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關(guān)鍵詞:生物技術(shù);發(fā)展;生物教育;創(chuàng)新
中圖分類號(hào):G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
前言
隨著我國教育體制的改革與完善,在生物教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng), 注重對(duì)學(xué)生復(fù)合能力、適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng), 是生物教學(xué)追求的總目標(biāo)。然而, 目前生物學(xué)教學(xué)仍然處于“強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)結(jié)果, 忽視探索問題; 以閱讀科學(xué)代替了做科學(xué); 一味要求學(xué)生獨(dú)立思考, 不鼓勵(lì)學(xué)生研究問題和討論結(jié)果”等教學(xué)狀況。生物技術(shù)是以生物體系和生物工程原理來生產(chǎn)生物產(chǎn)品, 提供社會(huì)服務(wù)的綜合性生物科學(xué)技術(shù), 是由多學(xué)科交叉形成的理論與實(shí)踐并重, 以細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和基因工程等技術(shù)體系為主的新興學(xué)科。它的發(fā)展已經(jīng)對(duì)人類生活產(chǎn)生了重大的影響, 其理論和技術(shù)并重的學(xué)科體系, 給生物學(xué)教育創(chuàng)新以及課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.1 生物技術(shù)的概念與分類
什么是生物技術(shù)? 從字面上來說可解釋為在分子、細(xì)胞水平上定向操縱或改造生物體的技術(shù)。但這個(gè)概念的外延很容易被人為地?cái)U(kuò)大, 即認(rèn)為“生物技術(shù)”可方便地用于對(duì)所有利用生物體本身、代謝產(chǎn)物及功能等技術(shù)的泛指, 只不過是操作的物質(zhì)層次不同。
對(duì)于生物技術(shù)的分類, 在學(xué)術(shù)界存在著兩種觀點(diǎn): ①按照生物學(xué)科發(fā)展的大致歷程, 把生物技術(shù)也分為傳統(tǒng)生物技術(shù)、近代生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù); ② 從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度, 把 20 世紀(jì) 70 年代以前包括有機(jī)溶劑、維生素、工業(yè)用酶制劑和抗生素等在內(nèi)的老工業(yè), 稱為“傳統(tǒng)生物技術(shù)”; 而把 DNA 重組和單克隆抗體兩大技術(shù)建立以后的工業(yè), 稱為“現(xiàn)代生物技術(shù)”。顯然, 生物技術(shù)的發(fā)展與科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展是同步的, 與生物學(xué)科的發(fā)展更是密不可分。現(xiàn)代生物技術(shù)是在傳統(tǒng)生物技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 包括基因工程、酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程等, 它們是互相聯(lián)系、互相滲透的, 其中以基因工程技術(shù)為核心。
1.2 生物技術(shù)的發(fā)展
1.2.1 傳統(tǒng)生物技術(shù)階段。傳統(tǒng)生物技術(shù)是指 19 世紀(jì)末到20 世紀(jì) 30 年代前, 以發(fā)酵產(chǎn)品為主干的工業(yè)微生物技術(shù)體系。這一時(shí)期的生物技術(shù)主要是通過微生物的初級(jí)發(fā)酵來生產(chǎn)食品, 其應(yīng)用僅僅局限在化學(xué)工程和微生物工程的領(lǐng)域, 通過對(duì)粗材料進(jìn)行加工、發(fā)酵和轉(zhuǎn)化來生產(chǎn)純化人們需要的產(chǎn)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(shù)階段。近代生物技術(shù)是以 20 世紀(jì) 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的發(fā)酵到 60 年代酶制劑工程為線索, 仍以微生物發(fā)酵技術(shù)為技術(shù)特征的。這一時(shí)期抗生素工業(yè)、氨基酸發(fā)酵和酶制劑工程相繼得到發(fā)展, 細(xì)胞工程相關(guān)技術(shù)日臻完善, 但從技術(shù)特征上看還不具備高新技術(shù)諸要素, 因此只能被視為近代生物技術(shù)。
1.2.3 現(xiàn)代生物技術(shù)階段?,F(xiàn)代生物技術(shù)以 20 世紀(jì) 70 年代 DNA 重組技術(shù)的建立為標(biāo)志, 以世界上第一家生物技術(shù)( Genetech, 遺傳技術(shù)) 公司的誕生( 1976) 年為紀(jì)元。此后, 越來越多的科學(xué)家投身于分子生物學(xué)研究領(lǐng)域, 并取得了許多重大的進(jìn)展。至此, 以基因工程為核心的技術(shù)上的革命帶動(dòng)了現(xiàn)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程以及蛋白質(zhì)工程的發(fā)展, 形成了具有劃時(shí)代意義和戰(zhàn)略價(jià)值的現(xiàn)代生物技術(shù)。
2、生物技術(shù)發(fā)展與生物教育創(chuàng)新
隨著基因操作技術(shù)不斷完善、基因工程藥物和疫苗研究與開發(fā)突飛猛進(jìn)、轉(zhuǎn)基因植物和動(dòng)物取得重大突破, 闡明生物體基因組及基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能成為當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)主流方向, 生物技術(shù)將在人類生活中扮演更為重要的角色。為了鼓勵(lì)和推動(dòng)生物技術(shù)的發(fā)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(shù)的領(lǐng)先地位, 刺激生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展, 美國食品和藥物管理局在 1995 年底決定放寬對(duì)生物技術(shù)公司的限制,對(duì)用生物技術(shù)方法生產(chǎn)出來的藥品與傳統(tǒng)藥品一視同仁;日本提出了“生物技術(shù)立國”的戰(zhàn)略思想, 政府從一開始就介入了生物技術(shù)的組織與協(xié)調(diào), 建立了“產(chǎn)、學(xué)、研”三位一體的聯(lián)合研究與開發(fā)體制; 英國政府發(fā)表了“生物技術(shù)制勝2005 年的預(yù)案和展望”報(bào)告; 新加坡設(shè)立了“生命科學(xué)部長(zhǎng)委員會(huì)”, 制定了 5 年躋身生物技術(shù)頂尖行列的計(jì)劃。這些重大舉措顯現(xiàn)了外國政府欲搶占生物產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的魄力和決心。我國也將生物技術(shù)擺在了重要的位置, 在國家“863”和“973”計(jì)劃、“攀登計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金和國家政策計(jì)劃中也已將生物技術(shù)方面的項(xiàng)目列為重大項(xiàng)目, 以此推動(dòng)生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展。
生物教育創(chuàng)新是一個(gè)系統(tǒng)工程, 包括課程標(biāo)準(zhǔn)、課程目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、課程教學(xué)和評(píng)價(jià)創(chuàng)新等內(nèi)容。對(duì)基層生物學(xué)教育工作者而言, 生物教育的創(chuàng)新, 重要的就是要把生物教學(xué)從“以破壞學(xué)生形成一些重要的思維能力為代價(jià)的死記硬背”的教學(xué)狀況中解脫出來, 重視“科學(xué)探索過程”的教學(xué), 它反映了科學(xué)家獲得知識(shí)的思維方式和使用方法, 是學(xué)生享用終身的財(cái)富。2001 年新頒布的《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》“,以學(xué)科體系、學(xué)生需要、社會(huì)發(fā)展”為結(jié)合點(diǎn)選擇課程內(nèi)容, 以“人與生物圈”為框架構(gòu)建課程體系, 以“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”為宗旨定位學(xué)科價(jià)值, 以“科學(xué)探究”為策略改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式, 以“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”為切入點(diǎn)體現(xiàn)課程回歸生活, 以“滲透人文理念”培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度和價(jià)值觀, 以“開發(fā)與利用課程資源”為手段實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。在全國范圍內(nèi)全面實(shí)施新大綱、新教材, 在原有基礎(chǔ)上充實(shí)了許多現(xiàn)代生物科學(xué)知識(shí)。如新大綱在必修課部分新增了生物科學(xué)新進(jìn)展, 細(xì)胞分化與衰老、細(xì)胞癌變、人類的遺傳病與優(yōu)生、環(huán)境與人體健康、綠色食品等內(nèi)容; 選修課部分介紹了營(yíng)養(yǎng)與健康、人體兩大免疫機(jī)制、生物固氮、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因的結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容。當(dāng)然, 這些具體內(nèi)容和表述方式上的改進(jìn), 給廣大教師教學(xué)過程的創(chuàng)新奠定了一定的基礎(chǔ), 也在教學(xué)實(shí)踐中取得了一些成效, 推進(jìn)了生物學(xué)教育改革的進(jìn)程。
3、生物技術(shù)的發(fā)展推進(jìn)生物教育改革
生物技術(shù)是當(dāng)今迅速發(fā)展的高新技術(shù), 是 21 世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè), 它涵蓋了基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生物化學(xué)工程。其中基因工程發(fā)展迅猛,已經(jīng)成為生物科學(xué)領(lǐng)域最有生命力、最引人注目的前沿科學(xué), 生物技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)保等工業(yè)部門, 且隨著對(duì)生物分子認(rèn)識(shí)水平和改造生物遺傳物質(zhì)手段的提高, 生物技術(shù)必將為有效解決長(zhǎng)期困擾人類的糧食短缺、疑難病癥、能源危機(jī)、環(huán)境污染等問題帶來美好的前景。
生物技術(shù)又將成為21 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的主流。這不僅因?yàn)樗芯颗c開發(fā)的對(duì)象是可以再生的生物資源, 而且還因?yàn)樗鼘?duì)當(dāng)今人類面臨的人口和食物、能源和資源以及環(huán)境和健康等迫切需要解決的問題發(fā)揮重要的作用?,F(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的新技術(shù)、新成就, 特別是與人類生活息息相關(guān)的技術(shù)落實(shí)到學(xué)生的課程和教材中去, 使其成為培養(yǎng)學(xué)生的基本素材。20 世紀(jì)末, 國外一些專家認(rèn)為: 隨著科學(xué)和技術(shù)的飛速發(fā)展, 公眾的科學(xué)素養(yǎng)比以前任何時(shí)候都顯得重要。因而, 加強(qiáng)生物技術(shù)教育, 培養(yǎng)公民的科學(xué)素養(yǎng)是生物教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。
結(jié)語
總之, 人類伴隨著生物技術(shù)發(fā)展, 親身感受著生物技術(shù)給我們帶來的生活質(zhì)量的提高, 關(guān)注生物學(xué)領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展的動(dòng)向, 并能及時(shí)恰當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)在生物教育中, 特別是體現(xiàn)在課程建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容改革、學(xué)生技能培養(yǎng)等諸方面, 并逐漸改變“重結(jié)論、輕過程”的教學(xué)局面, 是生物技術(shù)發(fā)展和生物教育創(chuàng)新永恒的主題。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:低碳生物技術(shù);法律激勵(lì)機(jī)制;運(yùn)行;完善
[中圖分類號(hào)]Q81 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1671-7287(2011)03-0013-10
一、低碳生物技術(shù)的地位與法律支持
1、低碳生物技術(shù)與當(dāng)代能源、環(huán)境問題
當(dāng)前,全球能源與環(huán)境問題愈演愈烈,能源資源的短缺以及能源過度的開發(fā)利用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響成為世界共同關(guān)心的話題。以往,各國為解決本國的能源與環(huán)境問題,大多以利用現(xiàn)有的能源資源為出發(fā)點(diǎn),試圖最大限度地控制世界能源資源,特別是傳統(tǒng)化石能源,以保證國家能源安全。如今,在低碳發(fā)展的束下,通過技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展新能源和可再生能源以滿足不斷增長(zhǎng)的能源需求以及環(huán)境保護(hù)的需要,成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先考慮的方向。其中,大力發(fā)展生物技術(shù),不僅能有效地利用地球現(xiàn)有豐富的生物原料,還可以通過工業(yè)過程達(dá)到生產(chǎn)能源的目的。生物技術(shù)既可以充分利用資源、實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn),又滿足了低碳發(fā)展的需要,應(yīng)該得到廣泛的重視。
生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理,依靠生物作用劑的作用將物料進(jìn)行加工以提品或?yàn)樯鐣?huì)服務(wù)的大幕?,F(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展迅速,以分子生物學(xué)理論為先導(dǎo)、以基因工程等技術(shù)為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)開啟了大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的時(shí)代。人們開始運(yùn)用生物學(xué)的方法以及現(xiàn)代工程科學(xué)所開拓的新技術(shù)和新工藝,對(duì)生物體進(jìn)行不同層次的設(shè)計(jì)、控制、改造或模擬,對(duì)現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)生了巨大的影響。
在低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下,生物技術(shù)應(yīng)用于能源與環(huán)境等領(lǐng)域能緩解能源需求,改善環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。利用生物技術(shù),以可再生資源生物質(zhì)為原料,大規(guī)模生產(chǎn)人類所需要的能源、材料和化學(xué)品等,是解決目前人類面臨的能源及環(huán)境危機(jī)的有效手段之一。目前在生物技術(shù)中,低碳生物技術(shù)主要包括生物能源技術(shù)、生物材料技術(shù)、污染治理生物技術(shù)等,其中生物能源技術(shù)作為重要的能源清潔技術(shù),具有很大的潛力和良好的發(fā)展前景。
2、低碳生物技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與法律支持
當(dāng)前生物技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用,也發(fā)揮著越來越大的作用,特別是在推動(dòng)生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化及生產(chǎn)方面,生物技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用,通過產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作,實(shí)現(xiàn)清潔可再生能源的規(guī)模生產(chǎn),是生物能源技術(shù)的價(jià)值所在。現(xiàn)代生物質(zhì)能的發(fā)展方向是高效清潔利用,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)能源,包括電力、燃?xì)狻⒁后w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(zhì)發(fā)電包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電等。生物質(zhì)能具有資源量大、相對(duì)集中、能量品位較高的特點(diǎn),在各國的可再生能源規(guī)劃中占據(jù)著十分重要的地位。據(jù)世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)預(yù)測(cè),到2030年生物經(jīng)濟(jì)將初具規(guī)模,屆時(shí)將有35%的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品來自生物產(chǎn)業(yè),二氧化碳的年排放量也將隨之減少10-25億噸。其中,工業(yè)生物技術(shù)的貢獻(xiàn)率將達(dá)到39%。隨著生物能源技術(shù)的進(jìn)步,生物質(zhì)能的優(yōu)勢(shì)和成本不斷下降,生物質(zhì)能必將在未來世界的能源結(jié)構(gòu)中占有一席之地。
20世紀(jì)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(zhì)能得以發(fā)展。目前,美國為世界第一大燃料乙醇生產(chǎn)國,巴西位居第二,歐盟各國則是最主要的生物柴油生產(chǎn)地,其他國家也都在積極發(fā)展生物質(zhì)能。生物質(zhì)能的發(fā)展帶來糧食種植結(jié)構(gòu)偏重玉米、糧食供應(yīng)總量下降、糧食(油料)價(jià)格振蕩上升、糧食危機(jī)引發(fā)動(dòng)蕩等一系列問題。因此,開發(fā)第二代、第三代生物燃料(即非糧生物燃料)成為世界各國關(guān)注的重要議題。但由于麥稈、草和木材等農(nóng)林廢棄物為主要原料(第二代生物燃料)的技術(shù)成本較高,真正商業(yè)化的項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室階段,距離商業(yè)化還較遠(yuǎn)。因此,第一代生物質(zhì)能短期內(nèi)不會(huì)被第二、三代生物燃料所替代,第二、三代生物質(zhì)能將是人類的理性選擇,也是生物燃料必然的發(fā)展方向。我國生物質(zhì)資源豐富,主要有農(nóng)作物秸稈、樹木枝丫、畜禽糞便、能源作物(植物)、工業(yè)有機(jī)廢水、城市生活污水和垃圾等。據(jù)估算,我國可用于發(fā)電的生物質(zhì)能,近期可達(dá)5億噸標(biāo)煤,遠(yuǎn)期可達(dá)到10億噸標(biāo)煤以上,如果充分利用農(nóng)林生物質(zhì),生物質(zhì)能裝機(jī)容量可達(dá)1.5億千瓦以上。
