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關(guān)鍵詞:滇龍膽草(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.);生態(tài)學(xué)特性;生物學(xué)特性;瀕危機(jī)制
中圖分類(lèi)號(hào):Q949.776.4;Q948.1;Q948.112+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)14-3364-03
滇龍膽草(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.),別名堅(jiān)龍膽、苦草、青魚(yú)膽、藍(lán)花根、炮仗花等,為龍膽科(Gentianaceae)龍膽屬(Gentiana L.)多年生宿根草本植物,是云南省的道地藥材,主要分布在海拔1 100~2 800 m的山坡草地、林緣及稀疏灌叢中,以地下肉質(zhì)須根和莖葉入藥[1-3]。滇龍膽草為提取龍膽苦苷(Gentiopicroside)的主要野生藥用原料之一,是中國(guó)藥典上龍膽藥材的原植物之一。研究表明,龍膽苦苷具有清熱解毒、消炎降壓等療效,對(duì)保肝、健胃、利膽有很好的功效[4-6]。
野生的滇龍膽草自然更新能力較低,加上人為過(guò)度采挖,在自然狀態(tài)下僅有零星分布,物種已陷入瀕危境地,現(xiàn)已被列為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生藥材物種(三級(jí))和云南省10種重要的瀕危藥用植物之一[7]。
迄今為止,對(duì)滇龍膽草的研究多停留在探討其藥用部分的藥理作用和化學(xué)成分層面, 而對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)、生境類(lèi)型和繁育特點(diǎn)等生物學(xué)特性的報(bào)道較少。針對(duì)于此,試驗(yàn)開(kāi)展了對(duì)野外生境下滇龍膽草開(kāi)花物候期觀察和生境調(diào)查,初步掌握了其生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖特性及致瀕機(jī)制,旨在為有效保護(hù)和持續(xù)利用滇龍膽草資源提供必要的基礎(chǔ)資料。
1 材料與方法
1.1 材料
分別在2007~2011年,對(duì)位于云南省西南部的臨滄市五老山國(guó)家森林公園內(nèi)生長(zhǎng)的滇龍膽草進(jìn)行了連續(xù)5年的實(shí)地生態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性觀測(cè)。
1.2 方法
1.2.1 生境調(diào)查及生長(zhǎng)特性研究 在五老山國(guó)家森林公園內(nèi)隨機(jī)從生長(zhǎng)有滇龍膽草的生境中選取4 m×4 m的樣地10塊,記錄樣地內(nèi)滇龍膽草的植株數(shù)量、生長(zhǎng)狀況、根系分布(深度、方向及幅度)以及樣地內(nèi)的伴生植物種類(lèi)和郁閉度。對(duì)樣地內(nèi)的滇龍膽草連續(xù)標(biāo)記3年, 每年統(tǒng)計(jì)樣地內(nèi)滇龍膽草的叢數(shù)、株高、開(kāi)花數(shù)、長(zhǎng)葉數(shù)、落葉數(shù)、結(jié)果數(shù)、長(zhǎng)勢(shì)等,采用隨機(jī)抽樣方法對(duì)樣株葉片、花器官的形態(tài)性狀進(jìn)行實(shí)地測(cè)量[8]。
1.2.2 開(kāi)花結(jié)實(shí)物候期觀察 在樣地中隨機(jī)選取滇龍膽草植株若干,從萌生花芽開(kāi)始標(biāo)記,每天記錄花芽發(fā)育的狀況,在單花初開(kāi)、盛開(kāi)、凋謝的各時(shí)期記錄形態(tài)和顏色的變化。統(tǒng)計(jì)每天開(kāi)花數(shù), 記錄授粉后花朵的形態(tài)和顏色開(kāi)始變化的時(shí)間及持續(xù)時(shí)間、子房開(kāi)始膨大的時(shí)間,在試驗(yàn)期內(nèi)每年的12月末種子變色后記錄成熟期并采種。判斷單花開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)是花瓣剛展開(kāi)揚(yáng)起,判斷花朵枯萎的標(biāo)準(zhǔn)是花被變色、失去光澤、質(zhì)地變軟,判斷果實(shí)成熟的標(biāo)準(zhǔn)是蒴果果皮干燥開(kāi)裂,種皮變成黃褐色。
1.2.3 繁殖特性研究 ①在生長(zhǎng)有滇龍膽草的10塊樣地中記錄樣地內(nèi)每年滇龍膽草植株的無(wú)性分蘗繁殖數(shù)量。②在盛花期取4個(gè)樣地進(jìn)行自然授粉觀察,以確定傳粉昆蟲(chóng)種類(lèi),每個(gè)樣地有1個(gè)觀察點(diǎn),4個(gè)樣地同時(shí)觀察;觀察時(shí)間為每天8:30~17:30,連續(xù)觀察4 d。③為了比較野生滇龍膽草的授粉結(jié)實(shí)情況,2010年10月在樣地中隨機(jī)選取花瓣剛展開(kāi)(花粉尚未露出)的花分別進(jìn)行人工自花授粉、同株異花人工授粉、異株異花人工授粉,所用花粉從5 km外帶入,授粉時(shí)間在早上9:00,連續(xù)授粉3次,每處理授粉250朵。授粉后用紙袋將已授粉的花套住,以自然自花授粉結(jié)實(shí)的為對(duì)照,在當(dāng)年12月下旬記錄其結(jié)果數(shù),統(tǒng)計(jì)其結(jié)實(shí)率[9]。④2008年3月在室內(nèi)做種子發(fā)芽試驗(yàn),統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率;將健壯苗移栽于野外生長(zhǎng),觀察其在自然環(huán)境里的生長(zhǎng)歷程。
2 結(jié)果與分析
2.1 滇龍膽草生境類(lèi)型
調(diào)查結(jié)果表明,滇龍膽草主要生于地勢(shì)平緩、陽(yáng)光充足、土層較厚、沙質(zhì)土壤的山坡草地、林緣及矮稀灌叢間,野生種群在自然狀態(tài)下僅為間斷分布且種群內(nèi)的植株數(shù)量較少,主要與低矮的禾本科(Gramineae)等草本植物伴生在一起,伴生植物為其提供了一定的陰蔽條件。主要伴生植物見(jiàn)表1。
2.2 生長(zhǎng)特性
滇龍膽草一年生植株高約3~6 cm左右,長(zhǎng)有4~7對(duì)葉,自種子萌發(fā)至開(kāi)花結(jié)實(shí)需3年以上,多年生植株高約20~35 cm左右。根系為肉質(zhì)須根,多年生植株具5~20條根,根長(zhǎng)約12~20 cm,在地下4~7 cm處呈水平分布。主莖粗壯,有3~5條分支,叢生,直立,入土部分白色,地上部分略帶紫色。葉倒卵形,先端鈍圓,基部楔形,長(zhǎng)約1.0~1.5 cm,寬約0.8~1.2 cm?;ǘ鄶?shù),簇生枝端呈頭狀花序,花冠漏斗形或鐘形,花色藍(lán)紫色或藍(lán)色。蒴果長(zhǎng)橢圓形或橢圓狀披針形,長(zhǎng)1.0~1.2 cm;種子多數(shù)黃褐色,有光澤,矩圓形,細(xì)小,長(zhǎng)0.8~1.0 mm,表面粗糙。
2.3 開(kāi)花結(jié)實(shí)物候期
根據(jù)滇龍膽草花芽發(fā)育狀況、花蕾發(fā)育階段、花瓣展開(kāi)程度、果實(shí)成熟程度,將滇龍膽草的單花開(kāi)放及果實(shí)成熟進(jìn)程劃分為6個(gè)階段,分別是萌芽期(10~15 d)、現(xiàn)蕾期(6~10 d)、始花期(3~5 d)、盛花期(7~12 d)、花瓣凋謝期(5~10 d)、果熟期(50~70 d)。一般在授粉后第六天花瓣迅速萎蔫,5~8 d 后子房開(kāi)始膨大,果實(shí)發(fā)育成熟一般需60 d 左右。未授粉的花朵,約5~10 d后花瓣開(kāi)始凋謝;滇龍膽草開(kāi)花結(jié)實(shí)的物候期觀察結(jié)果為萌芽期在6月中旬、單花現(xiàn)蕾期在9月下旬、始花期在10月上旬、盛花期在11月中旬、花瓣凋謝期在12月上旬、果熟期在翌年1月下旬。居群開(kāi)花結(jié)實(shí)物候期在10~11月開(kāi)花,花期持續(xù)1~2個(gè)月,果期在11~12月。2011年自然開(kāi)花結(jié)實(shí)期比以往年份推遲了15 d左右,可能是由于生境地遭遇春夏持續(xù)干旱導(dǎo)致地下部分推遲萌芽造成的。不同樣地因環(huán)境條件不同,開(kāi)花及果實(shí)成熟時(shí)間有近20 d的差異;氣溫高且居群生境土壤結(jié)板時(shí)花期縮短。
2.4 繁殖特性
試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行了滇龍膽草的無(wú)性繁殖和有性繁殖,在無(wú)性繁殖方面,通過(guò)分蘗出新枝延長(zhǎng)母株的壽命來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)性繁殖。結(jié)果顯示,滇龍膽草每年1月初地上部分枯萎,6月中旬在近地面處又會(huì)分蘗出新枝,每叢枝條數(shù)量?jī)H比上一年多1~2支。在有性繁殖方面,自種子萌發(fā)至植株開(kāi)花結(jié)實(shí)需3年以上時(shí)間。
在盛花期對(duì)4個(gè)樣地進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)36 h的授粉生物學(xué)初步觀察中,均未觀察到傳粉昆蟲(chóng)。人工授粉的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn),滇龍膽草的花既可進(jìn)行自花授粉,又可進(jìn)行異花授粉,人工自花授粉結(jié)實(shí)率(85.6%)略高于自然自花授粉結(jié)實(shí)率(82.4%),自花授粉結(jié)實(shí)率明顯高于人工異花授粉結(jié)實(shí)率(不足50%),人工同株異花授粉結(jié)實(shí)率(46.4%)高于人工異株異花授粉結(jié)實(shí)率(33.2%)。雖然自然狀態(tài)下結(jié)實(shí)率較高,但種子萌發(fā)率只有0.3%,發(fā)芽能力較低。野生生境下滇龍膽草群體的更新主要是通過(guò)有性繁殖實(shí)現(xiàn),由于自身繁殖缺陷及人為掠奪性采集,成為滇龍膽草野生資源瀕危的主要原因。
3 小結(jié)與討論
自然狀態(tài)下滇龍膽草自種子從萌發(fā)到植株開(kāi)花結(jié)實(shí)需經(jīng)歷3年以上,這一現(xiàn)象使得滇龍膽草物種本身的自我更新較慢,野生種群在自然狀態(tài)下僅為間斷分布且種群內(nèi)的植株數(shù)量較少。滇龍膽草根系在地下呈水平分布,根系入土較淺,這一特性使其抗旱性較差,在苗期如遇干旱天氣,易導(dǎo)致成片植株死亡。滇龍膽草的伴生植物雖為其提供了一定的陰蔽條件,但其生長(zhǎng)適應(yīng)能力比伴生植物差,如果伴生植物大量繁殖,勢(shì)必形成對(duì)滇龍膽草植株光照、水分及營(yíng)養(yǎng)的脅迫競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái)云南省出現(xiàn)的嚴(yán)重春夏連旱災(zāi)害天氣使滇龍膽草種子的出苗率大大降低,并且易造成滇龍膽草地下部分休眠而推遲萌芽,進(jìn)而使植株開(kāi)花結(jié)實(shí)延后,開(kāi)花結(jié)實(shí)期的推遲在高海拔冷涼地區(qū)往往由于遭遇寒冷天氣而使種子發(fā)育不充實(shí),進(jìn)而不能正常發(fā)芽。
滇龍膽草雖多數(shù)花簇生枝端,漏斗形花冠呈藍(lán)紫色或藍(lán)色,但不靠昆蟲(chóng)傳播花粉。其自花授粉結(jié)實(shí)率高于異花授粉結(jié)實(shí)率、同株異花人工授粉結(jié)實(shí)率高于異株異花人工授粉結(jié)實(shí)率的現(xiàn)象表明,滇龍膽草的雌蕊柱頭對(duì)同一朵花的花粉親和性高于對(duì)另一朵花的花粉親和性,對(duì)同一植株花粉的親和性高于對(duì)另一植株花粉的親和性。滇龍膽草自然狀態(tài)下的零星分布致使傳粉都是在同一種群內(nèi)進(jìn)行,這一現(xiàn)象不利于滇龍膽草在自然狀態(tài)下的自我更新。
滇龍膽草有無(wú)性繁殖(根莖分蘗)和有性繁殖(種子繁殖)2種繁殖方式,但無(wú)性繁殖能力較低,一叢枝條每年僅能分蘗產(chǎn)生1~2支新枝。滇龍膽草在自然授粉后5~8 d子房開(kāi)始膨大,果實(shí)成熟期為60 d左右,果實(shí)成熟后可產(chǎn)生較多的細(xì)小種子,雖然自然狀態(tài)下結(jié)實(shí)率較高,但種子萌發(fā)率只有0.3%,發(fā)芽能力較低,這也是滇西南地區(qū)滇龍膽草處于瀕危狀態(tài)的主要原因之一。
致謝:臨滄師范高等專(zhuān)科學(xué)校生物教育專(zhuān)業(yè)的趙國(guó)斌、李文元、向洪波、劉友龍等同學(xué)協(xié)助了野外考察,在此表示感謝。
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一、研究目的
初中生學(xué)業(yè)分化是影響整體教育質(zhì)量提高的大問(wèn)題,分化產(chǎn)生的差生轉(zhuǎn)化、優(yōu)生提高迫切需要科學(xué)的教育 策略的指導(dǎo)。從現(xiàn)狀看,這個(gè)問(wèn)題的解決并未找到令人滿(mǎn)意的方法,究其原因,恐怕一方面在于學(xué)業(yè)分化本身 原因的復(fù)雜性,另一方面則可能是由于對(duì)初中階段不同學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能缺乏足夠認(rèn)識(shí)。當(dāng)前教育體制中的學(xué)業(yè) 評(píng)價(jià)體系主要是一種絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn),這種標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)試教育背景下不失為是一種公平的選擇尺度,而且對(duì)大多數(shù) 普通學(xué)生具有操作性方面的優(yōu)點(diǎn)。但不容忽視的是,對(duì)學(xué)生分化群體的對(duì)象,這種絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)一定程度上掩 蓋了學(xué)習(xí)活動(dòng)中最為本質(zhì)的內(nèi)容,即學(xué)業(yè)潛能的發(fā)揮。而從學(xué)科成就值等相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)角度分析研究初中生分 化群體,將不僅有助于正確診斷評(píng)價(jià)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)下的優(yōu)差生,而且更重要的是能從教學(xué)論角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)初中生 各學(xué)科學(xué)業(yè)分化現(xiàn)象的本質(zhì)及其診治之道,從而為提高九年義務(wù)制教育質(zhì)量,促進(jìn)素質(zhì)教育向縱深發(fā)展提供有 益的啟示。
