土壤退化研究的进展与趋向论文五篇范文

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第一篇:土壤退化研究的进展与趋向论文

提 要 定义了土壤退化的概念,分析了全球及我国土壤退化概况,总结了土壤退化的研究进展,最后提出了土壤退化科学的研究方向。

关键词 土壤退化;概况;进展;方向

鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显?耐嘶结果?/P>

2全球土壤退化概况

当前,因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题,已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计,全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看,地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出,约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲;就土壤退化类型来看,土壤侵蚀退化占总退化面积的84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等级来看,土壤退化以中度、严重和极严重退化为主,轻度退化仅占总退化面积的38%[3~6]。

全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3~6]显示,土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蚀影响占56%,风蚀占28%;至于水蚀的动因,43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理,而风蚀的动因,60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏;全球受土壤化学退化(包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等)影响的总面积达240万km2,其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%);全球物理退化的土壤总面积约83万km2,主要集中于温带地区,可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3我国土壤退化状况

首先,我国水土流失状况相当严重,在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7],1996年我国水土流失面积已达183万km2,占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2,占该区土地总面积的1/4[8]。同时,对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明,在过去的30年中,其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%~2.5%的速率增加[9],水土流失形势不容乐观。

其次,从土壤肥力状况来看,我国耕地的有机质含量一般较低,水田土壤大多在1%~3%,而旱地土壤有机质含量较水田低,<1%的就占31.2%;我国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下,其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省(区)严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上;缺磷土壤面积为67.3万km2,其中有20多个省(区)有一半以上耕地严重缺磷;缺钾土壤面积比例较小,约有18.5万km2,但在南方缺钾较为普遍,其中海南、广东、广西、江西等省(区)有75%以上的耕地缺钾,而且近年来,全国各地农田养分平衡中,钾素均亏缺,因而,无论在南方还是北方,农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势;缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道,就东部红壤丘陵区而言,选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响,处于中、下等水平,高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和 33.3%,在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外,其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例,约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥;化肥、农药施用量逐年上升,地下水污染不断加剧,在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l;同时,在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4土壤退化研究进展

自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化专著以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEP)又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化(即荒漠化)评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地,117个国家粮食将大幅度减产,呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究,并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9际水土保持学会也?nbsp;1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会,从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且,国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议,并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化,在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视,并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识,并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时,在亚洲,由UNDP和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来,国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展:①从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的综合角度,研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系;②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化的过程与本质及机理;③从历史的角度出发,结合定位动态监测,?芯扛骼嗤寥劳嘶的演变过程及发展趋向和速率,并对其进行模拟和预测;④侧重人类活动(特别是土地利用方式和土壤经营管理措施)对土壤退化和土壤质量影响的研究,并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合,进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广;⑤注重传统技术(野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等)与高新技术(遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等)的结合;⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响?/P>

我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了0~20cm及0~100cm土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用MAGIC模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。

然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。

我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:

(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;

(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;

(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;

(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点(Benchmarksites)的选建、3S(GIS、GPS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;

(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;

(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综

合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;

(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。

参考文献

1RLal.Soilqualityandsustainability[A].In:

RLal,WHBlum,CValentine,etal.Methodsfor

AssessmentofSoilDegradation[C].USA:CRCPress

LLC,1998,17~30.2赵其国,孙波,张桃林.土壤质量与持续环境I.土壤质量的定义及评价方法[J].土壤,1997,(3):113~120.3GLASOD.Globalassessmentofsoildegradation[Z].Worldmaps.Wageningen(Netherlands):ISRICandPUNE,1990.4OldemanLR,Engelen,VWPVan,etal.Theextent

ofhuman-inducedsoildegradation[Z].Annex5“World

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Vearasilp,etal.ConferenceReportof2nd

InternationalConferenceonLandDegradation[R].Bangkok:DLD,1999.15~33.13赵其国,张桃林,鲁如坤,等.我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究[R].南京:中国科学院南京土壤研究所,2000.

第二篇:环境保护论文-土壤退化研究的进展与趋向

提要定义了土壤退化的概念,分析了全球及我国土壤退化概况,总结了土壤退化的研究进展,最后提出了土壤退化科学的研究方向。

关键词土壤退化;概况;进展;方向

中图分类号S158.文献标识码A

文章编号1000-3037(2000)03-0280-0鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显?耐嘶峁?/p>

2全球土壤退化概况

当前,因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题,已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计,全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看,地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出,约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲;就土壤退化类型来看,土壤侵蚀退化占总退化面积的84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等级来看,土壤退化以中度、严重和极严重退化为主,轻度退化仅占总退化面积的 38%[3~6]。

全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3~6]显示,土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蚀影响占56%,风蚀占28%;至于水蚀的动因,43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理,而风蚀的动因,60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏;全球受土壤化学退化(包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等)影响的总面积达240万km2,其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%);全球物理退化的土壤总面积约83万km2,主要集中于温带地区,可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3我国土壤退化状况

首先,我国水土流失状况相当严重,在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7],1996年我国水土流失面积已达183万km2,占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2,占该区土地总面积的1/4[8]。同时,对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明,在过去的30年中,其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%~2.5%的速率增加[9],水土流失形势不容乐观。

其次,从土壤肥力状况来看,我国耕地的有机质含量一般较低,水田土壤大多在1%~3%,而旱地土壤有机质含量较水田低,<1%的就占31.2%;我国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下,其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省(区)严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上;缺磷土壤面积为67.3万km2,其中有20多个省(区)有一半以上耕地严重缺磷;缺钾土壤面积比例较小,约有18.5万km2,但在南方缺钾较为普遍,其中海南、广东、广西、江西等省(区)有75%以上的耕地缺钾,而且近年来,全国各地农田养分平衡中,钾素均亏缺,因而,无论在南方还是北方,农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势;缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道,就东部红壤丘陵区而言,选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响,处于中、下等水平,高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和 33.3%,在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外,其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例,约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥;化肥、农药施用量逐年上升,地下水污染不断加剧,在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l;同时,在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4土壤退化研究进展