目前,我國已經(jīng)具備了低碳生物技術(shù)發(fā)展所需的基礎(chǔ)條件。譬如,擁有全球最大規(guī)模的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、形成了現(xiàn)代生物工業(yè)產(chǎn)業(yè)群體與產(chǎn)業(yè)化條件、擁有一支技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)隊(duì)伍與相應(yīng)的平臺(tái)條件。此外,在酶工程、發(fā)酵工程與過程工程等領(lǐng)域我國具有一定的技術(shù)基礎(chǔ),大宗發(fā)酵產(chǎn)品具有國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),生物塑料、生物能源、生物基化工材料等快速發(fā)展,多種產(chǎn)品的規(guī)模為全球最大。雖然如此,我國的生物能源技術(shù)與美國、巴西等國相比還有一定差距,在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化方面還有待加強(qiáng)。我國目前生物質(zhì)能與生物能源技術(shù)發(fā)展面臨的困難主要有:①生物質(zhì)資源不足、品質(zhì)不佳、收集困難、難于轉(zhuǎn)化。生物質(zhì)燃料需要大量的能源植物做支撐,但對(duì)于中國這種糧食需求很大的國家,不可能大規(guī)模利用糧食作物作為主要原料,加上第二、三代生物質(zhì)能還難以商業(yè)推廣,造成了生物質(zhì)原料供給的不穩(wěn)定。②生物質(zhì)能分散的特點(diǎn)適合發(fā)展中小企業(yè)規(guī)模的項(xiàng)目,但中小企業(yè)在資金和技術(shù)上沒有優(yōu)勢(shì),在技術(shù)革新方面的能力和動(dòng)力都不足。③生物轉(zhuǎn)化工藝成本高,生物能源終端產(chǎn)品品質(zhì)不佳、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)欠缺。④自主技術(shù)開發(fā)亟待突破。生物質(zhì)能利用技術(shù)仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,特別是缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),使得生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)技術(shù)研究、新產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新等方面存在技術(shù)含量低、產(chǎn)品單一等問題。
低碳生物技術(shù)需要通過商業(yè)應(yīng)用和市場(chǎng)推廣才能實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效用,而低碳生物技術(shù)的進(jìn)步也因其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)得到進(jìn)一步提升,這是一個(gè)相互促進(jìn)的過程。然而,在低碳生物技術(shù)的發(fā)展前期,市場(chǎng)機(jī)制不完善以及前景不明朗使得技術(shù)研發(fā)及其推廣動(dòng)力不足。因此,低碳生物技術(shù)以及生物質(zhì)能開發(fā)需要各種激勵(lì)舉措提供助力,盡快實(shí)現(xiàn)從技術(shù)到市場(chǎng)的過渡。國家通過各種激勵(lì)機(jī)制促進(jìn)生物技術(shù)革新,引入投資以及完善技術(shù)研發(fā)平臺(tái),再配合以市場(chǎng)機(jī)制的共同作用,帶動(dòng)生物技術(shù)在生物質(zhì)能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與此同時(shí),生物技術(shù)及生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)作為新興的產(chǎn)業(yè),
不可避免會(huì)產(chǎn)生盲目發(fā)展的現(xiàn)象,因此,需要政策與法律引導(dǎo)??傊?,政策與法律的扶持與引導(dǎo)是低碳生物技術(shù)得以快速發(fā)展的重要保障和推動(dòng)力:通過合理的制度設(shè)計(jì),對(duì)低碳生物技術(shù)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃,明確其戰(zhàn)略地位,有助于消除市場(chǎng)對(duì)其發(fā)展前景的疑慮,為其發(fā)展指明方向;通過有效的激勵(lì)機(jī)制,促進(jìn)低碳生物技術(shù)的研發(fā)與推廣,推動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)同時(shí)駛?cè)氚l(fā)展的快車道。法律激勵(lì)機(jī)制對(duì)低碳生物技術(shù)發(fā)展的重要作用決定了我們必須重視激勵(lì)制度的設(shè)計(jì),保證其高效性,同時(shí)也要關(guān)注其現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的狀況,保證其有效性,如此,各種激勵(lì)機(jī)制才能真正形成積極效應(yīng)。
二、低碳生物技術(shù)法律激勵(lì)機(jī)制的確立
我國十分重視低碳生物技術(shù)的發(fā)展,特別在生物質(zhì)能領(lǐng)域,國家出臺(tái)了許多法律與政策以推動(dòng)和保障生物質(zhì)能技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,在注重規(guī)劃的同時(shí)也在各類鼓勵(lì)技術(shù)研發(fā)的目錄中將其收入,以使低碳生物技術(shù)具有良好的發(fā)展環(huán)境。隨著我國將生物質(zhì)能作為國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略規(guī)劃,低碳生物技術(shù)必將擁有廣闊的發(fā)展前景。
1、現(xiàn)有的激勵(lì)框架
在政策與規(guī)劃方面,《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要和生物質(zhì)能利用技術(shù)狀況,提出了重點(diǎn)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物質(zhì)固體成型燃料和生物液體燃料。到2020年,生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦,生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到5000萬噸,沼氣年利用量達(dá)到440億立方米,生物燃料乙醇年利用量達(dá)到1000萬噸,生物柴油年利用量達(dá)到200萬噸。國家“十二五”規(guī)劃在第二十九章“造就宏大的高素質(zhì)人才隊(duì)伍”中提到了對(duì)生物技術(shù)以及能源資源領(lǐng)域人才隊(duì)伍的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外,“十二五”規(guī)劃還在其他3處提出了生物質(zhì)能:一是在第七章“改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件”中提到了“實(shí)施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造工程,大力發(fā)展沼氣、作物秸稈及林業(yè)廢棄物利用等生物質(zhì)能和風(fēng)能、太陽能,加強(qiáng)省柴節(jié)煤爐灶炕改造”的內(nèi)容。二是在第十章“培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”中提出“新能源產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風(fēng)電技術(shù)裝備、智能電網(wǎng)、生物質(zhì)能”。三是在第十一章“推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革”中提出“積極發(fā)展太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿绕渌履茉础钡脑瓌t。《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》(國發(fā)[2010]32號(hào))也將節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)和因地制宜開展生物質(zhì)能作為重點(diǎn)的發(fā)展方向。
在鼓勵(lì)技術(shù)研發(fā)方面,國家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)規(guī)劃、“973”和“863”計(jì)劃等都將工業(yè)生物技術(shù)列為攻關(guān)重點(diǎn)之一?!秶抑虚L(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》中也有關(guān)于重點(diǎn)和優(yōu)先提高生物質(zhì)能等可再生能源技術(shù)的內(nèi)容?!秶腋呒夹g(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》認(rèn)為:“生物產(chǎn)業(yè)將成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。要充分發(fā)揮我國特有的資源優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì),著力發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源和生物制造,保護(hù)和開發(fā)特有生物資源,保障生物安全”。國家發(fā)改委、科技部、工信部、商務(wù)部、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2011年6月了《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(2011年度)》,確定了當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的包括生物、新材料、先進(jìn)能源、節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用以及高技術(shù)服務(wù)等10大產(chǎn)業(yè)中的137項(xiàng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域,生物技術(shù)、先進(jìn)節(jié)能技術(shù)等包含在其中?!犊稍偕茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》也將生物質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備納入產(chǎn)業(yè)調(diào)整的范圍。近幾年的《國家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄》和《國家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)技術(shù)目錄》也將生物質(zhì)資源綜合利用、生物污染治理等技術(shù)列入其中。
在立法方面,20世紀(jì)90年代以來,中央和各地方政府出臺(tái)了一系列的法律法規(guī),在不同層面上支持可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國節(jié)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(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》等法律,都作出了關(guān)于鼓勵(lì)開發(fā)利用清潔能源的規(guī)定,《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步法》、《中華人民共和國促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化法》則為科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)與科學(xué)技術(shù)應(yīng)用及成果轉(zhuǎn)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(jiǎn)稱《可再生能源法》)的頒布和實(shí)施,正式確立了可再生能源在國家能源戰(zhàn)略中的地位,包括生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生能源發(fā)展進(jìn)人了新的發(fā)展時(shí)期,為低碳生物技術(shù)的應(yīng)用提供了更為堅(jiān)實(shí)的法律制度保障。
2、具體激勵(lì)機(jī)制的建立
有了國家政策與法律的制度保障,低碳生物技術(shù)就有了明確的發(fā)展方向和良好的發(fā)展環(huán)境。同時(shí),低碳生物技術(shù)從研發(fā)、項(xiàng)目建設(shè)到推廣都需要實(shí)實(shí)在在的激勵(lì)措施,因此,還需要更為具體的制度設(shè)計(jì)和及時(shí)有效的執(zhí)行。當(dāng)然,生物能源與生物技術(shù)的發(fā)展最終要靠市場(chǎng),要立足于提高產(chǎn)業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力,符合社會(huì)發(fā)展的需要,這樣才能保持產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。在發(fā)展初期,實(shí)施國家的各種激勵(lì)機(jī)制將有助于突破制因素,加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程。此外,激勵(lì)不能只限于某些措施或某些方面,而應(yīng)將其作為一個(gè)綜合系統(tǒng)工程來看待,使各種激勵(lì)措施形成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體,這樣激勵(lì)機(jī)制才能發(fā)揮積極而有效的作用。具體而言,以下一些激勵(lì)措施與行動(dòng)應(yīng)是當(dāng)前低碳生物技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵著力點(diǎn):
①統(tǒng)籌規(guī)劃與束性目標(biāo)。低碳生物技術(shù)的發(fā)展離不開社會(huì)對(duì)生物質(zhì)能源的需求,生物質(zhì)能的發(fā)展也需要低碳生物技術(shù)的支持和推動(dòng)。制定長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略或發(fā)展路線圖是世界上大多數(shù)國家發(fā)展生物質(zhì)能的成功經(jīng)驗(yàn)之一。統(tǒng)籌規(guī)劃是準(zhǔn)確定位生物質(zhì)能和低碳生物技術(shù)的重要途徑,一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源及其技術(shù)發(fā)展規(guī)劃就確定了一國未來各種能源及其技術(shù)發(fā)展的走向。許多發(fā)達(dá)國家先制定一定階段內(nèi)生物質(zhì)能在國家能源結(jié)構(gòu)中的束性目標(biāo)和計(jì)劃,在此框架之下,出臺(tái)一系列的優(yōu)惠政策,并通過市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的手段鼓勵(lì)各界投資和利用。
為了確保可再生能源發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),許多國家制定了支持可再生能源發(fā)展的法規(guī)和政策。德國、丹麥、法國、西班牙等國采取優(yōu)惠的固定電價(jià)收購可再生能源發(fā)電量;英國、澳大利亞、日本等國實(shí)行可再生能源強(qiáng)制性市場(chǎng)配額政策;美國、巴西、印度等國對(duì)可再生能源實(shí)行投資補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等政策。
美國、巴西、瑞典是世界上生物質(zhì)開發(fā)利用最多的國家之一,這些國家都強(qiáng)制推行了生物質(zhì)能在能源結(jié)構(gòu)中的束性目標(biāo)。1999年8月,美國頒布了《開發(fā)和推進(jìn)生物基產(chǎn)品和生物能源》的第13134號(hào)總統(tǒng)令,提出到2010年生物基產(chǎn)品和生物能源增加3倍,到2020年增加10倍,每年為農(nóng)民和鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)新增200億美元的收入和減少1億噸碳排放量;同年國會(huì)通過了“生物質(zhì)研發(fā)法案”。2002年美國制訂了《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》并成立了“生物質(zhì)項(xiàng)目辦公室”及“生物質(zhì)技術(shù)咨詢委員會(huì)”。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(biāo)準(zhǔn)(RFS),RFS明確指出必須在汽油中加入特定數(shù)目可再生燃料且每年將遞增。2007年12月的《能源獨(dú)立和安全法案》又制訂了更為嚴(yán)格的可更新燃料標(biāo)準(zhǔn):到2022年用于運(yùn)輸?shù)目稍偕剂现辽僖_(dá)到360億加侖/年。巴西作為世界上唯一在全國范圍內(nèi)不供應(yīng)純汽油的國家,其乙醇的生產(chǎn)量?jī)H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(jì)70年代,瑞典就頒布了一系列強(qiáng)制性的有關(guān)能源合理化使用和節(jié)能的法律、法規(guī),并隨著技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)行修訂完善,以此來指導(dǎo)、規(guī)范企業(yè)的行為。在1998-2002年間,瑞典就投入了25億瑞典克朗用作長(zhǎng)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(huán)境。在政府及巨額投資支持下,瑞典生物質(zhì)能利用技術(shù)得到迅猛發(fā)展。
我國在《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》中提出了可再生能源的發(fā)展目標(biāo):2010年可再生能源消費(fèi)量達(dá)到能源消費(fèi)總量的10%,到2020年達(dá)到15%。在生物質(zhì)能領(lǐng)域,根據(jù)國家能源局最新的規(guī)劃,我國2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)要達(dá)到1300萬千瓦(較2010年增長(zhǎng)160%)、集中供氣達(dá)到300萬戶、成型燃料年利用量達(dá)到2 000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達(dá)到300萬噸,生物柴油年利用量達(dá)到150萬噸。數(shù)據(jù)顯示,2010年我國農(nóng)村以秸稈為燃料的生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)突破500萬千瓦。從這些數(shù)據(jù)來看,生物質(zhì)能已經(jīng)基本達(dá)成《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》中2010年的目標(biāo)。這些目標(biāo)的達(dá)成基本上是通過地方基層加強(qiáng)本地域的生物質(zhì)利用(特別是沼氣)的成果,是自上而下的推動(dòng)方式,其依據(jù)如國家能源局的《國家能源局關(guān)于推薦綠色能源縣的通知》(國能新能[2009]343號(hào))等,并沒有給對(duì)企業(yè)設(shè)定相應(yīng)的生物質(zhì)能甚至可再生能源在能源生產(chǎn)中的束性目標(biāo),而是通過鼓勵(lì)農(nóng)民消費(fèi)綠色能源來引導(dǎo)資源整合,是一種鼓勵(lì)性而非強(qiáng)制性的方法。
