒在秘鲁港所引起的。这次霍乱使100多万人受到感染,约1万人死亡;脉草、三裂叶脉草现已分布在我国东北、华北、华东和华中的15个省市,它的花粉就是引起人类花粉过敏的主要病原物;“疯牛病”最早于1986年在英国发现。科学家推测,可能是病牛或病羊的尸体被加工成了动物饲料,从而引起疾病大规模传播。1996年3月,英国政府正式承认疯牛病有可能传染给人。
1.4生物入侵导致生物多样性的丧失
在过去的几十年中,对生态环境的破坏和化学污染引起的生物多样性的丧失引起了各国科学家的重视,但最近几年生物入侵对多样性的影响又成为一个主要的问题。入侵物种破坏了复杂的生态系统,降低了生物多样性,使濒危动植物受到侵害,外来物种中的动植物与本地种杂交,改变了当地的遗传多样性与完整性。参加第五届生物多样化公约缔约国大会的专家们警告说,外来物种给生物多样化造成的破坏,其严重程度仅次于生物生存环境的缩小和丧失。比如,原产中美洲的紫茎泽兰已遍布我国西南大部分地区,原有植物群落迅速衰退、消失。另外,生物入侵导致生态灾害频繁爆发,对农林业造成严重损害。近年来,松材线虫、湿地松粉阶、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积,每年达150万hm2;稻水象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等农业入侵害虫每年超过140万hm2;脉草、飞机草、水葫芦、大米草等肆意蔓延,对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁,已经到了难以控制的局面。
2生物入侵危害产生的原因
2.1盲目引种
并不是所有的物种迁移或引入都会产生危害,而且许多新品种的引入确实解决了生产生活中的实际问题。例如:1859-1900年间,澳大利亚笔尾松鼠被引入新西兰,就成为了新西兰毛皮业的财富之源;然而,大多数的引种在带来经济效益的同时,却给人类带来了更大的灾难。例如,20世纪50年代我国引入水葫芦,主要是为猪提供饲料的。随着饲料工业的发展和生猪喂养方式的改变,再采用含水量高、食用成分少的水葫芦饲料,其投入与产出已经不成正比,于是昔日人人争抢的水葫芦,如今便异化成了避之不及的环境公害。专家认为盲目引种是造成生物入侵的最主要的原因。
2.2海洋业
一是海洋垃圾:随废弃的塑料和其他人造垃圾漂浮的海洋生物每天都在向南极洲和一些热带岛屿进犯,并对当地的物种造成威胁。据海洋生物学家表示,软体动物、蛀船虫、珊瑚虫这些寄居类动物如今正附着在漂浮的垃圾上漂进新的地区,对那些地区的物种造成危害,并开始改变那里脆弱的生态系统。海洋生物学家巴恩斯表示,能使海水结冰的温度可能是阻挡外来物种入侵南极洲的主要屏障,而如果全球气候变暖削弱了阻挡外来生物的天然海水屏障,情况就将更加严重。二是海洋压舱水的排放:20世纪初,压舱水代替了固体压舱物,这无意中为水生生物在世界范围内的散布提供了极大的便利。轮船变成了一个满载各种微型生物的“水族箱”,它们在世界范围内输送货物时,不断地运输和储存这些水生生物。由于一些尚不清楚的原因,越来越多的与压舱水直接相关的异地种侵入事件在20世纪的最近几十年里时有发生。
2.3旅游业
很多的物种入侵是由于旅游者的携带而引起的,游客从全球各地带来各种的物种,其中就包括有异地的植物、动物、微生物。这些物种被游客有意无意地留在当地的生存环境中,对当地的生物入侵起到了不可忽视的作用。
2.4国际贸易
最近10余年来,随着全球贸易额的不断增加、国际运输的集装箱化和车船飞机的速度加快及大型化,促进了鲜活植物产品贸易,也最大程度地增加了有害生物存活的可能性,从而提高了有害生物在国际间传播入侵的机会。例如美国白娥入侵亚洲,就是由于在二战后,日本木材奇缺,美国原木大量倾销日本,美国白蛾也就由此进入亚洲,进入中国;松材线虫传人中国、光肩星天牛(ALB)传人美国等都是由于国际贸易而引起的。同时种苗产业国际化与国际交流频繁更加快了病虫的入侵与扩散。3防治生物入侵的技术措施
3.1清除
当某一物种初到新地时,试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端,但已经被南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害,到目前为止,世界上有80多个岛屿已经清除了老鼠。但大多数情况下,试图清除是行不通的。因为到目前为止,还没有一个国家建立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来,很少有相应的专门小组执行有效的根除计划。而且,没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种,并且这一物种是否有侵略性。然而,我们都知道,只有在发现及时,立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。
3.2防治对策
3.2.1实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵
检疫是为防止危险性有害生物传出或传人某个国家或地区所采取的预防性措施.14世纪中叶,欧洲的威尼斯共和国为阻止黑死病、霍乱、黄热病等疫病传人本国,对要求人境的外来船舶和人员采取了进港前一律在锚地停滞、隔离40d的防范措施,后来逐渐运用到阻止动植物外来种传播方面,出现了动植物检疫.1994年乌拉圭回合贸易谈判最终达成的(实施动植物卫生检疫措施协议),已成为一部国际检疫法。1999年在昆明举办世界园艺博览会期间,我国共检疫国内外参展植物763批次、683140株,草坪165279m2,肥料8100kg,木包装7件.截获有害生物162批次,发现有害生物160多种,并进行了及时的处置。
3.2.2采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵
美国夏威夷为了消灭害虫,从非洲南部引进了一种玫瑰色蜗牛,谁知55年后,它竞将15—20种土生土长的蜗牛伙伴消灭得干干净净。为了改善牧草的营养结构,美国西部引进了纤维含量较高的胡枝于,结果它疯狂地繁殖、蔓延,致使原本能养活9万头奶牛的牧场寸草不生,最后被荒弃不用。在中国的海南、广西和云南南部大面积种植的巴西橡胶林,种植面积最大时达到1亿株,40多万公顷。大面积的天然林被毁,代之以巴西橡胶占绝对优势、土壤板结、物种多样性匠乏的生态系统。
所以这些出于良好愿望导致的灾难性后果提示人们,在进行人为引种前必须认真作好全面的生态评估,并进行引种后的跟踪监测。
3.2.1化学防治
对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取,因为众所周知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露,有一些新型化学杀虫剂只对某一种或几种害虫起作用,不会影响人类健康。但是,这些化学杀虫剂非常贵,而且需要反复使用,易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。
3.2.2机械防治
机械防治有些时候是可行的。例如,在佛罗里达,手工除蜗牛就是根除非洲大蜗牛时使用的方法。然而,大多数外来物种无法用机械防治(如小昆虫和地穴动物),而且,机械设备的成本很高,对于发展中国家来说不可想象。
关键词:美国白蛾;GARP生态位模型;适生区;预测
中图分类号:Q969.413.5 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161032014
美国白蛾(Hyphantria cunea Drury),又称美国灯蛾、秋幕毛虫、秋幕蛾,属鳞翅目(Lepidoptera)灯蛾科(Arctiidae)。其为杂食性食叶害虫,主要危害果树、观赏树和行道树等阔叶树木以及蔬菜和农作物(张彦龙等,2008),被列为世界检疫性害虫。该害虫原产北美, 40年代末传播至欧亚大陆,1979年首次在我国辽宁省丹东发现(季荣等,2003)。美国白蛾(Hyphantria cunea Drury)繁殖率非常高,抗逆性非常强,危害植物种类非常广, 且发生具有蔓延速度快、点多、面广、为害重、基数大的特点。美国白蛾给这些省(市)的园林、城市绿化造成了严重危害,不但给广大林农造成了严重的经济损失,给城乡居民生活带来很大不便,而且严重危害林业生态安全(万方浩等,2009)。
我国于1979年首次在辽宁丹东发现,很快蔓延。1981年国务院下达文件“严密封锁,就地消灭”。1998我国启动了“京津冀美国白蛾治理工程”(李淑贤等,2009)。然而,美国白蛾在我国的疫情仍然十分严重,防控形势依然严峻。国家林业局2012年第4号公告,京、津、冀、辽、吉、鲁、苏、豫8省、市374个县、区被化为疫区,当年新增疫区达33个。由于冀、豫、陕3省是美国白蛾的疫区,处于这3省环绕中的山西省极易受到美国白蛾的入侵(刘川等,2009),因此,对美国白蛾进行预测研究,不仅能够预测其在中国的扩散动态和适生区范围,而且能够尽早探明其入侵山西省的风险,以及早采取预防措施,防止疫情扩散。
本文结合搜集到的574个分布点和GARP DESKTOP V1.1.6软件(http://nhm.ku.edu/desktopgarp/下载)自带的14个环境图层,利用基于遗传算法的GARP生态位模型,对美国白蛾在我国的适生区进行预测,以期为开展该害虫在山西省的分布区预测,发展早期预警工作,制定有效的检疫措施和防治决策。
1 材料
1.1 数据来源
分布点数据由3种途径获取,从国内外已公开发表的论文;从国家林业局及各地市林业局的关于美国白蛾的公告信息;从国内各大主流媒体对美国白蛾的新闻报道。自1943年最先在辽宁省发现该虫以来(李淑贤等,2009),截至2015年1月已有10省(直辖市)460区(县)有疫情报道,结合相关论文及媒体报道,经核实后最终整理得到574个不重复的分布点,其中北京市分布点23个,天津市分布点12个,河北省分布点88个,山东省分布点205个,辽宁省分布点109个,吉林省分布点8个,江苏省分布点24个,安徽省分布点9个,河南省分布点82个,陕西省分布点14个(表1)。利用Google Earth查阅其具体的经纬度坐标(分辨率为0.000001°),最后将所得坐标转换成Garp模型所需的.csv格式文件。
将分布数据随机分为80% 和20% 2个部分(经纬度相近的分布点分成不同组),其中80% 的一组数据为导入到GARP软件中的运算数据,即为训练数据(training data),用这些数据生成预测模型(predictive modeling) ;剩余20%的一组分布点作为验证数据(testing data),对生成的模型精确度进行校验。选定4种运算规则,即原子规则(Atomic)、逻辑斯蒂回归(Logistic regression)、生物气候包络(Bioclimatic envelope)和逆生物气候包络(Negated bioclimatic envelope)进行组合分析并定义结果以预测图的方式输出及其存储位置。
1.2 环境变量
本实验采用GARP软件自身携带的亚洲地区的14个环境图层,共涵盖2类图层:气候环境图层――年最低温度、年最高温度、年平均温度、年降水量、年蒸发量、年湿度、地面霜冻频率、年辐射;自然物理图层包括――地貌、坡度、海拔、植被、灌溉水累流向、灌溉水积量。图层的栅格分辨率为0. 1°,以地理栅格为单位计算。各参数均为1961―1990年的平均值(周国梁等,2007)。本文使用了全部环境图层。
2 模型方法
2.1 GARP模型
GARP(Genetic Algorithm for Rule-set Production)模型是基于遗传算法的生态位预测模型系统,它利用物种分布数据和环境数据,以物种的生态需求为基础,寻找物种已知分布区域的环境特征与预测区域的非随机关系,用于预测物种的潜在分布区和研究生物多样性(孙文涛等,2010)(钟艮平等,2009)(李红梅等,2005)(余岩等,2009)(David R.B et al.,2002)。
