生物技術研究報告范文

導語：如何才能寫好一篇生物技術研究報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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本課題結合以上因素，從課堂教學、課堂作業、回家作業、練習卷、考試卷、師生面談等途徑，收集學生概念學習中的典型錯例了解到小學生數學概念學習中錯誤形成的原因主要有：概念中的關鍵字、詞理解模糊；忽視概念中的關鍵詞語；原有概念和新概念不能準確區分；概念不熟悉，導致不能靈活運用為突破口在概念教學中：（一）把握概念的教學目標；（二）加強直觀教學，幫助學生認識概念的本質屬性；（三）結合學生學習概念的特點，組織合理有效的教學過程。從研究目的、研究過程、研究結果等幾方面進行了闡述總結。

一、問題的提出

人類在認識過程中，把所感覺到的同一類事物的共同特點抽出來，加以概括，就成為概念。數學概念是對客觀世界中的數量關系和空間形式的本質屬性的反映。數學概念是小學數學學與教的重要內容。小學數學概念的學習包括：數的概念、運算的概念、幾何的概念、方程的概念、統計初步知識的概念等。數學知識建立在一系列的數學概念的基礎上，學生只有掌握了數學概念才能進一步學習各種性質、法則、公式、數量關系、數學方法等數學知識。例如，“銳角三角形”這個概念，需要學生已完全掌握“角”、“銳角”、“三角形”這三個概念為基礎來順利完成對“銳角三角形“概念的學習。掌握數學概念不僅是構建數學認知結構的重要基礎，同時，也是發展智力和培養數學能力的重要前提。

為此，研究小學生數學概念學習中錯誤產生的原因，增強教師教學的預見性，改進教學策略，幫助學生明確概念的內涵和外延，讓學生出現錯誤，然后再自己糾正錯誤，從錯誤中深刻提取教訓，強化對概念的理解，培養能力，鍛煉思維的靈活性，是對21世紀教師最基本的要求。

二、研究對象的確定

實驗班和對比班

三、研究方法與過程

（一）研究的方法：自然實驗法。

實驗班和對比班都在正常的條件下進行教學

（二）研究的過程：

（1）準備階段：a. 課前認真鉆研教材，切實把握概念教學。b. 記錄課堂教學中學生教難理解的概念，課后進行分析，制定教學策略。c. 通過看課堂作業、回家作業、練習卷、考試卷結合師生面談等途徑，收集學生概念學習中的典型錯例，了解學生思考問題方式。

（2）實施階段： a. 將準備階段中收集記錄的錯例進行仔細分析，篩選歸類，作歸因研究。b.加強概念教學的理論學習，研究小學生學習心理，與同行研究概念教學，分析概念錯誤形成的原因，有針對地制定教學策略，并在備課中加以體現。c.在本班級中實施概念教學策略。d.實驗班與對比班對照，得出結果。

（3）完成階段：撰寫實驗報告

四、研究結果分析

小學生數學概念錯誤的形成受多種因素的影響，其中比較重要的因素有以下幾個方面：

1.小學低、中年級的學生學習概念，尤其要依賴其親身的經驗。在教學中，創造條件讓學生獲得豐富的實際操作經驗很有必要。

2.對概念模糊不清，沒有準確掌握概念。如填空題：一個20度的角放在放大十倍的放大鏡下看，這個角是（200）度。

錯填的原因是對“角的大小與什么有關”的認識不夠清楚。由于“角的大小與角的兩條邊叉開的程度有關”，而與“角的兩條邊的長短無關”，在放大鏡下，邊的長短發生了變化，但角叉開的大小沒變。

五、研究對策

如果一個學生概念不清，就無法掌握定律、法則、公式等，就不能在千變萬化的問題中應付自如。也就是說，任何一部分內容的教學，都離不開概念教學。從以上學生發生錯誤的原因分析中，我們可看到一些規律性的東西，要了解這些規律性的東西，在概念教學過程中教師必須認真鉆研教材，在備課中抓住概念特點，提供豐富的感性材料，遵循小學生學習概念的特點，防止和糾正學生常犯的錯誤，在錯誤中訓練學生積極分析、思考的方法。

六、效果

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1、生物技術在農業生產中具體應用

現代生物技術是一門集多項頂尖技術與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現代生物技術主要包括以下七項技術：基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術、生物芯片技術。上述七項技術彼此之間是相互聯系，相互滲透的。其中基因工程是核心技術，它能帶動其他技術的發展。因此本研究以基因工程在農業中具體應用為例進行系統研究。

（1）基因工程在植物遺傳改良中的應用

我國基因工程在植物遺傳改良中的應用現狀主要包括抗逆作物育種、品質改良育種和固氮育種等。例如在轉基因水稻新品種培育、轉基因玉米新品種培育和轉基因棉花的研究與產業化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現代農業生物技術的發展，以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續培育并成功推廣種植了一些轉基因抗病毒作物、轉基因抗細菌及真菌作物、轉基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面，劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉入植物，獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉基因株系；在抗旱作物方面，我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉入番茄，得到轉基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面，可以說我國處于世界領先地位。

（2）基因工程在利用農作物生產食品中的應用

利用基因工程技術作用于農作物生產食品和食品添加劑主要包括三方面：改進食品原料的品質、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發新型功能性食品。利用基因工程技術可對植物的蛋白質、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質性狀進行改良，也可延長果實儲存期和改良食品風味。

2、生物技術在農業生產應用中存在的問題

（1）生物技術研究方面存在的問題

首先，基礎研究比較薄弱。其主要原因：一是由于基礎研究的直接性和可見性成果不是很顯著，所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎理論的研究；二是由于絕大多數人都沒有認識到基礎研究的重要性、基礎性和長遠性，所以我國在基礎研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關政策體制都存在很多問題。其次，應用研究還很欠缺。一方面是由于基礎理論研究的薄弱決定了基礎應用研究的緩慢發展。同時基礎應用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題：分離植物目的基因困難，導入外源基因的過程及其控制較為復雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術各分支領域的結合度不高。第三，某些前沿領域的研究相對滯后。雖然我國在轉基因抗蟲棉、轉基因水稻及家蠶基因方面處于國際領先地位，也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產權保護的專項領域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術前沿領域研究較美歐等發達國家相對滯后。比如說在生物固氮領域研究得不夠深入，影響轉基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破，特別是生物技術與信息技術、神經科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。

（2）生物技術應用所導致的一些問題

首先，對生態的負面影響?，F代生物技術的發展和廣泛應用，為我們解決了許多重大的環保問題，同時也研發出了不少的新型高效環保產品。但是不可否認，由于其技術本身的發展歷程和科學技術在大自然面前的卑微，生物技術的應用也可能引發一些新的環境問題。此外隨著全球未來人口數量的繼續增加，利用抗逆作物轉基因品種擴大農業耕地面積的同時，氮素等農業資源的使用量也隨之加大，造成氮素等礦質營養物質生物化學循環的改變，對水體的富營養化可能具有潛在的促進效應，產生不利于人類和動植物生存和可持續發展的不利后果?？梢姡锛夹g在農業生產中的應用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結構、污染環境等導致生態失衡的一系列問題。其次，對食物安全的影響。轉基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現在三方面：一是轉基因食品的毒性問題。在這方面，目前只有一些相關的試驗報道，尚無人體的研究報告。研究者用轉基因食物喂養大鼠，結果有的試驗顯示大鼠的免疫系統受到破壞，有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉基因食品的過敏反應問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產生過敏的過敏源，那么將此作物的基因轉移到其他作物，這種轉基因作物便具有引發過敏的能力。三是轉基因食品中的標記基因對抗生素的抵抗作用問題。在這方面，相關研究顯示可能性是比較小的，但是我們也不容忽視。

（3）人才緊缺

根據孟弘等人在《對我國生物技術人才問題的幾點思考》一文中介紹據2012年統計，我國設生物科學、生物技術和生物工程三大專業的高校已從2011年的978所上升至1058所，招生人數在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業在校生總人數不低于45萬，每年畢業的人數5—7萬。估計到2020年，我國培養的生物專業大學畢業生總數不少于40萬，我國生物技術發展已經具有了很好的技術人才儲備。可知我國生物技術方面人才的儲備還是很充足。可是仍然存在以下問題：一方面人才培養的速度遠遠跟不上人才的需求量；另一方面從國外引進的農業生物技術高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國，培養既懂科研技術，也知道生產和市場動向的復合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養方案和模式的構建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術人才的儲備已經很充足了，但是這些從高校培養出來的生物技術人才其畢業后從事農業生物技術方面工作的人占整個生物技術領域的比重比較小。

二、改進生物技術在農業生產應用中采取的措施

1、加強農業生物技術的研究

（1）加強生物技術的基礎研究

由于現代生物技術涉及的領域廣、范圍寬。所以，針對我國在農業生物技術基礎理論研究方面的薄弱，我們應該繼續加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎理論的研究，同時也要加強與生物技術緊密相關的化學、化學工程學、數學、微電子技術、計算機科學等基礎理論的研究。

（2）注重生物技術的應用研究

在生物技術領域，基礎理論研究的目的是為了更好的服務于基礎應用的研究。所以我們必須將基礎理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術的基礎應用研究相結合，進行緊密而系統的研究。進而將這些基礎理論與基礎應用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術等相結合而后應用于生物技術育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發等農業生物技術重大領域的研發。從基因組測序的研究轉向基因功能探測和蛋白質功能探測的研究。例如，在生物固氮方面，在我國農區的布局上，氮含量高的區域實行豆、禾、經濟作物間套輪作，可緩解和排除氨阻遏的障礙，發揮根瘤菌的固氮作用，實現兩種作物互惠和高產；在有條件的草地發展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。

2、采取措施避免應用生物技術所導致的負面影響

（1）現代性與傳統性相結合

除了加強生物技術本身的研究、完善相關體制與法規、加大人才培養和資金投入以解決生物技術在農業生產應用中所帶來的一些不良后果、環境問題等，我們還應該把農業生物技術的應用與生態學相結合，把生物技術育種與傳統育種相結合，把生物技術作物種植、養殖與傳統作物種植、養殖相結合。做到充分利用現代高科技術的同時，又順應大自然本身的發展規律。

（2）建立健全轉基因食品安全評估體系

針對轉基因食品對我們人體健康的影響是潛在的和隱性的，我國應建立健全轉基因食品安全評估體系。為此，我們要確立科學客觀的評價原則，既不能以偏概全，夸大威脅，也不能漠然視之，回避轉基因產品可能存在的潛在危險。應投專款、定專人，將安全性問題設立為一項重要課題。從食品安全、生態安全著手，實事求是地個案評估，作出科學的評價，盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規體系。使轉基因食品的安全評估落到實處，使老百姓對轉基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應用生物技術，建立健全相應的法律、法規體系和管理機構，加強轉基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳，提高全民對轉基因食品的安全意識。

3、加大人才的培養

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1•1基因工程定義

基因工程(geneticengineering)技術是指按照預先設計好的藍圖,利用現代分子生物學技術,特別是酶學技術,對遺傳物質DNA直接進行體外重組操作與改造,將一種生物(供體)的基因轉移到另外一種生物(受體)中去,從而實現受體生物的定向改造與改良[3]?；蚬こ痰幕境绦騕4]:(1)獲取所需的目的基因;(2)把目的基因與選好的載體連接在一起,即重組;(3)把重組載體轉入宿主細胞;(4)對重組分子進行選擇;(5)表達成蛋白,采用合適條件,獲得高表達的產品。

1•2發展

1973年美國斯坦福大學和舊金山大學Coken和Boyer兩位科學家成功地進行了DNA分子重組試驗,揭開了基因工程發展的序幕。1984年,Be-van[5]報告了從糞鏈球菌中提取的基因植入煙草(Nicotinaplumbaginifolia)的基因組,開創了轉基因生物時代。1994年,美國農業部(USDA)和美國食品與藥品管理局(FDA)批準第一個轉基因作物產品———延熟保鮮轉基因番茄進入市場之后,大量的轉基因生物作為食品進入人們的生活[6]。

2基因工程在食品工業中的應用

2•1改善食品原料品質

基因工程應用于植物食品原料的生產上,可進行品種改良,新品種開發與原料增產,如選育抗病植物、耐除草劑植物、抗昆蟲或抗病毒植物、耐鹽或耐旱植物[2]。除增加產量外,還應用于改良農作物品種特性方面,例如,豆類植物中蛋氨酸的含量普遍較低,但賴氨酸的含量很高;而谷類作物中的兩者含量正好相反,通過基因工程技術,可將谷類植物基因導入豆類植物,開發蛋氨酸含量高的轉基因大豆[7]。維生素A(VA)缺乏在發展中國家是一種常見的營養缺乏癥,通過基因改造的黃金米(goldenrice),可以產生VA的前體物質β-胡蘿卜素,為防治VA缺乏癥提供了解決辦法,但其使用的有效性和安全性一直以來未作深入研究。Stein等[8]結合健康和營養以及社會經濟政策等因素,通過對黃金米進行的以試驗為依據的研究表明黃金米有望極大地減少VA缺乏癥的發生。此外,通過外源生長激素在受體魚中的表達,可使轉基因魚的肌肉蛋白含量和飼料轉換效率明顯提高,生長速度加快。生長激素轉基因豬也取得了相似的效果,且減少了脂肪,增加了瘦肉率[9]。在不影響奶質量的前提下,美國康乃爾大學利用基因工程技術研究了一種牛生長激素(bo-vinesometotropin,BST),將它注射到乳牛體內,便可提高乳牛的產奶量[10]?；ㄉ^敏源是一種嚴重的食品過敏源,也是最常見的可能威脅到生命的致敏反應。盡管普遍的引發過敏反應的閾值范圍在1個花生仁左右,但痕量(0•1-10mg)也可能觸發對花生的過敏反應。研究認為Arah1、Arah2和Arah3是花生中3種很重要的蛋白質過敏源[11]。Dodo等[12]研究發現,通過RNA干涉技術可以使花生中Arah2的表達受到抑制,從而生產出低致敏源的花生。

2•2改良食品工業用菌種

最早成功應用的基因工程菌是面包酵母菌。人們把編碼麥芽糖透性酶及麥芽糖酶的基因轉移至該食品微生物中,通過表達使該酵母含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖酶的含量大大提高,從而在面包發酵過程中產生較多的CO2氣體,使面包膨發性能良好、松軟可口。另據Meyer[13]報道,由于絲狀真菌具有獨特的高容量表達和分泌蛋白的能力,可利用其生產真菌或非真菌來源的酶類,通過基因工程技術可以有效地提高產率及減少非需要的副產物的形成,為此建立一種有效的轉化方法至關重要,目前可以應用在真菌上的轉化方法有原生質體介導轉化法(PMT)、電穿孔轉化法、基因槍轉化法以及農桿菌介導轉化法(AMT)。

2•3生產酶制劑

酶的傳統來源是動物肝臟和植物種子,后來因發酵工程技術的發展,使得利用微生物生產各類酶成為可能,20世紀50年代初開始,分子生物學和生物化學的發展使基因工程技術在酶制劑方面的應用越來越廣泛。凝乳酶是第一次應用基因工程技術把小牛胃中的凝乳酶基因轉移到細菌或真核微生物生產的酶,利用基因工程菌生產凝乳酶是解決凝乳酶供不應求的理想途徑。Geoffrog等[14]將編碼牛凝乳酶的基因克隆到乳酸克魯維酵母中發現,乳酸克魯維酵母能有效地把凝乳酶原分泌到培養基質,并成功地進行了大規模的工業生產。

2•4改良食品加工性能

啤酒制造中對大麥醇溶蛋白含量有一定要求,如果大麥中醇溶蛋白含量過高就會影響發酵,容易使啤酒產生混濁,也會使其過濾困難。采用基因工程技術,使另一蛋白基因克隆到大麥中,便可相應地使大麥中醇溶蛋白含量降低,以適應生產的要求。在牛乳加工中如何提高其熱穩定性是關鍵問題,牛乳中的酪蛋白分子含有絲氨酸磷酸,它能結合鈣離子而使酪蛋白沉淀。現在采用基因操作,增加k-酪蛋白編碼基因的拷貝數和置換,k-酪蛋白分子中Ala-53被絲氨酸所置換,便可提高其磷酸化,使k-酪蛋白分子間斥力增加,以提高牛乳的穩定性,這對防止消毒奶沉淀和煉乳凝結起重要作用。在烘烤工業中,將含有地絲菌屬LIPZ基因的質粒轉化到面包酵母中,可以使面包蓬松,內部結構較均勻,優化了加工工藝[15]。

2•5生產保健食品

目前,保健食品的開發可采用轉基因手段,在動、植物細胞中得到基因表達而制造有益于人類健康的保健成分或保健因子。例如,2002年,中國農科院生物技術研究所通過重組DNA技術選育出具有抗肝炎功能的番茄,這種番茄被人食用后,可以產生類似乙肝疫苗的預防效果[16]。此外,基因工程技術還可以用于提高食品中礦物質和天然存在的抗氧化維生素(VA、VC、VE)等保健因子水平,這些物質可以減慢和阻止氧化作用,如在番茄和甜椒中大量存在的番茄紅素已經用轉基因技術得到生產。

2•6食品檢測

近年來DNA探針雜交技術在食品微生物檢測中的應用研究十分活躍,DNA探針雜交技術具有特異性強、靈敏度高及操作簡便快速等特點,將是今后食品微生物檢測技術的一個重要發展方向。目前該技術已用于多種食品中致病菌的檢測。蠟質芽孢桿菌(Bacilluscereus)是一種很重要的經食物攜帶,能引起人體疾病的微生物,其產生的腸毒素可能會引起腹瀉、嘔吐等癥狀。為此,檢測這類致病菌顯得極其重要。傳統的檢測方法如平板接種、生化特征描述等方法費時費力,近年來人們通過利用PCR和DNA探針技術來檢測此類病原菌。Subramanian等[17]通過用限制性內切酶BglII從蠟質芽孢桿菌質粒中獲得了一段大小為3kb的DN段為探針,研究發現,此DNA探針對鑒定蠟質芽孢桿菌有高度專一性。

