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生態修復作為城市水系治理的主要途徑,其中主要涉及到濕地建造、植被恢復、河岸生態治理等內容,同時生態修復與濕地規劃存在很大的關聯,并具有建設目標、方式以及實際措施等方面交集之處。在進行濕地規劃過程中,要考慮到城市水系生態修復情況和要求,并將生態學理論知識作為規劃指導,結合現有城市水系資源進行濕地規劃設計,以構建城市濕地網,進而實現城市水系生態修復中濕地規劃設計的最終目的。對此,在這樣的環境背景下,探究城市水系生態修復中的濕地規劃設計具有非常重要的現實意義。
1城市濕地規劃設計原則
1.1生態原則
生態原則作為城市濕地規劃設計基礎總原則,滿足人類與自然生態共同發展要求,為城市水系生態環境的可持續健康發展提供有利的保障。在實際應用的過程中,生態原則要求規劃設計人員在開展濕地規劃設計的過程中,保留濕地本身的生態原真性。
1.2保護原則
城市濕地作為自然生態景觀之一,是自然與歷史沉淀下的寶貴財富,并具有非常重要的開發利用價值。對此,在進行濕地規劃設計的過程中,設計人員要遵循保護原則,保留濕地系統中各個生物物種的多樣性,維護濕地系統整體穩定性與協調性,使得濕地系統自然性不受破壞,進而發揮出城市濕地的實際使用功能和開發價值。
1.3可持續原則
可持續觀可以保證城市濕地的長久利益,有效協調人和自然生態之間的協調性,拓展協調時間,進而滿足城市發展基本需求,實現城市濕地系統的完善性。在實際應用的過程中,可持續原則要求設計人員根據濕地自然條件,通過對現有土壤、植物、水系等自然資源的利用,發揮出城市濕地自然美與生態效益,促進濕地系統自然演替與進化,進而使得城市濕地可以適應城市發展整體環境。
2城市水系生態修復中濕地規劃設計方式
2.1完善濕地體系,強化濕地功能
在進行濕地規劃設計的過程中,為了提高設計準確性和可行性,設計人員要根據城市現有濕地體系發展情況,結合城市水系生態修復實際需求,制定科學有效的規劃設計目標,不斷完善濕地規劃體系,提高城市濕地各個使用功能,進而實現城市濕地規劃設計水平的提升。主要措施為以下幾點內容:第一,構建生態健康系統。第二,強化濕地景觀。第三,建設濕地文化。
2.2合理規劃內容,實現區域協調
在進行城市濕地規劃設計的過程中,為了維護濕地系統內部結構資源的完整性,協調濕地系統和周邊區域環境的協調發展,設計人員要做好區域協調工作,并將圈層式規劃方式應用到城市濕地規劃設計中,將濕地系統劃分為以下三個層次:第一,濕地保護區。主要包括濕地原始物種類型、生存環境以及生物鏈,建立濕地特征區域,促進城市水系生態系統的修復與發展,最大程度的保證濕地系統的完整性。第二,保護區。在實際規劃設計的過程中,設計人員要根據濕地保護區的實際面積,在保護區周圍保留一定寬度的預留區域,并從濕地鄉土生物生活環境自然原始性、保護多層級演替階段生態系統、尊重生態自然發展過程與自然干擾等三方面入手,其中還涉及到火災過程、旱雨季交替、洪水季節性泛濫等,強化濕地保護區域和周邊環境之間的連續性,進而達到濕地保護區的雙重保護。第三,周邊景觀控制區。周變景觀控制區主要在保護區的外部,可以對整個濕地景觀進行控制與規劃,提高濕地周邊景觀和濕地自身系統的協調性與統一性。
2.3做好空間布局,強化濕地價值
空間布局作為濕地規劃設計中的重要內容,對濕地系統整體景觀欣賞性與自然生態性的提升具有關鍵作用。由于濕地系統中物質與能量存在多重聯系,結合各個空間要素實現濕地空間布局,構建濕地系統立體多維空間與游覽網絡空間,形成城市濕地綠色空間體系。[3]其空間布局內容為以下幾點:第一,平面公共空間。平面公共空間根據濕地功能與景觀特色,對濕地系統各個功能劃分到平面范圍、平面形狀以及平面位置中,以水體為脈,構建多元化空間體系,同時也為濕地系統內各個物種創造有利的生存環境,提高濕地規劃設計的可行性與合理性,進而促進城市水系生態修復的發展。第二,立體多維空間。立體多維空間主要針對濕地剖斷面采取豎向設計的方式,使得濕地整體呈現立體空間層次,賦予濕地系統形態多變的特點,進而保護濕地系統內部資源的多樣性。由于濕地水生生物的生存環境具有極大的差異性,在進行濕地規劃設計的過程中,設計人員要結合實際水深設置沿岸區、潤澤區、沼澤區、深水區,結合水深和植被生存需求搭配植被,進而構建濕地系統的層次性和多樣性,提高濕地水流連續性,保證水域到陸地間的過渡帶,使不同水位的濕地都能接觸到自然生態的邊岸。
3結語
本文通過對城市水系生態修復中的濕地規劃設計研究,從生態原則、保護原則、可持續原則等方面明確城市濕地規劃設計原則,并在此基礎上提出制定規劃目標,明確設計方向、合理規劃內容,實現區域協調、做好空間布局,強化濕地價值等有效措施,不斷優化和完善城市濕地系統,提高濕地規劃設計的可行性與合理性,進而促進城市水系生態修復的發展。
作者:心 單位:中國建筑科學研究院
近年來,為了普及高校教育信息化,我國進行了大量的資金投入。從某種意義上說,高校教育信息化的一個重要目標就是為學生的學習、科研和生活提供各種各樣的信息服務,目前大學生對此十分認同。就拿最簡單的例子來說,過去在圖書館查閱資料可能會花去很多時間,而今只需要輕點鼠標就能完成任務。因此,在高校教育信息化建設中,為學生提供服務是其中的重點。教育信息化是一個社會化的教育,所以不能單純地用“教學”方面的指標來評估高校信息化的建設,還應有其他的一些評價指標。縱觀近年來江西高校信息化發展現狀可以看出,目前江西高校針對學生的信息化服務主要集中在教務及教學方面,將大學生的日常生活納入到信息化管理中的高校為之甚少。隨著我國高校在校生人數日益增多,傳統的手工服務方式已遠不能滿足如今學生的日常生活需求。
二 江西高校學生生活服務信息化對策研究
筆者在對江西高校學生日常生活服務信息化研究的基礎上,為了提升江西高校教育管理信息化建設進程及人才培養質量,對目前高校學生生活服務手工業務流程進行研究,征集廣大在校生和相關工作人員的意見,進行學生日常生活服務信息化平臺構建的可行性分析,設計一個功能完善、靈活性強、實用性強及界面美觀的江西高校學生生活服務信息化平臺,最終實現了對學生日常生活服務的信息化管理,以進一步提高江西高等教育辦學的水平和質量,為加快江西高校教育管理信息化建設進程貢獻力量,為江西“十二五”教育規劃決策提供參考。
在上述研究的基礎上,將江西高校學生生活服務同其他省高校學生生活服務開展情況進行比較研究,找出了外省高校學生生活服務中值得借鑒的有益經驗和應該避免的問題,特別是通過加強學生生活服務信息化提升高校人才培養質量上各省所采取的有益措施更應借鑒,對得到的這些資料進行了比較分析,梳理總結,為江西省教育部門提供參考。
本文作者在研究國內外高校學生生活服務信息化現狀的基礎上,結合江西省高校的實際,設計并開發的學生生活服務信息化平臺,以信息化的方式來解決大學生經常遇到的日常生活問題(如寢室設備報修、預訂桶裝水、貴重物品出入登記等),以改善學生的生活效率,減輕高校后勤人員、宿舍管理人員等相關人員的工作負擔,提高他們的工作效率。將高校寢室通知管理、訂水服務、報修服務、貴重物品登記服務等從原來的手工服務方式轉為信息化管理方式,提高學校后勤管理人員的工作效率,提高學生的學習生活效率,方便學生的日常生活,提升了江西省高校學生生活服務質量和學生的生活效率,降低了服務成本,加快了江西省高校教育管理信息化建設進程。
三 本文研究的價值
本文的研究成果可作為高校信息化的重要組成部分,能夠對學生日常生活中所遇到的問題進行有效的管理,減輕學校后勤人員、宿舍管理人員等相關員工的工作負擔,提高他們的工作效率,同時能極大地方便學生的日常生活,提高學生的生活質量。其成果既可被沒有對學生生活進行信息化管理的高校采用,也可供那些雖然引入了相關的信息化服務平臺,但是原系統并不完善或者尚有很多不足的部分高校借鑒或采用。同時,旨在“十二五規劃”期間,為教育主管部門和相應高校制定提升江西省高校學生生活服務信息化教育管理模式和實施方案提供一些參考,為提升江西高等教育質量和加快高等教育管理信息化進程盡一份力。
四 結束語
本文通過調查研究,查閱資料等方法得到當前高校學生生活服務信息化的資料,并進行歸納整理,將國外和外省的資料與江西高校的資料進行比較研究,從中發現江西高校的優勢與不足之處,并提出了加快江西高校信息化建設的進程和提高江西高校人才培養質量的改進方法,為教育主管部門和相應高校制定提升江西省高校學生生活服務信息化教育管理模式和實施方案提供參考。
參考文獻
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中圖分類號:X712
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2016)12005603
1引言
基于有機生物質的吸附劑被稱為生物質吸附劑,普遍的認為是一種大量存在于自然界、工業副產物、廢棄材料或農作物的經濟有效的吸附劑[1]。開發生物質能源對溫室氣體減排,保障國家能源安全具有重要作用,對生態環境具有保護作用,有利于促進農村建設[2]。生物質吸附材料具有無毒、可生物降解、不破壞生態環境等優點,擁有良好的應用前景[3]。
甘蔗渣是甘蔗制糖的主要副產品,是一種潛在的生物質資源。據測算,我國每年有約700多萬t的甘蔗渣沒有進行再利用[4],一般廢棄于田野或焚燒處理,這不僅占用土地,而且對空氣造成嚴重污染。利用甘蔗渣制備廢水生物質吸附劑既處理了農業廢棄物,又能產生良好的環境效益與經濟效益,是甘蔗渣廢物利用的有效途徑[5~7]。一般而言,ZnCl2可與甘蔗渣反應而開創出豐富的孔結構,同時還能改變甘蔗渣生物質吸附劑表面官能團的類型和數量,因此本研究將采用ZnCl2活化法制備甘蔗渣生物質吸附劑,并研究其吸附性能。
2材料與方法
2.1原料、試劑與儀器
原料:廣西靈山縣陸屋鎮歐亞糖廠甘蔗渣。主要儀器:CJJ78-1型磁力加熱攪拌器,722型可見分光光度計,KSW型馬弗爐,TENSOR 27紅外光譜儀,S-4800型冷場發射掃描電鏡,SHY-2A型雙功能水浴振蕩器,3H-2000BET-M型全自動氮吸附比表面測試儀。藥品:氯化鋅、CuSO4?5H2O、CuCl2?2H2O、雙環己酮草酰二腙、氯化銨、NH3?H2O、無水乙醇。
2.2實驗方法
2.2.1甘蔗渣制備生物質吸附劑
采用正交實驗的方法,以固液比、活化劑濃度、浸漬時間3個參數為考察因素制定實驗方案,實驗流程見圖1。
2.2.2吸附劑吸附Cu(Ⅱ)
本研究以含Cu(Ⅱ)廢水作為吸附質考察甘蔗渣生物質吸附劑的吸附性能。室溫下利用水浴振蕩器進行吸附實驗,結束后過濾,用1 cm比色皿,以雙乙醛草酰二腙為顯色劑,在540 nm波長處采用分光光度法測定濾液中剩余Cu(Ⅱ)濃度[8],銅離子含量最低一組即為正交實驗最佳組合實驗組。
3結果與分析
3.1制備方案優選
采用正交實驗確定生物質吸附劑優化制備方案,實驗因素及水平見表1,實驗組合及結果見表2。
最佳實驗效果為A3B3C2組,即活化劑濃度為25 %,固液比為1∶25,活化時間為36 h。極差分析結果表明各個因素影響效果由大到小的順序為固液比、活化劑濃度和活化時間。根據實驗結果,ZnCl2溶液的體積和濃度較大(A3、B3)時可促進甘蔗渣比表面積的擴大,使結構中的H、O結合生成H2O脫出,促進纖維素熱解過程的進行[9~13]。需給予適當的浸漬時間使得甘蔗渣脫水并增加比表面積,浸漬時間過短不能達到目的,浸漬時間過長則失去意義。
3.2形貌表征
通過SEM照片觀察生物吸附劑的形貌。
圖2顯示約有半數的生物質吸附劑保留了甘蔗渣的纖維形貌結構,另有約半數吸附劑呈現相互搭接的亂層石墨結構狀態,孔隙大小各不相同。纖維狀生物吸附劑由于一維長度方向尺寸占優勢,故形成的孔隙較大,平均約為10 μm;圖3顯示相互搭接的亂層石墨結構微粒各維度方向尺寸相當,故孔隙較小,平均孔隙尺寸約在100 nm以下。生物吸附劑顆粒間富含微米級孔隙與納米級孔隙,具有良好的吸附潛能。
3.3紅外光譜分析