实际操作GARP软件时,首先将已知分布数据随机分为训练数据和检验数据,与物种存活能力相关的环境参数层作为作为模型输入参数,通过不断迭代的遗传算法实现4种规则模型――原子规则(Atomic)、逻辑斯蒂回归 ( Logistic regression )、生物气候包络 ( Bioclimatic envelope )和逆生物气候包络 ( Negated bioclimatic envelope ) 的独立和组合分析,反复对规则进行选择、评价、验证、接受或拒绝,通常重复创建1000次模型, 重复运算次数最大值 (Max iteration)设为1000, 收敛极限(Convergence limit) 为0.01,形成一个由不同规则共同组成的模型。运算过程通过控制假阳性 (Commission,预测结果中超出现存分布点所占比率) 和假阴性 (Omission,预测结果中忽略的现存分布点所占比率) 2种模型预测误差自动选择最优模型(Robert P. et al.2003)。选取预测面积与实际分布的面积最接近的10个模型, 即为最优模型(李淑贤等,2009)。最后利用Arc GIS 10.1 for Desktop (http:///software/arcgis/arcgis-for-desktop/free-trial下载) 图层叠加功能,将影响物种分布的各个因子,将各个因子融合到一个图层中并对其可视化表达,最终形成物种潜在分布区预测图并以地图形式输出结果(钟艮平等,2009)(左闻韵等,2007)。
2.2 适生区预测
利用ArcGIS 10.1 for Desktop的空间扩展模块 (Spatial Analyst Tools),将最优模型的预测结果进行等叠加。叠加后,每一个栅格的数值在0~1之间,这个数值代表100个预测模型中该栅格适合美国白蛾生存的模型数量。我们将每一栅格适合生长的模型数量所占的百分比称为重叠值(Overlap Index, OI) ,重叠值越大表示该栅格的环境参数越适合美国白蛾存活(钟艮平等,2009)(余岩等,2009)。将模型映射到亚洲,去除中国之外的分布。根据重叠值的大小可将预测区划分为: 高度适生区(OI≥0.8),中度适生区(0.6
3 结果
3.1 预测在中国的分布
根据美国白蛾当前的分布形势,分布范围在E107.23~124.37°,N34.16~42.57°内。它在全国范围内的扩展趋势是逐渐向内陆发展(图1)。在东北地区有继续向北和西北扩展的趋势,向北侵入黑龙江,向西北侵入内蒙古,辽宁全省范围内、吉林中部和西北部均为美国白蛾的高度适生区;在华北地区,北京南部、天津中东部、山西中南部和北部大部分区域、陕西中北部、河南中北部等均为该虫的高度适生区,且占这些省市的绝大部分区域,河北及山东全省均为高度适宜该虫的生存区域,因此美国白蛾在这些地区扩展的可能性极大;在东南地区,安徽中北部、江苏北部也是美国白蛾的潜在高度适生区;在西北地区,新疆有零散的美国白蛾中度适生区存在,而青海东北部及西南部、甘肃北部存在美国白蛾的低度适生区;在西南地区,中南部为美国白蛾的中度适生区;此外,四川南部、云南北部、陕西南部和湖北西北部也存在少数适合美国白蛾的生存区域。因此,从美国白蛾的适生区(图2)可以看出:美国白蛾的潜在分布区非常广,具体包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、北京、天津、河北、山西、陕西、河南、山东、安徽、江苏、湖北、重庆、四川、云南、、青海、新疆、甘肃等21个省、市、自治区。
不同颜色代表美国白蛾分布的可能性不同(如重叠指数OI值为0代表10个最佳模型均预测不适合美国白蛾入侵;重叠指数OI值为1则代表10个最佳模型均预测适合美国白蛾入侵)。
3.2 美国白蛾在山西省的可能分布
在对全国分析的基础上,采用相同的方法对山西省进行分布预测(图3)。美国白蛾在山西省有大面积的适生范围,高度适生区占全省面积的2/3以上,其中太原以南地区(运城、临汾、晋城、晋中、长治、吕梁)及太原、忻州东南部几乎全部是该虫的高度适宜生存的区域;中度适生区占少数地区,包括忻州中北部、朔州西南部及东南部;而低度适生区仅为忻州和朔州地区的个别县市,如宁武县、原平市、静乐县、繁峙县、岢岚县、应县、广陵县等。
不同颜色代表美国白蛾分布的可能性不同(如重叠指数OI值为0代表10个最佳模型均预测不适合美国白蛾入侵;重叠指数OI值为1则代表10个最佳模型均预测适合美国白蛾入侵)。
3.3 模型评估
3.3.1 ROC检验
为了检测模型的预测能力,使用受测者工作曲线(ROC)进行检测。ROC曲线是以预测结果的每一个值作为可能的判断阈值,由此计算得到相应的灵敏度和特异度。以假阳性率即(1特异度)为横坐标,以真阳性率即灵敏度为纵坐标绘制而成,其曲线下面积(area under curve ,AUC)的大小作为模型预测准确度的衡量指标,其取值范围为[0,1],AUC的值越大,模型的预测能力越好。理想情况是模型预测分布区与物种实际分布区完全吻合,此时AUC值为1(钟艮平等,2009)(王运生等,2007)。本文利用Medcalc 11.1.1.0软件 (http:///下载) 绘制ROC曲线,验证GARP运算出来的最优模型。
3.3.2 预测误差――假阳性(Commission)和假阴性(Omission)
在产生的10个最优结果中,以GARP软件自带的假阳性(Commission)和假阴性(Omission)两项参数作为评判标准,评判依据为:假阳性(Commission)和假阴性(Omission);假阳性(Commission)的值中等或中等偏上为好,假阴性(Omission) ≤5% ,0为最佳(见表2)(李涛等,2012)。
4 讨论
美国白蛾具有传播速度快、适应性强、危害寄主植物多、繁殖力高、取食量大、危害范围广等特点,又缺乏原产地有效天敌的制约,所以一旦侵入新地区,短时间内很难铲除,将给当地的农林业、园林绿化等造成严重危害。
GARP是一种基于生态位模型的遗传算法,该模型利用物种的已知分布点数据和环境数据形成适生性分析系统(李红梅等,2005)。本文将GARP生态位模型与GIS相结合,在全国范围内成功预测了美国白蛾的潜在分布区,结果表明:美国白蛾在中国的潜在分布区极为广泛,在现有的10省(市)基础上,可增加至21省(市、自治区);其扩散趋势是有东北、华北、华南、西北4个方向。尤其是对美国白蛾在山西省的分布预测研究显示,山西省内绝大部分地区高度适合美国白蛾的生存。这一结果不仅显示出美国白蛾在中国巨大的潜在危害性,还意味着急需提高警惕,开展合理的检疫与防治工作,防止其入侵山西省以危害山西的农、林、果业。
随着国际经济一体化进程与国际贸易的飞速发展,生物入侵的问题愈加突出,形势愈加严峻。在大多数国家和地区,外来有害生物入侵到新环境中后,由于缺乏有效的天敌控制,在适宜的环境条件下,往往大爆发。入侵物种肆意扩张蔓延、危害不断加剧,新的疫情频繁发生,生物入侵的威胁日益严重。生物入侵早期预警是在针对潜在入侵、新入侵和已入侵的入侵物种进行一系列评估与综合分析的基础上,预测其发生危害的可能性、危害范围与程度,并根据分析结果制定可行的预防与控制措施,其最终目的是规避外来入侵物种可能产生的风险。
深入了解外来有害物种的入侵过程、行为特征、扩散传播、成灾机制以及掌握有效的防控技术与策略,是预防与控制这些危险性入侵物种、有效提升防控技术水平的前提。但迄今为止,外来物种具备何种特征才能成功扩张与暴发、生态系统具备何种结构与功能才能抵御入侵、如何构建有效的防控技术体系以及如何有效的实施防控策略等重要科学问题,仍未获得明确答案,尚需我们深入探究与研究。因此,基于目前对于外来入侵物种的研究,建议从以下几方面开展检疫工作:全面开展外来入侵物种的普查与安全性考查;建设完整的数据库系统及其信息共享平台;建设严格的隔离检疫安全设施和完善检疫制度;建立监测预警网络体系与技术平台;建设国家级生物入侵专门研究机构体系。而在防治方面,则应做到:加强检疫;人工防治;使用化学制剂或诱杀器;引进天敌,进行生物防治。
参考文献
[1]张彦龙,武三安,郭文霞,陈合志.中国美国白蛾生物防治研究进展[J].河北林果研究,2008,23(1):70-77.
[2]季荣,谢宝瑜,李欣海,高增祥,李典谟.外来入侵种――美国白蛾的研究进展[J].昆虫知识,2003,40(1):13-18.
[3]李淑贤,高宝嘉,张东风,宁超,屈金亮.美国白蛾危险性评估研究[J].中国农学通报,2009,25(10):202-206.
[4]刘川,黄娅,孙红梅.山东省美国白蛾现状分析[J].陕西林业科技,2009(4):54-57.
[5]周国梁,陈晨,叶军,胡白石,刘凤权.利用GARP生态位模型预测桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)在中国的适生区域[J].生态学报,2007,27(8):3362-3369.
[6]孙文涛,刘雅婷.生物入侵风险分析的研究进展[J].中国农学通报,2010,26(7):233-236.
[7]钟艮平,沈文君,万方浩,王进军.用GARP生态位模型预测刺萼龙葵在中国的潜在分布区[J].生态学杂志,2009,28(1):162-166.
[8]李红梅,韩红香,薛大勇.利用GARP生态位模型预测日本松干蚧在中国的地理分布[J].昆虫学报,2005,48(1):95-100.
[9]余岩,陈立立,何兴金.基于GARP的加拿大一枝黄花在中国的分布区预测[J].云南植物研究,2009,31(1):57-62.
[10]左闻韵,劳逆,耿玉英,马克平.预测物种潜在分布区-比较SVM与GARP[J]. 植物生态学报,2007,31(4):711-719.
[11]王运生,谢丙炎,万方浩,肖启明,戴良英. ROC曲线分析在评价入侵物种分布模型中的应用[J].生物多样性,2007,15(4):365-372.
[12]李涛,何友元,张俊华,陈乃中,杨定.基于GARP的欧洲大蚊在中国的适生性分析[J].植物检疫,2012,26(1):15-18.
[13]David R.B Stockwell., A.Townsend Peterson. Effects of sample size on accuracy of species distribution models[J]. Ecological Modelling,2002(148):1-13 .
[14]Robert P.Anderson, Daniel Lew, A.Townsend Peterson. 2003. Evaluating predictive models of species’ distributions: criteria for selecting optimal models[J]. Ecological Modelling,2003(162):211C232.
[论文关键词]侵权责任法 生态侵权 特殊性 比较法
一、生态侵权的提出背景
(一)强烈的全球化趋势和我国生态侵权问题的严重性
外来物种入侵具有灾难性,它会使某个生物圈食物链单一化,破坏生物多样性。此类生态问题带来严重利益损害,且随对外交往频繁而加剧,在国际自然保护联盟公布的全球一百种最具威胁的外来生物中,中国已发现五十多种,成为遭受外来生物危害最严重的国家之一。日益频繁的经济文化交往已不可逆转,迎接挑战,做好事前预防、事中规制和事后处理成为必须。
(二)我国的相关立法现状与动态
我国关于外来生物入侵的法律法规没有形成体系。现行立法主要集中在防止入侵上,立法基点相对片面,对于生物入侵事后定性、治理和救济无明确规定。立法目的主要基于公民健康、生产安全以及对外经济贸易考虑,缺少保护生物多样性、生态安全的表意。同时,由于缺少综合性的基本法和各方面的单行法,地方性的生物入侵立法不配套,防治生物入侵立法的效力层次较低,各种规范多是附带性规定,司法可操性差,多通过行政手段解决。
生态伦理学的大量论证指出了生态法益的重要性,我国《侵权责任法》采用的直接列举具体权利结合“等人身财产权益”的模式扩大了侵权法的保护范围,却使环境侵权中的生态法益成为遗漏。
从生态侵权发生上看。其作用机理不同于一般环境污染侵权。一般的环境污染侵权,其作用机理为“排放——(环境要素)——人”。即排放造成环境要素本身的损害。然后再造成人身、财产等损害,或排放直接造成人身、财产等损害(如噪声、辐射污染)。而生态侵权的作用机理则是外来物种——地区生态平衡和地区食物链——人,且由于破坏了上游食物链条,这一致损机理是不断循环的,比一般环境侵权的后果发展更不易被消化和阻止。生态利益本源和终局有特殊性,《侵权责任法》没有对环境这一概念做细致区分,也因此未对生态侵权与污染侵权做出明确区分,使生态侵权案件的界定和处理、受害方的权益填补成为问题。笔者认为我国《侵权责任法》语境下的环境应包括生活环境和生态环境,生态侵权是环境侵权中后发的、具有特殊性的一类,环境侵权的理论基础和制度设计不能涵盖生态侵权,有必要做区别论证和重新定义,进而提出有所区别的原则和制度设计。
二、确立生态侵权责任,以《侵权责任法》为主规制生态侵权行为的适格性
(一)生态入侵符合我国《侵权责任法》的“过错、因果关系、损害事实”责任构成三要件说
1.生态侵权的概念和特征