3轉基因食品及其安全性

3•1轉基因食品定義

轉基因食品(geneticallymodifiedfood,GMF)是指以轉基因生物為原料加工生產的食品,利用分子生物學手段,將某些生物基因轉移至其他生物上,使其出現原物種不具備的性狀或產物,針對某一或某些特性,以植入異源基因或改變基因表現等生物技術方式,進行遺傳因子的修飾,使動植物或微生物具備或增加特性,進而達到降低生產成本,增加食品或食品原料價值的目的[15]。轉基因食品包括轉基因動物性食品、轉基因植物性食品和轉基因微生物性食品。轉基因動物性食品主要以提高動物的生長速度、瘦肉率、飼料轉化率,增加動物的產奶量和改善奶的組成成分為主要目標,主要應用于魚類、豬、牛等。轉基因植物性食品主要培育延緩成熟、耐極端環境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物,提高生存能力;培育不同脂肪酸組成的油料作物、多蛋白的糧食作物等以提高作物的營養成分,主要品種有小麥、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。轉基因微生物性食品主要改造有益微生物,生產食用酶,提高酶產量和活性,主要有轉基因酵母、食品發酵用酶等[18]。利用轉基因技術生產的食品是現代生物技術和當代科學成功和進步的標志。

3•2轉基因食品的接受度

人們對轉基因食品的接受度取決于他們對基因工程總的看法。許多研究表明,人們對轉基因技術在食品中的應用持懷疑態度,但是也有研究發現,盡管人們對轉基因技術本身有負面的看法,但在評價一個具體的產品時并不是無條件的和整個技術聯系在一起。例如,消費者在轉基因技術涉及植物時比其涉及動物更容易被接受[19]。葛立群等[20]對遼寧省10個城市消費者進行問卷調查,調查分析結果表明,有64•8%的受訪者聽說過轉基因食品,在轉基因食品與同類普通食品價格相同的情況下,約占55•5%的受訪者表示愿意購買轉基因食品。若是受訪者得知該轉基因食品有益于人身體健康,表示愿意購買的比例增加到了57•9%。遼寧省消費者愿意購買轉基因食品的比例相比于國內其他城市處于較高水平。2004年對南京市的消費者調查表明,僅有27•3%的人愿意在價格相同的條件下購買轉基因食品[21]。此外,消費者的購買意愿會受其個體特征、社會經濟因素、初始態度及認知水平的影響。Chen等[22]對臺灣消費者進行調查后發現人們普遍對轉基因技術應用在科學研究方面持積極態度,而對其在食品中的應用持否定態度。

3•3轉基因食品營養學評價

成分分析是食品原料營養評價的基礎,轉基因作物組成分析評價要考慮原作物的自然變異情況,轉基因食品的營養評價應包括:營養組成,食品中營養成分的生物效能,膳食攝入量和營養性作用[23]。1997年以來,德國的聯邦農業研究中心進行了18項轉基因植物喂養動物試驗,包括乳牛、公牛、乳豬和成年豬、母雞、肉雞和鵪鶉等動物。大部分試驗(16項)喂養的是第一代轉基因植物諸如Bt-玉米,Pat-玉米,Gt-大豆,Gt-馬鈴薯等。有兩項研究是使用第二代轉基因植物(如改變了脂肪酸的油菜籽或是菊粉馬鈴薯),結果發現,在營養價值方面第一代轉基因植物與非轉基因品種沒有明顯的差異,也沒有從被喂養的動物組織或器官發現重組DN段[24]。

3•3•1蛋白質評價GMF的蛋白質評價是轉基因食品營養素評價的內容之一。Shireen等[25]對GST大豆中的EPSPS基因的表達作了營養評價?？茖W家用大腸桿菌表達的CP4EPSPS蛋白做了小鼠口服急性毒性試驗,結果表明,不同劑量組之間在體重、累積體重和攝食方面沒有統計學差異,解剖未發現異常。

3•3•2脂類的評價Robert[26]研究發現,把海藻中的omega-3長鏈多不飽和脂肪酸(LC-PUFA)基因轉入陸地油料作物中,從大西洋鮭魚提取的omega-3-LC-PUFA和轉基因油料作物生產的omega-3-LC-PUFA的營養效果一致。

3•3•3礦物質的評價Drakakaki[27]發現轉基因玉米表達曲霉的植酸酶后,能夠幫助小鼠高效吸收鐵。有關GMF中主要營養素評價的文獻資料表明轉基因食品的營養素變化不大。

3•4轉基因食品的安全性

3•4•1轉基因食品安全性問題的起因1998年8月,英國的Pusztai[28]用轉雪花蓮凝集素(GNA)基因的馬鈴薯飼養大鼠,發現大鼠出現了器官生長異常、體重減輕等癥狀,免疫系統也遭到破壞,對于人類而言,類似結果可能導致癌癥發病率和死亡率大幅上升。這一試驗結果引起世界范圍對轉基因食品安全性的質疑。1999年,美國康乃爾大學Losey等[29]報道,用拌有轉Bt基因抗蟲玉米花粉的馬利筋草喂養大斑蝶幼蟲,以喂正?；ǚ刍虿患踊ǚ鄣淖鳛閷φ战M,4d后喂Bt花粉的幼蟲死亡率達44%,從而引發了“轉基因植物對生態環境是否安全”的爭議。2000年,美國Aventiscropscienc公司生產的“里聯”轉基因玉米因可能導致部分人皮疹、腹瀉或呼吸系統的過敏反應,只準予作動物飼料,但檢測發現該轉基因玉米被混入加工食品中,從而引起全球300多種含玉米產品的回收潮。此后,美國政府于2001年1月出臺了轉基因食品管理草案;2005年5月英國《獨立報》報道,MonSant公司的研究表明,食用了轉基因玉米的老鼠腎臟變小,血液的構成發生變化。由于轉基因大豆在我國國內油料市場占有舉足輕重的地位,由此引發了中國消費者對食用轉基因大豆油安全性的擔憂[30]。

3•4•2轉基因食品潛在的安全性問題

3•4•2•1毒性問題關于轉基因食品的毒性問題,目前只有一些相關的試驗報道,尚無人體的研究報告。1998年,英國Rowett研究院的Putsai博士[31]用轉雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯喂大鼠,聲稱大鼠食用后體重和器官重量減輕,免疫系統受到破壞。而據Poulsen等[32]的研究,通過用表達雪花蓮凝集素基因的大米喂養大鼠,采用90d喂養試驗發現,雖然喂養轉基因大米組與正常對照組存在明顯的統計學差異,但并沒有數據能說明轉基因米對大鼠的生長產生有害的影響。

3•4•2•2過敏反應問題第一次與轉基因食品有關的過敏問題的提出是在1996年,當時研究人員發現,在從巴西堅果向大豆轉移一個主要過敏原的過程中,同樣也轉移了它引發過敏的能力,它能夠在本來對巴西堅果過敏的個體中引發過敏反應。被討論的這個基因編碼是2S白蛋白,用于提高飼用大豆的營養狀況[33]。這一發現促使人們對轉基因食物潛在過敏性進行更加全面的測試。

3•4•2•3對抗生素的抵抗作用抗生素抗性基因是目前轉基因植物食品中常用的標記基因,但抗生素標記基因對人體的健康是否會造成不利的影響,例如,是否會水平轉移到腸道微生物或上皮細胞,從而降低抗生素在臨床治療中的有效性,一直受到人們的關注[34]。雖然目前人們傾向于認為這種可能性比較小,但在評估潛在健康問題時,仍應考慮人體和動物抗生素的使用以及腸道微生物對抗生素的抗性。

3•4•2•4基因漂移問題基因漂移指的是一種生物的目標基因向附近野生近緣種的自發轉移,導致附近野生近緣種發生內在的基因變化,具有目標基因的一些優勢特征,形成新的物種,以致整個生態環境發生結構性的變化。最常見的如水平基因轉移(HGT)或基因橫向遷移(LGT),它是指一種有機體將遺傳物質轉移到另外一個有機體而不是其后代體內,這種進程很容易在原核生物體內發生,從而嚴重影響細菌基因組的進化及其它細菌的物種多樣性[35]。研究表明,油菜、甘蔗、萵苣、草莓、向日葵、馬鈴薯以及禾本科作物均有向其近緣野生種的自發基因轉移,甚至不同屬間的基因漂移也有可能發生[36]。當發生基因漂移時,可能產生一些難以預料的后果,如產生超級雜草、超級害蟲、危害生物多樣性、誘發新病毒、對非靶標有益生物的影響,即所謂的“基因污染”問題。

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第一條為了加強我省海洋開發管理專項資金和項目管理工作，提高管理質量，促進海洋成果產業化，根據有關法律、法規，制訂本辦法。

第二條根據省政府浙政發[**]15號文精神，“十五”期間省財政安排的海洋開發管理專項資金，主要用于：

1.科研項目：海洋資源綜合開發試驗、淺?？癸L浪水產養殖技術和設施研究、種苗生物技術研究、集約化水產養殖技術研究、水產品精深加工技術及海洋藥物開發技術研究、水產養殖容量研究、主要水產養殖品種營養及飼料研究等。

2.管理項目：海洋與漁業資源調查、海洋環境監測、海洋綜合管理和建設、海洋科技人員培訓等。

3.產業化項目：海洋藍色工程示范園區建設、新興海洋產業發展引導、技術成果組裝配套與產業化。水產養殖新技術新成果規?；a開發、水產品精深加工及海洋藥物新技術成果轉化。

第三條海洋開發管理項目管理程序分為項目申報、項目審批、項目實施、項目驗收和項目結題等五個階段。

第四條本辦法僅適用于我省海洋開發管理專項資金和項目的管理。

第二章立項條件與程序

第五條申報原則和條件

（一）科研項目：必須是我省海洋與漁業經濟發展中迫切需要解決的關鍵性技術，或對決策部門有重大科研（參考）價值，或對海洋產業發展有重要作用，并對全省具有一定普遍性的問題進行探索、研究，其成果能較大幅度地提高經濟效益和較明顯地促進海洋漁業經濟的增長。

（二）海洋管理項目：必須符合國家及我省海洋綜合管理的計劃目標，有利于促進海洋資源的保護和合理開發，有利于海洋與生態環境的保護和整治，達到海洋經濟可持續發展，促進海洋綜合管理水平的提高。

（三）產業化項目：應具有良好的市場發展前景和明顯促進海洋與漁業產業的發展，并能帶動周圍區域經濟發展或行業科技進步，具有較強的引導示范作用。項目實施后能產生良好的經濟、社會效益。

（四）申報項目單位須是海洋管理部門和經有關部門核準登記、具有獨立法人資格，從事海洋研究、開發、管理的的單位，并具有承擔項目相關的基礎與條件。

第六條項目申報程序

（一）凡是申報我省海洋開發管理項目，必須編制可行性研究報告，內容包括：

1.項目立題依據（包括目的、意義、國內外概況和發展趨勢）；

2.開發管理內容和預期目標；

3.技術經濟指標與社會、經濟、生態效益分析；

4.現有工作基礎和條件；

5.項目實施方案和計劃進度；

6.資金籌措和匹配落實情況及資金用途；

7.其它應提供的有關材料（如承擔單位背景材料，藥物、飼料等特種行業的生產資質證書等）。

由第一申報單位填報《浙江省海洋開發管理專項資金項目申報表》（附件2），填寫時必須實事求是。項目可行性報告使用A4紙，全部打印并裝訂整齊后附在《申請表》后。

（二）各市、縣（市、區）項目立項申請需由當地海洋主管部門、財政部門聯合上報，并且各市海洋主管部門、財政部門對各縣（市、區）上報項目的可行性研究報告與申報表內容的真實性、方案的可行性、經費預算的合理性、項目匹配資金落實情況、申請單位資產情況等簽署具體意見。國家和省屬單位申報項目，可經行業主管部門審核后，直接申報。

（三）申報貼息的海洋開發項目，還應附銀行貸款憑證復印件及貼息貸款項目申請表（見附件3）一式三份，自籌資金及其它資金匹配落實情況證明等。

（四）同一項目負責人申請的項目，原則上不得超過一個。已獲資助的項目在完成之前，一般不再受理原項目主要參加人員申報新項目。為確保項目的實施進度和質量，項目的主要負責人必須能在項目完成的全過程中承擔實質性的開發、管理與協調工作。

（五）項目上報時間：項目一般每年申報一次，須于每年11月15日前將申報下一年度的項目可行性研究報告、申請表等材料報送省海洋與漁業局（五份）及省財政廳（一份）。

（六）各市海洋主管局、財政部門和直接申報單位應對項目進行嚴格篩選，按項目的重要性和可行性集中排序形成匯總表，一式三份加蓋公章后一并報送省海洋與漁業局（二份）及省財政廳（一份）。

第三章項目審批

第七條省海洋與漁業局負責對申請項目進行初審，有以下情況之一者不予受理。

（一）申請手續不完備，相關資料不齊全。

（二）申報書填寫不符合規定，未按要求打印。

（三）不符合省海洋開發管理專項資金項目資助范圍和有關規定。

（四）申請經費過多，省海洋開發管理專項資金無力支持的。

第八條項目評審

（一）申報項目經初審后，省海洋與漁業局會同省財政廳對符合申請條件的項目進行評審和綜合平衡。

對重大項目省海洋與漁業局將會同省財政廳聯合組織專家進行專題論證。論證實行個人回避制度。

（二）對列入市、縣海洋主管局海洋開發管理基金和省藍色工程示范區的項目，在綜合平衡時給予優先考慮。

第四章資金管理

第九條省海洋開發管理專項資金堅持“專項管理，重點支持，?？顚Ｓ谩钡脑瓌t。年初根據當年海洋開發與管理工作任務確定當年的安排重點。

第十條省財政廳和省海洋與漁業局聯合發文下達當年項目計劃的批復和項目資金。項目合同簽訂后，項目承擔單位憑項目合同書向當地財政部門申領項目資金。省屬單位的項目資金由省海洋與漁業局核撥。

第十一條為確保項目管理工作順利進行，各市、縣（市、區）對每個項目資金采取分期下達辦法，分期下撥比例和時間視項目實施情況而定。

第十二條省海洋開發管理專項資金的使用必須嚴格按照有關財務制度執行。項目承擔單位應加強財務管理和會計核算工作，做到專帳核算，專款專用。項目完成后要報送項目開發的總結報告及完整的技術、經濟檔案材料，并同時報送資金使用情況。

第十三條各級海洋和財政部門要加強對項目進展和資金使用的監督、檢查和管理。對查出的違規、違紀問題，要及時糾正，嚴肅處理。并把項目實施和資金使用情況作為今后安排項目的重要依據。

第十四條凡出現以下情況之一者，將不安排第二年度的項目。

（一）不按規定格式上報項目材料（包括不上報計算機軟盤）。

（二）項目主管部門對項目例行檢查時不予合作甚至拒絕檢查。

（三）弄虛作假、貪污、浪費、挪用資金等，除撤銷資助外，情節嚴重者，將依法追究有關人員和單位的行政或法律責任。

（四）其他違反本辦法中的相關規定。

第十五條各沿海市、縣、（市、區）要結合本地實際，相應建立本級的“海洋開發管理專項資金”，制定“海洋開發管理專項資金”的具體管理使用辦法，并報省海洋與漁業局、省財政廳備案。

第五章項目實施與驗收

第十六條項目計劃下達后，項目承擔單位必須與省海洋與漁業局簽訂項目合同（附件4），項目合同按規定的格式要求填報（應在計劃下達1個月內向省海洋與漁業局報送合同草案，認可后打印并蓋章，一式十份報省海洋與漁業局科技處）。

第十七條項目合同是計劃執行、檢查、項目驗收、評審、鑒定的依據，具有法律效力，不得隨意更改，如果在合同執行過程中，因不可抗力原因需要更改，應由承擔單位提出書面報告，經市海洋主管局（國家和省屬單位經行業主管部門）審核后報送省海洋與漁業局批復后生效，否則仍需按原合同執行。

第十八條鑒于海洋管理類項目是一項公益性的、以社會效益為主的規范性管理工作，因此不簽訂項目合同，只下達工作計劃和任務，年終上報工作總結。

第十九條海洋開發管理項目建設期一般為一年。凡納入計劃的項目，要按期完成，并符合規定要求。

第二十條各市海洋主管部門要認真執行項目年度檢查制度。各市海洋主管部門負責檢查本市年度項目計劃進展情況，落實項目承擔單位填寫相應的年度檢查表（見附件5），并審核、匯總項目年度檢查表。于次年1月10日前匯總上報省海洋與漁業局（三份）和省財政廳（一份）。并同時報送WORD軟件打印的軟盤或E—mail：zjsc@。國家和省屬承擔單位經行業主管部門審核后可直接報送省海洋與漁業局和省財政廳。

第二十一條各級海洋主管部門與當地財政部門要加強項目實施過程中的指導、協調、服務工作，隨時掌握進度、督促項目實施。

第二十二條項目驗收

（一）省海洋開發管理項目驗收的主要依據：有關海洋開發管理的方針、政策、規章制度及項目建設標準，各類項目計劃和項目合同等。

（二）省海洋開發管理項目驗收的內容：各類指標完成情況及資金使用情況等。

（三）省海洋開發管理專項資金項目驗收由省海洋與漁業局負責受理，并會同省財政廳組織驗收。

（四）項目承擔單位在項目任務完成后需提出項目驗收申請報告，并附有關文件資料，經所在市海洋主管部門和當地財政部門審核同意后上報，省海洋與漁業局審查合格后，會同省財政廳進行驗收。必要時，可委托地方有關部門組織驗收。