二、研究方法
1、取樣:本市普通中學(xué)94級(jí)8個(gè)班組385人,從初一預(yù)備班到初二下學(xué)期連續(xù)跟蹤三年,根據(jù)生物 學(xué)科歷次考試總評(píng)平均成績(jī)?nèi)〕^(guò)@①+0.95sd的對(duì)象為優(yōu)生組,共41人,其中男13人,女28人 ;取平均成績(jī)低于@①-0.95sd為學(xué)業(yè)不良組(以下稱(chēng)差生組),共40人,其中男29人,女11人 ,差生組中包括留級(jí)生7人,其中男4人,女3人。分化組群體占總體21.05%。
2、調(diào)查與測(cè)試:
(1)生物、語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、外語(yǔ)學(xué)科成績(jī)及總評(píng)統(tǒng)計(jì)及分析。
(2)智力測(cè)試:采用北師大心理學(xué)系修訂的瑞文測(cè)驗(yàn)(spm)進(jìn)行團(tuán)體施測(cè)。
(3)問(wèn)卷調(diào)查:自行設(shè)計(jì),主要查明學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)、身體狀況、家庭環(huán)境等。
所有數(shù)據(jù)均在foxpro中建立數(shù)據(jù)庫(kù),最后以spss軟件作統(tǒng)計(jì)處理。
三、結(jié)果與討論
(一)學(xué)科成績(jī)調(diào)查及比較:
為了探明分化群體學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及各學(xué)科學(xué)業(yè)成績(jī)狀況,將各種成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)化后作分析比較,結(jié)果見(jiàn)表1 。
表1 生物及其他學(xué)科優(yōu)差生成績(jī)比較
(附圖 {圖})
表1數(shù)據(jù)表明,以生物成績(jī)分化為基準(zhǔn)的優(yōu)差生組,在語(yǔ)、數(shù)、外和各科總評(píng)成績(jī)上均表現(xiàn)出極其顯著的 差異(p〈0.001),進(jìn)一步作生物與各科成績(jī)的相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 生物與其他學(xué)科相關(guān)系數(shù)比較
(附圖 {圖})
**:p<0.01
相關(guān)分析的結(jié)果顯示,在初中學(xué)生總體上,生物學(xué)成績(jī)與語(yǔ)、數(shù)、外及總評(píng)成績(jī)均達(dá)強(qiáng)正相關(guān)程度,說(shuō)明 生物成績(jī)差異分布與語(yǔ)、數(shù)、外具有一致性。但在分化群體優(yōu)生組、差生組中,生物學(xué)科成績(jī)與其它各科成績(jī) 均未達(dá)顯著相關(guān)程度,留級(jí)生組中生物與外語(yǔ)、語(yǔ)文和總評(píng)分呈中強(qiáng)負(fù)相關(guān),此結(jié)果說(shuō)明在分化學(xué)生群體中, 生物成績(jī)與語(yǔ)、數(shù)、外成績(jī)具有與總體不同的變化趨勢(shì)。
(二)智力發(fā)展水平與學(xué)生成就的關(guān)系
為了了解優(yōu)差生分化與智力發(fā)展水平的聯(lián)系,以瑞文量表對(duì)對(duì)象進(jìn)行了智商測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 優(yōu)差生及留級(jí)生智商分布
(附圖 {圖})
從表3結(jié)果可見(jiàn),優(yōu)生、差生、留級(jí)生的智商分布存在顯著差異,優(yōu)生組平均智商顯著高于差生組。智力 水平優(yōu)良的一級(jí)和二級(jí)(p[,75]以上)優(yōu)生組有33人,占優(yōu)生組總數(shù)80.4%,差生和留級(jí)生中僅 13人,占32.5%。智力水平中下的四級(jí)和五級(jí)(p[,25]以下)優(yōu)生組2人,占4.9%,而差生 、留級(jí)生中有24人,占60%,這說(shuō)明智力是影響學(xué)業(yè)分化的重要因素。
進(jìn)一步分析智力與各學(xué)科成績(jī)的關(guān)系,學(xué)生總體智商與各科成績(jī)的相關(guān)性見(jiàn)表4。
表4 生物及其他學(xué)科成績(jī)與智商的相關(guān)系數(shù)
(附圖 {圖})
結(jié)果顯示,在總體上智力與各科成績(jī)的相關(guān)系數(shù)均達(dá)顯著程度,其中數(shù)學(xué)成績(jī)與智力相關(guān)系數(shù)最高,達(dá)0 .6417,生物成績(jī)與智商的相關(guān)系數(shù)也較高,達(dá)0.5544,語(yǔ)文成績(jī)相關(guān)系數(shù)最低為0.4877, 這個(gè)結(jié)果與伯特(c·l·burt)報(bào)道的語(yǔ)、數(shù)、外結(jié)果基本一致。
在分化群體中,各組學(xué)生學(xué)科成績(jī)與智商的關(guān)系見(jiàn)表5。
表5 各組學(xué)生學(xué)科成績(jī)與智力的關(guān)系
(附圖 {圖})
表5顯示,在優(yōu)、差、留級(jí)生分化群體內(nèi),各科成績(jī)與智商均未達(dá)顯著相關(guān)程度,這說(shuō)明在同類(lèi)分化群體 中智力已不再是影響學(xué)業(yè)成績(jī)的主要因素了。
(三)成就值(accomplishment score)差異比較
(附圖 {圖})
成就值是判定學(xué)生的學(xué)力是否同他的智力相適應(yīng)的重要指標(biāo),其定義為學(xué)力離差與智力離差之差,若成就 值(as)為負(fù)值,可說(shuō)明該學(xué)生不具備同其智力相稱(chēng)的學(xué)力,也就是說(shuō),學(xué)力潛力尚未或未能充分發(fā)揮,以 致未形成智力相稱(chēng)的現(xiàn)實(shí)學(xué)力,可視為學(xué)業(yè)落后或暫時(shí)落后。
經(jīng)對(duì)優(yōu)差生各種成就值測(cè)算,結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 學(xué)生各科學(xué)力成就值比較
(附圖 {圖})
注:〈-8個(gè)體數(shù):表示為低成就值人數(shù)。
表6結(jié)果表明1生物學(xué)科成就值優(yōu)差生組間存在極其顯著差異,如以as<-8為低成就值學(xué)業(yè)不良的標(biāo) 準(zhǔn),則生物差生組as<-8的人數(shù)有24人,生物優(yōu)生組有6人,與生物學(xué)科相似,外語(yǔ)學(xué)科成就值優(yōu)、差 生組問(wèn)亦存在顯著差異,外語(yǔ)差生組as<-8的人數(shù)為22人,優(yōu)生組有5人。而語(yǔ)文和數(shù)學(xué)兩學(xué)科的優(yōu)差 生組成就值差異不顯著,各組as<-8的個(gè)體數(shù)也相對(duì)較少,這在一定程度上說(shuō)明,生物與外語(yǔ)學(xué)科在初中 階段具有某些相似性。低成就值表明學(xué)習(xí)潛能來(lái)充分發(fā)揮,其中還包含有相當(dāng)比例的假性差生,故教育措施的 效能更為突出,由此可見(jiàn)初中生物和外語(yǔ)學(xué)科的差生或?qū)W業(yè)不良生轉(zhuǎn)化的可能性相對(duì)較大。
(四)低成就值學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)環(huán)境分析
為了更全面地了解學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)低成就值學(xué)生學(xué)業(yè)分化的影響,對(duì)優(yōu)差生學(xué)生進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)問(wèn)卷調(diào) 查,問(wèn)卷包括學(xué)科興趣、學(xué)習(xí)時(shí)間、對(duì)難題態(tài)度、輔導(dǎo)環(huán)境、業(yè)余時(shí)間安排、作息時(shí)間、家務(wù)勞動(dòng)、家庭環(huán)境 、人際關(guān)系等20個(gè)方面。
調(diào)查結(jié)果顯示,優(yōu)差生低成就值者在學(xué)習(xí)態(tài)度上有顯著差異,差生回家作業(yè)多需父母檢查、督促或輔導(dǎo)才 能完成。父母天天檢查作業(yè)的,差生組低成就值者24人中有14人,優(yōu)生組僅1人;父母很少檢查作業(yè)的, 差生組8人,優(yōu)生組5人。實(shí)際學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)優(yōu)差生低成就值者都不重,且無(wú)顯著差異,無(wú)論優(yōu)差生每天做作業(yè)時(shí) 間都在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)能完成,上學(xué)往返路程時(shí)間極大多數(shù)不到1小時(shí),夜間睡眠大多8小時(shí)以上,但自我感覺(jué)課 業(yè)負(fù)擔(dān)重的,差生低成就值者顯著高于優(yōu)生組,24人中有15人(62.5%)認(rèn)為學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)太重,沒(méi)有一 個(gè)差生主動(dòng)希望再多學(xué)一些知識(shí),這反映出差生低成就者有“怕學(xué)習(xí)”和“厭學(xué)”情緒傾向。在對(duì)待難題的態(tài) 度上,差生低成就值者24人中17人(70.8%)持放棄態(tài)度,這說(shuō)明這類(lèi)差生缺乏學(xué)習(xí)的毅力和信心, 在學(xué)習(xí)環(huán)境方面的項(xiàng)目中優(yōu)差生低成就者多數(shù)無(wú)顯著差異,個(gè)別項(xiàng)目差生組還優(yōu)于優(yōu)生組,如家教輔導(dǎo),差生 占67.5%,優(yōu)生組占21.9%,月零花錢(qián)差生組平均高于優(yōu)生組2.4元。問(wèn)卷調(diào)查總體結(jié)果表明,低 成就值差生一般并不缺乏外部學(xué)習(xí)條件,故學(xué)業(yè)落后主要因素應(yīng)歸結(jié)為學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)的主觀努力,適當(dāng)?shù)慕?育措施可使這些學(xué)生中的相當(dāng)部分成員的學(xué)習(xí)效能得到提高,要做到這一點(diǎn),關(guān)鍵還是在于實(shí)現(xiàn)“教會(huì)學(xué)生學(xué) 習(xí)”這個(gè)教育的基本目標(biāo)。
四、結(jié)論
1、初中生物學(xué)業(yè)分化在總體上與語(yǔ)、數(shù)、外學(xué)科具有某種一致性,但在分化群體中各種學(xué)業(yè)分化不完全 一致。
2、智力發(fā)育水平是影響生物等學(xué)科學(xué)業(yè)分化的重要因素,但不是唯一因素,相近的智力水平可有顯著不 同的學(xué)業(yè)成就。
3、生物學(xué)業(yè)成就值在優(yōu)差生間存在極其顯著差異,生物學(xué)業(yè)差生的轉(zhuǎn)化具有較大可能性,初中生物和外 語(yǔ)學(xué)科的學(xué)業(yè)分化具有某些相似性。
4、外部學(xué)習(xí)環(huán)境條件不是形成生物低成就值學(xué)業(yè)不良者的關(guān)鍵因素,對(duì)這部分學(xué)生的轉(zhuǎn)化可從學(xué)習(xí)態(tài)度 和學(xué)習(xí)方法等教育措施方面著手。
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(1陜西師范大學(xué)生命科學(xué)院,西安710062;2白河縣中醫(yī)院,陜西白河725800)
摘要:為更好地掌握和了解陜西省安康市白河縣藥用植物資源的分布、種類(lèi)等各種情況,為以后的開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù),筆者通過(guò)野外樣地、路線調(diào)查及文獻(xiàn)查閱相結(jié)合的方法,對(duì)當(dāng)?shù)氐囊吧幱弥参镔Y源的組成和藥用特點(diǎn)進(jìn)行研究。在白河縣共調(diào)查到野生植物302 種,隸屬于109 個(gè)科250 個(gè)屬,其中具有藥用價(jià)值的植物272 種103 科227 屬,所占比例較大,達(dá)到了90.07%。白河縣藥用植物中,草本占57.62%,木本類(lèi)最多的是喬木,其次是灌木,最少的是藤本。從藥用植物資源類(lèi)別的分配情況來(lái)看,被子植物最豐富,為239 種,占藥用植物總數(shù)的87.87%,蕨類(lèi)植物與裸子植物野生藥用植物資源相對(duì)較少,分別為28 種和3 種。藥用植物中,絕大多數(shù)以全株類(lèi)入藥,占36.03%,其次為根及根莖類(lèi),共81 種,占29.78%。按照藥用植物在醫(yī)學(xué)上主要用途,白河縣內(nèi)解毒殺蟲(chóng)類(lèi)的藥用植物占得比例最多,占34.77%。最后針對(duì)該地區(qū)藥用植物資源的分布特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀,提出了相應(yīng)的建議和保護(hù)性對(duì)策。