隨著各地對(duì)生物質(zhì)的利用率逐漸升高,特別是農(nóng)村地區(qū)資源綜合利用水平的提高,進(jìn)一步發(fā)展生物質(zhì)能將會(huì)重新遭遇瓶頸,鼓勵(lì)性的推廣只能利用現(xiàn)有的成熟生物轉(zhuǎn)化技術(shù),對(duì)低碳生物技術(shù)的革新要求并不高,難以對(duì)低碳生物技術(shù)研發(fā)產(chǎn)生足夠的推動(dòng)力。因此,未來我國不僅應(yīng)當(dāng)繼續(xù)推廣農(nóng)村生物質(zhì)能的應(yīng)用,還應(yīng)在發(fā)電、生物燃料、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域設(shè)定強(qiáng)制性的生物質(zhì)使用比例目標(biāo),并根據(jù)其技術(shù)革新的程度設(shè)定彈性的財(cái)稅優(yōu)惠措施,如此,才能更快地推動(dòng)生物能源技術(shù)的發(fā)展。
事實(shí)上,在實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)展目標(biāo)的大背景下,我國在發(fā)電領(lǐng)域已經(jīng)有了一些束性目標(biāo)的嘗試,如“十一五”規(guī)劃中明確提出:“實(shí)行優(yōu)惠的財(cái)稅、投資政策和強(qiáng)制性市場(chǎng)份額政策,鼓勵(lì)生產(chǎn)與消費(fèi)可再生能源,提高在一次能源消費(fèi)中的比重”。《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》提出了對(duì)非水電可再生能源發(fā)電規(guī)定強(qiáng)制性市場(chǎng)份額目標(biāo):到2010年和2020年,大電網(wǎng)覆蓋地區(qū)非水電可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)總發(fā)電量中的比例分別達(dá)到1%和3%以上;權(quán)益發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘砍^500萬千瓦的投資者,所擁有的非水電可再生能源發(fā)電權(quán)益裝機(jī)總?cè)萘繎?yīng)分別達(dá)到其權(quán)益發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?%和8%以上。但這些規(guī)定在現(xiàn)實(shí)中缺乏配套的實(shí)施細(xì)則,導(dǎo)致很多發(fā)電企業(yè),特別是小企業(yè)難以執(zhí)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(wǎng)配額管理辦法”遲遲不能出臺(tái),其原因除了對(duì)配額的比例仍有爭(zhēng)議之外,來自電網(wǎng)及大發(fā)電企業(yè)的阻力也是重要的阻礙因素。除了發(fā)電外,生物液體燃料方面也應(yīng)借鑒美國和巴西等國家的經(jīng)驗(yàn),設(shè)定一定的混合燃料比例,以促進(jìn)生物燃料技術(shù)的進(jìn)步。
②研發(fā)投入支持。技術(shù)進(jìn)步是提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素,也是解決能源與環(huán)境問題的有效方案。要實(shí)現(xiàn)生物能源技術(shù)的突破,研發(fā)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(shù)研發(fā)與示范應(yīng)采取國家投資和社會(huì)多元化投資相結(jié)合的方式以保證充足的資金和實(shí)現(xiàn)良性的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。
目前我國部分生物質(zhì)利用轉(zhuǎn)化技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,但總體技術(shù)水平仍比較滯后,主要體現(xiàn)為:在氣體燃料方面,雖然我國沼氣產(chǎn)業(yè)起步較早,但沼氣技術(shù)仍停留在小規(guī)模的戶用沼氣層面,大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化地利用沼氣的技術(shù)與裝備都有待開發(fā)。在液態(tài)生物質(zhì)燃料方面,燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平存在較大的差距,目前國內(nèi)生物柴油生產(chǎn)僅有幾家民營(yíng)企業(yè)采用原始的且會(huì)造成環(huán)境污染的液堿酯交換技術(shù),而在國際上高壓醇解法已經(jīng)進(jìn)入中間試驗(yàn)階段。在生物質(zhì)固體成型燃料方面,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋,難以為生物質(zhì)成型燃料的大規(guī)模生產(chǎn)提供保障。聯(lián)產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品和生物可降解精細(xì)化工產(chǎn)品在國外已經(jīng)形成新興行業(yè),而我國大部分產(chǎn)品尚未研制,而生產(chǎn)這些化工產(chǎn)品是增加生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)的重要途徑。因此,我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展就要力爭(zhēng)突破技術(shù)瓶頸,加大對(duì)生物能源技術(shù)研究與開發(fā)的資助,確保跟上世界生物能源技術(shù)發(fā)展的步伐。
據(jù)《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》的投資估算,2006~2020年,我國將新增2800萬千瓦生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī),按平均每千瓦7000元測(cè)算,需要總投資2000億元;新增6200萬戶農(nóng)村戶用沼氣,按戶均投資3000元測(cè)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?zé)?、生物液體燃料生產(chǎn)和生物質(zhì)固體成型燃料等,預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的2020年可再生能源目標(biāo)任務(wù)的總投資將需2萬億元。如此大規(guī)模的投資不僅應(yīng)應(yīng)用到現(xiàn)有技術(shù)的推廣方面,也應(yīng)保證足夠的資金投入技術(shù)研發(fā)與示范領(lǐng)域。
《國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目管理暫行辦法》(國家發(fā)改委[2006]第43號(hào))規(guī)定,對(duì)經(jīng)批準(zhǔn)列入國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的項(xiàng)目計(jì)劃,給予中央預(yù)算內(nèi)投資補(bǔ)助或貸款貼息。生物能源技術(shù)作為國家高技術(shù)的內(nèi)容之一,符合國家重點(diǎn)扶持和優(yōu)先發(fā)展的方向,因此,應(yīng)該享受一定的研發(fā)與示范資金支持。在財(cái)政部的《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》(財(cái)建[2007]371號(hào))中也明確規(guī)定了可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目,需要申請(qǐng)國家資金扶持的,通過“863”、“973”等國家科技計(jì)劃(基金)渠道申請(qǐng),不適用可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金。因此,在目前階段,技術(shù)研發(fā)一般不享受生物能源領(lǐng)域的資金支持,而只適用技術(shù)項(xiàng)目的支持。根據(jù)上述有關(guān)規(guī)定,國家高技術(shù)項(xiàng)目的資金來源包括項(xiàng)目單位的自有資金、國家補(bǔ)貼資金、國務(wù)院有關(guān)部門或地方政府配套資金、銀行貸款以及項(xiàng)目單位籌集的其他資金。項(xiàng)目資金原則上以項(xiàng)目單位自籌為主,國家采用資金補(bǔ)貼的方式予以支持。
雖然國家對(duì)生物能源技術(shù)給予了高度重視,安排了相應(yīng)的資金支持項(xiàng)目,地方也配套有相應(yīng)的研發(fā)資金支持規(guī)定(如《重慶市高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目管理暫行辦法》),但總體而言,國家在生物能源技
術(shù)研發(fā)方面的支持力度還不夠,且這些項(xiàng)目要求的條件和成果較高,一般的中小企業(yè)項(xiàng)目很難申請(qǐng)到相匹配的資助。與此同時(shí),企業(yè)研發(fā)投入的資金規(guī)模還較小,尚未真正成為技術(shù)創(chuàng)新的主體,目前,我國工業(yè)企業(yè)研發(fā)支出僅占銷售收入的0.8%,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家4%的水平。產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的機(jī)制沒有形成,科技與經(jīng)濟(jì)脫節(jié)的問題仍然突出。目前,我國科技成果轉(zhuǎn)化率僅為25%左右,而發(fā)達(dá)國家高達(dá)60%。為此,國家稅務(wù)總局于2008年《企業(yè)研究開發(fā)費(fèi)用稅前扣除管理辦法(試行)》(國稅發(fā)[2008]116號(hào)),規(guī)定企業(yè)從事《國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域》和國家發(fā)改委等部門公布的《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》規(guī)定項(xiàng)目的研究開發(fā)活動(dòng),其在一個(gè)納稅年度中實(shí)際發(fā)生的直接研發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生的費(fèi)用支出,允許在計(jì)算應(yīng)納稅所得額時(shí)按照規(guī)定實(shí)行加計(jì)扣除。
技術(shù)研發(fā)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(guī)范,未來不僅需要加大對(duì)生物能源技術(shù)研發(fā)的投入,還要完善“產(chǎn)-研-政”之間有效的溝通和成果轉(zhuǎn)化機(jī)制,形成完整的從研發(fā)到政策支持到產(chǎn)業(yè)化的體系,如此,才能在起跑線上贏得先機(jī)。
③財(cái)政與稅收優(yōu)惠。財(cái)政稅收優(yōu)惠是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要杠桿、產(chǎn)業(yè)調(diào)整的風(fēng)向標(biāo),也是最基礎(chǔ)、應(yīng)用最廣泛的激勵(lì)措施。我國目前對(duì)低碳生物技術(shù)的財(cái)稅激勵(lì)措施主要體現(xiàn)在生物能源方面,這是不夠的,還應(yīng)基于此而擴(kuò)充到全部低碳生物技術(shù)領(lǐng)域。目前,相關(guān)財(cái)稅激勵(lì)和補(bǔ)助措施主要表現(xiàn)在:
一是建立風(fēng)險(xiǎn)基金,實(shí)施彈性虧損補(bǔ)貼。財(cái)政部、國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局2006年頒布《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見》(財(cái)建[2006]702號(hào))提出了堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與財(cái)政支持相結(jié)合,鼓勵(lì)企業(yè)提高效率的原則。此外,為化解石油價(jià)格變動(dòng)對(duì)發(fā)展生物能源與生物化工所造成的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),為市場(chǎng)主體創(chuàng)造穩(wěn)定的市場(chǎng)預(yù)期,將建立風(fēng)險(xiǎn)基金制度與彈性虧損補(bǔ)貼機(jī)制。當(dāng)石油價(jià)格高于企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)保底價(jià)時(shí),國家不予虧損補(bǔ)貼,企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立風(fēng)險(xiǎn)基金;當(dāng)石油價(jià)格低于保底價(jià)時(shí),先由企業(yè)用風(fēng)險(xiǎn)基金以盈補(bǔ)虧,如果油價(jià)長(zhǎng)期低位運(yùn)行,將啟動(dòng)彈性虧損補(bǔ)貼機(jī)制。
二是原料基地與秸稈能源化利用補(bǔ)助。為保障生物能源和生物化工原料供應(yīng),切實(shí)做到發(fā)展生物能源和生物化工不與糧爭(zhēng)地,財(cái)政部《生物能源和生物化工原料基地補(bǔ)助資金管理暫行辦法》(財(cái)建[2007]435號(hào))對(duì)生物能源和生物化工定點(diǎn)和示范企業(yè)提供原料的基地發(fā)放補(bǔ)助(林業(yè)原料基地補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為200元/畝,農(nóng)業(yè)原料基地補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)原則上核定為180元/畝)。為加快推進(jìn)秸稈能源化利用,培育秸稈能源產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng),《秸稈能源化利用補(bǔ)助資金管理暫行辦法》(財(cái)建[2008]735號(hào))規(guī)定對(duì)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(chǎn)的)企業(yè),根據(jù)企業(yè)每年實(shí)際銷售秸稈能源產(chǎn)品的種類、數(shù)量折算消耗的秸稈種類和數(shù)量,中央財(cái)政按一定標(biāo)準(zhǔn)給予綜合性補(bǔ)助。
三是上網(wǎng)電價(jià)及費(fèi)用分?jǐn)偧?lì)。目前我國采取財(cái)政補(bǔ)貼和電網(wǎng)分?jǐn)傁嘟Y(jié)合的方式促進(jìn)可再生能源發(fā)電?!犊稍偕茉窗l(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》(發(fā)改價(jià)格[2006]7號(hào))中明確了可再生能源發(fā)電價(jià)格實(shí)行政府定價(jià)和政府指導(dǎo)價(jià)(通過招標(biāo)確定的中標(biāo)價(jià)格)兩種形式??稍偕茉窗l(fā)電價(jià)格高于當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的差額部分,在全國省級(jí)及以上電網(wǎng)銷售電量中分?jǐn)?。生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià)的,由國務(wù)院價(jià)格主管部門分地區(qū)制定標(biāo)桿電價(jià),電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各省(自治區(qū)、直轄市)2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加補(bǔ)貼電價(jià)組成。補(bǔ)貼電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.25元。發(fā)電項(xiàng)目自投產(chǎn)之日起,15年內(nèi)享受補(bǔ)貼電價(jià);運(yùn)行滿15年后,取消補(bǔ)貼電價(jià)。自2010年起,每年新批準(zhǔn)和核準(zhǔn)建設(shè)的發(fā)電項(xiàng)目的補(bǔ)貼電價(jià)比上一年新批準(zhǔn)和核準(zhǔn)建設(shè)項(xiàng)目的補(bǔ)貼電價(jià)遞減2%。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項(xiàng)目,視同常規(guī)能源發(fā)電項(xiàng)目,執(zhí)行當(dāng)?shù)厝济弘姀S的標(biāo)桿電價(jià),不享受補(bǔ)貼電價(jià)。2010年7月,國家發(fā)改委《關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價(jià)格政策的通知》(發(fā)改價(jià)格[2010]1579號(hào)),規(guī)定對(duì)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目實(shí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策,未采用招標(biāo)確定投資人的新建農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,統(tǒng)一執(zhí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)每千瓦時(shí)0.75元(含稅)。通過招標(biāo)確定投資人的,上網(wǎng)電價(jià)按中標(biāo)確定的價(jià)格執(zhí)行,但不得高于全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。已核準(zhǔn)的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目(招標(biāo)項(xiàng)目除外),上網(wǎng)電價(jià)低于上述標(biāo)準(zhǔn)的,上調(diào)至每千瓦時(shí)0.75元;高于上述標(biāo)準(zhǔn)的國家核準(zhǔn)的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目仍執(zhí)行原電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于我國各個(gè)地區(qū)的煤電標(biāo)桿電價(jià)水平差異大,使得各地生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)際上網(wǎng)電價(jià)差別很大,如何協(xié)調(diào)和平衡各地的生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)也是價(jià)格政策研究的重點(diǎn)之一。國務(wù)院價(jià)格主管部門應(yīng)根據(jù)各類生物質(zhì)能技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和不同地區(qū)的情況,按照有利于生物質(zhì)能發(fā)展和經(jīng)濟(jì)合理的原則,研究和完善生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的分類價(jià)格政策,促進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展。
四是可再生能源專項(xiàng)基金資助。根據(jù)原《可再生能源法》規(guī)定要求,財(cái)政部設(shè)立了可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金,后來配套了《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金暫行管理辦法》,但對(duì)如何申報(bào)資金、優(yōu)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(cái)政設(shè)立的可再生能源專項(xiàng)資金”修改為“國家財(cái)政設(shè)立可再生能源專項(xiàng)基金”,主要資金來源是可再生能源電價(jià)附加收入和國家財(cái)政專項(xiàng)資金。根據(jù)相關(guān)人員的解釋,將“資金”改為“基金”將使這筆補(bǔ)貼更具有“基金縱向管理”的優(yōu)勢(shì)。除了行政成本大大降低之外,也可以做到“收取,統(tǒng)一發(fā)放”,以保證可再生能源投資企業(yè)按時(shí)獲得收益,以鼓勵(lì)其積極性。不過,早就起草完成的“可再生能源專項(xiàng)基金管理辦法”迄今為止仍未能頒布,這對(duì)生物質(zhì)能發(fā)展產(chǎn)生了消極的影響。
