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本科生科研兴趣培养计划项目-纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响申报书

日期:2020-06-16  类别:最新范文  编辑:学科吧  【下载本文Word版

本科生科研兴趣培养计划项目-纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响申报书 本文关键词:群落,微生物,本科生,土壤,纳米

本科生科研兴趣培养计划项目-纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响申报书 本文简介:四川农业大学本科生科研兴趣培养计划项目申报书项目名称纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响项目负责人王学忠学院资源学院联系电话18408213250申报日期2015-11-4四川农业大学制表项目名称纳米零价铁对土壤微生物群落演变的影响起止时间2015年11月至2016年11月负责人姓名学号年级所

本科生科研兴趣培养计划项目-纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响申报书 本文内容:

四川农业大学

本科生科研兴趣培养计划项目申报书

项目名称

纳米零价铁对土壤氨氧化微生物群落演变的影响

项目负责人

王学忠

资源学院

联系电话

18408213250

申报日期

2015-11-

4

四川农业大学制表

项目名称

纳米零价铁对土壤微生物群落演变的影响

起止时间

2015

11

月至

2016

11

负责人

姓名

学号

年级

所在学院、专业

联系电话

E-mail

王学忠

20137323

2013级

资源学院

土地资源管理

18408213250

项目组成员

贾洋措

20137321

2013级

资源学院

土地资源管理

18408213246

扎兴波

20137324

2013级

资源学院

土地资源管理

18408213252

姓名

李云

职务/职称

副教授

通讯地址

四川农业大学成都校区

电话

18200355369

E-mail

[email protected]

一、

立项依据(项目意义、现状分析等)

氮循环是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统物质循环,构成氮循环的主要环节是生物体内有机氮的合成、氨化作用、固氮作用、硝化作用和反硝化作用。其中固氮作用、硝化作用以及反硝化作用对于土壤的氮素循环意义重大[2],硝化作用是土壤氮素转化的重要过程,不仅关系到铵态氮在土壤中的转化,而且与过量氮肥投入导致的土壤酸化、硝酸盐淋失及其引起的水体污染和温室效应等一系列生态环境问题直接相关[3],因而与此相关土壤氨氧化微生物一直是研究的热点。

一直以来,氨氧化细菌(AOB)被认为是自养氨氧化过程的最重要贡献者。然而,泉古菌门中的化能自养氨氧化古菌(AOA)的发现,将氨氧化微生物由细菌域推进到古菌域[4],有研究表明在高氮投入的中性和碱性的环境中,AOB

是硝化作用的主要驱动者,而AOA

主要在较苛刻的环境包括低氮、强酸性和高温的环境中发挥功能活性[5-7],然而也有学者认为,一般农田土壤和草地土壤中主导氨氧化过程的是AOB

而不是AOA[8-9],因此AOA和AOB对自养硝化过程的相对贡献仍是争论的热点。复杂自然环境下不同的理化性质驱使AOA

和AOB

产生不同的反应,从而在氮循环中占据各自的生态位。不同的氨氧化古菌和细菌之间存在生理特征的差异,氨氧化古菌和细菌的群落结构与特定的环境因素有密切关系,土壤和污泥中的很多因素,如土壤质地、pH值、土壤氧气含量、土壤的温度和水分、污泥盐度、土壤氮素水平、植被类型和土壤污染状况都是影响氨氧化细菌和古菌的功能和群落结构的因素。

纳米零价铁(nanoscale

zero-valent

iron,nZVI)是指粒径小于100

nm

的零价铁的颗粒,由于其较强的反应活性能够快速去除卤代有机物、重金属离子及其他无机阴离子等多种环境污染物[10-13],对持久性有机污染物也有很好的去除效果[13-17],并且可以通过直接注射到污染区域实现原位修复,是一种高效、快速、经济的土壤及地下水污染修复材料。nZVI

越来越普遍用于土壤的修复,但其对病毒、细菌、微生物群落、以及动植物等都能导致一定的负面效应,尽管其毒性机制尚不明确,但普遍认为nZVI

暴露后铁离子的释放和氧化损伤确实可以引起生物效应,部分研究还分析了环境因素和表面改性对其毒性的影响[18]。nZVI

的生物安全性研究越来越成为近年来科技工作者关注的热点,国内外学者关于nZVI

毒性效应的研究中发现跟微生物生存环境以及nZVI

浓度有关,对微生物群落结构与组成影响不大,甚至还增强了某些功能细菌的功能,但是可以改变环境的某些理化性质,如氧化还原电位以及溶解氧等,这也可能是抑制某些细菌生长的原因[19-22]。在纳米零价铁的毒性机制探讨中提到由于其粒径非常小,nZVI

颗粒进入到细胞中,最终导致细胞失活。除此之外,nZVI

被氧化之后的粒径会增大,甚至可能达到微米级别,附着在细胞表面,很容易堵塞膜上的一些通道。纳米零价铁在土壤修复的应用中会对土壤中的氨氧化微生物造成哪些影响的研究报道还较少,因此本项目采用添加纳米零价铁进行土壤室内培养,研究纳米零价铁对土壤中氨氧化古菌及细菌的数量、结构和活性的影响,查明添加纳米零价铁下土壤中氨氧化微生物群落的演变规律。

参考文献

[1]刘正辉,李德豪.