（五）項目驗收原則上采取現場驗收的方式，參與項目實施的專家不得作為驗收組成員。項目驗收意見由驗收組組長簽字后生效。

第六章科研項目結題

第二十三條項目結束后，承擔單位應及時撰寫課題完約報告(說明指標完成情況與資金使用情況等，詳見合同條款第七條)，整理課題資料，并將完整的課題資料經市海洋主管部門、財政部門審核后，報送省海洋與漁業局和省財政廳（各一份）審查。對經審查不合格的項目分別作如下處理：

（一）由于資料不齊的，限兩個月內補齊后重新報送。兩個月內不補齊的視同不報材料處理。

（二）因不可抗力的原因未完成合同書預定的目標，應以書面形式予以說明，由承擔單位領導審閱、單位蓋章，連同結題項目材料，經市海洋主管部門和當地財政部門或省級行業主管部門審核后，報省海洋與漁業局及省財政廳批復、備案。

（三）由于主觀原因未能按計劃合同書進展和質量要求開展項目工作或完成質量極差者及不報送任何課題完約材料者，三年內不再受理該單位或該項目負責人的項目申報。

第二十四條項目鑒定

對全面完成合同指標的項目，其成果要求進行技術鑒定的，項目承擔單位向省海洋與漁業局申請科技成果鑒定。其鑒定程序參照《浙江省海洋與漁業局科研計劃管理辦法》執行。

第七章附則

篇5

2012年12月17日至19日，來自英、美、中等多個國家的17支科研團隊匯聚于菲律賓馬尼拉，在亞洲最大的國際農業科研機構一一國際水稻研究所（IRRI），參加一年一度的“C4年會”。與會者興奮地發現：根據研究進度時間表，幾乎可以肯定，三年之內能夠實現雙細胞碳4（C4）水稻的代謝原型，其不再僅僅是個“計劃”。

四年前，這些科研團隊組成了“國際C4水稻聯盟”（下稱C4聯盟），希望將玉米中的高效光合作用機制，安裝進水稻中，以提升水稻產量。這個新品種水稻被稱為C4水稻。若C4水稻研發成功，它將減少化肥的使用，比傳統水稻更適應干旱等惡劣環境，重要的是，可以使水稻增產50％。

亞洲供應并消費著世界范圍內90％的水稻，平均每公頃土地供養27人，這一數字到2050年，將是每公頃必須供養43人。在世界范圍內，人均耕地面積在減少，平均每天約有2.5萬人的死亡與饑餓相關?！巴恋馗N面積已經沒有可能進一步增加，所以我們需要提高單產和耕種效率。”康奈爾大學農業生物技術支持計劃第二期（ABSPII）項目主任弗蘭克-紹科斯基（Frank　Shotkoski）說。

探索新的增產途徑成為科研工作者們努力的目標。國際水稻研究所計劃，未來三年研制出C4水稻的原型。這離C4水稻真正研發成功還很遠，至少需要15年。

雖然這項技術的研發還存在許多不確定性，中國工程院院士袁隆平在2012年9月的一次演講中表示，C4技術將被融入第四期超級雜交水稻的研發，達到畝產1000公斤的目標。來自各國的研究者們相信，這是實現新一輪糧食增產的極有潛力的路徑。

改造水稻生理

雜種優勢和形態改良是雜交水稻增產的兩個核心路徑。如今，科學家們幾乎用盡了作物中所有與提高產量相關的有利基因，增產已接近極限。

2012年9月，湖南省溆浦、隆回等五個縣的攻關田中，第三期超級雜交水稻終于成熟，專家組對其中三塊田進行驗收，平均畝產達到917.72公斤，實現了袁隆平六年前提出的“超級雜交稻第三期畝產900公斤攻關”設定的目標。

然而，受到研究人員精心照顧的試驗田與實際農田存在不小差距?！暗谌诔夒s交水稻的產量潛力和適應性還有待進一步研究。目前我們推廣的超級稻主要是二期?！焙想s交水稻研究中心雜交水稻重點實驗室常務副主任趙炳然說。

包括雜交育種在內的傳統育種方式，主要依靠挖掘水稻自身的有利性狀達到增產目的。早在140多年前，奧地利植物學教師孟德爾（Gregor　Johann　Mendel）將1英尺高的豌豆與6英尺高的豌豆進行雜交，種出的豌豆竟然都超過了6英尺的高度，這就是所謂的“雜種優勢”。

雜交水稻相較于純系水稻，產量可以提高15％－20％。上世紀60年代，美國植物病理學家諾曼·E·勃勞格（Norman　E　Bor　laug）通過利用作物的矮化基因，令小麥、玉米、水稻等農作物的莖干變短，使作物免于在風中折斷，同時優化田中的光線分布，提高谷物產量。這種對植物形態的改良解決了世界數以億計人口的糧食問題，勃勞格也因此獲得了諾貝爾和平獎。

“改良水稻有很多方向，如果集合在一起，也許會有一定效果，但很難再做到更大幅度的突破。”臺灣國立嘉義大學講座教授古森本表示，若雜交的種源依然是碳3（C3）水稻的話，增產很難突破20％的瓶頸。

從1996年開始，“中國超級雜交水稻”項目使雜交水稻產量每五年就上一個新臺階，但袁隆平也意識到雜交水稻的瓶頸。他在2011年發表的文章《超級雜交稻的培育需要基因工程的加盟》中表示，未來若希望進一步增產，面對如何從生理上突破水稻光能利用率等關鍵瓶頸。文章提到，利用遠緣有利基因是培育超級雜交稻的主要技術路線?！盎蚬こ碳夹g在水稻遺傳育種中的巨大潛力將得到越來越多的顯現，轉基因水稻在生產上的大面積應用只是時間問題。”袁隆平寫道。

袁隆平團隊已宣布C4技術將被融入第四期超級雜交水稻研發中。在農作物中，玉米、高粱等為C4植物，水稻、小麥等皆為C3植物。目前主要的糧食作物多為C3植物。

C4光合作用機制是由C3植物在適應惡劣環境中進化而來。研究人員推測，大約在1000萬年以前，水和二氧化碳的缺乏，使得C3植物不得不進化出更高效的C4光合作用機制。C4有一個秘密武器：二氧化碳（CO2）濃縮機制。該機制包括C4代謝物穿梭機制及獨特的花環結構，兩者合作促使C4植物獲得更高的光能利用效率，從而實現增產。

研究者們相信，人類可以幫助水稻“進化”出C4光合作用機制。“這需要運用轉基因實現發育調控，是最高水平的轉基因工作。”中科院遺傳與發育研究所發育生物學研究中心高級工程師姜韜說。

在上世紀90年代，古森本將玉米中的一種光合作用酶的基因導入水稻中，使水稻的光合作用效率得到部分提高。雖然還遠不及C4植物的水平，但是證明了玉米中與光合作用相關的基因可以在水稻中表達?！爱敃r大家都不相信這個可行?！惫派菊f。

2000年初，古森本將玉米中兩個酶——PEPC和PPDK的基因整合進水稻中，并將這個水稻品種交給了袁隆平，以及安徽省農業科學院水稻研究所焦德茂團隊、江蘇省農業科學院遺傳生理研究所李成荃團隊，希望運用雜交的方式，產生既保留玉米基因，又適合中國環境的水稻?！案鶕?011年5月的報告，田間的產量可以增加15％－20％?！惫派菊f。

古森本計劃，在2013年，使水稻表達六種玉米的光合作用酶的基因，完成一期C4水稻。

C4聯盟也在2012年剛剛結束的一期項目中，鑒定出形成C4光合作用機制的核心基因，以及控制花環結構的目標基因。在這個過程中，中科院上海生命科學研究院研究員朱新廣帶領的團隊致力于鑒定C4原型所必需的所有核心元件，及設計其最佳配合方式。在一期中，該團隊鑒定出了C4光合系統運作必需的轉運蛋白。

現在，C4聯盟已經將主要C4代謝酶轉入水稻。同時，在控制花環結構的重要基因方面，也取得了進展。

“花環”難題

第一批C4水稻研究者將焦點投在酶上，卻始終得不到理想的試驗結果。直至研究者們意識到，花環結構是C4光合作用提高光能利用效率的關鍵因素，而這在以往的C4工程改造中沒有涉及。

“這好比運作一個大工廠，酶是機器。若要提高生產效率，就需要一定數量的按規律排列的機器。與此同時，也需要安排好放置機器的房間。而這些房間就是植物中的葉肉細胞、維管束鞘細胞?！倍鄠惗啻髮W生態學及進化生物學教授羅溫·塞格（Rowan　F　Sage）說。

顯微鏡下的C4植物葉片切片中，排列著一個個圓環，這些圓環由維管束鞘細胞排列組成。由于形狀很像花環，因此用德文Kranz（花環）命名。C3植物的維管束鞘細胞內因缺少葉綠體，顯得干癟且不規則。

C3植物僅在葉肉細胞中完成光合作用，C4植物卻同時在葉肉細胞、維管束鞘細胞兩個細胞中工作。

維管束鞘細胞可以保護光合作用的核心酶——Rubisco少受O2的影響，同時，可使被源源輸入的CO2免于泄漏，進而形成一個“高壓CO2艙”，也增加了CO2的利用率。

可見，高效的C4途徑需要兩種光合作用細胞間有序分工、密切合作，使光合作用酶最大程度地發揮作用，提高光能、氮素利用效率，減少水和能量的浪費。

C4水稻項目及其他相關研究團隊，計劃將更大的精力投放在對花環結構的研究上。要在4.5萬個玉米基因中鎖定控制花環結構的核心基因，猶如大海撈針。塞格預計，需要改變數十個到數百個基因，才可以將玉米的光合系統組裝進水稻，“我們尚沒有技術可以同時轉移如此多的基因?！?/p>

每一個參與C4水稻研究的人都知道，這是一項漫長的工作。澳洲國立大學醫學院環境生物學教授蘇珊娜·凱米爾（Susanne　von　Caemmerer）在《科學》雜志上撰文表示，“我們預期未來三年獲得C4水稻的原型，然而，距離C4水稻走入田間，還需要進行15年的完善?！?/p>

C4水稻未來

研究者普遍預測，C4水稻研究成功，有可能使水稻產量提升50％。但C4水稻研究絕非一個便宜的項目。

國際水稻研究所2012年在官網上公布，其與英國政府、比爾及梅琳達-蓋茨基金會（BMGF）撥款1400萬美元來支持未來三年的C4水稻項目。這個數字接近研究人員的預期，國際水稻研究所C4聯盟協調員保羅·科維克（Paul　Quick）估計，C4水稻研究項目每年需要科研經費500萬美元。C4水稻的研究需要15年到20年，由此推算，未來的科研經費需要7000萬美元到1億美元，這還不包括后期的安全性評估。

作為該技術的主要支持者之一，BMGF已經給予X4聯盟一期研究約1100萬美元的資助。在2012年開始啟動二期研究時，英國國際發展署（DFID）也加入了資助的行列。就連對轉基因技術一向保守的歐盟，也聯合科研界以及商界，設立了為期五年的“3到4”項目，希望通過C3轉C4光合作用，發展可持續性農業。

“這個項目非常有前途。C4水稻有潛力減少水、化肥的使用，同時，顯著提升產量，從而保障世界上數以億計的以水稻為主食的窮人的食物安全?！盉MGF副發言人艾米-恩萊特（Amy　Enright）說。

水稻只是目前研究的載體，若C4水稻研發成功，研究人員可以遵循相似的原理改造小麥、大豆等一系列C3作物。按照塞格的觀點，這項投資很合算，“根據我們的計算，若這項技術取得成功，30年的時間，C4再造技術的投資回報率將達到100倍或者1000倍?！?/p>

這項研究的懷疑者則不這么看，在大自然中，一個植物從C3到C4的進化幾千年才能完成?！巴ㄟ^人為的方式是否能解決這個問題？此前，有人希望將豆科植物的固氮機制轉移到玉米里，就不再需要豆科植物和玉米的輪作。我聽說這個事情的時候，是在上世紀80年代，但到現在都沒什么突破性的成果?！奔质∞r業科學院農業生物技術研究所研究員郝東云說，“我們對于C3、C4基因調控機制的了解還不完善，現在對C4水稻的研究只是一種摸索。”

另外，研究者們也無法肯定光合作用機制的改變，是否會影響稻米的口感，或者使其營養成分等發生變化。

朱新廣堅持認為，對C4植物的研究由單純的導入酶擴展到改變植物的細胞結構之后，研究前景就完全不同?，F在，他和山東師范大學、中科院植物所等機構的多位研究人員，協同開展研究，以盡快推進中國C4改造事業。

恩萊特也明確地告訴《財經》記者，所有受到資助的人，都需要建立“全球使用權計劃”（global　access　plans），即確保這些技術可以提供給所有需要它的人。受資助者必須承諾，所有產品，比如改良的稻米品種，必須以可被接受的價格提供給那些需要幫助的人。

篇6

【關鍵詞】 光電子技術 光醫學 光保健 學科現狀 發展趨勢

一 引言

生物醫學光學與光子學是光學或者說光子學現展的一個分支學科。由于光學與光子學是具有極強應用背景的學科，所以“生物醫學光子技術”這一多學科交叉的新興研究領域在20世紀末葉也隨之應運而生。

激光技術作為一項重大的科技成就，為研究生命科技和疾病的發生、發展開辟了新的途徑，為保健和臨床診療提供了嶄新的手段,推動人類科學技術進入新的發展階段。

可以把與光的產生、傳播、操縱、探測和利用有關的物理現象和技術包括在內的科學及工程籠統地簡稱為光學。用光學最廣的含義來概括各研究領域及其相關交叉分支時必然包括了激光和光電子技術。運用光學及其技術研究光與人體組織的相互作用問題可歸之于“組織光學”范疇。它是研究光輻射能量在生物組織體內的傳播規律以及有關組織光學特性的測量方法的一門新興交叉學科，是光醫學（光診斷和光治療）的理論基礎。經過40多年的發展，激光與光電子技術在人類的保健、醫療以及生命科學中產生了很大影響。

在醫學領域，光電子技術使各種新療法，包括從激光心臟手術到用光學圖像系統的關節內窺鏡進行微損膝關節修復等，成為可能或得以實現。目前，科學家們正致力于研究光學技術在非侵入式診斷和檢測上的應用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“無針”監控等。激光在醫學上的最早應用雖然集中在治療方面，然而在80年代初期起便開始了光診斷技術的探索。指望無損害地獲得診斷信息是這些研究的驅動力之一，其中在物理學中高度發展的光譜技術有望在診斷醫學中得到應用。利用光纖把光傳輸到身體內部的能力，可以完成膀胱、結腸和肺等器官的檢查。隨著醫學診斷方法向無損化方向發展，利用光電子學技術對組織體進行鑒別和診斷，有可能更早期、更精確地診斷各種疾病。近年來，人們開始把這種診斷方法稱之為“光活檢”。

隨著現代醫學模式的轉變、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，從20世紀80年代后期起，“激光美容術”在世界各地包括在我國各大城市逐漸地開展。保健美容是光電子技術應用越來越活躍的領域。激光技術應用于美容外科的起步較早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治療變得簡易有效。到20世紀末，人們又開發了一種稱為光子嫩膚術的新美容技術。它基于選擇性的光熱解作用，有效地改善肌膚的質地和彈性，達到美容的效果。之所以用激光或強脈沖光進行非消融性的嫩膚或治療越來越流行，是因為這類手術具有無損、不必住院、幾乎無副作用和無疼痛，從而使受術者容易接受的優點。

國家自然科學基金委員會先后二次在“光子學與光子技術”以及“生物醫學光學”優先資助領域戰略研究報告中分別指出：近年來生物醫學光學與光子學的迅猛興起，令人矚目，并因而引發出一門新興的學科－生物醫學光子學（Biomedophotonics）。研究報告選定了近期優先研究領域包括生物光子學、醫學光子學基礎研究、醫學臨床的光學診斷和激光醫學中的重要課題等諸方面。

福建師范大學在1974年成立了“醫用激光及其應用技術”研究組，以激光與光電子技術為基礎，圍繞激光醫學應用的核心技術開展研究與開發。至二十世紀九十年代，跟隨該領域的國際走向，轉入激光醫學技術的基礎理論研究工作，在國內率先開展了生物組織光學與光劑量學的研究。伴隨研究工作的深入開展，逐步形成了我們有特色的若干前沿研究方向，并于2005年獲準立項建設醫學光電科學與技術教育部重點實驗室。