(1)环境与生态的区分
《中华人民共和国环境保护法》第二条规定,环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、森林、草原、土地、矿藏等。而根据全国科学技术名词审定委员会审定公布的百科词条显示,生态环境(ecnlogical environment)就是“由生态关系组成的环境”的简称,是指与人类密切相关的,影响人类生活和生产活动的各种自然(包括人工干预下形成的第二自然)力量(物质和能量)或作用的总和。生态环境不等同于自然环境,只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境,仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。由此可见,生态环境实际上是环境的下位阶概念。因此,笔者认为应将《侵权责任法中》的环境解释为生活环境和生态环境。
(2)侵权法语境下环境侵权与生态侵权的区分
但是,文意上的从属关系并不能使生态侵权成为环境侵权的分支。环境与生态在文意解释上有着极大地区别。《汉语大词典》中生态的解释是:1.显露美好的姿态;2.生动的意态;3.生物的生理特性和生活习性。可以发现,生态指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态,也指生物的生理特性和生活习性,生态的定义更侧重于生态圈(biosphere)内各物种之间的联系。生态好比一个链圈,是互相联结、不断循环的一种状态。生态侵权破坏了生态圈各物种的之间的联系。人在生态中,是其链条的一部分,生态与环境影响人的方式是不同的。
(3)生态侵权的界定与特殊性
综上,生态侵权应定义为:民事主体由于经济文化等类型的交往活动使本不属于本地生态系统的物种(即本地具体生物链之外的物种)流入本地生态系统使本地生态系统失衡,导致人身、财产以及生态安全等环境合法权益受到损害及用益丧失,依法应当承担民事责任的行为。
其中,一个群落中的各种生物之间,以及生物和周围环境之间,有着极其复杂的相互关系,这种关系的整体称为“生态系统(ecosystem)”,它是指一个占据一定空间,具有一定结构和功能的有机整体,借助自我调节和外部控制不断演替变化,趋向相对稳定状态,它不断循环、较为稳定,具备完整性、连续性、平衡性。而“本地”概念具有相对性,在具体案例中必须具体界定,不能做明确划分,只要能够形成一个完整的生态循环系统就可以认定为构成一地的本地生态系统。“生态平衡”是指一个生物群落及其生态系统之中,各种对立因素互相制约而达到的相对稳定的平衡状态。在定性上,笔者认为应严格审查是否使一地生态失衡。例如某些导致外来生物入侵的案例中,当地恰均具备其上下游天敌,能够经过生物链自我运动,又形成新的完整生物链进行有机循环的情况,上下游物种只受到短暂的一般影响,虽然导致生态系统改变,但未致失衡,一般不会至损,这种特殊情形属于一般生物系统运动,为一地所接受,不宜上升至生态侵权行为。主体方面,由于我国《侵权责任法》在侵权人和行为人两个概念上的模糊,在外来物种流入、生态失衡和至损过程中提供原因力的自然人、法人或其他组织、国家机关均可成为侵权主体,又由于比一般环境侵权具备更大的潜在至损可能,生态侵权的受害人可以扩展至不特定的多数人。特别值得注意的是:有些环境侵权案件也涉及生态损害,其侵权责任应与生态侵权责任区分,比如海上
石油污染案中因石油污染物使某些物种过度繁殖或被抑制而影响生物链条致损。这类情况符合环境侵权构成要件,在对《侵权责任法》的适用上不存在问题,不属于生态侵权责任。
本文主张的这种界定看似狭窄,但却是周延的。在实践中,生态致损往往后果严重,利益极不易得到平衡,这种保守的立法模式有利于提高保护力度和制约功能。其次,随着保险法和社会保障法的发展,在人身损害赔偿领域侵权法的功能日益降低,甚至再也不介入。侵权责任法的出发点是风险由所有人自己承担,有且只有当发生归责事由时才能发生侵权责任,这是侵权法和保险法、社会保障法的本质区别,只有在这个前提下才能进而归责。所以笔者认为生态侵权责任的定性只能限定在由生物入侵导致的本地生态平衡破坏范围内。有些学者提出《侵权责任法》中环境侵权一章没有囊括进生态破坏侵权,认为应当修改之,其范畴不同于本文的生态侵权,而是着力于区分环境污染和生态污染。
生态入侵问题在我国民法体系中存在的脱节,《侵权责任法》也没有填补这个空隙。分析整个生态侵权的行为模式,我们可以看到,事先预防、审查和监管以及一旦造成生态灾难结果,损失的触目惊心和影响的深远都导致了相关行为的高成本。上文已经论述了其他法律规范或形式对生态侵权进行规制和救济的不适格以及侵权法规制的适格,那么侵权法就需要通过责任的运用来填补漏洞,将这些外部性内部化。
把生态入侵问题纳入《侵权责任法》,可以通过司法解释,比新立法或者修改其他法律更合理和简单易行。在我国侵权法已经单立的前提下,通过《侵权责任法》等私法途径为主的法律规制是我国最为现实的应对之策。
(二)制度设计上的公私法权重
首先,我国未来将建立以民法典为框架的较为完善的民法体系,私法将获得巨大发展。在维权、确权和处理各种问题时,选择私法渠道成为趋势。其次,理论上。行政救济机制的启动权应该在当事人尤其是受害人手上。但是一些地方政府或部门为了自身的政治利益,不惜牺牲受害人的法律利益,主动介入环境纠纷事件的分流解决,采用多种手段影响当事人。第三,在损害赔偿上,私法途径更专注于各个受损人的损失,比公法途径的整体目的性更人性化。排除我国现阶段关于环境权定性的争议,在我国,可堪完善的对生态权益的规范体系应由宪法和法律共同完成,侵权责任法的保护属于民法规范部分,是私法基点下正义能够伸向生态权益这一具有公权私权双重性质的尚未类型化的利益的第一双援助之手。第四,侵权法不向处于风险之中的人进行赔偿,只在风险发生时赔偿。这源于判例法的本质以及欧陆法律文化对自由的追逐所致的填平原则,这些受害人只能等待许多年后损害发生时才能去,未来损害要依赖行政法上的安全规章来获得救济。而《侵权责任法》突破了这点,因此在我国,生态侵权的规制可以降低公法权重。同时,民法责任又由于自身局限需要公法协助。作为把外部性内部化的政策工具,侵权法还需要其他政策工具的协助,需要通过公法尤其是行政法以命令、禁止、负担和税负等方式找到更有效率的解决方案。侵权法规制所产生的行政费用几乎只在损害发生时才产生,而公法规制会使相应的制度、人事等系统始终存在并持续运作,如果权重过大,将产生很大的行政费用。
因此,我国生态侵权问题的处理应逐步改变为以私法途径为主,公法途径为辅。
(三)保险救济手段的瑕疵
人们关注事后时发现用保险法等替代侵权法的合理性,侵权法在事后救济中的弱势致使其遭遇危机,人们甚至认为:本来通过简单的保险就可以令人满意地解决所有问题,但社会却偏偏要忍受着复杂的侵权法。人们忘却了由于道德风险以及被保险人的逆向选择等可能性的存在导致了保险的不足。环境生态侵权的实证研究表明,保险对于此方面责任的影响在所有的损害领域中都不完整。
论文关键词:上海世博会,生态,外来物种入侵,防治
正文:
随着信息全球化,经济贸易全球化的脚步加快,外来物种入侵给全球带来的危害也越来越严重。新时代的人们越来越关注环境保护和生物安全,而2010年被定为国际生物多样性年。在正在举办的上海世博会上,就非常显著的体现了这种环保观念。世博会园区内很多国家的展馆都对生物多样性魅力进行了展示,更加感染人们参与保护行动中。
在世博会园区内,英国馆带给了我们别有情调的礼物。英国馆看起来像是一朵蒲公英,它由6万根亚克力管构成,管子里面有900多种共26万颗种子,全部是濒危灭绝,稀缺品种。展馆里的种子来自英国皇家植物园和中国云南昆明植物研究所合作的千年中资银行项目。这个计划在上个世纪90年代就开始了,旨在基本收集完英国的植物种子,在2010年保存世界上10%植物种类的种子,至2020年保存世界上25%植物种子的种类。这是对生物多样性的畅想,也是对生物多样性保护做出的努力。
世博会园区内很多展馆的主题也都围绕着生物多样性和生态环境。这体现了整个世界对生物多样性保护理念的交流和宣传。基于此生态,我们也要从这些方面入手防范外来物种入侵,加强生物多样性的保护。
生物多样性的魅力深深吸引了大家,可是外来种入侵却是 破坏生物多样性的主要杀手。在这种绿色,低碳世博会期间宣传保护生物多样性,防控外来物种入侵具有非凡的意义。
外来物种入侵,根据世界自然保护联盟定义,外来物种入侵又称生物入侵,是指在自然、半自然生态系统或生态环境中,外来物种建立种群并影响和威胁到本地生物多样性的过程。随着国际交流,国际贸易日益频繁,外来物种的入侵的机会也大大的增多。这对经济,社会,生态等各个方面都带来了前所未有的破坏和灾难,尤其是对生物多样性的保护带来了很大困难。目前,外来物种入侵已经成为破坏全球生物多样性的最重要因素之一。在这里,要将外来物种引入和外来物种入侵区分开,并不是所有的外来物种都有害,许多外来物种对人类是有益的,例如提高生产力,提高抗病虫害能力。而对原有的生态系统造成了不良影响的才是外来物种入侵。
1 外来物种入侵的主要途径
外来物种入侵主要有三种途径:有意引入,无意引入,自然扩散。
自然扩散,主要是借助大自然本身的力量,例如水力,风力等自然因素。这种暂且不做详述。
有意引入,曾在人类发展的某些阶段盛行,为了提高生产力等人为原因将外来种引入,却由于引入不当或管理不善造成生态破坏或生态污染。例如美国大米草,根系发达,适应力强。在上个世纪80年代生态,福建为了保护滩涂,发财致富引进该植物。结果大米草见土扎根,迅速蔓延,造成无数海生物死亡,堵塞河道造成水质污染,造成了巨大经济损失和生态危机。例如,现在很多人喜欢外国的宠物,于是引进了如巴西龟之类的动物。这种宠物进口是合法的,可是很多情况下,饲养一段时间就放生了。这对新的生态环境可能带来了十分大的危害。比如在世博期间我们需要引进很多花卉草木进行园区的建设,那么不可避免的涉及到引进外来物种,这就是有意引入。
无意引入,相对来说途径比较多,情况比较复杂。一些外来物种随着贸易,旅游,运输等方式而传入。世博会是世界的盛会,在召开之际,很多国际朋友来到中国,来到上海,那么外地的朋友身上带来的一颗种子都很有可能造成危害。
2 外来物种入侵的危害
2.1外来物种入侵破坏生物多样性,加剧物种灭绝速度
地球上的生物多样性是人类宝贵的物质财富,每年为人类创造了数以亿计的财富。但近些年来,外来物种入侵严重破坏了生物多样性。外来物种入侵造成生态环境恶化,多种生物濒临灭亡。据统计,42%的生物多样性丧失是由于外来物种入侵造成的。在过去的50年里,人类已经失去了几十万种生物。
在北美,外来物种入侵对生物多样性产生严重威胁,外来物种的竞争或捕食危及到美国濒危物种,外来入侵物种威胁到了近一半濒危物种。在加拿大,外来物种已经导致约31%的受威胁物种和脆弱物种的灭绝、25%的濒危物种。目前入侵我国的外来物种达400多种,其中50余种属于世界自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来物种。中国是全球受外来物种入侵影响最严重的国家之一。
如今,外来物种入侵的破坏已经愈演愈烈,成为了全球性焦点问题。
2.2外来物种入侵造成巨大经济损失
外来物种入侵每年给全球造成的经济损失在几千亿元。据统计,英国曾经在除草剂上的投入消费了3.44亿美元,美国每年因此造成的损失达1250亿美元。而我国由于外来物种入侵造成的农林业损失也达到每年580亿人民币。外来物种入侵给我国经济带来的损失远不止这些生态,算上各种间接损失,达到了1000多亿,占到了国民经济的1%。拿2002年举例来说,13种危害最重的外来物种就给我国造成了570多亿元的重大经济损失。
2.3外来物种入侵威胁人类生存
外来物种入侵对人类健康也造成了严重威胁。外来物种经常作为病原体的携带传播媒介,使得人们对突如其来的病菌没有抵抗力。例如这几年新出现的SARS,禽流感都与外来物种入侵有着莫大关系。例如原产于北美的豚草已经入侵我国多个省市,它带来的“枯草热”给人类健康造成了很大危害,拿沈阳来说,在1983年染病患者达到了600万。
3上海世博会期间的防控措施和效果
上海世博会期间会有很多外来的花草树木来到中国,因此传入林业病虫害的可能性也比较大。这不仅可能给上海世博会园区造成危害,更有可能威胁整个国家的生态安全。这就需要将“防”“控”两方面结合起来
3.1 检疫工作——防
5月份已经开始了以上海,江苏,浙江,安徽等七个省市的林业植物检疫执法行动。这是为了防范外来物种的入侵,国家林业局、国家质检总局首次联合开展此类专项执法行动。这次上海世博会所做的检疫工作就是为了更有效的避免外来物种入侵带来的损害,当然也起到了积极的成效。
3.2 生态修复——控