氨氧化古菌及其对氮循环贡献的研究进展[J].

生态毒理学报,2015,10(

3)

:

28-37

[2]侯海军,秦红灵,陈春兰,等.

土壤氮循环微生物过程的分子生态学研究进展[J].

农业现代化研究,2014,35(5):

588-594.

[3]Broos

K,Mertens

J,Smolders

E.

Toxicity

of

heavy

metals

in

soil

assessed

with

various

soil

microbial

and

plant

growth

assays:

a

comparative

study

[J].

Environmental

Toxicology

and

Chemistry,2005,24(3):

634-640.

[4]Braker

G,Conrad

R.

2Diversity,Structure,and

Size

of

N2O-Producing

Microbial

Communities

in

Soils—What

Matters

for

Their

Functioning?

[J].

Advances

in

Applied

Microbiology,2011,13(8):

33-75.

[5]K?nneke

M,Bernhard

A

E,José

R,et

al.

Isolation

of

an

autotrophic

ammonia-oxidizing

marine

archaeon

[J].

Nature,2005,437

(7058):543-546.

[6]Erguder

T

H,Boon

N,Wittebolle

L,et

al.

Environmental

factors

shaping

the

ecological

niches

of

ammonia-oxidizing

archaea

[J].

FEMS

Microbiology

Reviews,2009,33(5):855-869.

[7]Schleper

C.

Ammonia

oxidation:

different

niches

for

bacteria

and

archaea?

[J].

The

ISME

Journal,2010,4(9):1092-1094.

[8]贺纪正,张丽梅.土壤氮素转化的关键微生物过程及机制[J].微生物学通报,2013,40(1):98-108.

[9]Jia

Z,Conrad

R.

Bacteria

rather

than

Archaea

dominate

microbial

ammonia

oxidation

in

an

agricultural

soil

[J].

Environmental

Microbiology,2009,11(7):

1658-1671

[10]Li

A,Tai

C,Zhao

Z,et

al.

Debromination

of

decabrominateddiphenyl

ether

by

resin-bound

iron

nanoparticles

[J].

Environmental

Science

&Technology,2007,41(

19)

:

6841

6846

[11]Zhang

W

X.

Nanoscale

iron

particles

for

environmental

remediation:

An

overview

[J].

Journal

of

Nanoparticle

research,2003,5(

3

)

:

323

332

[12]Liu

Y,Majetich

S

A,Tilton

RD,et

al.

TCE

dechlorination

rates,pathways,and

efficiency

of

nanoscale

iron

particles

with

different

properties

[J].

Environmental

Science

&

Technology,2005,39(

5)

:

1338

1345

[13]Kanel

SR,Greneche

J

M,Choi

H.

Arsenic

(V)

removal

from

groundwater

using

nano

scale

zero-valent

iron

as

a

colloidal

reactive

material

[J].

Environmental

Science

&Technology,2006,40(

6)

:

173

178

[14]Hoch

L

B,Mack

E

J,Hydutsky

B

W,et

al.

Carbothermal

synthesis

of

carbon-supported

nanoscale

zero-valent

iron

particles

for

the

remediation

of

hexavalent

chromium[J].

Environmental

Science

&

Technology,2008,42(

7)

:

2600

2605

[15]Song

H,Carraway

Er.

Reduction

of

chlorinated

ethanes

by

nanosized

zero-valent

iron:

kinetics,pathways,and

effects

of

reaction

conditions

[J].

Environmental

Science

&Technology,2005,39(

16)

:

6237

6245

[16]Wu

D,Shen

Y,Ding

A,et

al.

Effects

of

nanoscale

zero

-valent

iron

particles

on

biological

nitrogen

and

phosphorus

removal

and

microorganisms

in

activated

sludge

[J].

Journal

of

Hazardous

Materials,2013,262(

12)

:

649

-655

[17]Zhang

X,Lin

Y,Shan

X,et

al.

Degradation

of

2,4,6-

trinitrotoluene

(TNT)

from

explosive

wastewater

using

nanoscale

zero

valent

iron

[J].

Chemical

Engineering

Journal,2010,158(

3)

:

354

357

[18]葛兴彬,王振虹,郭楚奇,等.

纳米零价铁的生态毒性效应研究进展[J].

生态毒理学报,2015,10(

3)

:

28-37

[19]Tilston

E

L,Collins

C

D,Mitchell

GR,et

al.

Nanoscale

zero

valent

iron

alters

soil

bacterial

community

structure

and

inhibits

chloroaromatic

biodegradation

potential

in

Aroclor

1242

contaminated

soil

[J].

Environmental

Pollution,2013,173:

38

46

[20]Fajardo

C,Ortiz

L

T,Rodriguez-Membibre

M

L,et

al.