自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化"专著以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEp)又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化(即荒漠化)评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地,117个国家粮食将大幅度减产,呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究,并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9仕帘3盅Щ嵋灿?nbsp;1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会,从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且,国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议,并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化,在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视,并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识,并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时,在亚洲,由UNDp和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来,国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展:①从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的综合角度,研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系;②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化的过程与本质及机理;③从历史的角度出发,结合定位动态监测,?芯扛骼嗤寥劳嘶难荼涔碳胺⒄骨飨蚝退俾剩⒍云浣心D夂驮げ猓虎懿嘀厝死嗷疃ㄌ乇鹗峭恋乩梅绞胶屯寥谰芾泶胧┒酝寥劳嘶屯寥乐柿坑跋斓难芯浚⒔寥劳嘶睦砺垩芯坑胪嘶寥赖闹卫砗涂⑾嘟岷希型恋馗录际鹾屯寥郎δ鼙;さ氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋┯敫咝录际酰ㄒ8小⒌乩硇畔⑾低场⒌孛娑ㄎ幌低场⒛D夥抡妗⒆蚁低车龋┑慕岷希虎薮由缁峋醚Ы嵌妊芯客寥劳嘶酝寥乐柿考捌渖Φ挠跋臁?/p>

我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[

8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了0~20cm及0~100cm土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用MAGIC模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数(CpI)值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。

然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。

我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:

(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;

(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;

(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;

(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点(Benchmarksites)的选建、3S(GIS、GpS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;

(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;

(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;

(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。

参考文献

1RLal.Soilqualityandsustainability[A].In:

RLal,WHBlum,CValentine,etal.Methodsfor

AssessmentofSoilDegradation[C].USA:CRCpress

LLC,1998,17~30.2赵其国,孙波,张桃林.土壤质量与持续环境I.土壤质量的定义及评价方法[J].土壤,1997,(3):113~120.3GLASOD.Globalassessmentofsoildegradation[Z].Worldmaps.Wageningen(Netherlands):ISRICandpUNE, 1990.4OldemanLR,Engelen,VWpVan,etal.Theextent

ofhuman-inducedsoildegradation[Z].Annex5“World

Mapofthestatusofhumaninducedsoildegradation,Anexplanatory

note.”Wageningen,Netherlands:ISRIC.1990.5OldemanLR,HakkelingRTA,SombroekWG.Worldmapofthestatusofhuman-inducedsoil

degradation[Z].Anexplanatorynote,Wageningen,Netherlands:ISRIC

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degradation[A].In:DJGreenland,ISzabolcs.SoilResilienceandSustainableLandUse[C].CABInternational, Wallingford,UK,1994,99~118.7中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴[Z].北京:中国农业出版社,1997.8张桃林.中国红壤退化机制与防治[M].北京:中国农业出版社,1999.9红黄壤地区农业持续发展战略研究专题协作组.红黄壤地区农业持续发展研究(第一集)[C].北京:中国农业科技出版社,1993.10鲁如坤.土壤—植物营养学[M].北京:化学工业出版社,1998.11孙波,张桃林,赵其国.我国东南丘陵区土壤肥力的综合评价[J].土壤学报,1995,32(4):362~369.12CAnecksamphant,CCharoenchamratcheep,T

Vearasilp,etal.ConferenceReportof2nd

InternationalConferenceonLandDegradation[R].Bangkok:DLD,1999.15~33.13赵其国,张桃林,鲁如坤,等.我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究[R].南京:中国科学院南京土壤研究所,2000.

第三篇:生物医学材料研究进展论文

生物医学材料的研究进展

生工092班 范秋苹 090302219 生物医学材料是生物医学工程学的四大支柱之一。就学科研究的内容而言,涉及到化学、物理学、高分子化学、高分子物理学、无机材料学、金属材料学、生物化学、生物物理学、生理学、解剖学、病理学、基础与临床医学、药物学、药剂学等多门学科。为了达到满意的临床效果,还涉及到许多新的工程学和管理学的问题。生物医学材料在医学上的应用为医学、药学、生物学等学科的发展提供了丰富的物质基础,反过来这些学科的进步也不断地推动生物医学材料的进步发展。生物医学材料学正是多门学科的共同协作、互相借鉴、互相渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。这门学科作为材料科学的一个重要分枝,对于探索人类生命的奥秘、促进人类的文明发展,对于保障人类的腱康与长寿,必将作出重大的贡献。更可喜的是,随着生物医学材料的发展将诞生一系列崭新的高科技产品,一个新兴的产业——生物医学材料与制品业正在形成和发展之中,它在整个国民经济中的作用和地位必将随着时间的推移,受到世人的瞩目和重视。

生物医学材料:用于与生命系统接触和发生相互作用的,并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类特殊的,而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料。

生物医学材料取得实质性进展开始于20世纪20年代

不锈钢:

1926 含18%铬和8%镍,首先应用于骨科治疗,随后应用于口腔科; 1934 研制出高铬低镍单相组织的AISI302和304,在体内生理环境下的耐腐蚀性显著提高;

1952 开发出耐蚀性更好的AISI316不锈钢,逐渐取代AISI302;

20世纪60年代 为解决不锈钢晶间腐蚀问题,研制出超低碳不锈钢AISI316L和317L;

钴镍合金:铸造钴镍合金首先在口腔中得到应用; 20世纪30年代末 应用于制作接骨板、骨钉等内固定器械; 50年代 成功制成人工髋关节;

60年代 研制出锻造钴铬钨镍合金和锻造钴铬钼合金,提高力学性能,并应用于临床;

70年代 研制出锻造钴铬钼钨铁合金和具有多相组织的MP35N钴铬钼镍合金,改善钴基合金抗疲劳性能,应用于临床;