關(guān)鍵詞 :白河縣;藥用植物;資源調(diào)查;藥用特點(diǎn);開(kāi)發(fā)及保護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):Q-9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 論文編號(hào):2014-xb0661
基金項(xiàng)目:中醫(yī)藥公共衛(wèi)生專(zhuān)項(xiàng)“國(guó)家基本藥物所需中藥原料資源調(diào)查和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”[財(cái)社(2011)76 號(hào)];中醫(yī)藥行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)“我國(guó)代表性區(qū)域特色中藥資源保護(hù)利用”(201207002)。
第一作者簡(jiǎn)介:張亞娟,女,1989 年出生,河南濟(jì)源人,碩士研究生,研究方向:植物種群與群落生態(tài)學(xué)。通信地址:710062 陜西省西安市陜師大長(zhǎng)安校區(qū),E-mail:zhangyajuan_123@126.com。
通訊作者:王孝安,男,1953 年出生,陜西西安人,教授,博士,研究方向:植物生態(tài)學(xué)。通信地址:710062 陜西省西安市陜師大長(zhǎng)安校區(qū)生命科學(xué)學(xué)院,E-mail:wangxa@snnu.edu.cn。
收稿日期:2014-07-04,修回日期:2014-10-11。
0 引言
野生藥用植物是在自然界生長(zhǎng)、未經(jīng)人工馴化栽培、具有藥用價(jià)值的一類(lèi)植物,是極其珍貴的天然藥物種質(zhì)資源庫(kù)[1],中國(guó)對(duì)藥用植物資源的開(kāi)發(fā)利用歷史悠久,然而在野生藥用植物資源日趨減少的今天,如何更加合理地開(kāi)發(fā)和利用這些重要資源已成為中藥資源研究的核心問(wèn)題,而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須得先掌握和了解藥用植物資源的分布、種類(lèi)等各種情況[2]。陜西安康市白河縣位于巴山東部,其獨(dú)特的地理環(huán)境,蘊(yùn)藏著豐富的野生藥用植物資源,以前所做的調(diào)查研究多是針對(duì)特定的某個(gè)藥用物種或類(lèi)型進(jìn)行,對(duì)整個(gè)地區(qū)進(jìn)行的調(diào)查研究較少。因此,根據(jù)第4 次全國(guó)中藥資源普查的相關(guān)政策[3-4],筆者通過(guò)野外樣地調(diào)查、標(biāo)本采集和查閱資料的方法,對(duì)白河縣野生藥用植物資源的分布和利用進(jìn)行全面調(diào)查,了解該地區(qū)野生藥用植物資源的分布規(guī)律,闡釋其組成和藥用特點(diǎn),為該地區(qū)野生藥用植物資源的合理利用和開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。
1 研究方法
1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)
調(diào)查于2013 年4 月開(kāi)始,在陜西省安康市白河縣內(nèi)進(jìn)行樣方調(diào)查和標(biāo)本采集。
白河縣位于陜西省東南部,大巴山東段,北臨漢江,隔江與湖北省鄖西縣相望,東、南部分別與湖北省鄖縣、竹山縣接壤,西與旬陽(yáng)縣相連。地勢(shì)南高北低,全縣山脈與溝相間,無(wú)一處百畝平地。漢江從縣境北部自西向東橫過(guò),縣內(nèi)冷水河與白石河從縣境西南向東北大致平行流入漢江。全境東西長(zhǎng)53.3 km,南北寬41.5 km,地理位置為109°37″—110°10″E、32°34″—32°55″N,地處亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡氣候帶,屬大陸性季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),受相對(duì)高差的山地地貌的影響比較大,垂直性氣候明顯,平均氣溫為12.2~16.5℃,平均降水量787.4 mm,無(wú)霜期為234~261 天。白河縣全縣境內(nèi)植被較為復(fù)雜,多為次生林和斑塊狀分布的退耕還林(還草)工程實(shí)施后形成的人工經(jīng)濟(jì)林及灌木林,幾無(wú)天然林的分布。
1.2 研究方法
根據(jù)白河縣的地形地貌特征等綜合因素,在山間谷地、山麓斜坡地、低山、中山、高山等5 類(lèi)生境類(lèi)型中選擇6 個(gè)具有代表性的典型區(qū)域(或流域)。每個(gè)區(qū)域隨機(jī)設(shè)置6 個(gè)1 km×1 km的樣地(套方),每個(gè)樣地(套方)中隨機(jī)設(shè)置5 個(gè)10 m×10 m的樣方,用于調(diào)查喬木;在每個(gè)樣方中設(shè)置1個(gè)5 m×5 m的小樣方和4個(gè)2 m×2 m小樣方,分別用于調(diào)查灌木和草本植物??偣舱{(diào)查了6 個(gè)代表區(qū)域、6 條調(diào)查路線、36 個(gè)套方、180 個(gè)樣方。除此之外,同時(shí)進(jìn)行標(biāo)本的收集,隨后制成臘葉標(biāo)本以進(jìn)行物種鑒定。最終參照2010 年版《中國(guó)藥典》以及前人的分類(lèi)方法[5-7],歸納總結(jié)其藥用部位及化學(xué)成分和用途。
2 結(jié)果與分析
2.1 藥用植物的資源種類(lèi)
調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析(表1)顯示,白河縣共調(diào)查野生植物302 種,隸屬于109 個(gè)科250 個(gè)屬,其中具有藥用價(jià)值的植物272 種,隸屬于103 科227 屬,占90.07%。從植物資源類(lèi)別的分配情況來(lái)看,被子植物最豐富,藥用83 科,占76.15% 。蕨類(lèi)植物與裸子植物的藥用植物資源相對(duì)較少,分別是15科和3 科;藥用植物物種數(shù)的比較,被子植物最多,共239 種,占79.14%,其次是蕨類(lèi)植物,共28 種,占9.27% ,裸子植物只有3種,占0.99%。孢子植物是口蘑科(Tricholomataceae)的香菇(Lentinus edodes)和多孔菌科(Polyporaceae)的靈芝(Ganoderma lucidum)。在藥用植物中,以科為單位(前7 個(gè)科)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),所含種類(lèi)最多的是禾本科(Agrostidoideae,共16 種),其次分別是菊科(Compositae,共15 種)、豆科(Leguminosae,共14 種)、薔薇(Rosaceae,共10 種)、蕁麻科(Urticaceae,共10種)、百合科(Liliaceae,共8 種)、毛茛科(Ranunculaceae,共7 種)。在這些野生藥用植物中,單科單種比較多,共46 科,如海金沙科(Lygodiaceae)僅有海金沙(Lygodium japonicum),杜仲科(Eucommiaceae)僅有杜仲(Eucommia ulmoides),松科(Pinaceae)僅有馬尾松(Pinus massoniana)等。
2.2 藥用植物的生長(zhǎng)型
從植物的生長(zhǎng)型分析白河縣302 種藥用植物的分布(表2)。其中木本植物126 種,占41.72%;草本植物174 種,占57.62% 。木本植物中,喬木57 種,占18.87% ;灌木53 種,占17.55% ;藤本植物16 種,占5.30%。草本植物中,多年生草本145 種,占48.01%;1年生草本29 種,占9.61%。表明白河縣藥用植物中草本占大多數(shù),木本的藥用植物最多的是喬木,其次是灌木,最少的是藤本。
2.3 藥用植物的藥用器官類(lèi)型
參照《中國(guó)藥典》和前人的分類(lèi)方法[5-7],依照藥用部位不同而將藥用植物分為全株類(lèi)(全草、全草)、根及根莖類(lèi)(根、根莖、鱗莖、假鱗莖)、果實(shí)及種子類(lèi)、花類(lèi)(花朵、花蕾、花序)、葉類(lèi)(葉、芽)、藤莖類(lèi)(莖、莖髓、藤、枝)、皮類(lèi)和其他8 大部分。通過(guò)比較分析(表3),白河縣所調(diào)查和采集到的藥用植物中絕大多數(shù)以全株類(lèi)入藥,占36.03%。其次為根及根莖類(lèi),共81 種,占29.78%。由于以全草或根莖類(lèi)植物為藥用部分的植物生長(zhǎng)年限較長(zhǎng),過(guò)度采挖勢(shì)必會(huì)造成資源枯竭和生態(tài)環(huán)境的破壞??茖W(xué)、合理地采藥是十分必要的,在利用資源的同時(shí)更要注重資源的保護(hù),以保野生藥用植物資源的永續(xù)利用。
2.4 藥用植物藥效類(lèi)型
根據(jù)藥用植物在醫(yī)學(xué)上的主要用途,可將白河縣調(diào)查的302 種藥用植物分為以下16 類(lèi),并將各種功效所含種數(shù)及其占藥用植物總數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表4)。從表4 中可看出,16 類(lèi)藥用功效植物的百分比變化范圍為0.33%~34.77%,其中解毒殺蟲(chóng)類(lèi)的藥用植物占得比例是最多的34.77%,其次清熱藥占了30.13%,比例也是比較大的。表明該區(qū)的許多藥用植物的功能還是比較全的,也有較強(qiáng)的藥效專(zhuān)用性。
3 保護(hù)及開(kāi)發(fā)利用
通過(guò)對(duì)白河縣野生藥用植物資源的系統(tǒng)調(diào)查和分析可以看出,白河縣具有藥用價(jià)值的植物有272 種,隸屬于103 科227 屬,所占比例較大,達(dá)到了90.07%。科學(xué)合理有效地利用野生藥用植物資源,使其經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值得到更充分的發(fā)揮,是值得人們亟待關(guān)注和研究的課題。根據(jù)實(shí)地調(diào)查、分析和比較,以及當(dāng)?shù)匾吧幱弥参镔Y源的現(xiàn)狀,提出以下幾點(diǎn)建議。
3.1 建立野生藥用植物資源的數(shù)據(jù)庫(kù)
除了藥用植物的種類(lèi)等方面作詳細(xì)的調(diào)查外,對(duì)其在藥用植物資源的空間分布、蘊(yùn)藏量、瀕危狀況等方面的調(diào)查應(yīng)該加強(qiáng),為建立比較系統(tǒng)的藥用植物資源數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)支持[8-9],特別是在重點(diǎn)的藥用植物開(kāi)發(fā)上,還應(yīng)當(dāng)提出一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。王年鶴等[10]從藥用價(jià)值、分類(lèi)學(xué)意義、野生資源量、野生資源減少速率、栽培狀況、保護(hù)現(xiàn)狀及綜合性開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀提出了初步定量化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。賈敏如[11]對(duì)藥用植物瀕危程度提出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并確定了一級(jí)保護(hù)的珍稀瀕危常用中藥物種10 種,二級(jí)38 種,三級(jí)64 種等。但是,因?yàn)閷?duì)瀕危植物的看法還存在區(qū)域性的不同,需從實(shí)際情況多方面考慮[12],避免可能帶有的偏見(jiàn)和局限。
3.2 推廣中藥材的規(guī)范化種植和生產(chǎn)
可持續(xù)發(fā)展的概念已經(jīng)提出很多年,但是面對(duì)儲(chǔ)量有限、規(guī)格不一的野生藥用植物,仍有很多制約。尤其是近些年來(lái),生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致一些野生藥用植物減少,甚至是趨于瀕危。面對(duì)這令人擔(dān)憂的局面,建議在進(jìn)行植物資源保護(hù)的同時(shí),有應(yīng)該加快中藥材的人工種植,加快引種和變種的速度,使中藥材的生產(chǎn)能真正做到規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化以及商業(yè)化;同時(shí)也應(yīng)該考慮建立藥用植物的種質(zhì)基因庫(kù)[13],尤其是那些重點(diǎn)藥用植物。實(shí)現(xiàn)藥用植物的可持續(xù)利用,不僅是對(duì)傳統(tǒng)中藥學(xué)的保護(hù)和支持,還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展,應(yīng)當(dāng)引起全社會(huì)的關(guān)注。盡管白河縣已開(kāi)展了丹參(Salvia miltiorrhiza) 和紫斑牡丹(Paeonia suffruticosavar. papaveracea)的種植,但規(guī)模小、規(guī)范化程度低,產(chǎn)量不高,效益不大,還需政府部門(mén)、社會(huì)團(tuán)體和科研機(jī)構(gòu)加大協(xié)助力度,盡快讓中藥材的種植規(guī)范化。
3.3 打造特色中藥材的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)