在世博会园区建设中,也曾经针对生态环境被破坏的现状进行了治理。各个方面的专家就正式采用了这种生态修复,生物治理的方式。专家们在浮岛上种植水生生物,利用其发达的生态根系来吸收转化污染物。短期来看,提高了水质,改善了环境面貌。长期来看,生物修复又营造了一个完整的水生生态系统,恢复了一定的生态功能,提高了生物多样性。
4 来自上海世博会的外来物种入侵防控新思路
在上海世博会中体现了我国防治外来物种入侵的种种举措,基于此我有几点建议:
4.1从立法上,制定和完善相关法律法规
我国在防止外来物种入侵工作上起步比较晚,在上个世纪末才开始发现并重视外来物种入侵的危害。上海世博会期间的各种检疫,防控等措施都是来自于单一的文件,条文,暂时还没有一个统一的上位法可以依托。
从立法上来看,存在着以下几个问题。第一生态,缺乏防治外来物种入侵的专门性法律。我国关于保护生物的相关法律主要依据《中华人民共和国环境保护法》以及一些单行条例如《野生动物保护法》《森林法》《海洋保护法》等。但是外来物种入侵的防治却没有一个统一的系统的上位法,略显单薄,因此在执行相关工作时缺乏一定的依据或者容易产生分歧。第二,法律保护目的,范围相对狭隘。我国目前对生物多样性保护的法律多基于人类健康,经济贸易等方面,没有明确针对生物多样性保护,生态环境保护。这使得一些防止外来物种入侵的单行法律都将范围限定在“病虫害”等方面,这就没有周全的考虑到所有有可能被引入的外来物种,造成了法律的空白。同时,立法目的不完善,对外来物种引入对生态环境和生物多样性的不够明确,也就使得我国对一些例如水葫芦等只有放入生态圈以后才会产生危害的入侵生物敞开了大门。第三,法律上责任追究比较薄弱,个人责任不够明确。因此,我国公民如果引入外来物种后承担何种责任,如何承担责任相关方面都没有具体规定。
针对以上情形,我提出以下建议:首先,加快立法步伐,制定一部针对保护生物多样性,严格管理外来物种引入的专门性法律。对外来物种的风险评估,预警,防治等方面都作出详细的规定。其次,系统考虑外来物种的风险性,完善法律法规。只有周全的将外来物种的安全系数,生长特点等方面都掌握了才能更加完善具体法规条例内容。第三,我国需要建立明确追责制。对造成外来物种入侵的个人,法人都要明确问责。以民事责任追究为主,加大惩罚力度,详细规定具体问责方式,严重的还要追究刑事责任。
4.2从制度上生态,加强各部门协调和落实防治工作
外来物种入侵是一项综合性工程,涉及到多个部门。目前我国各个部门针对外来物种入侵治理上存在着很多矛盾和空白的地方,缺乏一个统一的协调部门。而且在防治工作上,主要针对有意引入方面,不够全面。在上海世博会期间采取的各种专项防治行动都对各省,各部门的协调性进行了考验。
针对这个问题,我建议:第一,建立一个特殊的专门协调机构。这个机构最好由特殊人员组成,例如可以将涉及到的农业部门,林业部门,海洋部门,司法部门等等相关的单位负责人集中在这个机构里。这样能够增进各部门的交流和沟通,有效的实施统一的法规和计划,避免资源重复,防范治理的空白。第二,防治工作上,要全面规划,要以预防为原则。先谈谈“防”,对外来物种引入,要尽可能考虑到将来的变化因素,更要避免盲目性,考虑全国范围内的因素。加强海关的阻拦作用,检疫制度要更加严格专业,建立物种入侵监管机制。建立全国性的生物数据库,对一些数据进行搜集,存储,备用可以节省很多重复工作。再来看“治”,治理的方法有物理,生物,化学等多种方式。生物治理生态,生物治理主要是构建一个新的平衡生态系统。由于外来物种入侵,缺乏天敌的制约,破坏了生态系统,那么我们可以引进该物种的天敌来进行制约,构建一个新的生态系统。当然,这要注意新引进的天敌物种是否也具有入侵性。在治理工作上,多数情况下我国采用大量的人力物力财力来进行治理,但针对性效果并不明显,我认为,很多外来物种本身具有经济价值,应当对该物种的应用价值进行研究,将该入侵物种变废为宝,而不仅仅是单纯的消灭。
4.3 从宣传上,提高公众参与和防范意识
近日,国家专门成立了“国际生物多样性年中国国家委员会”,是为了更好的开展生物多样性保护专项行动,举办生物多样性保护系列宣传活动和生物多样性保护国际论坛。现在国际多样性年中国行动也已经展开,各种宣传,专项活动都在世博会期间收到了更好的效果。
要想更好的保护生态环境,必须尽快尽善的解决外来物种入侵这一严重威胁。意识为先,要想从根本入手防治外来生物入侵,公众的参与是必不可少的。有一些外来物种的引入,是由于人们对该物种的危害认识不够,不能有效的开发本地资源,盲目的做出决定,造成了严重的后果。也有一些是由于人们缺乏防范意识,无意间将有害生物带了进来。
这就需要,政府,媒体等多方面行动起来,多管齐下生态,大力进行宣传,对外来物种入侵,生态安全这方面知识进行普及,充分调动民众的积极性。这样可以对防治外来物种入侵起到积极的作用。
目前世博会所展示的生物多样性的魅力已经深深吸引了很多人,世界各地的人们越来越关注生物多样性的魅力,借这个契机,我们在防范外来物种入侵的道路上还要走的更远。
4.4 从信息流通上,加强国内外合作
目前我国外来物种入侵形势十分严峻,应对策略却还没有跟得上国际上的脚步。因此,我们需要加强国际交流,借鉴国内外有关治理外来物种入侵方面的成功经验,建立自己的完整数据系统,同时充分利用互联网的便捷进行国内外信息共享,探索入侵物种的生物规律,可以起到事半功倍的效果。
上海世博会是一个国际大平台,在这个世纪之宴里,正是将各种理念交融,信息传递的好时机。
参考文献:
[1]高敏.外来侵袭物种的法律定义[J].世界环境. 2005,(1) .
[2]王泰祥,张军英.我国生物入侵及其防治对策.甘肃环境研究与监测,2003,12:4.
[3]张金屯.论生物多样性保护与持续发展[J].经济地理,1999,19(2):70-75.
[4]桑东莉.城镇化进程中生物多样性地法律保护[J].小城镇建设,2004,(1):68.
[5]范晓虹,李尉民.保护我国生物安全的检疫对策[J〕.生物多样性,2001,9(4):439一445.
[6]强胜,曹学章.外来杂草在我国的危害性及其管理对策「J〕.生物多样性,2001,9(2):188一195.
[7]李保平,陈红印·生物入侵对自然生态系统的影响及其防治对策.植物检疫,2002,16(6):356-359
[8]步雪琳.全球100种最具威胁的外来物种我国占一半[N].中国环境报, 2005-11-21.
[9]孙莉.植物引种与外来物种入侵的探讨〔J].森林工程,2004,20(6):6一8.
[10]外来物种引进当谨慎[N].中国环境报,2002-10-29.
[11]Invasive Species Specialist Group. SpeciesSurvival Commission. IUCN Guidelines for the Prevention of Biodiversity lossCaused by Alien Invasive Species, 2000.
[12]Daily G.CNature’s services-social dependence on nature ecosystem. Island Press,1997.
关键词: 初中语文教学 环保教育 有机渗透
环境保护是我国的一项基本国策,加强环保教育是贯彻这一国策的基础工程,也是落实科学发展观的一个重要举措,同时,环保教育也是素质教育的一个重要方面。虽然,目前的义务教育课程中尚未设立单门独科的环保课,但《全日制义务教育语文课程标准(实验稿)》明确指出:“教材应体现时代特点和现代意识,关注人类,关注自然”,“语文课程还应重视提高学生的品德修养和审美情趣,提高文化品位和审美情趣”,“各地区都蕴藏着自然、社会、人文等多种语言课程资源,要有强烈的资源意识,去努力开发,积极利用”。因此,在语文教育教学中渗透环保教育,是新形势新课标的必然要求,也是推进素质教育,提高学生思想道德素质和科学文化素质的基本手段。我经过五年的教学思考与实践,在初中语文教学中渗透环保教育,做到“渗于其中,寓于其内”,收到了良好的效果。
一、深入分析教材,充分挖掘潜在的环保素材
初中语文义务教育课程标准实验教科书含有对环保意识的体验和思考。现行人教版初中语文所选编的教材中,有一部分是涉及环保主题的课文,可以直接或间接地用来进行环保教育。这些课文有的是显性的,有的是隐性的。如八年级下册的第三单元,所选的《敬畏自然》、《罗布泊,消逝的仙湖》、《旅鼠之谜》、《大雁归来》和《喂――出来》5篇课文,主题是“关注自然,保护自然,是每一个人的责任”,都以不同的形式表达了人们对生存环境的忧虑与思考。学习本单元,就可以直接将教材内容和环保教育“挂上钩”,有的放矢地对学生进行环保教育,根本没有画蛇添足之嫌。并且,本单元的学习目标之一就是让学生在理解课本内容、熟悉科学文艺作品的同时,树立环保意识。
而有些课文是隐性的,蕴含在其中的环保内容就像埋在地下的宝藏有待去挖掘。但只要深入地分析教材,同样能使教材间接地为环保教育服务。比如,七年级上册的《山中访友》,我在教学中侧重了环境意识的张扬,引导学生在学习自然景物描写中,品味精彩生动的文学语言,从而培养学生的审美想象、审美情感,激发学生善待生命的美好感情,与自然和谐相处。八年级上册第四单元《生物入侵者》同样是隐性的素材。在教这篇课文时,就要让学生知道,“生物入侵”正是人类自己挑起的一场没有硝烟的战争,不能不引起我们的高度警觉,这同样是一个深刻的环保教育的主题。
二、利用教学途径,有机地渗透环保教育
课堂是教学的主阵地、主渠道。因此,环保教育要在课堂教学中把握好时机,巧妙地加以渗透,让学生潜移默化地去领悟、体会,从而自觉地成为环保的参与者和志愿者。在教《罗布泊,消逝的仙湖》时,我在导语中紧扣环保主题提出了一系列问题:罗布泊曾是一个怎样的仙湖?什么时候消逝的?怎样消逝的?它的消逝给我们的生存环境带来怎样的恶果?造成这种恶果的是谁?我们人类应该怎么办?在整体感悟课文内容时,让学生思考了以下几个问题:罗布泊过去是什么样子?现在又变成了什么样子?变化的原因是什么?同样的悲剧还有哪些?造成罗布泊生态环境破坏的深层原因是什么?全文表达了作者怎样的感情?在拓展延伸中,我又设计了这样的问题:课文最后提到青海湖和月牙泉两个例子,说明悲剧仍在继续,你还知道哪些类似的例子?你准备做些什么?设计这个教学环节的目的是增强学生的环保意识和社会责任感。最后,我是这样小结课文的:这篇文章用历史的教训说明生态环境保护的重要性,以强烈的呼声警醒人们,要树立全民环保意识,搞好生态环境保护。
在作文教学中,同样可以有机地渗透环保意识。学了八年级下册的第三单元几篇课文之后,我让学生写读后感和环保小论文,结果有一部分学生对环保意识深有领悟。另外,还可以搜集有关环保题材的漫画或材料,让学生进行写作。在训练话题作文时,我就挖掘环保方面的话题让学生训练,如“绿色”、“感悟自然”等话题,引导学生从环保角度来写作。这样,学生在写作训练的同时,也能受到良好的环保教育,树立环保意识。
在设计练习时,也可以融入环保意识。比如学了《罗布泊,消逝的仙湖》后,学生了解到绿地沙化已是一个十分严重的问题。课后的作业设计就从环保的实践出发,引导学生以文本为基础,选择专题进行研究,主动地获取知识、应用知识、解决问题。学生在作业中,可以联系自己掌握的历史、地理与科学学科的知识,做到各学科知识的联系和渗透,并运用知识解决实际问题,进行环保实践,真正做到活学活用。作业设计如下:
作业步骤:全班组建治沙委员会,分三大组,即指导组、情报组、攻坚组,明确研究范围。
指导组:对治理沙化的必要性及可能性进行考证,提出治理沙化的规划。
情报组:了解治理沙化的主要方式及所用的武器;考证在何处寻找所用的武器――水,汇报当前沙化的成绩和存在的问题。
攻坚组:考证如何防备沙漠进攻,如何培植防护林,考证如何反攻为守,具体的实践策略是什么。
学生根据自己的爱好和知识特长自由组成三对,集体研究讨论,可以利用课文知识,也可以利用学过的历史、地理与科学的知识,还可以上网或到图书馆查阅有关资料,最后将研究结果与有关情况形成书面报告。然后,由四位学生组成治沙委员会审议组,三个小组派代表在班级活动上交流、评价。
又如学了《生物入侵者》后,我设计了这样一题练习:学了本文,我们知道了生物入侵者是什么?那么,结合实际,寻找我市内已经出现的“生物入侵者”,分析来源,寻求解决的办法,提出书面建议和办法。结果,大家一致地发现了“加拿大一支黄花”和“水葫芦”。这种创造性的练习和设计,可以引导学生关心自己的生存环境,可以进行自主、合作、探究性地学习,还可以在练习中自觉地接受环保教育。
另外,在指导学生阅读训练时,可多采用一些以环保教育素材为主的科技类说明文,如《城市视觉污染》、《保护臭氧层就是保护人类》、《诱人的海洋能源》、《死海不死》、《秃鹰之死》、《气候的威力》等。通过这样的专题性训练,学生不仅能增强阅读能力,而且能在阅读中潜移默化地受到环保教育的熏陶。
