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契丹民族是中国北方的一个历史比较悠久的民族,有先进的金属开采、冶炼和制造技术,契丹民族在长期的生产生活中创造了自己的金属冶炼和制造技能,同时在自己的手工业基础上广泛的吸收和采用了中原的先进技术,使其金属冶炼和制造技术有了很大的发展。契丹境内矿产种类较多,储量丰富,为契丹的矿业开发和金属冶炼打下了良好的基础。
1辽代的矿产资源概述
契丹民族的金属冶炼和铸造业历史很早,早在耶律阿保机之前,契丹民族就有了自己的采矿和冶铁及制造技术,有曷术部落,其地多产铁,“曷术”即契丹语铁的意思,根据《辽史》记载,契丹民族有金、银、铜、铁等矿产资源。并且“部置三冶:曰柳湿河,曰三黜古斯,曰手山”[1]的开采记载和管理机构。
契丹民族的矿产资源开采的历史很早,早在公元900年左右就开始开采和利用金属矿产。耶律阿保机在占领室韦的领土之后,“坑冶,则自太祖始并室韦,其地产铜、铁、金、银,其人善作铜、铁器”《辽史·食货志》,室韦在契丹的东北部,在现在的黑龙江省境内,但根据契丹国志记载,应该是蔑劫子,“其国三面皆室韦,一曰室韦,二曰黄头室韦,三曰兽室韦。其地多铜、铁、金、银,其人工巧,铜、铁诸器皆精好,善织毛锦”[2]。“太祖并诸蕃三十六国,室韦在其中”(《契丹国志·诸蕃记》),蔑劫子也应该在其平定之列。耶律阿保机在平定北方诸国之后,不但取得了其地的矿产资源,也得到了冶炼和制造技术,并且设立了专门的“铁坊”、“军器坊”等管理部门。
渤海国在辽宁和吉林的东部,公元907年,耶律阿保机征服了渤海国并取得了其地的铁矿资源,《续文献统考》和《辽史》都记载“神册初,平渤海,得广州,本渤海铁利府,改日铁利州,地亦多铁,东平县,本汉襄平县故地,产铁矿,置采炼者三百户,随赋供纳”[3],就是现在的鞍山和辽阳一带,考古挖掘也证实了在鞍山市首山“现炼铁炉址和炼渣,堆积厚达一米多。辽初已具备了一定的金属冶铸技术和原料等条件”[4]。
在燕山山麓的北部,即现在的平泉、宽城、滦平、隆化等县也发现大规模的辽代采矿和冶炼遗址,辽史记载“太祖征幽、蓟,师还,次山麓,得银、铁矿。命置冶”(《辽史·食货志》),可能即是此地。据河北省承德地区文管所调查,有银矿、铜矿、铁矿等开采和冶炼遗址多处。
辽史记载“泽州,采炼陷河银冶”(《辽史·地理志》)即位于此处,“辽泽州即今平泉县会州故城,陷河,即今平泉、宽城两县境内的瀑河,陷河银冶所指是分布在陷河两岸的多处银矿,我们共发现古矿洞26眼”[5]。另外还发现了大量的居住址和冶炼遗迹,有生活用具、辽代的砖瓦、冶炼炉渣和金属块。
1993年10月,在龙烟铁矿矿区发现的古炼铁遗址(在河北省赤城县田家窑乡境内),经国家考古部门鉴定,为距今900多年前的辽代炼铁遗址。“龙烟铁矿地处河北省赤城县、宣化县境内,因赤城县龙关、宣化县烟筒山在同一矿脉上,这一绵延百余里的铁矿得名龙烟铁矿。‘其矿层之厚、铁质之佳,亦足为世界太古纪以后,水成铁矿之罕见者,且水成铁矿之属元古界者,推龙烟为首创,肾状、鲕状矿并生,亦为它矿所未有。’并在遗址上采集了炉渣和渣铁标本,经宣钢中心化验室鉴定,渣铁中含有7%的Fe2O3,属用赤铁矿冶炼,含硅18%,全铁54%,正与辛窑一带的矿质、品位相同”[6]。并测定其年代为964±60年,为公元1020—1170年,应属辽、金时代的炼铁遗址。
契丹人除了开采金属矿床,也开采砂矿床,“柳河馆,河在馆旁,西北有铁冶,多渤海人所居,就河漉沙石,炼得成铁。”(《契丹国志·王沂公行程录》)
除了上述矿产之外,《辽史》还记载有其他矿产地,在“圣宗太平间,于潢河北阴山及辽河之源,各得金、银矿,兴冶采炼”(《辽史·食货志》)。
2辽代矿产资源的开发和金属冶炼
契丹民族的矿产资源的开发和金属冶炼技术总体上讲,已经和中原的冶炼水平相当,这可能与大批的中原技术流入契丹有关,契丹民族无论对开采、冶炼还是锻造分工十分明确,有专门的开采、冶炼等部落和管理机构。有专门的“打造部落馆。惟有番户百余,编荆为篱,锻铁为军器。”《契丹国志·王沂公行程录》从现在考古情况推断,辽代的冶炼地多在矿产地附近,但也有在异地的。现已发现冶炼遗址多处,有铜、铅、铁等冶炼遗址和打造遗址。
根据河北文馆所调查,在隆化县隆化镇辽北安州故城北侧,发现铜作坊一处,曾出土了作为原料的残破铜300余斤和大量的炊具。在宽城县龙须门乡王家店村,发现铅锭五块,在隆化县隆化镇北,发现大面积的铸铁遗址,残存有熔炉的部分残体,在隆化县韩麻营村出土有完整的辽代铁锄,并有铁砧子等铁器出土[5]。其他的考古发掘也证实“辽上京附近坑冶遗址规模相当大,鞍山市首山、河北平泉罗杖子、赤峰辽祖州、饶州、中京遗址都有发现炼铁炉址和炼渣,堆积厚达一米多”[4]。
3辽代矿产资源的利用
辽代的金属制品种类较多,从现今的考古发现辽代制造的金属产品主要有生产工具、生活用品、军事武器等几大类,主要以农业生产工具为主,还有手工工具、生活用具及兵器,其中铁制工具占很大比重。生产工具类:生产工具是契丹民族利用金属制品的主要方面,主要以铁制品为主,现今的考古发现,在承德地区发现有大量的生产工具,如铁犁铧、铁锄、铁镰、铁刀、铁铲、铁镐、铁槌、铁砧子、铜犁铧、铁凿等。考古工作者在中国东北地区出土了大量辽代的镐、锄、铧、镰、铡刀、叉等铁制农具。在北京地区(辽南京)也有辽代铁制农具出土,“通县东门外,顺义大固观、上辇,怀柔上庄,房山焦庄等处出土过几批,多是农具和生活用具,有铧、犁镜、耘锄、镐、镰、铡刀、禾叉……”[7]。生活用具类:此类物品的金属种类较多,有金、银、铜、铁等,考古发现的物品也比较丰富,出现在生活的各个方面,如铁锅、铁炉、铁剪、铁熨斗、铁提梁壶、三足铁鼎、六折金铁釜、铜锅、铜釜、铜壶、铜盆、铜铃、铜车川、带钩、铁勺、铁锁、铁铃、铜镜等。其他如:刀、斧、钩、钳、刀斗勺、漏勺、双耳釜、叉、矛、甲片、锤、镐、马蹬、脚镣、铁链、熨斗、剑刀、剪刀、锁、锄、犁等,应有尽有。特别是随葬品类:有鎏金银冠、银碗、鎏金银琢、铜琢、银琢、银盖脸、铜盖脸、铜盂、铜丝网、鸡冠壶以及辽代的碗、碟、杯、盘等瓷器[5]。辽代的兵器类制品以铁制品较多,如铁剑、铁刀、铜骨朵、铁镞、铁棘藜等。
契丹民族在长期的生产实践中逐渐的掌握了金属开采、冶炼和金属制造技术,无论从历史文献记载和现今的考古发掘来看,契丹的金属开采规模很大,冶炼和制造技术先进。所制造的物品以兵器类、生产工具类和生活用具类为主。
参考文献:
[1](元)脱脱.辽史[M]北京:中华书局,1974.
[2](宋)叶隆礼.契丹国志[M]上海:上海古籍出版社,1985.
[3]张鸿钊.古矿录[M].北京:地质出版社,1954.
[4]马利清.从铸币业的发展看辽代经济的盛衰[J].内蒙古大学学报(人文社会科学版),2001,33(3):32—35.