钛、金属钛:具有优异的耐蚀性、生物相容性、密度低; 20世纪40年代 制作外科植入体; 50年代 用纯钛制作接骨板和骨钉;

70年代 Ti6A14V合金(强度比纯钛高,耐蚀性和密度与之相似)、TiSAl2.5Sn合金和钛钼锌锡等合金获得应用从而使钛和钛合金成为继不锈钢和钴基合金之后的又一类重要医用金属材料;

70年代后 NiTi系为代表的形状记忆合金逐渐在骨科和口腔科得到应用,并成为医用金属材料的重要组成部分。

生物陶瓷 : 从20世纪60年代初开始应用于生物材料,例如:

多晶氧化铝陶瓷;低温各向同性碳;生物玻璃;羟基磷灰石(生物活性陶瓷);生物陶瓷复合材料; 引入活体细胞或生长因子的生物陶瓷构架等。生物医用高分子 : 始于20世纪50年代有机硅聚物的发展,例如: 有机硅聚合物;聚甲基丙烯酸甲脂(骨水泥);

生物医用高分子材料的发展,制作了人工心瓣膜、人工血管、人工骨、手术缝合线等。

20世纪90年代后,借助于生物技术和基因工程的发展,由无生物存活性材料扩展到具有生物学功能的材料领域,其基本特征是具有促进细胞分化、增殖、诱导组织再生、参与生命活动等功能。

生物医用材料是研制人工器官及一些重要医疗技术的物质基础,综观人工器官及医疗装置的发展史,每一种新型生物材料的发现都引起了人工器官及医疗技术的飞跃。生物惰性医用硅橡胶:人工耳、人工鼻、人工颌骨等;血液相容性较好的各向同性碳被复材料:碟片式机械心脏瓣膜;血液亲和性及物理机械性能较好的聚氨酯嵌段共聚物:促使人工心脏向临床应用跨越;可形成假生物内膜的编织涤纶管:人工血管向实用化飞跃。

医用材料品种繁多,尤其是临床使用的要求多种多样,因此无论对于系统地研究医用材料的制备,还是对于开发已有医用材料的新应用,或是为了对医用材料进行安全性评价及质量管理,都涉及到对生物医学材料的分类问题。

按材料的属性分类,可以分为以下几大类:

生物医用金属材料:

包括不锈钢、钴基合金,钛及合金等,广泛应用于人工假体、人工关节、医疗器械等 ;

生物医用无机材料:

主要是生物陶瓷:分为惰性生物陶瓷,如氧化铝生物陶瓷;表面生物活性陶瓷,如磷酸钙基生物陶瓷;可降解生物陶瓷,如β-磷酸三钙陶瓷等;

生物医用高分子材料: 天然的如多糖类、蛋白类合成的聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、聚四氟乙烯等,用于人体器官、组织、关节、药物载体等 ;

生物医用复合材料: 不同种材料的混合或结合,克服单一材料的缺点,获得性能更优的材料;

按材料功能分类,可以分为以下几类:

硬组织相容性材料: 主要用于生物机体的关节、牙齿及其他骨组织; 软组织相容性材料: 主要用于人工皮肤、人工气管、人工食道等; 血液相容性材料 :

主要用于人工血管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等 ;

生物降解材料: 主要用于吸收型缝合线、药物载体、愈合材料、粘合剂以及组织缺损用修复材料

按材料来源分类,可以分为下列几类:

自体组织:如人体听骨、血管等替代组织

同种异体器官及组织:如不同人体之间的器官移植 异种器官及组织:如动物骨、肾替换人体器官 天然生物材料: 如动物骨胶原、甲壳素、珊瑚等 人工合成材料: 如各种人工合成的新型材料

按材料使用部位分类:

硬组织材料: 骨、牙齿用材料

软组织材料: 软骨、脏器用材料 心血管材料: 心血管及导管材料 血液代用材料 :人工红血球、血浆等

分离、过滤、透析膜材料: 血液净化、肾透析以及人工肺气体透过材料 目前被详细研究过的生物医用材料已超过1000种,被广泛应用的有90多种材料,1800多种制品。西方国家每年耗用生物医用材料量以10~15%速度增长,我国生物医用材料研究起步晚(20世纪50年代),目前我国医用生物材料研究现状:我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%;产品技术水平处于初级阶段,且产品单一;同类产品与国外产品比,基本上属于仿制,自主知识产权较少;生物医用材料与制品70-80%要依靠进口;产业处于起步阶段。

但是,由于生物医学材料以其独有的医学应用特性推动了一个新产业的发展,成为经济的新的增长点。通过对生物材料特性的分析,把握生物医学材料产业的现状和动态,有助于制定相关的措施形成我国生物医学材料产业的核心竞争力。

第四篇:关于职校课程管理的特点与趋向论文

论文摘要:职校课程管理是职业教育课程改革的重要组成部分,同时又是促进职业教育课程改革顺利推进的重要保障。在课程变革的大背景下,职校课程管理呈现出内容的繁杂性、情境的多变性、过程的非线性以及管理主体的多元性这四大特点。同时,职校出现以下发展趋向:理念从行政管理走向专业管理、内容从平面管理走向立体管理、模式从静态管理走向动态管理。

论文关键词:职业学校;课程管理;特点;趋向

职业学校(以下简称“职校”)课程管理是职业教育课程改革的重要组成部分,同时又是促进职业教育课程改革顺利推进的重要保障。认真分析职校课程管理的特点,把握职校课程管理的趋向,对于重建适应实践导向课程变革的职校课程管理体制,形成高效的职校课程运作机制具有重要意义。

对“职校课程管理”的理解分为两种:一是狭义的理解为“对学校课程的管理”。学校课程是指由学校自己开发、设计、实施的课程,即通常所说的“校本课程”,它是与国家课程、地方课程相对应的;二是广义的理解为“学校对课程的管理”,即学校是课程管理的主体,只要是在学校中实施的课程,都是学校课程管理的对象。因为国家课程和地方课程都要以“学校”为载体才能付诸实施,因此,职校课程管理包括了国家课程、地方课程、校本课程乃至潜隐课程等各类课程。本文采用的是广义的理解。