五是稅收優(yōu)惠。根據(jù)《高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定管理辦法》(國科發(fā)火[2008]172號(hào))以及《國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域》的規(guī)定,生物能源技術(shù)屬于高新技術(shù),符合規(guī)定的企業(yè)可以申請(qǐng)認(rèn)定,經(jīng)認(rèn)定后的企業(yè)可依照《中華人民共和國企業(yè)所得稅法》(以下簡(jiǎn)稱《企業(yè)所得稅法》)及其《實(shí)施條例》、《中華人民共和國稅收征收管理法》及其《實(shí)施細(xì)則》等有關(guān)規(guī)定,申請(qǐng)享受稅收優(yōu)惠政策。根據(jù)《企業(yè)所得稅法》,國家對(duì)重點(diǎn)扶持和鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)和項(xiàng)目,給予企業(yè)所得稅優(yōu)惠。國家需要重點(diǎn)扶持的高新技術(shù)企業(yè),減按15%的稅率征收企業(yè)所得稅①。在生物質(zhì)能產(chǎn)品方面,《財(cái)政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于對(duì)利用廢棄的動(dòng)植物油生產(chǎn)純生物柴油免征消費(fèi)稅的通知》規(guī)定從2009年1月1日起,對(duì)符合條件的利用廢棄的動(dòng)物油和植物油為原料生產(chǎn)的純生物柴油免征消費(fèi)稅。
由于我國生物質(zhì)能開發(fā)利用還處于起步階段,
高新生物能源技術(shù)也還未取得重大突破,相關(guān)的財(cái)稅激勵(lì)政策亦未能周全地考慮生物能源技術(shù)及生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn),因此,這些激勵(lì)措施存在規(guī)定不科學(xué)、不完備、落實(shí)不到位等問題。例如,有些政策補(bǔ)貼起點(diǎn)過高,如財(cái)政部《秸稈能源化利用補(bǔ)助資金管理暫行辦法》(財(cái)建[2008]735號(hào))僅支持注冊(cè)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(yè),導(dǎo)致多數(shù)企業(yè)都無法得到補(bǔ)貼;有些政策設(shè)計(jì)不完整,補(bǔ)貼僅針對(duì)直接生產(chǎn)環(huán)節(jié),對(duì)消費(fèi)能源產(chǎn)品的終端用戶則沒有補(bǔ)貼。國家對(duì)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠、補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)很難落到中小企業(yè)身上。除國家全力支持的農(nóng)村沼氣項(xiàng)目外,生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大部分政策傾向于規(guī)?;拇笮晚?xiàng)目,如燃料乙醇和液體燃料項(xiàng)目,國家每年向4家陳化糧燃料乙醇定點(diǎn)企業(yè)(黑龍江華潤(rùn)酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽豐原生化以及河南天冠)發(fā)放補(bǔ)貼,走非糧路線的中小企業(yè)卻很難拿到同等的補(bǔ)助。沒有得到補(bǔ)貼的中小型生物質(zhì)能源企業(yè),生產(chǎn)成本相對(duì)較高,在競(jìng)爭(zhēng)中明顯處于劣勢(shì),想得到大的發(fā)展十分困難。而在液體燃料市場(chǎng)上,目前中石油、中石化只收購拿到正式批文的黑龍江華潤(rùn)酒精等4家定點(diǎn)供應(yīng)企業(yè)的燃料乙醇,中小企業(yè)生產(chǎn)的乙醇銷路不暢,導(dǎo)致部分生物燃料企業(yè)無法將產(chǎn)品變現(xiàn),整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)無法正常循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
未來我國財(cái)稅激勵(lì)機(jī)制應(yīng)當(dāng)根據(jù)生物技術(shù)和生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)及行業(yè)發(fā)展水平,因勢(shì)制宜、因時(shí)制宜地設(shè)計(jì)有效、彈性的激勵(lì)措施,既要保證“對(duì)癥下藥”,又要注重規(guī)劃引導(dǎo),保證財(cái)政稅收政策的合理性以及相互協(xié)調(diào)。
④收購激勵(lì)與政府采購。低碳生物技術(shù)應(yīng)用的前提是所生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠在市場(chǎng)上銷售出去,保證資源不被浪費(fèi),同時(shí)也能抵消一定成本。在當(dāng)前化石能源開采利用費(fèi)用較低的情況下,無論是生物質(zhì)發(fā)電,還是生物質(zhì)液體燃料,其成本都相對(duì)高昂,如果沒有特殊的優(yōu)惠政策和刺激措施,很難在市場(chǎng)上有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,對(duì)生物能源的收購激勵(lì),包括政府采購,能夠給相關(guān)企業(yè)解決產(chǎn)品生產(chǎn)的后顧之憂,同時(shí),政府通過實(shí)際行動(dòng)支持生物能源發(fā)展,將起到很好的示范和宣傳作用。
在生物質(zhì)發(fā)電方面,《可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃》提出了國家電網(wǎng)企業(yè)和石油銷售企業(yè)要按照《可再生能源法》的要求,承擔(dān)收購可再生能源電力和生物液體燃料的義務(wù)。2007年7月25日,國家電力監(jiān)管委員會(huì)第25號(hào)令,即《電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》,規(guī)定了電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)該制度的實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)管。2009年修改的《可再生能源法》第十四條重申了國家實(shí)行可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度:電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與按照可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃建設(shè),依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議,全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)符合并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量。同時(shí),該法第十六條對(duì)生物質(zhì)能源作了專門的規(guī)定:國家鼓勵(lì)清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料,鼓勵(lì)發(fā)展能源作物。利用生物質(zhì)資源生產(chǎn)的燃?xì)夂蜔崃?,符合城市燃?xì)夤芫W(wǎng)、熱力管網(wǎng)的入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的,經(jīng)營(yíng)燃?xì)夤芫W(wǎng)、熱力管網(wǎng)的企業(yè)應(yīng)當(dāng)接收其入網(wǎng)。國家鼓勵(lì)生產(chǎn)和利用生物液體燃料。石油銷售企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照國務(wù)院能源主管部門或者省級(jí)人民政府的規(guī)定,將符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(guī)定全額保障性收購的原則性提法外,配套的實(shí)施細(xì)則未能及時(shí)跟進(jìn),收購電量中可再生能源電量所占的比重、可再生能源發(fā)電并網(wǎng)國家標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)還不完善,配套的規(guī)定也處于缺失狀態(tài),現(xiàn)實(shí)中的生物液體燃料收購基本還需要依靠石油企業(yè)的自覺。
一個(gè)穩(wěn)定的生物質(zhì)能源需求方是生產(chǎn)企業(yè)保持持續(xù)盈利能力的關(guān)鍵。在生物質(zhì)能源發(fā)展的早期,由于成本以及價(jià)格較高,完全通過財(cái)政補(bǔ)貼的方式并不能發(fā)揮生物能源“物盡其用”的功能。而政府采購則能較好地實(shí)現(xiàn)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(chuàng)造了市場(chǎng)。事實(shí)上,政府采購已經(jīng)成為一些生物能源發(fā)達(dá)國家普遍采用的激勵(lì)措施之一,美國聯(lián)邦政府有關(guān)法律要求政府必須購買國產(chǎn)高能效產(chǎn)品和“綠色產(chǎn)品”,要求聯(lián)邦政府在2005年購買10萬輛潔凈汽車,其中包括生物質(zhì)燃料汽車。巴西相關(guān)法律也明確規(guī)定,聯(lián)邦一級(jí)的單位購、換輕型公用車時(shí),必須使用包括燃料乙醇在內(nèi)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(duì)話與交易,還能夠節(jié)省通過其他方式可能產(chǎn)生的中間費(fèi)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(jīng)驗(yàn),通過購買生物質(zhì)能來源的電力等其他有效方式來以實(shí)際行動(dòng)支持生物能源的發(fā)展。
⑤培育和完善市場(chǎng)。任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都需要以市場(chǎng)存在為基礎(chǔ),產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益的實(shí)現(xiàn)與上下游市場(chǎng)的依托密不可分。市場(chǎng)不發(fā)展,產(chǎn)業(yè)就會(huì)失去活力,甚至?xí)虿环仙鐣?huì)的需要遭到淘汰。當(dāng)前世界能源發(fā)展的趨勢(shì)之一就是市場(chǎng)化與自由化改革,我國經(jīng)濟(jì)、能源領(lǐng)域也在進(jìn)行著大規(guī)模的市場(chǎng)體制改革。因此,發(fā)展生物能源和生物技術(shù)市場(chǎng),將為低碳生物技術(shù)的發(fā)展注入嶄新的活力。
由于低碳生物技術(shù)是新興的技術(shù),其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有可能會(huì)因技術(shù)的不成熟造成不可預(yù)料的損失,因此,對(duì)生物技術(shù)及其產(chǎn)品市場(chǎng)的監(jiān)管就顯得尤為重要。如不能正確加以引導(dǎo),將可能破壞生物能源資源開發(fā)與利用;燃料乙醇、生物柴油產(chǎn)品質(zhì)量如不合格,將可能影響到交通運(yùn)輸安全;在生物能源和生物化工生產(chǎn)環(huán)節(jié),如不嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),會(huì)造成環(huán)境污染,增加能源消耗。因此,發(fā)展生物能源與生物化工必須充分考慮資源、技術(shù)、環(huán)保、能耗等多方面因素,嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入,加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管。《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見》規(guī)定了生物能源與生物化工企業(yè)實(shí)行嚴(yán)格的行業(yè)準(zhǔn)入制度。地方發(fā)改委、財(cái)政部門根據(jù)國家統(tǒng)一的推廣規(guī)劃,聯(lián)合推薦申報(bào)定點(diǎn)企業(yè),申請(qǐng)企業(yè)必須符合行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。國家發(fā)改委、財(cái)政部按有關(guān)規(guī)定選擇并確定定點(diǎn)企業(yè)。
然而,上述規(guī)定在一定程度上造成了生物液體燃料的市場(chǎng)準(zhǔn)入和產(chǎn)品流通體系不通暢。毫無疑問,嚴(yán)格的產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入和產(chǎn)品流通政策措施是生物液體燃料產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展的基本保障。但是,由于局限于數(shù)家生產(chǎn)企業(yè)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(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品無法進(jìn)入車用成品油經(jīng)銷體系和終端消費(fèi)市場(chǎng),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(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,打擊了相關(guān)企業(yè)進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、擴(kuò)大示范項(xiàng)目建設(shè)的積極性。在生物質(zhì)發(fā)電方面,由于對(duì)“全額保障性收購”的細(xì)化規(guī)則還未出臺(tái),導(dǎo)致目前生物質(zhì)發(fā)電市場(chǎng)處于比較混亂的狀態(tài),特別是中小型生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,并網(wǎng)十分困難。此外,電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)系統(tǒng)還未能跟進(jìn)建設(shè),接受生物質(zhì)能并網(wǎng)還沒有具體的標(biāo)準(zhǔn),且目前的接網(wǎng)政策更多的是對(duì)電網(wǎng)提出束性要求,沒有對(duì)可再生能源發(fā)
電廠提出束要求,更多的標(biāo)準(zhǔn)亟須配套。因此,整個(gè)生物質(zhì)能市場(chǎng)基本還處在“萌芽期”,市場(chǎng)規(guī)模還不大,相關(guān)制度建設(shè)還不健全,生物質(zhì)能市場(chǎng)還需進(jìn)一步培育和發(fā)展。
三、完善低碳生物技術(shù)的激勵(lì)機(jī)制及其運(yùn)行
我國目前對(duì)低碳生物技術(shù)的激勵(lì)除了少部分符合條件的高新技術(shù)企業(yè)以及研發(fā)項(xiàng)目之外,產(chǎn)業(yè)端以及配套制度建設(shè)等領(lǐng)域還處于起步階段,真正商業(yè)化的市場(chǎng)還未建立;以生物能源為核心的產(chǎn)品激勵(lì)措施也不夠規(guī)范;各種激勵(lì)措施并不完全符合現(xiàn)實(shí)的狀況,很多規(guī)定由于缺乏實(shí)施細(xì)則未能得到有效實(shí)施。低碳生物技術(shù)發(fā)展不僅需要一整套規(guī)范的、系統(tǒng)的激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì),而且還應(yīng)落實(shí)到現(xiàn)實(shí)運(yùn)作中,實(shí)現(xiàn)其高效性和有效性的統(tǒng)一。由此,需要政府在戰(zhàn)略規(guī)劃與計(jì)劃、法律法規(guī)及其配套規(guī)定、行政管理與監(jiān)管、經(jīng)濟(jì)與財(cái)稅優(yōu)惠等方面完善體制,也需要企業(yè)和市場(chǎng)理性發(fā)展,形成從制度設(shè)計(jì)到產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的良好互動(dòng)狀況。
戰(zhàn)略規(guī)劃與計(jì)劃是產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力和落腳點(diǎn),明確的戰(zhàn)略與計(jì)劃為產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的發(fā)展指明了方向。因此,需要盡快開展科學(xué)、系統(tǒng)的生物質(zhì)資源調(diào)查與評(píng)價(jià)工作,綜合考慮低碳生物技術(shù)的發(fā)展與技術(shù)路線,在國家能源統(tǒng)籌的框架下客觀、準(zhǔn)確定位生物質(zhì)能的地位和作用,不能盲目和無序發(fā)展。生物質(zhì)能源化利用的技術(shù)選擇必須遵循“因地制宜,資源優(yōu)先”的原則,在資源確定的前提下,需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民收入、氣候、交通、環(huán)境等實(shí)際情況而定。當(dāng)資源和當(dāng)?shù)貤l件可以適用于多種技術(shù)時(shí),可以根據(jù)技術(shù)的綜合效益進(jìn)行選擇。立法是實(shí)現(xiàn)國家戰(zhàn)略與規(guī)劃的重要途徑,也是制度設(shè)計(jì)和運(yùn)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(zhì)能和生物能源技術(shù)的法律寥寥可數(shù),且基本都是在可再生能源的背景下進(jìn)行原則性闡述。此外,相關(guān)的行政法規(guī)處于空白狀態(tài),專門的部門規(guī)章也還未頒布?,F(xiàn)行關(guān)于生物質(zhì)能的規(guī)定主要是國務(wù)院的通知、意見以及各部門的工作規(guī)劃與方案,這些非規(guī)范性文件不僅數(shù)量不多,且極不規(guī)范,變動(dòng)調(diào)整快,具有較短的時(shí)效性。可以說,相關(guān)立法的缺乏是生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的最大困難之一。生物質(zhì)資源由于其特殊性,其發(fā)展需要協(xié)調(diào)能源部門、農(nóng)業(yè)部門、科學(xué)技術(shù)部門、工業(yè)部門、財(cái)政部門、稅收部門等多個(gè)部門的關(guān)系,這種復(fù)雜性也是目前難有一部專門性的部門規(guī)章的原因。因此,我國未來在該領(lǐng)域的立法的關(guān)鍵是提高立法位階,至少也應(yīng)該有專門的行政法規(guī)規(guī)定生物能源發(fā)展的各種宏觀問題,再由各部門制定實(shí)施細(xì)則去執(zhí)行,這樣生物能源的發(fā)展才能有堅(jiān)實(shí)的制度保障。
產(chǎn)業(yè)管理與市場(chǎng)監(jiān)管是任何產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需的行政管制手段。在中國,產(chǎn)業(yè)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(guī)范性文件)都涉及產(chǎn)業(yè)管理的內(nèi)容。生物技術(shù)的發(fā)展也不例外,特別是在其發(fā)展的早期,政府的直接介入十分必要。產(chǎn)業(yè)管理與市場(chǎng)監(jiān)管在行業(yè)行政規(guī)劃、項(xiàng)目與市場(chǎng)準(zhǔn)入、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)監(jiān)控、檢查監(jiān)督等方面發(fā)揮著重要的作用。特別是在目前我國生物能源領(lǐng)域相關(guān)立法和制度還不完善的狀況下,產(chǎn)業(yè)管理與行業(yè)監(jiān)管已經(jīng)成為了生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力量。隨著生物能源技術(shù)的進(jìn)步和生物質(zhì)能市場(chǎng)的發(fā)展,未來我國應(yīng)逐步減少政府直接管理的范圍,更多的資源配置應(yīng)讓市場(chǎng)去解決;與此同時(shí),還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)發(fā)展的監(jiān)管,保證技術(shù)發(fā)展符合社會(huì)的需要,減少技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的負(fù)面影響,最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)管理、市場(chǎng)監(jiān)管與技術(shù)監(jiān)管的和諧統(tǒng)一。