总体评价全市水资源状况,具有以下几个方面的特点:
一是降雨充沛,但时空分布极不均匀。境内多年平均降雨量1400毫米,其年际分布极不均匀,丰水年与枯水年降雨量变差悬殊,而且年内分布也极为不匀,春夏两季降雨占全年降雨70%以上,其中4-6月降雨占50%以上,秋冬两季仅占30%左右,易造成年内前涝后旱,水量供需矛盾尖锐。其次,降雨在空间上分布不匀,全市水资源西多东少,东部湘水流域占总面积50.7%,却只拥有41.5%的水资源。
二是境内水资源量较少,但过境水量充沛。全市境内水资源人平1513方,远低于全国及全省的平均水平,也低于联合国可持续发展委员会确定的1750方用水紧张线。水资源紧缺的矛盾,在我市东部湘水流域表现得较为突出,人平水资源量仅为1064方。因此,过境水的开发利用,是解决我市水资源不足的重要途径。但过境水量又主要集中在资水,随着经济社会的发展,东部湘水流域水资源不足的问题将日益凸显出来。
三是水利工程较多,但调蓄水能力较差。我市虽降水量较大,产水率较高,水库工程分布也较为密集,但缺乏调蓄能力大的控制性工程,因此,在我市特殊的地形条件下,降雨便迅速向中部汇集,现有工程又多病险无法正常运行,洪涝时须大量排弃水,也就容易因水源短缺而出现干旱。
娄底市水资源流域分布情况表
支流
(条)
流域面积
(平方公里)
河流
总长(公里)
地表径流总量
(亿方)
客水资源量
(亿方)
可利用资源总量
(亿方)
已利用
水量
(亿方)
人平水
资源量
(方)
资水
100
3992
1790
35.40
126.28
56.40
7.55
2145
湘水
95
4109
1522
25.11
7.15
11.35
8.95
1064
合计
195
8101
3312
60.51
133.43
67.75
16.5
二、娄底市水资源开发利用现状评价
综上所述,全市年平均可利用水资源量为67.75亿立方米,占总水资源量的34.9%。平均已利用水量16.5亿立方米,约占可利用水资源量的25%,其中:农业灌溉用水10亿立方米,占总利用水量的60.6%,工业用水4.4亿立方米,占总利用水量的26.7%,城乡生活用水2.1亿立方米,占总利用水量的12.7%。年人平用水为412立方米,低于全省人均综合用水量指标(全省人均为483立方米),城市生活人均用水量为196升/人·日,乡村(含牲畜)为135升/人·日,均低于全省平均水平;万元GDP需水量823万立方米,略高于全省平均水平(全省平均为802方立方米)。2003年,我市遭受了历史罕见的特大干旱,全市的利用水资源量约为45亿立方米,利用水量则达20亿立方米以上。
从总体上看,可利用水资源量仍有一定富余,表明我市经济社会的发展对水的需求还处于水资源的承载能力之内,但社会经济发展水平比较落后,水的利用率较低。水资源总体上具有可持续利用的能力,且能支撑一定程度经济社会的持续发展。但因水资源时空分布不均及在生活、生产等领域供用水结构的不同,许多水资源矛盾也十分尖锐。
一是区域性水资源紧缺已成为我市经济社会发展的突出问题。因资源不足,或因工程缺乏,宏观上的区域性水资源紧缺问题在我市尤其是湘水流域已日趋明显。在供水领域上覆盖了农业、工业以及城乡生活用水,加上市内大面积干旱死角和许多工矿采空区的存在,我市水资源的紧缺的问题已经成为制约我市经济发展的重要因素。比如:2000年,娄星区缺水为240万立方米,2003年缺水量达3000万立方米以上;就城市供水而言,娄底市和涟源市早已因供水水源不足而实行了调水。我市粮食主产区双峰县测水流域,占全市总耕地面积28.23%,水资源量却仅为全市的12.84%,2003年,全流域因特大干旱而出现了严重的水资源紧缺。
二是水资源开发利用的工程体系有待进一步配套完善,水利由工程水利向资源水利转变还没有实质性突破。通过多年的开发利用,我市水利工程已基本形成了以水库为骨干,以塘坝为基础,蓄引提相结合的工程体系,蓄引提能力达12.95亿方,而这些工程已大多因病险、老化及配套不全等多种因素致使蓄引提能力大为降低。全市710座水库和近20万处山平塘应蓄8.3亿方,而实际年蓄水都控制在7.0亿方左右。这些水利工程在用水结构上大多以农业灌溉为主,在灌溉节水上还没有实现革命性的转变。因此,水资源优化配置、生态补水以及实现水资源由自然资源向经济资源的第二步战略性转变均没有得到实质性突破,其核心就是水资源统一管理体制没有得到根本性的变革。
三是水污染严重而导致的水质性缺水问题已日趋严重。随着我市社会经济的发展,水污染严重的问题越来越成为经济社会发展的重要制约因素,且这种状况在我市仍未得到有效遏制。目前,全市绝大多数水库水质状况良好,主要河段已污染严重,部分地段水质已严重超标。资水污染程度已为全省四水之最,而我市冷江、新化段又是污染最严重的地段,水质已劣于III类,对人民的身体健康构成了很大的影响。涟水娄底段水质已劣于IV类,涟源段劣于III类,都已不能饮用。做为娄底市主要供水水源的孙水,基本维持了良好的水质,但由于上游锻造厂、涟源氮肥厂等厂矿生产废水的排入,也给下游造成了一定的污染,因资水、涟水水质的日趋恶化,许多河段水体已基本不能饮用,各县市区水质性缺水的局面加剧。
三、娄底市水资源可持续利用分析
随着我市社会经济的发展和工业化、城镇化步伐的加快,对水的需求将随着经济的跳跃式发展而出现急剧增长,按照我市需水远期规划和规模预测,到2020年,全市年用水将达到35亿方,为可利用量的53%。其中:工业用水达20亿方,城镇生活用水(含生态用水)7亿方,农业用水8亿方。理论上说可利用水资源能够支撑远期发展,但在目前这种水资源开发利用程度和水平上是无法实现水资源的这一配置的,加上地域性、季节性、资源性和水质性缺水等诸多因素的存在,唯有实现水资源的优化配置,尽快建立水资源可持续利用的管理体系,并切实搞好水资源管理,实现城市水与农村水、地表水与地下水、水质与水量的统一管理,通过进一步强化节水措施,提高用水效率,加强地下水管理,强化水环境保护,同时运用经济手段为实现水资源有效有序管理,才能实现水资源的可持续利用和发展。这种转变是革命性的,直接关系治水思路的根本变革和对未来供用水结构的重新调整,也是需要有前瞻性的,否则,社会经济发展无法得到可持续发展。
一是应把“量水而行”作为我市社会经济发展和结构调整的一项基本原则。我市水资源并不富足,东西部水资源不平衡和区域性缺水矛盾在不断加剧,尤其是水质性缺水矛盾日益尖锐,这已成为不争的事实,在近年出现的历次干旱中已明显暴露,而且这种水资源不足的状况在短时间内难以根本改变,只有实行“量水而行”,“以供定需”,以保证人民生活需要和粮食生产安全为前提,以维护生态平衡为基础,实现水资源的优化配置,使经济社会发展和水资源承载能力相协调,才能实现可持续发展,否则会造成生态系统破坏而失去发展基础。一是在对经济结构和布局进行战略性调整过程中,要以水定产业,以水定发展。全市尤其是东部地区总体上要充分考虑产业布局对水资源配置的要求,对农业、工业等各行业要结合结构调整进行考虑,要适度控制高耗水的工业项目,城市规模与城镇规模要适度、协调发展。二是要保证生态环境用水的水资源配置与管理。在水资源的配置中,要从不重视生态环境用水转变为在保证生态用水的前提下,合理规划和保障社会经济用水。对涟水要留足生态用水,在结合防污治理,在娄底和涟源两地要尽快修建污水处理厂的同时,要依靠生态自我修复能力,实现水环境的转良,使之成为娄底可用水源。同时,要禁止引进高污染的项目,尽快责成现有企业进行技术改造和污水处理,改进生产工艺流程,改变过去水污染的末端管理为源头控制,必要时要下决心关、停、并、转,以提高水资源的可利用量和重复利用率。三是要保障生活用水的水资源配置。首先是要以人为本,加快城市供水水源建设。从远期和远景来看,娄底市城市的建设与发展不能突破中型城市的规模,孙水做为第一供水水源必须严格加以保护,要下决心关闭上游锻造厂、氮肥厂等厂矿企业,对白马水库旅游开发要严加限制和严格管理,对白马灌区要强力推行节水灌溉技术并逐步进行农业产业结构调整,以助成白马水库供水结构的根本转变。远期可在娄底市经济技术开发区犁头咀附近兴建三水厂,并通过加大涟源、娄底两市污水处理力度和环境保护力度,使涟水涟钢的上游成为城区第二可用水源。涟源市城市供水水源目前取自新涟河和温江,远期与远景必须依靠南北两大水库的调节,白马与大江口共灌区建设加快步伐,并要充分考虑娄底和涟源两市供水。冷水江市、新化县要进一步调整供水结构的转变,以车田江水库为龙头水库,引车田江水济冷江,引其结瓜工程--梅花洞水库库水济新化,应是两市县水源建设的根本出路。
我国一次能源结构中,煤炭资源储量第一,水力资源第二,能源消费中过度依赖煤炭,已造成了严重的环境问题。与大型水电工程配套的远距离超、特高压输电线路,能使我国电网在更大的时空范围内调节电力供应,合理利用资源。
优先发展水电是我国能源发展必须坚持的重要方针。目前,国外发达国家的水力资源开发利用程度在60%以上,而我国仅为20%,抓紧水电开发是当务之急。据国家发改委提供的资料显示,我国水力资源理论蕴藏量为6.94亿千瓦,年发电量为6.08万亿千瓦时;技术可开发装机容量为5.42亿千瓦,年发电量为2.47万亿千瓦时;经济可开发装机容量为4.02亿千瓦,年发电量为1.75万亿千瓦时。按照初步规划,到2020年,我国水电装机容量达到3亿千瓦,占发电装机容量的30%,开发程度为55%,接近发达国家的开发利用程度。届时,每年水电的发电量可以替代5亿吨燃煤的火电,能减排15亿吨二氧化碳气体。
积极开发水电是我国西部大开发、保护生态环境的重要任务。我国尚未开发的水力资源主要分布在西部地区的大江大河,由于历史原因和自然条件的限制,这些地区经济比较落后,贫困人口较多,过度开垦耕种和砍伐,水土流失和生态破坏严重。开发西部水力资源,将有利于建设当地基础设施,增加就业机会,搬迁出水库沿岸山区不适宜居住的贫困农民,实现水土保持,脱贫致富,促进地方经济发展。如果西部水电开发落后于产业布局调整,则将提高水电开发的难度和成本,甚至失去开发机遇。
有序开发水电,使水电工程成为优良效益工程
水电开发是涉及到能源、水利、航运、国土、生态、林业等方面的综合系统工程,需要统筹兼顾,综合平衡利益关系,在做好开发规划的基础上和谐有序地开发水电。
第一,要统一流域大型水电项目的开发主体。和谐的水电开发实质上是流域区域经济的综合开发,使水力资源在干支流、上下游的梯级电站充分利用,满足发电和防洪、航运、灌溉等多项需求。因此,水电项目的投资主体不仅要追求经济利益,而且要兼顾社会效益,服从统一调度,使全流域和相关电网的安全和谐运行。只有国有企业作为开发主体,才能实现这样的要求。美国、加拿大等发达国家的大型流域水电工程,至今仍是政府为主投资建设运营管理。
第二,制定水力资源综合利用规划,实施流域综合开发。要充分考虑水资源承载能力和水环境承载能力,把水电开发与水力资源综合利用、生态工程建设、航运交通开发和地区经济发展有机结合起来,将流域水电开发与电能送出超高压、特高压输电网的建设相结合,实现流域水力资源的合理开发、高效利用、有效保护和协调发展。
第三,要建立科学合理的水电开发管理和利益分配机制。充分发挥政府综合管理部门的作用,高效协调水电开发中涉及防洪、发电、航运、移民、国土、生态、环保等方面的关系,明确中央与地方的管理权责。加强管理,依法审批,避免由于部门之间、中央与地方政府之间的矛盾影响水电开发的进程。要建立投资和运营成本在社会效益与发电效益中合理分摊的机制,建立同流域龙头水库电站与下游梯级电站之间的利益分配机制,研究制定鼓励和谐开发水电的财税政策。
更新开发观念,使水电工程成为生态工程