二 國內外現狀

光學在生命科學中的應用，在經歷了一個緩慢的發展階段后，由于激光與新穎的光子技術的介入，進入了一個迅速發展的新階段。與光學有關的技術沖擊著人類健康領域，正在改變著藥物療法和常規手術的實施手段，并為醫療診斷提供了革命性的新方法。特別在近十多年來，與蓬勃的學術研究活動相對應，國際上出現了專門的研究性學術雜志，如：Laurin 出版公司于1991年發行了“Bio-Photonics”新雜志。美國光學學會重要的會刊之一“Applied Optics”也于1996年將其“Optical Technology”欄目擴充為“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有關生物醫學光學的論文專集。SPIE亦于1996年創辦了期刊Journal of Biomedical Optics，且聲譽日隆。到2004年，該刊的SCI影響因子已達3.541。當前，發達國家普遍對生物醫學光子學學科給予了高度重視。例如，在美國國家衛生研究院（NIH）新成立的國家生物醫學影像與生物工程研究所（NIBIB）中，生物醫學光子學也成為其主要資助的領域。近三年中，美國NIH已經召開過4次研討會，認為新的在體生物光子學方法可用于癌癥和其它疾病的早期檢測、診斷和治療。新一代的在體光學成像技術正處在從實驗室轉向癌癥臨床應用的重要時刻。在NIH的支持下，美國國家癌癥研究所（NCI）正在計劃5年投資1800萬美元，招標建立“在體光學成像和/或光譜技術轉化研究網絡（NTROI）”，其研究內容主要包括：光學成像對比度的產生機理、在體光學成像技術與方法、臨床監測、新光學成像方法的驗證、系統研制與集成等五個方面。2000年底，在美國NIBIB的首批支持項目中，光學成像方法約占30%。2000年7月，美國NIH投資2000萬美元，開展小動物成像方法項目（SAIRPs）研究，受到生命科學界的高度關注，其中光學成像方法是研究重點之一。美國國家科學基金會（NSF）在2000-2002年了4次關于生物醫學光子學研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招標指南?！?.11”事件后，美國國防部啟動了“應激狀態下的認知活動”(Cognition under stress)項目，采用的研究方法就是光學成像技術。美國加州大學Davis分校于2002年10月宣布：未來10年內，將投資5200萬美元建立生物醫學光子學科學技術中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000萬美元由NSF支持。在學術交流活動方面，國際光學界規模最大西部光子學會議（Photonics West）上，每年的四個大分會之一即是生物醫學光學會議（BiOS），論文均超過大會總數的三分之一，如，2003年關于BiOS的專題為19個，占整個會議的19/52=36.5%；2004年，IBOS會議專題為20個，占整個會議的20/55=36.4%。另外，每年還召開歐洲生物醫學光子學會議。除疾病早期診斷、生理參數監測外，在基因表達、蛋白質―蛋白質相互作用、新藥研發和藥效評價等研究中，特別是近年來的Science, Nature, PNAS等國際權威刊物發表的論文表明，光子學技術也正在發揮至關重要的作用。在某些領域，如眼科，光學和激光技術已成熟地應用于臨床實踐。激光還使治療腎結石和皮膚病的新療法得以實現，并以最小的無損或微損療法代替外科手術，如膝關節的修復?，F在，用激光技術和光激勵的藥物相結合可治好某些癌癥。以光學診斷技術為基礎的流動血細胞測量儀可用于監測愛滋病患者體內的病毒攜帶量。還有一些光學技術正處于無損醫學應用的試驗階段，包括控制糖尿病所進行的無損血糖監測和乳腺癌的早期診斷等。光學技術還為生物學研究提供了新的手段，如人體內部造影、測量、分析和處理等。共焦激光掃描顯微鏡能將詳細的生物結構的三維圖象展現出來，在亞細胞層次監測化學組成和蛋白質相互作用空間和時間特征。以雙光子激發熒光技術為代表的非線性成像方法，不僅可以改善熒光成像方法的探測深度、降低對生物體的損傷，而且還開辟了在細胞內進行高度定位的光化學療法。近場技術將分辨率提高到衍射極限以上，可以探測細胞膜上生物分子的相互作用、離子通道等等。激光器已成為確定DNA化學結構排序系統的關鍵組成部分。光學在生物技術方面的其它應用還包括采用“DNA芯片”的高級復雜系統，和采用傳輸探針的簡單系統。激光鉗提供了一種在顯微鏡下方能看見的一種新奇的、前所未有的操作方法，能夠在生物環境中實現細胞或微觀粒子的操縱與控制，或在10-12m范圍內實現力學參數的測量。結合光子學和納米技術已經可以探測細胞機械活動，揭示細胞水平上隱秘的生命過程，利用納米器件甚至可以檢測和操縱原子和分子，這可以應用在細胞水平的醫學領域。高技術的進步，如：微芯片極大地加速了生物光子學的發展進程。集成電路、傳感器元件和相連電路的小型化、集成化促使在體和體外測量分子、組織和器官圖像成為可能。許多生物醫學光子學技術已經在臨床上應用于早期疾病監測或生理參量的測量，如血壓，血液化學，pH，溫度，或測量病理生物體或臨床上有重要意義的生化物種的存在與否。描述不同光譜特性（如熒光，散射，反射和光學相干成像）的各種光學概念出現在功能成像的重要領域。從大腦到竇體再到腹部，精確導位和追蹤，對于精確定位醫療儀器在三維手術空間的位置具有重要的作用?；诜肿犹结樀墓庾蛹夹g可以識別發生疾病時產生的分子報警，將真正實現令人激動的、個人的、分子水平的醫學。

我國的研究基礎與條件雖然相對落后，研究投入不足，但生物醫學光子學是一門正在興起和不斷發展的學科，在這一新興交叉學科上國內外處于一個起跑線上。近年來，在國家自然科學基金委、省部委以及其它基金項目的資助下，我國在生物醫學光子學的研究中取得了很大的進展，尤其是2000年第152次主題為 “生物醫學光子學與醫學成像若干前沿問題”、第217次主題為“生物分子光子學”的香山會議后，有許多學校和科研單位開展了生物醫學光子學的研究工作，并初步建成了幾個具有代表性的、具有自己研究特色和明確科研方向的研究機構或實驗室，并在生物醫學光學成像（如OCT、光聲光譜成像、雙光子激發熒光成像、二次諧波成像、光學層析成像等）、組織光學理論及光子醫學診斷、分子光子學（包括成像與分析）、生物醫學光譜、X射線相襯成像、光學功能成像、認知光學成像、PDT光劑量學、高時空譜探測技術及儀器研究等方面取得了顯著的研究成果。發表了許多研究論文，申請了許多發明專利，有些已經獲得產業化。國家自然科學基金委員會生命科學部與信息科學部聯合發起并承辦的全國光子生物學與光子醫學學術研討會已經舉辦了六屆。這對我國生物醫學光子學學科的發展起到了積極的推動作用。在我國近年所召開的亞太地區光子學會議中，有關生物醫學光子學的內容已大幅增加，成為主要的研討專題。我國的生物醫學光子學研究和學術活動也方興未艾，呈現與國際同步的態勢。在基礎研究、應用基礎研究以及對新技術的掌握方面跟蹤國際先進水平，但國內科研經費的投入相對較小，科研隊伍規模不大，原創性的科研成果與國外有較大差距。和國外的發展水平相比，我國的生物醫學光子學發展還存在以下問題：

（1）盡管從事生物醫學光子學的科研單位很多，但取得突破性、創新性的研究成果很少，主要是由于我們的科研隊伍在組織、組成上還不合理，過于分散、開展的內容繁雜，難以將有限的資金投入到一些有利于國計民生的及上水平的研究方向上；另外許多單位的研究重復，缺乏合作，導致水平低下；

（2）和國外相比，研究經費無論在絕對值還是相對值上均投入十分不夠；

（3）缺乏研究成果產業化的引導機制。

三 醫學光電科學與技術（福建師范大學）教育部重點實驗室概況

“醫學光電科學與技術”教育部重點實驗室設立于福建師范大學物理與光電信息科技學院（激光與光電子技術研究所）內，作為本學科開展科研研究和實施建設與發展的一個基礎平臺。實驗室已有30年發展歷史，1973年成立福建師范學院物理系激光實驗室，1984年成為福建師范大學激光研究所實驗室，1995年為福建省首期211重點學科《應用光子學》學科實驗室，2003年5月26日經福建省科技廳批準成立“光子技術福建省重點實驗室”，2005年7月28日經教育部批準立項建設教育部重點實驗室。實驗室座落于福建師范大學長安山校園內。

30年多來，實驗室在生物組織光學、醫學光譜與光學成像技術、光診斷及光診療技術、信息技術光學及其生物醫學應用等四個主要方向上努力開拓，承擔并完成了數十項國家與省部重點、重大項目課題，取得一批代表我國本領域研究水平的科研成果，其中十五以來獲省部級科技進步一等獎1項，二等獎2項，三等獎2項，其它省級以上獎勵12項。在國內外重要刊物發表的論文以及被SCI、EI收錄的論文均超過100篇。

實驗室目前承擔著國家與省級重要課題50余項，科研經費超過2000萬元。其中國家自然科學基金項目11項，國家教育部、科技部、衛生部項目9項，福建省科技重大專項1項，其它省級重要項目近30項。

中科院半導體研究所原所長王啟明院士任重點實驗室學術委員會主任，副主任由黃尚廉院士和謝樹森教授擔任。另有九位國內外著名的激光、光電子與醫學學科交叉的院士、專家或資深教授擔任委員，其中海外委員兩人。他們規劃、指導并檢查本學科實驗室的建設與發展。

重點實驗室主要學術帶頭人、實驗室學術委員會常務副主任謝樹森教授是中國光學學會副理事長、福建省光學學會理事長、國家有突出貢獻的中青年專家、光學工程專業博導、全國勞動模范，是我國醫學光電科學與技術領域的學術帶頭人與開拓者。實驗室主任陳榮教授、副主任李暉教授均為國務院特殊津貼專家，實驗室常務副主任陳建新教授來自于北京大學的優秀博士后研究員。重點實驗室擁有穩定的可持續開展高水平科研的學術梯隊，其中的中青年學術帶頭人或學術骨干包括1位閩江學者特聘教授、1位福建師范大學特聘教授、3位國務院特殊津貼專家、2位全國優秀教師、2位福建省優秀教師和15位博士。

重點實驗室與國內外學術界建立了并保持著廣泛的聯系。重點實驗室已設立面向國內外的開放課題基金。已批準并實施來自浙江大學、廈門大學、上海光機所、西安交通大學、華南師范大學、天津醫科大學、上海市激光醫學研究中心等單位知名學者的開放課題。

重點實驗室已具備良好的科研軟硬件環境。現有面積近5000平方米，儀器設備原值2500多萬元。重點實驗室各項管理制度健全。

“醫學光電科學與技術”重點實驗室，在我國現代科學技術領域特色鮮明，在我國相關學科處于領頭地位，有較大影響。重點實驗室建設將有力促進福建省科技創新能力建設，促使福建師范大學迅速向高水平、有特色、開放型的綜合性大學邁進。同時，重點實驗室的建設與發展將有力促進我國醫學光電科學與相關學科的發展，為廣大民眾的身心健康，為海峽西岸的科技、社會與經濟發展做出重大貢獻。

四 發展趨勢和展望

光子學及其技術已廣泛應用或滲透到生物科學和醫學的諸多方面，被科學界所認同和重視。生物醫學光學已經成為國際光學學科重要發展方向之一。生物醫學光子學的發展，將為現代醫學和生命科學帶進嶄新的時代。本學科的發展將繼續體現了多學科交叉的特點，研究領域涉及到了生物學、醫學、和光學，還有化學等不同大學科的方方面面。技術開發與臨床應用研究的結合將越來越密切。一般認為，光學領域未來發展的重點是將各種復雜的光學系統和技術更加廣泛地應用于保健和醫療。當今世界中,與光子學有關的技術沖擊著人類對生命體的認知及人類健康領域?；诂F代激光與光電子技術的生物醫學光子學技術將為生命科學研究帶來具有原始性創新的重要科研成果，并可望形成有重大社會影響和經濟效益的產業。

在醫學領域，光子學技術正在改變著藥物療法和常規手術的實施手段,并為醫療診斷提供了新方法。在某些領域,如眼科,光學和激光技術已成熟地應用于臨床實踐。激光還使治療腎結石和皮膚病的新療法得以實現,并以無損或微損療法代替外科手術,如膝關節的修復?，F在,用激光技術和光激勵的藥物相結合可治好某些癌癥。以光學診斷技術為基礎的流動血細胞測量儀可用于監測愛滋病患者體內的病毒攜帶量。還有一些光學技術正處于無損醫學應用的試驗階段,包括控制糖尿病所進行的無損血糖監測和乳腺癌的早期診斷等。

在基礎研究方面，研究重點在于從細胞，甚至是亞細胞尺度層次揭示病變組織與正常組織之間的差異，為新技術開發以及應用提供理論依據。另一方面，研究光與人體組織之間的相互作用以及所產生的光化學、光熱和光機械效應。在技術的應用方面，研究重點轉向比較各種技術中光源（相干光源/非相干光源、波長、功率密度、偏振性、連續/脈沖光源、脈沖持續時間等）和個體差異（年齡、性別、臨床癥狀、發病史、發病時間等）對診斷或治療結果的影響，在確定各種技術臨床適應癥的同時，進一步實用化各種技術。此外，還在不斷開發新的實用于不同疾病的診斷、治療和監測技術。

值得關注的是，國外從事“生物醫學光學”領域研究的高?；蜓芯繖C構中，來自大陸的中國學者的數量越來越多。這有助于使國內外的學術交流更加有效，并可以預期國內與國外在該領域的研究水平差距將不斷縮小。

今后若干年內醫學光電科技學科需關注的重大科學問題和優先研究領域如下：

（一）醫學光子學基礎

在組織光學方面，其中最主要的有光在組織體內傳播的特殊方式、組織光學性質的描述以及有關實驗技術的開發和完善等。組織光學是醫學光子技術的理論基礎。光在生物組織中的運動學（如光的傳播）問題和動力學（如光的探測）問題是研究的主要內容，目的是要研究生物組織的光學性質和確定某靶位單位面積上的光能流率。應優先解決測量技術和實驗精度的問題，利用近場光學顯微技術、光鑷技術測量活體組織的光學參量。在理論建模方面，建立生物組織中光的傳輸理論和數值模擬方法。具體開展的研究工作應包括：1）光在生物組織中傳輸理論：要用更復雜的理論來描述生物組織的光學性質以及光在其中的傳播行為。建立準確的組織光學模型，使之能反映生物組織空間結構及其尺寸分布情況、組織各個部分的散射與吸收特性以及折射率在一定條件下的變化情況；改造傳輸方程，使之適應新的條件，并能在某些情況下求出光在生物組織中傳輸的基本性質。2）光傳輸的蒙特卡羅模擬：繼續開發新的更為有效的算法以適應生物組織的多樣性和復雜性的要求。除了了解光在組織中的分布，還在探索從大量數字模擬中得到生物組織中光的宏觀分布與其光學性質基本參量之間的經驗關系。另外，發展非穩態的光傳輸的蒙特卡羅模擬方法也是一個重要的研究方向，從中可以獲得比穩態條件下更多的信息。

組織光學參數的測量方法和技術方面，尚未獲得人體各種組織的可靠實驗數據。發展和完善活體的無損檢測尤為重要。在這方面，時間分辨率與頻率分辨率的測量方法引人注目。

（二）醫學光子學光譜診斷技術

醫學光子學光譜（非成像）診斷技術實質上是利用從組織體反射、散射、發射出來的光，經過適當的放大、探測以及信號處理，來獲取組織內部的病變信息，從而達到診斷疾病的目的。

生物組織的自體熒光與藥物熒光光譜技術，內容涉及光敏劑的吸收譜、激發與發射熒光譜以及各種波長激光激發下正常組織與病變組織內源性熒光基團特征光譜等?，F在人們所謂的特征熒光峰實際上只是卟啉分子的熒光峰?？陀^和科學地判斷激光熒光光譜對腫瘤的診斷標準是十分必要的。目前，某些癌瘤的藥物熒光診斷已進入臨床試用，自體熒光的應用尚處于摸索之中。需要開展激光激發生物組織和細胞內物質的機理研究，探討激光誘發組織自體熒光與癌組織病理類型的相關性以及新型光敏劑的熒光譜、熒光產額和最佳激發波長等方面的研究，以期獲得極其穩定、可靠的特征數據，為診斷技術的發展提供科學依據。

近年來，拉曼光譜技術應用于醫學中已顯示出它在靈敏度、分辨率、無損傷等方面的優勢。應開發并完善重要醫學物質拉曼光譜數據庫，并使基于拉曼光譜分析的小型、高效、適用于體表與體內的醫用拉曼光譜儀和診斷儀將在醫學臨床獲得更廣泛的應用。

超快時間分辨光譜比穩態光譜在技術上更靈敏、更客觀和更具有選擇性。因此，將脈寬為ps、fs量級的超短激光脈沖光源用于醫學受到廣泛重視，其一，應發展超快時間分辨熒光光譜技術，用于測量生物組織及生物分子的熒光衰變時間，分析癌組織分子馳豫動力學性質等，為進一步研究自體熒光法診斷惡性腫瘤提供基礎數據；其二，應發展超快時間分辨漫反射（透射）光譜技術。以時域的角度測量組織的漫反射，從而間接確定組織的光學特征。這是一種全新的、適用于活體的、無損和實時的測量方法，為確知光與生物組織的相互作用，解決醫學光子學中基礎測量問題開辟一條新徑。

（三）醫學光子學成像診斷技術

發展出具有無輻射損傷、高分辨率、非侵入、實時、安全的光子學成像診斷技術，并具有經濟、小型、且能監測活體組織內部處于自然狀態化學成分等特點的醫療診斷設備。主要的醫學光子學成像診斷技術包括：

超快時間分辨成像技術：以超短脈沖激光作為光源，根據光脈沖在組織內傳播時的時間分辨特性，使用門控技術分離出漫反射脈沖中未被散射的所謂早期光，進行成像。正在研究的典型時間門有條紋照相機、克爾門、電子全息等。

散射成像技術：包括光子密度波散射層析成像、組織深度光譜測量以及復合成像等，利用紅外光源，光子密度波在生物組織中的穿透深度可達幾個毫米，在低散射的人腦組織中甚至可達30mm。

紅外熱成像：紅外熱成像是利用紅外探測器測量人體和動物的正常與病變組織的溫度差異來診斷病變及其位置，現已在醫學診斷中得到廣泛的應用，如乳腺腫瘤的診斷。

光學相干層析成像技術：一種非侵入式無損成像技術，并且可以與顯微鏡、手持探針、內窺鏡、醫用導管、腹腔鏡等相結合使用，從而具有廣闊的應用領域。而且，OCT能進行眾多功能成像，如分光鏡OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以與眾多成像技術結合使用，如熒光、雙光子、二次諧波成像等技術。