白河縣擁有的重點(diǎn)藥用植物數(shù)量是可觀的,因此,當(dāng)?shù)卣梢愿鶕?jù)本縣的藥用植物資源分布特點(diǎn)和當(dāng)?shù)氐赜驐l件,尋找其中具有潛力藥用植物,結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粋髌婧腿宋娘L(fēng)情,打造屬于自己的特色品牌?,F(xiàn)有的資料表明,白河縣發(fā)展木瓜(Chaenomeles sinensis)已經(jīng)形成規(guī)范化種植并具有產(chǎn)業(yè)化加工能力[14],“一縣一業(yè)”的項(xiàng)目,已經(jīng)得到了省市縣各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,然而也存在著一些弊端[15],在發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)的同時(shí),急需結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)提升產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新,加緊資源的深度開(kāi)發(fā)和多層次利用,避免造成植物資源的浪費(fèi),只有把產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的雙贏。
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關(guān)鍵詞 葉菜類(lèi)蔬菜;害蟲(chóng);無(wú)公害防治技術(shù);吳江地區(qū)
中圖分類(lèi)號(hào) S436.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739(2013)22-0120-01
吳江地區(qū)種植的葉菜類(lèi)蔬菜主要有甘藍(lán)、白菜、青菜及蕹菜等,種植面積廣,品種多,在蔬菜生產(chǎn)消費(fèi)中占有很大比重。葉菜類(lèi)蔬菜的種植比較分散且不連片,以露地種植為主,由于其自身特點(diǎn)、種植管理技術(shù)及環(huán)境因素的影響,蟲(chóng)害發(fā)生較重,其中又以小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、菜青蟲(chóng)及黃曲條跳甲等害蟲(chóng)對(duì)葉菜類(lèi)蔬菜的生產(chǎn)危害較大,歷來(lái)是生產(chǎn)中防治的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前該文針對(duì)吳江地區(qū)葉菜類(lèi)蔬菜主要蟲(chóng)害的發(fā)生特點(diǎn),并提出相應(yīng)的無(wú)公害防治技術(shù),為葉菜類(lèi)蔬菜的安全生產(chǎn)提供參考。
1 主要蟲(chóng)害的發(fā)生特點(diǎn)
1.1 小菜蛾
小菜蛾屬鱗翅目菜蛾科,是為害十字花科蔬菜的重要害蟲(chóng),成蟲(chóng)翅狹長(zhǎng),頭部黃白色,胸、腹部灰褐色,前翅前半部淺褐色,后翅銀灰色,前翅緣毛長(zhǎng),翹起如雞尾。初孵幼蟲(chóng)深褐色,后變黃綠色,整個(gè)蟲(chóng)體呈紡錘形,臀足向后伸長(zhǎng)。成蟲(chóng)具趨光性,對(duì)黃色敏感。成蟲(chóng)產(chǎn)卵有較強(qiáng)的寄主選擇性,喜在甘藍(lán)、花椰菜、白菜等作物上產(chǎn)卵。初孵幼蟲(chóng)潛葉取食葉肉,殘留葉面表皮,使葉片成透明的斑塊,2齡后為害葉面,前3齡食量少,4齡為暴食期,可將葉片吃穿成孔洞或缺刻,蟲(chóng)口密度高時(shí),可將葉肉全部吃光,只剩葉柄和葉脈[1]。小菜蛾在吳江地區(qū)一年發(fā)生多代,世代重疊,每年的春末夏初和秋季有2個(gè)為害高峰,秋季發(fā)生常重于春季。
1.2 斜紋夜蛾
斜紋夜蛾屬鱗翅目夜蛾科,成蟲(chóng)頭、胸、腹均深褐色,胸部背面有白色叢毛,腹部前數(shù)節(jié)背面中央具暗褐色叢毛。前翅灰褐色,斑紋復(fù)雜,內(nèi)橫線及外橫線灰白色,波浪形,中間有白色條紋,在環(huán)狀紋與腎狀紋間,自前緣向后緣外方有3條白色斜線,故名斜紋夜蛾。幼蟲(chóng)頭部黑褐色,胴部體色因寄主和蟲(chóng)口密度不同而異:土黃色、青黃色、灰褐色或暗綠色。初孵幼蟲(chóng)在卵塊附近晝夜取食葉肉,留下葉片的表皮,遇驚擾后四處爬散或吐絲下附或假死落地。2~3齡開(kāi)始分散轉(zhuǎn)移危害,也僅取食葉肉。4齡后晝伏夜出,晴天在植株周?chē)年幇堤幓蛲量p里潛伏,在傍晚后出來(lái)危害[1-2]。吳江地區(qū)1年發(fā)生5~6代,世代重疊,盛發(fā)期為7—9月。
1.3 甜菜夜蛾
甜菜夜蛾屬鱗翅目夜蛾科,成蟲(chóng)前翅灰褐色,基部有2條黑色波浪形的外斜線,并各有1個(gè)環(huán)形和腎形紋,后翅脈有黑褐色線條。幼蟲(chóng)體色變化大,一般為綠色或暗綠色,在腹部氣門(mén)下有明顯的黃白色縱線,此線一直達(dá)腹部末端,各氣門(mén)后上方有明顯白點(diǎn)。成蟲(chóng)白天躲在陰蔽處,夜間活動(dòng),有趨光性。初孵幼蟲(chóng)在葉背取食,并拉絲結(jié)網(wǎng),咬食葉肉,留下表皮,成透明小孔。集中危害至3齡后即分散危害,并進(jìn)入暴食期,可將葉片吃成孔洞或缺刻,嚴(yán)重時(shí)僅剩葉脈和葉柄[1,3]。4~5齡幼蟲(chóng)晝伏夜出,食量大增,占總食量的90%左右。吳江地區(qū)一年發(fā)生6代,世代重疊,7—9月是為害盛期。夏季連續(xù)高溫、干旱,在天敵減少的情況下,該蟲(chóng)易大暴發(fā)。
1.4 菜青蟲(chóng)
菜粉蝶屬鱗翅目粉蝶科,成蟲(chóng)體黑色,胸部密被白色及灰黑色長(zhǎng)毛,翅白色,成蟲(chóng)常有雌雄二型,更有季節(jié)二型的現(xiàn)象,隨著生活環(huán)境的不同而其色澤有深有淺。成蟲(chóng)夜間棲息在生長(zhǎng)茂密的植物上,白天露水干后活動(dòng),中午前后活動(dòng)最盛,卵多散產(chǎn)于葉正面。春夏之交和秋季是幼蟲(chóng)主要發(fā)生期,幼蟲(chóng)青綠色,胴部腹面淡綠帶白色,背中線黃色。幼蟲(chóng)2齡前只能啃食葉肉,留下一層透明的表皮;3齡后可蠶食整個(gè)葉片,輕則蟲(chóng)口累累,重則僅剩葉脈,影響植株生長(zhǎng)發(fā)育和包心,造成減產(chǎn),此外,蟲(chóng)糞污染花菜球莖,降低其商品價(jià)值[1,4]。吳江地區(qū)一年發(fā)生5~6代,世代重疊,每年的3—6月以及9—10月是為害盛期。
1.5 黃曲條跳甲
黃曲條跳甲屬鞘翅目葉甲科,主要為害甘藍(lán)、花椰菜、白菜等十字花科蔬菜。成蟲(chóng)鞘翅上各有一條黃色縱斑,中部狹而彎曲。后足腿節(jié)膨大,因此善跳,脛節(jié)、跗節(jié)黃褐色。成蟲(chóng)有趨光性,對(duì)黑光燈敏感,以中午前后活動(dòng)最盛,高溫時(shí)還能飛翔。幼蟲(chóng)長(zhǎng)圓筒形,黃白色,各節(jié)具不明顯肉瘤,生有細(xì)毛。幼蟲(chóng)需在高濕情況下才能孵化,因此近溝邊的地里多。幼蟲(chóng)只為害菜根,蛀食根皮,咬斷須根,使葉片萎蔫枯死。成蟲(chóng)食葉,以幼苗期為害最嚴(yán)重,剛出土幼苗,子葉被食后,整株死亡,造成缺苗斷壟。白菜受害,葉片變黑死亡,并且傳播軟腐病。成蟲(chóng)壽命長(zhǎng),產(chǎn)卵期可延續(xù)1個(gè)月以上,因此世代重疊,發(fā)生不整齊[1,5]。吳江地區(qū)一年發(fā)生6~7代,全年以春、秋2季發(fā)生嚴(yán)重,并且秋季重于春季,濕度高的菜田重于濕度低的菜田。
2 無(wú)公害防治技術(shù)
2.1 農(nóng)業(yè)防治
合理布局,避免十字花蔬菜周年連作;蔬菜收獲后,要及時(shí)處理殘株敗葉并立即翻耕,可消滅大量蟲(chóng)源;清除雜(下轉(zhuǎn)第131頁(yè))
(上接第120頁(yè))
草,結(jié)合田間作業(yè)可摘除卵塊及幼蟲(chóng)擴(kuò)散危害前的被害葉;另外,施用有機(jī)肥也可降低黃曲條跳甲的種群數(shù)量[6]。
2.2 藥劑防治
2.2.1 化學(xué)藥劑防治。針對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)的防治,根據(jù)幼蟲(chóng)為害習(xí)性,防治適期應(yīng)掌握在卵孵高峰至3齡幼蟲(chóng)分散前施藥,用足藥液量,均勻噴霧葉面及葉背,使藥劑能直接噴到蟲(chóng)體和作物上。在卵孵高峰期,可選用5%氯蟲(chóng)苯甲酰胺懸浮劑1 000倍液、24%氰氟蟲(chóng)腙懸浮劑800倍液、10%蟲(chóng)螨腈懸浮劑2 000倍液,任選一種均勻噴霧。針對(duì)黃曲條跳甲的防治,在翻耕后種植前可選用50%辛硫磷乳油,或52.25%農(nóng)地樂(lè)1 000倍液進(jìn)行土壤處理,防治幼蟲(chóng)可選用48%樂(lè)斯本乳油1 000倍液,或50%辛硫磷乳油2 000倍液進(jìn)行灌根;防治成蟲(chóng)可選用10%氯氰菊酯乳油2 000倍液,或2.5%溴氰菊酯乳油3 000倍液噴霧防治。
2.2.2 生物藥劑防治。防治鱗翅目害蟲(chóng)可選用蘇云金桿菌(100億芽孢/mL)乳油1000倍液、殺螟桿菌(100億芽孢/g)粉劑1 000倍液、短穩(wěn)桿菌(100億孢子/mL)懸浮劑600倍液、6%乙基多殺菌素懸浮劑1 500倍液、2.5%多殺霉素懸浮劑1 000倍液,選擇其中一種藥劑在初齡幼蟲(chóng)盛發(fā)期噴藥防治,7 d后再?lài)?次。
2.3 物理防治
利用成蟲(chóng)趨光性安裝殺蟲(chóng)燈進(jìn)行燈光誘殺;使用24~30目防蟲(chóng)網(wǎng),可防止外來(lái)蟲(chóng)源遷入危害;利用性信息素的引誘作用,在田間放置針對(duì)不同害蟲(chóng)的性信息素誘殺裝置,可有效誘殺成蟲(chóng),減少蟲(chóng)源[7-8];利用黃曲條跳甲的趨黃性,懸掛黃色黏蟲(chóng)板可誘殺害蟲(chóng),減少農(nóng)藥使用[9];在菜畦床上鋪地膜,能有效防止黃曲條跳甲躲藏、潛入土縫產(chǎn)卵繁殖。
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關(guān)鍵詞:新升本院校;應(yīng)用型本科;特色專(zhuān)業(yè);課改
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)42-0013-03
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和我國(guó)高等教育改革進(jìn)程的加快,相繼有一大批專(zhuān)科學(xué)校升為本科高校,而且這種進(jìn)程還在進(jìn)行著。這既是高等教育由精英教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變的結(jié)果,也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式的現(xiàn)實(shí)需要,因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)升級(jí)、結(jié)構(gòu)提升相應(yīng)必然需要更高層次的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才。然而與競(jìng)相升本形成對(duì)照的是,大部分新升本院校在內(nèi)涵發(fā)展、特色形成上并沒(méi)有多大突破,以至于學(xué)校發(fā)展遇到了瓶頸。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì),新升本院校學(xué)生就業(yè)率排在985、211高校,高職院校,老本科院校之后,居于末尾。究其原因,相當(dāng)多的新建本科院校由于發(fā)展定位不明確,盲目照搬老本科院校的辦學(xué)模式,導(dǎo)致專(zhuān)業(yè)特色不鮮明,培養(yǎng)的學(xué)生不能“適銷(xiāo)對(duì)路”,造成就業(yè)難,甚至招生都成了問(wèn)題。這也給剛剛升為本科院校的學(xué)校敲響了警鐘,只有找準(zhǔn)自己發(fā)展的路子,盡快形成自己的辦學(xué)特色,避免走其他升本院校的老路,邁好發(fā)展征途上的第一步,才能促進(jìn)學(xué)校的進(jìn)一步發(fā)展。
加強(qiáng)重點(diǎn)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè),既是形勢(shì)所迫,也是新升本院校自身發(fā)展條件所決定的。大多數(shù)該類(lèi)高校面臨著經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題,只能把有限的資金用在刀刃上,確保幾個(gè)特色專(zhuān)業(yè)早發(fā)展、快發(fā)展。只有這樣才能在較短的時(shí)間內(nèi)確立學(xué)校的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),以圖學(xué)校的更大發(fā)展。
具體到山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,作為一所剛剛由成人高校改建升為普通本科高校的學(xué)校,一定要保持清醒的頭腦,正視自己的不足,發(fā)揮多年在農(nóng)業(yè)教育方面的優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)建設(shè)幾個(gè)特色優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè),立足于為省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展服務(wù),加快轉(zhuǎn)型發(fā)展。在“新建期”我們必須下好三步棋:確定新的發(fā)展起點(diǎn)――將辦學(xué)自覺(jué)地納入本科教育的發(fā)展軌道;確立新的發(fā)展目標(biāo)――建設(shè)一所合格的應(yīng)用型本科院校;選擇新的發(fā)展路徑――突出自身特色,走特色立校之路。