要坚持保护优先、开发有序的原则,严格控制未纳入开发规划的不合理的水力资源开发活动,加大环境保护投入和管理力度。在水电项目的建设前期,要严格进行水电项目环境影响评价,深入作好项目勘测和论证工作,优化设计,尽可能避免对于动植物、水生物和小气候的影响,并制定相应的保护和补救措施;在工程建设期间,使生态环境保护工程优先于水电工程建设,严格控制工程建设过程中的粉尘、污水排放,减少植被破坏和及时恢复开挖面;在工程建成运行期间,要充分发挥水库防洪调蓄洪水、抵御自然灾害的生态效益,要控制泥沙排放,加强库区崩塌、滑坡灾害预测预报,减小水电对于生态的负面影响。
金沙江发源于青海省,全长2308km,在云南省境内河长1560km,流域面积10.91万km攩2攪,人口1300万人,占全省人口的34%,现有耕地88.3万ha,占全省耕地31%,可开垦荒地8.03万ha。金沙江河谷丰富的光、热、土地资源,众多的矿产和优势的水能资源,被誉为“大西南的聚宝盆”。金沙江流域特殊的自然地理条件和丰富的资源优势,已成为国家和云南省经济开发的重要区域,从1994年起金沙江农业综合开发已经拉开序幕,尤其是自丽江县塔城至永善县黄华乡,河长1305km,4465km攩2攪内的干热河谷区(即海拔小于1500m地区)的16个县市是开发的重点。现就金沙江农业综合开发中有关水土保持问题,提出一些看法,进行讨论。
一、自然概况
1、区位与地貌
金沙江流域位于云南省北部,其地理座标为99°00′-105°8′E,24°28′-29°15′N。行政区域有迪庆、丽江、大理、楚雄、昆明、东川、曲靖和昭通八地、州、市的47个县、区。流域西北部为横断山脉,地势西北高,东南低,最高峰海拔为丽江县境内的玉龙雪山,海拔5596m,最低点为东南的金沙江河谷,海拔1016m,境内高峰林立,以山地为主;流域东北部为云贵高原的北缘,地势南高北低,以中山山原为主,最高山峰是东川市境内的拱王山,海拔4247m,最低点是水富县金沙江水面,海拔267m,地势起伏大,“V”型谷多。流域内坡度大于25°的土地面积占总面积的38.9%,地处横断山脉的迪庆州、丽江地区坡度大于25°的土地面积高达62.1%和45.2%;东北部的东川市、昭通地区也分别达到62.5%和43.8%;处于流域中部的昆明市、楚雄州、大理州、曲靖地区坡度大于25°的土地面积占21.3─33.6%攩[1]攪,可见本区地形地貌之陡峻。
2、地质构造与岩性
本区地质构造复杂,岩性多变,起主要控制作用的有滇藏“歹”字型构造,宾川-殜程海断裂、元谋--绿汁江断裂、普渡河断裂、小江断裂和巧家一莲峰断裂等,境内断裂广泛分布活动强烈,地震频繁而且烈度大,对山体稳定有较大影响攩[2]攪。本区地层古老,古生代、中生代地层均有出露,岩性多为砂岩、页岩、玄武岩、石灰岩和第四系松散堆积物。砂岩呈紫红色泥质胶结,极易风化;页岩具有明显的薄层理,多为粘土质页岩和砂质页岩,透水性小,易风化呈碎片;玄武岩具有气孔状结构,裂隙发育,表层易风化;石灰岩具有可溶性;花岗岩具有原生裂隙,易风化;第四系堆积物易被流水侵蚀冲刷,构成泥石流丰富的固体物质来源。在地层和岩性组合上,往往又是软硬相间,抗侵蚀能力弱,在陡峭的地形条件下和森林植被破坏后极易造成水土流失并恶化为滑坡和泥石流。
3、干湿季节分明,降水集中
本区雨季一般为5─10月,雨季降水量占全年降水时85%以上,降水量有随海拔增高而增多的趋势,山区降水量要比坝区、河谷区多。由于全区地势高差悬殊,局部地区容易形成控制面积小,历时短促,降水强度大的单点性暴雨,从而激发滑坡泥石流暴发。
二、水土保持是金沙江农业综合开发的基础
金沙江农业综合开发主要是土地资源、生物资源、水资源和矿产资源的开发与利用问题。这些资源的开发将对这一区域的生态环境产生重大影响。然而,开发资源、发展经济是人类长期执着的要求,通过资源开发,使资源优势转化为经济优势,对于流域区内贫困人民群众尽快脱贫致富,实现各民族共同繁荣、共同富裕是十分重要的大事。但是,任何资源的开发,必须是既满足当代人的需要,又不对后代人需要构成危害。这是人类经历了长期成功与失败的教训,从漫长的痛苦中得出的划时代抉择攩[3]攪。鉴于金沙江流域特定的地理环境和特殊的地质地貌因素,在进行农业综合开发时,一定要把搞好水土保持放在首要地位,这是农业综合开发的基础,原因有三条:
1、流域内土壤侵蚀严重
主要表现在侵蚀面积大和潜在危害大这两方面。据1987年遥感资料表明,本区土壤侵蚀面积达46922.62Km攩2攪,占流域面积42.7%,见表1。尤其是海拔1500以下的河谷区及其支流,土壤侵蚀更为严重,据16个县(市)资料表明,土壤侵蚀面积大于土地面积45%以上的有12个县(市),占75%。元谋县高达74.4%,见表2。屏山水文站的泥沙有68.1%来自攀枝花市以下河段,河段含沙量呈上升趋势,见表3。
潜在危害大主要是金沙江流域尤其是目前重点开发的干热河谷区有效土层的厚度浅薄,土壤母质多为第四纪残坡积层,侵蚀模数大。加之山高谷深坡陡、降水量少,蒸发量强,年干燥度大于1.5,旱季干燥度4以上。焚风效应明显。森林植被以稀树灌木草丛和禾本科草丛为主,覆盖率低,农村燃料缺乏。斜坡物质稳定性差,一旦某要素被破坏,旱洪灾害频繁。据考察,全流域五十年代,五年一旱,到八十年代变为三年一旱;洪灾从8─9年1次,缩短到4─5年1次。地处东川市境内的小江,两岸泥石流由五十年代的38条,发展到八十年代的107条,1971─1978年共发生泥石流173次,而1979─1985年共发生泥石313次,而且规模越来越大。每到雨季,山体滑坡、岩体崩塌和沟岸泻溜等屡见不鲜,堵江断流现象时有出现。昆明市松花坝水库,六十年代进库泥沙平均为5.2万t/a,七十年代进库泥沙平均为7.3万t/a,八十年代进库泥沙平均为13.2万t/a,大大缩短了水库使用寿命。昭通地区的巧家县,1950年有山泉3020个,到1981年已干涸708个,县城大龙潭流量六十年代为0.14m攩3攪/s,八十年代已下降为0.097m攩3攪/s。
表1金沙江流域(云南境内)土壤侵蚀强度分级面积表
严重的土壤侵蚀,使土地耕作层变薄,肥力下降,地力衰退,农业生产水平低而不稳。农业生产长期处于“大灾大减产,小灾小减产,风调雨顺增点产”的局面。生态环境的恶化,制约着这一区域经济的发展,是这一区域贫困的主要原因之一。
2、地质构造复杂,山地灾害严重
本区有众多的断裂带,特别是深大断裂带及其派生的次一级断裂带,常常是崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害的活动区。据方光迪、张信宝调查,金沙江流域(云南境内)分布有滑坡、泥石流灾害点999处,其中滑坡、崩塌447处,属大型滑坡、崩塌有114处,中型294处;发育泥石流沟552条,属大型中高频率泥石流沟66条,主要分布在主河道两岸及支流腊普河、金棉河、黑穗河、龙川江和小江流域,活动频繁,危害严重攩[4]攪。本区新构造运动强烈,地震频繁,地震降低了岩石强度和山坡稳定性,地震后往往伴随水土流失。又据云南省气象局1950─1980年30年资料统计,金沙江流域,发生较大的洪旱涝风等灾害1363次,其中水土流失严重的昭通地区和东川市,发生灾害的次数是其它地区的2.4倍,农田受灾面积日趋扩大攩[1]攪。
3、生态环境脆弱
本区是由青藏高原向云贵高原和云贵高原向四川盆地过渡地带,是地质环境脆弱带,也是生态环境脆弱带。山地垂直自然带幅窄,递变急剧,微域差异显著,使每一个垂直自然的环境容量小,经不住外界冲击。加之地势高亢,坡度陡峭,地质结构松散,在这种地质地貌条件下所形成的环境和农业生产对外界干扰的敏感性强,自我调节、自恢复能力差。本区矿产资源的大量开采,将对地表、沉积圈和一些自然地质作用的影响日益增强;矿产资源的采掘、挖空和爆破,使地表静压负荷、动压负荷的产生和变化,导致或诱发构造应力状态的变化和重新分配攩[5]攪,地质环境受到破坏。
三、水土保持是金沙江环境保护的重要内容
如前所述,由于金沙江流域土壤侵蚀严重,地质构造复杂,山地灾害频繁和生态环境脆弱,因此,在开发的同时必须十分注重环境保护和治理,融开发与保护治理为一体,4_
纳入综合开发的具体内容。地处金沙江中游的迪庆州和丽江地区生态恶化,环境污染问题日趋严重,金沙江沿岸几乎全是荒山,雨季频繁出现的山体滑坡造成大面积泥石流,挟带泥沙冲入金沙江;著名的泸沽湖已受到旅游业带来了污染和沿湖植被破坏导致的大面积水土流失的危害,程海沿湖养殖场污水不加处理直排入内,加速了水体富营养化攩[7]攪。土地资源开发、矿产资源开发和公路、铁路建设等都一定要有水土保持方案并坚决付诸实施,同步进行。提倡开发与治理相结合,以开发促治理,以治理保开发,在治理中求发展。追求经济效益必须有利于防止水土流失,搞好水土保持是保护生态环境的核心。金沙江农业综合开发是一项复杂的系统工程,必须认真对待,协调好各方面的因素,将各项开发项目有机地结合起来,以形成系统的最佳整体。否则,就会顾此失彼或相互制约或被抵消,起不到综合开发之目的,寓环境保护于资源开发之中,以良好的生态环境支撑经济发展,又以经济发展带动环境建设,使两者达到相辅相成,相得益彰。
用持续发展的观点看,促进社会进步和文明,是人类追求的长远目标,发展经济是实现这一目标的手段,而生态环境效益是实现这一目标的保障,是基础。不能只追求眼前的经济效益,急功近利,而损害持续发展的长远利益。只有搞好了水土保持,这一区域的经济增长才能持久;不注意水土保持不仅危及本区域人民利益,而且对长江中下游带来危害。只有搞好了水土保持,才能使金沙江流域的环境质量得到提高,最终实现生态环境的良性循环。
水土保持主要包括坡地改梯地、兴修农田水利、植树造林、改良土壤等。金沙江流域坡耕地多,土层瘠薄,保水保肥能力差,粮食产量低而不稳。以坡地改为梯地为重点,集中成片地进行坡地改梯地和坡面水系建设,使耕地土层增厚,蓄水能力增强,沟、凼、池配套,形成有效的防护体系,既减少地表径流使土壤不受冲刷,又拦蓄了水源,减轻了水土流失。兴修农田水利,可以促进环境的改善,保障农业稳产高产,又提供了较好的生产生活环境,改善了人们的生存条件和脆弱的生态环境。植树造林是确保农业开发持续开发的绿色屏障,是金沙江环境建设的主体。改良土壤主要是实施有机肥耕作法,横坡聚垅免耕法,充分发挥用地养地的作用,这是山区防止土壤侵蚀和污染的重要方法。在某种意义上讲,水土保持就是金沙江流域环境保护和建设的主要内容,搞好了水土保持才能较好地处理好人口、资源、环境和经济发展的关系。才能做到生态环境好转,山地灾害减少,土地生产力提高,环境容量扩大,整体效益显著。
四、水土保持型生态农业是金沙江农业综合开发的道路
农业综合开发的目的不仅要使流域内广大人民脱贫致富奔小康,而且要使这一区域的社会经济、生态环境持续发展和不断好转,以及不损害子孙后代的利益为宗旨。因此,必须探索资源开发利用更为合理,生态环境更稳定安全的持续发展的方法。最近兴起的“水土保持型生态农业攩[6]攪,可供我们借鉴。
1、强调团体努力,以学校名义参加竞赛,每个参赛队由7名具有各种才能的学生组成,队员
要团结合作,充分发挥自己的特长,整个队才有希望获得成功。
2、鼓励队员充分发挥创造性,鼓励与众不同的答案,让每个队员的创造性得到充分发挥。
对特别有创造性的答案,给于最高的奖励。
3、强调趣味性,比赛题目形式多样,生动有趣。整个解题过程要用艺术表演的形式来体现,在令人难忘的、幽默的表演中创造性地完成规定的任务。
4、反对成人协助,学生有充分表现自己各种才能的权利,反对教师、家长等成人包办代替。对有成人协助的队,将进行处罚。
5、广交朋友,通过每年的地区竞赛和世界决赛活动,为不同国家、不同地区、不同学校、不同年级的学生互交朋友提供了良好的条件。锻炼了学生的社交能力。
二、头脑奥林匹克活动的理论依据
1、心理学依据。