三、开展综合性实践活动,培养学生的环保意识
以素质教育为宗旨的语文教学,不仅要注重课堂教学,而且要注重课外的综合性实践活动,内外结合,多渠道全方位地提高学生的素质。
我让学生摘录教科书和其他图书,包括报纸杂志中有关环境描写的优美语句或语段;把影视广播引进课堂,记录有关环保方面的先进经验、典型事例、人物故事等;查工具书、网络下载有关环保知识等;走访、观察、采风、搜集民间谚语等;设计广告,开展征文、演讲等活动;教学生整理学习札记和各种资料……每月进行归类整理,把关注环境教育的审美经验和科学眼光定位于信息整理和加工的习惯养成中,最后汇编成《环境手册》,由校图书馆保存,成为良好的熏陶学生的珍贵参考资料,也为环境的创生教育灌注了可持续的生机。
“我们从事野外生态学研究的科学家,与实验室的科学家有所不同,论文不仅要发表在杂志上,还要写在广袤的大地上。”
寻找最美科技人员
茫茫戈壁,一望无际的腾格里沙漠单调而乏味。
但在中科院沙坡头沙漠试验研究国家重点站站长李新荣眼里,沙漠是位最熟悉的“陌生人”。
“金沙和森林一样珍贵,沙漠是上帝给我们的地标。沙漠孕育着特殊和未知的资源,我们必须保护沙漠、善待沙漠。”李新荣说。
和酷暑严寒相伴,与风沙雨雪为伍。沙漠,就是他守护着的家园。
腾格里沙漠、毛乌素沙漠、科尔沁沙地、河西荒漠绿洲过渡区、古尔班通古特沙漠……从干旱区到半干旱区再到半湿润区,我国风沙危害最严重的地方都留下了李新荣和其团队的足迹,都留下了他们采样研究的身影。
穿着冲锋衣,背着双肩包,脚踩运动鞋,手拎观测仪,任职站长18年来,他从未停下奔赴野外的脚步。“最美野外科技工作者”的称号,李新荣当之无愧。
研发“人工地毯”固流沙
沙坡头位于宁夏、内蒙古、甘肃三省(区)交界点,在腾格里沙漠东南缘,是古丝绸之路的必经之地。“那里沙多风大,一次大风沙就可以把铁路淹没。”我国近代气象科学、地理科学的奠基人竺可桢曾这样描述沙坡头。
李新荣从事防沙治沙工作近30年,见证了这片土地从荒芜到多样的巨变。
沙坡头站始建于1955年,是中科院最早建立的长期野外综合观察研究站,位于我国第四大沙漠腾格里沙漠东南缘。
1997年,李新荣从中科院北京植物所博士后出站后本可以留京,但他放弃了所里承诺分配的80平方米房子和副研究员的待遇,选择了沙坡头站,踏上了漫长的防沙治沙之路。
从此,“草方格”“灌木固沙植被”“人工结皮”……这些技术模式,通过李新荣所在的沙坡头站研究团队的努力,将肆虐的狂沙一步步“钉”在原地,成为这巨大变化的重要支撑。
沙坡头站以“草方格”治沙闻名。一块块“草方格”,以貌似纤弱的麦草布阵联营,竟然成功地阻止了桀骜不驯的腾格里沙漠的入侵,充分显示了草根的强大力量。
“把废弃麦草一束束呈方格状铺在沙地上,再用铁锹将其沙中,留麦草的三分之一或一半立在四边,把方格中的沙子拨向麦草根部,麦草就牢固地竖立在沙地上。根据大风扬沙的弧线原理,方格四周的麦草阻挡了沙子对方格内的入侵,这种方法被誉为人类治沙史上的一项创举。”李新荣说。
20世纪50年代,以李鸣冈研究员为首的科技人员开始进入沙坡头研究防沙治沙,并在治沙过程中发明了这项独特的治沙技术。
基于长期在腾格里沙漠东南缘和草原化荒漠等地的野外观测和试验,李新荣和团队发现草方格沙障里出现的生物土壤结皮能够将流沙牢牢“钉住”,固沙效果神奇,但结皮形成的时间很长,至少需要五年以上。
于是,他们从藻类、地衣、藓类结皮中提取最适合结皮的微生物和藻类,在实验室内人工培养,将其制成释剂,喷洒在草方格沙障内的沙子上以形成土壤结皮。“我们在沙坡头站的实验地里进行了连续两年的试验,固沙效果明显。用我们的方法,人工结皮很快就形成了,如同地毯一样能牢牢‘锁住’流沙。”李新荣说。
“生物地毯”保护荒漠生态
生物入侵是全球最严重的环境问题之一,其危害主要体现在对生态系统结构和功能的破坏方面。
“西部大开发战略的实施、沙区资源的开发利用和经济、交通及旅游业的发展,为外来物种的传播提供了机遇,特别是全球气候变化引发的降水的不确定性和空间异质性,导致的阶段性局地水分和养分等生境因子的改善,为来自其他生态系统的植物入侵创造了条件。”李新荣说,沙地生态脆弱,生态系统自我修复或抵御能力相对较弱,一旦遭受外来植物的侵害将难以恢复。
在李新荣看来,生物技术有助于抵御外来物种对沙漠的入侵。“结皮就像地毯,锁定了沙子,使外来物种难以落地生根,风一吹就跑了,减少其定居的机会,可有效保护原有的荒漠生态系统。”但他也坦言,目前的生物技术只是一种辅助固沙技术。“我们需要采取‘草方格沙障+人工地毯’、种植旱生灌木的综合方法以达到高效治沙的目的。”
除此之外,沙坡头站提出降水小于200毫米沙区无灌溉植被建设的关键技术,以及干旱和极端干旱区生态重建和恢复的主要措施、沙地表面生物土壤结皮盖度保持60%的植物固沙与生态重建模式等。
“生物土壤结皮固沙技术,如同在沙上铺了一张‘生物地毯’,不但使固沙时间缩短到1~2年,还达到了‘沙面稳定、生态环保、一劳永逸’的恢复目的。”李新荣说。
如今正值寒冬,走进沙坡头站人工植被演替观测场内,会看到包括柠条、沙拐枣、花棒等在内的30余种灌木,深深扎根在沙土里。
“这里最年长的植被有60q,最年轻的也有10多岁。”李新荣说,生物多样性的恢复使原来相对单一的固沙植被系统演变成一个结构和功能相对复杂的荒漠生态系统。
“沙坡头”精神协作在先
是什么支撑了一个团队自力更生60年?是什么支撑了一个人无私奉献30年?
我们在“沙坡头”精神里就能找到答案。“团队协作,特别能吃苦,特别能奉献,特别能战斗―这句话是对‘沙坡头’精神最好的诠释。”谈起“沙坡头”精神,李新荣顿时变得异常兴奋。
因为协作。“一个好汉三个帮”,李新荣总是把团队放在第一位。“我要感谢学生和同事的全力相助,野外台站的工作作风和西北风一样,凛冽而又粗犷,但科研单打独斗的时代已经过去,我们还要在大协作中强调细腻的组织。”
因为分享。“沙坡头站是国家研究站,设有开放基金,无论是国内的哪一个科研单位,都可以申请来我们这里做科研。”李新荣说,这里提供的水、土、气、生数据,就是要让大家都来共享,所有的数据都可以向全社会开放。
因为无私。李新荣喜欢用科研成果实实在在地帮助他人。他帮助金昌市做老尾矿的植物生态修复设计,帮助鄂尔多斯市进行“高科技沙生植物生态园”规划设计。李新荣说:“我们从事野外生态学研究的科学家与实验室的科学家有所不同,论文不仅要发表在杂志上,还要写在广袤的大地上。”
因为战斗。在沙坡头站,固沙植被系统中隐花植物拓植繁衍到40种,草本16种,鸟类28种,昆虫50种,大型动物23种。“半个世纪的连续监测研究,科学地证实了在我国干旱区通过生态工程建设实现区域生态和生物多样性的恢复是可行的,为国家西部生态建设提供了科学依据。”李新荣说。
关键词:普通生态学;教学方法;教学模式;课程改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-120X(2016)14-0083-03
普通生态学是研究生物与环境相互关系的科学[1]。当今世界技术进步日新月异,大到广袤的宇宙、深邃的海洋,小到分子基因,处处都有人类的印记,人类正在以前所未有的强度影响着地球环境。与此同时,人口、资源、环境之间的矛盾日益凸显,大气污染、温室效应、海洋垃圾、生物多样性缺失、生态系统功能破坏等一系列生态问题接踵而至[2]。生态学的研究越来越受到人们的关注。生态学是新兴的、多学科交叉渗透并与人类、生物生存、现代工业发展和城市建设息息相关的前沿学科,其知识体系涉及现代科学的各个领域,其中的可持续发展、生态系统、生物种群动态及其调控等理论,在协调人与自然的关系,维护生态平衡等方面发挥着重要作用[3]。当前的生态学教学也从自然科学领域拓展到社会科学领域,形成了丰富多样的学科交叉与融合[4]。生态学前沿的飞速发展对生态学课程传统的教学方法与手段提出了严峻的挑战。
普通生态学是青岛农业大学(以下简称“我校”)海洋资源与环境专业开设的一门专业基础课。为了满足社会经济发展对应用型、复合型人才的需求,我们结合社会对专业和人才的实际需求,以培养大学生的科研能力和创新能力为目标,不断更新和完善教学内容,摒弃传统的灌输式教学方法和考核方式,探索课程教学改革方向。根据高等学校教学发展的目标与要求,针对当前生态学教学中出现的新情况和新形势,本文结合学生情况及专业需求,对普通生态学的教学方法、教学模式进行改革和调整,为海洋资源与环境专业开展生态学的教学及专业建设提供参考。
一、充分利用现代化教学手段,与传统教学手段有效结合
有效的教学手段是完成教学内容的重要途径。紧跟时代潮流,利用现代化的教学手段是实施素质教育的必要条件,是教育改革的大势所趋[5]。生态学的知识更新迅速,覆盖面广,信息量大,仅仅依赖传统的板书和教材难以及时将最新的信息传递给学生。在课堂教学中利用多媒体课件,引入视频剪辑、图片、照片、动画、纪录片等,充分利用计算机对声音、图像、文字、动画信息进行处理,形成声、像、图、文并茂的形象化教学,为学生提供全方位听觉和视觉感受,使教学内容更加直观、清晰,更富有感染,激发学生的学习兴趣。例如,在个体生态学部分生物对环境的适应,其中有形态适应、行为适应、生理适应、营养适应等不同方式,以及趋同适应和趋异适应等概念,如果单纯依赖板书和老师讲授,学生难以有直观印象。通过多媒体引入各种美丽的图片,比如有些拟态生物,学生需要仔细观察才能发现图片中或者视频中隐藏在环境中的动物;比如放映同一种鸟儿在不同的生存环境中鸟喙出现分化的照片,来表现趋异适应;通过鲸鱼和各种鱼类图片比对,表现趋同适应;图片欣赏提升感官冲击力,学生能直观理解这些概念和知识点。实践表明,利用剪辑的经典纪录片(如《冰冻星球》《生命》《行星海洋》等)在生态学教学中也是行之有效的教学手段。
由于多媒体技术教学手段缺乏灵活性和编辑性等缺点,因此,要求教师做到现代化教学手段与传统教学手段灵活结合,既要强调以老师为重心的“教”,也要注重以学生为中心的“学”,做到师生互动,将课堂授课变成艺术。比如讲到“逻辑斯蒂方程及其应用”的内容,如果直接在PPT上放映逻辑斯蒂方程,学生难以了解该方程是如何得来的。此时结合板书,画一个圆圈代表环境容量,在圆圈里面用点代表生物增加的过程,同时列出指数增长方程及逻辑斯蒂方程的推导过程,通过板书过程的对比,学生能够直观认识方程的由来,理解环境容量对生物种群增长的制约,并区别于指数增长方程。此时,再利用多媒体展示具体的事例,加深学生对问题的直观认识和理解。另外,充分利用网络教学平台与学生互动,提前将下节课程的重要知识点及相关的知识拓展内容上传到网络教学平台,让学生下载提前预习和学习,这将有助于教师利用上课时间将知识点内容进一步深化。总之,无论采取何种教学手段,教师需要意识到现代化教学手段仅是一种工具,而非教学的核心内容,只有学生才是教学的主体,任何教学手段的选择和运用都要做到以学生为中心。
二、创新教学模式
教学模式改革要以科学的研究范式为指导,以最新研究成果为基础,以教育现场综合持久的实践探索为动力[6]。教学模式改革要体现现代教育理念,突出学生的学习主体地位[7]。生态学是应用性较强的学科,其中很多的知识点可以和有趣的自然现象相结合,因此授课过程中教师应该摒弃传统的说教式的上课,以学生为主体,针对不同授课内容和知识点的特点,灵活采用案例教学、专题教学、课堂讨论、学生讲课、参与研究、学科渗透交叉等多元化的教学模式。
(1)结合案例教学。例如关于“生态入侵”的内容,事先通过网络平台提前将教材中的知识点和概念等告知学生,学生利用课下时间了解生态入侵的概念,课堂时间以生态入侵为专题,以福建的大米草、美国的亚洲鲤鱼、德国的大闸蟹等具体生物入侵的案例,讲授生态入侵的危害及防治策略,并引出天敌逃逸假说、空余生态位假说等学说的内容和前沿研究,引导学生就生态入侵的问题及解决方案、生态修复等开展讨论。通过讨论和学习,学生普遍能够从新的视角认识生态入侵,并找到相关解决方案。老师引导讨论,提高学生参与课堂的积极性和主动性。再如讲授“生态系统食物链和食物网”内容时,把我国的“桑基鱼塘”“水产综合养殖技术”等养殖模式与之联系起来,学生就能够明白完善生态系统中的食物网,增加食物链长度等,可实现能量的多级利用,并引导学生思考构建新的养殖模式。
(2)教学与最新研究成果相结合。这就要求课题组积极申报科研项目,用科研成果反馈教学。学生课后也可以参与老师的研究项目,体会书本中的知识在实践中的具体应用,提高学生学习理论知识的热情。例如我们研究鱼―参―藻―贝复合养殖系统,不同生物间的搭配可以提高生产效率和养殖水体利用率,这部分内容与生态系统能量流动、物质循环、食物网等知识点相关联,帮助学生理解生态系统服务功能,如何补充人工生态系统缺失生态位,将更多能量向人类有利的方向流动,让学生了解课题组在研究过程中采用的基础理论和技术。