熒光壽命成像：受超短光脈沖激發后，熒光團，包括自體熒光團如NADH、FAD等和外源熒光團，如有機熒光染料、熒光蛋白等，所發出熒光的壽命取決于熒光團的分子種類及其所處的微環境，如pH、離子濃度（如Ca2+、Na+等）、氧壓等，因此熒光壽命的測量和成像，有助于提供生物組織的功能信息。和內窺鏡結合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期診斷，是一種很有前途的具有高靈敏度、高特異性以及高診斷準確性的早期癌癥診斷方法。

光聲作用成像：利用超聲場在生物組織中的優良傳輸特性和激光在生物組織中的選擇性吸收特性,將超聲定位技術和光學高靈敏度檢測技術結合,以實現無損傷臨床醫學的結構和功能層析診斷。預期成像深度遠好于目前的光學成像方法,對于較厚生物組織成像及臨床應用特別具有吸引力,可為及早發現一些特殊病變提供一種無損、有效、高準確度的方法。

非線性光學成像：雙光子激發熒光顯微成像、二次諧波等成像技術由于具有三維高空間分辨率，對比度高、對生物組織的損傷小等優點，研究工作重點是擴展成像技術在生物醫學領域的應用范圍，重點解決研制小型化內窺型診斷設備所面臨的相關技術問題。

人體經絡的光學表征及其調控功能：已經用不少事實證明了經脈循行路線的現象，也初步顯示了人體體表沿十四經脈路線存在的紅外輻射軌跡。然而，至今未能用西醫的形態學或生理學方法證明它的存在，也不能明晰地闡明“經絡”的實質?？梢岳靡寻l展的生物醫學光子學諸多成像技術為工具，研究這個具有中國特色的中醫學中的重大問題。

4.醫用激光治療技術（激光醫學）

強激光治療：是當前激光醫學中最成熟和最重要的領域。隨著新型醫用激光器的不時出現，如：鈦激光、鉺激光、準分子激光等，強激光治療技術的臨床用途也逐漸增多，提出一些新的問題。關于這些新型激光器及新的工作方式對人體組織的作用特點的認識還相對不足，基本沒有適合國人組織特性的治療參數。為此需加強研究激光與生物組織間的作用關系，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應用的激光與生物組織間的作用關系；研究不同激光參數（包括波長、功率密度、能量密度與運轉方式等）對不同生物組織、人體器官組織及病變組織的作用關系，取得系統的數據，同時也有必要加強新型激光器及新的工作方式的臨床適應證的研究。

低強度激光治療：非熱或低強度激光輻射可作為一種輔助治療手段，其作用機理尚不清楚。對弱激光治療機理的認識有待于整個基礎醫學的提高，如充分認識細胞基因表達與調控、細胞代謝的調控、免疫反應的調控等，同時還需研究不同弱激光劑量對這些調控的影響，這才能提高弱激光治療的針對性和療效。針對目前臨床上盲目夸大療效、照射劑量嚴重混亂的局面，建議重點扶持2-3個弱激光研究中心，集中財力與人力進行弱激光的細胞生物學效應研究；弱激光生物調節作用和細胞生物學現象（基因調控和細胞凋亡）的量效關系、弱激光鎮痛的分子生物學機制以及弱激光與細胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的關系及其機制。尋求弱激光生物刺激效應的可能機制與量效關系；規范臨床治療參數與操作等。

光動力學治療（PDT）是當前激光醫學中最具活力且發展迅速的領域。光動力療法具備了診斷和治療腫瘤、心腦血管病等人類重大疾病的潛力。光動力療法在鮮紅斑痣、老年性眼底黃斑病變、某些頑固性皮膚病、類風濕性關節炎等常規手段難以奏效的良性疾病的治療研究中取得一系列進展，并結合內鏡技術的發展等，其應用領域得到很大的延伸和擴展。這些都說明發展光動力療法具有重要的社會和經濟效益。應當重點資助PDT相關產品的國產化，扶持新一代國產光敏劑的開發及相應激光器的產業化，資助新一代光敏劑光動力學治療的機理研究。作用機理、光動力療法各要素對光動力學效應的影響、建立數學模型、新型光敏劑光動力學效應的研究，為開拓光動力療法新的應用領域取得系統的數據。

激光美容與光子嫩膚術：利用激光或強脈沖光照射皮膚后的選擇性光熱解效應，即靶組織（病灶）和正常組織對光的吸收率的差別，使激光在損傷靶組織的同時避免正常組織的損傷這一原則，達到去皺、去文身、脫毛和治療各種皮膚病或達到美容的效果。

五 結論

醫學光子學及其技術的學科發展，對生命科學有重要且積極的意義。在醫學領域，將為解決長期困擾人類的疑難頑疾如心血管疾病和癌癥的早期診治提供可能性，從而提高人類的生存價值和意義，其中的重大突破將起到類似X射線和CT技術在人類文明進步史上的重要推動作用，在知識經濟崛起的時代還可能產生和帶動一批高新技術產業。

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〔16〕 Hongqin Yan, Shusen Xie, Hui Li et al. Optical imaging method.

課題組成員：

1.謝樹森：教授、博士導師，中國光學學會副理事長，福建省光學學會理事長

2.李 暉：福建師范大學 醫學光電科學與技術教育部重點實驗室

3.陳 榮：福建師范大學 醫學光電科學與技術教育部重點實驗室

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“中國高校十大科技進展”評選活動是由教育部科學技術委員會組織開展的，目的在于及時宣傳中國高等學校的重大科技成果，充分展示高等學校在我國科技創新方面的實力，鼓勵高等學校提高科技創新能力。自1998年首次評選以來，活動對提升高?？茖W技術整體水平，推動高校的科技進步發揮了積極的作用，并在社會上產生了較大的影響。

聚焦　禽流感病毒可以母傳胎兒且造成多器官感染

主持單位：北京大學

所屬領域：醫學領域

北京大學顧江教授等首次證明禽流感病毒有人傳人的潛質，同時發現該病毒能感染包括大腦神經元在內的多種器官和細胞。這些發現對禽流感――這一新發傳染病的預防、診斷和治療有指導意義

高致病性禽流感是一種致死率極高的新發傳染病。一旦爆發將可能導致數百萬人的死亡。禽流感能否在人際間傳播是它能否爆發的關鍵，這一直是醫學界關注的焦點。最近，北京大學基礎醫學院院長顧江教授領導的課題組在對禽流感尸體解剖的分子病理學研究方面取得重要突破。成果于2007年9月29日刊登于著名的《柳葉刀》雜志上，引起世界高度關注。

顧江等率先發現禽流感病毒能穿過胎盤感染胎兒，由于胎兒在基因、表現型、血型等方面都是與母親不同的人。所以這項成果首次證明H5N1病毒具有人傳人的潛力。此外，他們還發現H5N1不僅感染肺臟，還感染氣管、大腦、血細胞和腸道等肺部以外器官，從而證明禽流感是全身性疾病。

上述發現被該領域專家認為是近年來禽流感研究方面最具實質性的進展，對疾病的預防、診斷、治療等都有重要指導意義。該成果一經發表，立刻被全球主流媒體廣泛報導，路透社、法新社、美聯社、新華社、以及《自然》等雜志和鳳凰衛視等其他許多專業和大眾傳媒紛紛以不同語言對這一發現給予報導和評論，互連網上更是轉載無數。這一重要發現使我國在新發傳染病的分子病理學領域的研究處于世界領先地位，成為近年來源自中國的最具有世界影響的醫學科技進展。

聚焦　高端彩色打印控制關鍵技術

主持單位：北京大學

所屬領域：信息領域

本項目是一項集計算機圖形圖像處理技術、高速數據處理技術、數碼打印控制技術于一體的系統性原創成果，獲得多項發明，打破了該領域一直被國外技術壟斷的局面

高端彩色打印控制關鍵技術是數碼印刷技術中保證印刷效率和質量的核心技術，相當于數碼印刷的“CPU”。技術難度大。長期被國外公司所壟斷。

由北京大學楊斌副研究員領導的研究、開發隊伍。在國家科技支撐計劃、電子信息產業發展基金等方面的支持下，與方正集團開展產學研合作，憑借北京大學計算機科學技術研究所在相關方面三十多年的技術積累，針對國外技術的不足，研發具有自主知識產權的高端彩色打印控制技術并獲得成功，一舉打破國外公司的技術壟斷，已有12項專利獲授權，申請并獲受理的發明專利有25項(其中9項國際專利)，初步形成完整的知識產權保護體系。

在2007年5月信息產業部主持的技術鑒定中認為該技術“填補了我國的空白，其整體技術水平達到了國際先進水平，在圖像半色調網點調制技術、圖形文字邊緣增強技術、并行處理效率等方面居領先水平”。高端彩色打印控制關鍵技術研制成功后，不僅在國內獲得廣泛應用，促進了我國數碼印刷技術與產業的發展；而且成功進入國際市場，被世界上著名的數碼印刷設備制造商采用，并正與多家跨國公司進行洽談合作。三年來合計軟件銷售收入近億元，其中64％來自國際市場。

聚焦　首次發現共價鍵晶體及非晶結構一維納米材料的大應變塑性形變

主持單位：北京工業大學

所屬領域：材料領域

本項目是一項集現代電子顯微學原位表征與納米材料新異物理性能研究于一體的原創性成果，為現代納米材料性能表征提供了新途徑

一維納米材料作為具有新異物理性能的納米器件的基本結構單元，引起世界各國的廣泛重視。北京工業大學張澤院士和韓曉東教授領導的研究組，緊密圍繞國家中長期科學技術發展規劃研究方向，在原位外場作用下納米材料物理性能與顯微結構間關系研究上，取得了突破性進展。發明了一種集現代電子顯微學原位表征與納米材料新異物理性能研究于一體的新方法。

在原子尺度對單體一維納米材料力學等性能進行外場作用下原位表征測量，是當今國際納米科學研究的瓶頸性難題之一。該研究小組發明了幾項頗具特色的納米操作技術，并成功用于Si和SiC等重要半導體納米線在外場作用下力學性能與原子尺度顯微結構間關系研究，取得了突出創新性成果。他們驚奇地發現，作為現代信息基礎材料的硅這種脆性材料，達一維納米尺度時，在拉應力外場作用下，也可發生室溫脆－韌轉變，甚至呈現超常塑。同樣，碳化硅在一維納米尺度也呈現這種室溫超塑性。這類共價鍵結構半導體納米線的超常塑，是伴隨缺陷和非晶態轉變等一系列結構演變而產生的。

這些新方法，不僅對在原子尺度認知新異物理現象與顯微結構間關系，而且對它們在先進半導體領域的新應用，將提供重要的試驗和理論依據。

聚焦　鐵路綜合數字移動通信系統(GSM―R)理論、關鍵技術及工程應用

主持單位：北京交通大學

所屬領域：交通領域

本項目在GSM-R技術引進消化基礎上，從理論創新，到技術創新與工程應用，取得一系列原創成果，開辟了中國鐵路交通數字移動通信發展新局面

由北京交通大學鐘章隊教授領導的團隊，在國家自然科學基金、鐵道部重大研究計劃等方面的支持下，在“鐵路綜合數字移動通信系統(GSM-R)理論、關鍵技術及工程應用”上取得了突破性進展。該成果是一項集理論創新、技術創新與工程應用于一體的系統性原創成果。

隨著中國鐵路快速發展，高速鐵路、客運專線、青藏鐵路、重載運輸對于鐵路無線通信技術發展提出新的要求，傳統模擬無線通信存在同頻干擾、可靠性差及功能單一問題，已無法滿足需要，中國鐵路無線通信技術的發展面臨一系列新的難題和挑戰，需要更新換代。

鐘章隊教授率領的團隊，理論上提出分布式智能呼叫接納控制理論、無線場強覆蓋測量可靠評估方法、中國鐵路信息化數據傳輸體系架構等，開創了GSM-R理論研究新方向；在國際鐵路重載運輸領域，首次采用安全電路數據會議技術，開發出基于GSM-R平臺的網絡化無線機車同步操作控制地面應用節點和車載通信單元等設備，徹底解決了大秦線重載運輸鐵路沿線隧道、山區、丘陵等特殊地段的可靠通信問題，創造了顯著的經濟和社會效益根據國家青藏鐵路建設需要，運用理論研究成果開發出新的測量及監測設備，獲取了大量

珍貴的測量數據，為青藏鐵路數字移動通信系統工程提供了可靠依據和運營維護工具；主編了中國鐵路GSM-R系列標準規范，為鐵路GSM-R網絡工程建設和發展打下了堅實的基礎。

本項目研究開辟了GSM-R在中國鐵路交通研究應用新領域，使我國鐵路移動通信研究與應用躋身國際前列，為中國鐵路獨特運輸方式下鐵路交通數字移動通信發展建設提供了先進理論方法和現代技術手段，并為我國鐵路信息化及列車運行控制技術進一步發展奠定了關鍵技術基礎。

聚焦　一株重要采油微生物的全基因組破譯和重油降解分子機制的研究

主持單位：南開大學

所屬領域：生物技術領域

本項目破譯了嗜熱采油細菌的全基因組序列，在世界上首次揭示了微生物降解重油主要組分――長鏈烷烴的代謝途徑和關鍵生物酶的功能，對于石油污染的生物治理和微生物采油技術的革新具有重要科學意義和廣泛的應用前景，為緩解我國能源緊張和促進環保產業的發展帶來新的希望

由南開大學長江學者王磊教授領導的研究組在天津市科技創新專項資金(市長基金)和國家“863”計劃的支持下，在“采油微生物基因組和關鍵的重油降解分子機制研究”的課題上取得了重大進展。該課題破譯了嗜熱采油細菌的全基因組序列，并在世界上首次揭示了重油主要組分――長鏈烷烴的微生物降解途徑，獲得了具有重要應用價值的生物酶。該成果是石油微生物研究領域的重大突破。

石油是人類社會的能源支柱，同時也是環境污染物。石油微生物的研究是發展微生物采油和石油污染生物修復技術的重要基礎。美國能源部的數據顯示，微生物采油能提高采油率10％～15％。目前全球探明儲量的石油中，超過60％的部分是黏度高、流動性差的重油。采用現有的技術無法開采。國際上對以長鏈烷烴為主的重油微生物降解分子機制研究相對匱乏，成為微生物采油技術遇到的最大難題之一。

王磊教授綜合運用前沿的基因組學和蛋白組學研究方法和技術，以一株分離自我國大港油田的采油細菌――嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌為突破點，進行“撒網一搜尋式”研究，全面系統地揭示微生物降解重油的分子機制。2002年中旬，王磊教授開始組建科研小組，集中力量進行攻關，不斷縮小目標基因的范圍。歷經基因組學研究一生物信息學預測一蛋白質組學和轉錄組學驗證一功能基因鑒定的逐級篩選，科研人員最終成功地完成了這一重要課題，在世界上首次完整地描述了長鏈烷烴被微生物酶降解的途徑。

該項目研究成果于2007年3月27日在國際權威雜志《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發表，得到國內外同行的高度評價。課題組對這項重要成果申請了國際專利保護，為我國進一步發展具有自主知識產權的新一代微生物采油和石油污染修復技術奠定了堅實的基礎。

聚焦　二維協調的新一代電網能量管理系統、關鍵技術及應用

主持單位：清華大學

所屬領域：工程技術領域

本項目首次實現了電網控制中心自動預警和優化閉環控制系統，屬標志性成果，對大電網的安全、經濟和優質運行意義重大。

清華大學張伯明教授領導的研究團隊在國家“973”計劃、國家自然科學基金重大項目等方面的支持下。歷時15年研究開發完成具有國際領先水平的三維協調的新一代電網能量管理系統。

2003年震驚世界的“814”美加大停電，其主要原因之一是作為電網控制中心神經中樞和調度指揮司令部的能量管理系統(EMS)失效。電網發展迅速，傳統EMS已不適應，急需變革。本成果在國際上首次提出(空間、時間、目標)三維協調的新一代電網能量管理系統，將傳統的人工分析型變革為自動預警型；將靜態分析變革為動態分析；將基于斷面的分析變革為連續跟蹤遞歸分析。首創事故前預警和預防控制技術，將電網事故抑止在發生之前，萌芽之中，避免大停電。首創全局優化閉環控制方法，優化電網運行，降低網損，節能降耗效益明顯。申請和授權發明專利13項，具有自主知識產權。在15個省級以上電網應用，創直接經濟效益2.8億元。

教育部組織的鑒定會意見稱：該成果“在整體上處于國際領先水平”，“是電網調度自動化技術領域的重大標志性成果”，“對大電網的安全、經濟和優質運行意義重大”。

該系統為世界首例。國際電力調度自動化之父Dv-Liacco評價：“新一代EMS無疑是當今最新的技術進展，它在中國的實現引領了國際潮流?！泵绹こ淘涸菏緽ose評價：“新一代EMS確實使電力控制中心技術向前邁進了一大步。就我所知，在美國和歐洲，沒有一個電力控制中心將所有上述組成要素包含到一個EMS中?！?/p>

聚焦　二十四面體鉑納米晶體催化劑

主持單位：廈門大學

所屬領域：化學化工領域

本項目是集晶體表面結構控制原理創新和高性能金屬納米催化劑制備技術創新為一體的原創性成果，開辟了一條通過控制納米粒子表面微觀結構提高催化劑性能的嶄新途徑，是納米尺度催化劑合成的重大突破。

廈門大學化學化工學院孫世剛教授領導的研究組在國家“973”計劃、國家自然科學基金重大研究計劃等科學基金的支持下，在長期研究金屬單晶電催化的基礎上，發展了金屬納米晶體表面結構控制和生長的電化學方法，突破化學法只能合成低表面能的低指數晶面結構金屬納米晶體的局限，首次高產率制備出具有高表面能的二十四面體鉑納米晶體催化劑。他們與美國佐治亞理工學院王中林教授合作，通過高分辨電鏡分析證實所研制的二十四面體鉑納米晶體的表面為{730}、{520}等高指數晶面結構。二十四面體鉑納米晶體不但具有很高的化學穩定性和熱穩定性。而且顯著增強了鉑納米催化劑的活性。這一研究成果開辟了一條通過控制納米粒子表面微觀結構提高催化劑性能的嶄新途徑，是將模型催化劑的基礎研究推向實際催化劑設計和研制的一個重大進展。該成果以研究報告的形式發表在2007年5月4日出版的美國《科學》雜志上。同期的《科學》雜志還配發了題為“催化劑新面孔”的評述文章，指出這是納米尺度催化劑合成的一個重大突破。