一、职校课程管理的特点

(一)职校课程管理内容的繁杂性

职校的课程管理是一个庞杂的、蕴含着相互关联的诸多因素的系统工程。按照英国学者戴·约翰逊和惠特克等的看法,虽然课程管理的层面、任务和类型往往因受到国家行政体制和社会文化因素的影响而有所不同,但课程管理的重点不外乎课程计划的管理、课程实施的管理以及课程评价的管理三个方面。另有英国学者埃弗阿德和莫里斯则认为,课程管理的重点包括人的管理、组织的管理和课程发展的管理。而人的管理和组织的管理其最终目的则是课程发展。这里且不说人的管理和组织的管理,仅就学校课程发展管理而言,相对于基础教育,职校不仅课程数量众多而且在结构类型和发展目标上也要复杂得多。

1.职校课程数量众多。职业教育是专业教育,每一专业除了开设语、数、外以及德育等普通文化课程外,通常还要开设10多门专业课程。同一课程有的还要根据学生的差异分设难度系数不同的分层教学课程。这样,一个有20个专业的综合性职业学校一学期通常要开设近百门课程。

2.职校课程结构类型的复杂性。传统的职业教育课程结构主要采用文化基础课、专业理论课、实践课“三段式”的课程结构。这是一种简单性课程结构。它以学科课程为主,以知识本身的逻辑为主线,形成的知识体系以理论知识为重心、实践知识为辅助,课程内容组织和学习顺序也是从理论到实践的线性过程。“三段式”课程结构是传统的学术性课程与实践性课程的简单组合与叠加。当今实践导向课程变革所要求的职业教育课程结构呈现出复杂性特征,表现在课程的纵向结构上,分成宏观的学习领域、中观的课程群和微观的项目课程及其模块;横向结构上,分为德育课程、普通文化课程、人文素质课程、专业课程(又可分为专业核心课程、专业方向课程);形式结构上,分设必修课程与选修课程(又分为限定选修课程与自由选修课程),项目课程与学科课程,显性课程与隐性课程,国家课程、地方课程与校本课程等。

3.职校课程发展目标的复杂性。职校课程发展目标包括长期目标与短期目标、个人目标与社会目标、现实目标与理想目标等,职校课程管理不仅要关注课程的多元价值取向、兼顾课程发展的各层次目标,而且还必须积极探索符合职业能力形成规律、能促进学习者职业能力发展以及人格与素质发展的途径,应关注学生个体的差异发展,尽可能使每个学生在职业学校得到适性发展。

(二)职校课程管理情境的多变性

职校课程管理情境的多变性是由其课程发展情境的多样性决定的。

1.职校课程问题大多具有很强的情境性。理论的课程与实践的课程存在着很大的距离。理论的课程探讨的都是普遍性问题,而实践中出现的具体课程问题则没有固定的模式可循,不同的学校、不同的教师、不同的时间会出现不同形式的问题,因此,职校在课程管理中要明确问题出现的环境,准确抓住所面临的主要矛盾和问题,制订适合特定情况的管理计划。同时,更要积极鼓励课程参与者发挥他们的实践智慧,让他们在累积的经验中,逐渐探究符合情境的行动方式。

2.职校课程问题具有很强的关联性。职校课程问题涉及到校长、教师、学生、家长、课程专家、用人单位等许多利益主体,各利益主体对课程所持的立场和要求是不同的。因此,解决课程问题需要施瓦布所说的“折中”的艺术,通过“折中”来调和各利益主体的不同要求,平衡各方的利害关系。特别是,职校课程的发展不仅是教育系统内部的事情,更离不开行业企业等社会力量的支持与合作。校企合作、工学结合是职业教育的题中应有之义。因此,职校课程管理既要考虑学校内部的具体情况,又要考虑行业企业等社会外部的特定情境,以尽可能地发挥企业等社会力量参与职业教育课程发展的作用。

3.职校课程发展中不同专业、不同科目、不同类型的课程会有不同的要求。如工科的机械制造类专业在课程实施中要配备与工作现场相类似的机器设备,要提供学生大量的动手操作机会,以养成与未来职业岗位要求的实践能力;农业类专业则往往要根据农事季节来安排合适的教学内容;学科课程大都只要安排教师进行课堂教学,项目课程则需要有理实一体化的教学环境。因此,职业教育中不同专业、不同科目、不同课程类型对教学设施、教学环境要求不同,具体实施步骤、策略以及形式更是千差万别。职校课程管理需要建立基本的日常教学规范,但绝不要设想有什么绝对统一的计划和标准,更不要企图以刚性统一的制度来达到一劳永逸的管理效果。职校的课程管理规章制度应成为服务于学校课程品质提升的开放系统,能灵活适应各种情境的变化及时调整、更新与完善。

4.职业教育课程发展的外在环境具有多变性。职业教育是与经济社会联系最紧密的一种教育类型,职业教育课程置身于当今经济全球化、信息化、网络化、数字化和科技快速变迁的时代背景中,这种复杂多变的外部环境也使得职业教育课程的发展变得更具多向化,给职校课程管理增添了更多的不可测因素。

(三)职校课程管理过程的非线性

美国学者萨乔万尼认为,现代学校越来越成为一种非线性的环境存在,学校条件的非线性特征包括:动态的环境,松散的管理连接,紧密的文化连接,多元的、竞争性的目标,非结构性的任务,竞争性的解决方案,难以测量的结果,难以确保的操作程序,不确定的行动后果,不明确的、竞争性的权力路线。在这种环境下,以传统的技术理性思维来管理学校的课程常会导致问题丛生,课程管理者必须学会以新的思维方式和管理策略来推进课程发展。职校课程管理过程的非线性特征主要体现在:

首先,职校课程发展过程的非线性特点决定了课程管理过程的非线性。课程管理伴随着职业学校课程发展的始终,而职校课程发展的演化过程是非线性的。职校课程系统是一个自组织和他组织的开放性存在。在职校课程系统内部,各子系统如课程文件(课程计划、教学大纲和教科书)、课程文化(校园文化、教学风气和管理制度)、课程主体(教师、学生和管理者)以及课程资源系统之间的相互影响和制约,促成了课程的自组织运作。在职校课程系统外部,课程与各种类型教育、科技文化、经济乃至社会政治诸系统紧密关联、相互作用,职校课程发展必须体现社会性和时代性。职校课程内外系统诸因素间的相互作用和综合效应,使职校课程发展具有了多样性和非线性。

其次,课程主体之间的差异性强化了课程管理过程的非线性效果。课程实施既与管理者的教育和管理观念有关,也同教师的专业素养与学生的学习动机、知识结构密切相关。职校课程管理过程是管理者、教师、学生三者相互交流的过程,人的因素在这个过程中起着至关重要的作用。在管理过程中,由于人、物、信息、时间、空间等都处于不断变化之中,他们的相互关系也在不断变化,因此,要根据管理对象和情况的变化及时做出相应的调整,以保证课程管理目标的顺利实现。

(四)职校课程管理主体的多元性

职校课程管理主体是一个多层次、多角色的复杂系统,各层次课程管理主体之间互动合作,形成一个课程管理的共同体,从整体层面对职校课程改革进行宏观指导和协调统筹。职校课程管理主体成员主要指学校管理人员、教师、学生、行业企业代表、课程专家等。他们或者运用所行政赋予的制度化权力,或者运用自身的学科专家型权威,或者两者兼而用之,影响学校的课程改革。这些具体人员之间还会形成一些次级团体和非正式组织,对学校的课程发展也会产生一些影响。可以说,学校课程管理主体系统不但以团体形态来领导和管理学校的课程发展和课程改革,而且其内部各种人员由于所处的位置不一样,所担负的职责不同,尤其是与学校课程的“距离”远近不一,他们影响学校课程发展和改革的方式与程度也是有区别的。

1.学校管理人员。职校管理人员在学校内部处于行政上的主导地位,在制度层面上自然是职校课程管理主体,引领学校课程改革。职校管理人员主要指校长、中层领导(教务主任、专业部主任等)以及行政人员(如教务秘书等)。校长是学校校务的最高领导人,是学校课程管理的组织者和发动者,在课程发展中既是行政权威又是课程领导。中层领导一般承担学校具体的课程管理工作,贯彻执行校长的课程领导意图,同时大多作为一线教师参与课程与教学实践。作为学校课程管理主体,校长和中层领导是学校课程愿景有力的设定者和坚决的推行者,在学校课程管理主体系统中充当协调人。而且,他们一般是校内公认的教学业务水平较高的教师,在学校课程变革中更应该发挥标杆和示范作用。行政人员作为学校课程管理主体的一个部分,由于相对“远离”课程与教学,在学校课程管理中发挥“隐性”的支持作用,通过具体的校务工作为课程与教学发展提供服务。

2.教师。教师是否应成为职校课程管理的主体呢?职业教育课程具有自身鲜明的特色。其课程内容必须适应地方经济发展的区域性特点,必须紧跟行业企业技术发展的步伐,因此,即使是职校普通教师,他们也不仅仅是课程的实施者,同时也是课程的重要开发者。职校教师在课程的开发与课程的实施中直接感知课程,对于课程的实施效果、所存在的利弊等情况最为了解。因此,他们完全可以依靠自身的专业能力实实在在地参与学校课程管理。同时,教师参与课程管理也是促进其专业发展和素质提高的重要途径。通过参与课程管理,教师将获得更高更宽的视野,对课程设计中的问题以及课程改革的目标、方向、路径有进一步的认识与了解,从而自觉改进课程并在未来的课程实施中全力落实。所以,教师是学校课程管理主体不可缺少的要素。

3.行业企业代表。行业企业代表在职业教育课程开发、课程实施、课程评价中都发挥着至关重要的作用。行业企业不仅是职业教育课程发展的重要主体,也是课程管理至关重要的主体。校企合作、工学结合是职业教育人才培养最重要的特征,在这一过程中,行业企业同样承担着培养和管理职校人才的重任。而职校所培养的学生能否满足用人单位的要求,在多大程度上达成了职业岗位的要求,发展的潜力如何,也需要依靠用人单位的评价。行业企业和用人单位对课程的反馈,有利于促进课程更好地适应和满足经济社会的需求,这其实是行业企业参与职校课程管理的另一种方式。4.学生。学生在课程管理中的作用常常被忽视。在以教师为中心的教学中,学生只有被动地接受知识的权利。对于课程改革中课程内容和课程结构的改变,“学生是难以觉察的,因为不管过去还是现在,学生所面临的课程内容始终是新的,他们没有可能对新旧课程进行一个对比,因此感受不到课程变革对他们的意义”。而事实上,所有课程改革的最终目的都是促进学生的发展,学生是否在新课程的实施中获得到了最大程度的发展,是衡量课程改革成功与否的标志。因此,尽管“很少有教育者认为学生是改革的代理人。但人们已开始意识到学生也会在教育改革中发挥作用……如果学生们发觉这些要进行的课程活动与己无关的话,他们将不愿意参与”。从这一角度来看,学生也应该是学校课程管理的主体之一。尽管学生不需要考虑课程的编制与课程的教学等问题,但他们在课程实践中的真正体验本身就是实际课程的一部分,他们对课程的兴趣和参与的程度可以反映出其对课程的认可程度,也可以反映出学校课程管理的成效。