(3)与其他课程和学科交叉渗透。普通生态学面向陆地生态系统的内容多,面向海洋内容少,因此,课程应该和海洋环保技术、养殖生态学等专业课程相互交叉渗透,在讲授陆地生态系统理论的同时,结合海洋生态系统,实现跨学科和跨领域的思维转换。同时,将普通生态学中的基本理论和知识点与养殖生态学、海洋环保技术等专业课程的应用结合起来,拓展学生思维宽度。如海洋环保技术中的海洋溢油、污水排放、珊瑚礁破坏、过度捕捞、海洋生物入侵、海水酸化等一系列专题,以及养殖生态学中的环境因子与养殖生物的关系均是生态学基础知识的具体体现,应结合普通生态学的基本理论。另外,邀请专家开展专题报告,将专家报告中的内容与生态学的理论基础相结合。比如邀请中科院海洋所知名专家杨红生研究员做了“美丽海湾的养护与保护:现状与展望”、邀请中国海洋大学的董双林教授做了“水产养殖产业发展的结与解”等专题报告,其中的生态修复、粮食危机等问题,均与生态学基础知识息息相关,学生理解知识的同时,领略了专家的思想和科研精神。
(4)与微课、翻转课堂相结合。生态学的许多知识点具有相对独立性和跳跃性,可以开展碎片式学习和跳跃式学习。因此,普通生态学的授课可以和微课程结合起来,将每个知识点制作成微课,学生可以利用移动终端随时随地学习,从而为课堂讨论和深入研究提供可能。微课又与案例教学、课堂讨论、专题研讨等有机结合,形成翻转课堂。
(5)与实习实践相结合。本课程没有足够学时开设实验,为弥补不足,可以与本科生的实习课程、大学生创新立项、挑战杯、导师制等相结合。例如我校海洋资源与环境专业本科生在第六学期有一个月的实习课程,这段时间组织学生到污水处理厂、海区、水产养殖企业、码头等地方开展资源调查,开展资源状况评估、水质检测、浮游、底栖生物生物量及理化环境因子调查等项目,老师指导实习过程中结合课堂理论知识,并与其他专业课结合,使学生能够融会贯通。我校海洋科学与工程学院开展“蓝鲸导航”导师制,每个本科生跟随一名导师开展实验研究,申报校级立项。例如通过课堂讨论,溢油产生的污染对海洋生物的危害引起了王丽萍同学的关注,她通过课外查阅资料及跟随导师开展研究,组建团队申报了校级大学生创新立项“石油烃胁迫对海参生理响应研究”;王亚茹同学则充分认识到了水产养殖自身污染对水环境的影响及生态修复的重要性,开展了水产养殖系统有益微生物的筛选并组建团队主持了大学生挑战杯项目“水产养殖益生菌筛选与水质效果测定”。目前,王亚茹的团队已经筛选出5株优质芽孢杆菌并保种,为老师的科研提供了材料。
三、教学考核评价方法
课程教学方式的成功,需要建立相应的课程考核体系,考核应贯穿教学的整个过程[8]。考核体系不仅包括学生对基础知识和理论的掌握, 更要考查学生发现问题、分析和解决问题的能力。根据生态学教学的目的和教务处教学改革的要求,我们设立了三位一体的评价方式,即平日成绩、考试成绩、考勤成绩相结合。将平日成绩比例提高到30%,包括课堂讨论、科研论文、实习报告,并设立相对应的评价标准。科研论文的评价应包括学生参与研究活动的积极性,对相关的理论知识的掌握程度,对已有知识和资料的运用能力,对科技论文的撰写格式的掌握程度、团队意识和合作精神等方面,由导师给出意见。在考试成绩中,加大综述题和主观题比例,结合社会热点设置题目,以考查学生运用生态学知识解决实际问题的能力。
四、做好学情分析,了解学生需求
做好学情分析是教学研究的重要生长点,是教学设计的起点。学情分析的目的是“以学定教”,对影响学生学习
过程的有效因素进行分析,侧重于方法论和实践层面[9]。目前在校的大学生以“90后”为主体,由于时代的特征,信息技术发展飞快,学生群体对知识的追求更多趋向趣味化、游戏化、体验式学习,并且学生对手机和网络的利用和依赖更高。海洋资源与环境专业学生以研究型学习为主,学生中“学霸”较多,多以考研为主,目标明确。学生已经学习过生物学课程先修课程,对生态学有初步的了解。在社会竞争越来越激烈的时代,学生群体更关注实际应用,希望能够学以致用。这个年龄阶段的学生更需要得到关心和关注,因此,教学过程中,教师要做到以人为本,摒弃老师高高在上的思想,与学生为友,快速记住学生姓名,利用课堂和课下时间主动和学生交流,征求学生对该每堂课的认识和意见。了解学生是建立良好的师生关系的基础,教学过程中以学生为主体,教师以自己的人格魅力影响和感染学生。
总之,普通生态学的教学不应拘泥于固有的模式一成不变,应该打破传统的教师说教式的知识灌输,根据学生实际情况,开展灵活多样的教学,以艺术的形式展现科学的自然历史和人与自然的关系。这也对教师提出了更高的要求,教师需要不断更新知识,与国际前沿接轨,了解社会热点,在科研领域不断探索,及时将科研成果应用于教学实践,同时,还要在教学方法上不断创新,跟随时代变迁,接受新事物,充分利用网络和多媒体新技术,将新知识以形象化、生动化、趣味化的形式展现出来。
参考文献:
[1]李庆芬,牛翠娟,娄安如,等.基础生态学[M].北京: 高等教育出版社,2002.
[2]李振基,陈小麟,郑海雷.生态学[M].北京: 科学出版社,2008.
[3]蔡昆争.普通生态学[J].应用生态学报,2005,(12).
[4]何斌.浅议《生态学》课程教学改革[J].教育教学论坛,2013,(33).
[5]刘纯.完善教学手段做好教研教改工作[J].吉林省教育学院学报(上旬),2015,(10).
[6]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报(社会科学版),2012,(1).
[7]郭玉莲.课堂教学模式改革探论[J].教育理论与实践,2012,(10).
关键词:环境生态学 农业院校 教学内容优化 教学方法 改革
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(b)-0034-02
环境生态学是20世纪70年代随着环境问题的逐渐发展而兴起的一门综合性较强的交叉学科,它运用生态学的理论,研究人为干扰下生态系统内在的变化机制、规律和对人类类反效应,寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。目前我国《环境生态学》的教材有10余部,其主要内容介绍生态学基本理论,而联系我国生态环境问题的实际内容很少,并且教材之间及教材与其它相关课程存在大量的重复。过去对环境生态学教学内容优化和教学方法的改革主要针对环境科学专业的环境生态学课程,而与农业院校生态学专业的环境生态学课程的教学大纲要求存在很大的差别。因此,本人结合多年环境生态学课程的教学实践及学生的反馈意见,对该课程教学内容、教学方法和手段等方面进行了一些探讨。
1 环境生态学课程教学内容优化措施
1.1 选择适宜教材,自已编写教学大纲
通过比较国内外多部环境生态学教材发现,国内教材比较简单,但对环境生态问题阐述的不够深入;而国外教材对环境生态阐述比较深入,但知识点太多,知识面太广,条理不够清楚。结合本院生态学专业的自身特点,选择盛连喜主编的《环境生态学导论》第二版为主要教材,以卢升高主编的《环境生态学》为辅,从生态系统的破坏与恢复―― 区域环境污染―― 生物入侵生态学―― 全球性环境生态问题―― 环境质量的生态评价为主线,重新编写教学大纲,作为环境生态学课程教学的主要内容(见表1)。
1.2 精简压缩或删减与其他课程重复的内容
根据本院生态学专业培养方案大纲,二年级开设一门专业基础课普通生态学,然而该课程与环境生态学课程教材前四章内容完全相同,必须删减这些重复内容。三年级开设了一门专业核心课“生态环境监测”,然而该课程与环境生态学课程教材中的第六章的部分内容完全相同,这部分内容也必须删除。三年级还开设了一门专业选修课“景观生态学”,与本教材的第六章也有部分内容相同,也同样精简压缩,以避免教学时间和资源的让费(见表1)。因此,根据本院生态学专业的特点性,生态学专业“环境生态学”课程教学内容重点应放在生态环境的实际应用性方面,再穿插一些普通生态学重要的理论展开讲授。
1.3 结合专业特点,合理增加教学内容
生物入侵是我国当前生态学研究领域的热点问题,特别是烟粉虱和紫茎泽兰等的生物入侵,已成为我国目前重点攻关的科研项目之一。根据本院生态学专业教学培养方案重点是农业生态学方向。因此,在讲授“环境生态学”课程时必须增加一些与农业生态类相关内容(见表1),而且又必须当前生态学方向的研究热点,同时,也更能体现出教学的时代性和前瞻性。这样使农业院校生态学专业的本科生对生物入侵渠道、危害和控制技术有一个全面的了解和认识,也能体现农业院校生态学专业学生的特殊性。
1.4 对生态学专业课程设置进行整合优化
环境生态学课程内容优化必须建立在对农业院校生态学专业培养方案深刻了解的基础上,制订详细的教学大纲和切实可行的教学计划,课程设置要有良好的延续性和关联性。所以,建议在大学二年级阶段设置普通生态学专业基础课;在大学三年级开设环境生态学、生态监测污染和农业生态工程等专业核心课;而在大学四年级阶段开设“景观生态学、农业生态学、污染生态学、植物生态学”等多门生态类的专业选修课程。而且必须根据专业特点确定每门课程的核心教学内容,实现生态学系列课程的无缝衔接,避免重复,提高教学资源的整体效益。
2 环境生态学课程教学方法的改革
2.1 课堂讨论与课堂讲授相结合
环境生态学课程的知识面广和多,大多是生态学理论原理。如果教师的知识面不广,而又不采取灵活多变的教学方法,整个课堂会枯燥无味和沉闷。因此,这对教师的教学方法提出了更高的要求。本人结合多年的教学实践,发现授课时要不断提出问题,充分调动学生的听课积极性,启发生积极思维,使学生们快乐和轻松得学,从而达到良好的教学效果。特别讲解一些枯燥无味和难懂的基本概念或理论时,可针对性的采用讨论式、互动式、启发式等丰富多彩的教学方法,鼓励师生之间相互提问、相互探讨,激发学生的学习热情和兴趣,同时,提高他们分析问题、发现问题、解决问题的能力。
2.2 教学与科研有的效结合
教学是基础,科研是主导,只有将教学与科研效结合在一起,才能使讲课的内容理加具有前沿性、独创性和启发性。教师自身的科研工作对教学也有一个很好的促进作用,可以为学生提供生动的素材。在讲授“全球性环境问题及生态对策”这一章内容时,其中有一节内容是“温室效对生态环境的影响”。内容明确指出产生温室效应的是主要温室气体是CO2。而本人就将自已获得一个基金资助的课题(高CO2升高下褐飞虱抗逆性变化的分子机制研究)的设计,思路和解决问题的方案等融入教学环节,加深学生对课程知识的认识。根据课题需要,让部分学生利用课余时间或假期作为助手参与实验,老师可适当的给学生发放一些科研补助,同时,也对学生实际动手操作能力、逻辑思维能力等方面有一个好的促进。通过鼓励学生生申请和参与大学生科学创新项目等,提高其科研素质,进一步提高学生的创造力和主观能动性,也能扩展学生的知识面,增强其团队精神和自信心。
2.3 采用研究性教学模式,强化学生的研究性学习
在讲授“环境污染的生态对策”这一章中“区域污染中的水污染”内容时,先通过实例介绍世界十大污染事件,引入水污污的危害。再由此提出问题,然后布置水污染会造成怎样的危害?有怎样的防治措施?对农业生产有什么样的影响等相关教学内容。教师把班级学生分成若干组,安排每组学生在课前分别收集相关资料和制成PPT,然后每组派个学生代表在课堂上讲解,讲完后每组相互进行讨论,最后老师进行总结与评价。采用这种研究性的教学模式,可以充分发挥学生的主观能动性,使本来枯燥无味的理论课变的生动有趣,而且激发了学生的思维,同时也有助于培养出具有创新精神和创新能力的高素质人才。
2.4 合理利用多媒体手段辅助教学
为改善教学效果与提高教学质量,需要改变传统课堂中的教学模式,应采用传统式和多媒体手段相结合方式。根据教学目标和教学对象,通过多媒体手段把抽象的内容变成合适的文字、图形、图像等多媒体信息,将抽象内容转变为生动形象的感性素材,再结合传统式教学方法(板书形式)的讲解,降低了教学难度。通过增强和丰富教学过程的外部刺激的方法,大激发了学生的主动学习的思维和兴趣,从而达到提高教学质量的目的。
3 结语
近年来,随着国际上生态理论的迅猛发展,以及全球各种环境问题的出现,使得“环境生态学”课程体系必须紧跟当前形式的发展需求,需要不断补充和更新教学内容,使教学内容更具科学性、前瞻性和动态性。作为农业院校生态学专业该课程更应突出实际应用性和时代性。通过教、学、研的全方位结合,全面提高环境生态学的教学质量和效果,同时,也能提高学生分析问题和解决问题的能力。
参考文献
[1] 杨持.生态学[M].2版.北京:高等教育出版社,2008:152-168.
[2] 卢升高,吕军.环境生态学[M].杭州:浙江大学出版社,2010:214-243
[3] 盛连喜.环境生态学导讨[M].2版.北京:高等教育出版社,2009:292-302.