圖4為甘蔗渣生物吸附劑的紅外光譜譜圖。在波數3500 cm-1附近的波峰主要是O-H鍵的伸縮運動是由表面氫氧基團和化學吸附導致的。在波數2600 cm-1附近波峰歸屬于非對稱的C-H鍵或對稱的C-H鍵,代表甲基和亞甲基。在波數1500~1700 cm-1附近波峰代表C=O鍵振動的吸收峰。1425 cm-1、1370 cm-1的吸收峰主要是由芳香環的C-H振動引起的。波數1000~1250 cm-1附近的吸收峰主要是C-O鍵的伸縮振動。活化后的生物質吸附材料表面官能團豐富,使得生物質吸附材料的極性、親水性、催化性能、表面電荷和骨架電子密度發生改變,增加了對水中污染物的吸附效果[14~16]。
3.4吸附-脫附曲線與孔徑
圖5為甘蔗渣生物吸附劑的吸附-脫附曲線。此吸附-脫附曲線屬于IV型吸附等溫線,表明制備的甘蔗渣生物吸附劑含有大量中孔,即孔徑多集中在2~50 nm[17]。在相對壓力(P/P0)較小時(A~B),吸附等溫線斜率逐漸減小,表明吸附質在吸附劑的外表面發生單分子層吸附并逐漸趨于單層飽和狀態。壓力繼續增大,曲線出現平臺(B~C),此時吸附質主要在吸附劑外表面發生多層吸附,且少部分吸附質逐漸被內部孔隙所吸附。當相對壓力升高到吸附質的飽和蒸汽壓時(C點)吸附質在中孔內發生毛細凝聚,之后吸附量明顯上升,直至達到吸附飽和(D點)。由于毛細凝聚現象,明顯觀察到吸附線與脫附線不重合,發生滯后現象,且形成的滯后環對應的壓力變化范圍較大(BCD),因此得知ZnCl2活化制備甘蔗渣生物質吸附劑具有豐富的中孔結構。
甘蔗渣生物質吸附劑孔隙測試表明吸附孔徑寬度為2.75 nm,Langmuir比表面積為193.7 m2/g,單孔吸附總量為0.09 cm3/g,進一步印證了其孔隙豐富的特點,適于作為環境污染物處理的材料。其余參數見表3所示。
4結論
(1)通過正交實驗確定了制備甘蔗渣生物質吸附劑的最佳工藝組合:活化劑濃度為25 %,活化劑與甘蔗渣固液比為1∶25,活化浸泡時間36 h。
(2)甘蔗渣生物吸附劑具有豐富的中孔結構,主要孔隙參數:表面積為193.7 m2/g,單孔容積為0.09 cm2/g,吸附孔徑寬度為2.75 nm。
(3)生物質吸附劑具有甘蔗渣的纖維形貌結構和亂層石墨結構狀態,其中含有豐富的孔隙。
(4)吸附劑表面含有O-H鍵、非對稱的C-H鍵、對稱的C-H鍵、C=O鍵、C-O鍵等官能團,上述基團可促進生物質吸附劑的吸附效果。
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一、社區服務信息化的意義
同志指出:“社區就是服務”。這個論斷高度概括了社區工作的基礎內涵,要求社區工作必須樹立起以人為本的理念,強化為人民群眾的服務意識。在社會學上,社區是指由居住在某一地方的人們結成多種社會關系和社會群體,從事多種社會活動所構成的社會區域生活共同體。城市社區是近年來隨著城市的發展逐漸發展起來的城市治理和服務的基層組織,是現代化城市管理的有效的新模式。從這個意義上說,城市社區服務信息化是社會信息化的落腳點,已成為城市信息化的重要基石,逐步成為城市信息資源開發和有效利用的核心,是提高全社會家庭、個人信息化水平的主要途徑。
二、贛州市社區服務信息化的現狀
(一)管理模式封閉
贛州市社區服務管理整體處于一種條狀的垂直管理模式。正是這種條狀的管理模式,使得部門和部門之間信息溝通差,資源共享程度不夠,各個部門只能了解到各自內部的一些事務和數據,對于其他部門的數據和資源由于共享程度不夠高,因此很多工作受到制約。社區信息化由于缺少統一的管理和規劃,各個社區部門各自有自己的獨立的管理方式和政策,對于同一批居民在各個不同的部門由于采集的方式和統計的標準差異很大,所以造成統計出來的數據出現很大的差異,這樣對于管理方面造成很大的不便,對于政府部門了解各個社區的居民情況也造成了很大的困難,加重了各個社區服務的難度。因此,如何制定統一的社區服務信息化標準、以及如何統一管理就變成了一個急需解決的問題。
(二)居民對于社區服務信息化了解程度不高,參與性不足
社區服務信息化是一個需要全民參與進來的工作,也需要一個不斷完善和健全的過程。但是通過調查問卷,近乎65.5%的居民對于社區服務信息化的概念缺少了解,更無從談起參與。而各個社區管理部門對于讓廣大社區居民參與進來,共同管理社區服務信息化建設的意識尚不足,沒有宣傳到位,各個社區服務管理工作特別對于無償服務這一塊更是沒有跟上要求,這樣就使得社區服務信息化建設的覆蓋面和受益面受到了很大限制。
(三)服務規模不足,軟硬件服務跟不上
經過調查問卷統計得知超過40%的城市社區居民對于社區的日常信息都是通過物業宣傳欄,通過社區網絡平臺方式了解社區服務信息的不足4%。贛州社區目前建設的網站不多,現有的社區網站存在以下問題:質量較差,體系結構不合理,維護困難;網站欄目設置不全,功能有限,宣傳力度小,推廣不力;網站信息不夠豐富,更新不及時;網站交互性差,服務功能較弱;網站內容與居民生活結合不夠緊密,居民參與積極性低,網站流量低;缺乏統一規劃,建設和管理不規范。贛州市從事規劃信息化建設的人才無論從數量上,還是從質量上都顯得十分不足,既掌握計算機又通曉專業知識的復合型高級人才更是少之又少。信息化建設人才的引進和培養有沒有得到足夠的重視。在整個信息化建設過程中,由于使用人員沒有充分參與到整個系統的開發過程中,導致了系統在后續的使用過程中,遇到了很多的維護問題。
三、贛州市社區服務信息化提升的建議
(一)整合資源,高度共享
要建設好社區服務信息化,就需要各個部門之間協調工作,打破各部門之間的條狀分割,促進各個部門之間的資源共享,成立一個信息化建設管理小組,加強對于共享資源宏觀調控和管理工作,健全內部管理機制。在整個贛州市采取逐層深入的工作方式來完成數據的采集和更新,避免信息的重復浪費,甚至不一致性。在不損害各部門利益的前提下,達到贛州市信息資源共享的目的,做到雙收益。同時也要不斷提高各個信息建設部門對于信息化建設的工作的認識高度,明白這是一個城市發展,有益全民的大型建設,不要搞小團體主義,在整個建設過程中都積極配合。
(二)加大投資力度,搞好基礎建設
政府應該加大投資力度,加強社區基礎設施建設,成立社區服務中心,搭建服務信息平臺。
贛州市作為一個大中型城市規模,要實現社區服務信息化建設,需要一個良好的基礎建設作為基石,成立專門的服務社區中心,對于管理和協調好各個服務社區工作都有很好的促進作用,對于集中發現并解決廣大居民在生活中遇到的各種問題也具有十分重要的意義,把居民的事當做自己的事情,及時到位解決好,才能讓居民感覺到信息化建設的必要性,提高居民參與社區服務信息化建設的積極性,提供自己的寶貴建議。
隨著網絡的普及,人們越來越多的習慣從網上獲得自己需要的知識和新聞,如何利用好網絡,建設一個全面又先進的網絡管理平臺就是一個迫切需要實施的舉措。網絡管理平臺從沿海一帶的先進管理模式中,我們應該學會四點:第一,電子政務延伸至社區,實現社區居民網上辦公化。主要達到政府和社區政務公告,居民在政府,社區辦理注冊、登記等事項都可以實現網上進行;第二,社區服務智能化。提供建設一個網絡服務優質化的智能社區是社區服務信息化的一個要求,它包含社區居民安全防衛、消防、消防、節能、報警等監控系統、家居管理智能以及人口信息管理系統等等方面;第三,社區綜合信息服務系統。通過社區服務信息化、數字化給廣大居民提供網上綜合服務信息服務,主要包括新聞、法律維權服務、網上娛樂(網絡游戲、音樂、視頻VOD點播系統等)、遠程教育服務、遠程醫療服務、咨詢服務(心理、技術、政策等咨詢)、就業服務、電子商務服務(訂閱訂購、配送服務)以及交通、旅游、票務、證券、氣象、醫院、學校、商店、保姆、接送、家教、代辦、托管等公共設施的信息查詢;第四,決策分析系統。包括居民現狀分析、需求分析、效益分析、預測分析等功能,基于此功能,可以為政府和有關部門提供相關的政策決策,便于高效開展政府工作。
(三)加強人才培養,提高全民信息化素質
贛州市社區服務信息化建設要達到一個新的高度,那么對于人才的培養和引進勢在必行。
人才培養是有周期的,不可能一蹴而就,信息化人才培養也是一樣的。因此在人才培養上切不可急于求成。信息化人才培養是一個需要從初級到中級、高級逐步進行的一個過程,所以人才培養需要放長遠的目光,穩扎穩打,制定一個全面又行之有效的規劃,配合贛州市社區服務信息化的需要,有目的的培養,不要脫離只顧得培養人才而忽略了培養目標。目前我國高等教育向大眾化邁進,那么通過建立相關的軟件學院和網絡學院等多種形式增加信息化人才培養數量。注意人才培養的深度和廣度。優化學校的課程組織結構,在教學計劃中適當增大信息技術和信息化課程的比重,突出專業重點,重視人才素質和能力的培養,滿足社會對于信息化人才的需求。除了在本科、碩士、博士等方面注意培養人才外,也要加強和企業的合作,培養大批信息化的應用型人才來達到趕超世界先進技術的高端信息化人才。
人才政策對于信息化人才的培養、使用和流動具有至關重要的影響。一方面要加大引進力度。建立有利于人才引進的軟硬件環境,制定一切切實可行的人才引進計劃方案,采取多種多樣的招聘辦法,對于人才要“招的進,留的住”,在其生活、家庭、經濟等方面給予相應的政策照顧,給每個信息人才創造一個展顯自己、干事業的良好環境,這樣才能把現有的人才留住。另一方面對于信息化人才的管理方面要實行科學的管理制度和考核體制。改變以往重學歷、職稱、輕能力、業績,重人才使用、輕人才投入的傳統觀念做法,使得人才的能力發揮到最大,加大對于信息化人才的待遇投資力度,打造寬松的政策環境和完善的創業平臺,使得人才的工作環境和地位得到改善和提高。最后要對于人才的激勵機制要優化。優厚的生活待遇是發達國家吸引人才的重要因素,堅持改革薪酬制度,獎勵和約束并進,推行協調、統一的獎懲制度,吸引高層次的人才,建立起科學的績效考評、待遇分配和競爭獎勵機制,給人才創造一個和諧有力的競爭氛圍。
四、總結
城市社區服務信息化建設是整個城市信息化建設的基礎,它涉及到城市建設各個方面,社區服務信息化建設不僅可以實現社區管理和服務在一個新的、更高層次上的持續發展,而且能夠全面提升城市管理效能,優化城市服務功能,提高居民的生活質量以及城市人口的整體素質。因此,贛州市要在社區服務信息化建設方面加強投資和管理力度,為打造一個全面、進步、和諧的全新贛州打好基礎。
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城市化是指人口向城市地區集中和農村地區轉變為城市地區的過程[1]。城市化具有多維涵義,它主要包括人口遷移、經濟發展、空間擴張和生活提高之間互相聯系、互相促進。其中,經濟發展是基礎,人口遷移和地域擴張是表現,生活水平提高是最終結果或目標[2]。而生態環境是指與生物體相互作用的資源環境或與生物體進行物質能量流動眾多因素的集合[3]。根據生態環境諸要素對城市化的不同作用,可將生態環境劃分為生態環境現狀、生態環境壓力和生態環境保護。城市化與生態環境之間的關系就是城市化中的人口、經濟、空間和社會城市化的4個方面與生態環境的3個子環境之間的相互作用、相互耦合中形成的。城市化與生態環境是一種相互作用、交互耦合的關系。其人口增長、經濟發展、資源能源消耗和城市的地域擴張都對生態環境產生脅迫作用,而另一方面,生態環境通過環境選擇、人口遷移、資金分配、政策制度影響和環境變化等都對城市化的進程產生約束作用。
地學信息圖譜是進入20世紀90年代以來,由著名地理學家陳述彭等首次提出,是中國科學家首創的一種新概念和新方法[4-6]。地學信息圖譜是按照一定指標遞變規律或分類規律排列的一組能夠反映地球科學時空信息規律的數字形式的地圖、圖表、曲線或圖象[7]。運用城市化和生態環境基礎與動態數據庫的大量數字信息,經過圖形思維與抽象概括,并以計算機多維動態可視化技術,顯示城市化和生態環境耦合的空間形態結構與時空變化規律[8-9]。本文主要通過城市化與生態環境耦合關系的研究,結合地學信息圖譜的方法論,利用耦合度和耦合協調度模型,對城市化和生態環境之間的耦合關系進行定量分析,以圖譜的形式來表達二者之間的耦合關系。
1研究區概況
福建省地處中國東南部,陸域介于北緯23°30′至28°22′,東經115°50′至120°40′之間,氣候溫和,雨量充沛,擁有豐富的自然資源。福建省人均土地資源和耕地面積遠低于全國平均水平,人地矛盾突出。近十年來,土地利用/土地覆蓋結構變化劇烈,耕地面積銳減,居民點和工礦用地和園地迅速擴大,交通用地顯著增加,未利用地大面積開發,土地利用結構調整余地十分狹小。福建地表水資源比較豐富,但時空差異較大,洪澇干旱災害頻繁發生,沿海水資源供需平衡矛盾突出,對局部生態環境產生一定壓力。