鉑族金屬納米材料是燃料電池、石油化工、汽車尾氣凈化和化學工業等領域廣泛使用的催化劑。因世界鉑族金屬儲量稀少，價格昂貴，如何進一步提高鉑族金屬催化劑的性能一直是科學和技術的重大關鍵問題。孫世剛教授及其研究組提出并實現通過高指數晶面結構鉑族金屬納米晶體的控制合成來提高催化劑活性和穩定性，具有重大的科學意義和應用價值。該項研究成果除在《科學》上發表外，有關技術還申請了中國和美國發明專利各一項。

該項成果在國際學術界引起了重大反響：美國《化學工程新聞》周刊和《每日科學》，英國《新科學家》和英國皇家化學會的《化學世界》等國際主流科技媒體都在第一時間報道和正面評述了這項重大研究進展；德國《應用化學》，英國

《自然納米技術》和《自然中國》，愛思唯爾《今日材料》等重要學術期刊都發表了評述文章，高度評價這一研究工作。這一成果還引起相關產業領域的高度關注(如國際著名的韓國三星公司綜合技術研究院。加拿大巴拉德燃料電池公司，等等)，并被美國《化學工程新聞》周刊評選為2007年度24項最重要的研究成果之一。

聚焦　中國南方早寒武世帶附肢的冠群甲殼動物

主持單位：云南大學

所屬領域：生物學領域

本項目是一項利用特異保存化石，論證先驅甲殼動物的地史分布及其基本特征的原創成果，為探討早期生命起源和演化提供了新信息

一些微小的胚胎和具外皮的后生動物(多為節肢動物幼體)，經億萬年埋藏被磷酸鹽化。其軟軀體部分可顯示體表微米級的剛毛、腺孔，甚至細胞構造，組成一類珍稀的“特異保存”化石。云南大學張喜光教授長期致力于此類化石研究。并于最近在云南省永善縣首次發現如此保存的先驅甲殼動物化石。

借助這些精美化石所獨具的形態學和發育生物學的證據，張喜光教授及其合作者論證了與現生甲殼動物(如蝦、蟹等)有著共同祖先的化石類群存在于5.2億年前的早寒武世，并非此前權威認定的晚寒武世；再次肯定以往認為在生物進化后期方才出現的一些高等或進步的生命形式，在寒武紀初期已具雛形。昆蟲的翼與水生甲殼動物附肢基部著生的上肢可能同出一源，上肢原先僅見于約4億年前泥盆紀的甲殼動物，研究證明上肢為寒武紀甲殼動物的基本特征，為昆蟲由水生到陸生的進化拓展了思維的空間。此前，張喜光教授曾率先報道了中寒武世的胚胎化石，如今我國南方以多處發現胚胎化石聞名于世，卻幾乎不見相對應的幼蟲。上述先驅甲殼類的發現。表明這里化石的豐富多樣，可望為深入認識原始節肢動物的生長發育和早期演化開拓新的研究途徑。

該項目在國家自然基金委、“973”項目等的支持下得以完成。

聚焦　光量子計算機的物理實現和算法應用

主持單位：中國科學技術大學

所屬領域：物理學領域

該項目在光學量子計算機的研制和算法實現的核心領域取得一系列獨創性的成果，獲得了國際學術界的廣泛關注和認可，標志著我國在光學量子計算領域達到國際領先水平

量子計算機利用量子力學的規律實現信息的高效存儲和超快并行計算，不僅具有重大的理論意義，而且對社會、經濟和國家信息安全有著極其重要的影響。2007年，中國科學技術大學潘建偉領導的研究小組在光學量子計算核心領域取得了一系列獨創性的成果。該小組實驗實現了國際上糾纏光子數最多的“薛定諤貓”態和單向量子計算機，刷新了光子糾纏和量子計算領域的兩項世界記錄。該成果被歐洲物理學會和《自然》雜志等廣泛報道，被稱贊為“光學量子計算領域至今最先進的實驗工作”和“為量子計算機的物理實現邁進了重要一步”。該小組還在國際上首次利用光量子計算機演示了關鍵性的Shor算法，實現了15=3×5這一質因子分解，被美國物理學會譽為“量子計算的重大突破”。這個算法的最終目的是利用量子計算機極快地分解出大數的質因子，這將對目前使用的保密系統(如RSA公開碼)造成嚴重威脅。英國科技雜志《新科學家》對該工作做了長篇報道，稱：“出現能運行Shor算法的量子計算機具有極為深遠的意義：這意味著由量子計算將能夠輕松的破解我們銀行帳號、商業和電子商務數據使用的密碼?！?/p>

這一系列成果獲得了國際學術界的廣泛關注和高度認可，標志著我國在光學量子計算領域取得了國際領先水平。

聚焦　深層油氣成藏機理與分布預測

主持單位：中國石油大學(北京)

所屬領域：資源與環境領域

本項目是一項石油地質理論創新與勘探實踐緊密結合的原創性成果

篇8

關鍵詞：腦血栓形成；白細胞介素－10；梗死面積

中圖分類號：R743.32 R255.2 文獻標識碼：B 文章編號：1672―1349(2007)04―0310一02

近年來缺血性腦損傷的病理生理方面的研究進展很快，改善缺血周圍區血液供應和如何減弱致炎因子的作用、增強抗炎因子的作用來提高神經元的存活，是近幾年國內外研究的焦點。作為抗炎因子的白細胞介素－10(IL－10)在此過程中的意義和作用，國內外進行了大量動物實驗研究。研究表明，IL－10能通過抑制腫瘤壞死因子(TNF－α)、白細胞介素－1β(IL－1β)和其他前炎性細胞因子的產生減輕缺血后腦損傷，有利于神經元的修復和存活，在腦缺血中有神經保護作用。但在人類缺血性腦血管病方面，TL－10的臨床研究報告尚少見。為此，根據急性腦血栓形成病人血清IL－10水平的測定結果及其與缺血范圍的關系，試圖通過比較，對IL－10與缺血性腦血管病之間的關系作一些研究探討。

1　資料與方法

1.1 臨床資料觀察組30例，其中男19例，女1l例，年齡51歲～82歲(69.6歲±9.5歲)，均為2005年6月―2006年5月我院神經內科住院的腦血栓形成病人，發病時間在24 h內，所有病例均符合i995年全國腦血管病會議診斷標準，并經顱腦CT和／或磁共振成像(MRI)證實。參照Kim等[1]的計算方法，據影像學所見，分為大面積腦梗死(直徑＞4 cm)組(A組)、中小面積腦梗死(直徑＜4 cm)組(B組)。另設對照組20名，為查體健康者，其中男11名，女9名，年齡48歲～80歲(67.9歲±9.9歲)，除外腦血管疾病。兩組均除外新近感染、腫瘤和心、肝、腎等疾患。

1.2 方法 觀察組病人給予常規減輕腦水腫、抗凝及改善微循環治療。分別在發病24 h內、第3天、第7天，取清晨空腹肘靜脈血4 mL送檢。對照組20例取清晨空腹肘靜脈血4 mL 1次送檢。采用雙扎體夾心間接ELISA法，IL－10試劑盒由加拿大YES生物技術研究有限公司提供，由本院放免室測定。

1.3　統計學處理所得數據采用均數±標準差

表示，組間比較采用非配對t檢驗，組內數據比較應用單因素方差分析，t檢驗判斷統計學意義。

2　結　果

3　討　論

3.1　IL－10在腦缺血中的保護作用及機制　Dietrich等[2]在全腦缺血小鼠海馬定量病理組織學分析中發現，聯合應用IL－10較單純應用低溫療法更能提高神經元存活率。在外傷性腦損傷，靜脈或皮下給予IL－0，能扎高神經元的修復和存活能力[3]。vanExel等[4]通過對倫敦599名85歲以上老人血清IL－10水平分析后，發現低IL－10水平人群發生中風的危險性較高，指出抗炎因子IL－10在缺血性腦血管病中起著重要的保護作用。Griui等[5]發現，去除IL－10的小鼠大腦中動脈閉塞(MCAO)后腦梗死的面積較正常野生型小鼠大30％，在體外，其大腦皮質細胞培養物對興奮性神經毒性的敏感性增加，對缺血缺氧耐受性較野生型小鼠差，而將重組IL－10加入培養液后，則可減輕興奮性神經毒性和缺血缺氧造成的損傷，結果說明外源性及內源性IL－10在腦缺血時都具有神經保護作用。以上研究證明，對于腦損傷，應用IL－10治療可明顯減弱炎癥反應，產生重要的抗炎保護作用。

而研究同時表明，IL－10在急性腦缺血后抑制炎性反應的機制，主要通過以下3個途徑：①減少γ干擾素(IFN－γ)、白細胞介素－1(IL－1)和TNF－α等前炎性細胞因子的合成；②抑制炎性細胞因子受體表達；③降低炎性細胞因子活性[6]。IL－10的抗炎保護作用始終與TNF－α水平降低有關，國外很多文獻在全身性疾病研究中有所報道。IL－10能對多種類型細胞發揮免疫抑制和免疫激勵效力，在中樞神經系統具有神經保護和神經營養作用，是一種與腦缺血損傷和損傷修復過程相關的重要抗炎細胞因子。

3.2　腦缺血過程中IL－10表達的特點 本實驗在研究中發現，血清IL－10在急性腦血栓形成后含量是呈動態變化的。發病24 h內測得IL－10顯著增高，第3天達高峰，隨后逐漸下降，但持續到發病第7天仍高于對照組。這與國外的許多研究結果相一致。Tarkowski等[7]發現，中風早期腦脊液(CBF)IL－10水平即明顯升高，第2天達高峰。Zhai等[8]應用RT－PCR技術測定小鼠MCAO閉塞時腦內IL-10、IL-1β、IFN－mRNA表達水平的變化，發現MCAO后2 h缺血側IL－1β、IFN－αmRNA表達水平增加，6h達峰值，24h開始降低。而IL－10在缺血6h才檢測到，24h達峰值。腦缺血極早期可誘導IL－1β、TNF－α表達，而二者可誘導IL－10的表達，IL－10又可反饋抑制IL－1β、TNF－α的表達。Li等[9]測定持續MCAO大鼠腦IL－17、IFN－γ和IL－10 m RNA表達水平時發現，缺血后(1～12)h IL－10 mRNA表達較低，24 h至6 d逐漸升高，與文獻[5]報告結果相符。血清IL－10的動態變化過程與腦缺氧、缺血的程度是有密切關系的。缺氧、缺血的存在使IL－1β、TNF－α等炎性因子的表達呈持續的動態變化，致炎因子的釋放增多反饋性引起抗炎因子IL－10表達增加。第3天后，由于側支循環的逐步建立改善了缺血缺氧的狀態，巨噬細胞、神經元和星形膠質細胞分泌致炎因子的量降低，IL－10分泌也相對減少。但組織缺血缺氧持續存在，因此到第7天時血清IL－10水平仍高于正常對照組，繼續發揮其神經保護和神經營養作用。

本研究在測定急性腦血栓形成病人血清IL－10水平與梗死面積的關系中，發現大面積梗死和中小面積梗死病人在發病

危險因素上無明顯差異，但血清IL－10水平A組明顯高于B組(P＜0.05)。此結果，國外學者也有相關報道。Li等[9]發現MCAO大鼠(1～6)d內腦IL－17、IFN－γ和IL－10 mRNA表達水平與腦損傷面積有關，損傷面積大者表達水平高。Tarkowski等[7]報道，大范圍腦損傷病人與小范圍腦損傷病人相比，前者的腦脊液IL－8和IL－10水平增高。據以上研究結果推測，梗死面積越大說明缺血缺氧的程度也越大，受損傷的組織、細胞越多，受缺血缺氧影響的巨噬細胞、神經元和星形膠質細胞越多，其表達的致炎因子水平就越高，同樣反饋性引起抗炎因子IL－10的表達也增高。說明腦血栓形成急性期病人血清IL－10水平可能預示梗死范圍的大小和病人神經功能恢復情況，有助于判斷預后，并為早期選擇病人施以不同的治療方案提供了可行性。

總之，腦缺血急性期的機體免疫系統處于激活狀態，IL－10是一種與腦缺血損傷和損傷修復過程相關的重要抗炎細胞因子，具有神經保護和神經營養作用。本實驗未對腦血栓形成7天后的血清1L－10水平進行監測，遠期神經功能恢復與IL－10的關系期待在以后的臨床觀察中繼續探討。

參考文獻：

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[8] ZhaiQ，FutrellN，ChenF，et al．Gene expression of IL－10 in rela-tionship to TNF alpha．IL－l beta and IL－10 in the rat brain　fol-lowing middle artery occlusion[J]．J Neuro Sci，1997，152：119

篇9

(一)可持續發展思想的提出

可持續發展思想從其產生萌芽到目前為止已經近50年的歷史了，簡要地對這一思想的提出過程進行了解有利于我們更好地理解和把握可持續發展的內涵，并應用于各行各業。

1962年，美國海洋生物學家雷希爾•卡遜出版了《寂靜的春天》一書向人類發出警告：要正視由于人類自身的生產活動而導致的嚴重后果。1972年羅馬俱樂部公開發表《增長的極限》這一研究報告，它從地球的有限性推導出地球本身蘊藏的資源、能源和地球對人類社會的經濟增長都面臨著自己的不能超越的極限，從而得出世界經濟和人口必須在限定的期限內停止增長或實現“零增長”，達到“全球均衡狀態”，否則即將面臨不可避免的崩潰這樣一個悲觀結論。同時，“可持續發展”作為一個準確的概念，是由美國世界觀察研究所所長萊斯特•R•布朗在其1981年出版的《建設一個可持續發展社會》一書中提出來的。但他并沒有對可持續發展的內涵及外延做出明確的規定。此書只指出社會發展不僅要滿足當代人的需求，而且要考慮下一代人以及子孫后代的需求，這就為社會提出了新的戰略目標。1983年，在聯合國主持下成立的以挪威首相布倫特蘭夫人為主席的世界環境與發展委員會，它成立后，就有關環境污染、環境保護與工業發展問題在世界范圍內進行了廣泛的調查，并于1987年向聯合國提交了《我們共同的未來》的報告。該報告把可持續發展作為報告的關鍵概念使用，并明確地將其定義為“既滿足當代人需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展”。1992年6月于里約熱內盧，1994年9月于開羅，1996年3月于哥本哈根先后召開了世界環境首腦會議，標志著可持續發展研究成為世紀轉換之際最重要的命題和各國尤其是重大國際會議所關注的焦點?？梢哉f上述大會是人類轉變傳統發展模式和生活方式，走向可持續發展道路的一個里程碑。

結合近50年學者對可持續發展的研究，對可持續發展逐漸有了統一的定義，即可持續發展是一個綜合范疇，包括經濟、生態、社會、人才、教育、資源等方面的可持續性，主要包括自然資源和生態環境、經濟、社會三個方面的基本內容。其中，資源的可持續利用和生態環境保護是實現可持續發展的基礎，經濟的可持續快速健康增長是實現可持續發展的前提，人的現代素質的提高和社會的全面進步是實現可持續發展的條件和目標，三者應相互協同?？沙掷m發展作為一種理論、一種運動具有持續性、整體性、協調性、選擇性等多方面的特征。

(二)可持續發展的三個方面內涵

1.生態的可持續發展

生態的可持續發展總的概括可以解釋為森林資源供給和生態環境響應。這包含兩個層面含義：一是保持良性循環。良性循環以人類對環境破壞問題為例，在滿足人類需求必須是在部隊環境產生損害的前提下來滿足，否則以破壞環境為代價來滿足人類需求，將會對人類的長遠利益造成嚴重的負面影響，甚至可能危及人類生存。因此，良性循環的提出，有利于人類在滿足自身資源配置下為下一代乃至子孫后代著想，做到循環反復，有效生成利用。二是絕不能超過資源承載能力。比如人口的過度增長帶來資源的過度消費，所以在全球范圍內嚴格控制人口增長和長遠的人口政策，只有這樣才能合理以用資源，以防止資源短缺，同時除了膾炙人口增長和保護資源不超額使用外，還應該積極研究開發、尋找新資源，以滿足人類對資源的需求。

2.經濟的可持續發展

在環境經濟領域內，人們普遍人為可持續發展主要事一個平等問題而不是一個效率問題。這并不是說經濟效率與可持續發展無關。比如，每單位產出所消耗的自然資源數量的減少，顯然有助于減少人們對環境資源的索取。然而我們可以看出，經濟效率不是可持續發展的一個充分條件。而根據那些使用環境資源效率低下的政府或導致市場失靈的因素，可能會使可持續發展前景更加光明。實現可持續發展，不僅要實現代內平等，而且還需要實現代際平等。正如Asheim所說：“可持續發展對我們這一代管理資源提出的要求是，要使將來所有子孫都能獲得與我們現在同樣好的平均生活質量。”