因此,凡是与课程利益有关的人员都有参与学校课程管理的权责,不仅校长、学校中层管理者、课程专家、教师和学生,而且用人单位乃至学生家长等都是课程管理的主体。只有多元主体共同参与、协调配合,课程管理才能集思广益,管到实处。当然,职校课程管理各主体参与管理的权责与方式是不同的。这就要求职校在课程管理中要明确各级职能组织的权责,让每一级组织和个人都能在课程管理中发挥自身的作用。要在充分赋权的过程中让每一级组织和个人学会符合自身角色的管理并在管理中得到成长。

二、职校课程管理的趋向

(一)课程管理理念:从行政管理走向专业管理

我国职业教育也实行国家、地方、学校三级课程管理制度,但国家和地方教育行政部门尚未形成完善的课程管理制度,职业教育三级课程管理的权责并没有明确的划分。由于职业教育课程内容必须不断适应企业技术的变化,并体现出为地方经济服务的区域性特点,职校在专业设置、课程设置等方面必须拥有更多的自主权。在我国职业教育三级课程管理制度的建设中,由于职业教育自身的特殊性,国家和地方教育行政部门并不宜制定过于详细的课程管理制度,过度控制课程管理权力,而应该更多地承担起职业教育课程政策、课程框架、课程标准制定和课程质量监控等宏观管理职能,将更多的课程管理权下放到各职业学校。从这个意义上说,职校的自主管理在课程管理中起着关键的作用。

我国是一个有着长期集权制管理传统的国家,由于受到传统管理思想的影响,职校层面课程管理依然主要采用一种自上而下的科层式的行政管理模式,注重上级对下级的行为监管和控制,在学校内部形成了校长、中层管理者、教师、学生由高到低的金字塔式的课程管理体系,课程管理权力主要集中在校长等学校管理者手里,教师往往只能服从校长等管理者的行政权力和学校的各种规章制度,很少有机会参与课程决策。这种课程管理模式产生了两方面的弊端:一方面,课程管理权力高度集中于学校管理者,而学校管理者又往往抽不出精力来领导与管理课程事务。由于职业教育的社会生存环境不理想,大多数职校的行政领导特别是“一把手”校长,为了学校的生存与发展常常将主要的精力放在职业学校办学经费的筹措、办学条件的改善,以及学校行政事务的管理上,而对于学校的课程发展、教师的专业发展等则无暇顾及,而职校的教务主任、专业部主任等中层领导,也由于行政事务烦杂以及自身专业的局限,很难对职校的专业课程实施有针对性的管理。另一方面,一线教师由于缺少参与课程决策的机会,对职校课程发展的趋势无法把握,对新课程实施手段与方法很难驾驭,在课程实施中更多地只能按照个人惯常习性来进行教学,即使有决心进行局部的专业课程改革,也很难从学校层面得到专业和资源的支持。这就使得职校层面的课程虽然拥有较大的自主发展空间,但却普遍存在着内容滞后、水平不高、缺乏统整、脱离实践等问题,成为影响职业教育办学质量的最关键因素。

课程管理是专业的工作。要做好职校课程管理工作,既需要有足够的行政管理经验,更需要具备对职业教育课程规律的深入了解。课程管理“应为学校成员提供必要的基本支持与资源,进而充实教师的课程专业知识和能力,发展优质学校教育方案,促进教师间的交流与观摩,促进学校形成合作与不断改进的文化,最后发展学校成为课程社群,达成卓越教育的目标”。因此,真正的课程管理是一种专业管理,而不是行政管理。形成职校课程管理的专业团队,加强课程管理人员的专业素养,提倡管理过程中的权力共享、民主决策、上下级之间交流互动,通过“引领”而不是“控制”来促进教师的课程参与,不仅符合新时期以人为本的管理理念,而且对于推动职校课程改革具有重要的现实意义。

(二)课程管理内容:从平面管理走向立体管理

传统的职校课程管理仍然是以知识传授为核心的单学科管理,它以学科的进程为顺序,以该门学科的课程计划为目标,这是一种平面式的课程管理,采用的是从某门学科角度出发的、静态的、直线式的审视问题的方式。这种管理往往更多地着眼于对课程实施的管理,而基本忽视了课程生成系统和课程评价系统的管理。课程变革要求的职业教育课程体系是一个多层面、多维度的综合体,包括了从课程规划、课程开发、课程实施到课程评价的全过程。若以单维度的、平面的思维方式去解决多维度的课程只能导致顾此失彼。因此,应以学生的综合职业能力发展为目标,采用立体式的课程管理方式,对职校课程发展实行全方位的全程管理。所谓立体式课程管理即将影响课程管理的三个关键因素愿景、策略、结构作为课程管理的三个重点,学校课程管理的规划必须兼顾这三个方面的条件,并有效组织安排。

愿景管理就是依据学校愿景、学生特质、各专业发展趋势,整体安排学校各专业课程,制定各专业课程目标。“愿景”是对学校和课程未来发展美好前景的一幅蓝图,它以学校所有成员共同怀有的理想或梦想、行为和思想规范、价值观等为支撑根基。愿景一旦形成,就会把所有的愿景认同者和信仰者吸引和联合起来,成为一股强大而持久的力量,为了学生学习质量的提升,为了课程的建设和发展群策群力,不遗余力。因此,愿景的建立对于课程管理来说至关重要。课程管理中要运用“深度会谈”方式,安排行政人员、教师、行业企业代表及其他相关人员,就职业教育课程改革方向、职业学校的应有特色、各专业教学的重点等深入地交换意见,并凝聚共识。

策略管理指形成学生专业综合能力的课程的内涵与方法。包括各专业课程设置、教学安排及组织文化与学习环境等,发展具体可行的各专业课程计划,要确保职校学生既具备就业适岗能力,又具有长远的职业发展潜力。具体要做到:依据各专业教学标准、课程标准规划学校课程;课程计划兼重各年级纵向的衔接与领域间横向的统整;学校各项活动要与课程配合。