Assessing

the

impact

of

zero

valent

iron

(

ZVI)

nanotechnology

on

soil

microbial

structure

and

functionality:A

molecular

approach

[J].

Chemosphere,2012,86(

8)

:

802

808

[21]Barnes

R

J,van

der

Gast

C

J,Riba

O,et

al.

The

impact

of

zero

valent

iron

nanoparticles

on

a

river

water

bacterial

community

[J].

Journal

of

Hazardous

Materials,2010,18(

1)

:

73

80

[22]Pawlett

M,Ritz

K,Dorey

R

A,et

al.

The

impact

of

zero-valent

iron

nanoparticles

upon

soil

microbial

communities

is

context

dependent

[J].

Environmental

Science

and

Pollution

research,2013,20(

2)

:

1041

1049

二、

项目方案(具体方案、实施计划、可行性分析)

1.研究目标

在查阅文献与野外实地调查基础上,选择不同类型的土壤,采用室内培养试验,测定土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌的数量及结构,进而研究纳米零价铁对氨氧化微生物演变的影响。

2.研究内容

(1)纳米零价铁对土壤中氨氧化古菌(AOA)数量及结构的影响。

(2)纳米零价铁对土壤中氨氧化细菌(AOB)数量及结构的影响。

(3)土壤中氨氧化微生物群落演变的影响因子。

3.具体方案

(1)样品采集

供试土壤采集于水稻收获后和休闲作物甜玉米收获后,用土钻采集土壤样品,取样时尽量远离小区边缘。在施底肥前采集6点(S形曲线)耕层(0~20

cm)土壤样品,将新鲜土样充分混匀,标记并分装于两个塑料袋中,其中一袋储存于4℃用于微生物指标分析,另一袋自然风干用于土壤基本理化性质分析。

(2)土壤基本理化性质测定

土壤pH值测定采用电位法;有机质测定采用重铬酸钾.氧化外热法;电导率(EC)测定水土比为5:l,采用DDS-LLA型电导仪测定(鲁如坤,2000);铵态氮和硝态氮测定采用2mol/L

KCl溶液(水土比为5:1)浸提,振荡1h后过滤,滤液采用连续流动分析仪(荷兰Skalar)测定。与此同时采用烘干法(在105℃下烘24h)测定土壤水分含量。

(3)土壤样品的培养及微生物DNA的提取

根据田间最大持水量计算,加入适量的蒸馏水,将实验土壤含水量调节至田间最大持水量的60%,然后根据土壤含水量称取相当于5.0克风干土样的新鲜土置于瓶中,让土壤均匀分布于120mL的瓶底部,用橡胶塞将瓶口封闭并用铝盖锁紧,在黑暗条件下28℃培养28天。随后取约0.6克的加水培养新鲜土壤,利用FastDNA?

Spin

Kit

for

Soil试剂盒,根据其提供的操作指南提取土壤微生物总DAN。通过微量紫外分光光度计分析土壤微生物DNA的浓度和纯度,进一步通过1.2%的琼脂糖凝胶电泳分析DNA的完整性和相对含量。

(4)纳米零价铁对土壤氨氧化古菌和细菌的数量及结构的影响

将所备好纳米零价铁植入上述所培养的土壤样品中,采用实时荧光定量PCR技术、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性酶切片段多态性(T-RFLP)技术,研究氨氧化古菌和细菌的群落结构及数量的变化,进而观察和研究nZVI对氨氧化古菌和细菌的细胞膜损伤、氧化损伤和基因损伤的程度,最后利用测得的相关数据进一步研究nZVI对氨氧化微生物群落演变的影响。

4.技术路线

添加纳米零价铁后培养60d

土壤基本理化性质测定

pH值

无机氮的测定

有机质的测定

氨氧化微生物群落数量(实时定量PCR)

氨氧化微生物群落结构(变性梯度凝胶电泳(

DGGE)、末端限制性酶切片段多态性(T-RFLP)技术)

AOA和AOB的演化规律

纳米零价铁对氨氧化微生物群落演变的影响

取样

土壤样品采集

5.可行性分析

(1)小组成员通过查找资料、学习相关课程,掌握了基本知识技能,此外有高素质导师全程指导。

(2)实验室设备齐全,实验可行性较高。

(3)有较为完善的技术路线实施此研究项目。

(4)研究的项目具有重要意义,研究项目经费预算合理。

三、

预期研究成果(如鉴定、学术论文、获奖、申请专利、推广应用等)

发表论文一篇。

四、

经费预算(如材料费、资料费、版面费、专利费等)

项目预算总表(单位:元)

序号

预算科目名称

合计

1

设备费

0

2

材料费

2000

3

版权费

3000

4

其他费用

2000

导师意见:

签名:*年*月*日

学院推荐意见:

签名盖章:*年*月*日

学校评审意见:

负责人(签字):