論文關(guān)鍵詞:生物技術(shù);倫理問題;思考
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類和社會(huì)的影響深遠(yuǎn)。而生物技術(shù)引發(fā)的倫理問題,已成為世界的焦點(diǎn)議題。如何合理的應(yīng)用生物技術(shù)造福人類和社會(huì),是眾多學(xué)者和科學(xué)家急需解決的問題。
一、現(xiàn)代生物技術(shù)研究的新進(jìn)展
進(jìn)入21世紀(jì),生物技術(shù)正處于發(fā)展成熟階段,生物技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活中許多與生物無關(guān)的角落。生物技術(shù)的發(fā)展至今已經(jīng)揭示了許多生命現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律,但生命現(xiàn)象極其復(fù)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(xì)胞、轉(zhuǎn)基因食品、人類基因組計(jì)劃、組織工程等研究和實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域取得了成果。
(一)克隆技術(shù)??寺≡馐菬o性繁殖,即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系,該細(xì)胞系中每個(gè)細(xì)胞的基因都是相同的??寺〖夹g(shù)首先用于動(dòng)物,動(dòng)物克隆就是通過無性繁殖方式,由動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的遺傳形狀相同的動(dòng)物個(gè)體??寺⊙蚨嗬蚴鞘桌寺〕晒Φ膭?dòng)物。動(dòng)物克隆為我們進(jìn)一步揭示生命的奧妙及人類的自我認(rèn)識(shí)展現(xiàn)了全新的視野。
(二)胚胎干細(xì)胞。干細(xì)胞是生物體在生長(zhǎng)發(fā)育過程中起“主干”作用的高度未分化細(xì)胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細(xì)胞分為三大類:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞之所以全能,是指它可以分化成人體全部細(xì)胞類型,進(jìn)而構(gòu)建心、肝、腎、肺等多種組織和器官,最終發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。全能干細(xì)胞再進(jìn)一步分裂、分化中又形成了各種多能干細(xì)胞。多能干細(xì)胞具有分化為多種細(xì)胞組織的潛能,但是卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。
(三)轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品是利用生物技術(shù)將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去,從而改造生物的遺傳物質(zhì),使其在性質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)等方面向人類所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品在歐美應(yīng)進(jìn)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?dú)?000萬噸玉米,占世界玉米總產(chǎn)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(zhuǎn)基因食品。
二、現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展引發(fā)的倫理問題
(一)關(guān)于克隆人的爭(zhēng)議。從“多莉”羊的克隆成功,待幾年來其他克隆動(dòng)物的嘗試,克隆技術(shù)正不斷發(fā)展。目前科學(xué)界把對(duì)人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆??茖W(xué)界和倫理界對(duì)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??寺∪私o倫理道德方面帶來了巨大的沖擊,對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)關(guān)系、家庭結(jié)構(gòu)造成了巨大的沖擊。另外,克隆人的身份難以認(rèn)定,使人倫關(guān)系發(fā)生模糊、混亂乃至顛倒,進(jìn)而沖擊傳統(tǒng)的家庭觀以及權(quán)利與義務(wù)觀。
(二)胚盤干細(xì)胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細(xì)胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術(shù)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(yán)格禁止的。堅(jiān)持認(rèn)為可以用人類胚胎做實(shí)驗(yàn)的人認(rèn)為:1、早期胚胎僅是一團(tuán)細(xì)胞,尚難稱其為人的一條生命,從胚泡內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)成人的胚胎干細(xì)胞,并沒有殺死細(xì)胞,只是改變細(xì)胞的命運(yùn);2、培養(yǎng)胚盤干細(xì)胞是用于治療現(xiàn)在還無法治愈的組織壞死性疾病,讓病人恢復(fù)健康,完全是合乎人類倫理道德。
(三)轉(zhuǎn)基因食品的潛在危險(xiǎn)。對(duì)轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展有兩種態(tài)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(duì)者則強(qiáng)調(diào)人為地用基因技術(shù)改變神武,會(huì)給人體健康和環(huán)境帶來危害。基因表達(dá)調(diào)控是個(gè)復(fù)雜的生命現(xiàn)象。目前,人類對(duì)基因的活動(dòng)實(shí)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(jié)果。1993年英國的一份報(bào)告列出了一些人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品應(yīng)用的來努力方面的主要擔(dān)憂:1、人類基因轉(zhuǎn)入食品動(dòng)物,如將人類基因因子與凝血的蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)入綿羊中;2、某些宗教團(tuán)體禁止食用的動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入他們通常食用的動(dòng)物中,這可能觸怒猶太人和穆斯林,列入將豬的基因轉(zhuǎn)入綿羊;3、動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入植物中,可能會(huì)引起一些素食者的特別關(guān)注。
三、現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展存在的倫理問題對(duì)策
現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展,引發(fā)諸多倫理問題,發(fā)人深思。為了促進(jìn)生物技術(shù)的和諧發(fā)展,應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策和措施??茖W(xué)預(yù)言,21世紀(jì)是生物技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期,全國普及大眾倫理學(xué)知識(shí)尤為重要,設(shè)置倫理學(xué)咨詢機(jī)構(gòu),利用各種媒體宣傳倫理學(xué)知識(shí),增強(qiáng)大眾的倫理學(xué)意識(shí),提高全民族的整體倫理水平。同時(shí),我們還應(yīng)改變傳統(tǒng)倫理觀念,發(fā)展中國特色的生命倫理學(xué)??傮w上,生命倫理學(xué)應(yīng)和國際生命倫理學(xué)保持一致,但又要保持中國的特色。另外,培養(yǎng)生命倫理專業(yè)人才,解決人才匱乏的局面。生命倫理學(xué)的發(fā)展任道重遠(yuǎn),生命倫理學(xué)人才匱乏問題需要解決,設(shè)置生命倫理學(xué)專業(yè),加快專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模勢(shì)在必行,特別應(yīng)注重研究生、博士生的培養(yǎng)。
近20年來,我國生物技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,培養(yǎng)了一支約2 萬人的從事生物技術(shù)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和管理的科技隊(duì)伍,其中有一批留學(xué)海外學(xué)成回國的中青年生物技術(shù)專家;建立了相當(dāng)數(shù)量的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)化基地;初步形成了醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、輕化工生物技術(shù)、海洋生物技術(shù)等門類齊全的生物技術(shù)研究、開發(fā)、生產(chǎn)的體系。作出了一批具有較高水平的生物技術(shù)研究開發(fā)成果,開發(fā)出一批生物技術(shù)產(chǎn)品并投放市場(chǎng)。繼1996~1997年第一個(gè)基因工程產(chǎn)品上市的之后,預(yù)計(jì)在2003~2005年我國將出現(xiàn)生物技術(shù)產(chǎn)品上市的第二個(gè)。由此可見,與其它高技術(shù)領(lǐng)域相比,我國的生物技術(shù)總體水平及產(chǎn)業(yè)化程度與國際先進(jìn)水平的差距明顯縮小。在我國重要的高技術(shù)領(lǐng)域中,從目前基礎(chǔ)條件、資源優(yōu)勢(shì)和發(fā)展態(tài)勢(shì)來看,生物技術(shù)最有希望取得創(chuàng)新性進(jìn)展,最具參與國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的潛力。因此,建議國家將發(fā)展生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)作為21世紀(jì)加速發(fā)展我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、提高國際競(jìng)爭(zhēng)能力的“突破口”。把握有利時(shí)機(jī),進(jìn)一步把發(fā)展生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)放在突出的戰(zhàn)略地位,力爭(zhēng)在21世紀(jì)的前10年內(nèi)使我國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)躋身于世界先進(jìn)行列。
2 制定發(fā)展戰(zhàn)略、明確戰(zhàn)略目標(biāo)、 選擇發(fā)展模式總體戰(zhàn)略
我國的生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)改變以往跟蹤為主的戰(zhàn)略,實(shí)施積極創(chuàng)新為主集成應(yīng)用的戰(zhàn)略方針?;谀壳拔覈锛夹g(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況、水平和能力,在未來10~15年內(nèi),我國宜采取“立足創(chuàng)新、集成應(yīng)用、需求導(dǎo)向、重點(diǎn)突破”的發(fā)展戰(zhàn)略。
關(guān)于集成應(yīng)用,主要是指把現(xiàn)有的已成熟的先進(jìn)技術(shù)(不管這些技術(shù)源自何處)組合集成起來運(yùn)用于生物技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)。充分借助和合理利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所取得的成就,對(duì)于我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及其他高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都十分重要。
1)戰(zhàn)略目標(biāo)
21世紀(jì)初我國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)定位在:努力提高生物技術(shù)在我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的貢獻(xiàn)率,增強(qiáng)我國生物技術(shù)的創(chuàng)新能力和國際競(jìng)爭(zhēng)能力;爭(zhēng)取在21世紀(jì)初的10年內(nèi),使我國生物技術(shù)的整體水平躋身于世界先進(jìn)行列,生物技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
2)發(fā)展模式
我們認(rèn)為,在未來10~15年內(nèi),我國的生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展宜采取“政府引導(dǎo),企業(yè)為主,官、產(chǎn)、學(xué)、研、資相結(jié)合”的發(fā)展模式。
眾所周知,產(chǎn)、學(xué)、研的結(jié)合是促進(jìn)科技進(jìn)步,加速科技長(zhǎng)入經(jīng)濟(jì),提高研究開發(fā)效率的良好方式。結(jié)合現(xiàn)階段我國實(shí)際情況,為保障生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)得以迅速發(fā)展,政府的作用十分重要。政府應(yīng)該對(duì)全局研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向、目標(biāo)、策略和措施進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì),對(duì)各類各層次不同機(jī)構(gòu)的研究開發(fā)工作給予重要的引導(dǎo);對(duì)于一些重要的領(lǐng)域,國家應(yīng)給予一定的資金支持,可以更加有效地引導(dǎo)企業(yè)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(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
高技術(shù)是基于多種學(xué)科的綜合技術(shù),而高技術(shù)產(chǎn)業(yè)則必須加上科學(xué)的經(jīng)營(yíng)管理和營(yíng)銷策略。發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)只有以企業(yè)為主,才能有效地將分離的科學(xué)與技術(shù)、科技與產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品與市場(chǎng)緊密地有機(jī)地聯(lián)系在一起。同時(shí)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要技術(shù)資本和金融資本的聯(lián)合運(yùn)作。沒有一個(gè)良好的資本市場(chǎng),生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將難以迅速發(fā)展。
3 主要對(duì)策
1)健全和完善管理體制、加強(qiáng)整體協(xié)調(diào)、形成優(yōu)勢(shì)集成
總體而言,我國目前尚沒有全國性統(tǒng)管生物技術(shù)研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的組織管理機(jī)構(gòu),缺乏全局性的戰(zhàn)略部署。目前國家各類科研計(jì)劃雖然都在不同程度上注重基礎(chǔ)性創(chuàng)新性研究,但在具體實(shí)施和操作過程中,往往傾向于選擇短期能產(chǎn)生效益的研究項(xiàng)目,導(dǎo)致創(chuàng)新的源頭匱乏。更為嚴(yán)重的是,各類計(jì)劃之間缺乏必要的溝通與協(xié)調(diào),各部門、地方自成一體、封閉運(yùn)行,導(dǎo)致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重復(fù)。
現(xiàn)階段我國正處在從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)過渡的轉(zhuǎn)軌期。發(fā)展我國的生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),必須結(jié)合我國具體國情,同時(shí)運(yùn)用計(jì)劃和市場(chǎng)兩種資源配置的調(diào)節(jié)手段,采取“兩彈一星”+利益捆綁的新機(jī)制,盤活我國技術(shù)、設(shè)備與設(shè)施、人才等方面的存量,使各方面的優(yōu)勢(shì)系統(tǒng)有效地集成;必須同時(shí)調(diào)動(dòng)國家、地方和企業(yè)以及科技人員的內(nèi)動(dòng)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(fù)的頑癥。為此,建議國家適時(shí)成立全國性的組織管理機(jī)構(gòu),對(duì)全國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行總體規(guī)劃和協(xié)調(diào)指導(dǎo),從而做到整體協(xié)調(diào),避免多頭指揮和政出多門,實(shí)現(xiàn)決策、協(xié)調(diào)和實(shí)施系統(tǒng)的統(tǒng)一、簡(jiǎn)便和高效。
2)進(jìn)行戰(zhàn)略布局,形成產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)
國外生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)表明,在一些地理、交通、信息、政策等環(huán)境較好的地域,容易形成生物技術(shù)研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)的“聚集區(qū)”。這種“聚集”促進(jìn)了不同研究開發(fā)領(lǐng)域的交流與合作,不僅加速了生物技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時(shí)通過“聚集”進(jìn)一步吸引人才、技術(shù)和資金,起到了“聚集”帶動(dòng)“聚集”的作用,形成了良性發(fā)展的循環(huán)。根據(jù)目前我國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況,結(jié)合現(xiàn)有國家級(jí)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),可選擇技術(shù)力量比較雄厚、投資環(huán)境好并已有一定生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的上海、北京、廣東(深圳)、長(zhǎng)春等地作為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,給予更為優(yōu)惠的財(cái)政和稅收扶持政策。 集中力量有選擇地發(fā)展3~5個(gè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)(如以北京為中心的京津冀聚集區(qū)、 以上海為中心的江浙滬聚集區(qū)、以深圳為中心的粵港聚集區(qū)、以長(zhǎng)春為中心的長(zhǎng)沈大聚集區(qū)等),發(fā)揮生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集效應(yīng),盡快形成較大的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。對(duì)上述生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),國家應(yīng)積極發(fā)揮引導(dǎo)作用,充分調(diào)動(dòng)地方和企業(yè)界的積極性,以國家重大項(xiàng)目為紐帶,促進(jìn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的聯(lián)合與協(xié)作,逐步形成既有合作(包括跨國和跨地區(qū)合作)又有競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)化的生物技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)的格局。