福建省城市化水平存在明顯的區域差異。首先,最主要的差異體現為經濟發展總體水平的差異,閩東南沿海地區和內地沿主要交通干線地區的經濟發展水平普遍高于閩西北、閩東北欠發達地區。其次,進一步的差異主要體現為 “人口城市化水平”和“城市產業結構”的差異。在工業化基礎較好的地區,第三產業興旺發達,城鎮體系完善,這都是城市化進程深化的表現,是城市化向后城市化階段過渡的標志,如福州市。但在一些工業基礎較薄弱地區,或專以旅游業等第三產業為支柱產業的地區,盡管城市化總體水平不高,但第三
*基金項目:國家自然科學基金項目(40971273);福建省自然科學基金項目(2009J01221);福建省教育廳項目(JK2009032;JA08202)資助。
產業與第二產業產值比卻較高,如武夷山市、寧德市,這是一種具有地方特色的城市化道路[10]。
2福建省生態環境與城市化耦合關系模型的建立
2.1 生態環境與城市化耦合指標體系的建立
本研究所使用的數據主要包括福建省及其各地市的2007年統計年鑒及統計公報,空間基礎數據采用國家1:100萬電子自然地圖集。利用SPSS 16.0軟件對各指標進行標準化處理以消除量綱的影響。由于城市化與生態環境之間存在著耦合、互動的關系,為了揭示它們之間發展的耦合強度與協調程度,本著指標選取的主導性、層次性、動態性和可操作性原則,分別對區域城市化和生態環境指標予以篩選,建立指標體系,如表1。
采用層次分析法確定指標體系中各個指標的權重。通過幾位專家對各個指標進行的評分之后,求得評價因子的權重,利用指標矩陣R和權重計算公式⑴,通過評定各指標的相對重要性,然后數量化確定各評價因子的權重Wi。具體公式如下:
⑴
通過專家的評分和公式處理完數據后,可以得到各個指標的權重。具體各個指標的權重見表1。
2.2 耦合關系模型的建立
耦合度就是描述系統或要素相互彼此作用影響的程度。系統由無序走向有序機理的關鍵在于系統內部序參量之間的協同作用,它左右著系統相變的特征與規律,耦合度正是反映這種協同作用的度量[11]。由此,可以把城市化與生態環境兩個系統通過各自的耦合元素產生相互彼此影響的程度定義為城市―生態環境耦合度[12],它的大小反映了對區域社會―經濟―環境系統的作用強度和貢獻程度[13]。二者是一種相互作用、交互耦合的關系。本文中的城市化與生態環境耦合交互作用的模型由兩部分組成,即耦合度模型與耦合度協調度模型[14]。
2.2.1耦合度模型
借鑒物理學中的容量耦合概念及容量耦合系數模型,可以得到城市化與生態環境的耦合度函數[15],如公式(2)、(3):
(2)
(3)
式中:變量 (i=1,2,…,n)為城市-生態環境系統序參量,其值為Xi (i=1,2,…,n),為子系統對總系統的總序參量; 為各個序參量的權重;A為系統穩定區域[16]。對耦合度值C進行劃分并定義,如表2。
C取值范圍 定義
0.437
0.468
2.2.2 耦合協調度模型
由于每個地區的城市化與生態環境建設得影響因素都有其交錯復雜、變化和不均衡的特性,單純依靠耦合度判別有可能產生誤導,為此,構造城市化與生態環境耦合協調度函數[17],其目的是評判區域城市化與生態環境交互耦合的協調程度,其算法如公式(4)。
(4)
式中:D為耦合協調度;T為城市化與生態環境綜合調和指數,它反映城市化與生態環境的整體協同效應或貢獻;a,b為待定系數。在實際應用中,最好使,這樣可以保證。為便于使用,耦合協調度可劃分為:1)0
3福建省生態環境與城市化耦合關系的圖譜分析
3.1 福建省生態環境與城市化耦合關系的空間格局分析
利用耦合度和耦合協調度模型計算福建省各縣市的耦合指標的結果如表3所示。根據表3利用地學信息圖譜的方法建立耦合度和耦合協調度的空間格局圖如圖1和圖2所示。
(1)2007年福建各個市區的城市化與生態環境交互耦合的時序基本處在頡頏時期,但耦合度明顯存在著地域差異,如圖2所示。依據大小排序對地區的耦合強度進行劃分,可將福建67個縣市劃分為3類:①高強度耦合作用地區;②低強度耦合作用地區;③中等耦合強度的其它地區。
(2)耦合協調度數值較小說明城市發展與生態環境建設的目標不盡一致,相互協調程度不夠。如圖1所示,從2007年福建耦合協調度的空間分布看,不僅福建省城市化與生態環境耦合協調的類型存在地區差異,而且耦合協調的程度也明顯存在著地域差異,市轄區的協調發展程度普遍高于其它地區。結合耦合協調度區間劃分的標準,可以將福建省67個縣市劃分為三類:①高度協調的地區,說明城市化與生態環境同步型、較理想;②低度協調地區,說明城市化發展超前型、超過生態環境承載力閾值范圍內;③中度協調省區,說明城市化發展滯后型、保持在環境承載力閾值內。
表3福建省生態環境與城市化耦合綜合評價結果表
縣名 人口城市化 經濟城市化 社會城市化 空間城市化 城市化指數 生態環境水平 生態環境壓力 生態環境保護 生態環境指數 耦合度 耦合協調度 耦合強度與協調程度
福州市轄區 1.000 0.766 0.578 0.634 0.772 0.292 0.307 0.680 0.452 0.483 0.563 高強度高協調
福清市 0.071 0.420 0.254 0.273 0.253 0.356 0.861 0.819 0.693 0.443 0.490 中強度中協調
長樂市 0.110 0.350 0.280 0.300 0.254 0.358 0.702 0.859 0.662 0.448 0.484 中強度中協調
閩侯縣 0.000 0.374 0.255 0.087 0.181 0.501 0.795 0.812 0.714 0.402 0.456 低強度中協調
連江縣 0.097 0.296 0.202 0.187 0.196 0.409 0.927 0.539 0.616 0.428 0.447 低強度中協調
羅源縣 0.187 0.235 0.247 0.058 0.188 0.569 0.865 0.412 0.595 0.427 0.439 低強度低協調
閩清縣 0.136 0.367 0.318 0.046 0.224 0.724 0.628 0.535 0.619 0.442 0.462 中強度中協調
… … … … … … … … … … … … …
大田縣 0.160 0.313 0.208 0.031 0.190 0.595 0.620 0.213 0.450 0.457 0.408 中強度低協調
圖1福建省生態環境與城市化耦合度空間格局圖
圖2福建省生態環境與城市化耦合協調度空間格局圖
圖3福建省生態環境與城市化耦合強度與耦合協調程度分級面積比
(3)對比圖1、圖2可得知,2007年福建省城市化與生態環境耦合強度與耦合協調程度在空間分布不具有對稱性,依據耦合度和耦合協調度的組合可以將67個地區劃分為8類,其分級面積比見圖3:①高強度耦合高水平協調發展型,主要是大部分市轄區,屬于福建省經濟發展最高水平地區,其城市―經濟―生態環境顯示出互相促進,相互發展的態勢;②高強度耦合中等水平協調發展型,包括莆田市轄區、寧德市轄區等一些經濟較發達區域,其城市化發展與生態環境建設也顯得較為和諧;③高強度耦合低水平協調發展型,包括永定、周寧兩地區,這兩個地區城市化水平得到迅速提高,但由于本地生態環境承載力的限制,其城市化與生態環境共同發展的協調程度很差,急需改變發展方式調整二者的發展關系;④中等強度耦合高水平協調發展型,包括明溪地區,城市化得到較快的提高,并且當地本身的環境承載力較強。⑤中等強度耦合中等水平協調發展型,包括建甌、長泰、華安、仙游等地區,由于這些地區城市化發展已有一定歷史基礎,它們的城市化與生態環境建設協調已經處于一定適度范圍內;⑥中等強度耦合低水平協調發展型,包括上杭、柘榮等地區,它們都是城市化發展基礎較差的地區,近年來在快速推進城市化進程中導致了生態環境破壞,與城市建設不協調;⑦低強度耦合中水平協調發展型,包括閩侯、武平、連城等地區,經濟落后,但生態環境的建設卻有足夠的重視。⑧低強度耦合低水平協調發展型,包括壽寧、尤溪、清流等地區,是福建省經濟發展相對落后地區,由于歷史和自然條件的限制,其城市化與生態環境建設壓力都很大,這些區域目前也急需要調整發展方式。
3.2 福建省生態環境與城市化耦合關系的區域分異狀況分析
圖4福建省各地市生態環境與城市化耦合強度與耦合協調程度分級面積比
從各地市的地區分異來看,如圖4所示:(1)廈門市的耦合協調度和耦合度都很好,是高強度高協調的地區。事實上,廈門高強度高協調的耦合現狀是依靠該地區發達的經濟支撐著。(2)福州市的耦合程度從圖4中可以看出,該地區的中強度中協調的面積比較大,其次是低強度中協調和低強度低協調程度,高的協調度和耦合度在該地區所占的面積比較小。(3)莆田市地區的耦合和協調程度相對比較好,莆田市的人口城市化指數很低,這就制約著莆田的城市化發展。在協調程度上,雖然莆田市是中等協調程度,但環境污染卻較重,這說明它是典型的以犧牲生態環境質量為代價來換取經濟的發展,還是走先污染再治理的老路。(4)三明市各地區的耦合和協調度情況主要呈低強度低協調的程度的狀態。雖然在生態環境水平上該地區指數都比較高,但是由于對環境的保護不重視,導致了生態環境的破壞。環境的破壞也大大影響了城市化的進程,使得二者不能建立一種很好的協調耦合關系。(5)泉州市地區整體耦合強度和協調程度良好。在圖4中,該市耦合度與協調度等級主要是高強度中協調、高強度高協調和中強度中協調這三個程度等級上面。(6)漳州市地區耦合強度和耦合協調程度主要集中分布在中強度中協調度和低強度中協調度上。在該地區突出的一點是環境壓力總體上都很大,單方面的發展城市化,忽視了生態環境的保護,使得環境失衡。所以,未來這個地區的工作重點應放在減少生態環境壓力這方面。(7)南平市協調程度都在中等程度以上,城市化和生態環境二者的整體協同效應是比較好的。(8)龍巖市地區的耦合強度和協調度的面積比分布較分散,程度等級分布也很分散。可以充分發揮其生態環境水平的優勢,加快該地區的經濟發展,良性增加該地區的人口密度,利用生態環境的優勢來帶動該地區的城市化發展。(9)寧德市協調程度都是在中低水平,城市化與生態環境的整體協同效應不好,城市化不能很好協同生態環境的發展。因此,在城市化與生態環境的發展中,既要加大人口城市化也要注意保護生態環境。
4結論
在本次生態環境和城市化耦合關系的研究中,將地學信息圖譜和層次分析法相結合,充分發揮信息圖譜的空間分析能力和層次分析法善于多要素綜合評價的長處,實現圖譜和數學模型的結合,以圖形與譜系的方式來表達生態環境的質量,建立福建省生態環境和城市化耦合關系信息圖譜,并分別從綜合評價的等級圖譜、綜合評價指標的相關性及各個地區的具體現實情況三方面對福建省的生態環境和城市化耦合關系進行深入的分析,具體分析了各個地區的生態環境和城市化耦合關系的情況和存在的問題,并就具體的問題提出具體的解決方案,為生態環境和城市化耦合關系研究提供了新思路。
從福建省的總體情況來看有這樣的一些特點:
(1)一個地區的市轄區的耦合程度優良而下屬的幾個縣區的情況比較差,區域間的不平衡發展是一個很大的問題,一個地區不能只發展龍頭區域,轄區的發展也要能帶動地方縣區的共同發展。
(2)福建省的人口城市化、空間城市化和生態環境水平優良所占的比例比較高。福建省是全國植被覆蓋率最高的一個省份,這對生態環境水平有良好的促進作用,也是一個巨大的生態環境優勢。雖然人口城市化的指數高的地區比較多,但是福建省人口密度的分布不均勻,形成兩極分化,高的上千,低的只有幾十。密度高的都主要集中在沿海的幾個比較發達的城市。應大力推動人口向內地遷移。推動空間城市化的動力來自人口密度,而推動人口密度平衡發展的動力來自于經濟的平衡發展。社會城市化是福建省的主要薄弱環節。
(3)從整體上看福建省生態環境與城市化的耦合協調關系,中強度中協調的地區比較多,低強度低協調的地區比較少。福建省生態環境與城市化耦合關系較好,協調度比較高,生態環境和城市化的整體協同效應比較好。二者協同發展的能力比較強,對于福建省這個高森林覆蓋率的省份,是一個很好的契機。