(公章):*年*月*日

篇2:液压站试验台项目申报书

液压站试验台项目申报书 本文关键词:试验台,项目申报,液压站

液压站试验台项目申报书 本文简介:液压站试验台项目申报书学校自从《无轨设备维修与保养》课程开课以来,随着实习资源不断丰富,各种泵类、缸类、阀类等的拆卸与装配已实现一体化教学,但还不能满足学生对矿山无轨设备实习的全面需求。为更加丰富学生实习内容,使学校具备针对矿山无轨设备的维修与保养授课能力,液压试验台是必不可少的,也是必须具备的一项

液压站试验台项目申报书 本文内容:

液压站试验台

项目申报书

学校自从《无轨设备维修与保养》课程开课以来,随着实习资源不断丰富,各种泵类、缸类、阀类等的拆卸与装配已实现一体化教学,但还不能满足学生对矿山无轨设备实习的全面需求。为更加丰富学生实习内容,使学校具备针对矿山无轨设备的维修与保养授课能力,液压试验台是必不可少的,也是必须具备的一项液压实习设备。

我自从担任无轨设备维修与保养课程实习教师以来,多次到矿上学习,对矿山无轨设备出现故障的原因及采取的维修措施有了较深刻的了解,也充分肯定了液压站试验台的重要性。

在学校领导的支持和帮助下,我与徐老师、李春晓老师,经过20多天的时间,咱学校自己的液压站试验台终于制作完成并实验成功了,填补了学校无轨液压维修实习课程所需实习材料的空白。

试验台由溢流阀、M型换向阀、液压表、节流阀等主要部件组成。目前可实现调压回路、换向回路、调速回路。泵的额定压力为20MPa、流量为100L/min。液压回路图如下:

有了液压站试验台,学生可以很直观的了解无轨液压,从简单到复杂的回路,并可以自己设计、组合,连接一些较简单的液压回路。

液压站试验台的成功制作,充分证明了我们的技术和实力,有能力继续下一步计划——复杂的液压回路实验台的制作。这样不仅能为学校节约大量资金,在制作过程中,更能提升实习老师的教学水平,提高教师教学能力,提高学校教学知名度。

(液压站试验台主要部件共花费1900元,其他部件为各矿山单位赞助。如果在市面要13000元左右,直接节约11000余元。)

申报人

:

吴永章

2012年6月7日

篇3:李健校级实验室项目申报书

李健校级实验室项目申报书 本文关键词:校级,实验室,项目申报,李健

李健校级实验室项目申报书 本文简介:附件1:新疆师范大学校级重点实验室干旱区湖泊环境演变实验室2010年学生课外学术科技作品项目申报书项目名称艾比湖流域社会经济与生态环境可可持续发展对策研究探究申报者李健、王淑华、随晴晴所在学院地理科学与旅游学院联系电话15199159952213039434288电子信箱[email protect

李健校级实验室项目申报书 本文内容:

附件1:

新疆师范大学校级重点实验室

干旱区湖泊环境演变实验室

2010年学生课外学术科技作品项目申报书

艾比湖流域社会经济与生态环境可可持续发展对策研究探究

李健、

王淑华、随晴晴

地理科学与旅游学院

151991599522

13039434288

[email protected]

干旱区湖泊环境演变实验室

2010

11

23

一、科研资助经费主要用于资助大学生在课外学术科技活动中开展研究工作,以提高学生科学研究能力、创新能力和实践动手能力。

二、新疆师范大学正式注册的全日制在校专科、本科生可以申报作品参赛。

三、申报立项的作品可以分为个人作品和集体作品。申报个人作品的,申报者必须承担申报作品60%以上的研究工作,合作者必须是学生且不得超过两人;凡作者超过三人的项目或者不超过三人,但无法区分第一作者的项目,均须申报集体作品。集体作品作者必须均为学生。

四、立项年限为一学年,部分项目由于课题的实际情况也可半年内完成结题、答辩和资料成果汇编等工作。

五、项目申报表由实验室统一制作发放;学生可从学院领取,复印有效。

六、申请人应认真填写本表,本表一式两份交至干旱区湖泊环境演变实验室并提交电子版至实验室邮箱,由实验室组织初审。

项目名称:艾比湖流域社会经济与生态环境可持续发展对策探究艾比湖流域社会经济与生态环境可持续发展研究

申报人

李健

出生年月

1989年6月13日

BC

)A大一

B大二

C大三

D大四

B

)A个人项目

B集体项目

地理科学与旅游学院

专业

资源环境与城乡规划管理

08

4年

入学

时间

2008年

9月

性别

所在单位(学院、系、专业、年级)

学历

年龄

备注

王淑华

地理科学与旅游学院资源环境与城乡规划管理08-4班

本科

221

有无合作者请在此说明

□□有√√

□无

随晴晴

地理科学与旅游学院旅游管理09-5班

本科

21

社会经济与生态环境的协调发展是可持续发展理论的重要组成部分。在生态经济系统中,生态系统是经济活动的载体,能为社会经济发展提供各种自然资源,在社会经济发展过程中,生态环境遭到不同程度的破坏。新疆艾比湖流域作为目前新疆典型的干旱区湖泊的第二大城市,社会经济发展水平不断提高,而其生态环境却不断恶化,二者成相背离的发展趋势,矛盾日益突出,制约着整个流域城市的可持续发展。