青少年时期心理发展的主要特征是从幼稚性向成熟性过渡。由于体力和智力的迅速发展,他们精力旺盛,活泼好动。他们意识到自己不再是“小孩子”,要求独立,有强烈的自尊心和自信心,总想显示自己的力量。
2、创造心理产生的条件
(1)、知识是创造的依托。智商高的学生不一定有创造性,还需要有创造性思维。智商一般的
学生,创造力得到开发后,也能有好的创造。
(2)、创造性人才的心理素质。主要体现在他们有强烈的好奇心;顽强的毅力;勇于进取的精神;与众不同的思维;健康的人格等。
(3)、有利于创造的环境。民主的家庭;宽松的氛围;进取的集体。
3、创造性活动的原则,充分发挥右脑的作用。右脑所获得的形象、直觉,对整体的感知、想象等,
是产生创造性设想的源泉,是创造活动的关键。左、右脑的密切配合是创造力真正基础。
智力因素是创造活动的必要条件,非智力因素的创造动机是创造行为的直接推动力。两者都要得到和谐的发展。一切创造活动都是形象思维与逻辑思维的互补效应。创造活动的过程是显意识和潜意识的交融过程。
三、头脑奥林匹克活动的内容和实施
1、头脑奥林匹克竞赛的内容和形式:
每年3月中旬举行上海地区竞赛,5月底选拔两支优秀队赴美国参加世界决赛。题目由国际头
脑奥林匹克协会(CCI)出的统一赛题。题目有长期题、即兴题、附加风格表演。头脑奥林匹克竞赛模式图见附录。
2、头脑奥林匹克课外活动:
为了使队员们在比赛中赛出好成绩,真正通过比赛引发他们对科学的兴趣,学会创造的
本领,在赛前训练期间,可开展多种形式的课外活动。
(1)、科学探索活动——从赛题内容出发组织活动。如:“怎样感觉空气的存在?”要求学生用各种方法来做尽可能多的实验,感受空气的推动力和阻力。
(2)、技能学习——运用知识解决各种实际问题。如:利用量角器设计并制造简易的经纬仪,测量自制模型飞机的飞行高度。
(3)、社会考察——通过对社会的初步探索,获取、分析、评价和应用社会研究的成就,以便更富有成效地创造。如:参观航空博物馆、自然博物馆、垃圾处理厂等。
(4)、学会思考——学会从不同角度进行千变万化的思考,做“头脑”体操,使学生思维的流畅性、变通性、独特性得到提高。如让学生尽可能多地说出纸的用途等。
(5)、学会表达——创造性的构思通过语言、表演、音乐、道具表现出来,是学生综合素质的反映。可通过小品创作、表演、编剧、制作等来提高技能技巧,激发创造的兴趣。如:创造一种能取代飞机旅行的方式,并通过道具、语言、动作向大家介绍。
3、头脑奥林匹克参赛队的组成和赛前训练
(1)、组队——挑选富有各种才能的学生,如艺术和音乐、表演和创造等,组成参赛队。
(2)、长期题的解法——要熟读赛题,讨论完成规定任务的各种方法。确定主题,找出符合主题并能适合队员完成的方法。编写剧本、制作道具,并不断改进。风格表演要多次排练。
(3)、即兴题的训练——要和长期题训练交替进行。进行扩散性思维训练时,要从性质、外形、颜色、用途等全方位扩散。使队员能合作密切、反应灵敏、思维快捷。
头脑奥林匹克活动没有失败者。头脑奥林匹克队员的工作是找出一种完全适合他们的解决方法。这只能通过听、看、出力、合作、提炼和紧张训练才能取得。对学生而言,头脑奥林匹克活动是亲手实践,对教练而言是积极辅导、启发诱导,为取得最佳成绩而奋斗。
4、头脑奥林匹克活动课:
把头脑奥林匹克活动列入课表,每周一节。主要内容:创造思维的培训和动手能力的培训。
5、头脑奥林匹克夏令营:
通过参观、访问、调查、观测、制作、竞赛、交流等多种形式,满足青少年的好奇心和求知欲,激发他们的兴趣,培养集体主义精神,获取知识、信息,增种能力,有利于参加头脑奥林匹克竞赛。
6、头脑奥林匹克擂台赛:
(1)、上海市头脑奥林匹克擂台赛——每年的10月——12月举行比赛,学生以个人名义参赛。题目以普及为原则,动手制作为主。经过几期擂台赛,学生的作品不断提高。
(2)、头脑奥林匹克电视擂台赛——每年8月举办,各省市组队参赛。以电视作为传播媒体,向全国宣传头脑奥林匹克活动、推广头脑奥林匹克活动,让更多的青少年参加头脑奥林匹克活动。
四、头脑奥林匹克活动取得显著成效
1、深受广大青少年欢迎
第一届上海市头脑奥林匹克竞赛时只有30所学校参加竞赛,现在上海每年有150多所学校的近200个队参加竞赛,发展很快。从1988年以来,北京、武汉、天津、广州、深圳、南京、温州、东营、香港等地先后派出代表队到上海参加比赛或观摩比赛,该活动已从上海辐射到全国,受到越来越多的青少年欢迎。日本、新加坡、德国等国外的青少年也曾到上海进行头脑奥林匹克活动交流。加强了青少年的国际交往。头脑奥林匹克电视擂台赛现在就有北京、天津、石家庄、东营、南京、扬州、上海、广州、深圳、香港、武汉、南昌、大连等10多个城市的中小学生参加。
2、学生的创造力普遍得到开发
通过对某区8个参赛队的统计分析,对第一次参加竞赛的队和多次参加竞赛的队,他们的长期题、风格和即兴题得分,用两个平均数之间差数的显著性检验,可得出结论:他们的长期题得分有显著差异,风格得分差异不显著,即兴题得分有极显著的差异(见表)。
统计量
题型参赛队队数
n
平均分
x
标准差
s
t检验
结论
长期题第一次竞赛队
多次竞赛队5
3119.35
169.8023.21
27.86t-2.78
p<0.05差异显著
风格第一次竞赛队
多次竞赛队5
338.26
46.7310.59
5.66t-1.25
p>0.05差异不显著
即兴题第一次竞赛队
多次竞赛队5
330.78
97.2218.1
4.81t-6.05
p<0.01差异极显著
许多学生多次参加头脑奥林匹克竞赛,学会了许多知识和技能。他们在其它科技竞赛中也表现出良好的素质,尤其在发明创造活动中,他们的作品常常获奖。
如:市二中学学生杨峥,他在小学、初中时多次参加头脑奥林匹克竞赛,还到过美国参加过世界决赛。在发明创造活动中,他发明的“打字底稿自动托架”、“防风衣架”、“圆弧半径尺”、“球面半径尺”等作品多次在上海和全国发明创造竞赛在获奖。
1.2课程知识体系构建知识点是根据教学大纲,对《物流运输管理》课程进行分解后的原子单元。《物流运输管理》课程知识体系是由知识点的集合与知识点之间逻辑关系的集合所组成的。学生对于知识体系的掌握可以分解为对知识点以及知识点逻辑关系的掌握。通过分析这些知识点间的逻辑关系,根据这些关系对知识点进行分组、分块,构建知识点间的网络结构。
1.3课程知识点划分和描述根据慕课的自身特性,每次慕课的时长一般控制在5-15分钟之间,这就要求在知识点划分上,每个知识点应尽可能的小,且相对独立,以便于学生自主学习,同时可以方便教师对较复杂的问题按点考核。好的知识点的划分将有利于学生学习的开展。划分后的知识点需要进行难易程度及重要等级的详尽描述,为学生在开展学习中如何合理的分配时间和精力提供便利,同时也为教师考核侧重点提供依据。
1.4课程知识点内容的设计在对知识点内容讲解的基础之上,我们可以构建与知识点相对应的教学设计,并配以相关习题、多媒体课件库、视频、图片等资源。因此学生可以获得多种网上教学资源和学习工具。不同的授课教师可以根据当时的教学要求和自己对课程的教学经验选择原有资源库中适合自己教学要求的资源,屏蔽无用的资源,增加自己教学中所需的新资源。
2《物流运输管理》慕课资源开发实例
2.1开发平台选择《物流运输管理》慕课开发过程中选用了北京中唐方德科技有限公司的“教学做”一体化课程开发平台作为慕课资源的开发工具,该平台可实现将文字、图片、视频、动画、习题、作业等功能融为一体,并可将制作的成品于网络,学生可通过三种途径进行学习,通过电脑登录学习网站进行学习、通过平板终端运行课程平台软件进行学习、亦可通过手机终端借助无线网络完成在线学习。学习形式多样化,方便不同类型的人员进行自主学习和统一学习。
2.2知识点慕课开发脚本在知识点设计过程中,为避免知识点交叉、重叠首先确定知识点所在分组,并确定知识点的名称及相关描述,针对知识点进行教学互动设计,互动类型可分为反馈型、确认型、讨论型、投票型等。通过教学互动引出本知识点内容,知识点内容可通过微视频或动画形式进行知识点的讲解,学生可以借助为知识点配备的教学资源辅助的对知识点内容进行学习,认为对知识点已经掌握了可以进入测试环节,为每一知识点配不同类型的习题资源,通过知识点在线测试通过者方可进入到下一知识点的学习。但由于学习者身份不同,可以为不同学习者设定不同权限,满足在校生、企业在职人员等学习者不同的需求。
2.3课程作业教师可以通过“教学做”一体化平台向学生推送课后作业,作业内容的布置可以随机添加,同时也可定向的从习题库资源中进行选取。学生可通过电脑、平板、手机多种类型工具完成作业的作答。
USB摄像头以其良好的性能和低廉的价格得到广泛应用。同时因其灵活、方便的特性,易于集成到嵌入式系统中。但是如果使用现有的符合VideoforLinux标准的驱动程序配合通用应用程序,难以充分利用USB带宽,帧速不高,不易满足实时监控等要求。本文首先介绍在Linux系统下USB摄像头驱动编制的一般方法,然后说明在此基础上如何提高帧速。
1Linux系统中的USB摄像头驱动程序
USB设备驱动程序完全符合通用设备驱动的准则,不同的是内核提供了一些特别的API函数,方便驱动注册、销毁自己,例如usb_reSister()和usb_dereSister();2.4版的内核还提供了对于hotplug的支持。
1.1USB摄像头驱动的一般编写方法
摄像头属于视频类设备。在目前的Linux核心中,视频部分的标准是VideoforLinux(简称V4L)。这个标准其实定义了一套接口,内核、驱动、应用程序以这个接口为标准进行交流。目前的V4L涵盖了视、音频流捕捉及处理等内容,USB摄像头也属于它支持的范畴。
因此,USB摄像头的驱动应当与内核提供的视频驱动挂钩。即首先在驱动中声明一个video_device结构,并为其指定文件操作函数指针数组.fops,向系统注册。在应用程序发出文件操作的相关命令时,核心根据这些指针调用相应函数,并将该结构作为参数传递给它们。这样,就完成了驱动和核心之间的通信。例如:
staticstructvideo_devicevdev_template={……};
//声明video_device,指出挂接驱动
staticstructfile_operationsov511_fops={……};
//声明本驱动的文件操作函数指针
structvideo_device*vdev=video_devdata(file);
//从文件指针中提取出video_device结构
在video_device结构中,有一个私有指针priv,可以将它指向一块保留内存。在这块内存中,保存着本驱动、本设备的相关初始化信息。这块内存的申请、初始化、指针指向等工作都是在USB驱动的枚举函数.probe中完成。这样,在枚举函数将控制权返还给系统后,因为内核不销毁保留内存,所以驱动仍然保留着自己的信息。这点与Windows系统中WDM驱动有异曲同工之处。当然,在驱动卸载函数中,应当将申请的各块内存全部释放。
1.2使用双URB轮流通信
众所周知,USBl.1总线标准定义了控制、中断、批量、等时等四种管道。对于时间性极强但是准确度要求不高的视频捕捉应用来说,摄像头应当使用等时传输方式。为了尽可能快地得到图像数据,应当在URB中指定USB_ISO_ASAP标志。
urb->transfer_flags=USB_ISO_ASAP;//尽可能快地发出本URB
Linux系统中任何USB传输都通过URB实现。为提高速度,可以考虑扩大URB的缓冲,这样可以降低每个USB事务中握手信息所占比例,提高有效数据的传输速度。但是受限于总线带宽和具体的USB设备芯片,单纯扩大URB的缓冲不能无限制地解决问题。具体分析一下USB传输在操作系统中的实现:每次传输都要包括URB的建立、发出、回收、数据整理等阶段,这些时间不产生有效数据。因此可以建立两个URB,在等待一个URB被回收时,也就是图像正在被传感器采集时,处理、初始化另一个URB,并在回收后立刻将其发出。两个URB交替使用,大大减少了额外时间。工作流程如图1所示。