(1)代內公平。

一是把人作為發展主體來理解?？沙掷m發展涉及到人與自然的關系。追求代內公平的一個方面就是要求一部分人的發展，不應損害另一部分人的利益。這表明了在可持續發展的框架中，人與人的關系的基本行為準則是平等的原則。它要求人類對自己的發展行為采取某種程度的自律。二是把國家和地區作為發展來理解。代內公平還強調任何地區、任何國家的發展不能以損害別的地區和國家的發展為代價，特別是要注意維護發展中國家和地區的需求，即追求各國在“發展權”上的平等。它包含來兩層意思：其一，任何地區任何國家都沒有無限制發展的自由，都必須保證在補給其他地區和貨架帶來危害的前提下發展。因為在環境和資源都是有限的條件下，任何一個自由主義的發展行為都可能對周圍產生不可低估的副作用。其二，整體發展的關鍵是要在地區、國家和全球范圍內放置和消滅窮富兩極分化。全球問題的根本原因，既有貧困地區為求溫飽而不得不掠奪性地利用資源，更有富裕者為求最大利潤和奢侈享受而濫用資源。所以，只有采取自愿環境公正配置的原則，縮小貧富兩極分化，才可保持發展的持續性。

(2)代際公平。

代際公平強調在發展問題上不僅要從需求方面考慮當代人的利益，同時還要考慮后代人的利益，當代人的發展不能以損害后代人的發展能力為代價。這里也包含兩個基本含義：其一，當代人對后代人生存發展的可能性有不可推卸的責任。其二，可持續發展要求當代人為后代人提供至少和自己從前輩人那里繼承的一樣多甚至更多的自然財富，即滿足后代人能進一步發展的環境資源等自然條件。

3.社會的可持續發展

針對社會的可持續發展，近年來有三種涵義占據主導。第一種涵義是指人們的健康、衛生，特別是社會福利的增長。第二種涵義是指經濟以外的其他社會生活的發展，如教育、科學、文化的發展。第三種理解是從社會整體進行考慮的，指的是包括經濟發展在內的整個社會的發展。上述概念是從整體的角度描述了一個國家或一個地區謀求社會發展需要做哪些方面的努力?；蛘哒f，它是從一般意義對社會發展的內涵進行了界定，沒有考慮到如何將社會發展落實于每一個社會成員，社會成員如何享受社會發展的成果，更沒有將可持續發展的思想引進社會發展的內涵中去。因此我們有必要對社會可持續發展的內涵作進一步的探究，綜合各家觀點，我們可以把社會可持續發展概括為以下幾個方面：

(1)立足一個“全”字。

社會可持續發展是多目標的、綜合的、全面的發展，既要重視物的價值又要重視人的價值；既要重視貨幣資本的積累和財富的增加，又要重視人的發展，尤其是貧困地區人的發展。發展的目標是包括經濟、政治、社會、文化、科技、教育、生態等多目標體系。

(2)突出一個“人”字。

社會可持續發展必須體現“以人為本”的思想。經濟建設和社會發展要以人為中心，不斷提高人民的生活質量和滿足人們日益增長的物質文化要求，同時又不對后代的生存基礎和發展能力構成威脅。人不僅是發展的主體、價值目標和最終目的，而且是發展的主要內容。正如美國著名學者英格爾斯所指出的，片面強調工業化和經濟現代化是不夠的，如果人沒有從心理、思想、行為方式上實現轉變，就不可能成功地從一個落后國家跨入自身擁有可持續發展能力的現代化國家的行列。因此人的素質的提高和人的社會性潛能的發揮就顯得尤為重要。

(3)著眼一個“實”字。

推進社會可持續發展的關鍵是落到實處，要切實解決社會發展過程中一系列現實的社會問題，重視經濟與社會的協調發展。目前需要解決的社會發展的現實問題有：人口控制與計劃生育、科學教育、消除貧困、就業與人力資源開發利用，城市化與農村剩余勞動力的轉移、生態環境與資源的保護、人類住區建設、衛生保健事業、文化藝術、基礎設施建設、減災防災、公共安全與預防犯罪等。

(4)體現一個“美”字。

“社會的進步就是人類對美的追求和結晶”。社會可持續發展就是要按照美的規律營造美的人類生存環境，建設美好的人類社會。在區域內部人與自然、人與人、經濟與社會、經濟與環境之間，充滿著和諧、協調，從而使自然美、發展美、生活美有機地統一于區域這個整體中。

(5)講求“公正、公平”的原則。

可持續發展應當體現社會公正與公平。一個社會存在的經濟關系、政治關系和意識形態，是促進還是阻礙生產力的發展進步，是衡量一個社會是否公正的準繩。如果現在的經濟關系、政治關系和意識形態能夠促進生產力的提高和經濟社會的發展，這個社會就是可持續發展的社會，是公正公平的社會。堅持社會的公正與公平原則既可以滿足當代人的利益，避免貧富懸殊和兩極分化，又可以為人類社會的長遠發展提供可靠的保證。

二、我國林業的發展歷程和寶坻林業發展狀況

(一)我國林業的發展歷程

1.我國林業可持續發展的主體思路

面向21世紀，林業在國民經濟和社會發展的全局中居于十分重要的地位，要充分發揮林業，特別是森林植被在維護和改善生態環境中的主體作用及林業對社會發展的貢獻，全力推進林業產業的發展，以實現林業經濟的良好循環，同時結合我國林業生態體系的特點，描述我國林業可持續發展的主體思路：

進入新世紀以來，國家大幅度增加生態建設投入，大規模開展生態建設，中國生態建設取得了由“治理小于破壞”進入為“治理與破壞相持”的可喜成績。要盡快渡過中國生態建設“治理與破壞相持”階段，必須全力實施以生態建設為主的林業發展戰略，按照“東擴、西治、南用、北休”的區域發展戰略科學布局和重新調整林業生產力和生產關系，力爭從現在起，用10到15年時間使森林覆蓋率達到23%以上，重點地區的生態問題基本解決，全國生態狀況明顯改善，林業產業實力顯著增強，實現“生態建設治理大于破壞、生態狀況良勝循環”的目標(周生賢同志2005年月27日在國家林業局黨組擴大會議暨全國林業廳局長電視電話會上的講話)。到21世紀中葉，實現宜林地全部綠化，林種、樹種結構合理，森林覆蓋率達到26%，水土流失和荒漠化造成的生態環境問題基本得到控制，各類自然保護區和面積總量達到合理水平，典型濕地生態系統和各種野生動植物得到有效保護，基本滿足國民經濟和社會可持續發展的要求。

—東擴：主要指在東南沿海和經濟發達地區，大力擴展林業發展的空間和內涵，進一步適應該區對良好生態系統服務功能的需求。

—西治：主要指中國生態脆弱、治理難度大、任務艱巨的地區，加快治理步伐，為西部大開發戰略的順利實施提供生態基礎支撐。

—南用：主要指在南方光熱、降雨條件較好的地區，全面提高林業的質量和效益。

一北休：主要指東北、內蒙古等重點國有林區天然林休養生息，重振東北林業雄風。

2.我國林業可持續發展概況

林業的可持續發展是在1992年的世界環境發展大會上提出的，這時可持續發展的理念深入到各個方面，我國也已把此定為國策之一。1992年聯合國環境與發展大會以后，中國政府制定了《中國21世紀議程》，作為制定國民經濟和社會長期發展計劃的指導性文件之一。為適應國際林業發展趨勢，實施林業可持續發展戰略，原林業部于1995年制定了《中國21世紀議程林業行動計劃》以及《中國林業經濟體制改革總體綱要》、《中國生態環境建設規劃綱要》、《林業“九五”計劃和2010年遠景目標規劃》、《山區林業綜合開發規劃要點》等重要文件。為實施林業可持續發展的戰略目標，前國家林業部組織開展了一系列卓有成效的工作。一是加速資源培育，擴大森林面積；二是加快林業生態工程建設；三是以山區綜合開發消除貧困：四是實施“科教興林”戰略，促進林業可持續發展；五是開展林業可持續發展試驗示范區建設；六是森林可持續經營標準與指標的制定和驗證。

3.我國林業發展歷程

我國的林業發展經歷了三個發展時期：

第一個階段是林業的初期發展階段，（1949-1978），即傳統林業發展階段。這是為國家工業化提供積累，大量采伐原始林的過程。

第二階段是林業發展的探索階段（1978-1992），這一時期的核心活動是在集體林區和其它非國有林區進行“林業三定”：穩定山權、林權，劃定自留山，確定林業生產責任制。但由于對改革的目標認識不足，林業改革的進展，遠遠落后于其它部門，迄今未走出一條可行之路。

第三階段始處于發展階段（1992至今），受世界環璄大會和國際林業轉軌的發展態勢以及我國環境惡化的現狀的影響，我國的林業邁向新的發展之路，但這一過程非常漫長。特別是我國地區經濟發展不平衡，林區分布不均勻。一般說林區多在山區，而這些地區也是經濟上最貧困的地區。因此，基于經濟的誘惑，各地破壞性掠奪式采伐利用仍時常發生。這一時期林業的發展必須落實到林業的科學經營上。這也就提出了兼顧生態效益和經濟效益相結合的可持續發展的林業經營模式。

(二)寶坻林業發展狀況

1.寶坻林業發展現狀趨勢

自從1986年寶坻納入“三北”防護林工程以來，區委、區政府采取一系列政策措施，大力開展植樹造林，取得顯著成效。寶坻區生態狀況得到改善，發揮了林木所具有的防風固沙，涵養水源，調節氣候等功能，改善了自然條件的同時也促進了農業高產穩產及改善人居環境方面起到了積極的推動作用。

近年來，寶坻區堅持“嚴管林、慎用錢、質為先”的原則，進一步加大了林業建設力度，造林綠化事業發展迅速，森林資源增長較快，林分質量得到改善，林業布局趨于合理，生態功能得到進一步優化。先后獲得全國綠化先進單位、天津市造林綠化先進單位、簽過再臨綠化百佳縣等榮譽稱號。特別是2002-2009年期間，全區共完成人工造林合格面積8.51萬畝，實現了森林資源持續較快增長。林業經濟已發展成為寶坻區農村經濟的重要組成部分。截止2009年底，寶坻區共有林地面積37.82萬畝，灌木林地0.29萬畝，未成林地1.67萬畝，苗圃地0.45萬畝，四旁植樹877.87萬株，森林覆蓋率達到23.3%。比2002年的17.6%提高了5.6%。在未來三年計劃中，我區以可持續發展為指導，進一步加強沙化土地治理工作，逐步風險危害程度，改善當地生產環境狀況，大力重點發展農田林網，促進農村生產力發展和農村生態環境和生態建設的改善。

2.寶坻林業發展經驗

寶坻林業經過大力發展，取得了可喜的成績，獲得了寶貴的經驗，概括起來，主要有以下幾點：

(1)明確責任，加強領導。

一是提高領導干部對造林綠化工作的認識，將造林綠化上升到改善生態社會環境、促進經濟發展的高度上來。二是按照科學發展觀的要求做出科學決策，將林業發展納入國民經濟和社會發展計劃之中。三十實行領導干部承包綠化重點工程責任制，使之身體力行，率先垂范，切實抓住成效。

(2)突出重點，整體推動。

實踐證明，只有實施大項目，才能帶動大發展。項目建設是林業發展的強大動力。近年來，寶坻區重點造林綠化工程建設在政策、資金、物資上實行傾斜政策，將中央財政資金和地方配置資金集中使用，效果明顯，成績斐然。體現在：

2002年造林合格面積16221畝，主要完成了“625”工程--京沈高速公路兩側各175米綠化帶建設；2003年造林合格面積15368畝，主要完成了“兩條線一大片”，即通唐公路、九園公路綠化帶，一大片即牛家牌青南萬畝固沙林；2004年造林合格面積13338畝，主要完成了津薊高速公路、牛家牌青南萬畝固沙護林二期工程；2009年造林合格面積16200畝，主要完成了綠色邊界、綠色河道、成片造林等一批重點綠化工程。

(3)加大投入，增強后勁。

植樹造林，治理生態環境，資金是保障。近年來，寶坻區加大了資金投入力度，實行國家、集體、個人一起上，多渠道、多層次、多形式舉措綠化資金，建立多元化投入機制。特別是2008年以來，區財政無償提供造林苗木，同時對主要公路兩側綠化帶、成片造林、一級河道兩側綠化帶、綠色邊界等區重點綠化工程，每畝補助土地補償費600元，每年補償造林綠化資金2000萬元以上，解決了綠化資金短缺的問題，增強了林業發展的后勁。

3.寶坻林區至今存在的問題

(1)作為一項社會公益性事業

林業生態建設作為生態環境建設的主題地位沒有得到充分體現和足夠的重視。

(2)林業建設用地落實困難。

一是土地補償費較低，每年每畝600元的土地補償費低于農業用地每年每畝1000元的承包費，造成土地落實困難；二是造林規劃相對滯后，增加了鄉鎮調整農民承包地用于造林用地的困難。

(3)村莊綠化美化亟待加強。

總的看農村面貌發生了很大變化，但臟、亂、差的狀況仍沒有得到有效改善。

(4)造林產業化水平低，二、三產業發展滯后。

林業產值總量小，不足農業總產值1/10，資源優勢沒有得到有效發揮，森林旅游和林下經濟有待進一步開發和利用?？偟膩碚f，按照天津市、市政府加快區縣的總體要求，寶坻區委、區政府確定我去林業發展三年規劃目標為：到2011年底，全區林木覆蓋率達到27.8%。合理規定林木建設用地；區政府個各級鄉鎮、街道把林業建設用地納入城市、小城鎮總體規劃、土地利用總體規劃。將沙化土地、污水灌溉土地等生態脆弱地帶和生態區位重要地區，公路、鐵路、二級河道及其河流渠道兩側，大型周邊水庫，新城，中心鎮及有條件的建設鎮周邊一定范圍，明確為林業生態建設用地，并按照不同標準劃定“綠線”，以保證寶坻區“三年行動計劃”的順利實施。

三、林業生態效益、經濟效益綜合評價

(一)林業生態效益的重要性

森林兼具有經濟效益、社會效益與生態效益等三種效益，其生態效益價值遠遠大于其經濟價值。林業的發展可以帶來三種效益，在這三種效益中，經濟效益往往最先受到關注，但林業的生態效益和經濟效益有著密切的聯系，林業的生態效益可以創造經濟效益。

(二)林業生態效益與經濟效益的關系

林業的經濟效益和生態效益之間具有互相依存、互相矛盾、互相影響、互相作用的關系。首先，生態效益的落腳點在“經濟”上，它追求的是一種經濟效益，它講求社會生產力發展速度和總量，它追求經濟效益總量較大化；其次它又是一種再生產活動，它以保持環境系統良性循環為約束條件、以綠色產業為重要支柱。生態效益經濟是在以生態環境系統良性循環約束條件下的追求經濟效益總量較大化的社會再生產活動。它包括以下五層意義：其一，生態效益經濟是一種講求社會生產力發展速度和總量的社會再生產活動。其二，生態效益經濟是一種追求經濟效益總量較大化的社會再生產活動。其三，生態效益經濟是一種以保持環境系統良性循環為約束條件的社會再生產活動。其四，生態效益經濟是一種以綠色產業為重要支柱的社會再生產活動。其五，生態效益經濟是一種經濟增長、經濟效益、生態環境三者之間相互協調和有機統一的社會再生產活動。從以上的生態效益經濟的定義和涵義我們可以看出，首先，生態效益經濟的落腳點在經濟上，它追求的是一種經濟效益，它講求社會生產力發展速度和總量,追求經濟效益總量較大化。其次它又是一種再生產活動，它以保持環境系統良性循環為約束條件以綠色產業為重要支柱。

(三)注重林業的生態效益和經濟效益在實踐中的對策

這些年來，林業的生態效益和經濟效益受到了極大關注。各地在實踐中采取了各種對策，取得了很大的成效。大體有以下幾個方面措施：一是造林規?；?。從提高生態效應、景觀效果、經濟效益出發，成片造林。片林建設以發展苗木基地、經濟林、速生豐產林為主；二是造林多樣化。采用多樣化的以林養林，以發展林木加工養林，以發展經濟果林養林；農民還采取林苗結合、林禽結合、林菜結合、林果結合等方式，提高林地產出和經濟效益；三是林農結合式。應用和推廣國內外先進技術和成果，采用科學的生產管理方法，以林為主，大力推廣生態效益和經濟效益兼備的兼作方式，如：實行林草兼作、林藥兼作、林灌混植等種植模式。

四、實現寶坻區林業可持續發展的對策研究

(一)依靠科技發展林業

可持續發展的一個根本的策略是科技的發展，因為可持續發展的內涵包括經濟的發展和對資源與環境的再發展能力的保護。那么既要發展經濟又要保證資源與環境的發展力，最有效的解決辦法就是依靠科技來發展經濟，改變傳統的以環境和自然資源為代價的粗放式經濟發展模式。因此在林業發展上，實施科技興林，不斷提高林業建設的科技含量是林業可持續發展的關鍵。

近年來，寶坻區在實施“科技興林”戰略中，著重培訓廣大農民，推廣應用一大批先進實用的林業科學技術，推動了全區林業由粗放經營向集約經營的轉變，取得了較顯著的效益。林業技術人員深入農戶，大力開展技術培訓，印發多份單項技術材料及小冊子，把先進實用技術直接送到廣大林農和林業技術人員手中，提高林業技術實際應用和操作能力。通過開展技術培訓、咨詢、技術示范和科技幫扶等多種形式，實現了“帶動一批科技示范戶，致富一方百姓”的目標，使林業生產真正轉到依靠科技進步和提高勞動者素質的軌道上來。同時，寶坻區還加大科研和實用技術推廣力度。實施造林、綠化、沙化土地治理、發展農田林網等系列研究課題，開展了優良新品種引進栽培、優良鄉土樹種的開發利用研究。

科技興林研究課題的深入開展，提高了廣大群眾的科技水平，林業的整體效益也隨之提高。據統計，200*年，全區林業總產值達**億元，林業不僅成為山區經濟發展和林農致富奔小康的重要依靠，而且成為區級經濟的一個支柱產業。