本文在对艾比湖流域自然条件、人口增长、土地利用类型、生态环境分析的基础上,依据综合性和全面性、动态性、科学性、可操作性、层次性、前瞻性六个主导因子原则构建艾比湖流域社会经济发展水平与生态环境质量的综合评价指标体系,并运用主成分分析法对流域社会经济发展水平与生态环境质量进行了综合评价。研究分析艾比湖流域社会经济与生态环境的耦合关系,通过耦合度的计算公式,计算二者之间的耦合度,定量地得到艾比湖流域经济发展水平与生态环境质量之间的协调程度,从而分析出艾比湖流域在可持续发展的过程中面临着哪些现实问题。最后,根据研究过程中发现的具体问题和研究实验的结果,并结合艾比湖流域自身具有的区域特点和资源环境优势,提出促进该区域社会经济与生态环境协调发展的可行性措施与对策,使艾比湖流域实现可持续发展,达到经济效益、社会效益、生态效益的最大化。.

(可附

页)

(附页)

(附页)

(附页)

(附页)

(附页)

(附页)

(附页)

1.

1、研究意义以及国内外研究进展

2、国内外主要参考文献(列出作者、论文名称、期刊名称、出版日期)

1.

研究意义:

(1)通过研究分析艾比湖流域社会经济与生态环境的协调关系,探讨艾比湖流域在可持续发展的过程中面临着哪些现实问题,为人们正确处理环境与发展的关系做出理论指导,同时也为人们合理开发利用资源、实现艾比湖流域的可持续发展做出科学依据。

(2)随着社会经济的不断发展,人类活动的加剧,对自然生态系统的不断干预和影响,沙漠化、盐渍化日益威胁着绿洲的稳定和安全。因此开展对于艾比湖流域社会经济发展与生态环境可持续发展的研究,对于实现该区域的可持续发展,具有强烈的必要性和重要的现实意义。本文研究表明此区域的社会经济与生态环境的耦合度不高,即经济发展与生态环境存在着一定矛盾,而且随着社会经济发展水平的不断提高,二者之间的矛盾日益突出,对当地环境和经济发展造成极大的不利影响,这在一定程度上制约了整个流域区域的可持续发展。针对研究过程中发现的具体问题,并结合艾比湖流域自身特点和资源环境优势,提出促进该区域流域社会经济与生态环境协调发展的可行性措施与对策,制定协调性的环境规划,使社会经济与生态环境得到协调发展,预防生态环境进一步恶化,正确处理好环境与发展的关系,实现经济效益、社会效益、生态效益最大化。

(3)本项目拟通过对艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的研究,提出艾比湖流域社会经济发展与生态环境建设最有发展模式,为推动流域社会、经济、人口与资源、环境的协调、稳定与可持续发展提供理论支撑。

(4)

预测流域未来的发展,定量分析流域系统演变及对人类活动响应,为艾比湖协调发展和综合管理提供政策建议。

21.国内外研究现状:

(1).区域社会经济与自然生态协调发展研究问题的提出

区域社会经济与自然生态的协调发展就是以实现区域可持续发展为目的,通过区域内的经济、资源、环境这三大子系统及各子系统内部的各元素之间的相互协作、相互配合和相互促进而形成的社会发展的良性循环态势。

然而,伴随着经济的高速发展,全世界酸雨受害面积日益增大,“温室效应”对地球产生了严重的威胁,臭氧层遭到破坏,森林锐减,物种灭绝加速等问题相继而来。在人类取得经济高速发展的同时,又不得不为生态环境的破坏付出巨大的代价,这个代价有时是高于所取得经济成就的。早在100多年以前,恩格斯就指出:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响,常常把第一个结果又取消了。”事实完全证实恩格斯的科学论断。

全球环境的恶化以及对经济社会所产生的不利影响引起了人们的广泛关注。20世纪40年代以后,人们纷纷研究、探求当代重大生态经济问题产生的原因、发展趋势以及预防措施和解决的途径,对生态经济问题的研究就由此而产生。社会经济与自然生态之间的矛盾核心包括两个方面的内容:一方面是经济的发展对自然资源日益增长的需求;另一方面是生态系统本身资源数量及更新能力的有限性。它要求人们在制定和设计未来经济社会的发展模式时,不能只追求经济增长,而必须把经济、资源、环境作为一个整体来考虑,从经济与生态结合的角度研究和探讨其协调发展的规律性,为建设一个持续稳定发展的社会提供理论指导[1]。