这个过程是在URB的完成例程中实现的,有两点需要注意:首先处理再次初始化的代码时间不能长,否则会造成完成例程的重人,如果确实来不及,可以在完成例程中设定标志,例如“数据采集好”旗语,由应用程序使用阻塞ioctl()来查询该旗语并做处理;其次由于CPU可能会在完成例程中停留较长时间,系统负担较大,可以在.open函数中初始化两个URB并将其发出,有限度地减轻系统负担。
1.3使用双帧缓冲提高效率
Linux系统中,文件操作通常是由read、write等系统调用来完成。这些系统调用在驱动中的解决方法就是用copy_to_user()、copy_from_user()等函数在核态、户态内存空间中互相拷贝。但是对于大批量的图像数据,采用拷贝的方法显然会增加时间开销,因此用内存映射的方法解决。首先使用vmalloc()申请足够大的核态内存,将其作为图像数据缓冲空间,两个URB带回的图像数据在这里暂存;然后使用remap_page_range()函数将其逐页映射到用户空间中。户态的图像处理程序使用mmap()函数,直接读写核态图像缓冲内存,大大减少额外开销。
图2
图像数据的处理可能要花费比较长的时间,不同的算法对于数据保留时间的要求也不一样。因此可以申请两帧图像缓冲,在处理一帧图像的同时,将两个URB带回的数据全部填充到另一帧缓冲中,这样可以免去时间冲突上的麻烦。
值得注意的是:这种方法要求时刻持有当前帧的序号、每一帧的起始地址等信息,不能将两帧图像混淆。这些信息可以保存在保留内存中,当前帧的数据整理、序号改变在URB完成例程中实现。
2V4L标准的改进
V4L标准目前已经发展到第二版V4L2,其基本思路与V4L相同。
2.1标准分析
根据V4L标准,户态程序在需要一帧图像时,CPU的走向如图2。CPU按照123456的顺序完成一个循环。在这里,有一个细节被忽略:在完成例程中,也就是图2中步骤6,该URB被立刻发出,但是由于这时用户程序正在阻塞等待,没办法再次提出获得图像的申请,因此在判断有无新请求时,判断的结果必然是当前无请求,导致下一个URB带回的数据被驱动丢弃;由于核态、户态的切换需要一定的时间,加上户态多进程同步等开销,等到应用程序能够再次发出获得一副图像的申请时,已经有不止一个URB带回的数据被丢弃掉,这些URB包含的数据正好是新一帧图像的开始部分。因此驱动必须等到再下一帧图像才能保存数据、缓冲。这样凭白损失了一帧图像,帧速最少下降一半。
2.2改进思路:不间断采集
为了解决这个问题,可以改进V4L标准作,使其增加新的功能:通过新的参数,让ioetl()函数通知驱动不间断采集、缓冲图像数据,轮流保存在两帧缓冲区中,并在一帧图像采集好后,设定“图像采集好”旗语。户态程序只需要发出一次“获得图像”请求,就可以通过阻塞等待该旗语,不断获得图像。在采集结束后,再次通过新的参数,让驱动停止缓冲即可。CPU工作流程图如图3。
图3
注意到图2、图3,两种“判断有无新请求”的不同,即可发现新方法假定一直有请求,因此不丢弃每个URB带回的数据,轮流保存在两个帧缓冲内。
昌都地区“三江”流域6县(洛隆、昌都、八宿、左贡、芒康、察雅等县,E95~99°,N28~34°)位于藏东南金沙江、澜沧江、怒江流域的中上游,全区山川骈列、南北纵贯、山高谷深,特殊而复杂的自然环境条件形成了较为丰富的森林、野生动、植物及中药材等林业资源;全区人口29.9万人,土地总面积
6.31万km2,林业是支柱产业之一。本文以实地考察(1996年)和收集的材料为依据,从林业、经济、生态等方面对该区林业的综合发展进行探讨。
1林业资源现状
1.1林业用地
全区的林业用地面积据统计为217.8292万hm2(表1),占昌都地区林业用地面积的71.0%,其中林分和疏林面积分别为86.4564万hm2和16.5843万hm2,占昌都地区林分面积及疏林面积的73.1%和73.7%;灌木林面积为89.9325万hm2,占昌都地区的70.5%。采伐和火烧迹地及宜林荒山荒地分别为3.85万hm2和21.35万hm2,分别占昌都地区的62.3%和65.9%;经济林和苗圃面积分别有5904hm2和9hm2,各占昌都地区经济林和苗圃的97.8%和100%。全区(6县)森林的复盖率为16.20%。
表1林业资源概况
Table1Situationofforestresources
(单位:万hm2,万m3)
项目林业用地
面积合计林分
面积疏林
面积灌木林
面积经济林
面积苗圃火烧、采
伐迹地宜林荒
山荒地林分蓄
积量疏林蓄
积量活立木总
蓄积量
洛隆35.378523.80982.41688.49410.0150--0.26990.37292042.097333.9702376.067
昌都44.592619.03654.770212.82100.10130.00011.43826.42533909.04845.9843955.032
八宿45.20314.65671.747333.34070.1576--0.25415.04971086.515149.750236.266
左贡32.608614.51611.761610.86180.15310.00040.75664.55902650.620214.4952865.115
芒康50.059021.83053.979418.60250.05910.00010.99484.59263669.749494.1534163.901
察雅9.98741.67241.91205.81240.10430.00030.13760.3484171.129130.500301.629
合计217.829286.456416.584389.93250.59040.00093.851221.347913529.1581368.85214898.010
占昌都
地区%71.0073.1073.7070.5097.80100.0062.3065.9073.8069.0073.30
1.2活立木总蓄积量
全区的活立木总蓄积量为1.4898亿m3,其中林分蓄积量有1.3592亿m3,疏林蓄积量为1368.852万m3,分别占昌都地区活立木总蓄积量和林分以及疏林蓄积量的73.3%、73.8%和69%(表1),其总量仅次于资源丰富的林芝地区而位居第二。
1.3经济(果树)林资源
本区经济(果树)林的种类主要有苹果、梨、桃、葡萄、杏、桑、李、柑桔、柚子、文冠果、核桃、花椒等。在左贡县玉曲河中游以下到处可见到野生的山杏、野桃及野核桃等。据调查统计,全区经济林面积为5904hm2,占昌都地区经济林总面积的97%多。1995年主要水果和干果的总产量为946.4t和767.5t(表2),分别占昌都地区总产量的98%以上,人均占有水果6kg,显然,这里是除尼洋河、帕龙藏布流域外的又一重要经济林产区,产业优势和经济优势正在逐步形成。
表21995年经济林资源概况
Table2Situationofeconomicforestresourcesin1995
项目洛隆昌都八宿左贡芒康察雅合计占昌都地区%
面积(hm2)1501013157615315851043590497.80
水果产量(t)2.8021595.0437.3358.831.0946.499.90
核桃产量(t)5.0--28.5477.6252.14.30767.598.20
花椒产量(t)------4.973.81--8.7576.40
1.4野生动、植物资源
(1)植物资源主要包括药用植物、淀粉植物、油料植物、纤维植物、单宁(鞣料)植物和珍稀植物资源等。本区是药用植物资源丰富的区域之一,据统计,除具寒温带、温带和亚热带的许多药用植物种类外,还有一些极其珍贵的药材种类。例如名药虫草、妇科良药红豆杉(Taxuswallichiana)、消炎杀菌良药小蘖,还有雪莲(Saussureainvolucrata)、天麻、贝母、七叶一枝花Parispolyphylla)、红景天、大黄等。
淀粉植物资源以高山栎(Quercussp.)林的面积最大,其总面积超2万hm2;另外,还有菝葜属的菝葜及葛藤属等的种类。油料植物资源以木本油料植物核桃数量为大,乔松和华山松等的种子含油率也较高。
纤维植物包括麻类植物、填料植物和造纸用植物资源三大类。常见的有滇藏荨麻、荨麻、珠芽荨麻,滇东瑞香、长瓣瑞香、滇结香、罗布麻,枸树以及云杉属、冷杉属和松属等种类的树木(如川西云杉、鳞皮冷杉、高山松等)。
鞣料(单宁或“烤胶”)和含树脂(胶)植物资源的种类有川西云杉、高山栎、合欢以及桦木属、杨属和红杉、漆树等。
此外,本区的野生药用、食用菌类资源较多,常见的药用菌有猴头菌、灵芝菌、茯苓等;食用菌有营养美味的松茸、鸡油菌、猴头菌、黑木耳、草菇、獐子菌等。
(2)本区是野生动物种类较为丰富的区域之一,据资料和调查统计,属国家一类保护动物的有野耗牛、野牛、云豹、雪豹、长尾叶猴、滇金丝猴、白唇鹿、苏门羚、藏羚羊、盘羊、红腹角雉等。属国家二类及三类重点保护的动物有棕熊、水獭、猞猁、兔狲、马鹿、麝、藏马鸡和黑熊、石貂、豹猫、岩羊、血鸡、鹦鹉等。
2林业资源特点及其评价
2.1森林资源丰富,但分布不均,水平和垂直分异突出
本区的森林面积、蓄积量及经济林等均占昌都地区的70%以上,仅次于资源丰富的林芝地区而位居的第二位。但是,据实际调查和遥感信息分析,森林资源的空间分布不均,其主要分布在水热条件较好的南部、西南部及北部的芒康、左贡和昌都县等地。据统计,以上地区的森林面积和蓄积量分别占全区森林面积与蓄积量的64%和73%,其它地区分布的森林资源仅占30%左右。
从森林的水平分布而言,东起芒康县的格良西,往西到左贡县的曲登、碧土往西直到察隅一线以南的地区,森林植被基本上分布在海拔2700~4400(4500)m;而在此线以北地区(海拔2800~3400m)以疏林灌丛为主,只在湿润的沟谷可看到小块状分散分布的森林;从本区由东往西,以川西云杉(Piceabalfouria-na)和鳞皮冷杉(Abiessquamata)以及大果圆柏(Sabinatibetica)林等山地针叶林为主,呈块状分布在金沙江、澜沧江、怒江流域的支流两岸。但在左贡县和芒康县南部的低海拔地段呈现亚热带森林植被特征。
森林垂直分布在海拔2700~4500m,但位于西北部的洛隆县,林线海拔高达4600m,树线达4700m,这是我国亦是世界森林分布上限最高的地区。就总体而言,本区森林主要集中分布于海拔3000~4100(4200)m。具体而言,海拔2800~3300m多分布有高山松林及少量杨、桦林;海拔3300~4100m大多分布为云、冷杉林和高山栎林;海拔4100~4500(4600)m多为柏木林、云杉、冷杉林及高山杜鹃灌丛等。
2.2丰富的种类组成和生物多样性
本区独特而复杂的自然环境孕育着种类丰富的植物物种资源。据资料及实地考察,全区有高等植物1000多种,其中木本植物达600余种,隶属70多科,180多属,常见的乔木建群种类有川西云杉、麦吊云杉(P.brachytyla)、紫果云杉(P.purpurea)、鳞皮冷杉、黄果冷杉(A.ernestii)、怒江冷杉(A.nukiangensis)、高山松(Pinusdensata)、华山松(P.armandii)、红杉(Larixgriffithiana)、大果红杉(L.potaninii)、大果圆柏、垂枝柏(S.recurva)、滇藏方枝柏(S.wallichiana)、川滇高山栎(Quercusaquifoliodes)、黄背栎(Q.pannosa)、高山栎(Q.semicarpifolia)、白桦(Betulaplatyphyla)、山杨(Populusdavidiana)、昌都杨(P.qumdoensis)等。珍稀树种有澜沧黄杉(Pseudotsugaforrestii)、乔松、红豆杉等,其中澜沧黄杉树干高大通直,最径172cm,树高最高超50m。林下灌木和草本等种类也较丰富。总之,本区的森林具有丰富的物种、遗传及生态系统多样性。