何為特色專(zhuān)業(yè)。按照山東省高等學(xué)校本科特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),特色專(zhuān)業(yè)應(yīng)具備:在長(zhǎng)期辦學(xué)過(guò)程中積淀形成,與國(guó)內(nèi)、省內(nèi)其他學(xué)校同類(lèi)專(zhuān)業(yè)相比特有的優(yōu)勢(shì)與特色。具體體現(xiàn)在:⑴在專(zhuān)業(yè)辦學(xué)過(guò)程中的辦學(xué)理念、辦學(xué)思路上的特色;⑵在專(zhuān)業(yè)教育上的特色――人才培養(yǎng)模式、人才培養(yǎng)特色;⑶在專(zhuān)業(yè)教學(xué)上的特色――課程體系、教學(xué)方法以及解決教改中的重點(diǎn)問(wèn)題等;⑷在專(zhuān)業(yè)教學(xué)管理上的特色――科學(xué)先進(jìn)的教學(xué)管理制度、運(yùn)行機(jī)制等;⑸在學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)上的特色。如何發(fā)揮既有優(yōu)勢(shì),在學(xué)校的創(chuàng)新發(fā)展中找準(zhǔn)重點(diǎn),少走彎路,應(yīng)從下面幾項(xiàng)工作入手。
一、立足省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,搞好特色建設(shè)頂層設(shè)計(jì)
為創(chuàng)建學(xué)校的辦學(xué)特色,學(xué)校首先應(yīng)做好辦學(xué)指導(dǎo)思想、辦學(xué)定位等特色建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)。為此,按照區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高等教育的要求,我們進(jìn)行深入廣泛的調(diào)研、論證。認(rèn)真聽(tīng)取地方政府和用人單位對(duì)我院人才培養(yǎng)工作的意見(jiàn)和建議。組織教職工結(jié)合我院的客觀實(shí)際發(fā)掘優(yōu)勢(shì)找差距,開(kāi)展辦學(xué)思想大討論,繼續(xù)解放思想,集思廣益形成并不斷完善學(xué)校新的辦學(xué)指導(dǎo)思想和辦學(xué)定位。形成了“師生為本,發(fā)展為要,質(zhì)量為先,特色興?!钡霓k學(xué)理念,“學(xué)生、老師、學(xué)院三者一家,關(guān)心、教育、管理、服務(wù)四位一體”的育人理念和“公平、公正、公開(kāi)、民主”的共識(shí)管理理念。以主動(dòng)服務(wù)區(qū)域、行業(yè)發(fā)展需要為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),結(jié)合學(xué)校實(shí)際,辦學(xué)類(lèi)型定位為應(yīng)用型普通本科工程院校。辦學(xué)層次定位為以本科教育為主,適度發(fā)展優(yōu)質(zhì)專(zhuān)科教育。服務(wù)面向定位為立足省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈、面向基層、服務(wù)社會(huì)、輻射山東。發(fā)展目標(biāo)定位為緊緊圍繞人才培養(yǎng)這個(gè)根本任務(wù),把學(xué)校建設(shè)成為涉農(nóng)學(xué)科優(yōu)勢(shì)突出,應(yīng)用型人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理,辦學(xué)特色鮮明,在山東乃至全國(guó)具有較大影響的應(yīng)用型普通本科院校。
二、鞏固現(xiàn)有特色專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)
教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見(jiàn)指出:引領(lǐng)高等學(xué)校合理定位,發(fā)揮優(yōu)勢(shì),辦出水平,辦出特色。按照優(yōu)勢(shì)突出、特色鮮明、新興交叉、社會(huì)急需的原則,擇優(yōu)選擇和重點(diǎn)建設(shè)3000個(gè)左右特色專(zhuān)業(yè)點(diǎn),引導(dǎo)各級(jí)各類(lèi)高等學(xué)校發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),努力辦出特色。山東省高等學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)實(shí)施方案要求:特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)以培養(yǎng)滿(mǎn)足山東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需人才為出發(fā)點(diǎn),以突出培養(yǎng)具有高度社會(huì)責(zé)任感、勇于探索的創(chuàng)新精神、解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為基本目標(biāo)。作為一所長(zhǎng)期從事農(nóng)業(yè)干部培訓(xùn)和高職教育的成人高校,我院在以往長(zhǎng)期的辦學(xué)歷史過(guò)程中培育了幾個(gè)特色專(zhuān)業(yè),積累了一些經(jīng)驗(yàn)。比如國(guó)土資源管理、食品營(yíng)養(yǎng)、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)都有自己的特色。
國(guó)土資源管理專(zhuān)業(yè)2001年被評(píng)為“省級(jí)教學(xué)改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)”,2006年被評(píng)為“省級(jí)特色專(zhuān)業(yè)”。2008年,土地估價(jià)課程被評(píng)為“省級(jí)精品課程”,2011年國(guó)土資源管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為“省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”,2012年,建設(shè)用地管理能力課程群(土地利用規(guī)劃管理、建設(shè)用地管理、地籍管理、土地市場(chǎng)管理)被評(píng)為“省級(jí)精品課程”;2011年地籍測(cè)繪與土地管理信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)被評(píng)為“院級(jí)重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)”,地籍測(cè)繪專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為“院級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”,“房地產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)策劃課程群”(4門(mén)課程)、“工程造價(jià)”等5門(mén)課程為“院級(jí)精品課程”。土地管理專(zhuān)業(yè)的國(guó)土資源管理專(zhuān)業(yè)作為“省級(jí)特色專(zhuān)業(yè)”,堅(jiān)持“項(xiàng)目帶動(dòng)、頂崗實(shí)習(xí)、工學(xué)交替、參與教師科研”等實(shí)踐教學(xué)模式。這些特色專(zhuān)業(yè)在全省乃至更大的范圍都具有較好的社會(huì)聲譽(yù),學(xué)生就業(yè)率高。我們必須鞏固既有優(yōu)勢(shì)特色專(zhuān)業(yè),把它們保護(hù)好、發(fā)展好,將它們好的做法嫁接到新上專(zhuān)業(yè)上。
三、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形勢(shì),審慎確定新上專(zhuān)業(yè)
未來(lái)幾年將是我院新上專(zhuān)業(yè)的高峰期,應(yīng)當(dāng)立足于山東省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展規(guī)劃,從服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展出發(fā)謀劃新上專(zhuān)業(yè)。這既是學(xué)校定位的要求,也是為學(xué)生將來(lái)就業(yè)前景考慮。另外還應(yīng)當(dāng)正視山東作為全國(guó)的農(nóng)業(yè)大省已有兩所老牌農(nóng)業(yè)院校:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。與這兩所在全國(guó)都有良好影響的老牌高校相比,我院確為小老弟,無(wú)論是學(xué)校底蘊(yùn)還是教學(xué)管理抑或是師資水平都有較大差距。我們只有錯(cuò)位發(fā)展,以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),抓住省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展的大好機(jī)遇,緊跟區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的步伐,找準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)圈的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),以服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為目的,謀劃新上專(zhuān)業(yè)。如基于濟(jì)南發(fā)達(dá)的現(xiàn)代交通發(fā)展起來(lái)的物流產(chǎn)業(yè)下一步必將得到更大發(fā)展,我院新上了物流工程和物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。新上專(zhuān)業(yè)既要考慮到未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,還要面對(duì)學(xué)校自身師資水平、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件的許可。值得注意的是有相當(dāng)數(shù)量的升本院校不顧學(xué)校自身?xiàng)l件許可盲目擴(kuò)張專(zhuān)業(yè),不注重內(nèi)涵提升,這勢(shì)必會(huì)影響將來(lái)的可持續(xù)發(fā)展。
四、把發(fā)展轉(zhuǎn)型的突破口放在課改
教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見(jiàn)要求,推進(jìn)高等學(xué)校在教學(xué)內(nèi)容、課程體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的綜合改革,以倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)為核心,探索教學(xué)理念、培養(yǎng)模式和管理機(jī)制的全方位創(chuàng)新。山東省高等學(xué)校本科特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也要求:教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革符合新世紀(jì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求,能整合、深化已有教學(xué)改革成果,重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。學(xué)校有了明確的定位,制定了切實(shí)可行的人才培養(yǎng)方案,這些工作最后的落腳點(diǎn)還是課堂教學(xué),一句話,高等教育本科轉(zhuǎn)型的中心問(wèn)題還是課改。
(一)構(gòu)建新的課程內(nèi)容體系
從整體看,新建本科院校課程體系最顯著的問(wèn)題是:理論課偏重于一類(lèi)本科院校,實(shí)踐課偏重于高職高專(zhuān)院校;理論與實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)知識(shí)培養(yǎng)與實(shí)踐能力培養(yǎng)存在相互脫節(jié)的趨向。應(yīng)用型本科培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)是既有系統(tǒng)理論基礎(chǔ)又掌握實(shí)踐技能的復(fù)合人才,而現(xiàn)有的課程內(nèi)容體系在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力的有機(jī)結(jié)合上做得顯然不夠。一些新升本院校的基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容要么偏重于知識(shí)理論的系統(tǒng)性,要么像高職院校那樣以必需、夠用為原則,課程內(nèi)容體系支離破碎,不利于學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)的形成,更不利于學(xué)生復(fù)合能力的培養(yǎng)。目前,較為流行的做法是教學(xué)內(nèi)容“模塊化”,不是說(shuō)“模塊化”不好,而是應(yīng)當(dāng)在實(shí)行“模塊化”教學(xué)時(shí)盡量保持好內(nèi)容的銜接,不僅僅為應(yīng)景而搞“模塊化”。我們努力的方向應(yīng)該是:讓學(xué)生在掌握系統(tǒng)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)訓(xùn)練能適應(yīng)多崗位的通用能力,盡量不要過(guò)早做得太專(zhuān),這對(duì)將來(lái)的就業(yè)會(huì)帶來(lái)困難。