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中圖分類號:X171文獻標志碼:A文章編號:
1672-1683(2015)001-0037-05
Growth characteristics and parameter optimization to control water eutrophication of a photosynthetic strain
QIN Yu-sheng1,2,ZHANG Jun-zhi1,2,MA Wen-lin1,2,FU Qi-shi1,2
(1.Beijing Climate Change Response Research and Education Center,Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China;2.Key Laboratory of Urban Stormwater System and Water Environment ,Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Ministry of Education,Beijing 100044,China)
Abstract:At present,eutrophication problems of water body is becoming more and more serious in China.Firstly,the photosynthetic bacteria were separated and enriched from river water in Beijing City by selective culture medium.Secondly,their growth curves were determined using the single factor experiment.It was concluded that their growth cycle was 4 days,and the pH of the cultivation liquids were up during cultivating period.The degradation curves under the different initial total nitrogen (TN) levels were fitted,by which degradation kinetics equation to different initial concentration was obtained.There was the highest TN removal rate at 20 mg/L of initial TN concentration.Finally,the factors order from stronger effect to weaker to remove TN and TP by photosynthetic bacteria were temperature,pH and photosynthetic bacteria adding amount using orthogonal experimental method.Under the optimal culturing conditions,the removal rates of TN and TP were 61.28% and 41.21%,respectively.So,it was effective to control TN and TP concentrations in water body by the photosynthetic bacteria isolated in this Experiments.The experimental results could provide a help to develop microorganism remediation agent to control eutrophication in city water body.
Key words:photosynthetic strain;growth characteristics;water eutrophication;bioremediation;parameter optimization
隨著社會經濟的飛速發展,工農業和城市廢水劇增,導致受納水體的富營養化程度呈加重趨勢[1]。水體富營養化引起藻類等水生植物大量繁殖,水體透明度和溶解氧下降,水質惡化,最終爆發水華,導致除藻類以外的其他水生生物大量死亡,水體生態系統及其功能受到嚴重阻礙和破壞[2]。
目前對水華現象的治理方法較多,但各有利弊。物理方法工程量大、耗能高且不徹底[3]。投加化學藥劑短期效果明顯,但容易發生水質反彈并造成水體二次污染,會對水體的整體生態環境造成一定的不良影響[4]。微生物可以利用水體中的營養物質進行自我代謝,既達到了去除污染的目的,又能讓生態系統更加穩定,治理效果可持續,所以利用微生物方法進行水污染治理是比較理想的方法[5]。但不同種類微生物對各類物質的代謝和利用能力相差較大,所以應從環境中選取環境友好且治污能力強的微生物進行研究。
光合細菌均為革蘭氏陰性細菌,無芽孢,其形態和生理類型具有多樣性,廣泛存在于自然界的水體、土壤及活性污泥內。光合細菌在厭氧光照、好氧光照或好氧黑暗的條件下都能利用有機酸、硝酸鹽、氨氮、活性磷酸鹽及糖類等小分子有機物進行營養生長和生殖生長,使水體得以凈化。光合細菌處理廢水具有有機負荷高、脫氮除磷效果好等特點,已被廣泛用于各種食品、工業廢水和水產養殖的凈化處理研究和實踐中[6]。近年來,國內外學者研究發現,光合細菌不僅能夠降解簡單的有機化合物,而且對環境中較難降解的鹵代化合物和芳香化合物也有一定的降解能力[7],應用前景廣闊。
研究表明,光合細菌在水產業、農業、畜牧業、廢水處理、新能源開發等應用領域具有十分廣闊的前景。20世紀70年代,日本開始發展光合細菌,多年來先后成功地對糞尿、皮革、食品、淀粉和豆制品加工廢水進行處理[8]。韓國也有污水處理廠使用光合細菌處理生活污水的先例。我國在20世紀開始研究光合細菌治理養殖廢水等方面的應用,劉慧玲[9]等利用光合細菌來降解養殖水體中的亞硝酸鹽,效果良好。
近年來,光合細菌開始被用于治理富營養化水體。常會慶[10]對光合細菌的生長、光合細菌在自然水體對水中總氮、總磷、COD等指標的影響、培養基優化等方面做了一定的研究。但是在治理水體富營養化的作用機理方面的研究還不夠透徹,環境條件對其治理富營養水體方面影響程度也有待探索。所以光合細菌作用機理方向上的研究對解決日益嚴重的水體富營養化問題提供了一條生物治理的道路,具有一定的指導作用。
本研究中,首先將北京城市河道水取回實驗室,從中分離富集光合細菌。然后,采用單因素實驗方法,以河道天然水作為基礎培養液,研究所分離光合細菌的脫氮除磷能力。最后,采用正交實驗方法,研究優化光合細菌用于治理富營養化水體的參數條件,為其在實際應用中提供理論依據。
1實驗設計
1.1培養基與實驗用水
本研究中采用的光合細菌選擇培養基的配方為:NaCl 2 g, CH3COONa?3H2O 5 g, NH4Cl 1 g, NaHCO3 2 g,KH2PO4 1.75 g,MgSo4?7H2O 0.2 g,酵母粉 1 g,1000 mL蒸餾水,使用濃度為0.1 mol/L的稀鹽酸調pH到7.0。各類化學藥品均為分析純。
取北京城市河道水作為實驗用水,其水質指標為:pH為8.0~8.5、TN為5.87 mg/L,TP為2.77 mg/L。TN、TP均超過我國湖泊富營養化標準[11]。
1.2實驗設計
1.2.1菌種的分離富集和鑒定方法
取5 mL河道水加入裝有30 mL滅菌液體培養基的磨口試管中,塞緊瓶塞,放入光照培養箱中,培養條件為溫度25 ℃、光照強度2 500 Lx。待培養液變為紅色后,取1 mL菌液轉接到新鮮培養液中,連續轉接3次,分離得到光合細菌混合菌液。使用前對該菌液進行稀釋,并測定稀釋液在660 nm波長下的吸光度。如果吸光度超過1.5,表明其中細菌活體數達到3.0×1010mL以上,可以用于實驗。
菌種鑒定按照《伯杰細菌鑒定手冊(第8版)》的常規觀察方法來鑒定。
1.2.2單因素實驗
利用單因素實驗方法研究菌劑投加量、初始pH和TN條件對光合細菌生長曲線、培養液TN濃度、TP濃度、和pH值變化趨勢的影響。
實驗中保持培養溫度、光照強度和培養液初始TP濃度恒定,分別為25 ℃、2 000 Lx和約2.5 mg/L,其它實驗條件見表1。
表1單因素試驗條件
實驗目的
實驗條件
pHTN/(mg?L-1)菌劑投加量(%)
菌劑投加量對光合菌生長曲線和培養液TP濃度變化的影響7.05
0.1
0.2
0.3
初始pH條件對培養液pH變化的影響6.5
7.0
7.550.2
初始TN條件對培養液TN濃度變化的影響7.05
10
200.2
1.2.3正交實驗
利用正交實驗方法,固定光照強度為2 000 Lx,研究溫度、pH值、菌液添加量等三個因素對光合細菌修復營養化水質的影響情況,正交實驗條件見表2。
表2正交實驗設計表
水平溫度(℃)pH值菌液添加量(%)
1206.50.1
2207.00.2
3207.50.5
4256.50.2
5257.00.5
6257.50.1
7306.50.5
8307.00.1
9307.50.2
1.3實驗步驟
將300 mL富營養化城市河道水裝入500 mL錐形瓶中,使用0.1 mol/L的HCl溶液調節pH至設計水平,然后在瓶口覆蓋透氣孔膜,放入高壓滅菌鍋中滅菌30 min。取出自然冷卻后,向錐形瓶中按照設計比例添加菌劑,放入光照培養箱中,在設計溫度和光照條件下連續培養7 d。每個實驗條件做3個平行,每24 h從各個錐形瓶中取少量水樣,根據實驗需要分別測定菌體生長量、總氮、總磷、pH和OD等指標。
2實驗結果與分析
2.1菌種的分離和富集
在溫度25 ℃、光照強度2 500 Lx的光照培養箱中進行富集培養7 d后,菌液呈現棕紅色,經3次轉接和純化,得到圖1所示的菌液。使用顯微鏡,對所分離細菌進行觀測,得到如圖2所示的圖像。顯微鏡下菌體呈現卵形,厭氧液體培養物最初呈現淡粉色,隨后出現深棕色,好氧情況下呈現無色或淡粉色。通過《伯杰細菌鑒定手冊(第8版)》[12]初步鑒定,該細菌屬于紅假單胞菌屬。
圖1光合細菌的分離純化
圖2光合細菌顯微鏡觀測圖
2.2細菌生長曲線
不同菌劑投加量下光合細菌的生長曲線見圖3。
圖3光合細菌生長曲線
通過觀察圖3所示的生長曲線,可以得出該菌的生長周期為4 d,且添加量對菌的生長周期有影響。當添加量為01%時,第6天菌的生長達到最高濃度,相應的吸光值DO660為0.014 3;當添加量為0.2%和0.5%時,在9 d的培養期內,可以發現,菌的生長周期都為4 d,在第一個生長周期內,分別在第3天和第2天達到菌的最高生長濃度,相應的吸光值為0.019 7和0.022 7。由此得出,菌的添加量越高,達到最大菌量的培養期越短,實現的最大菌量濃度也越高。
對于添加量少導致生長周期延長或不明顯的原因,目前尚無定論。有一種觀點認為,細胞在開始分裂增殖前需要達到最低臨界起始密度,即細胞內一種稱為條件因子的物質需要達到一定的內源水平,細胞分裂才能啟動[13]。在培養基營養全面豐富,且細胞接種密度相對較高的條件下,條件因子較易與周圍環境實現動態平衡,達到細胞分裂所需的內源水平,使細胞數量增長迅速[14]。從圖3可以看到,隨著接種量的增大,遲緩期呈現相應縮短的趨勢。可見,細胞密度確實對分裂啟動存在一定的影響。