结构管理指支持的课程。具体表现为:在学校层面上包括对教师、课程文件、课程资源及组织系统等的发展与管理。在课程改革背景下,职校课程管理要特别重视课程资源的开发与管理。尽管近几年实施的职业教育基础能力建设使职业学校的软硬件条件普遍有所改善,但这与实践导向课程改革提出的工作过程系统化的专业课程体系与行动导向教学的要求相比还有很大距离。Wiles&Bondi(1997)认为,学校在进行课程变革的过程中可能发生的资源问题,一般会有三种:(1)初期的资源短缺:教室场地变更、教科书不能及时编印、任课教师不足等情况;(2)剧烈的资源短缺:学生来源大量减少、因灾害大批设备受损;(3)暂时性的资源短缺:大量教师外出进修或学习、预算延误、招标不顺等。职校课程管理者在资源管理过程中,要协调出最佳的资源配置模式,和成为各专业相互沟通的桥梁。

(三)课程管理模式:从静态管理走向动态管理

静态管理方式是一种注重结果的管理方式,它通过程序化的管理体制,依靠固定的管理制度和规则,以及相对稳定的管理队伍实施管理。这种静态管理方式的优点是,它有利于维持课程秩序和常规教学的开展,有利于教师对管理规则的掌握与操作。但是在课程变革的背景下,由于课程的变革性和生成性,课程环境时时都在变化,教师和管理者如果只知道按照固有的管理规则行事势必会对新课程的实施产生阻碍,因此,在课程变革的背景下,实施动态的过程管理显得非常重要。也就是说,在管理的过程中,应针对不同的阶段和不同的环境特点,变换一定的视角,对课程问题作动态审视,并不断地调整管理方法。当然,动态的过程管理并不排斥静态的结果管理,它们可以相互配合,达到相辅相成、相互补充的效果。

从关注结果的静态管理到关注过程的动态管理要求学校课程管理要彻底改变以规范和限制为基本特征的课程管理模式,形成以学习、研究和探索为主要方式,以学习型组织和制度的形成为重点的课程管理,通过学习和研究来促进学校课程的发展。在学校课程管理中不仅要关注学校课程的发展,也要关注课程保障系统的完善,不仅要关注学生的学业成就,更要关注学生整体的能力发展;不仅要关注教师的教学水平,更要关注教师的专业发展,使学校课程管理不仅体现出科学化、效率化特征,同时也体现出民主化、人文化的特点。

第五篇:有机合成化学研究进展课程论文

有机合成化学研究进展

课 程专业: 姓名: 学号:

有机合成化学研究进展

摘要

有机化学是化学科学中的一个十分重要的二级学科。有机化学作为一门中心学科,它的发展不仅与化学学科的发展直接相关,而且也不断地影响和促进着其它自然科学学科的发展。同样,有机化学作为一门实用性学科,其发展一直影响着人类社会的发展。有机化学与人类社会发展息息相关,与国民经济建设密切相连。我国有机化学事业在近年来得到显著发展,从事有机化学和与有机化学相关研究工作的人员越来越多,研究工作水平不断提高。通过对我国有机化学学科近2年发表的研究论文进行了系统检索,本报告总结了有机反应、有机合成化学、天然产物化学、元素有机和生物合成等有机化学研究领域的主要进展。

关键词 有机反应;有机合成化学;天然产物化学;元素有机

1碳-氢键活化

在比较惰性的碳-氢键活化方面,中国科学院上海有机化学研究所(本文以下简称为上海有机所)刘国生课题组通过在氧气存在下,金属钯催化烯丙基位碳-氢键的活化,实现了烯烃的烯丙位氨化反应,提供了一种从简单的烯烃原料合成烯丙胺的方法[1]。

在芳香烃的碳-氢键活化方面,北京大学化学系施章杰课题组通过芳香烃上的导向基团,在金属钯和氧化剂共同催化下,使芳香烃的碳-氢键活化,实现了一般芳香烃的直接芳基化,从而形成新的碳-碳键[2-5]。加成-环化反应及串级反应

上海有机所麻生明课题组继使用2种不同联烯的加成-环化反应生成α,β-不饱 和γ-内酯[6]之后,又通过金属钯催化联烯的加成-环化反应,生成了高张力的氮杂四员环[7]。

华东师范大学化学系张俊良课题组发展了一种钯催化三组份加成-环化-偶联的高效合成多取代呋喃的方法[8]。

兰州大学化学系梁永民课题组通过钯催化加成-环化-偶联的串级反应,一步构建了苯并螺环,为合成此类化合物提供了一种有效方法[9]。

上海有机所赵刚课题组研究了一系列邻炔基醛类化合物与有机锌试剂的加成环化串级反应。对于邻炔苯甲醛类底物,立体选择性得到了5-exo-dig型的成环方式,而对邻位的脂环炔烯醛类底物,则只生成并环的四取代类呋喃产物[10]。

上海大学郝建课题组巧妙地通过一锅法串级反应,在PPh3/CCl4/Net3/70℃反应条件下,对o-氨基苯乙醇类底物进行环合,合成得到了N-酰基二氢吲哚类产物[11]。

天津大学马军安课题组利用催化Nazarov环化和亲电氟化的串级反应,立体选择性地合成了多取代的吲哚酮类产物[12]。烯丙基反应

北京大学焦宁课题组发现,和正常的Heck反应相反,在没有配体存在下的钯催化烯丙基酯的Heck反应中,离去基团没有发生消除而是被保留了下来[13]。

上海有机所侯雪龙课题组以芳香酮的烯丙基化反应为研究对象,实现了此类化合物的高立体选择性的α-烯丙基化[14]。

上海有机所卿凤翎课题组首次通过分子设计,利用Reformatskii-Claisen反应、烯烃复分解成环反应、钯催化烯丙基化反应等步骤合成了3’,3’-二氟-2’-羟甲基-4’,5’-不饱和环状核苷分子[15]。不对称加成