(二)重建新的課程結(jié)構(gòu)
重建新的課程結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循:既有學(xué)科理論知識(shí)的系統(tǒng)性,又能體現(xiàn)應(yīng)用能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng);既要體現(xiàn)一般本科教育的普遍性,又能體現(xiàn)院校特色的特殊性。課程設(shè)置時(shí),學(xué)科理論知識(shí)的系統(tǒng)性應(yīng)主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的設(shè)置上,以稍低于一般本科院校的要求為宜。專(zhuān)業(yè)課設(shè)置應(yīng)注重強(qiáng)化應(yīng)用能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng),要求應(yīng)高于高職院校。除著眼于培養(yǎng)就業(yè)崗位要求的普遍通用能力外,為體現(xiàn)學(xué)校特色,基于學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件,還可適當(dāng)開(kāi)設(shè)選修課,根據(jù)學(xué)生的興趣差異,讓他們掌握一技之長(zhǎng)。
(三)開(kāi)發(fā)幾門(mén)校本課程
在首先滿(mǎn)足國(guó)家關(guān)于本科人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的前提下,立足于我院優(yōu)勢(shì)和特色的形成開(kāi)發(fā)幾門(mén)符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的校本課程。濟(jì)南作為省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈的核心城市將加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)步伐,著力發(fā)展都市型、城郊型農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè),為城鄉(xiāng)居民提供豐富多樣的農(nóng)產(chǎn)品。我們應(yīng)立足于農(nóng)業(yè)工程院校的現(xiàn)實(shí)和優(yōu)勢(shì),做好調(diào)研,逐步開(kāi)發(fā)幾門(mén)具有地方特色的課程,做到人無(wú)我有。
(四)高素質(zhì)的師資是課改的保障
課改的實(shí)施由合格的教師隊(duì)伍來(lái)完成。就現(xiàn)有教師隊(duì)伍的狀況來(lái)看實(shí)施新課改有難度,必須抓緊進(jìn)行青年教師實(shí)踐能力的培養(yǎng)和實(shí)用型人才的引進(jìn)。在人才的培養(yǎng)和引進(jìn)上應(yīng)避免片面追求高學(xué)歷,不是所有具有博士學(xué)位的都是我們適用的人才。對(duì)于應(yīng)用型本科院校來(lái)說(shuō),那些具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),同時(shí)又掌握熟練的操作技能的“雙師型”人才才是我們的最?lèi)?ài)。
五、逐步建立現(xiàn)代大學(xué)管理制度
特色專(zhuān)業(yè)的建設(shè)和形成需要高效的管理制度來(lái)保證。山東省高等學(xué)校本科特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求:教學(xué)管理制度健全;教學(xué)質(zhì)量保證和監(jiān)控體系運(yùn)行良好;有教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì),能實(shí)質(zhì)性參與人才培養(yǎng)全過(guò)程;能夠經(jīng)常性地對(duì)社會(huì)需求和畢業(yè)生質(zhì)量進(jìn)行跟蹤調(diào)查。要做到:(1)建立健全鼓勵(lì)教師積極參與教學(xué)的政策、制度與措施。從制度層面上吸引和保證高水平教師從事教學(xué)工作,鼓勵(lì)和支持本專(zhuān)業(yè)骨干教師與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作、交流和學(xué)習(xí)。(2)建立推動(dòng)本科生參與科研創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的長(zhǎng)效機(jī)制。調(diào)動(dòng)學(xué)生自主參與科研、教師指導(dǎo)學(xué)生科研的雙向積極性。建立學(xué)生深入社會(huì)開(kāi)展實(shí)踐實(shí)習(xí)的有效機(jī)制,形成教學(xué)、科研和社會(huì)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。(3)構(gòu)建科學(xué)合理的教學(xué)質(zhì)量保障體系和評(píng)估機(jī)制。根據(jù)學(xué)科和行業(yè)發(fā)展要求,結(jié)合本專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),研究建立專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量保障體系,探索建立學(xué)校、教學(xué)單位、行業(yè)部門(mén)和用人單位共同參與的學(xué)生考核評(píng)價(jià)機(jī)制。
學(xué)校應(yīng)梳理以往的教學(xué)管理、人事管理、行政管理制度,對(duì)照高等學(xué)校本科特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求,廢止與現(xiàn)代大學(xué)管理制度不相符的部分,全面提升管理水平和效率。把各項(xiàng)工作的重心轉(zhuǎn)到為教學(xué)工作服務(wù)上來(lái),為特色專(zhuān)業(yè)的建設(shè)保駕護(hù)航,為學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展提供制度保障。
總之,特色專(zhuān)業(yè)的建設(shè)和形成不是一蹴而就的事情,必須下大氣力,與學(xué)校的內(nèi)涵提升同步進(jìn)行。它應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的努力,隨著良好社會(huì)聲譽(yù)的提升,學(xué)生就業(yè)率的提高自然形成。
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【關(guān)鍵詞】 生物質(zhì)燃燒特性 積灰結(jié)渣 硫指數(shù) 氯指數(shù)
1 引言
全球氣候變暖日益顯著,已成為各國(guó)政府和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。生物質(zhì)在鍋爐中燃燒,是最直接的生物質(zhì)能利用方式,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)發(fā)展可再生能源、控制碳排放目標(biāo)的重要手段之一。由于生物質(zhì)與煤在大容量燃煤鍋爐中的混合燃燒發(fā)電技術(shù),具有投資改造費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低、熱效率比直燃鍋爐高、通過(guò)主燃料煤的調(diào)整可以彌補(bǔ)生物質(zhì)燃料來(lái)源特性多變等特點(diǎn),是國(guó)際上先進(jìn)的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)方向,利用生物質(zhì)混燒發(fā)電是我國(guó)資源利用的迫切需要,也是解決能源出路的有效途徑之一。
2009年12月26日國(guó)家修正的《可再生能源法》明確提出:國(guó)家鼓勵(lì)清潔、高效地開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)燃料,鼓勵(lì)發(fā)展能源作物?!犊稍偕茉粗虚L(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》也確定了到2020年全國(guó)生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到5000萬(wàn)噸、生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量要達(dá)到2000萬(wàn)kw,年替代2800萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)下發(fā)的環(huán)發(fā)[2006]82號(hào)文件《關(guān)于加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》中規(guī)定:“國(guó)家鼓勵(lì)對(duì)常規(guī)火電項(xiàng)目進(jìn)行摻燒生物質(zhì)的技術(shù)改造,當(dāng)生物質(zhì)摻燒量按照熱值換算低于80%時(shí),應(yīng)按照常規(guī)火電項(xiàng)目進(jìn)行管理?!?/p>
此時(shí)生物質(zhì)的燃燒特性對(duì)于大規(guī)模鍋爐就顯得極為重要,了解和利用生物質(zhì)的燃燒特性對(duì)于生物質(zhì)與煤的混燒發(fā)電有著至關(guān)重要的作用。而生物質(zhì)作為燃料同時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn):生物質(zhì)燃料中的堿金屬含量很大,燃燒時(shí)很容易在爐膛內(nèi)部產(chǎn)生積灰,積灰會(huì)增大熱阻,減小鍋爐效率,造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí),大熱阻也會(huì)產(chǎn)生安全隱患[1];而堿金屬和酸性離子在高溫下也會(huì)腐蝕爐體表面[2]導(dǎo)致重大后果。這些問(wèn)題不得到克服,生物質(zhì)的混燒發(fā)展就難以繼續(xù)。
到目前為止,針對(duì)生物質(zhì)的積灰的研究有很多,一些文獻(xiàn)中采用熔渣指數(shù)構(gòu)建模型進(jìn)行預(yù)測(cè)[3]還有一些運(yùn)用灰熔點(diǎn)溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)[4]。隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的發(fā)展,CFD已經(jīng)成為了生物質(zhì)積灰預(yù)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分[5],但是在建立模型的過(guò)程中,存在著大量的估計(jì)以及經(jīng)驗(yàn)公式作為計(jì)算模型,而以往的研究多是以單獨(dú)的煤或者大量的煤和少量的生物質(zhì)的混燒作為模型背景的,隨著以后可能出現(xiàn)的生物質(zhì)燃料比例的上升乃至單獨(dú)生物質(zhì)燃燒的鍋爐,煤占主導(dǎo)的燃燒模型會(huì)出現(xiàn)比較大的偏差,那么對(duì)生物質(zhì)燃燒以及結(jié)渣特性的研究作為CFD模型的參數(shù)補(bǔ)充就顯得尤為重要。在生物質(zhì)燃料的發(fā)展中,尋找生物質(zhì)燃燒積灰過(guò)程中的結(jié)渣特性的規(guī)律迫在眉睫。
本實(shí)驗(yàn)對(duì)常見(jiàn)并具有代表性的十種生物質(zhì)進(jìn)行單獨(dú)燃燒,觀察和分析它們?cè)谌紵^(guò)程中的特性以及結(jié)渣現(xiàn)象,并對(duì)燃燒現(xiàn)象進(jìn)行TGA分析,再以熔渣指數(shù)為基礎(chǔ),加入對(duì)其他元素(硫元素和氯元素)的考慮并對(duì)結(jié)渣現(xiàn)象進(jìn)行分析,對(duì)十種生物質(zhì)積灰速率進(jìn)行估計(jì)以及擬合,希望找到一種對(duì)于生物質(zhì)燃燒和積灰結(jié)渣特性有效而相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)體系,一方面為大型利用生物質(zhì)的發(fā)電方式提供生物質(zhì)燃燒特性,另一方面也為今后CFD模型的數(shù)據(jù)補(bǔ)充提供生物質(zhì)相關(guān)的參數(shù)。
2 實(shí)驗(yàn)介紹
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
本項(xiàng)目的研究共收集了十種代表性的燃料,分別為小麥稈、水稻稈、玉米稈、大豆稈、棉花稈、油菜稈、玉米芯、稻殼、樹(shù)皮、木片十種生物質(zhì)。從大的類(lèi)型上,這十種生物質(zhì)除了木片和樹(shù)皮屬于木本植物之外,其他的都是草本植物。在實(shí)驗(yàn)中需要用不同的方法進(jìn)行粉碎,對(duì)十種生物質(zhì)秸稈都進(jìn)行了磨碎(磨碎粒度200-300um),以進(jìn)行燃燒特性、一維爐積灰實(shí)驗(yàn)研究。
表1分別給出十種生物質(zhì)燃料的燃料特性分析(按設(shè)計(jì)燃料35.5%水分折算),從表中可以看出,十種生物質(zhì)燃料揮發(fā)份含量很高,在41.86%-52.68%之間,而固定碳含量偏低,固定碳含量在8.72%-13.51%之間;生物質(zhì)燃料的發(fā)熱量普遍不高,十種生物質(zhì)的低位發(fā)熱量范圍在9.41-11.45MJ/kg,不到煤的一半;灰分含量總體水平不高,但十種生物質(zhì)差別很大,灰分最低的玉米芯僅有1.12%的灰分,而稻殼的灰分含量達(dá)到了12.26%,差別非常明顯。