對于菌劑添加量為0.2%和0.5%的情況,微生物生長曲線在第5天時候完成一次生長,之后一出現二次生長。對這種現象的解釋是,細菌生長過程中可利用多種底物,當多種底物共存時,速效的底物往往先被代謝掉,接著細菌會進一步利用相對難降解的底物。細菌對難降解底物的利用有一個適應和馴化的過程,這種現象往往會導致二次生長或多次生長。對于0.2%和0.5%的菌劑添加量,細菌在還沒有適應難降解底物前,就將容易利用的底物已經消耗殆盡,細菌因缺乏營養生物量開始出現下降。之后,隨著對難降解底物的適應,出現了第二次生長。而對于0.1%的菌劑添加量,在細菌適應培養基中難降解底物之前,其中容易被降解的底物還沒有被完全消耗掉,因而細菌對兩種或多種底物的利用同時發生,不存在清晰的時間段區分,表現為細菌的生長經歷一個連續的變化,沒有顯著的第二生長期出現,對數生長階段也不明顯。
2.3pH變化
實驗水樣的初始pH值分別為6.5、7.0和7.5。在25 ℃、2 000 Lx和0.2%投菌量條件下,各水樣培養過程中的pH變化情況見圖4。
根據圖4的曲線可以看出,培養期間,各培養體系的pH值均有不同程度的上升。比較不同初始pH條件下各個培養體系的pH變化情況,初始pH為7.0、7.5兩種情況下最大pH都達到了8.4,然后回落到7.8;而初始pH為6.5的培養體系,pH持續升高,最終穩定在7.8。因此,整個培養階段,初始pH條件對培養體系最終的pH值影響不顯著,而是趨于基本接近的pH值。
關于光合菌培養過程中pH升高的機理有兩種,一是光合細菌生長過程中會產生堿性物質[15],二是光合菌生長過程中利用了酸性物質,而使堿性物質殘留所致[16],具體情況因光合細菌種類不同而異。
圖4pH變化
2.4總氮變化
各培養體系的初始總氮濃度分別處于不同水平,圖5為各個培養液中TN隨培養時間的變化情況。添加菌液后,初期呈現下降趨勢,后期隨著培養液中營養缺失,菌體發生自溶,總氮水平略有升高。
圖5TN的變化
從圖5的曲線可看出,各培養體系中總氮濃度均有下降,起始濃度為20.13 mg/L的情況下,總氮在第5天下降至最低,第6天開始升高,第7至第8天趨于穩定,總氮降低了71%。起始濃度為9.38 mg/L和5.87 mg/L的情況下,總氮也有不同程度的下降,且最低值點均出現在第6天,而后略有上升,以至趨于穩定,總氮均降低了50%左右。說明高濃度下,光合細菌降解效果較好。
在廢水生物處理工程中,人們常用米式方程來描述微生物反應動力學,其表達式為:Vx=Vmax?cKs+c。式中:Vx為任意時刻的底物降解速度;c為底物濃度;Vmax為最大底物降解速度;Ks為飽和常數,又稱半速度常數;Vmax和Ks均為動力學系數。根據米式方程,可得出底物降解速度與底物濃度之間的關系式,當c
lnc=k1?t+c,轉化為c=ek1?t+c。式中:c為底物濃度;k1為一級降解動力學降解速度常數;t為降解時間;e為常數[17]。
在培養末期,因營養缺乏,細菌死亡,菌體破裂,胞內含氮物質向培養水中釋放,造成培養體系的總氮含量出現升高現象。本論文僅對光合細菌正常生長期間,即曲線出現回升之前的過程進行擬合,也即對第一個生長周期過程中培養體系TN變化情況進行擬合。根據上述數據,對三種初始TN條件下培養體系的TN變化曲線分別進行擬合,得到降解動力學方程式見表3。三種條件下的擬合方程的相關系數都較高,表明本實驗中培養體系的TN利用過程都符合一級降解動力學方程,反推得出其TN濃度相對于光合細菌的氮飽和常數,不足其1%,即本實驗分離得到的光合細菌具有很高的氮飽和常數,適宜于修復高含氮的富營養化水質。
表3TN降解動力學方程
總氮初始濃度/(mg?L-1)一階動力學方程擬合曲線R2
20.13
9.38
5.87y=32.239e-0.328x
y=11.05e-0.177x
y=7.2002e-0.219x0.946
0.9981
0.9499
2.5水質修復條件優化
設計正交實驗,實驗條件見表2,研究利用光合細菌控制水中TN和TP濃度的最優化實驗條件。
表4列出了各組實驗的TN、TP最大去除率,并分別計算了KN1、KN2、KN3、KP1、KP2、KP3和RN、RP值。根據表4列出的計算結果得出,對于TN和TP的去除,溫度、pH和投加量三個因素有相同的影響力順序,溫度>pH>投加量。分析原因,溫度是影響細菌生長速率的關鍵因子,光合菌在pH為6.5~7.5的范圍內都能正常生長,而菌劑投加量主要影響細菌進入分裂的時間,不影響菌對氮磷的利用速率。
表4總氮降解條件優化
列號溫度添加量(%)pHN去除率(%)P去除率(%)
1250.16.561.2824.24
2250.27.056.0931.28
3250.57.550.6026.34
4200.17.040.4141.21
5200.27.539.6516.26
6200.56.545.1936.31
7300.17.555.4120.00
8300.26.546.3218.75
9300.57.037.0914.57
KN10.560.490.52
KN20.460.450.47
KN30.420.490.42
RN0.140.050.10
KP10.270.270.26
KP20.310.220.29
KP30.180.260.19
RP0.130.050.10
根據表4還可以得出,去除水中TN濃度的最佳組合條件為25 ℃、pH為6.5和0.1%投加量,而去除TP的最佳組合條件為20 ℃、pH為7.0和0.1%的投加量。二者最佳組合條件的差異表現在溫度和pH兩方面,這主要是因為實驗體系對氮和磷不同的去除機制。氮主要通過生物吸收作用來去除,高的溫度條件可以取得大的生物生長量。
3結論與不足
3.1結論
(1)光合細胞密度對分裂啟動存在一定的影響。隨著接種量的增大,遲緩期就相應縮短。生長曲線實驗結果表明細菌生長周期為4 d左右。
(2)光合細菌有較高的氮飽和系數。培養體系中N濃度水平位于光合細菌適宜的氮濃度水平的低濃度區域。根據對降解階段的數據進行擬合,擬合結果符合一級降解動力學特征,且R2均大于0.9,證明擬合性較好。
(3)通過實驗證明光合細菌對溫度比較敏感,溫度的高低直接影響對氮、磷的降解。這是由于氣溫過高或過低的時候光合細菌代謝的酶活性受到抑制,從而減緩了其吸收氮磷的過程。
(4)該實驗中菌體添加量對脫氮除磷作用區別不明顯,從數據中得出,添加量相對于溫度和pH不是主要影響因子,這是因為溫度和pH是影響菌體生長的兩個重要環境要素,而投加量濃度,主要影響的是菌體分裂的啟動時間,一旦進入到分裂階段,初期投加量的影響就變得相對微弱了。
(5)添加菌劑后水中TN、 TP 濃度都有不同程度的下降,表明該細菌對控制水體中TN和TP 具有一定成效。經過方差分析后,得到對TN的最佳降解條件是25 ℃、0.1 %添加量、pH為6.5,去除率為61.28%。對TP的最佳降解條件是20 ℃、0.1 %添加量、pH為7.0,去除率為41.21%。
3.2不足
(1)水樣取得后,雖然保存在冰箱中,但是由于實驗周期過長,導致總N指標的初始值略有差別。
(2)本研究中,僅對實驗初始pH進行調控,未對實驗進行過程中的pH進行控制。隨著實驗進行,實驗水pH值發生改變,這與自然水體維持相對穩定pH值的情況不一致。因此,本實驗結果不能表征穩定pH條件下菌體生長情況以及菌體去除N、P的能力。參考文獻:
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中圖分類號:F127文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2008)06-0125-05
一、引言
改革開放以來,福建省對外貿易得到迅猛發展,成為全國領先的外貿大省。截至2007年底,福建省累計實現進出口總額達5 018.16億美元(居全國第七位),其中出口總額2 929.07億美元,進口總額2 089.09億美元。隨著外貿的穩定發展,其對福建經濟的支撐帶動作用不斷凸顯。2007年全省進出口總值相當于地區生產總值的61.25%,出口總值相當于地區生產總值的53.67%。①“以外貿為增長引擎”的戰略在福建省經濟發展中不折不扣地得到貫徹和實施。現有研究福建省對外貿易的成果多側重于外貿整體發展態勢、產業提升與外貿商品結構調整以及外貿與外資關系等方面的定性分析,而關于福建對外貿易、外貿市場的地域結構與地區經濟增長的相關性問題的研究尚屬空白,尤其缺乏實證角度的數量性分析。只有具體分國家(地區)測量當前福建省經濟增長與對外貿易之間的關系,才能發現福建對哪些國家(地區)的出口更有利于本地區的經濟增長,以及從哪些國家(地區)進口更有利于本地區的經濟增長,才能使福建省在明確今后貿易地區發展方向的基礎上有的放矢地采取措施,開創外貿增長的新局面。因此,從促進地區經濟增長的角度,探討福建外貿地域結構優化問題,一方面既是對我國對外貿易與經濟增長的關系問題研究的重要補充,具有突出的理論意義;另一方面對福建省對外貿易持續健康發展具有重要的現實意義。
二、主要文獻回顧
自從亞當?斯密在《國富論》中提出“對外貿易是市場范圍擴大的標志,剩余產品的出口能有效地促進國內經濟增長”的學說以來,對外貿易與經濟增長的關系一直是國內外學者理論研究與實踐研究的一個重要課題。20世紀40年代經濟學家羅伯特遜認為,對外貿易就是經濟增長的發動機。國際貿易不僅能帶來靜態的比較優勢利益,且能夠帶來動態的規模經濟效益。20世紀80年代中期,以羅默、盧卡斯等為代表的新增長理論指出,對外貿易通過提供更廣闊市場、更為頻繁的信息交流和更加激烈的競爭而促進一國的創新活動和技術進步,進而促進該國經濟增長。新貿易理論的經濟學家克魯格曼則認為,國際貿易是促進經濟增長的主要渠道,可通過規模經濟效應和通過促進國內資源在物質生產部門和知識產品生產部門間的資源優化配置,進而促進經濟增長。與此同時,經濟學家已經找到大量的實證數據,證實國際貿易與經濟增長存在明顯的正相關關系[Balassa(1978)、Feder(1983)、Dollar(1992)和Moore(1998)]。
近十年來,我國對外貿易與經濟增長的關系問題日益成為國內理論界關注的焦點。李文(1997)采用經濟增長模型,得出“出口增長對我國經濟增長具有拉動作用”的結論;陳家勤(1999)通過對進出口依存度、進口對GDP增長彈性的研究,得出“進口增長對GDP增長具有較大作用”;林毅夫(2001)運用聯立方程組,驗證了“出口增長對經濟增長具有較大作用”;劉曉鵬(2001)對1980―1997年相關數據的分析,表明“進口對我國的經濟增長具有較強的作用,而出口與經濟增長的相關度較弱”;石傳玉(2003)等運用誤差修正模型,得出“短期內出口促進經濟增長、長期內進口和出口共同促進經濟增長”;邵海燕(2005)借助經濟增長模型得出“對外貿易對安徽經濟增長的作用弱于消費和投資”。縱觀上述研究,盡管觀點各異、運用模型和分析方法也有所不同,但我國對外貿易與經濟增長存在一定的相關性的觀點已經成為主流,受到絕大多數學者的認同;但作為地域廣闊的國家,因不同地區的經濟結構和經濟發展水平存在不同的差異,使得對外貿易與經濟增長在不同的地區可能存在不同的數量關系。
以上眾多研究我國對外貿易與經濟增長關系的文獻,都是僅從總額上分析貿易與經濟增長的關系,還沒有具體分國家(地區)進行研究。根據比較優勢原理,不同國家(地區)生產同一種產品的勞動生產率或成本存在差異。一國(地區)出口相對生產率越高或相對生產成本越低的產品,所獲得的貿易利益越多,對經濟增長越有利。同理,一國(地區)進口相對生產率越低或相對生產成本越高的產品,在貿易中所獲得的利益也越多,也更有利于其經濟增長。另外根據要素稟賦理論,由于生產要素稟賦的不同,同一國(地區)生產某種產品的生產率或成本對不同國家(地區)的相對數是不同的。因此,筆者認為要想實現對外貿易對經濟增長的“促進效應”最大化,就不能僅從總額上分析對外貿易與經濟增長的關系,還要進一步分國家(地區)進行考察,以便發現一國(地區)對哪些國家(地區)的出口更有利于其經濟增長,以及從哪些國家(地區)進口更有利于其經濟增長。本文擬從該角度出發,通過協整檢驗及建立誤差修正方程,分別分析福建省同日本、美國、德國、香港四個國家(地區)①的進出口貿易增長率與福建省GDP增長率之間的內在關系,從而揭示出福建分國家(地區)出口產品的比較優勢差異以及分國家(地區)進出口貿易對福建省經濟增長貢獻率差異大小,以便為福建省外貿地域結構的調整提供實證依據。
三、數據處理和實證檢驗