[4] 雷泽湘,谢勇.环境生态学课程教学改革探索[J].科技信息,2008(2):44-45.
[5] 杨桂英,廖周瑜,曹子林,等.高等林业院校环境生态学课程教学内容优化[J].安徽农业科学,2012(12):632-633.
《普通高中语文课程标准》要求“写作教学要重视发展学生的思维能力,发展创造性思维”,但现实却不容乐观,学生的议论文写作可读性偏低,只能反复议论一般常识,以“频频出现关键词”敷衍成文,鲜有创造性的思维参与。究其原因,是学生的写作思维停留在已有的常规认知上,惰于、拙于把思维向前再跨一步,缺乏多角度、深层次辨析问题的能力,缺少挑战自我、质疑设问的意识。基于这点,本设计从训练思维多样化的角度出发,试图改变学生看问题在平面滑动的习惯,并让其认识到“善于思考,方出思想”。因为,在议论文的写作中,往往再跨一步,即非常之观。
二、教学实录
对话一
师:今天我们来练练脑子。
屏显:“滴水穿石”的启示?
生(多数学生):做事要持之以恒,有志者事竟成……
师:非常好,但这些答案并没有经过你们的大脑思考,所回答的结论早就根深蒂固地植在了脑海中,你们只不过是条件反射式地说出来了而已,因而大家给出的答案是没有真正价值可言的。
(生表示认可)
师:文章要有所创造,必须有自己独立的思考。不能止步于既有的结论,努力向前再走一步,往往别有洞天。
师:既然是启示,那可从正面意义和反面意义去思考,正面意义刚才大家罗列出了很多――有志者事竟成、贵在坚持、目标要专一,那有没有反面的启示?
生:“滴水穿石”的精神让人感动,但效率未免太低。
生:张爱玲都说“出名须趁早”呢!
师:你的联想思维非常活跃,问题抓得很准。当今社会,行之于世的一种执着精神固然重要,但快节奏的生活已经把效率推向了更高的要求。如今很多事情,还真的不能用“滴水穿石”的方式去做,“滴水穿石”有可能就意味着被淘汰。
师:从这个角度去分析,我们可以得到的启示是?
生:应当尽可能去提高效率。
师:非常好。看来,同学们不是没有分析能力,更多时候是缺少深入思考的意识与习惯,惰于在思考上再跨一步。所以,要养成从正反两方面分析问题的习惯。
师:我们接下来做一点正反分析的练习。(要求学生填出横线处与前面相反或相对的观点)
屏显:
我们说“亡羊补牢”是对的,“未雨绸缪”也是对的。
我们说“有缘千里来相会”是对的,“不是冤家不聚头”也是对的。
我们说“浪子回头金不换”是对的,“狗改不了吃屎”也不能说不对。
我们说“兔子不吃窝边草”有道理,“近水楼台先得月”不也有理吗?
对话二
师:我不止一次在报刊上读到这条很扎眼的消息――
屏显:有调查证明,那些高考状元在进入社会之后并不成功,他们大多默默无闻……
师:你们读到这则材料后有何感想?
生:高分低能是问题的关键所在。
师:很多人批判中国的应试教育就拿这点来说事,你分析的角度很准确。有多少同学在第一时间已经想到了这一点?请举手示意一下。
(多数学生举手)
师:除此之外,哪位还有新的思考与发现?我们不能满足于自己已经知道的结论。
(学生认真思考,三分钟后,仍无人发言)
师:那我们看看这则材料,材料中评价有些高考状元并不成功的理由是什么?
生:因为大多数高考状元都默默无闻。
师:那么,依该作者的观点来看,成功人士的标准应该是什么?
生:出人头地。
师:换句话讲,出人头地就算成功,没有出人头地便是失败。顺着这个思路再想下去,看看会有什么新的发现与思考?
(学生思考片刻后发言)
生:这样的评价方式太过偏激,太过固执。(有学生补充说太过世俗)
师:“固执”“世俗”用得特别精辟。默默无闻就不好吗?默默无闻的人生就是失败的吗?
师:分析到这,引发了我们另外的思考――怎样的人生才算是成功?
生:不能用“名利”去看待一个人。
生:幸福的人生就是成功的。
师:我们似乎还可以从中去探讨当今社会的世俗价值观取向问题。以下一则材料或许也能带给我们启示――
屏显:美国总统杜鲁门当选后不久,有位客人前来拜访他的母亲。客人笑道:“有哈里这样的儿子,你一定感到十分自豪。”杜鲁门的母亲赞同地说:“是这样,不过,我还有一个儿子,也同样使我感到自豪,他现在正在地里挖土豆。”(学生看后,甚有所悟)
师:这个话题还可以讨论下去,随着分析的深入,会收获意想不到的思想之花。从最开始得出的众所周知的既成结论,到这时的世俗价值观取向问题,甚至中西文化的差异问题等等,思维的质量在逐步提高。我们可以体会到,于无疑处质疑,不满足于已有的,多走一步,即得非常之观。
对话三
师:《水浒传》大家并不陌生,哪位同学谈谈自己的感受。
生:我是通过影视了解的,前半部分特过瘾,后面的“招安”就看得很憋气了。(多数学生表示认同)
师:我们大家的感受是一样的。我在看后部分的时候老在咬牙切齿――宋江为什么要招安!我想既然《水浒传》是小说,那么是作者安排了宋江带领梁山好汉去招安的,那作者的用意何在呢?顺着这个问题,我们试着“再走一步”。
(学生感到分析困难)
师:宋江是梁山的首领,宋江在落草之前是个什么人物?
生:押司,是个小吏。
师:宋江是主动上梁山的吗?
生:不是,和其他人一样,是被逼上梁山的。
师:既然宋江是宋代的一个官吏,那么他的身上就必然烙上了宋代官方文化的精神信条,即成熟的儒家文化核心――忠义。那么这一思想会让他在落草为寇后产生怎样的行为愿景?
生:招安。
师:往小处说呢?
生:洗刷掉盗寇的罪名。
师:所以,宋江带领众英雄始终在做一件最核心的事,就是向朝廷和百姓宣告,他们不是强盗,他们是被逼上梁山的。因而“打方腊”是为了什么?
生:向朝廷表示忠义之心。
师:宋江带领梁山好汉如此惨烈去“招安”,就是为了给兄弟们一个名正言顺的名分――他们都是忠义之人,而非贼寇。尽管那是一条死亡之路。
师:我们想一想,《祝福》中的“祥林嫂”之死是谁造成的?有没有具体的凶手?
生:没有,是封建礼教。
师:那么,宋江一心想招安,如此固执,以至于以死明节,根源在哪里?
生:宋代的官方文化打上的精神枷锁。
师:我们可以得出这样的结论了,“打碎束缚奴隶精神上的枷锁远比打碎束缚奴隶肉体上的枷锁更重要”。
师:《水浒传》的作者用梁山英雄飞蛾扑火似的忠义之节告诉了我们这一朴素的真理。
师:刚才的分析,我们是从哪些角度对问题进行思考的?
生:文化、政治、社会的角度。
师:我们分析一个问题,不能单看事件本身,更多时候要把问题放到社会、文化、政治的大背景中去思考,去追根溯源,才会想得更透,走得更远。
对话四
屏显材料:
食人鲳入侵:原产于亚马逊河中的一种凶猛鱼类食人鲳,被引入我国内陆河流后,疯狂地捕食其他鱼种,导致其他鱼种大量减少甚至灭绝。
鲶鱼效应:挪威渔民在装沙丁鱼的鱼舱里放入一条鲶鱼,由于环境陌生,鲶鱼四处游动;而沙丁鱼发现这一异己分子后,也会紧张起来,加速游动。这样,可以避免沙丁鱼在运输途中由于缺氧窒息而死去。
师:看了这两则材料后有何分析与思考?你会由此而想到什么?
生:这两则材料形成对比,但又是在说同一个问题。
生:前一则告诉我们有的生物入侵会带来灾难,后一则告诉我们有的生物入侵会带来活力。我得到的启示是,看问题不能一概而论,要具体分析。
师:有道理,同一个问题可能会有完全相反的两种结果,存在有利的一面,也会存在有害的一面。这就告诉我们分析问题要用辩证的思维。
师:由生物入侵这种现象,我们如果联想到外来文化和本土文化、传统与科技的种种现状,由此及彼,你会有哪些思考?
生:传统文化在科技的日新月异中慢慢消失,如今年湖北高考作文题“传统书信与现代科技”就说明了这一点。
生:真正传统的文化是不会消失的,像春节,再过多少年,它仍然是中国人的春节。每年的这个时候,不管在哪里,不管有多难,人们总是要回家团圆。
师:所以今年的湖北高考作文题是要辩证分析的。还有谁可以补充?
生:当今世界是高度融合的世界,交流与往来日益频繁,外来文化涌入本土文化是必然的,像圣诞节、情人节、父亲节、母亲节等等,我们很欢迎它。
师:可以说,外来文化让本土文化受到了一定的冲击,也让本土文化焕发了新的生机。因而,这是一个需要辩证看待的问题。结论肯定或否定地偏向某一方,都是欠妥的。
师:分析问题,特别是事理性问题,不能过于绝对化,辩证地思考才会更全面,更合理。
一、《应用生态学报》是中国生态学方面的一本具有相当影响力的学术期刊。本刊主要报道应用生态学领域的创新性科研成果与科研进展,反映我国应用生态学的学术水平和发展方向,跟踪学科发展前沿,注重理论与应用结合,促进国内外学术交流合作与人才培养。
内容主要包括森林生态学、农业生态学、草地生态学、渔业生态学、海洋与湿地生态学、资源生态学、景观生态学、全球变化生态学、城市生态学、产业生态学、生态规划与生态设计、污染生态学、化学生态学、恢复生态学、生态工程学、生物入侵与生物多样性保护生态学、流行病生态学、旅游生态学和生态系统管理等。
二、《生态学报》(半月刊)创刊于1981年,是由中国科学技术协会主管、中国生态学学会中国科学院生态环境研究中心主办的我国生态学及生态学各分支学科研究领域的综合性学术期刊。
本刊宗旨:报道生态学领域最新的基础理论和原始创新性研究成果,促进国内外学术交流和学术争鸣,推动我国的生态学研究发展,培养造就生态科学研究人才,为知识创新服务,为实施国家可持续发展和科教兴国服务。
三、《生态学杂志》主要刊登生态学领域有创造性,立论科学、正确、充分,有较高学术价值的论文,反映中国生态学的学术水平和发展方向,报道生态学的科研成果与科研进展,跟踪学科发展前沿,促进中国内外的学术交流与合作。
在陕西省档案馆名人库里,收藏着建国五十余年来各行各业、各条战线的著名人物档案。这些文字的、图片的、音像光碟的、实物的档案,记录着他们成长的足迹,记载着精英们对陕西政治经济方面的贡献,是历史的最好考证。党和政府永远不会忘记他们,将这些工作、生活中形成的档案作为国家档案馆馆藏的一部分载入史册,用以存史、资政、育人。
陕西省档案馆名人库里各类载体的档案,曾吸引了省内外的档案界同仁,吸引了上至中央电视台下至地方报纸的十数家媒体,省上领导贾治邦、袁纯清、罗振江、桂中岳、李溪溥、李森桂、范明等现任、离休领导及国家档案局副局长郭树银等都前来视察指导过。在仔细的观看了名人档案微型展览及经过系统分类整理的人物档案全宗后,他们提出了各种各样的问题和建议。记得有人曾问我:省农业厅厅长史志诚的档案你们这里有吗?我当时回答:“有。他仅仅做为厅长的职务是不够名人标准的。史志诚同志是作为中国农学会副会长、中国畜牧兽医学会和中国毒理学会副理事长三个国家级学会副职而建立著名人物档案的。”此殊荣在全国都是罕见的,少有的。
我和我的同事在征集、整理档案的过程中,通过大量的档案、资料看到史志诚同志不仅是农业和畜牧业经济方面的管理者,而且确是一位在社会科学和自然科学两个领域都有建树的学者、专家。他1941年出生于陕西榆林,曾就读于陕西榆林农业学校兽医专业和西北农业大学,获农学硕士学位。1958年参加工作,先后在省农林厅、省畜牧厅、省农牧厅、农业广播学校和省农业厅等单位工作、任职,现任陕西省人大常委、农业与农村工作委员会副主任。1997年6月,中国工程院副院长卢良恕院士为史志诚题写的“宏观研究与微观研究相结合,社会科学与自然科学相结合,为祖国繁荣昌盛创造性地工作。”就是对他最好的赞誉。
为农业发展尽心尽力
确保粮食安全是农业综合生产能力的最重要的标志。1996年,史志诚被任命为陕西省农业厅厅长,当时面临的形势是粮食连续两年徘徊在200亿斤上下,全省人均640斤,低于全国脱贫标准的700斤。面对粮食生产问题,他集中力量采取以推广地膜小麦和地膜玉米为主要内容的综合创新增产技术和相应措施,经过三年的努力,1998年全省粮食总产达260亿斤,人均720斤,达到陕西粮食总产历史新高。农业部部长刘江来陕视察时指出:陕西实现粮食自给,丰年有余,就是对全国的贡献。他对1998年陕西粮食增长幅度之大非常满意,给予了奖励。史志诚组织的“小麦地膜覆盖栽培技术推广”。还获2003年农业部丰收计划一等奖;主持的“确保我省粮食产需平衡的对策研究”,获得2004年省决策咨询委员会优秀建议一等奖。