2.3资源可及率低,林龄结构不合理,资源质量一般,但生态效益显著
据遥感和实地调查资料,本区的森林绝大多数分布在交通不便的高山峡谷地段,可及率仅为22%左右;从林龄结构来看,成、过熟林的活立木蓄积量达
9889.72万m3,占全区总蓄积量的73%,而中、幼龄林的蓄积量为3639.44万m3,仅占27%左右。森林资源的自然枯损率为0.9%,年枯损量达134万m3(按总蓄积1.4898亿m3算),这样的林龄结构不利于森林资源的永续利用。从表3可看出,单位面积的蓄积量属于中等偏上水平。但本区位于金沙江、澜沧江和怒江中上游,森林在保持水土、涵养水源、保护环境等方面的生态效益是很显著的。
表3森林蓄积量资源与其它地区比较
Table3Comparisonofforeststorageresourceswiththoseoftheotherareas
项目本区四川云南全国
蓄积量(m3/hm215622215411983.6
2.4森林资源消耗现状分析
根据资料及典型调查分析,全区近年来的森林资源年均总消耗量为39.99万m3。其中薪材耗量为22.646万m3,占56.6%;民用建筑用材为7.4274万m3,占18.6%;内销和外销木材为9.9139万m3,占24.8%(表4)。全区森林资源的年总生长量为186.719万m3,由于可及率为22%左右,故年可采量为46.5万m3。可见,森林资源年消耗量与年生长量基本保持平衡,略有盈余。但昌都县和察雅县的资源年赤字已分别为31560m3和8685m3。
表4森林资源年消耗量与生长量概况
Table4Situationofannualconsumptionandincrementofforestresources
(单位:m3)
项目洛隆昌都八宿左贡芒康察雅合计占总耗量(%)
薪村消耗量24242914052380532183425331229122645956.60
民用建筑用材7230780005040143243496049207427418.60
内销及外销材3198600003720186521236012099913924.80
年均总消耗量3467015920532565651598988618420399905100.00
年均净生长量7320012764538086882671282779735465210--
3林业生产现状与存在的主要问题
3.1生产现状
据有关资料,全区1995年的林业总产值为1606.33万元(不含松茸的产值),占昌都地区林业总产值的72%,处于绝对优势。因此,本区的林业经济效益在昌都地区的经济发展中起着重要的支柱作用。
全区仅昌都林场为国有企业,成立于60年代,除采伐森林外从事少量的育苗与造林,80年代末以来,各县普遍开采森林,变资源优势为经济优势。但是,由于重采轻造,加上苗圃育苗面积太小(仅9hm2),营林生产效果甚微,迹地与宜林荒山荒地更新造林欠帐已达29万hm2(含迹地3.85万hm2),造成水土流失严重,生态环境不断恶化。
森工生产主要是昌都林场的木材采伐生产,该场木材年产量1.5万m3,产值600~800万元,为66家骨干企业之一,其它均为县办林场和伐木场,以原木、锯材(很少)为主要产品,销往四川、青海等地。随着近几年改革开放程度的扩大,昌都县兴办了一家地板厂和一家胶合板厂,家具和木器制造等深加工企业正在逐年兴起。
本区经济(果树)林的发展历史悠久,资源丰富,因其效益好,群众的积极性很高,据统计,全区已栽有果树5904hm2,占昌都地区经济林总面积的97%多
(表2)。1995年的大宗经林产品产量为1722.68t,占昌都地区当年总产量的93.6%。
林副产品资源的开发利用属初始阶段,具有当地特色及潜力的“松茸”等深受日本等客商青睐,市场的需求量也在不断增加,已逐步形成拳头产品,1995年松茸和木耳的产量达到了136.8t和15t,分别占昌都地区的95%与100%(表5)。但原料贸易经济效益不高。
表51995年大宗林副特产产量
Table5Outputoflargequantityofforestproductsby-productsandspecialproductsin1995
项目洛隆昌都八宿左贡芒康察雅合计占昌都地区%
松茸(t)----1.0213.541)122.241)--2)136.82)95.70
木耳(t)--------15.2--15.20100.00
虫草(kg)371.17534.00186.154.311.227.401104.2515.20
贝母(kg)2784.52179.601268.2011.847.292.584254.0340.60
3.2存在的主要问题
(1)只采不育,苗圃建设落后,更新造林任务艰巨由于森林经营单位片面追求经济效益,以“竭泽而鱼”、只采不育的经营方式,累计采伐迹地已达3.85万hm2,但全区累计完成的成片造林(1500hm2)仅为迹地(3.85万hm2)的3.9%,绝大多数迹地靠天然更新,因天然更新效果不良,有的迹地已沦为牧地。另外,苗圃建设落后,苗木5年左右才出圃,仅9hm2的苗圃根本不能满足更新造林对苗木的需要。若利用30年将迹地更新欠帐还清,每年需造林2580hm2(1161万株),加上2005年前规划每年种经济林114万株,则年需苗木1275万株。故今后造林任务很艰巨。
(2)经济(果树)林生产管理粗放,技术力量薄弱经济(果树)林的发展还存在着盲目引进、技术力量薄弱和生产管理粗放等问题,造成果树产量低、品质差。此外,经济林苗圃不足,苗木短缺,也直接影响发展规模。
(3)木材生产技术水平差,薪材耗量大,资源浪费严重目前全区绝大多数采用斧头砍伐林木(芒康县正在推广油锯),造成伐根高达50cm以上(浪费木材5%~8%)。若按年砍伐森林17万m3(表4)、原木出材率按1/3、斧头砍伐浪费按5%计算,每年至少浪费原木2600m3,减少经济收入78万元(300元/m3)以上。另从表4中可看出,薪材年耗量为22.65万m3,占56.6%,森林资源的大部分是被烧掉的,并且绝大多数烧的是云杉、冷杉、柏木、高山栎等好材,可见,资源浪费严重。
(4)林副产品开发利用程度低、经济效益差林副产品(松茸、虫草、贝母等)以出卖原料为主,产值不高,这与资源潜力不相称。另外,全民动手无保护性地掠夺式乱采松茸,影响松茸资源的产量与持续利用。同时,各县普遍以高山栎为薪材,导致其产量不稳。若在松茸收获季节,当地有关部门能变多环节的分散经营为统一的集约化经营,并进行深加工,其产值至少可增2倍以上。
4林业资源合理开发利用的指导思想、原则、方向与发展目标
4.1指导思想
林业的发展应以营林为本,充分依托科学技术,贯彻保护性开发的方针,适应市场需求,调整林产品结构和产业结构,深入持久地开展多种经营和综合利用,谋求协调、平衡和有序的发展,保持林业作为本区支柱产业的地位。
4.2原则
(1)三大效益并重的原则森林资源不仅有经济价值,还有维持生态平衡和保护生态环境等多功能性,森林的防护作用还能产生巨大的社会效益和间接的经济效益,生态、经济和社会效益三者关系紧密,则相辅相承与促进。本区地处深切割的横断山区,自然条件特殊,生态环境脆弱,森林的生态效益尤为突出,其影响几乎涉及国民经济的所有领域,故林业发展要处理好森林资源的培育、保护与开发利用的关系,发展生态型林业。
(2)永续利用的原则森林资源是可再生资源,其再生的可能与速度取决于利用程度,强调三大效益并重,一般应掌握采伐量要少于生长量,还必须及时更新和扩大森林资源,才可避免森林的逆向演替,才能达到永续利用的目的。
(3)以短养长、长短结合及科技兴林的原则森林资源为包罗广泛的生物资源,在横断山区,林下(内)资源的经济价值超过木材本身,而且其防护作用和生态作用的间接经济效益是巨大的。但森林资源的生长周期长,见效慢。为此,在经营森林资源的同时,要充分开发林副产品,经营好周期短、效益好的经济林,对资源充分利用,才能获得长、短结合的成效。同时,应积极推广先进的实用林业科技新成果,增加林产品的科技新含量,才能推动林业第一、二、三产业的同步发展,扩大效益,增强发展后劲。
4.3合理开发利用方向与发展目标
森林的生态效益在当地和金沙江、澜沧江及怒江中下游的经济建设与发展是非常重要的。根据国务院去年关于“天然林一棵都不能采”的指示,杜绝商业性采伐,才能使森林得到休养生息,将来要逐步纳入生态系统合理管理的轨道。因此,在保护生态平衡的前提下,以营林为基础,大力发展经济林和开发见效快的林副特产品,节约挖潜,将本区建设成为藏东南的木材、林副特产和果品生产基地。拟发展目标如下:
(1)在昌都、洛隆、芒康、左贡、八宿等县扩大发展经济(果树)林种植面积,重点发展核桃、苹果、梨、柑桔和葡萄等906hm2,实行科学种植与管理,能较快获得经济效益。
(2)在察雅的麦曲河、八宿的冷曲河、左贡的玉曲河,昌都的澜沧江干流河谷和芒康的嗄托河及洛隆的多加通、俄西、康沙等地,营造和培育以薪炭林为主的多功能防护林16935hm2,解决烧柴和保护生态环境。
(3)为缓解各种造林对苗木需求的紧张局面,在洛隆县和八宿县各新建苗圃
3hm2;芒康县、昌都县、左贡县和察雅县分别扩建苗圃3hm2,全区苗圃建设和扩建为50hm2,可保证年产苗木600万株以上。
(4)利用芒康、左贡、八宿等县的天然食用菌类松茸(青冈菌)、木耳、虫草等土特产品为原料,建立芒康绿色食品加工基地。如果这项投资生效,预计年产值比现在的林副产品产值增加两倍(3000万元)以上。
(5)建议在昌都县的达马拉山和左贡县的梅里雪山地区建立自然保护区,保护高山森林动、植物的生物多样性。
如果以上发展目标得以实现,本区的经济、社会和生态效益将上一个崭新的台阶。
5对策与措施
5.1健全林业行政管理体制,提高管理人员素质,以科技兴林
全区从行署到县林业局仍属农牧局管理,与目前中央和自治区林业部门的建制不衔接,建议理顺关系,适当增加林业技术和管理人员,加强技术培训,提高业务水平。同时,林业的振兴必须依靠科学技术的进步,适当从内地吸引一些科技人员,引进与大力推广科技成果,使林业科技尽快转化为生产力,达到以科技兴林的目的。
5.2加强林产品的深加工和综合利用,使资源增值
加大林产品和林副产品(如松茸、虫草、贝母等)二次加工和深加工产品的比重,提高林业资源利用效益和力度,适应市场经济的需要,使林业经济增长方式向贸易、效益型转变,才能使资源增值。
5.3节省薪材,扩大经济收益
全区薪材的消耗量(22.65万m3)占资源总耗量的56.6%,不解决能源性森林资源消耗问题,保护森林改善生态环境的目的就难以实现。故当务之急和最有效的措施是推广可节柴15%~20%的“省柴灶”,如按15%算,每年至少可节材3万m3,收益900万元;其次是培育速生丰产的薪炭林增加薪柴;三是以电和太阳能代柴。总之,节材可增收。
5.4选择优良林分,建立母树林及种子基地
育苗的种子与造林苗木大多数从内地运进,不仅容易带来病虫害,也难以满足林业发展的需要。建议各县都选择一些优良树种(地理种源)及其林分,建立一定面积的母树林或种子园以及采穗圃,采集(收)种子和满足苗木繁育以及造林更新对苗木的需要。
5.5充分调动国家、集体、个人三方面兴办林业的积极性