(二)各時間序列的平穩性檢驗。日常計量經濟中使用的標準估計方法依賴于變量的均值和方差是常數,與時間無關,即是平穩變量,而許多經濟時間序列不滿足平穩性要求。如果對非平穩序列使用傳統的估計方法估計變量間的關系就容易得出錯誤的結論,因此有必要先檢驗相關變量的平穩性。本文運用ADF單位根檢驗法檢驗變量是否平穩,檢驗結果見表1。
由表1的數據可知,對四個主要的對外貿易國家(地區),各變量序列lnGDP、lnEXi和lnIMi在5%的顯著水平上都是非平穩的,但它們的一階差分即lnGDP、lnEXi和lnIMi的ADF統計量絕對值都大于5%顯著水平下臨界值的絕對值,因而各個變量的差分序列都是平穩序列。從而可以得出結論,福建省地區生產總值、對四國(地區)進口和出口總額取對數后的變量序列是一階單整序列。
(三)各時間序列的協整檢驗。從平穩性檢驗可知,福建省地區生產總值、對四國(地區)進口和出口總額取對數后的變量序列是一個非平穩的一階單整系列,不過它們之間可能存在某種平穩的線性組合,這種線性組合反映了變量間的長期穩定關系,即協整關系。目前,關于協整關系的檢驗有許多具體的技術模型,本文采用Engle-Granger兩步法進行協整檢驗,首先用lnEXi和lnIMi(i=1,…,4)分別對lnGDP進行回歸,然后對回歸的殘差進行單位根檢驗,回歸和檢驗結果分見表2、表3。
上述回歸及檢驗結果表明:(1)回歸殘差ADF統計量絕對值都大于5%顯著水平下臨界值的絕對值,通過平穩性檢驗,表明lnGDP和lnEXi 、lnIMi之間存在唯一的協整關系。(2)從四國(地區)的長期關系模型看,F統計量(日本112.67、美國86.37、德國85.49、香港6.02)都大于臨界值3.81(查F0.05[2,13]=3.81),都通過顯著性檢驗,說明福建省對日本、美國、德國、香港的進出口與GDP之間都存在顯著的相關性,這與國內大多數研究地區對外貿易與經濟增長關系文獻的結論相吻合。(3)對四國(地區)出口項的系數都通過了t檢驗,t統計量值都大于臨界值2.18,說明福建對日本、美國、德國、香港的出口貿易對地區經濟增長都產生了積極影響,不同的是福建GDP對四國(地區)的出口彈性不一樣,出口彈性從大到小依次是:德國0.7718、美國0.7436、香港0.7026、日本0.6357。(4)對美國的進口項系數未通過t檢驗,t統計量值小于臨界值2.18,說明福建從美國的進口貿易對地區GDP增長的影響不明顯;香港的進口項系數通過了t檢驗,但對經濟增長的影響是負面的,這與新古典經濟學“出口促進經濟增長”的假說相吻合;日本和德國的進口項系數均通過t檢驗,表明福建從上述兩國的進口貿易都促進地區經濟增長,進口彈性較大的是日本0.415,其次是德國0.1848。
從上表的回歸結果看出,四個國家(地區)的短期動態關系誤差修正模型的誤差修正項系數均為負數,符合反向修正機制。并且四個國家(地區)誤差修正項的系數全部通過t檢驗,說明從短期動態關系看,福建GDP與其同日本、美國、德國、香港的進口、出口之間存在密切的聯系。但四個國家(地區)的短期動態模型存在不一樣的情況。首先看日本,對該國的出口比進口對福建GDP增長的促進作用更大。從誤差修正模型(1)可知,對日本出口增長率每增長1%,福建GDP的增長率將增長0.235%;而從日本進口對福建GDP增長的促進作用不明顯,進口項因為系數未通過t檢驗而被剔除;上年度GDP、對日本出口和從日本進口的非均衡誤差以0.159的比率對本年度的GDP增長率做出修正。其次再看美國,對該國的出口促進福建GDP的增長,而從該國的進口則抑制福建GDP的增長,不過出口促進作用要比進口抑制作用大得多。從誤差修正模型(2)可知,對美國出口增長率每增長1%,福建GDP的增長率將提高0.289%;而從美國進口增長率每增長1%,福建GDP的增長率將減少0.036%。非均衡誤差以0.135的比率對本年度的GDP增長率做出修正。再次考察德國,對該國的進口比出口對福建GDP增長的促進作用更大。從誤差修正模型(3)可知,從德國進口增長率每增長1%,福建GDP的增長率將增長0.159%;而對德國出口對福建GDP增長的促進作用不明顯,因為出口項系數未通過t檢驗。上年度GDP、對德國出口和從德國進口的非均衡誤差以0.161的比率對本年度的GDP增長率做出修正。最后分析香港,對香港的出口促進福建GDP的增長,其出口增長率提高1%,福建GDP的增長率將提高0.042;而從香港的進口對福建GDP增長的促進作用不明顯。上年度GDP、對香港出口和從香港進口的非均衡誤差以0.029的比率對本年度的GDP增長率做出修正。
通過對以上四個國家(地區)短期動態誤差修正模型分析,可以發現除對德國外,福建對日本、美國和香港的出口相對進口更能促進福建GDP的增長,其中促進作用最明顯的是美國。這充分證明了短期內福建經濟增長是出口導向型。
四、結論和政策建議
本文通過協整檢驗和建立誤差修正模型,具體分析了福建省同日本、美國、德國、香港的進出口貿易與福建省經濟增長之間的內在關系,得出以下結論:第一,長期均衡關系上,福建省對日本、美國、德國、香港的出口和從日本、德國的進口都能促進經濟增長。第二,從短期動態關系看,福建省與日本、美國、香港的出口增長對經濟增長具有推動作用,而進口增長對經濟增長的影響卻不顯著。這與我國大多數學者的研究結論相符,即出口相對進口更有利于經濟增長。同時,這一結論也驗證了新古典經濟學派“出口促進經濟增長”的假說,表明短期內福建經濟增長是出口導向型。第三,無論從長期均衡關系看,還是從短期動態關系看,福建省同日本、美國、德國、香港的進出口貿易對福建省經濟增長的貢獻率都存在差異,一方面反映了福建省同上述四國(地區)的進出口商品結構不同,導致在貿易中所獲得的利益不一樣,繼而造成了對福建省經濟增長的貢獻率差異;另一方面也說明了福建省出口產品的比較優勢相對上述四國(地區)存在較明顯不同,因而從出口中獲得的利益也不一樣,進而對經濟增長產生不同程度的影響。第四,從長期看,福建省對德國的出口對經濟增長的貢獻率最大,表明出口到德國的產品相對其他三國(地區)而言比較優勢最大。進口方面則是從日本的進口對經濟增長的貢獻率最大,說明福建省從日本進口的產品更多的是以先進設備和先進技術產品為主的生產型資本品,這與貿易現實相吻合。
文章編號:1008-0546(2012)05-0014-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.05.005
無論是高考還是學業水平測試,70%以上考查的是化學基礎知識,而打好化學基礎尤以學好化學基本概念為重,化學基本概念的學習是貫穿整個高中化學學習的基礎和前提。如果學生對化學基本概念模糊不清,就勢必對基礎知識和技能的學習帶來很大困難。因而在新課程理念下選擇合理的復習方法與策略顯得尤為重要,概念圖作為一種可視化的教與學的策略,是知識梳理的有效工具。
一、指導學生運用概念圖進行高中化學基本概念復習的內涵和意義
概念是人們以觀念形式反映客觀對象的本質屬性的思維形式。化學基本概念是從化學現象、化學事實抽象出來的理性知識,是化學學科知識體系的基礎。而高中化學基本概念繁多,關系錯綜復雜,學生往往難以建立層次清晰、結構分明的知識網絡,在解題中往往出現概念張冠李戴、知識零亂、缺失等現象,難以形成有效的認知結構。因此選擇有效的教學策略梳理高中化學基本概念,關注概念之間的聯系與區別,使知識系統化,條理化,便于記憶和提取,是非常必要的。
概念圖是一種以科學命題的形式顯示概念之間的意義聯系,并用具體事例加以說明,從而把所有的基本概念有機地聯系起來的空間網絡結構圖。概念圖有四個圖表特征:概念、命題、交叉連接及層級結構。繪制概念圖時,我們通常將某一單元的有關概念置于圓圈或方框之中,然后用連線將相關的概念連接,連線上標明兩個概念之間的意義關系。概念圖將概念或知識等級分層,最上層是較為普遍、包容性較大的概念,下層是較為特殊、更為具體的概念,它是一種自上而下的歸納思考及演繹思考的方式。
指導學生運用概念圖進行高中化學基本概念復習是一種較為有效的教學策略,就是指導學生根據某些概念之間的既存關系的特征,考慮選擇什么形式的合適圖表形象地把這些概念用連接詞及箭頭把它們聯結起來,并考慮將概念圖呈現給學生的程序、方法等。從而使學生不僅能較清楚地看到各概念之間的聯系,更能促進學生學習高中化學基本概念的興趣,促進學習正遷移和意義學習的發生,從而提高學習效率。
二、概念圖設計的一般步驟
1.把化學教材中某單元中所有的概念都羅列出來,注意概念的全面性,不僅包括新的舊的,也可以包括那些雖然并不在該單元出現,但和該單元基本概念關系十分密切的。
2.設計概念圖的布局,列出概念之間的層級關系。把概括性最廣、最一般或最核心的概念放在頂層或中心位置,依次向下或向四周排布,概括性較低的位于較低層次或較外層,最具體的概念位于最低層或最外層(也可以根據需要,作一定的調整)。
3.尋求各概念之間的聯系,并用箭頭將所有概念聯結起來,在箭頭上方用聯接詞表明兩個概念之間的關系,聯接詞要簡潔明了。
4.修正及完善。在以后進一步的學習中,隨著知識的增長,新的概念的習得,有必要對原先的概念圖進行修正和改進。
三、概念圖在化學概念復習中應用的現狀
1.概念圖在化學基本概念復習中的應用存在普遍性
俗話說:千言萬語抵不過一張圖,將知識和思想通過圖的方法表示出來,可以增強人的思維能力,促進人與人之間的溝通,這是概念圖的優勢所在。近幾年有關概念圖在化學教學中的應用已經較為普遍。隨手拈來一本復習資料概念圖隨處可見,不少化學教師也應用概念圖進行備課,利用概念圖歸納整理自己的教學設計思路,在課內揉進了概念圖的內容。毫無疑問,概念圖作為一種教學技能,既可以輔助教學設計,又可以以適當的方式傳授給幾乎所有的學生,成為學生學習的技能。例如,我們在進行物質的量復習時,幾乎所有的化學教師都不約而同地想用圖1的形式,由此可見概念圖存在的普遍性。
2.學生在概念圖應用中存在的問題
(1)學生對教師呈現的概念圖缺少興趣,他們認知水平有限,感覺概念圖圖形枯燥,易產生視覺疲勞,從而不能深入思考,仍停留在概念表面,不能體會出概念圖應有的功效。
(2)學生自己繪制概念圖時常常會出現概念包含不全面、設計思路缺乏合理的邏輯性、水平分支或等級太少、聯接錯誤、缺少關聯詞或關聯詞不合理、圖形不整潔平衡等問題。
四、基于概念圖應用的現狀對高中化學基本概念復習教學中應用的策略的思考
1.學會分析整合現有概念圖,采用合適的方式呈現
雖然概念圖的使用已具有一定的普遍性,但對教材或教參的中已呈現的概念圖,我們不能“拿來主義”,要善加思考,合理整合。同時如何呈現也是一種藝術,是直接呈現還是邊講邊呈現?是整體呈現還是局部呈現?是所有概念同時呈現還是分散呈現?這些都要根據所講概念的特征結合學生自身的知識水平,善加思考分析后選擇合理的呈現方式。例如在物質的分類復習中,涉及的基本概念多達六十幾種,如果將所有的概念呈現在一張圖中的話,圖形龐大,呈現困難,學生也容易產生厭煩情緒,這時可以考慮局部呈現的方式,如圖2所示。物質按照組成的具體分類見蘇教版化學必修一第三頁,在此不累述,氧化物、酸的局部分類,如圖3、圖4。
2.構建生動形象的概念圖,激發學生自主繪制概念圖的興趣
學生之所以對概念圖缺乏興趣,主要是因為概念圖相對化學實驗等而言,沒有直觀明顯的實驗現象,而且化學概念的學習本身就比較枯燥。但是同樣一份概念圖如果圖形美觀、生動形象的話,就能激發學生學習的興趣,留給學生深刻的印象,不僅有利于學生更好地記憶,更能激發學生自主繪制概念圖的興趣,促進學習方法的遷移。如在復習四種化學反應基本類型與氧化還原反應的關系時,我們可以引導學生將概念圖構建成如圖5所示的“豬頭”狀,從而激發學生學習的興趣。
3.充分發揮教師的主導、學生的主體作用,引導學生有效制圖,促進學生學習方法的遷移
學生在繪制概念圖時出現諸如中層級結構低,分支不多,聯接錯誤,概念缺失等反映學生在搜索已有概念時遇到問題、未建立正確的概念之間的聯系、概念的內涵和外延不當,或學生的聯想遷移能力水平較低等問題。因而在學生繪制概念圖前,教師可合理地設計幾個具有階梯性的問題,使用任務驅動,學生在小組思考、討論、分析問題之后,有目的、有思路地合作完成概念圖的有效制作。例如在復習電解質、離子反應概念時,教師可以設計如下問題:
1.什么是電解質?什么是非電解質?它們的本質區別是什么?