3)選擇部分重點(diǎn)產(chǎn)品,目標(biāo)定位國際市場(chǎng)
對(duì)于某些我國有較好基礎(chǔ)、接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平或是我國有資源優(yōu)勢(shì)的技術(shù)領(lǐng)域,例如轉(zhuǎn)基因動(dòng)物反應(yīng)器、轉(zhuǎn)基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領(lǐng)域,應(yīng)選擇部分重大項(xiàng)目,目標(biāo)瞄準(zhǔn)國際市場(chǎng),通過運(yùn)用優(yōu)勢(shì)集成、整體設(shè)計(jì)、分段實(shí)施的操作方式,加大協(xié)同攻關(guān)力度,盡快將一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)和產(chǎn)品推向國際市場(chǎng),增強(qiáng)并確立我國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)能力和地位。
4)建立國家生物技術(shù)重大項(xiàng)目孵化器
我國科技成果轉(zhuǎn)化難、轉(zhuǎn)化率低制約了高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,影響了科技作為第一生產(chǎn)力作用的發(fā)揮,已成為普遍關(guān)注的問題。生物技術(shù)因其自身的綜合性、多學(xué)科特點(diǎn),生物技術(shù)轉(zhuǎn)化更具有特殊性。在目前我國資本市場(chǎng)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(fā)機(jī)構(gòu)建立廣泛聯(lián)系,并有力地引導(dǎo)企業(yè)介入,密切生物技術(shù)上下游的結(jié)合,有效地使單一技術(shù)的突破盡快孵化為成熟配套的技術(shù)和工藝,向產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移和輻射,從而加速具有商業(yè)前景的技術(shù)和產(chǎn)品盡快形成商品化和產(chǎn)業(yè)化。為此,應(yīng)在已有的工作基礎(chǔ)上,擇優(yōu)建立數(shù)個(gè)生物技術(shù)國家重大項(xiàng)目孵化器,結(jié)合具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、獨(dú)特性的生物技術(shù)重大項(xiàng)目和重大產(chǎn)業(yè)工程的實(shí)施,力爭(zhēng)在5~10 年內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國際競(jìng)爭(zhēng)力的重大生物技術(shù)產(chǎn)品,同時(shí)走出一條生物技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的成功之路。
5)加強(qiáng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)及裝備的產(chǎn)業(yè)化及國際化
我國在生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的重要儀器、設(shè)備、試劑等支撐技術(shù)與裝備方面十分落后,主要依靠國外進(jìn)口。在國外,生物技術(shù)的支撐技術(shù)與裝備本身就是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)值占生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的20%以上。生物技術(shù)的支撐技術(shù)與裝備具有兩大特點(diǎn),一是涉及多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域的交叉;二是絕大多數(shù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)專用儀器、裝備的公司都擁有國際市場(chǎng),只有占有國際市場(chǎng)才能在國際競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展。目前我國尚不具備自主研制和生產(chǎn)并占有國際市場(chǎng)的能力。因此,對(duì)重要的生物技術(shù)儀器、設(shè)備和裝備,應(yīng)采取“桑塔納”模式,走與國外大公司合資合作的發(fā)展道路。第一步通過合資合作,引進(jìn)建設(shè)組裝線或生產(chǎn)線,這樣一方面可以迅速提高技術(shù)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(jìng)爭(zhēng);第二步加速引進(jìn)技術(shù)的消化吸收,逐步加大國產(chǎn)化比重,同時(shí)加強(qiáng)新型號(hào)、新設(shè)備的研制開發(fā),進(jìn)而逐步增強(qiáng)參與國際競(jìng)爭(zhēng)的能力。在此方面,應(yīng)注意避免自己閉門造車、封閉發(fā)展,所開發(fā)的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,測(cè)出的數(shù)據(jù)不可靠,別人不用,自己也不用的尷尬局面。
6)大力發(fā)展生物技術(shù)中介組織
國外成功經(jīng)驗(yàn)表明,中介組織在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用,中介組織是創(chuàng)新體系的重要組成部分。我國應(yīng)大力發(fā)展從事生物技術(shù)信息咨詢、技術(shù)評(píng)估(包括生物安全評(píng)估)、專利(特別是國外專利)、投融資等方面的中介機(jī)構(gòu)。
我們認(rèn)為,應(yīng)盡快組建生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)。組建生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)有利于信息溝通和協(xié)作,有利于規(guī)范市場(chǎng)和公平競(jìng)爭(zhēng),亦可避免不必要的重復(fù),有利于逐步形成社會(huì)化發(fā)展的格局。協(xié)會(huì)組成以企業(yè)法人和高級(jí)主管為主,吸納大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)、管理、營(yíng)銷專家參加。政府主管部門可以通過協(xié)會(huì)進(jìn)行全局性組織協(xié)調(diào)工作。
7)充分利用和合理保護(hù)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(dòng)物、植物、微生物及人類遺傳資源,包括歷史悠久的中醫(yī)藥寶庫,為我國在生物技術(shù)領(lǐng)域的研究開發(fā)提供了得天獨(dú)厚的有利條件。但從目前情況看,我國在生物資源的保護(hù)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(hù)和利用,甚至一些重要的資源流失嚴(yán)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(dǎo)致研究、保藏和開發(fā)工作都處于非常困難的境地,至今沒有一個(gè)明確的主管部門,也沒有一部微生物資源管理的法規(guī)。因此,建議國家有關(guān)部門象重視人類遺傳資源一樣高度重視對(duì)所有生物資源的保護(hù)和利用。一方面應(yīng)抓緊制定和完善有關(guān)各類生物資源管理的法規(guī)和規(guī)章制度;另一方面應(yīng)盡快建立健全國家生物資源的保藏及服務(wù)體系,其中包括細(xì)胞庫、菌種庫、毒種庫、種質(zhì)庫、信息庫等。此項(xiàng)工作可在相關(guān)計(jì)劃的基礎(chǔ)上,給予專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持。雖然需要花費(fèi)一定的資金,但這是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)性工作,因此必將起到事半功倍的效果。
8)加強(qiáng)國際合作,建立戰(zhàn)略聯(lián)盟
中國改革開放實(shí)踐證明,不開放就沒有出路。高技術(shù)需要在合作和競(jìng)爭(zhēng)中求發(fā)展。一方面是在合作中競(jìng)爭(zhēng),另一方面又要在競(jìng)爭(zhēng)中合作。國際上,企業(yè)間的聯(lián)合與建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系越來越成為一種重要的發(fā)展趨勢(shì)。我國在發(fā)展生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的過程中,必須加強(qiáng)與國外政府間和民間的合作與交流。此外,還應(yīng)利用國內(nèi)巨大市場(chǎng)的吸引力,積極與某些大型跨國公司建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,在國內(nèi)合作建立合資企業(yè),合作開發(fā)新產(chǎn)品,合作開拓國際市場(chǎng)。
發(fā)展我國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)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(fā)達(dá)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(yōu)秀人才為其服務(wù)。我國除應(yīng)采取相關(guān)措施積極吸引海外留學(xué)生和科學(xué)家回國為國效力外,還應(yīng)選擇重大技術(shù)領(lǐng)域,在國外建立聯(lián)合工作站。863計(jì)劃生物領(lǐng)域在“八五”、 “九五”期間已試行,效果良好。實(shí)踐表明這是實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越的有效途徑。國家應(yīng)積極引導(dǎo)支持有條件的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè),特別是企業(yè)在國外建立研究開發(fā)機(jī)構(gòu),這樣將會(huì)大大提高信息采集、技術(shù)引進(jìn)、智力引進(jìn)、人才培養(yǎng)和國際合作與交流乃至產(chǎn)品出口的效率。
9)高度重視人才的培養(yǎng)和引進(jìn)
【關(guān)鍵詞】 生物技術(shù);倫理問題;思考
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)17-0-01
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類和社會(huì)的影響深遠(yuǎn)。而生物技術(shù)引發(fā)的倫理問題,已成為世界的焦點(diǎn)議題。如何合理的應(yīng)用生物技術(shù)造福人類和社會(huì),是眾多學(xué)者和科學(xué)家急需解決的問題。
一、現(xiàn)代生物技術(shù)研究的新進(jìn)展
進(jìn)入21世紀(jì),生物技術(shù)正處于發(fā)展成熟階段,生物技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活中許多與生物無關(guān)的角落。生物技術(shù)的發(fā)展至今已經(jīng)揭示了許多生命現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律,但生命現(xiàn)象極其復(fù)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(xì)胞、轉(zhuǎn)基因食品、人類基因組計(jì)劃、組織工程等研究和實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域取得了成果。
(一)克隆技術(shù)。克隆原意是無性繁殖,即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系,該細(xì)胞系中每個(gè)細(xì)胞的基因都是相同的??寺〖夹g(shù)首先用于動(dòng)物,動(dòng)物克隆就是通過無性繁殖方式,由動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的遺傳形狀相同的動(dòng)物個(gè)體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動(dòng)物。動(dòng)物克隆為我們進(jìn)一步揭示生命的奧妙及人類的自我認(rèn)識(shí)展現(xiàn)了全新的視野。
(二)胚胎干細(xì)胞。干細(xì)胞是生物體在生長(zhǎng)發(fā)育過程中起“主干”作用的高度未分化細(xì)胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細(xì)胞分為三大類:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞之所以全能,是指它可以分化成人體全部細(xì)胞類型,進(jìn)而構(gòu)建心、肝、腎、肺等多種組織和器官,最終發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。全能干細(xì)胞再進(jìn)一步分裂、分化中又形成了各種多能干細(xì)胞。多能干細(xì)胞具有分化為多種細(xì)胞組織的潛能,但是卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。
(三)轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品是利用生物技術(shù)將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去,從而改造生物的遺傳物質(zhì),使其在性質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)等方面向人類所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品在歐美應(yīng)進(jìn)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?dú)?000萬噸玉米,占世界玉米總產(chǎn)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(zhuǎn)基因食品。
二、現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展引發(fā)的倫理問題
(一)關(guān)于克隆人的爭(zhēng)議。從“多莉”羊的克隆成功,待幾年來其他克隆動(dòng)物的嘗試,克隆技術(shù)正不斷發(fā)展。目前科學(xué)界把對(duì)人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆。科學(xué)界和倫理界對(duì)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??寺∪私o倫理道德方面帶來了巨大的沖擊,對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)關(guān)系、家庭結(jié)構(gòu)造成了巨大的沖擊。另外,克隆人的身份難以認(rèn)定,使人倫關(guān)系發(fā)生模糊、混亂乃至顛倒,進(jìn)而沖擊傳統(tǒng)的家庭觀以及權(quán)利與義務(wù)觀。
(二)胚盤干細(xì)胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細(xì)胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術(shù)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(yán)格禁止的。堅(jiān)持認(rèn)為可以用人類胚胎做實(shí)驗(yàn)的人認(rèn)為:1、早期胚胎僅是一團(tuán)細(xì)胞,尚難稱其為人的一條生命,從胚泡內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)成人的胚胎干細(xì)胞,并沒有殺死細(xì)胞,只是改變細(xì)胞的命運(yùn);2、培養(yǎng)胚盤干細(xì)胞是用于治療現(xiàn)在還無法治愈的組織壞死性疾病,讓病人恢復(fù)健康,完全是合乎人類倫理道德。
(三)轉(zhuǎn)基因食品的潛在危險(xiǎn)。對(duì)轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展有兩種態(tài)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(duì)者則強(qiáng)調(diào)人為地用基因技術(shù)改變神武,會(huì)給人體健康和環(huán)境帶來危害。基因表達(dá)調(diào)控是個(gè)復(fù)雜的生命現(xiàn)象。目前,人類對(duì)基因的活動(dòng)實(shí)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(jié)果。1993年英國的一份報(bào)告列出了一些人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品應(yīng)用的來努力方面的主要擔(dān)憂:1、人類基因轉(zhuǎn)入食品動(dòng)物,如將人類基因因子與凝血的蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)入綿羊中;2、某些宗教團(tuán)體禁止食用的動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入他們通常食用的動(dòng)物中,這可能觸怒猶太人和穆斯林,列入將豬的基因轉(zhuǎn)入綿羊;3、動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入植物中,可能會(huì)引起一些素食者的特別關(guān)注。
三、現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展存在的倫理問題對(duì)策
現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展,引發(fā)諸多倫理問題,發(fā)人深思。為了促進(jìn)生物技術(shù)的和諧發(fā)展,應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策和措施??茖W(xué)預(yù)言,21世紀(jì)是生物技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期,全國普及大眾倫理學(xué)知識(shí)尤為重要,設(shè)置倫理學(xué)咨詢機(jī)構(gòu),利用各種媒體宣傳倫理學(xué)知識(shí),增強(qiáng)大眾的倫理學(xué)意識(shí),提高全民族的整體倫理水平。同時(shí),我們還應(yīng)改變傳統(tǒng)倫理觀念,發(fā)展中國特色的生命倫理學(xué)。總體上,生命倫理學(xué)應(yīng)和國際生命倫理學(xué)保持一致,但又要保持中國的特色。另外,培養(yǎng)生命倫理專業(yè)人才,解決人才匱乏的局面。生命倫理學(xué)的發(fā)展任道重遠(yuǎn),生命倫理學(xué)人才匱乏問題需要解決,設(shè)置生命倫理學(xué)專業(yè),加快專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模勢(shì)在必行,特別應(yīng)注重研究生、博士生的培養(yǎng)。