(二)建立林業科技創新體制

建立起以企業為主體、以市場為導向、以科技為核心、以效益為目的的林業科技創新體系；以促進林業生產力提高有人提出了“數字林業”的概念；即利用現代信息科技手段推動林業經營和管理的精確化、科學化，加快實現林業的現代化。寶坻區應做好科技創新體制的三方面：首先寶坻區應按照“穩住一頭、放開一片”的方針，建立起適應社會主義市場經濟和林業科技自身發展規律要求的；與林業和農村經濟社會發展需求相適應的；結構優化、精干高效、縱深配置的林業科研隊伍。在研究方式和方法上，應順應科技發展潮流，創新研究方法與思維方式，從不同生態系統出發研究問題。應選擇我國林業生產急需的、適合我國生產要素發展水平及市場需求變化的技術項目作為林業科研的突破方向。如選育植物超級品種、高效利用林業資源、防治林業生物災害、現代生物技術、優質安全產品技術、信息技術、現代林業設施等。其次，寶坻區要構建林業科技推廣體制。大力開拓和發展林業技術市場，搞好技術、人才、信息、資金等生產要素的有效配置，加快科技成果轉化，創立各具特色的林技推廣模式。最后要大力發展農業科技中介體系。寶坻區研究制定有利于科技中介組織快速發展的財稅金融等政策，積極扶持培育骨干科技中介組織，指導和推進資質認證和信譽評價，圍繞市級、縣(區)級龍頭企業、林業基地等林業創新實體的困難和需求，搭建科技創新、創業發展的技術平臺和信息平臺，鼓勵一批具備條件的科研機構轉變為中介機構，形成林業類科研機構、高校、各類技術服務機構和涉林企業緊密結合的林業科技推廣服務網絡，為林業和農村經濟的發展提供有力的科技動力。

(三)深化林業科技體制改革

堅持科研成果從實踐中來，到實踐中去，指導林業的發展，從根本上解決科研與生產建設脫節的問題。要鼓勵科技人員通過技術承包、技術轉讓、技術服務、聯合開發、創辦經濟實體等形式，加快科技成果的轉化。如今，寶坻區發展現代林業需要科技創新與應用的支撐，改革現行林業科技體制是林業科技創新與應用的重要動力。寶坻區務必深化林業科技體制改革，以現代林業理念和為“可持續發展”服務思想為宗旨，準確把握以下三個方面：一是突出林業科研機構作為科技創新的主體地位。當前，寶坻區林業產業化已進入迅速發展階段，但總體來說，林業企業特別是林業科技型企業尚處于發展階段，大多數未形成規模優勢。因此在現階段，寶坻區科研機構仍然是國家和地方農業科研機構出人才和科技自主創新的主體。因此，寶坻區應按照“抓大放小、合理布局”的原則，通過“并、轉、建、撤”等不同途徑進行調整、改造和改建，加快建立國家級林業科研中心、地方林業科研分中心和重點試驗室，形成結構優化、布局合理、科技力量集中的林業科技創新“國家隊”和“地方隊”。二是推進林業科研機構改革。林業科學自身具有鮮明的特點，它所獲得的科技成果，有物質形態的產品，又有知識形態和信息形態的非物質性成果，面對直接收益的林業、農村和農民，不應該“待價而沽”。世界上無論發達國家還是發展中國家，基本上把林業科研機構作為公益性科研單位。我國林業科研機構大多是各級政府財政供養的事業單位，應在堅持實行分類指導、以公益性為主的定位不動搖的前提下，逐步建立“養事不養人”的財政供養機制。對從事林業科技基礎性研究的科研院所應按照職能和工作量撥付經費，對經營服務類科技機構可以量化的公共服務事項逐步實行“以事定費”、“以費養事”，對具備市場競爭力的林業科研事業，應通過公開招標、政府采購的方式，逐步變政府直接承辦向有資質的社會科研組織“購買服務”，實現“花錢養人”向“花錢養事”的轉變。三是應堅持基礎性研究、應用性研究和開發研究的完整體制不動搖。這三項研究是推進林業科學和技術不斷發展缺一不可的共同動力。因此要建立基礎性研究、應用性研究和開發研究的完整體系，發揮科技的最大效力。重基礎輕應用、重應用輕基礎的做法，都不利于林業科技的自主創新。通過深化改革，在區內逐步建立起學科齊全、布局合理、既適應社會主義市場經濟又符合林業科技自身規律持續發展的新型國家和地方兩級林業科技體制。

(四)加強基礎研究和應用技術研究

加強基礎研究和應用技術研究。一要加強森林生態系統的研究，開展森林生態系統的監測；二要抓好良種壯苗和樹種結構調整，充分利用先進的技術，提高良種苗培育水平；三要研究高新技術改造傳統的木材加工、制造、利用技術，盡快提升木材工業總體技術水平，增加木材和林產品的經濟價值，增強市場競爭力。因此，為適應寶坻林業可持續發展的科技潮流和方向，寶坻區切實要做到以下三方面：一是把高新科技引進與林業資源開發和生物技術、信息技術、新材料技術、遙感技術等應用作為首選的領域，與此同時繼續發揮常規實用技術的優勢，使高新技術與常規技術有機結合、優勢互補，互相促進。二是推廣應用實用技術成果，創新推廣模式。在今后的工作，要把提高林業建設的科技含量作為科技推廣的主要任務，把恢復森林植被，提高生態林質量，以及控制災害等適用技術應用作為關鍵，通過科技示范點建設，集成配套林業技術成果，推進林業標準化，提高林業生產效益，加速成果轉化。進一步搞好示范區建設，增強輻射功能，形成推廣技術體系；三是在森林經營管理模式上實現創新，用森林可持續經營的理念、方式和標準來規范森林經營活動，提升經營水平。

①造林苗木快速的繁育技術

主要包括：引進組織培養、嫩枝扦插、設施育苗、容器育苗等快速繁育技術，進行常用樹種和珍貴樹種的育種和規模繁殖、外來引進樹種針對性馴化技術、鄉土優良花灌木選育及快繁技術。

②森林災害監測和評價技術

一是森林有害生物可持續控制的策略及其實施方案的制定，重點開展重大林木病蟲害的生物防治技術研究、監測預警系統及林木鼠害控制技術的研究，逐步建立科學合理的有害生物監測評估體系。二是在森林防火科學技術及科學管理上開展森林火災預防與控制技術研究。

③退化的天然林恢復技術

主要針對疏林地、灌木林地、采伐跡地和退耕還林地等破壞比較嚴重和立地條件比較惡劣的林分或地塊，通過封造結合措施，使退化森林生態系統得到恢復與重建。

④林區可持續經營技術的實踐與研究

以林區生態系統經營管理為總體思路，將國內外林區可持續經營的研究成果貫穿于寶坻林區經營管理的始終，應用林區可持續經營的標準要求、規范實施程序，處理生物多樣性、生態問題、林業建設政策和管理方式的改革等問題，建立林區可持續經營的模式，保證林區多種功能的發揮。

(五)優化林業經濟結構，促進林業的可持續發展

林業經濟的可持續發展調整優化林業經濟結構，促進林業產業的發展，是實現林業可持續發展物質保證。在第一產業方面，以市場需求為導向，大力推進短周期工業原料林和其他原料林、速生豐產林、竹林和名特優新經濟林建設；在第二產業方面，加大新產品開發力度，促進以低層次原料加工向高層次綜合精深加工轉變的步伐；在第三產業方面，要加大森林旅游業、花卉業的發展。要采取“以二促一帶三”的策略，調整生產力布局，淘汰落后產業，改造傳統產業，培育新興產業，推動產業重組，解決林業產業結構不合理的問題。目前，從寶坻區林業資源結構來看，全區共完成人工造林合格面積8.51萬畝，截止2009年底，寶坻區共有林地面積37.82萬畝，灌木林地0.29萬畝，未成林地1.67萬畝，苗圃地0.45萬畝，四旁植樹877.87萬株，森林覆蓋率達到23.3%。在未來三年計劃中，寶坻區以可持續發展為指導，進一步加強沙化土地治理工作，逐步風險危害程度，改善當地生產環境狀況，大力重點發展農田林網，促進農村生產力發展和農村生態環境和生態建設的改善。從寶坻區林業產業機構內部來看，在林一產業中，原木原竹產值占林一產業產值的**%，而苗木花卉等營林業比例僅占**%，結構的本身反映出林業的種植與利用之間的不平衡性；在林二產業中，以木材為原料的加工業產值占**%，明顯高于以竹、藤、林化產品為原料的加工業；在林三產業中，整個林三產業處于起始階段，森林旅游、森林食品業、社會服務業卻更是低谷；從林業產業結構布局上看，在林一產業中，沒有形成生態公益林、商品林、景觀林等區域優勢；在林二產業中，原木原竹加工點多面廣，缺乏規模優勢；在林三產業中，除**景點旅游外，其余多處森林景區開發有其名無其實，與之配套的林區服務業更是一條短腿；從林產業結構銜接上看，缺乏強勁拉動力的龍頭企業，沒有形成品牌優勢，資源的培育與加工利用無法形成緊密的銜接，也就無法推進產業鏈的延伸，自然也就難以形成產業格局。因此，寶坻區應抓住以下幾個重點，優化區內林業經濟結構，促進林業可持續發展。一是應以重點林業項目為先，大力培育森林資源，提高資源總量，要按照“建設生態區”的林業第三步戰略的要求，管好天然林、培育中幼林、改造低產林、營造四旁林、發展高效林、退耕還好林等工作項目。二是按照可持續發展的要求，建立起比較完備的林業生態體系。圍繞天然林保護工程、退耕還林工程、沙化土地防護林工程、速生豐產林建設工程，抓好重點林業生態工程建設，構筑起林業生態體系的框架；同時圍繞大地綠化、環境優化、城鎮美化，抓好公路、鐵路、庫區、河提、城鎮、單位庭院的綠化美化，豐富生態體系建設。三是調整和優化三大布局，按照分類經營的要求，分區域確定生態公益林建設重點和商品林建設基地，根據其主要利用目的，確定樹種、林種、經營林方法和經營管理模式，堅持統一規劃，分類經營、分類實施的原則，將全區林業用地按功能區劃為生態公益林、實用材和工業原料林、經濟林來經營。四是主攻和培植四大主導產業，一是綠色食品產業，二是苗木花卉產業，三是木竹深加工產業，四是森林旅游產業。

(六)運用法律體系保護林業可持續發展是林業可持續發展的有效保證

1.立法原則的創新

20世紀90年代初期，中國林業開始走向可持續發展階段，林業的任務不僅僅是為了滿足國家和社會的經濟需求，更重要的是要最大限度地滿足國家和人民大眾的生態安全需要。森林是最重要的陸地自然生態系統，是維護地球生態平衡不可或缺的要素，同時又具有重要的經濟產業價值，森林以及森林產業對于改善環境、促進區域經濟發展以及社會進步都有著重要的意義。森林和林業功能和價值的多重性特點，客觀上決定了林業立法的特殊性。因此，在具體的立法過程中還必須特別重視以下特殊原則的運用：

(1)尊重和體現生態規律的原則---林業立法充分地考慮森林生態系統的物質、能量運行規律，重視生態平衡理論以及生物多樣性的發展規律，尊重自然和生態演替的規律；

(2)以可持續發展為導向的原則---林業立法應當充分地考慮實現人類社會、經濟發展所必需的生態環境與森林資源條件，以及考慮地球環境與森林資源滿足世代間人類發展所可提供的能力和基礎，并以此作為指導立法以及確立法律規范的理論基礎?？沙掷m發展理論關于區域公平的理論，可以作為制定可持續的流域森林生態管理法律制度的理論基礎；

(3)突出生態利益與經濟利益協調平衡的原則---在進行林業行為立法時，應當將森林生態環境損益分析方法和對法律規范的成本—效益分析方法分別運用到對森林開發行為的預測、評價、管理以及擬定（或既定）法律制度的設計與分析之中，作為指導法律以及確定法律規范的理論基礎，以真正通過立法實現社會、經濟、環境三方面效益的均衡和綜合決策。其中，環境經濟學關于經濟外部性的理論對于制定森林生態補償以及經濟增長成本的“綠色帳戶”法律制度具有現實的意義。

2.實現林業的“民主的法制化”和“法制的民主化”

重視基層林業工作者、群眾組織意見，立法調研的重點對象定位在廣泛的群眾基礎之上；逐步廢除林業行政部門起草林業法律法規草案的傳統作法，設立林業法律法規專門起草委員會，創造公平的立法環境；十分重視林業經濟與法律研究專家的作用，建立林業立法人才儲備庫，引進林業經濟管理、自然資源保護法律以及宏觀戰略研究人才進入儲備庫，提高林業立法人員的總體素質；加大自然資源與環境保護政策法律專業的人才培養，改造林業經濟管理專業結構，重視培養具備林業、法律、社會學知識以及豐富的實踐能力的復合性研究生隊伍，并使之積極參與林業立法過程。建立林業立法草案的社會參與制度，讓社會公眾了解林業立法的過程與具體制度，吸收社會意見，體現林業的社會性，保障法律公平與正義；建立暢通的林業法律法規與行政規章社會反饋機制，為林業法的修訂提供及時有效的信息源。

3.對林業行政機關執法權力監督和制約機制的形成及良性循環

建立從下至上的林業行政執法社會監督體系，完善檢舉、舉報“綠色通道”，保持法律的運行納入社會普遍監督之下；強化國家立法、檢察機關的法律監督，重視林業行政違法案件的司法訴訟解決，加大行政林業侵權案件的司法審判力度，遏止和預防行政機構針對林業和林農的亂收費等財產侵權行為；逐步建立林區的林業法律法規服務網絡，成立林業法律服務中心，普及林業法律法規，為林區林業生產單位以及林農個人提供及時的法律咨詢與服務，拓展法律援助對象和范圍，將林區林農以及基層林業生產者納入援助收益人，維護林區合法權利。通過這些政策引導和調控，法律規范約束和行業標準規范，促進全社會對林業的參與，消除非持續發展的各種因素。以綜合運用經濟、法律和必要的行政手段，強化林業管理。運用稅收、金融、價格、投資等經濟杠桿和產業政策，調整利益結構，保證林業投入和防止短期行為。開征生態稅收，提高資源的利用率。而由于現行稅收體制的缺陷，使得自然資源與能源價格過低(鼓勵了低效和浪費)，而勞動力成本過高(抑制了就業的擴大)。在這種稅收政策引導之下，其結果必須是企業特別注重提高勞動生產率，而不是重視提高能源和原材料的生產率，于是導致自然資源的過度利用，生態環境的加速退化，同時，勞動力資源的利用不足，出現嚴重的失業現象。而通過征收生態稅，將有助于經濟發展的優先領域從提高勞動生產率轉向提高能源和原材料的利用率。與此同時，削減勞動所得稅(社會保障體系的資金來源)，這樣可以實現稅收的轉移，從而可以明顯地促進就業機會的擴大。

五、結論及林業可持續發展的思考

(一)結論

林業可持續發展的關鍵是要處理好經濟與生態協調發展的關系，把發展的目標基礎確定在森林資源的可持續經營上，采取一系列可持續發展的對策，促進發展機制的革新，建立可持續發展的模式，從而促進森林資源的持續增長，實現森林所提供的物質產品和非物質產品的持續利用，實現森林生態系統的可持續發展。因此，作為以生態建設為根本目標的林業可持續發展的基本思路是：依據當地社會經濟狀況，不斷發展和建立最優的生態結構及適宜當地資源和經濟條件的林產業，花費最小的成本，實現經濟效益的最大化和生態系統的最優狀態。林業可持續發展目標的實現不是一蹴而就的，無論是可持續發展還是森林的可持續經營理論都是“舶來品”，并需要一定的經營管理的水平和基礎，在長期以自然經濟和工業經濟為主導的林業發展歷史條件下，現存的森林資源、現實的發展狀況和管理層次使我們只能以超常規或者叫跨越式發展的思想去追趕世界先進林業的發展水平，不斷校正現實林業發展中不可持續性的問題，本研究雖然包括了寶坻區林業發展的主要內容，提出了相應的對策措施，并不證明完成這些任務就可實現林業的可持續發展，需要林業發展的社會背景、條件、制度滿足可持續發展的要求，還需注意研究以下幾個問題：

一是整個社會經濟是否實施或正在實施可持續發展的戰略，這與林業可持續發展究竟存在一種怎樣的關系；

二是走林業可持續發展究竟需要什么條件，包括社會的、經濟的、政治的、文化的等方面提供什么樣的環境秩序，林業本身又需要具備哪些條件；

三是如何確保林業的可持續發展，應有哪些制度來保障，建立適應可持續發展的機制。

(二)對我國林業可持續發展的思考

①實行可持續發展戰略。目前，我國林業經濟基本上仍沿著以大量消耗資源和粗放經營為特征的傳統模式發展。這種模式不僅會造成對環境的極大損害，而且使林業發展本身也難以持久。因此，我們應摒棄資源式的森林經營方式，抓住機遇轉變發展戰略，以可持續發展思想來指導我國林業的發展。

②樹立整體觀念。樹立“人口、資源、環境、經濟，相互協調持續發展的整體觀念，徹底改變以犧牲資源和破壞環境求得經濟發展的做法。

③制定新林業政策。在市場經濟條件下，林業走向可持續發展道路的關鍵之一是政府行為。政府要有一個促進森林資源和經濟協調發展的總政策和方案導向。當前，應制定與完善有利于森林保護的經濟政策和預防森林破壞的對策，并且建立森林環境影響科學評價制度。

④強化國家對森林資源可持續發展的管理體制。

⑤建立林價制度和征收林地稅、林業生態環境有償使用費。國家、有關單位和個人應對為林區環境作出貢獻的林農進行補償，徹底改變免費享受生態的不合理狀況。

⑥增加林業投資，大力造林育林，增加資源和覆蓋率。

⑦大力加強生態公眾教育。

⑧建立健全林業可持續發展保障體系。

⑨重視森林經營者的自身能力建設。