华东师范大学化学系胡文浩课题组通过Rh/Zr协同催化重氮乙酸酯、醇和醛的三组份不对称加成,生成了高对映和非对映选择性的α,β-二醇羧酸酯[16]。

南开大学化学系周其林课题组发展了一种铜盐在手性螺环双噁唑啉存在下重氮乙酯与酚(或)水的不对称碳-氢键插入羟基反应,生成了高对映选择性α-羟基酸酯[17,18]。手性反应

上海有机所林国强课题组从环辛二烯经过关键酶拆分和有关化学转化制备C2对称的手性环戊烯并环双烯的新型手性配体,在金属铑催化芳基硼酸对磺酰亚胺反应得到高对映选择性手性仲胺[19]。

有机催化剂催化的反应

赵刚课题组利用廉价易得的脯氨酸衍生的氨基醇有机小分子催化剂,以过氧叔丁醇为氧化剂,实现了没有金属参与的烯酮高对映选择性的环氧化,为合成手性环氧化合物提供一种实用的合成方法[20]。

上海有机所刘金涛课题组利用有机小分子催化,成功实现了含三氟甲基的α,β-不饱和酮与一般甲基酮之间的对映选择性醛醇反应,ee值高达95%[21]。大环合成

上海有机所陈庆云院士课题组首次利用锌粉还原β-四(三氟甲基)-meso-四苯基铜(Ⅱ)卟啉,得到了具有相对稳定的20π电子非芳香体系的isophlorin,产物结构通过了单晶衍射的确认,从而首次以实验结果证实了半个世纪前有机合成大师Woodward在研究叶绿素合成时提出的具有20 π电子的N,N’-二氢卟啉(N,N’-dihydroporphyrin or isophlorin)的假想结构[22]。

天然产物全合成

上海交通大学邓子新院士和周秀芬教授领导的课题组是国内较早从事天然产物生物合成研究的团队之一,他们针对的对象主要以农用抗生素为主。在率先发表了井岗霉素(Validamycin A)生物合成基因簇的基础上,他们通过体内基因置换与体外生化相结合的方法阐明了糖基转移酶Val G和激酶Val C的功能;在报道南昌霉素(Nanchangmycin)生物合成基因簇的基础上,发现并系统研究了一个特殊的负责聚醚化合物生物合成中催化聚酮链解离的硫脂酶,并提出了可能的后饰-解离机制;通过对聚烯化合物杀假丝菌素(Candicidin)生物合成途径中聚酮合成酶功能域的调控,阐明了系列化合物的结构和可能的合成机制。另外,他们还克隆了肽核苷类抗生素灭粉霉素(Mildiomycin)的生物合成基因簇[23]。

上海有机所的刘文研究员课题组和唐功利研究员课题组合作,从事结构新颖的复杂聚酮、聚肽化合物的生物合成研究。他们克隆了抗肿瘤化合物番红霉素(Saframycin A)、阿进霉素(Azinomycin B)和替曲卡星(Tetrocarcin A)的生物合成基因簇,提出了可能的生物合成途径,为进一步系统研究包括非蛋白源氨基酸、螺乙酰乙酸内酯等独特结构单元的生物合成机理和抗肿瘤天然产物的组合生物合成奠定了基础。另外,中国科学院微生物研究所的谭华荣研究员课题组的尼可霉素(Nikkomycin X)、杨克迁研究员课题组的嘉德霉素(Jadomycin B)以及中国协和医科大学王以光研究员课题组的格尔德霉素(Geldanamycin),对生物合成基因簇中部分基因功能的研究均取得了进展。

结语

目前我国有机化学学科的科研人员在国际有影响的学术期刊发表学术论文的数量、质量不断增加、提高。与此同时,有机化学学科为国家国民经济建设服务的研究工作成果也不断涌现。为解决我国甾体药物工业生产中的重大环境污染问题(即应用了长达近60年的甾体皂甙元铬酐氧化降解生产技术、每年产生约8000t含金属铬环境污染物),上海有机所田伟生教授小组经过十多年的坚持不懈努力,研究提供的用双氧水代替铬酐氧化降解甾体皂甙元的洁净生产技术[24]已经完成了中试研究,目前正在上海市科委专项项目支持下着手进行试生产。此技术在化工原料使用上遵循了“原子经济性”原则,实行了化工生产的“零排放”,为我国化学工业洁净生产给出了又一样板。此技术推广后,不仅可以实现每年减少8000t含金属铬环境污染物,还可以从此生产过程的废弃物中回收500t以上的手性试剂。此技术推广后不仅可以促进我国甾体药物工业发展,也有助于我国黄姜、剑麻种植、加工行业的环境污染的治理。作者们相信:随者我国有机化学学科不断发展,我国有机化学工作者不仅能够在国际一流刊物上发表学术论文,扩大我国有机化学学科的影响,也能为我国国民经济建设做出实实在在的贡献。

参考文献 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4733.2 Angew.Chem.Int.Ed., 2008 47: 1473.3 Angew.Chem.Int.Ed., 2007, 46: 5554.4 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 7666.5 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 6066.6 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 10948.7 Angew.Chem.Int.Ed.2008, 47: 4581.8 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4729.9 Angew.Chem.Int.Ed., 2007 46: 7068.10 J.Org.Chem., 2008, 73: 2947.11 J.Org.Chem., 2007, 72, 9364.12 Org.Lett., 2007, 9, 3053.13 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4729.14 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 7718.15 Org.Lett., 2007, 9, 5437.16 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 6647.17 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 12616.18 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 932.19 J.Am.Chem.Soc.2007 129: 5336.20 J.Org.Chem., 2007, 72: 288.21 Org.Lett.,2007,9, 1343.22 J.Am.Chem.Soc.,2007, 129:5814.23 Chembiochem.2008 9: 1286.24 田伟生等,中国专利CN1221563C 16-脱氢孕烯醇酮及其同类物的洁净生产技术。

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