生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域介紹
農(nóng)業(yè):一方面,現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)將使農(nóng)業(yè)科技上升到分子水平,人類可以根據(jù)需求從不同種類的動(dòng)植物中,將它們的優(yōu)良基因重新組合,培育新的品種,為此人類生產(chǎn)食物的能力將空前提高。另一方面。由于現(xiàn)代生物學(xué)從分子水平認(rèn)識(shí)生命的本原,因此不僅在農(nóng)業(yè)內(nèi)部不同生命體的種屬界限被打破,而且導(dǎo)致農(nóng)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)間的圍墻逐漸被拆除。
醫(yī)藥:醫(yī)藥生物技術(shù)一直是生物技術(shù)中發(fā)展最快、最活躍的領(lǐng)域,也是各國生物技術(shù)研究開發(fā)的重中之重,是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)最為成熟,競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的領(lǐng)域。近年來,基因組學(xué)、生物信息學(xué)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、干細(xì)胞和克隆技術(shù)、生物芯片技術(shù)等一系列新興技術(shù)的發(fā)展。為促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的途徑和思路。醫(yī)藥生物技術(shù)正在成為整個(gè)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的技術(shù)推動(dòng)力。目前60%以上的生物技術(shù)成果集中應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè),用以開發(fā)特色新藥或?qū)鹘y(tǒng)醫(yī)藥進(jìn)行改良,由此正在引發(fā)醫(yī)藥工業(yè)的重大變革。
化工:近年來各國對(duì)利用生物技術(shù)生產(chǎn)塑料和燃料的研究力度都在加大。對(duì)于塑料生產(chǎn)廠家而言。用植物這樣的可再生資源來取代以石油為基礎(chǔ)的原料,發(fā)展前景極為誘人。樹脂生產(chǎn)廠家不再依靠化石燃料的有限供應(yīng),降解型的生物聚合物可以變成肥料,不僅節(jié)省了填埋場(chǎng)所占的土地面積,而且更有利于環(huán)境保護(hù)和工業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(fā)的幾種生物化學(xué)新工藝的基礎(chǔ)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(guī)模開采就將面臨枯竭。如果按現(xiàn)有的開采技術(shù)和連續(xù)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(jì)所面臨的嚴(yán)重危機(jī)之一是能源問題。利用現(xiàn)代科技發(fā)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(zhì)得到的能源,是通過綠色植物、藻類和光合細(xì)菌的光合作用,捕獲太陽能,經(jīng)代謝轉(zhuǎn)換,儲(chǔ)存于生物質(zhì)中的能量,是太陽能的有機(jī)儲(chǔ)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(fā)和使用生物能源,符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。
大力發(fā)展我國生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力分析
高度重視生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究,形成以企業(yè)為主導(dǎo)的創(chuàng)新聯(lián)盟
鑒于生物技術(shù)自身技術(shù)創(chuàng)新的需求特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)其對(duì)基礎(chǔ)研究的依賴非常大。因此,需要高度重視生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究,重視政府在支持研發(fā)活動(dòng)中的關(guān)鍵作用。從支持生物技術(shù)發(fā)展的國外經(jīng)驗(yàn)來看,歐洲的舉措效果顯著,這主要得益于歐洲技術(shù)平臺(tái)的重要作用。歐洲技術(shù)平臺(tái)是2003年歐盟委員會(huì)提出的,旨在增強(qiáng)歐洲組織和實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新的能力,實(shí)現(xiàn)歐洲在戰(zhàn)略技術(shù)領(lǐng)域保持或獲得世界領(lǐng)先地位。該平臺(tái)是由歐洲戰(zhàn)略技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)、政府部門和專家組成的創(chuàng)新聯(lián)盟,負(fù)責(zé)制定歐盟在高技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)、戰(zhàn)略重點(diǎn)、戰(zhàn)略措施及行動(dòng)計(jì)劃。2010年6月,歐盟啟動(dòng)了低碳技術(shù)歐洲產(chǎn)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃,而各低碳技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展路線圖和三年實(shí)施計(jì)劃的制定均由各領(lǐng)域的歐洲技術(shù)平臺(tái)(TP)起草制定。經(jīng)過9年的發(fā)展。歐洲技術(shù)平臺(tái)已經(jīng)在歐洲的低碳產(chǎn)業(yè)行動(dòng)中發(fā)揮了核心的作用。
建議我國政府部門應(yīng)該高度重視生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究,并加快形成以企業(yè)為主導(dǎo)、官產(chǎn)學(xué)研資用配套的創(chuàng)新聯(lián)盟,共同推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在技術(shù)研發(fā)過程中,一定要平衡好政府和企業(yè)的角色和位置,可以采取政府前期資助研發(fā)一企業(yè)提高研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力一再投資于技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)的周期形式。
高度重視不同階段的特點(diǎn),實(shí)施靈活的融資投入機(jī)制
關(guān)鍵詞:中醫(yī)大數(shù)據(jù);生物信息學(xué);高校教學(xué)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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(xué)是一門新興學(xué)科,在各大高等院校醫(yī)學(xué)或生物學(xué)相關(guān)專業(yè)都有與之相關(guān)的課程或?qū)I(yè)開設(shè)。與我們常見的物理、數(shù)學(xué)、法學(xué)等學(xué)科不同,生物信息學(xué)更像是一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,它不僅僅局限于某個(gè)科學(xué)研究,而是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)和生物學(xué)的各種工具及方法來分析和理解在大數(shù)據(jù)背景下的生物學(xué)意義[1]。經(jīng)過20余年的發(fā)展,生物信息學(xué)已在分子進(jìn)化、基因測(cè)序、遺傳及變異研究等領(lǐng)域取得了突破和成果,是21世紀(jì)人類三大計(jì)劃之一“人類基因組計(jì)劃(Human Gene Project HGP)”的核心支撐學(xué)科。在美國,早于1988年便成立國家生物技術(shù)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(xué)研究所(EBI)和信息生物學(xué)中心(CIB)用來對(duì)數(shù)以萬計(jì)的核酸及蛋白質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)并發(fā)展至今日趨成熟[2]。生物信息學(xué)于上世紀(jì)90年代初開始逐漸引起國內(nèi)科學(xué)工作者的重視,經(jīng)過20多年的發(fā)展也已初具規(guī)模。筆者通過對(duì)近20年公開發(fā)表的有關(guān)生物信息學(xué)關(guān)鍵字的文章進(jìn)行搜索,運(yùn)用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發(fā)表文章數(shù)量的散點(diǎn)圖。從圖1可以發(fā)現(xiàn),關(guān)于生物信息學(xué)學(xué)科的研究數(shù)量在2014年達(dá)到頂峰,并逐漸開始下滑。同時(shí),由于搜索結(jié)果包含雜質(zhì)數(shù)據(jù)(如被動(dòng)截取“信息學(xué)”為關(guān)鍵詞),為了使圖表信息量有度可量,筆者繼續(xù)對(duì)在認(rèn)知上與生物信息學(xué)相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索,分別為“數(shù)據(jù)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(wěn)步發(fā)展,符合21世紀(jì)科技高度發(fā)展的大趨勢(shì),而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的相關(guān)研究自2005年以來迅猛增長(zhǎng)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(lián)網(wǎng)用戶不斷增加,全民聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代逐漸構(gòu)成,互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的急劇擴(kuò)大以及電子商務(wù)、云技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的信息膨脹,使越來越多的人意識(shí)到大數(shù)據(jù)的作用和研究數(shù)據(jù)挖掘?qū)?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的重要影響,進(jìn)而推動(dòng)數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)科發(fā)展。
2 中醫(yī)大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)課程教學(xué)
從圖2的對(duì)比可以看出,生物信息學(xué)的研究數(shù)量與其他兩個(gè)學(xué)科對(duì)比,則顯得相形見絀。也就是說,生物信息學(xué)在我國的發(fā)展仍較為緩慢,使之與其對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)度不成正比。進(jìn)一步對(duì)圖1的搜索結(jié)果進(jìn)行高級(jí)檢索,對(duì)已有的生物信息學(xué)研究進(jìn)行劃分,將”中醫(yī)”關(guān)鍵詞加入其中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)將中醫(yī)與生物信息學(xué)相結(jié)合進(jìn)行研究的文獻(xiàn)少之又少,每年文獻(xiàn)不過20左右。生物信息學(xué)的作用就是利用計(jì)算機(jī)等技術(shù)對(duì)海量的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并洞察隱藏在其中的規(guī)律,而中醫(yī)數(shù)據(jù)經(jīng)歷數(shù)代中醫(yī)名師的記錄和數(shù)十年來信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)儼然呈現(xiàn)出高緯度、高階度的大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此,生物信息學(xué)在中醫(yī)數(shù)據(jù)的研究中一定具有其特殊的價(jià)值和意義,是從微觀層面描述中醫(yī)整體結(jié)構(gòu)的重要手段。本文將以中醫(yī)證侯、病證和中醫(yī)復(fù)雜性為切入點(diǎn),結(jié)合研究生物信息學(xué)在其中的應(yīng)用價(jià)值,并討論在教育教學(xué)過程中如何使中醫(yī)和生物信息學(xué)有機(jī)結(jié)合,做到融會(huì)貫通。
2.1從“定性”和“定量”學(xué)習(xí)角度看基因組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)“證”本質(zhì)
在中醫(yī)學(xué)中,“證”是立方立法的基礎(chǔ),醫(yī)者通過四診獲取的信息進(jìn)行綜合分析和判斷,從病癥體征等表現(xiàn)集合入手,得出相應(yīng)的證候,有針對(duì)性的用藥治療。中醫(yī)與西醫(yī)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(yī)學(xué)者通過反復(fù)探索得出的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)中醫(yī)遣方用藥具有決定性的指導(dǎo)意義。而西醫(yī)認(rèn)為,疾病的發(fā)生與發(fā)展是與人體某段特異的基因的改變有關(guān),HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構(gòu)成奧秘從而從本質(zhì)上研究疾病的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律[3]。因此,中醫(yī)與西醫(yī)在指導(dǎo)醫(yī)者診療的哲學(xué)思想上是有很大不同,甚至可以說是截然相反的。然而中醫(yī)與西醫(yī)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)卻無處不在,結(jié)合點(diǎn)之一正是基因與證候的關(guān)聯(lián)。對(duì)于基因組學(xué)和中醫(yī)證候的學(xué)習(xí)方法是不同的,一個(gè)是定量學(xué)習(xí),另一個(gè)則是定性學(xué)習(xí),定量學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更加客觀的研究生物體的發(fā)展規(guī)律,并結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)做到多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn),而不足之處在于缺乏主觀思考、學(xué)習(xí)方式較為分散缺乏整體思維把控;而定性學(xué)習(xí)則以某一指導(dǎo)思想為主線,通過對(duì)某些案例及知識(shí)長(zhǎng)時(shí)間的觀察和分析,從中得出結(jié)論。定量學(xué)習(xí)如基因組學(xué)更重視量化計(jì)算及工具的使用,而定性學(xué)習(xí)如中醫(yī)證候則更重視理論與實(shí)踐結(jié)合,整體到局部學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中,無論基因組學(xué)還是中醫(yī)證候,都會(huì)以疾病為具體的研究對(duì)象。從西醫(yī)上說,基因是決定人是否患病的內(nèi)部原因,通過遺傳或基因狀態(tài)的改變都可能導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生,從中醫(yī)上說,證候是疾病狀態(tài)下的臨床類型,反映了機(jī)體在疾病發(fā)展過程中的病理特征[4]。因此,將證候與基因組學(xué)統(tǒng)一學(xué)習(xí),實(shí)則是將定量與定性學(xué)習(xí)相結(jié)合以實(shí)際疾病案例和數(shù)據(jù)著手從而多方面運(yùn)用計(jì)算機(jī)、西醫(yī)學(xué)、證候?qū)W、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)對(duì)生物大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的綜合學(xué)習(xí)方法。
2.2 基于蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)病證相關(guān)性
證侯是人體生命活動(dòng)的一種表現(xiàn),而生命活動(dòng)的主要執(zhí)行者是蛋白質(zhì),兩者之間必然會(huì)有隱秘且細(xì)致的聯(lián)系,我們也應(yīng)以此為出發(fā)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散學(xué)習(xí)方法,綜合學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)。自HGP的完成宣告了后基因組時(shí)代的到來后,研究生命科學(xué)的重心也由基因組學(xué)向蛋白質(zhì)組學(xué)逐漸轉(zhuǎn)變,作為教育者也應(yīng)跟上科學(xué)發(fā)展的潮流,把生物科學(xué)研究和相關(guān)教學(xué)模式從基因水平向蛋白質(zhì)水平轉(zhuǎn)變。與此同時(shí),蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化以及蛋白質(zhì)組成成分、表達(dá)水平等,它的研究方法學(xué)內(nèi)容與中醫(yī)的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質(zhì)組學(xué)在分子水平上的DNA修飾和基因調(diào)控反應(yīng)生命體的整體狀態(tài)(即陰平陽秘),中醫(yī)理論強(qiáng)調(diào)從整體觀對(duì)疾病進(jìn)行認(rèn)知,認(rèn)為疾病的發(fā)生是人體整體功能的失調(diào)所致(即陰陽失調(diào)),重點(diǎn)在于辯證論治[5]。在教育教學(xué)過程中,將基因或蛋白質(zhì)方面的研究從結(jié)構(gòu)研究向功能研究轉(zhuǎn)變,使研究更具體,透過相關(guān)功能性測(cè)試實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)基因之間的相互聯(lián)系及相互作用,在定量學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的定性思維,使學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題及對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)。正如數(shù)據(jù)庫實(shí)體關(guān)系模型中的E-R圖一樣,在進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)和中醫(yī)病癥相關(guān)性研究教育的過程中,中醫(yī)病證和蛋白組學(xué)可以看做是兩個(gè)看似毫無關(guān)聯(lián)的實(shí)體,而通過“疾病”將兩者相連,透過此種關(guān)系可以衍射出兩個(gè)學(xué)科方面的深入學(xué)習(xí)。
2.3 運(yùn)用復(fù)雜系統(tǒng)性方法學(xué)習(xí)中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)