正确导向农业产业化经营的理论研究,是我国传统农业向现代化农业转变的迫切任务之一。90年代兴起的农业产业化经营是一种经营方式的变革。对农村经济结构的调整,农业经营方式的转变,提高农民收入都起到明显的作用。然而,农业产业化经营的提法不够规范。针对这个问题,史志诚就农业产业化经营问题于1997年11月答中央人民广播电台记者黄立新,他认为:农业产业化的提法应当规范为“农业产业化经营”,防止将“产业化”与“现代化”相提并论,更要防止将“产业化”替代“现代化”的倾向。他的研究论文“农业产业化经营若干经济理论分析”送给国务院农业研究中心杨雍哲主任并发表在农业部《农村经济文稿》1997年第8期上,引起有关部门重视。之后在1998年召开的党的十五届中央委员会江总书记的报告中将农业产业化明确规范为“农业产业化经营”。
警惕有害有毒生物入侵是我国加入WTO面临的新问题。2001年在长春召开的中国科学年会上,史志诚发表了“加强有毒有害植物的研究与防治”论文。新华社记者王永康采访后在“国内动态清样”发表专家建议指出,随着我国加入WTO后农产品进口、人员货物往来增加,来自国外的有毒有害物质的威胁就会大大增加,我国应加强对有害生物风险分析(PRA)的研究,为防止有害植物入侵提供科学依据。副总理11月19日批示农业部,杜青林部长批示农业部、中国作物协会在中国农科院召开座谈会,听取了史志诚和有关专家的汇报,写了“关于迅速采取措施预防和控制我国外来有害植物的建议”,进一步促成中国毒理学会、农业部农业技术推广服务中心和陕西省科协,于2002年11月在西安联合召开了“加入WTO与防止有害生物入侵研讨会”,来自北京和各地的专家、教授参加了会议,就有关立法、执法,加强海关检查等措施提出了具体意见和建议。
史志诚同志为推进生态农业建设做了大量基础性工作。1997年6月根据程安东省长关于如何发挥渭北粮食生产优势,发展生态农业,再造一个陕西的指示,史志诚同志请示省政府同意,邀请中国工程院副院长卢良恕院士等粮食问题和生态问题专家来我省联合考察,提出“关于陕北、渭北粮食生产与农业持续发展的报告”送姜春云副总理。姜春云副总理于97年7月6日做了“对情况分析和今后意见值得重视”的批示,并于7月下旬来陕考察,提出“关于陕北地区治理水土流失,建设生态农业的调查报告”,总书记8月5日批示“我写了一点意见,另页。”这就是著名的“再造一个山川秀美的西北地区”的批示。1999年5月史志诚再次邀请中国工程院副院长沈国舫院士来陕考察,提出“黄土高原生态环境建设与农业可持续发展”的报告,送国务院领导同志,8月6日,总理来陕视察,史志诚厅长作为陪同人员,在延安亲耳聆听了总理作出的“退耕还林还草”的重大决策。自此一个大规模的全国性的退耕还林还草全面展开。我省连续八年得到国家大力支持,退耕还林还草取得重大进展,不仅稳定了粮食生产,而且使生态环境有了很大改观。
创立畜产经济新理论
加速发展生物经济使中华民族重回世界先进民族之林
生物经济与网络经济比较,具有资源依赖性强、技术通用性强、市场垄断程度低等特点,为广大资源丰富的发展中国家提供了一次难得的、实现跨越发展的机遇。我国是一个生物资源总量丰富,生物产品市场潜力大的发展中国家,加速发展生物经济,是我国解决实现全面建设小康社会目标面临的粮食安全、能源安全、环境安全、生物安全等重大问题,提高人民健康水平的必然选择。
我国明确提出转变经济增长方式已经有10多年了,但是直到2004年我国GDP占世界的4%,钢铁、水泥、煤炭等资源的消耗量却占世界总消费量的30%-40%,传统的增长方式没有得到根本性转变。其主要原因之一是缺乏新技术,难以培育新的产业,调整经济结构只能停留在口头上、文件上。要实现经济翻两番的宏伟目标,调整经济结构,转变经济增长方式,必须依靠新技术,开发新产品,发展新经济。比较而言,信息技术能够大幅度提高信息传播的速度,提高劳动生产率,但从根本上解决提高人民健康水平、保障粮食安全、改善生态环境、缓解能源压力、保障生物安全等重大问题,生物技术则更具有根本性的作用。我国资源浪费严重,需要大力发展循环经济,提高资源利用率,但生物经济是一个崭新的概念,缺乏社会的广泛认同与支持,生物产业正处在起步阶段,生物技术则是我国需求最迫切、影响范围最广、技术差距最小的领域,《国家中长期科学与技术发展规划纲要》已经明确把生物技术作为我国未来高科技迎头赶上的重点。我国生物技术、生物经济的发展已经迎来了难得的发展机遇。
经济发展、人民健康、社会和谐不但对发展生物经济有迫切的需求,而且我国具有社会主义制度有利于集中力量办大事、生物资源丰富、优秀人才辈出、企业初具规模、市场潜力巨大等发展生物经济的优势,只要我国采取像抓两弹一星、神舟载人飞船那样的重大措施,我国完全可能成为生物技术强国,生物产业大国。为此,建议实施“生物经济强国战略”,抓好六项措施。
1、实施“生物经济强国战略”。建议像当年抓“两弹一星”那样抓“生物经济”,把“生物经济强国战略”作为当前和今后20年经济发展、社会进步的战略重点来抓。“生物经济强国”的具体目标是:实现生物技术强国,生物产业大国的目标,使我国在生物经济时代再创辉煌,加速实现中华民族伟大复兴的宏伟目标。基本设想分“三步走”:第一步为技术积累阶段,2010年前完成;第二步为产业崛起阶段,2015年前后完成;第三步为持续发展阶段,从2020年开始持续快速发展,力争到2020年生物产业总产值达到25000-30000亿元,占当时GDP的7%-8%,成为国民经济的支柱产业之一。
2、落实“人才强国”战略,把“招揽尖子人才回国行动”作为重点,加速造就一支世界一流的生物技术研发队伍。据专家统计,全球生物技术领域高水平学术论文中有40%%以上是华人主持或参与完成的。华人已经成为世界生物科学领域最活跃力量之一。我国约有8万留学人员在海外从事生物技术相关研究,其中约2000人已经学有所成,进入国际生物技术最前沿的领域,这些人才已经形成了“生物技术海外兵团”。初步估算,拿出修20公里高速公路的经费,就能吸引高水平的2000名优秀人才回国工作,造就一支世界一流的生物技术队伍,不仅能够大幅度提高我国生物技术研究开发能力,更重要的是能大大缩小我国与发达国家的差距。因此,建议有关部门尽快研究制定一些特殊的政策,把招揽尖子人才回国,作为生物技术、生物经济发展的突破口。科技部、北京市等有关部门共同创办的北京生命科学研究所在招聘尖子人才方面已经积累了一些经验,实践证明是可行的。
3、把“加速生物技术自主创新,推动新科技革命”作为未来科技工作的重点,加速我国成为生物技术强国、生物产业大国。我国生物技术总体上还处在技术积累阶段,要按照小平同志“发展高科技,实现产业化”的要求,切实改变重论文轻开发产品、重学术水平轻市场前景、重科研院所力量轻企业研发力量、重项目支持轻基地建设、重单项技术突破轻系统技术组装等问题,瞄准经济发展、社会进步对技术的重大需求,集中力量,切实解决一批制约经济发展和社会进步的瓶颈问题。立足于培育新的经济增长点、立足于大幅度提高国家核心竞争力。提高自主创新能力,加速我国生物技术由跟踪模仿向自主创新转变,由重论文向论文、专利、产品协同发展转变,由技术积累阶段向产业崛起阶段转变。建议在国家科学与技术中长期规划和“十一五”科技计划中把生物技术作为重中之重,在经费、人才、基地、项目等方面给予重点支持。
4、把“发展生物经济、培育新的经济增长点”作为未来产业发展的重点,加速我国成为生物产业大国。在国民经济中长期规划及“十一五”计划中把生物产业作为新的经济增长点来培育,出台专门的政策,安排专门的基金,把发展抗盐碱转基因植物增加1亿亩可耕地,发展生物能源再造1个绿色大庆,发展生物材料培育千亿的生物材料产业、发展生物医药产业等作为重点产业,优先支持。同时,对我国在国际市场上有优势的生物产品,如疫苗、维生素、青霉素、氨基酸、味精、啤酒、酱油、醋等,在技术、人才、资金、进出口等方面给予重点支持。加速发展我国完全能够培育一批国际一流的生物技术企业。
【关键字】校园周边资源 观察实验和实践探究 生产生活实际
渗透校园绿色建设
充分的利用校园周边资源搞好生物课程教学工作是每位中学生物教师想去面对而又难于副付嘱实行的重要课题,因此在教学中我立足于从生活中来,到生活中去,充分利用本地的资源进行课内外教学与实践,带领学生进行实地调查、探究,既增强了教学的趣味性、直观性和实践性,又培养了学生的创新精神和观察、思考、动手操作等综合实践能力。下面谈谈本人在生物教学中
几点体会:
1、 利用校园周边资源进行生物课堂教学,激发学习生物的兴趣
我们学校所在地区的动植物种类比较多,在学习“调查我们身边的生物”时,我们带学生到野外,让他们自己调查。在学习“植物的种类”时,我们也把学生带到生物园,给学生介绍常见的裸子植物和被子植物,介绍被子植物常见的科属,如蔷薇科、菊科、十字花科等,并根据植物的生长环境可以将它们分为水生植物、荫生植物、阳生植物等,介绍常见的经济作物,如小麦、玉米、马铃薯等。这样,既让学生了解了植物的种类,又让学生在美丽的自然环境中陶冶了性情。
在学习“观察种子的结构”时,由于种子是比较容易获得的,比如家里会存储一些花生啊、豆类啊、无花果啊等,我们便让学生自带感兴趣的种子到实验课上来观察。通过对多种种子的结构的观察,学生便能找出其中的共同点,进而掌握种子共同的结构。
2、带领学生实地调查校园周遍生物资源,培养学生的动手能力
在初中生可做的课外实践中,除了实验以外,调查是一种非常可行的实践,调查的范围可大可小,调查报告也比较容易写,在调查过程中还可锻炼学生的交际能力,使学生学到很多课本以外的知识,学生在课外实践时都比较乐于进行调查。在学习生物入侵这一知识时,我们给学生介绍了一些本地有的入侵生物,如水浮莲、薇甘菊等,学生对此很感兴趣,特别是讲到植物杀手薇甘菊时,有几个同学立刻产生了浓厚的兴趣,在课后来问薇甘菊是不是真的那么厉害,本地有多少植物被它们杀死了,于是我便叫他们对此进行课外调查。这大大提高了他们学习生物的兴趣,并带动了整个班级学习生物的兴趣。在学习“动物与人类的关系”时,我让学生对人所养的宠物进行观察和记录,了解他们的特征和生活习性并初步进行分类。在讲动物在人们生活中的作用时,我们举了本地农副产品交易会上的一些实例,并给学生简单介绍了交易会上的一些情况,课后有些同学对此产生了兴趣,并其进行了调查,并撰写了小论文。
3、校园周边现有材料资源比较丰富,带领更多的学生去观察探究
校园周边现有材料资源比较丰富,在观察中可以多备些材料。如观察鱼的呼吸和游泳时,可让学生多备些脸盆和几条鱼。剪掉鱼的各种鳍,进行反复观察。
4、教学中多结合生产生活实际去探究生物学知识
在探究中,让学生让学生为生产生活中发现的问题收集资料,然后一起来处理和解释,最终在课堂中来解决。如粮食的发热、鸡瘟的传播、昆虫的趋光等生物现象的发现。学生把有关这些生物现象资料收集起来,老师再帮助加以分析,得出结论,就是探究的方法。这种方法可以用来探究生产和生活中的好多生物现象,也是培养学生生物学技能良好方法。
5、在教学中倾心渗透联系规划学校的绿色建设
在教学过程中,我们可以让学生联系学校的绿色建设进行举例比如,我们让学生课前先调查学校池塘生态系统的组成并进行分析、总结,课上进行小组交流,最终引出生态系统的概念、结构组成等,这样不仅使学生容易接受知识,而且也提高了学生的学习兴趣,加强了学生之间的合作和交流。同时使得学生有了热爱校园的激情,进行了美育教学。根据“在生物教学中对学生进行德育教育”的要求,教育学生在环境优美的校园中生活,春夏之际,百花盛开,使人神清气爽,引导学生健康向上,朝气蓬勃,充满青春活力;秋冬时节,菊桂飘香,松梅傲雪,可培养学生坦荡豁达的性格和顽强、拚搏进取的精神。
6、组织学生分析各种绿化植物的性状、生活习性参与绿色校园建设
我们可以组织学生根据所学的生物学知识,分析各种绿化植物的性状、生活习性等,以及联系美学知识分析如何合理搭配绿化植物,为学校的绿化建设提出更好的建议。这使得学校季季有景、处处有景,美化校园。在这过程中,让学生感到自己也是学校的主人翁,有了集体荣誉感。