2.什么是強電解質?什么是弱電解質?它們的本質區別是什么?
3.常見的強電解質、弱電解質包含哪些物質?
4.電解質的電離過程用什么表示?
5.強電解質導電能力一定強嗎?弱電解質導電能力一定弱嗎?
6.導電能力跟什么有關?
7.離子反應的實質是什么?
8.離子反應的類型有哪些?
學生通過這些問題的討論,就會收到啟發、深入思考電解質、非電解質、強電解質、弱電解質、電離方程式、溶液的導電性、離子方程式等概念之間的聯系以及邏輯關系,還有學生能找到這些概念的的核心就是電離,從而繪制出質量較高的概念圖,較好的概念圖展示如圖6。
四、應用概念圖應注意的問題
在化學教學中,應根據教學大綱的要求、教材的內容及學生學習的素養,科學、合理地選擇概念圖的表現形式。具體來說,應注意:
1.概念圖表征的概念應是課程中的核心和主要的概念,與學習目標無關的陳舊、偏遠概念無需涵蓋,以免影響和干擾主要學習內容。
2.概念圖應與其他學習策略結合起來使用,作為復習課,光完成知識的梳理還是不夠的,還需要加強知識的遷移訓練,做針對性練習,才能促進能力的提高。
3.概念圖應符合學生的興趣、學習風格和認知水平。隨著學生學習的不同階段,概念圖應不斷的進行修正和完善。
參考文獻
[1] 陳連清.高中化學概念地圖[M].桂林:廣西師范大學出版社,2007.1
中圖分類號:G647 ?搖文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0213-02
精細化管理并不是新詞,它源于發達國家的企業管理,是指社會分工以及服務質量的精細化。它將常規管理引向深入的基本思想和管理模式,是一種以最大限度地減少管理所占用的資源和降低管理成本為主要目標的管理方式。伴隨著高等教育的全面快速發展,研究生招生規模日益擴大,與學生切身利益相關的新情況新問題不斷涌現,以往粗放式管理模式已無法滿足輔導員針對學生的管理需求,貫徹理念、明確責任、重視過程、完善制度、加強監督成為研究生輔導員共同的心聲,也是高校學生工作的當務之急。
一、輔導員開展研究生精細化管理中的主要問題
1.研究生班級及黨支部建設方面。研究生招生規模取決于導師人數配置,目前高校大多為綜合性大學,專業導師人數差異導致各專業研究生人數、質量相差很大,學校弱勢學科的研究生寥寥無幾,而學校重點學科的研究生濟濟一堂,出類拔萃。班級和黨支部建設是輔導員開展研究生管理工作的前提和基礎。研究生生源高校不同導致入黨材料規范不一,很多學生在本科階段被推選為入黨積極分子,證明材料不齊全導致其積極分子身份存在爭議。
2.研究生參與課外學術活動及文體活動方面。高校的課外學術活動主要以學科競賽、學術講座為主。學科競賽需學生投入大量精力且獲獎結果未知性較大,學生參與度普遍不高。以筆者所帶研究生為例,學生在研一時參與度不足10%,主要以挑戰杯、數模、英語競賽為主。學校每年都會請大量的專家來學校做學術講座,學生處為保證出席人數,得向各學院攤派參會人數。各學院舉辦的講座也是需各班級攤派。研究生參與文體活動積極性不高導致對學生生活習慣及性格影響較大,易引發其他心理問題等。
3.研究生的綜合測評及獎學金分配方面。研究生綜合測評細則不夠完善。研究生的獎學金往往與綜合測評排名掛鉤,綜合測評中爭議最大的是德、智、體的加分部分,雖然學校有統一的研究生手冊規定,但往往有一些加分個例不在條款規定之內,處于尷尬的地位。基礎獎學金分配方面,學校方面只會按照學術型和專業型人數的比例給各學院分總人數,而在學院層面,根據班級的建立標準不同,綜合測評的排名有的建立在班級,有的建立在專業方向,需再次細分名額,輔導員需制定符合本學院的獎學金發放規定。
4.研究生的學術道德教育方面。這是一個永恒的話題,并不是這個時代所特有。就像每個時代每個國家都有小偷的存在一樣,研究生學術不端行為一直觸動著導師和輔導員的腦神經。目前,學術不端行為在研究生群體中較為普遍,主要表現在論文抄襲、成果剽竊和一稿多投,一旦出現上述情況,將對學生、學校造成惡劣影響。
二、輔導員開展研究生精細化管理工作的幾點準備
1.嚴格要求自己。輔導員是一個良心活,即使現有的考核體系不能完全體現你的工作內容,管理理念也不能簡單地定位在學生不出重大事故,而應定位在影響一批人、培養一代人的目標上,至少讓你的學生干部在私底下能以你為榜樣。事事以身作則,你在學生群體中才能有一定的威信。
2.充分收集整理學生信息。學生的基本信息有很多,但作為管理者,你只需抓住幾項重點信息即可,其他錄到表格中,需獲取時隨時可查。通過各種渠道,熟悉所帶研究生的學生組成,綜合考慮學生類型、特長、本科所在學校、政治面貌、導師所在實驗室團隊,這些信息對于分班、班干部培養、黨支部建設、社團骨干選拔、文體活動組織有至關重要的影響。
3.充分做好管理計劃。管理計劃要目標清晰、針對性強,主要針對輔導員日常重點工作做好每月的工作計劃,包括主題班會思想教育、黨團工作干部培養、學生德育文明養成、學生談話家校聯系、宿舍管理文明養成、社團指導科技文化、學生檔案班務檔案等。工作日志按周記錄,周計劃完成好,有思考、有建議。
三、輔導員開展研究生精細化管理工作的具體措施
1.按照學生類型及導師所在實驗室團隊分班。研二階段,專業型碩士需進工作站學習,單獨成立班級和支部可避免重組的麻煩。目前的學術型研究生在研一之后主要是在實驗室以做科研為主,不同實驗室的同學日常生活中接觸較少,若分在一個班,在德育互評打分環節會因為彼此的不熟悉而出現矛盾。這個分班方式的優勢在于班級人數少,同學相互之間較為熟悉,有利于班級團結,方便管理;劣勢在于做綜合測評和分獎學金的時候需做多次后再整合。
2.建立信息傳遞渠道。建立飛信群、年級和班級公郵。輔導員只參與飛信群和年級公郵的管理。QQ和微信不足以保證信息的及時性,只有飛信能在瞬間將信息傳達到每一位同學的手機中,而QQ和微信只有在學生使用該軟件時才能接收到。年級公郵用來所有文件形式的通知,同時作為學生信息反饋渠道。注意做好年級公郵的密保措施,保證在密碼被篡改的情況下能順利取回或修改新密碼。
3.建立分工明確的干部體系。共設黨支書、團支書(兼心理委員)、宣傳委員、組織委員、班長、生活委員、文體委員七名干部。每個課目設課代表,由學習委員統一負責,統一管理課堂秩序、作業收發等工作;每個宿舍設宿舍長,班級生活委員負責,制定宿舍內部管理條例,統一管理宿舍衛生、按時歸寢等事宜。選送優秀的學生進入學院研究生會工作,為學院服務的同時,負責聯絡組織各班開展聯誼活動,豐富班級活動。制定干部考核體系,詳細規定各干部職責分工及考核細則、考核時間。
4.建立研究生參與學術道德教育活動相關規定。思想道德教育成效取決于很多方面,學院層面能做的也就是請相關的專家來做講座,組織學生開展相應的學習活動以及簽訂誠信協議書等。除相關的學術不端懲罰規定外,還應制定研究生參與學術道德教育學習活動的規定,從數量上保證學生的參與頻率,以多受教育為指導方針,盡最大努力避免研究生出現學術不端行為。
5.加強與研究生導師、學院領導、學校相關部門的聯系。研究生導師在很多層面上掌握著每個研究生的生活、學習狀況,加強與研究生導師的聯系,定期開展研究生導師與輔導員的座談會可促進研究生精細化管理工作的順利開展。每個學院有主管研究生工作的領導,在專業碩士進站、分配獎學金等敏感問題上一定要征求學院領導的同意,保證決策有效。在一些不確定的事件上,一定要跟研究生院等學校相關部門溝通,確保責任清晰。總之,研究生輔導員應不斷加強理論學習,將精細化管理的理念和方法滲透到研究生教育管理服務工作中,不斷探索新措施新方法,努力培養德、智、體、美全面發展的社會主義事業建設者和接班人。
參考文獻:
[1]百度百科。
職業院校服務社會,既是職業院校內涵建設的自身需求,也是社會發展對職業院校的外在要求。從某種程度上講,以重點示范專業為龍頭,整合行業、學校、企業及地方政府的優勢資源,提升專業社會服務功能是整個學校乃至職業教育集團社會服務功能得以體現的重要載體和支撐平臺。因此,在政府大力鼓勵集團化辦學的背景下,充分依托供銷系統平臺,促進系統內部院校的資源整合與優勢互補,已成為職業院校提升社會服務能力,做大做強教育品牌的有效路徑。
營銷類專業在促進農產品銷售,解決農產品賣難問題,增加農民收入等方面起著積極促進作用。當前供銷社已進合發展的新階段,營銷類專業如何依托供銷系統集團化教學平臺打造示范專業,讓專業更好地服務新農村建設是非常迫切需要解決的問題。在這種背景下,深入探討依托供銷系統行業集團化辦學平臺,實現市場營銷專業建設與服務新農村建設能力的提升,無疑具有很強的現實意義。
一、依托集團化辦學提升專業社會服務能力的內涵
職業教育集團化辦學的基本目的是整合各方有限資源,充分利用現有資源,高效運轉優質資源。供銷社系統集團化辦學即以供銷社系統內職業院校和農業企業及行業特色企業為主體,各級供銷社、專業合作社及地方政府共同參與的以聯合培養技術技能型人才,服務地方三農為主要目的的合作辦學聯合體。而職業教育集團服務三農,提供培訓服務的重擔主要由職業院校來承擔。綜合國內外文獻表明高校的社會服務職能主要指高等學校直接為當時、當地社會的需要服務包括技術指導、成果轉讓、業務咨詢、職工培訓、社會工作等等具體形式。
組建職教集團是職業教育走規模化、集團化、連鎖化辦學新路的可行途徑,是新形勢下促進職業學校與學校之間、學校與企業之間資源共享、共同發展的有效模式之一。組建職教集團要以科學發展觀為指導,以大力發展中等職業教育為目標,按照“政府引導,骨干帶動,校校聯合,校企合作,互惠共贏”的基本要求,以具有較強實力的國家級重點中職學校或高職院校為龍頭,以優質專業為紐帶,以校校聯合為基礎,以校企合作為突破,構建由骨干學校、相關企業、行業等法人實體自愿參加,平等合作、資源共享、優勢互補、市場運作、互惠共贏的非獨立法人的辦學聯合體、產教結合體和利益共同體。
因此,只有通過集團化辦學,吸引各方參與,充分利用合作資源,發揮職業院校的優勢,才能真正發揮職業教育集團在社會主義新農村建設及地方社會服務中的作用。
二、集團化辦學背景下高職院校社會服務能力供給現狀分析
通過對供銷系統多個高職院校的社會服務模式進行了訪談調研后發現,集團化辦學背景下各個院校對社會服務普遍較為重視,具體模式從單一化逐漸向多樣化發展。