中醫(yī)藥的復(fù)雜性相比西醫(yī)有過之而無不及,原因主要在于相對(duì)于“結(jié)構(gòu)決定功能”的西方醫(yī)學(xué)思想,中醫(yī)更側(cè)重于“關(guān)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(guān)中醫(yī)診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲(chǔ),使得中醫(yī)稱為典型的“復(fù)雜自組織系統(tǒng)”[6]。尤其在信息離散度和復(fù)雜度較高的中醫(yī)證侯系統(tǒng)中,癥狀變量與證侯信息混雜在一起,想辨別兩者的區(qū)別和聯(lián)系是非常困難的事情,單純的研究數(shù)據(jù)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(xué)過程中,可以將復(fù)雜系統(tǒng)方法學(xué)引入中醫(yī)系統(tǒng)學(xué)習(xí),通過復(fù)雜系統(tǒng)中的熵分劃方法將證侯系統(tǒng)的離散變量加工轉(zhuǎn)化為線性關(guān)聯(lián)集合,即將癥狀變量通過關(guān)聯(lián)度集合成多個(gè)癥狀集合,并將癥狀集合與關(guān)聯(lián)度較高的證侯要素進(jìn)行聯(lián)結(jié)。以此方法既可以激發(fā)學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)的興趣,又能以理論指導(dǎo)實(shí)踐,對(duì)中醫(yī)證侯大數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取,達(dá)到全面學(xué)習(xí)。
3 結(jié)束語
中醫(yī)信息學(xué)已經(jīng)作為一門新興學(xué)科在我國各大高校開設(shè),相關(guān)師生深入研究和學(xué)習(xí),主要目的就是發(fā)掘蘊(yùn)含在中醫(yī)幾千年發(fā)展結(jié)晶中的奧秘。關(guān)于中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和研究也在近年日益增長(zhǎng),這都表明人們已經(jīng)愈來愈關(guān)注國粹,關(guān)注健康,關(guān)注未來。這也表明與之相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究對(duì)未來的人生發(fā)展和機(jī)遇都有著深遠(yuǎn)的影響。然而,數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)并不完全適用于中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)中的信息發(fā)掘,若單純地將兩者進(jìn)行結(jié)合教學(xué),學(xué)生可能缺少知識(shí)銜接,缺乏過渡。這時(shí)若將生物信息學(xué)引入二者其中并結(jié)合生物信息學(xué)相關(guān)智能科技手段和技術(shù),則可以從宏觀和微觀兩個(gè)方面去看待生命體:宏觀上面對(duì)復(fù)雜的中醫(yī)系統(tǒng)不需感到困惑,而是以“復(fù)雜系統(tǒng)方法論去解決復(fù)雜系統(tǒng)”,使學(xué)生不要總想著從每一個(gè)局部都能分析到問題的本質(zhì),而是接受復(fù)雜性,從復(fù)雜系統(tǒng)的角度去解釋生命體的自組織現(xiàn)象,對(duì)生命體的宏觀表現(xiàn)進(jìn)行研究;微觀即是在分子水平上去分析中醫(yī)證侯的本質(zhì),方劑的復(fù)雜體系,去了解生命體內(nèi)部的調(diào)控機(jī)制等,以此加深學(xué)生對(duì)中醫(yī)理論的理解以及對(duì)生物信息學(xué)工具和技術(shù)運(yùn)用的融會(huì)貫通。
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關(guān)鍵詞:生物流化床;工藝流程;充氧方式;革新
生物流化床應(yīng)用廣泛,可用于厭氧脫出廢水中的氨氮,也可好氧去除廢水中的有機(jī)物質(zhì),包括生活污水,制藥廢水,印染廢水,水廠、肉廠、糧食加工廠廢水等?;旧暇哂锌缮缘膹U水都適合。
1 生物流化床不同工藝流程的研究
依據(jù)流化床中附著生長(zhǎng)不同類型的微生物,生物流化床可分為好氣床、兼氣床和厭氣床三類。主要工藝流程有以下幾類:
1.1 以氧氣為氧源的生物流化床
以氧氣為氧源的生物流化床有機(jī)負(fù)荷可以提高到27kg/m3,但是由于反應(yīng)器需要大量的純氧且回流比較大,因而在純氧制造和回流電力部分會(huì)消耗很多能源。如果要使用空氣作為氧氣流化床的氧源,為使流化床的進(jìn)水能夠獲得足夠的溶解氧,就需要加大回流比。根據(jù)研究顯示,對(duì)BOD5為214mg/L的生活污水,若采用空氣充氧來保持系統(tǒng)對(duì)BOD5的去除率維持在85%以上,其循環(huán)比需提高至34:1,而純氧氣生物流化床的循環(huán)比則只需要3:1即可達(dá)到此效果。所以,雖然以空氣為氧源的二相流化床在充氧時(shí)可避免生產(chǎn)純氧的難題,但在其后面運(yùn)行時(shí)需要在循環(huán)泵上消耗大量的電力資源進(jìn)行回流。近年,國外氧氣流化床處理工業(yè)廢水和城市污水已經(jīng)在實(shí)際中應(yīng)用,在美國紐約州已建造了一套氧氣流化床的二級(jí)處理設(shè)備,其設(shè)計(jì)規(guī)模為37850m3/d。
1.2 以空氣為氧源的三相流化床
三相流化床的供氧方式是通過反應(yīng)器底部或器壁輸入空氣,在流化床內(nèi)部形成氣液固三相。相對(duì)比兩相流化床,三相流化床的操作條件更加劇烈,其充氧情況與活性污泥法比較相當(dāng),這樣可以強(qiáng)化空氣在反應(yīng)器內(nèi)的轉(zhuǎn)移,增強(qiáng)微生物反應(yīng)速率。可在三相流化床反應(yīng)器內(nèi)部,氣液不能得到很好的分離,氣泡容易在床體內(nèi)部聚集無法散開而形成巨大的鼓泡,這些情況的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域的氧吸收效果變差,而且氣泡在反應(yīng)器內(nèi)的攪動(dòng)也會(huì)使得載體隨之流失,微生物的附著載體減少,從而降低出水水質(zhì),還容易使水質(zhì)變得渾濁不清。目前三相流化床的研究在國內(nèi)還比較少,基本上都是小試或者中試階段,只在日本有一座較大規(guī)模的處理設(shè)備。
1.3 兼氣生物流化床
兼氣流化床,以兼性微生物為主,通常是在缺氧或者低氧環(huán)境條件下進(jìn)行生物氧化來降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。由于在兼氣流化床中供氣的限制,兼性微生物的大量生長(zhǎng)而產(chǎn)生了特殊了酶系統(tǒng),這使得兼氣床既能在有氧條件下與好養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行好氧呼吸,當(dāng)廢水中不具有溶解氧時(shí),也可利用水中溶解的化學(xué)物質(zhì)中所含有的氧進(jìn)行好養(yǎng)呼吸或者直接進(jìn)行厭氧呼吸。當(dāng)廢水中沒有溶解氧,兼性細(xì)菌利用廢水中存在的NO3-N為氧源時(shí),稱為缺氧流化床。目前兼氣流化床在廢水處理上主要用于污水的反硝化脫氮上,而在廢水的二級(jí)處理上的應(yīng)用幾乎未有報(bào)道提及。
1.4 厭氧生物流化床
厭氧流化床可處理高濃度的有機(jī)廢水,當(dāng)廢水進(jìn)入流化床后,廢水中的有機(jī)物經(jīng)過厭氧細(xì)菌的第一步厭氧呼吸進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)酸,最后使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。經(jīng)反應(yīng)器處理后的污水通過氣液分離,對(duì)沼氣回收利用。厭氧流化床目前尚未用于城市污水和工業(yè)廢水的處理中,僅僅處于初步研究探索階段,還未形成可以實(shí)際使用的操作流程。根據(jù)現(xiàn)有資料表明,利用厭氧生物流化床對(duì)化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、乳制品工業(yè)以及污泥熱處理液廢水均具有較好的處理效果。此外,每kgCOD可在微生物的氧化作用下產(chǎn)生約0.4m3的沼氣,其中甲烷含量在70-80%。當(dāng)前的厭氧流化床不僅能用于高濃度有機(jī)廢水的處理,在COD
對(duì)于以上幾個(gè)類型的流化床,當(dāng)前已經(jīng)有一些研究在嘗試將他們進(jìn)行前后相連對(duì)污水進(jìn)行分步處理來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。英國水研究中心便提出可以將氧氣流化床與缺氧流化床進(jìn)行串聯(lián)組成一個(gè)新流程,通過在氧氣流化床前面添加一個(gè)厭氣流化床工藝,將污水進(jìn)行完全的生物氧化,硝化并部分脫氮處理。兩種工藝的串聯(lián)不僅可以使出水水質(zhì)更加穩(wěn)定良好,還能保證在水質(zhì)有較大波動(dòng)時(shí)能夠有高效的處理效率。
2 生物流化床反應(yīng)器的革新
隨著廢水處理技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新,低耗、高效和處理難降解廢水是流化床生物反應(yīng)器的發(fā)展方向之一,目前開發(fā)的新型生物流化床主要有以下幾類。
2.1 環(huán)流生物半流化床
北京化工研究院研發(fā)了一種置換和全混型疊加的環(huán)流生物半流化床,如圖1。
該生物流化床反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了固定床和流化床的串聯(lián)運(yùn)行操作,因此它不但具有良好的循環(huán)性,而且還解決了全混型流化床反應(yīng)器對(duì)于一些難降解的污染物去除效率低的問題。實(shí)驗(yàn)采用淀粉廢水,水力停留時(shí)間小于4h,COD負(fù)荷為4.2kg/(m3?d),最小的氣水比為37:1。
2.2 自充氧內(nèi)循環(huán)三相復(fù)合生物流化床
華北工學(xué)院在復(fù)合流化床反應(yīng)器的基礎(chǔ)上研究制造了如圖2所示的自充氧內(nèi)循環(huán)三相復(fù)合生物流化床。
三相復(fù)合生物流化床反應(yīng)器的下部為一個(gè)三相流化床,上部配有活動(dòng)的過濾安全網(wǎng)和載體,流化床上部出水通過自動(dòng)充氧系統(tǒng),采用流動(dòng)的空氣對(duì)出水進(jìn)行充氧后便可進(jìn)入浸沒式的接觸氧化床,通過進(jìn)一步反應(yīng)之后排除水體。反應(yīng)器具有良好的自充氧性能,并且還具有高效率的處理效果和良好出水水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景很好。
關(guān)鍵詞:畜禽糞便;堆肥技術(shù);生產(chǎn)工藝;發(fā)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(jù)不同糞便的排放方式、糞便量、養(yǎng)分含量等特點(diǎn),選擇不同的處理方法。其中,家禽的糞便中有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)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(zhì)地較細(xì),含有較多的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分,含有大量的腐殖質(zhì),對(duì)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(jī)質(zhì)部分較難分解,腐熟較慢,發(fā)酵溫度較低;羊糞質(zhì)地較細(xì),含水量少,羊尿中氮和鉀含量較高,其氮素形態(tài)主要是尿素態(tài)氮,易被分解利用;馬糞尿中有機(jī)質(zhì)含量較高,還含有大量的纖維分解菌,在堆肥時(shí)能產(chǎn)生高溫,屬于熱性肥料[1]。
我國每年產(chǎn)生畜禽糞便26億t,是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)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(dāng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的寶貴肥力資源[2]。
1畜禽糞便的處理
集約化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的特點(diǎn)是含水量高、污染物質(zhì)多樣、惡臭,處理過程中氮態(tài)易揮發(fā)。針對(duì)這些特點(diǎn),畜禽糞的處理主要包括干燥處理、除臭處理等幾個(gè)方面。
1.1干燥處理
干燥處理法是利用燃料、太陽能、風(fēng)能等,除去家畜糞便中的水分,使含水率降低到可以進(jìn)行堆積發(fā)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(shù)有雞舍內(nèi)干燥、發(fā)酵干燥、太陽能干燥、高溫快速干燥、高頻電流干燥等。依據(jù)干燥處理所采用的方法分類,有物理方法、化學(xué)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(xué)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(yǎng)分損失少且可以將除臭與干燥相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn),其原理是利用堆肥過程中微生物分解有機(jī)物所產(chǎn)生的能量促進(jìn)糞便中水分的散發(fā),起到干燥糞便、降低水分的目的[3]。
1.2除臭技術(shù)
畜禽糞尿堆肥處理過程中產(chǎn)生大量的臭氣,并且臭氣成分復(fù)雜,主要含有氨、含硫化合物、胺類和一些低級(jí)脂肪酸類等19種化學(xué)物質(zhì)。其中來自畜禽養(yǎng)殖或糞尿處理場(chǎng)的臭氣中最主要的成分是nh3和h2s[3]。世界各國對(duì)于糞便除臭的研究工作主要集中在兩個(gè)方向。①在飼料中添加除臭的添加劑,降低動(dòng)物排泄后糞便的臭味。②畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)或糞尿處理場(chǎng)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(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)化臭氣成分以達(dá)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(shù)
2.1條垛式系統(tǒng)
條垛式堆肥是將原料堆積成窄長(zhǎng)垛,垛的斷面為梯形或三角形,采用機(jī)械或人工進(jìn)行定期翻堆,實(shí)現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。具體堆制方法是:①先將畜禽糞便與微生物發(fā)酵菌劑(也可以不加微生物菌劑)、發(fā)酵用的各種輔料混合,將c/n調(diào)節(jié)為25∶1左右,含水量在55%左右;②將禽畜糞便堆成長(zhǎng)條狀,高不超過1.5~2.0m,寬為1.5~3.0m,長(zhǎng)度視場(chǎng)地規(guī)模和禽畜糞便數(shù)量的多少而定[2]。
2.2靜態(tài)通風(fēng)垛系統(tǒng)
與條垛式堆肥不同,靜態(tài)通風(fēng)垛系統(tǒng)在堆肥過程中不進(jìn)行翻堆,而是通過鼓風(fēng)機(jī)和埋在地下的通風(fēng)管道向堆體內(nèi)通風(fēng),保證堆體內(nèi)的有氧狀態(tài)。通風(fēng)系統(tǒng)既決定靜態(tài)通風(fēng)垛能否正常運(yùn)行,也是溫度控制的主要手段。通風(fēng)不僅為微生物分解有機(jī)物提供氧,同時(shí)也排除堆體內(nèi)的co2和nh3等氣體,并蒸發(fā)水分使堆體散熱,保證了適宜的發(fā)酵溫度[4]。
2.3棚式發(fā)酵堆肥系統(tǒng)
將雞糞倒入發(fā)酵大棚,堆肥厚度為40cm左右,拌入微生物發(fā)酵菌劑(也可以不加微生物菌劑)和各種發(fā)酵輔料,每天翻拋一次,使其發(fā)酵、脫臭,鮮禽畜糞便從發(fā)酵車間一端進(jìn)入,到另一端輸出時(shí)即成為發(fā)酵完畢的有機(jī)肥料,直接進(jìn)入干燥設(shè)備脫水。
2.4攪動(dòng)固定床式堆肥系統(tǒng)
攪動(dòng)固定床式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)通常由多層平面構(gòu)成。進(jìn)料口在反應(yīng)器的上部,新鮮的禽畜糞便接種微生物發(fā)酵菌劑和發(fā)酵所需的各種輔料,攪拌均勻后經(jīng)傳動(dòng)輸送帶或料斗設(shè)備提升到塔式發(fā)酵倉內(nèi),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(shí)間,在塔反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)過翻板的翻動(dòng)逐層下落和通風(fēng),快速發(fā)酵除臭、脫水、干燥。整個(gè)過程中進(jìn)料和出料是連續(xù)的,通氣管位于反應(yīng)器下部,由許多支管組成,外接風(fēng)機(jī),在反應(yīng)器上部設(shè)廢氣出口,產(chǎn)生的廢氣收集處理后排放[4]。
2.5旋轉(zhuǎn)倉式堆肥系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)倉系統(tǒng)根據(jù)物料在反應(yīng)器內(nèi)的移動(dòng)方式又分為推流式和分隔式。推流式發(fā)酵倉系統(tǒng)中,物料從倉體的進(jìn)料口進(jìn)入,沿倉體移動(dòng)到反應(yīng)器末端的出料口。分隔式發(fā)酵倉系統(tǒng)中,沿物料的移動(dòng)方向,反應(yīng)器被分為很多小室,在堆腐的不同階段,物料從一個(gè)室移入另一個(gè)室。倉體旋轉(zhuǎn)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(fēng)干燥。攪動(dòng)固定床式和旋轉(zhuǎn)倉式堆肥系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱,發(fā)酵速度快,有利于水分蒸發(fā),機(jī)械化程度高,發(fā)酵條件容易控制,占地面積小,能夠?qū)Τ魵膺M(jìn)行收集統(tǒng)一處理,防止二次污染,缺點(diǎn)是投資大[5]。
2.6圓筒發(fā)酵堆肥系統(tǒng)
新鮮禽畜糞便加入作物秸稈和微生物發(fā)酵菌劑,混合攪拌,含水量調(diào)節(jié)到55%左右,吊料斗輸送裝入一臺(tái)橫放的大圓筒,筒為攪拌釜式結(jié)構(gòu),并充入40~45℃熱蒸氣或熱空氣,物料在筒內(nèi)經(jīng)8~10h發(fā)酵后,再加溫到80℃,持續(xù)1h以上,以殺滅細(xì)菌和蟲卵[6]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是占地面積少,機(jī)械化程度高,發(fā)酵與干燥一體化;缺點(diǎn)是需要一定的設(shè)備投資,發(fā)酵不充分,發(fā)酵干燥成本高[2]。
3畜禽糞便無害化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)工藝
將畜禽糞便與配料按規(guī)定的比例送入混合攪拌料機(jī),進(jìn)行攪拌使其混合均勻,通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步攪拌并送入主機(jī)——加壓混煉機(jī),通過加壓混煉機(jī)的加壓摩擦,使該機(jī)體內(nèi)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(dāng)?shù)目諝夂退郑瑸楦邷鼐l(fā)酵創(chuàng)造適宜的條件,完成快速發(fā)酵,再通過粉碎機(jī)粉碎松散,最后送入堆置場(chǎng)發(fā)酵8~10d即成為有機(jī)肥(圖1)。
4畜禽糞便生產(chǎn)生物有機(jī)肥的發(fā)展前景
隨著生物有機(jī)肥在全國生態(tài)農(nóng)業(yè)的大力推廣,農(nóng)民已對(duì)其有了一定的了解與認(rèn)可,我國農(nóng)業(yè)市場(chǎng)對(duì)生物有機(jī)肥的需求量會(huì)不斷增加[7]。首先,用畜禽糞便(特別集約化養(yǎng)殖的畜禽糞便)、秸稈、農(nóng)副產(chǎn)品和食品加工的固態(tài)廢物、有機(jī)垃圾經(jīng)過有益微生物發(fā)酵、加工而成的有機(jī)肥,具有投資少、原料易得、成本低等優(yōu)點(diǎn),其生態(tài)效益是不容忽視的[8]。其次,應(yīng)用有機(jī)肥料生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都是非常高的。再者,用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥可以減少化學(xué)藥品對(duì)環(huán)境的污染。所以,生物有機(jī)肥具有更加廣闊的發(fā)展前景[9]。
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