(2).国内外有关区域社会经济与自然生态协调发展研究的进展及发展趋势

在对经济与生态协调发展的研究过程中,不同的学者看法各不相同。自然哲学家认为:资源与环境问题是人类处理人与自然关系,选择人类发展方向的问题,只有通过人类认识论和实践的彻底革命,追求人与自然和谐接触、社会整体进步才可能从根本解决问题。生态学家从生态平衡的角度分析人类行为对自然系统的干扰作用,认为人类活动必须被限制在自然承载力的范围内,人类社会才能持续长久。经济学家将资源与环境问题归咎于经济系统的低效率,这种低效率的直接表现就是外部性的存在,却并没有充分而有效的内部化。社会学家认为可持续发展障碍的实质是人类行为、选择与决策的不合理、不明智、不科学。对综合问题的研究当然要运用多门学科的知识,对复杂系统的协调控制当然要运用多种技术方法,但是,如何将系统的、整体的思想贯穿于研究复杂系统、复杂问题的过程之中,寻找具有系统综合的协调控制方法才是最重要的[2]。

协调发展是可持续发展的重中之重,关于社会经济与自然生态协调发展的研究在本质上与可持续发展的研究是一致的。国外关于可持续发展的研究经历了从感性认识到理性分析,从定性描述到定量研究的探索过程,其中意义重大的事迹有:1962年,美国学者R·卡逊出版了《寂静的春天》,书中列举了自工业革命以来所发生的重大公害事件,清楚地展示了人类经济生产与生活对环境破坏的巨大威力[3];1971年,罗马俱乐部出版了长篇报告《增长的极限》,该报告运用系统动力学方法研究了世界人口增长、粮食生产、工业发展、资源消耗和环境污染对人类发展的影响,认为只有停止人口增长和经济发展即所谓的“零增长”,才能保证地球的平衡,虽然这种观点是消极悲观的,不合人类发展的利益,引起了许多人的反驳,但是它第一次广泛地引起科技界、政府、社会组织对人口、粮食、能源、资源和环境五大问题的密切关注,使人类认识到所面临问题的严重性[4];1987年《我们共同的未来》正式提出了“可持续发展”的概念后,罗马俱乐部出版了《超越极限》,重新审视“增长的极限”观点,提出了修正模型[24];1992年,巴西召开的世界环境与发展大会所通过的《里约宣言》,进一步阐明了可持续发展的内涵;2005年2月16日,旨在限制全球温室气体排放的《京都议定书》正式生效,按照《京都议定书》的规定,所有发达国家在2008年至2012年间必须将温室气体的排放量比1990年削减5.2%,这是全球可持续发展的重大举措。

进入21世纪,可持续发展的研究已从理论探讨走向实践,学者们根据不同的国家、地区提出了不同的可持续发展评估指标体系,比较有影响的指标体系有:生态需求指标(ER)、人类活动强度指标(RAI)、调节国民经济模型(ANP)、环境经济持续发展模型(EESD)、“可持续发展度”模型(DSD)、联合国统计局提出的可持续发展指标体系等。

自上个世纪八十年代以来,我国学者对可持续发展也进行了深入的探索和研究,学者们从不同角度,应用不同的技术方法,阐述了对可持续发展的理解,为我国的可持续发展献计献策。其中影响广泛的研究有:1984年,学者马世俊将生态学的研究提高到一个新的层次,和王如松提出了复合生态系统理论;1987年,刘培哲以“良性循环”、“协调发展”、“永续利用”等思想进行环境规划、生态平衡的研究,进入90年代以后,陈国阶等人在环境承载力、环境-经济协调度研究方面取得了可喜的成果,牛文元等又在可持续发展方面作了有益的探索,补充强调了可持续发展的空间公平性和系统性,是对可持续发展的进一步完善[5];赵士洞认为“可持续发展的根本点就是发展与资源环境相协调,核心是生态与经济相协调”;毛汉英提出“区域可持续发展是指不同尺度区域在较长时间内,经济和社会通人口、资源、环境、生态之间保持和谐、高效、有序的发展”[6]。1991年杨政、赵传烈、王哲等出版的专著《新疆人口发展趋势》,应用系统动力学等诸多方法,构建了新疆人口与可持续的“仿真——决策”模型,得到了新疆未来100年内适应可持续发展要求的一系列人口条件[7]。近年来,我国学者针对社会经济与自然环境协调发展研究的文章有:1999年3月,白华等在《系统工程》上发表的《区域经济-资源-环境复合系统结构及其协调分析》,到定量描述了经济-资源-环境复合系统得静态及动态协调度,引入了行为矩阵的概念,并提出了一种基于行为矩阵的静态协调管理方法[8];1999年4月,陈国权在《科学管理研究》发表文章《可持续发展与经济-资源-环境分析和协调》,论述了经济-资源-环境系统内部冲突与协调的关系,并提出了相应的可持续发展对策[9];2000年3月,喻小军在《运筹与管理》上发表《湖北省经济-资源-环境协调发展研究》,该文就实现湖北省经济、资源、环境之间协调发展的问题进行了研究[10];在具体到艾比湖流域的研究上钱云在《干旱区地理》上发表了《关于艾比湖生态环境的演变及保湖的重要意义》[11]。在具体到艾比湖水流域上高建芳等在《水文》上发表了《艾比湖流域水资源可利用量分析》[12]。在关于艾比湖的可持续发展上李遐玲在《干旱区资源与环境》发表的《艾比湖生态环境综合治理和经济可持续发展的研究》[13]。2001年12月,何有世等人在《江苏理工大学学报》上发表《环境经济系统SD模型的建立》,该文利用系统动力学对镇江市的环境经济系统进行了研究[11];2002年12月,姜涛等人在《系统工程理论语实践》上发表《人口-经济-资源-环境系统分析模型体系》,文章基于动态投入产出原理的可持续发展多目标最优规划模型,分析模拟中国中长期可持发展状况[12];2004年6月,周哲等人在《干旱区地理》上发表《中国区域系统PRED研究进展》,在对区域PRED系统内涵理解的基础上,比较了它与区域可持续发展的异同[13];这些文章的发表,表明我国学者在社会经济与自然生态协调发展的研究方面积极的钻研与探究,并取得了一定的成就。