发展林业需要国家、集体、个人三方面的共同努力,要大力发展造林、护林等林业户,林业村,实行谁投资,谁受益的政策,也可推行股份制,多渠道筹集发展林业的必需资金,在争取国家投资的同时,努力挖掘林业行业内部的潜力,鼓励与推行全民办林业的积极性。
参考文献
1北京林学院.森林经理学.北京:中国林业出版社,1983
2李文华.森林.北京:科学出版社,1985
3李文华,李飞.中国森林资源研究,北京:中国林业出版社,1996
4陈昌笃.持续发展与生态学.北京:中国科技出版社,1993
关键词钉螺;植物资源;植物颗粒灭螺剂;灭螺效果
灭螺植物资源的开发与利用,是生物灭螺工作中重要的内容。应用植物中的有效成分进行消灭钉螺的研究,不仅利用了我国灭螺植物资源的优势,而且有效地减轻了化学灭螺药物对环境的污染,有着广阔的应用前景。目前,由于生态环境的人为破坏严重,使有螺面积扩大,疫情呈上升趋势,引起广泛关注。生物灭螺因此成为比较活跃的研究领域,并取得了很大的进展[2-9]。本文研究了利用灭螺植物资源的现状,针对目前植物灭螺工作面临的问题,进行了灭螺植物资源的开发利用研究。
1灭螺植物资源利用的概况
1.1利用植物有效成分灭螺
提取灭螺植物有效成分和用新鲜灭螺植物的水浸液灭螺是目前广泛利用灭螺植物资源的方法。
自1933年ArchibaldR.G.首次报导了利用Balanitesaegyptiace的果实进行灭螺试验以来[10],人们不断地探索着新的灭螺植物资源。迄今为止,大约已有1000余种植物被用于灭螺活性试验,并筛选出一些对钉螺具有较强毒杀作用或对钉螺繁衍有抑制作用的植物。但这些灭螺植物主要用于杀灭分布在欧洲、非洲及美洲地区的几种水栖型钉螺Biomphalariaglabrata和Bulinustrancatas,而对分布在我国及亚洲地区的水陆两栖钉螺的杀灭作用研究较少[6]。
据Guo对分布在我国的500种植物的研究发现,有20种植物对钉螺有强烈的毒杀效果。Guo还发现,某些植物(如乌桕)的有效成分浸出液虽在短期内在高浓度下也不能使钉螺死亡[11],但於凤安等人的研究则表明这些植物如长时间作用于钉螺(一个汛期),很低的有效成分浓度也可使钉螺的多种生理生化指标显著地低于其他对照[8]。
糜留西等人对武汉地区20种含皂甙类低毒药用植物进行了室内灭钉螺活性筛选实验。筛选出的盾叶薯蓣(Dioscoreazingiberensis)、禾叶山麦冬(Liriopegraminifolia)和竹节香附(Anemoneraddeana)3种植物对钉螺具有较好的毒杀效果。实验还表明了皂甙类提取物浸泡钉螺24h,其灭螺效果比较差,而48h后才显示出较强的灭螺效果,由此说明皂甙类成分对钉螺的杀灭作用较为缓慢[7]。
1.2利用植物他感作用灭螺
在自然状况下,植物的生长对其周围的生物存在不同程度的生长促进或抑制作用,甚至引起某些生物个体的死亡,植物的这种他感作用广泛存在[8]。El-sany等发现豚草(Ambrosiameritima)对河滩钉螺的繁衍有显著的抑制作用[12]。於凤安等人也发现枫杨(Pterocaryastenoptera)、益母草(Leonurusartemisia)、问荆(Equisetumarvense)、酸模叶蓼(Rumexacetosa)、打碗花(Calystegiahederacea)、紫云英(Astragalussinicus)等植物对钉螺有很强的抑制作用[8]。
目前利用植物的他感作用灭钉螺的工作正在兴起,有些地区在钉螺孳生地建立一定规模的农林复合生态系统,或人工培植新的植物群落,以改变钉螺的生态环境,对钉螺的生长发育造成不利影响,达到控制和消灭钉螺的目的。这种方法也是利用灭螺植物资源的一个有效途径。
2利用灭螺植物资源的制约因素
2.1灭螺植物有效成分的提取液成本较高
目前利用灭螺植物进行灭螺,广泛采用的方法是用植物有效成分的提取液进行灭螺试验。由于提取植物有效成分需要一定的设备和条件,因而成本较高。此外,利用植物有效成分灭螺一般都需要达到一定的浓度,有时由于有螺水域环境复杂,使植物有效成分浓度产生变化,使灭螺达不到预期的效果。且由于植物有效成分提取液对钉螺毒杀作用普遍比较慢[13]。这些都是制约植物有效成分提取液不能广泛使用的因素。
2.2新鲜灭螺植物水浸液易造成环境污染
人们为了降低灭螺成本,充分利用灭螺植物资源,也常采用新鲜灭螺植物直接浸泡在有螺水域进行灭螺,但由于采用这种方法常使有螺水域水体变质发臭,严重污染了环境,只能用于小面积水域。采用这种方法,有时由于投入植物的多少而使水浸液浓度变化较大、效果极不稳定,且这种方法对陆栖钉螺不太适用,因而严重制约了它的应用范围。
2.3植物他感作用灭螺的机理尚需探讨
经过大量的实验证明,植物的他感作用对钉螺的生理生化指标的影响确实存在。对改变钉螺微生态环境及对钉螺的抑制作用也很明显[8],但到目前为止,对其机理尚存许多需要探索的不明因子。所以投入实际应用还需进行大量的研究。对其机理和作用还需进一步进行探讨和证实。因此,利用植物他感作用灭螺目前还没有达到实用阶段。
3灭螺植物的开发利用研究
为了充分地利用我国灭螺植物资源的优势,开发出应用广泛、简便实用、低毒高效、对环境影响较小的植物灭螺方法,我们将32种药用植物的根、茎和叶粉碎后与淀粉、明胶配合制成一种Φ2~3mm的植物颗粒灭螺剂用于灭螺实验,并与相同植物的粉剂进行比较实验。从中筛选出5种对钉螺有强烈毒杀作用的植物颗粒灭螺剂和粉剂。两年来多次实验表明,其毒杀效果不仅明显优于其他植物灭螺方法,且与目前广泛采用的化学灭螺剂氯硝柳胺效果相当。其对钉螺的致死时间还较1×10-3g/l氯硝柳胺提前12~24h。为利用灭螺植物资源进行灭螺提供了一种新的有效方法。
3.1植物颗粒灭螺剂开发利用的研究
3.1.1植物颗粒灭螺剂的制备
将32种植物的叶、根、茎等材料放在60℃烘箱内经5h烘干,捣碎后用小型磨粉机粉碎,用60目筛过筛,分别袋装备用。
将上述植物粉分别与淀粉按5∶1的比例(重量单位)混合。淀粉的作用是吸附植物有效成分的载体且为钉螺取食的饵料。将明胶与蒸馏水按1∶9的比例(重量单位)称取并加温至90℃溶化。明胶是颗粒剂成型原料,使颗粒剂遇水变软而不散。颗粒剂在实验室手工制法是:将上述植物粉与淀粉的混合物分别放入Φ30cm左右塑料圆盘内摊平,将明胶液乘热装入小喷壶并洒入盘内的混合物上,筛动圆盘使混合物形成颗粒,随着不断喷胶液和不断筛动,颗粒越滚越大,但一般只要直径达到
2~3mm即可,将植物颗粒剂晒干或烘干后分别袋装备用。如制大量颗粒剂可采用中药制丸技术和设备制取。
3.1.2毒杀钉螺实验
将每10只钉螺为1组,置于垫有湿纱布的95×20mm规格培养皿中,上覆盖铁纱网片,防止钉螺逃逸。每皿均匀撒入0.1g植物颗粒灭螺剂,每种植物颗粒灭螺剂设2组。另设2组对照,投入与实验组等量的纯淀粉颗粒。每12h观察1次,在第二次观察时,在培养皿内钉螺所在位置的纱布上做上记号,以后观察钉螺是否移动了位置。将移动了位置的钉螺再做上记号,并去掉此钉螺原来所处位置的记号,没移动位置的钉螺保留原记号并记载时间(作中毒时间)。5d后,将停止移动的钉螺放入盛有无氯清水的的烧杯中静置1d,作成活检查[2],统计其死亡率。实验重复1次,以2次实验平均值为实验结果①。
3.1.3实验结果
利用32种植物颗粒灭螺剂处理钉螺,其对钉螺的毒杀作用由于植物种类的不同而有所差异,其中5种植物颗粒灭螺剂对钉螺有强烈毒杀作用。钉螺取食颗粒剂后,24h钉螺死亡率达100%为2种。另有9种植物颗粒灭螺剂,钉螺对其有明显的避忌行为,因而毒杀效果较低。实验结果见表1。
表132种植物颗粒剂和粉剂灭螺效果
Table1KillingeffecttoOncomelaniahupensiswithgranulesandpowdersof32plants
植物名称钉螺死亡率(%)
植物颗粒剂植物粉剂
12345(d)12345(d)
枫杨(Pterocaryastenoptera)(叶)12.54052.567.5757.522.537.55062.5
樟树(Cinnamomumcamphora)(叶)92.5100---7590100--
柳杉(Gryptomeriafortunei)(叶)6582.5100--7590100--
乌柏(Sapiumsebiferum)(叶)6082.5100--37.552.58592.575
桃树*(Amygdaluspersica)(叶)02.57.51015.50057.512.5
楝树*(Meliaazedarach)(叶)2.52.5512.517.502.55510
侧柏*(Platycladusorientalis)(叶)1527.53057.572.52022.527.542.550
夹竹桃(Neriumindicum)(叶)100----92.5100---
天名精(Carpesiumabrotanoides)(全草)85100---62.582.597.5100-
益母草(Leonurusartemisia)(全草)1532.54062.575512.527.53557.5
鱼腥草*(Heonurusartemisia)(全草)00512.5250002.510
蒲公英(Taraxacummongolicum)(全草)2.5101537.555002.51527.5
车前草(Plantagoasiatica)(全草)0012.52032.50007.512.5
虎杖(Polygonumcuspidatum)(根)52.567.572.58092.54052.577.58082.5
商陆(Phytolaccaacinosa)(根)100----72.597.5100--
陆英(Sambucuschinensis)(全草)002.57.51000057.5
蛇床(Cnidiummonnieri)(全草)002.51015.50007.510
辣蓼*(Polygonumhydropiper)(全草)517.52047.5602.57.527.54057.5
苍耳(Xanthiumsibiricum)(全草)2.512.537.54562.502.51527.545
羊蹄(Rumexjaponicus)(叶)7.51522.53552.52.57.522.537.540
牛膝(Achyranthescarvifolia)(全草)1022.537.54562.57.517.52527.532.5
青蒿*(Artemisiacarvifolia)(全草)002.551000057.5
薄荷*(Menthahaplocalyx)(全草)512.5202532.507.512.52022.5
鸢尾(Iristectorum)(根)85100---52.582.587.592.5100
萹蓄(Polygonumaviculare)(全草)32.54057.5658027.542.55052.575
半夏*(Pinelliaternata)(球茎)57.522.53047.52.5512.52035
蛇莓(Duchesneaindica)(全草)62.587.5100--407587.592.597.5
毛茛(Ranunculusjaponicus)(全草)57.522.537.5402.557.522.530
泽漆(Euphorbiahelioscopia)(全草)12.5153057.5601012.512.532.555
葎草(Humulusscandens)(全草)002.57.5100002.57.5
木贼(Equisetumhiemale)(全草)153042.56077.57.51015.53542.5
白苏*(Perillafrutescens)(全草)17.5202537.542.51012.527.53540
*钉螺对其有避忌行为的植物。
3.2灭螺植物粉剂的开发和利用