表2中給出的是這是種生物質(zhì)結(jié)焦的灰化學(xué)成分以及其含量,十種生物質(zhì)的灰成分區(qū)別較大,重要積灰成分等含量有著明顯的差異。
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)在清華大學(xué)一臺(tái)25kw的高溫一維爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行,如圖1所示,煤粉或其他燃料可以通過(guò)一臺(tái)1-8kg/h給粉量刷式微量稱(chēng)重螺旋給料機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)定量給料,由一次風(fēng)氣力輸送送到多燃料組合燃燒器的一次風(fēng)入口。多燃料組合燃燒器的配風(fēng)由一次風(fēng)和二次風(fēng)構(gòu)成,二次風(fēng)經(jīng)過(guò)電加熱器時(shí),其溫度被加熱到400℃后,通過(guò)燃燒器出口旋流片加旋后送入到一維下行爐中,一次風(fēng)和二次風(fēng)在下行爐燃燒器出口區(qū)域形成了一段回流區(qū)域,增加煙氣的返混,以增強(qiáng)燃燒器出口燃料的加熱,以及實(shí)現(xiàn)燃料和空氣的快速混合。燃燒在直徑為150mm、高3.2m的下行爐膛中進(jìn)行,燃盡后的煙氣經(jīng)過(guò)煙氣冷卻器、布袋除塵器后排入到大氣中。
本研究中,選用刮板式給料機(jī)(MFOV-1VO)為一維爐系統(tǒng)輸送生物質(zhì)燃料,輸送速度調(diào)節(jié)范圍是0.1-20cc/min。使用的高溫積灰采樣系統(tǒng)為清華大學(xué)自行設(shè)計(jì)具有自主專(zhuān)利的積灰取樣系統(tǒng),除了能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的積灰實(shí)驗(yàn)外,也可以用于實(shí)際鍋爐中的積灰采集實(shí)驗(yàn)。其中采樣管外徑根據(jù)采樣當(dāng)?shù)氐牧鲌?chǎng)參數(shù)確定,保證積灰采樣時(shí)流場(chǎng)條件貼近實(shí)際情況。
本項(xiàng)目考察生物質(zhì)燒結(jié)積灰的影響,選擇采樣管表面溫度: 600℃。當(dāng)一維爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定工況并穩(wěn)定后,火焰區(qū)溫度約為1150℃,采樣處煙氣溫度降至750℃左右,采樣時(shí)間為60min,各工況生物質(zhì)燃料輸送速度均設(shè)置600g/h。
樣品的熱重分析實(shí)驗(yàn)采用德國(guó)NETSCH公司的STA-409 C/3F熱重分析儀,該儀器可以同時(shí)進(jìn)行試樣的TG和DSC/DTA分析。本次測(cè)試采用空氣作為環(huán)境氣體,按照10℃/min的升溫速率由室溫升溫到1000℃,測(cè)量燃燒失重曲線。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
事實(shí)上,不同生物質(zhì)的灰含量都有很大差別,而實(shí)驗(yàn)積灰溫度為600℃,各種物質(zhì)在60min的積灰量在表3中給出。本文分別從燃料燃燒過(guò)程中的失重速率以及燃料自身的結(jié)渣特性分析生物質(zhì)燃燒過(guò)程中的積灰情況。
3.1 生物質(zhì)燃燒特性的TGA分析
通過(guò)TGA分析可以得到生物質(zhì)的熱穩(wěn)定性和組分特點(diǎn),在本次在燃燒特性實(shí)驗(yàn)中,生物質(zhì)的燃燒特性以TG、DTG燃燒分布曲線來(lái)反映,樣品的失重過(guò)程可以假設(shè)分成3個(gè)階段:①由于樣品中的吸附水和揮發(fā)氣體析出,溫度在200℃以下;②生物質(zhì)樣品中的半纖維素、纖維素以及木質(zhì)素的熱解和揮發(fā)分的燃燒反應(yīng),溫度在200―350℃;③生物質(zhì)中剩余木質(zhì)素?zé)峤庖约敖固咳紵?,溫度?50―600℃。其特性參數(shù)有以下:
(1)著火溫度Ti(℃)。著火溫度是燃料著火性能的主要指標(biāo),著火溫度越低,表明燃料的著火性能越好。
(2)最大失重速率(最大燃燒速率)(dw/dt)max,%/min,DTG曲線上的峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程中最快的反應(yīng)速率即是最大燃燒速率,(dw/dt)max越大,揮發(fā)分釋放得越強(qiáng)烈。
(3)Tmax最大失重速率所對(duì)應(yīng)的溫度,℃。Tmax越低,則揮發(fā)分的釋放高峰出現(xiàn)得越早,越集中,對(duì)著火越有利;反之,則越不利于著火。
實(shí)驗(yàn)中的十種生物質(zhì)的TG-DTG曲線中的各個(gè)樣品的主要燃燒特性如表4所示。與煤的著火溫度相比,生物質(zhì)的著火溫度很低,由表中可以看出,十種生物質(zhì)的著火溫度在220℃-286℃之間,豆桿的著火溫度最低,為220℃,著火溫度最高的樹(shù)皮也僅僅286℃;在從最大失重速率及其對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)看,十種生物質(zhì)的最大失重速率發(fā)生在269℃-335℃之間,相對(duì)來(lái)說(shuō)十種生物質(zhì)的Tmax都比較低,玉米芯最大失重速率對(duì)應(yīng)的溫度最低,為269℃,樹(shù)皮最大失重速率對(duì)應(yīng)的溫度最高,為335℃;從開(kāi)始著火到最大失重速率出現(xiàn),十種生物質(zhì)的溫度浮動(dòng)都很小,在30℃-72℃之間,說(shuō)明生物質(zhì)會(huì)迅速析出揮發(fā)份,迅速燃燒。
生物質(zhì)由于其成分的原因,無(wú)論在著火溫度,還是最大失重溫度上跟煤都有較大區(qū)別(煤著火溫度350―450℃左右,最大失重溫度在500℃左右[6]),由于其著火溫度和最大失重溫度低,是著火性能非常好燃料;另一方面,也說(shuō)明煤和生物質(zhì)的燃燒特性有所區(qū)別,用煤的燃燒參數(shù)代替生物質(zhì)是不夠準(zhǔn)確的。
本實(shí)驗(yàn)中的積灰速率和燃料燃燒最大失重速率關(guān)系如圖2所示。由于趨勢(shì)明顯不符,去掉了稻桿的數(shù)據(jù)(最大失重速率11.8(dw/dt)max(%/min),積灰速度9.12(mg/min)),可能由于測(cè)量中對(duì)其最大失重速率的測(cè)量計(jì)算存在偏差或者植物自身的特殊屬性。在其余的9個(gè)數(shù)據(jù)中當(dāng)(dw/dt)max處在8(%/min)左右的時(shí)候生物質(zhì)的積灰速率達(dá)到最大,當(dāng)在8(%/min)左右,無(wú)論增大或減小,都會(huì)使得其積灰速率有所減小。
一方面,積灰的形成,初期機(jī)制是凝結(jié)成核,包括氣相成灰物質(zhì)的冷凝以及較細(xì)小顆粒的沉積,當(dāng)燃料失重速率小時(shí)(小于8(%/min)),成灰物質(zhì)會(huì)形成以K為代表的堿金屬涂層,增大采樣管的表面粘性,積灰速率會(huì)隨著燃料的失重增快而增大;如果燃料失重速率大(大于8(%/min)),含有Si,Al等元素的飛灰也會(huì)很快析出,并且被捕集,與容易析出的高反應(yīng)性堿金屬共同構(gòu)成采樣管外壁,使得外層采樣管的粘性下降,對(duì)飛灰的捕集能力下降,此時(shí)即使燃料失重速率變大,也會(huì)使得積灰速率下降;如果積灰速率很大,采樣管表面熱阻也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大大增加,溫度升高,熔融態(tài)的成灰物質(zhì)比例增多,表面粘附力又一次增強(qiáng),但伴隨積灰增厚,外層積灰更容易在大速率產(chǎn)生的飛灰的沖刷下脫落,當(dāng)二者達(dá)到平衡時(shí),成為積灰的“飽和”態(tài),形成穩(wěn)定的積灰。
另一方面,積灰的形成不僅和燃料的失重速率相關(guān),和燃料的灰成分特性也有很大的關(guān)系。不同的灰成分的燃料會(huì)表現(xiàn)出來(lái)不同的特性,其積灰速率也會(huì)受到很大影響。這一點(diǎn)在文章的后面給予說(shuō)明。
3.2 生物質(zhì)的熔渣指數(shù)分析
3.2.1 熔渣指數(shù)
很多文獻(xiàn)中都提到過(guò)熔渣指數(shù)Slagging Index[7],用來(lái)預(yù)測(cè)生物質(zhì)或煤的結(jié)焦特性,基本的理念是基于堿性氧化物和酸性氧化物的比值作為基礎(chǔ),然后進(jìn)行分析,一般的公式如下:
有些時(shí)候這個(gè)指數(shù)也會(huì)添加一些其他的因素作為修正。但是,由于添加的修正因素并不會(huì)影響大的趨勢(shì),在眾多涉及這個(gè)參數(shù)的文獻(xiàn)中[7][8],都提到,在SI位于0.75-2.0這個(gè)范圍的時(shí)候結(jié)渣強(qiáng)度會(huì)非常大,而小于0.75或是大于2.0范圍都會(huì)使結(jié)渣強(qiáng)度降低。
而在本實(shí)驗(yàn)中的熔渣指數(shù)和積灰速率的關(guān)系正如圖3所示,由于油菜桿和豆桿的灰成分中的堿性氧化物含量非常大,而等酸性氧化物的含量很低,導(dǎo)致SI值相比于其他實(shí)驗(yàn)組大了很多,在圖中可以看到當(dāng)SI>1后的幾個(gè)點(diǎn)已經(jīng)趨于穩(wěn)定在2mg/min左右的積灰速率上。
可以發(fā)現(xiàn),積灰速率在SI小于0.6的時(shí)候是較高的,并且在0.2,0.4左右出現(xiàn)兩個(gè)峰值,在SI大于0.6后,雖然略有波動(dòng),但相對(duì)保持平穩(wěn)狀態(tài),積灰速率也保持在2mg/min左右小幅波動(dòng)。
大多數(shù)文獻(xiàn)中所體現(xiàn)的0.75-2.0的值域,并沒(méi)有在本次實(shí)驗(yàn)中得到很好地體現(xiàn)。事實(shí)上,整個(gè)SI參數(shù)和值域的提出都是針對(duì)煤在燃燒過(guò)程中的特性提出的,雖然生物質(zhì)和煤的結(jié)構(gòu)類(lèi)似,燃料特性和積灰成分也有一些相似之處,但相較之下還是有很多不同點(diǎn)。生物質(zhì)中通常有較高量的K,P,Ca元素,但是Fe,Ti元素都低于常見(jiàn)的煤。此外,生物質(zhì)中的堿金屬元素通常以離子或有機(jī)物的形式存在,而煤中通常是以礦物質(zhì)存在。而在燃燒過(guò)程中,離子和有機(jī)元素相比于礦物質(zhì)會(huì)更加不穩(wěn)定一些,非常容易蒸發(fā)、冷凝然后形成沉積,而礦物質(zhì)會(huì)更難一些。
但考慮到煤和生物質(zhì)形成的沉積物的成分大致一致,都作為生物燃料,它們的相似性也是存在的??紤]到上述離子和礦物質(zhì)形態(tài)的堿金屬元素的遷移難易問(wèn)題,由于生物質(zhì)中的堿金屬以離子態(tài)和有機(jī)物態(tài)存在,更容易遷出[9],生物質(zhì)的積灰速度和SI曲線相比于煤也應(yīng)該會(huì)向左偏移。
相比于煤SI在0.75-2.0之間的積灰速率最大,生物質(zhì)SI可能會(huì)在0.6以?xún)?nèi)就出現(xiàn)積灰速率的迅速增大。但是由于SI在0.6以?xún)?nèi)的試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)目所限,規(guī)律還不是非常明確。
3.2.2 硫指數(shù)和氯指數(shù)的考慮
一些文獻(xiàn)中也提到了在結(jié)渣過(guò)程中,特定元素對(duì)積灰的影響非常大,一些研究中也引入了硫指數(shù)這個(gè)概念[10],用熔渣指數(shù)乘以硫元素在干燃料中的比例,得到一個(gè)新的指數(shù)――硫指數(shù)。即
SIs=SI*
不過(guò),考慮到氯元素在生物質(zhì)燃燒過(guò)程中對(duì)堿金屬的蒸發(fā)起到的重要作用,本文中也引入一個(gè)新的指數(shù),用熔渣指數(shù)乘以氯元素在干燃料中的比例,得到一個(gè)新的指數(shù)――氯指數(shù),即:
SICl=SI*
式中分別表示硫元素和氯元素在干燃料中的比例。
如前文所述,去掉大的指數(shù)對(duì)圖表比例的影響,積灰速度和硫指數(shù)的關(guān)系如圖4所示,而積灰速度和氯指數(shù)的關(guān)系如圖5所示。
S作為煤燃燒結(jié)焦的重要元素,在生物質(zhì)燃燒積灰的圖樣中并沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)很好的特性,但與最初的SI指數(shù)相比,還是保持了雙峰的特點(diǎn),并且排除的由于橫坐標(biāo)值過(guò)大的點(diǎn),它們的積灰速率基本上在2mg/min,這也說(shuō)明了在硫指數(shù)比較大的時(shí)候,積灰速率也趨于平穩(wěn),這個(gè)和SI曲線是一致的。但整個(gè)圖像比較散亂,規(guī)律性不好,這也是因?yàn)镾元素并不是生物質(zhì)燃燒積灰的最重要元素。
相比之下,Cl作為生物質(zhì)燃燒積灰的重要元素,圖像的特點(diǎn)非常明顯。與其它指數(shù)不同,圖像中的兩個(gè)最大值點(diǎn)(積灰速率10mg/min左右的點(diǎn))在氯指數(shù)的圖中是連續(xù)的兩個(gè)點(diǎn),中間沒(méi)有大幅的下降的點(diǎn),構(gòu)成了一個(gè)比較明顯的“峰”,且在這個(gè)大“峰”的右側(cè),積灰速率都有明顯的下降,并趨于平緩;而在“峰”的左側(cè),積灰速率雖然有所波動(dòng),但是也是在2mg/min上下波動(dòng),而且區(qū)別較大的兩個(gè)點(diǎn)(積灰速率在4mg/min)是樹(shù)皮和木片,這兩種材料組成非常接近,并且是明顯的木本生物,而其他的實(shí)驗(yàn)組多為草本生物質(zhì),導(dǎo)致了這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的略微差異。
由此可見(jiàn),Cl元素作為生物質(zhì)燃燒積灰的重要元素,在積灰結(jié)渣中起著重要的作用。