3.参考文献:

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黎鹏.

推进生态环境建设

促进可持续发展[J].

干旱区资源与环境.1994,12.高凡,曹明明,陈正江.艾比湖流域水土开发的模糊综合评价[J].干旱区地理.2004,27(3):338~342.

[2]

张晓东,池天河.90

年代中国省级区域经济与环境协调度分析[J].地理研究,2001,20(4):506~515.

吉力力·阿不都万里,穆桂金.艾比湖干涸湖底沙尘暴及其灾害分析[J].干旱区地理,2002,25(2):149~154.

[3]

(美)R·卡逊李遐玲.艾比湖生态环境综合治理和经济可持续发展的研究[J].干旱区资源与环境.1997,11(2):27~36.

.寂静的春天[M].

1962.

[4]

〔德〕J.P.罗什巴赫.增长的极限[BJ].

罗马俱乐部报告.1972.何秉宇,阿屯古丽

.干旱区水污染控制工程费用函数研究[J]干旱区资源与环境.

2001.1.

[5]

王如松.复合生态系统理论与可持续发展模式示范研究

[J].

中国科技奖励.2008,6,20.阙泽胜,张俊平,王璐.

应用主成分分析法对建设用地指标的解.[J]安徽农业科学.2009,37(

24).

[6]

赵士洞,王礼茂;贾宝全.可持续发展的概念和内涵[J].自然资源学报.1996,3.保护艾比湖生态环境的目标与途径的探讨[J].干旱区资源与环境.

1997,11(2):81~87.

[7]

杨政,赵传烈,王哲何谋军.新疆人口发展趋势贵州区域生态环境与经济发展的协调度和协调发展类型研究[D].硕士研究生论文,2003,51991.

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白华周长海.区域经济-资源-环境复合系统结构及其协调分析

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系统工程.1999,3.

艾比湖生态危机及恢复重建措施[J].干旱区资源与环境.

2003,17(2):71~77.

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科学管理研究.1999,4.吴跃明.环境—经济系统协调度模型及其指标体系[J].中国人口·资源与环境,1996,(2):47~50.

[10]

喻小军.

湖北省经济-资源-环境协调发展研究[J].

运筹与管理.2000,3.

[11]

钱云.艾比湖沿岸生态环境的演变及保湖的重要意义[J].干旱区地理.1996,19(1):48~52.

[12]

高建芳,章曙明,李新贤.

艾比湖流域水资源可利用量分析[J].水文.2004,24(5):32~36.

[13]

李遐玲.艾比湖生态环境综合治理和经济可持续发展的研究[J].干旱区资源与环境.1997,11(2):27~36.

程绪水.保护淮河水资源为流域经济社会可持续发展提供支撑[J].水资源研究.2004,12:10~12.

张晓东,池天河.90

年代中国省级区域经济与环境协调度分析[J].地理研究,2001,20(4):506~515.

2.

研究意义以及国内外研究进展

2、国内外主要参考文献(列出作者、论文名称、期刊名称、出版日期)

社会经济与自然生态的协调发展是可持续发展理论的重要组成部分,这一概念上一世纪就已提出,时至今日,它仍是学术界的热门话题。《中国21世纪议程》的提出,表明了中国在实施可持续发展方面的坚定立场。新疆艾比湖流域社会经济发展水平不断提高,而流域脆弱的荒漠生态环境不断恶化。统计资料显示,由于流域的过度开发和不合理的水资源利用,使艾比湖面积已由上一世纪四十年代的1200km2,萎缩到目前不到500km2;左右;在过去的20年中,大风每年从艾比湖裸露湖底卷起沙盐有480万吨,使数百公里之外的乌鲁木齐也受到风沙的侵袭。艾比湖流域社会经济与自然生态相背离的发展趋势、矛盾日益突出,制约着全流域的协调发展。