3.2.1植物粉剂的制备
植物粉剂的制备同植物颗粒灭螺剂。
3.2.2毒杀钉螺实验
将每10只钉螺为1组,置于垫有湿纱布的95×20mm规格培养皿中,上覆铁纱网片。在皿内分别均匀撒入0.1g植物粉剂,每种植物粉剂设2组,另设2组对照,撒入纯淀粉。实验重复1次。观察和统计钉螺死亡率方法同颗粒灭螺剂。
3.2.3实验结果
32种植物粉剂中,随着植物种类的不同对钉螺的毒杀效果亦不同。其中与颗粒剂相同的5种植物的粉剂对钉螺也有较强的毒杀作用。实验结果见表1。上述两种实验在室温为20±5℃条件下进行。
3.3灭螺植物水浸液试验
为了验证植物颗粒灭螺剂与植物粉剂和植物水浸液对钉螺的毒杀效果的差异,从上述实验中,选取对钉螺毒杀效果最好的5种植物。采用颗粒剂、粉剂、水浸液3种处理方法进行了比较实验。颗粒剂和粉剂实验方法同上。但实验钉螺的组数由原来的2组增至4组,并重复1次,结果取2次实验的平均值,其结果见表2。
表2几种不同处理方法对钉螺的毒杀效果比较
Table2ComparasionsofkillingeffecttoO.hupensiswithdifferentmethods
植物名称钉螺死亡率(%)
植物颗粒剂植物粉剂植物浸出液
12243648(h)12243648(h)12243648(h)
夹竹桃(Neriumindicum)87.5100--56.391.3100-33.887.592.5100
樟树(Cinnamomumcamphora)66.392.5--42.575.085.290.031.362.576.385.0
商陆(Phytolaccaacinosa)82.5100--51.373.885.097.537.565.082.593.8
天名精(Carpesiumabrotanoides)76.385.0100-26.352.570.083.856.360.075.082.5
鸢尾(Iristectorum)42.584.8100-26.352.570.083.836.659.881.385.0
相同植物水浸液处理钉螺的方法是:
3.3.1植物浸出液制备
将5种实验植物的新鲜叶片擦净,剪成约1cm2的碎片;植物根则捣碎成小米粒大小颗粒。用1份植物材料和99份无氯清水(静置1周除去氯气的自来水)配成1%的植物浸出液,浸泡3d后,用尼龙纱滤去浸泡物备用。
3.3.2植物浸出液的钉螺处理
每20只钉螺为1组,每种植物浸出液设4组。将钉螺装入尼龙纱网袋中并封口,并将其完全浸入植物水浸液中,每12h检查一次,每次将不同植物浸出液中的钉螺依次从各组中随机取出1组,用无氯清水冲洗数次。于清水中静置1d后做存活检查,统计其死亡率。实验重复3次,取其平均值计算钉螺死亡率。处理结果见表2。上述实验条件(室温)同前。
3.3.3不同处理对钉螺毒杀效果的比较
从表2可以看出,5种植物颗粒剂对钉螺的毒杀效果虽然各有所差异,但与其相同植物的粉剂和浸出液比较,毒杀效果明显优于其他两种处理。其粉剂毒杀效果次于颗粒而优于水浸液。5种植物颗粒灭螺剂处理,24h钉螺死亡率达100%的有2种植物,其他各处理均没达到这一效果。植物颗粒灭螺剂与1×10-3g/l氯硝柳胺化学灭螺剂的比较实验(本文略)表明:其毒杀效果相当,但其对钉螺的致死时间较氯硝柳胺提前12~24h。
4结语
通过本研究的结果分析,可以认为:灭螺植物资源的利用前景是广阔的,具有很大的开发潜力和利用价值。
利用灭螺植物资源进行植物灭螺有效成分提取和植物材料水浸液及植物粉剂灭螺都具有很大的利用价值。在相同条件和相同植物下,新开发的植物颗粒灭螺剂更具特色:颗粒灭螺剂有钉螺主动趋食的淀粉成分,提高了对钉螺的诱捕毒杀效果。由于钉螺对粉剂有避忌行为,只在爬行中因沾染粉剂才产生中毒死亡,因而毒杀效果较低。且由于粉剂在使用中容易随风飘散和沾附其他植物上,可能降低毒杀效果。本研究还曾用纯植物粉制成的颗粒剂与含有淀粉成分的颗粒剂进行过比较实验,但其毒杀效果与粉剂相似,还略低于粉剂,故在文中省略。
植物颗粒灭螺剂使用范围比植物灭螺有效成分提取液和植物水浸液更广泛。而且颗粒灭螺剂不存在有效成分的浓度变化,因而对钉螺不仅毒杀作用强烈且效果稳定。还便于保存和运输。可充分利用各地的灭螺植物资源。因此,颗粒剂灭螺具有很大的实用价值。
植物颗粒灭螺剂与化学灭螺剂1×10-3g/l氯硝柳胺溶液灭螺效果相当,且对钉螺致死时间短。因此,植物颗粒灭螺剂进一步完善,可望成为化学灭螺剂的替代品。
参考文献
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武汉天喻软件有限责任公司
在“CAD应用工程”和国家863高技术发展计划项目"JAC-CIMS应用示范工程"的建设过程中,安徽江淮汽车股份有限公司(以下简称“江淮汽车”)甩掉了图板,实施了PDM一期工程,实现了文档管理、产品结构管理、工作流程管理和与MRPII系统的集成。“十五”期间,江淮汽车又逐步完成了三维CAD的推广应用、CAPP系统的升级改造、ERP/CRM的实施等信息化建设工作。现在,随着市场的变化和企业的发展,信息化建设在工程技术领域中应用的深度和广度已不能适应公司新的战略发展要求,因此,江淮汽车在2004年实施了PDM二期工程。
目标和定位
产品的开发和设计是覆盖企业整个信息流的源头。江淮汽车的产品开发和设计管理包括汽车新技术研究、新产品研究与开发、汽车产品的延伸和扩展、系列化变型产品的开发、产品试制、试验验证及试验设计、新产品的工艺设计、变型产品的工艺设计管理与产品的制造及管理、产品开发过程中的产品质量管理等。这些过程的显著特点是设计所采用的手段和方法以及由此产生的结果都是以各种各样的电子数据为载体的信息为基础,因此确保由CAD/CAPP/CAE等工程系统所描述的产品信息的可获取性、可重用性及可处理性的能力就成为信息技术在产品设计中追求的主要目标,特别是随着业务流程的需要,确保信息在产品全生命周期中的不同阶段之间、过程之间、成员之间的完整性、有效性、相关性、准确性、一致性以及安全性。
在PDM一期工程实现基于文档的开发业务管理的基础上,江淮汽车要通过PDM二期工程的实施建立起一个以过程为核心、面向产品全生命周期的PDM系统,形成数字化的产品开发平台,建立产品知识“孤岛”之间的联系,促进公司产品开发体系的建设和发展,提高创新产品开发能力。
PDM系统功能要求
1、企业建模
提供一系列建模工具来定义江淮汽车的产品开发管理模式,并使之能够随江淮汽车产品开发管理工作的不断完善而方便地调整。主要包括:组织机构设置、角色定义、生命周期定义、权限控制策略定义、编码规则定义、流程模版定义、文档类型定义、零部件类型定义、属性集定义、数据物料存储策略定义和数据分类组织策略定义等。
2、产品开发管理
产品开发管理的主要功能包括基础功能和应用功能。产品开发管理基础功能包括版本管理、协同消息管理、权限管理、数据查询、应用工具集成、三维模型的轻量化等。产品开发管理应用功能包括文档管理、产品结构与BOM多视图管理、产品结构比较、可视化智能产品配置、工艺管理、平台产品开发管理、快速产品设计管理、产品开发流程管理、产品数据状态和生命周期阶段迁移管理、工程变更管理和项目管理等。
3、资源管理
包括知识库管理(企业标准、法规、工艺资源、设计手册等)、典型零件库、标准件库(包括企业标准件)、汽车情报库(包括情报管理的内容)等,支持标准化人员自定义各种资源库。
系统结构及特点
1、体系结构
传统的客户/服务器(C/S)体系结构是基于“肥客户机”结构下的两层结构应用软件。这种体系结构的优点是与客户交互性好,执行效率较高,其缺点是系统的可伸缩性差和安装维护困难,且不能跨局域网使用。考虑到大型企业级PDM对分布式协同工作的需求,纯粹的C/S体系显然不满足大型PDM的功能需求。
目前较为流行的浏览器/服务器(B/S)体系结构是基于方兴未艾的三层/多次结构的软件体系结构,具有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好、节省开发时间、能更好地支持异地数据存储共享和管理等优点,但它的缺点是与客户机上的应用软件交互集成不够,另外服务器承担了过于繁重的数据处理任务,执行效率较低。
针对这些特点,按照江淮汽车产品数据规划和网络发展规划,天喻软件公司在PDM二期工程的IntePDM中采用了一种新的体系结构方案——C+B/S(见图1),即基于先进的多层次体系,采用最新的WEBSERVICE技术,一方面在被封锁了本地数据交互能力的浏览器客户端增加客户端插件或Java小应用程序,另一方面自主开发了基于传统windows风格的客户端工具。这样就保证了PDM系统既支持异地设计与共享,又支持与客户机应用软件紧密集成,满足PDM应用的长远发展。
2、产品数据的全生命周期管理
建立面向产品全生命周期的数据管理平台的关键之一就是建立全生命周期的产品信息模型,即在现代设计方法学的指导下,以一定的数据模式定义和描述在开发设计、工艺规划、加工制造、检验装配、销售维护直至产品消亡的整个生命周期中关于产品的数据内容、活动过程及数据联系的一种信息模型,由各活动的定义及其全部过程实施的知识所构成,包括与产品有关的所有几何与非几何信息,用来为产品全生命周期各个阶段和各个部门提供服务。全生命周期产品信息模型将整个产品开发活动和过程视为一个有机整体,所有的活动和过程都围绕一个统一的产品模型来协调进行。
产品全生命周期管理最终都落实在产品的不同阶段、不同状态下的产品数据管理,其中对于产品数据的生命周期的认识,一般是单纯是从零部件设计制造的角度,包括从设计到工艺再到制造的各个阶段,强调各阶段的应用如CAD、CAPP、CAM等的信息交换和集成的一维串行模型,但从企业全局的角度关照整个产品从概念到市场的过程,产品开发与设计的过程包括了开发设计、定型生产、售后服务及产品变型等不同阶段,每一个阶段都需要综合地考虑设计、工艺、制造的问题,因此,必须建立产品数据全生命周期模型的二维管理模型(如图2)。
在产品生命周期的每个阶段中都有大量的产品数据产生,而且产品数据管理的特点和策略各不相同。例如新产品的开发要经过多轮次的设计和整改,而数据管理的挑战就在于数据的变更修改频繁而变更过程控制手段不力,对变化的数据不能有效追踪,过程的记录不到位或没有形成可操作的管理规范,因而难以避免大量的反复和重复设计,也无法充分利用已有的设计资源,开发周期和质量都难以有效控制。这就需要PDM系统提供很强的变更控制、数据一致性维护管理的能力。
3、基于三维的数字化设计环境
(1)产品开发设计管理模型
江淮汽车面向产品全生命周期的产品开发设计过程包括面向产品族的平台产品开发和变型产品设计,这两个过程的目的和任务不同,但具有十分紧密的联系,相应的管理模型如图3所示。
(2)三维CAD系统的集成和产品特征参数管理
产品开发和设计是以模型和结构为基础、面向功能和性能的多学科协同优化过程。在江淮PDM二期工程中使用主模型的策略建立PDM的产品模型,保持数据的一致性,在PDM和CAD之间双向地修改对象和文件的属性,实现了与三维CAD应用的双向集成(如图4)和三维数据管理的要求,并实现了基于事务特性表的特征信息管理,为产品全生命周期中应用系统的功能集成和数据融合奠定了基础。
(3)可视化产品配置管理
在产品结构与产品配置功能方面,支持自顶向下的产品结构建模,也能实现从二、三维CAD系统直接导入产品结构,并实现了基于轻量化模型的可视化配置功能。
(4)CAPP集成和工艺信息管理
由于CAPP系统的个性化特点,目前大多数的PDM系统面向工艺的数据管理功能欠缺。IntePDM实现与CAPP系统的紧密集成并在PDM系统中建立了专门的工艺信息模型,有利于实现工艺管理能力的整体提升和PDM的产品数据全生命周期管理。
实施效果及效益分析