(一)“引進來”社會服務模式
現在院校普遍設有校內實訓基地,這類實訓基地主要由校內實驗室、實訓室等組成。基地在日常教學中通常用于訂單式人才培養以及實踐性課程,同時也可為企業、機構提供技術、管理培訓等。這與高職院校人才培養的定位有密切的關系。通過這類培訓,一方面,學校可了解企業對人才專業素養的具體需求,從需求的角度完善自身的人才培養模式;另一方面,企業也可節約引進培訓人才、建設培訓場所等經費,實現雙方的共贏。
如湖南商務職業技術學院“農產品營銷實訓基地”(網上供銷社),是依托湖南現代商務職業教育集團、中華全國供銷總社職教集團、湖南省農產品經紀人協會、湖南省茶葉流通協會等四個校企合作平臺,與湖南省茶業有限公司等企業共同出資入股建成;浙江經貿職業技術學院與特產集團合作開發的“萬禾”農產品展銷廳,經過幾年的建設,現已成為該院市場營銷專業涉農方向生產性實訓基地建設的亮點之一。
另外,很多供銷系統高職院校均設有農業商貿類職業技能和農產品經紀人等考試培訓,且同時也作為資格證書的考點。這對于企業而言,可通過在高職院校的培訓和考證,實現員工綜合素質的提升。隨著企業對崗位專業素養要求的提升,這些資格證書是從業人員所必須持有的。
(二)“走出去”社會服務模式
高職院校的師資往往具備“雙師素質”,既獲得教師資格,又兼有專業技術職稱及職業資格,或者具有在行業第一線工作經歷。這些教師走進區域社會,進行各類講座,或是進行相關的職業培訓,可提升從業人員的綜合素質,使得校內知識和行業技能通過教師的“走出去”實現了外溢效應。
例如,北京農業職業技術學院的校企合作實訓基地“農產品營銷工作室”, 旨在對師生進行多方位的培訓, 該校進而成立了國家職業技能鑒定所, 實現對師生的專業技能鑒定與認證。而廣東農工商職業技術學院與企業進行合作,緊緊依托行業,以學訓一體的實訓形式既實現畢業生與就業崗位的對接, 又成為農產品質量檢測技能人員的培訓基地,充分實現實訓基地的實現社會服務功能。
(三)“校企互動”社會服務模式
高職院校普遍通過設立“校外實訓基地”、“專業指導委員會”等方式實現與企業的互動。校外實訓基地是學校利用企業或機構的資源建立的用于培養學生專業技能與職業素質的校外實踐教學場所。專業指導委員會則以專業為單位進行設立,會成員主要由行業專家構成,每年召開1-2次會議,針對學科的人才培養方案設計思路、培養目標、課程設置、課程教學大綱和實踐課教學大綱、校內外實驗實訓基地建設等進行討論并修正,同時提供來自行業的就業人員素質要求信息。通過這些的交流平臺,學校培養的人才更能與人才市場需求對口,而學校也由此能汲取來自行業第一線的信息資源,完善人才培養機制。
除此以外,不少高職院校還提供人力資本共享、咨詢服務、技術開發服務、行業標準設立服務等,在供給方面充分發揮了自身優勢。這些高職院校正努力從各方面不斷開拓,其全方位服務體系的建立已見雛形。
三、制約供銷系統職業院校營銷類專業社會服務能力發展因素研究
(一)總量上的供不應求
雖然經過近些年來的發展,高職院校社會服務供給逐步發展,但總的來看,多樣化的社會服務模式并未滿足區域社會發展的需求。與西方發達國家地方高職院校建立的初衷相比,我們的高職院校本身的辦學初衷更為側重于教育而非服務區域經濟社會,這與我們傳統中以人才培養和科學研究為主的辦學理念有關。
(二)結構上的供需矛盾
1.形式上的矛盾。區域社會需求的主要服務形式與實際采用的主要形式存在著的錯位,由于高職院校在專業建設和人才培養方面與社會發展具有相對滯后性,導致了高職院校在根據專業而提供的相關社會服務過程中往往與市場實際需求存在不同步,因而對區域社會的具體需求缺乏深入認識和了解,這將影響到社會服務職能的進一步發展和完善。
2.主體上的矛盾。區域社會高職院校社會服務需求定位于技能和實踐,以工作為中心;而對本科院校社會服務的定位則側重于理論方面,以知識講座的形式存在。可見,作為供給主體的兩類院校之間存在著較大的差異,需求方的定位非常清楚。但在實際操作過程中,作為供給主體本身的高校卻對自身的定位并不準確,一味追求“小而全”,忽視了精細化和專業化,這也是導致高職院校社會服務形式錯位的本質原因之一。
(三)缺乏緩解供需矛盾的平臺
社會服務職能的發展與完善是一個供需雙方雙向互動的過程,既需要高職院校本身的思考和改革,也需要區域社會提供需求和建議。但就目前而言,區域社會與高職院校之間缺乏交流平臺,兩者之間沒有統一的共同目標,這是高職院校提供的社會服務尚未能滿足區域社會的主要原因之一,也是兩者之間進行合作的主要障礙所在,是緩解供需矛盾和健全社會服務功能亟需解決的問題。
四、依托集團化辦學平臺保障營銷類專業社會服務能力提升的運行機制研究
無論是在社會服務的總量上還是結構上,高職院校社會服務尚存在著結構性矛盾,這將成為高職院校社會服務職能進一步完善的障礙。究其原因,這與傳統教育理念中的重“學”輕“術”,高職院校與政府、企業之間的橫向聯系機制欠缺,缺乏溝通與激勵等原因有關。我們認為要改善這一供需體系及現狀的矛盾,需要從專業、院校、政府三方共同努力。
(一)進一步明確集團化辦學背景下供銷系統院校“服務三農”的社會服務職能
1、在社會服務中,供銷社職業院校要率先成為培育新農村現代職業技能者的人才高地。因此,集團化辦學的供銷社的職業院校,在新農村建設中必須主動肩負起培養高素質勞動者和新型農民的歷史重任,充分發揮供銷社職業院校的商貿教育資源優勢,組織未能參加學歷教育的廣大社會青年和下崗再就業人員接受技能教育,主動參與農民轉業轉崗培訓工作,認真開展供銷社社員與職工的教育培訓,打造成農村現代職業技能者的人才高地,為新農村建設源源不斷地培養和輸送合格勞動者。如浙江經貿職業技術學院市場營銷專業教師承擔了供銷社系統管理人員和農產品經紀人的培訓工作,提升了本專業為區域經濟和供銷社系統服務水平,提高了農村勞動力素質,促進了農村經濟與供銷社系統的發展。
2、明確集團化辦學供銷社職業院校成為農村現代職業技能的實訓基地的社會服務職能。供銷社職業院校要充分發揮在商貿物流、農業物資、再生資源、信息科技等方面的專業、行業特長,抓住機遇,爭取財政支持,加快實訓基地建設,抓緊配齊配好供銷社職業院校的多媒體技術實驗室、電算化會計實驗室、測土配方實驗室、企業級跨平臺軟件實驗室、虛擬物流綜合實驗室等教學設備資源,促進供銷社職業院校與供銷社涉農企業的校企合作,轉化教學成果,延伸課堂空間。如浙江經貿職業技術學院利用學院師資優勢,與蕭山供銷社和萬豐集團合作,成立農產品營銷研究中心,重點開展供銷社系統農產品流通網絡等相關課題研究,開展技術開發與服務,共同研究解決農產品、農資以及日用消費品營銷過程中的問題。通過農產品營銷研究中心,開展技術服務、課題研究和科普服務,提升了營銷專業為新農村建設服務的能力,有助于解決農村經濟發展中的人才、技術等資源匱乏,加快推進現代農業發展。
3、明確集團化辦學供銷社職業院校承擔農村職業技能的鑒定陣地的社會服務職能。開展農村職業技能鑒定,供銷社職業院校既有產業結構調整的理論優勢與農村標準化經營技能的鑒定優勢,又可以充分發揮供銷社系統的行業資源作用,與各類合作經濟組織、農產品行業協會、農產品經紀人特別是當地職業技能鑒定機構開展廣泛合作,共建實踐平臺。供銷社職業院校可以通過爭取與當地職業技能鑒定機構的合作與支持,成為有志于服務新農村的職業技能“多證書”獲得者的鑒定陣地。
(二)集團化辦學背景下供銷社高職院校營銷專業需立足于市場
專業在提供社會服務過程中,已經在很大程度上發揮了自身優勢,但僅僅發揮自身優勢還不夠,需要在進行市場調研的前提下,從區域社會本身的需求出發,對現有的社會服務模式進行創新性改革,這是解決社會服務形式錯位最根本的方法,也可使得地方高職院校與區域社會經濟兩者之間形成良性循環,實現雙方的共贏發展。除此之外,專業還需將視野拓展到三農和基層,在原有行業性和區域性的基礎上,增加基層性,從更廣闊的市場角度來重新思考社會服務的形式與范圍。
(三)供銷社高職院校需轉變辦學觀念
首先,需調整高職院校的職責體系,重新審視社會服務職能的重要性,加強人才培養、科學研究和社會服務三大職能的互動機制。若高職院校單一地側重人才培養或科學研究,容易導致培養的人才、科研的成果與社會實際需求脫軌。社會服務作為高職院校與區域社會的橋梁,是教師與學生開拓視野、豐富實踐經驗的有效途徑,成為人才培養模式不斷改革以及科研方向不斷創新的源動力。
其次,院校需明確定位,高職院校與本科院校在社會服務職能之間存在著區別,高職院校以“術”為主,而非“學”,因此高職院校應充分發揮自身的行業優勢,有針對性地提供職業技術培訓,“小而全”社會服務體系的建立難以體現高職院校的特色和優勢。這也要求院校無論從人才培養模式還是課程體系都要加以改革。如浙江經貿職業技術學院根據高職市場營銷專業人才調研的結果,與專業指導委員會專家共同研討和調整了人才培養的定位。另外,市場營銷專業結合浙江區域經濟和新農村發展,重新修訂了課程體系,設計了新的教學內容,開設了《農產品營銷》、《農資營銷》、專題營銷訓練(農產品營銷)等課程,提高了學生對新農村建設的認知程度,增強了學生為新農村建設服務的能力。
最后,院校需強化服務意識。雖然很多高職院校往往隸屬于某些特定的行業機構,但作為高等院校乃至區域社會的重要組成部分,其最根本的服務對象是區域社會,而非僅限于機構本身。建立并強化高職院校的區域服務意識,是加強社會服務職能和完善全方位服務體系的內在動力。
(四)地方政府需成為社會服務供需雙方合作的推手
區域經濟主體與高職院校之間的合作普遍缺乏平臺,推動兩者之間建立合作的動力機制尚未形式,除了高職院校強化自我服務意識推進內在動力外,外在動力機制的建立和健全也極為重要,政府正是外在動力機制的重要組成因素。我們認為,一方面,政府可考慮借鑒其他發達國家的發展模式,從法律法規的角度來緩解社會服務供需體系及現狀矛盾;另一方面,政府有關部門也可通過搭建各類平臺促進社會服務,推動兩者之間的互惠、互補合作,實現供需雙方共贏模式的持續發展。
參考文獻:
[1]繆顧根.大學的定位及社會服務職能探究[J].廊坊師范學院學報(自然科學版),2008:120-122