根据研究区现有研究成果及区域可持续发展理论和协调发展理论,对当前艾比湖社会经济与自然生态系统的协调发展状况做出定性评价。

在国内外学者研究的基础上,本文首先对艾比湖流域的自然条件与社会经济发展状况进行介绍,具体从自然条件、人口数量、产业结构、土地利用类型和结构、水土资源开发、生态安全等方面进行阐述,分析艾比湖流域区域资源环境特点。然后根据评价指标体系构建原则,建立艾比湖流域社会经济与生态环境评价指标体系,此体系又包括经济发展水平综合评价指标体系和生态环境质量评价指标体系。在指标体系中,指标选取原则一是要简要,即要求选取的指标全面,有代表性而不繁琐;二是可行,即所选取的指标可以量化和易于获得,具有可比性。接着运用主成分分析法,分析得出影响艾比湖流域社会经济与生态环境的主成分,并对该区域社会经济发展水平与生态环境质量水平进行综合评价。在以上工作的基础上,再分析艾比湖流域社会经济与生态环境的耦合关系,得出二者的耦合度。最后针对研究过程中发现的艾比湖流域在可持续发展过程中面临的问题,并结合艾比湖流域特点和资源环境优势,提出促进艾比湖流域社会经济与生态环境协调发展的对策和建议,使该区域实现资源合理开发利用和可持续发展。

1.研究方法

本文采用的研究方法主要是主成分分析法(Principal

Component

Analysis,简称PCA),又叫主分量分析。它是通过原始变量的线性组合,把多个原始指标减化为有代表意义的少数几个指标,以使原始指标能更集中、典型地表明研究对象特征的一种统计方法。

数据采集

实地调查

会议交流、专家访谈、专项调研

文字资料和统计数据

确定艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的评价指标体系

艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的对策和建议

建立数据库

计算艾比湖流域社会经济与自然生态耦合度

定量分析艾比湖流域社会经济与自然生态系统作用规律、特征和机制

主成分分析方法是一种将多维因子纳入同一系统进行定量研究的多元统计分析方法,在多指标变量的研究中,变量之间往往存在着一定的相关性,因而使得所观测的数据在一定程度上有所重叠,而主成分分析将多个指标化成少数几个综合指标,简化了统计分析系统结构。

根据评价指标体系构建原则,建立艾比湖流域社会经济与生态环境评价指标体系,此体系又包括经济发展水平综合评价指标体系和生态环境质量评价指标体系。在指标体系中,指标选取原则一是要简要,即要求选取的指标全面,有代表性而不繁琐;二是可行,即所选取的指标可以量化和易于获得,具有可比性。接着运用主成分分析法,具体从自然条件、人口数量、产业结构、土地利用类型和结构、水土资源开发、生态安全等方面进行分析研究,分析得出影响艾比湖流域社会经济与生态环境的主成分,并对该区域社会经济发展水平与生态环境质量水平进行综合评价。

2.技术路线

数据采集

文字资料和统计数据

会议交流、专家访谈、专项调研

实地调查

确定艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的评价指标体系运用主成分分析法确定流域社会经济与自然生态协调发展评价指标体系

建立数据库构建评价指标体系

数据采集

实地调查

会议交流、专家访谈、专项调研

文字资料和统计数据

确定艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的评价指标体系

艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的对策和建议

建立数据库

计算艾比湖流域社会经济与自然生态耦合度

定量分析艾比湖流域社会经济与自然生态系统作用规律、特征和机制

利用耦合度计算公式计算艾比湖流域社会经济与自然生态耦合度

定量分析艾比湖流域社会经济与自然生态系统作用规律、特征和机制

提出促进艾比湖流域社会经济与自然生态协调发展的对策和建议

1.通过定量评价分析,提出艾比湖流域社会经济与生态环境可持续发展的对策和建议。

2.在省级期刊发表学术论文一篇。

1.

按季度制定计划:

第一季度:资料收集,并进行相关信息汇总,为后面的研究做准备工作;

第二季度:开展相关实验工作;

第三季度:将实验得到的结果进行数据分析,得出结论;

第四季度:结题、发表论文、答辩和资料成果汇编。

学术活动费:

200元

调研费:700元

资料、论文的打印复印费:50元

其它费用:50元

合计:1000元

指导教师情况

名姓

来风兵

名性

名职

工作单位工作单位

工作单位新疆师范大学地理科学与旅游学院

通讯地址通讯地址

通讯地址乌市新医路102号地旅院

通讯地址邮政编码

通讯地址

单位电话单位电话

4332295单位电话

单位电话住宅电话

单位电话

指导教师意见

申请书填写内容属实,研究意义较为深远。课题负责人和主要成员都是我院资环专业非常优秀的在读大三学生,有着认真的求学态度、较为扎实的专业基础和开拓进取精神。本人长期关注该课题的研究区域,针对该区域的社会经济和生态环境可持续发展进行了较为深入的相关研究,本人将在力所能及的范围内给予该课题组充分的指导,使该课题能够按时顺利结题。

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干旱区湖泊环境演变实验室制

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