首先,是它的傳輸作用,在生物質(zhì)燃燒時(shí),氯元素有助于堿金屬元素從燃料顆粒內(nèi)部遷移到顆粒表面與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
第二,氯元素有助于堿金屬元素的氣化,它可以與堿金屬硅酸鹽反應(yīng)生成氣態(tài)堿金屬氯化物,比如,Cl在焦炭表面與K發(fā)生反應(yīng)生成KCl,而后KCl和含氧的官能團(tuán)進(jìn)一步發(fā)生發(fā)應(yīng),導(dǎo)致Cl以HCl的形式進(jìn)入煙氣。當(dāng)Cl與堿金屬形成氣態(tài)或者形成HCl的時(shí)候,在燃料粒子的周?chē)纬闪艘粋€(gè)氣膜,改變了燃料的傳熱性能,一方面增大了熱傳導(dǎo)的熱阻,使得周?chē)母邷乜諝鈸Q熱變得困難,另一方面,形成的氣態(tài)KCl、HCl在周?chē)纬闪艘粋€(gè)“遮熱板”的涂層,使輻射傳熱過(guò)程增加了阻力,輻射換熱量減小,此時(shí),熱量不是由爐壁直接傳給燃料表面,而是由爐壁先輻射給周?chē)腃l化物膜,再由這層膜輻射給燃料粒子。在增加了這個(gè)“遮熱板”后,使得換熱量受到一定影響。由于這兩方面的共同影響,整個(gè)燃料顆粒的換熱減弱,吸收的熱量減小,燃燒不充分,形成一部分熔融的堆積,以致形成沉積。
而且隨著堿金屬元素氣化程度增加,形成的氣膜加厚,致使整個(gè)沉淀物和燃料顆粒的溫度下降,而固體和液體的粘性隨著溫度的降低而增加,即沉積物數(shù)量和其粘性也增加。隨著沉積物的粘性增加,導(dǎo)致其撞擊效率一定的基礎(chǔ)上管壁的捕集效率增加,使得沉積速度增加,沉積總量增大。
但是隨著氯指數(shù)的比例進(jìn)一步增大,一方面,由于結(jié)渣指數(shù)在之前圖像中的特性,會(huì)使得整個(gè)積灰的總量下降;另一方面,由于氯元素在這里起到的是一個(gè)加強(qiáng)效果的作用,隨著氯自身的比例增加,會(huì)使結(jié)渣成分的比例降低,也會(huì)使得積灰的總量受到影響而下降。
對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的生物質(zhì)而言,當(dāng)氯指數(shù)在0.05-0.1之間的時(shí)候,積灰速率很大,小于0.05或者大于0.1的時(shí)候,都會(huì)使積灰速率減小并趨于平穩(wěn)(對(duì)多數(shù)草本生物質(zhì)),趨向于2mg/min。
4 結(jié)語(yǔ)
研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)同煤相比,著火點(diǎn)很低,而且最大失重溫度都集中在300℃左右,且從著火點(diǎn)到最大溫度的浮動(dòng)很小,只有30-70℃左右,綜合來(lái)看著火性能非常好,且明顯異于煤。由于燃料特性和積灰機(jī)理,在實(shí)驗(yàn)燃料失重速率達(dá)到8(%/min)左右時(shí),積灰的速率達(dá)到峰值。
一些文獻(xiàn)中提到的熔渣指數(shù)(SI)和其補(bǔ)充指數(shù)硫指數(shù)(SIs),在對(duì)煤的燃燒判斷和積灰預(yù)測(cè)中可以體現(xiàn)出不錯(cuò)的效果,但在針對(duì)生物質(zhì)燃燒積灰的模型中實(shí)驗(yàn)符合程度并不理想。新提出的氯指數(shù),對(duì)生物質(zhì)的燃燒特性和積灰特性的說(shuō)明符合上做的更好,實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)氯指數(shù)在0.05-0.1之間的時(shí)候,積灰速率增長(zhǎng)很大,小于0.05或者大于0.1的時(shí)候,都會(huì)使積灰速率減小并趨于平穩(wěn),趨向于2mg/min。
實(shí)驗(yàn)作為生物質(zhì)的特性研究,系統(tǒng)地對(duì)不同生物質(zhì)的燃燒和積灰特性做了分析,對(duì)煤與生物質(zhì)的混燒配比以及生物質(zhì)的混合燃燒起到了一個(gè)預(yù)測(cè)和指引的作用,為工業(yè)發(fā)電中煤與生物質(zhì)混燒的減少積灰提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
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關(guān)鍵詞:CFB鍋爐 改造生物質(zhì)實(shí)踐
中圖分類(lèi)號(hào):TK223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1前言
連云港協(xié)鑫生物質(zhì)發(fā)電有限公司是協(xié)鑫集團(tuán)控股有限公司投資興建的環(huán)保型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè),公司地處江蘇省連云港市贛榆縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為三爐二機(jī),一期工程為二爐二機(jī),主要設(shè)備選型為二臺(tái)15MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組,配套二臺(tái)75T/H循環(huán)流化床鍋爐,機(jī)組于2005年7月投產(chǎn)發(fā)電,同年10月實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱用戶(hù)供熱。
以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及能源利用效率低下等因素使我國(guó)環(huán)境惡化日益嚴(yán)重,生態(tài)遭到破壞,SO2、CO2排放量分別列世界第一、第二位 ,造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP總量的3%—7%。然而我國(guó)生物質(zhì)能資源非常豐富,椐初步統(tǒng)計(jì),我國(guó)生物質(zhì)能如用以代替煤炭發(fā)電,近期可相當(dāng)5億噸標(biāo)煤,遠(yuǎn)期可相當(dāng)10億噸標(biāo)煤以上。
連云港協(xié)鑫生物質(zhì)發(fā)電有限公司從09年初開(kāi)始,利用原有工廠廠區(qū),對(duì)公司原有的2臺(tái)75T/H循環(huán)流化床燃煤鍋爐(CFB鍋爐)進(jìn)行了全燃生物質(zhì)技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)8個(gè)月努力,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)從燃煤到全燃生物質(zhì)的根本轉(zhuǎn)變,燃煤電廠成功升級(jí)為全燃生物質(zhì)電廠。 目前連續(xù)運(yùn)行已超過(guò)4年時(shí)間,運(yùn)行情況穩(wěn)定良好,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
全燃技術(shù)改造的可行性
連云港協(xié)鑫發(fā)電有限公司地處連云港市贛榆縣,贛榆縣是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)縣,生物質(zhì)資源非常豐富,全縣85萬(wàn)畝耕地面積,年產(chǎn)各種秸稈類(lèi)生物質(zhì)資源總量達(dá)到80萬(wàn)噸,扣除各種減量因素及農(nóng)民自用量后,仍有40萬(wàn)噸左右的生物質(zhì)資源可以供綜合利用。同時(shí)連云港協(xié)鑫生物質(zhì)發(fā)電有限公司前階段,在循環(huán)流化床鍋爐大比例(≥80%)摻燒生物質(zhì)秸稈運(yùn)行方面已摸索出較成熟經(jīng)驗(yàn),因此對(duì)循環(huán)硫化床燃煤鍋爐進(jìn)行全燃生物質(zhì)改造是可能的。
生物質(zhì)燃料的特性
北京國(guó)家煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)連云港及周邊送檢生物質(zhì)樣品的化驗(yàn)結(jié)果,見(jiàn)表1、表2所示:
表1、生物質(zhì)工業(yè)分析及元素分析
表2 生物質(zhì)灰成分分析
表3生物質(zhì)灰熔融性分析
通過(guò)上表分析,生物質(zhì)成分組成、特性、產(chǎn)地、氣候及生產(chǎn)過(guò)程等變化很大,仍具有共性:
1.1 工業(yè)分析
送檢樣品很干水分較低,實(shí)際收購(gòu)水分較大,從我們公司收購(gòu)入爐情況看,水分有時(shí)會(huì)在40%左右。生物質(zhì)的灰分一般較低,除稻殼和稻草在14%左右,其余都在6%以下;揮發(fā)份較高60%-80%,固定碳在10%-20%之間。
1.2元素分析
生物質(zhì)應(yīng)用基含碳在40%左右,氧量35%左右,氫5%左右,硫0.05%-0.2之間。生物質(zhì)與煤炭對(duì)比,生物質(zhì)為低炭燃料,屬于清潔能源,含硫量少、含氯量小、含灰量低 ,生物質(zhì)中有害物質(zhì),硫、灰份等,僅為中質(zhì)煙煤的1/10左右(煤炭含硫一般高于0.8%)。同時(shí),生物質(zhì)燃燒時(shí)CO2的排放,和生物質(zhì)生長(zhǎng)時(shí)CO2的吸收,構(gòu)成自然界的碳循環(huán),因此,生物質(zhì)能的利用,可有效減少SO2排放形成的大氣污染,并實(shí)現(xiàn)溫室氣體CO2零排放 。.
1.3灰分分析
生物質(zhì)的灰分中堿金屬及氯在燃燒中會(huì)引起受熱面的結(jié)渣、積灰及腐蝕。通過(guò)4年的運(yùn)行鍋爐的過(guò)熱器、省煤器管道表面結(jié)渣積灰非常嚴(yán)重,2個(gè)月需要停爐清理一次。旋風(fēng)分離器因積灰通流面積降低需要停爐清理。
1.4 發(fā)熱量及自然堆積密度
生物質(zhì)收到基地位發(fā)熱量一般在13-16MJ/Kg之間,與鍋爐設(shè)計(jì)煤種20.31MJ/Kg相比,發(fā)熱量低很多。生物質(zhì)堆積密度較小,一般在120-160kg/m3之間,平均密度僅為煤炭的1/8。生物質(zhì)的單位熱值密度比煤炭低的多,約為煤炭的1/10。由于生物質(zhì)自身特點(diǎn),生物質(zhì)的入爐問(wèn)題是改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
1.5燃燒特性
生物質(zhì)自身?yè)]發(fā)份含量很高,而CFB鍋爐主要是通過(guò)內(nèi)部蓄熱循環(huán)提高爐效。生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒時(shí)間短、循環(huán)倍率低是降低爐效的一個(gè)因素。
二、全燃生物質(zhì)產(chǎn)生主要問(wèn)題采取的對(duì)策:
2.1.結(jié)焦問(wèn)題
生物質(zhì)燃料的灰熔點(diǎn)低,玉米稈灰熔點(diǎn)DT 1100℃,麥稈灰熔點(diǎn)DT 940℃,棉花稈灰熔點(diǎn)DT 12200℃,樹(shù)枝灰熔點(diǎn)DT1500℃,在燃燒時(shí)很容易引起爐膛內(nèi)部結(jié)焦,解決結(jié)焦問(wèn)題的關(guān)鍵是控制好溫度。在運(yùn)行中要注意在不影響鍋爐效率的情況下控制好鍋爐各個(gè)部分的溫度加以控制:采用合理的風(fēng)帽結(jié)構(gòu),確保在運(yùn)行過(guò)程中床層流化均勻;控制鍋爐床溫800~900℃左右,爐膛出口煙溫850~890℃左右,確保爐膛和布風(fēng)板不結(jié)焦。
2.2.腐蝕問(wèn)題
生物質(zhì)燃料中的氯元素容易造成高溫腐蝕和低溫腐蝕。其中高溫腐蝕主要發(fā)生在水冷壁和過(guò)熱器處,其發(fā)生的條件有兩個(gè):一是由煙氣溫度和介質(zhì)溫度確定的工作點(diǎn)在腐蝕區(qū),二是受熱面管子附件是還原區(qū)。低溫腐蝕主要在下級(jí)省煤器和空預(yù)器處,其發(fā)生的條件是管壁溫度低于酸露點(diǎn)溫度。針對(duì)高、低溫腐蝕的情況,采取爐膛富氧燃燒、高溫過(guò)熱器最后兩排管子采用噴涂處理、采用適當(dāng)?shù)呐艧煖囟?、空預(yù)器最后一排管組采用耐低溫腐蝕的考登鋼材料等解決。
2.3.高溫粘結(jié)灰問(wèn)題
生物質(zhì)燃料中含有較多的堿金屬,燃燒時(shí)容易在對(duì)流受熱面形成高溫粘結(jié)灰,堵塞煙道并引起積灰腐蝕,從而影響鍋爐的效率和使用可靠性。針對(duì)高溫粘結(jié)灰,可以采取及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)物料,以加強(qiáng)內(nèi)外循環(huán)沖刷作用、在過(guò)熱器等易積灰處布置吹灰器、人工定期停爐清理沖洗等來(lái)解決。通過(guò)4年的運(yùn)行鍋爐的過(guò)熱器、省煤器管道表面結(jié)渣積灰非常嚴(yán)重,2個(gè)月需要停爐清理一次。
2.4.飛灰問(wèn)題
改變二次風(fēng)布局,降低煙氣上升速度,增加爐內(nèi)循環(huán),確保細(xì)的燃料顆粒一次燃盡,增加水冷壁的輻射熱交換,減少旋風(fēng)分離器中二次燃燒份額,在控制旋風(fēng)分離器中煙氣溫度的同時(shí),確保旋風(fēng)分離器不結(jié)焦分離效率得以保障。降低飛灰熱損失。
2.5 分離問(wèn)題
生物質(zhì)全燃改造后由于燃料品種質(zhì)的改變,分離器磨損已經(jīng)不存在,由于生物質(zhì)的灰熔點(diǎn)較低,在分離器內(nèi)會(huì)發(fā)生粘結(jié),在旋風(fēng)分離器四周增加吹掃風(fēng)通過(guò)運(yùn)行時(shí)間斷擾動(dòng)降低旋風(fēng)分離器積灰,利用停爐進(jìn)行清理可以解決此類(lèi)問(wèn)題。
結(jié)語(yǔ)
生物質(zhì)全燃改造實(shí)現(xiàn)了鍋爐改造的預(yù)期目標(biāo),系統(tǒng)運(yùn)行正常,燃燒穩(wěn)定,鍋爐的熱效率基本達(dá)到設(shè)計(jì)值。徐州電力試驗(yàn)中心試驗(yàn)報(bào)告認(rèn)為:全燃生物質(zhì)燃料時(shí)鍋爐排煙溫度及排煙氧量比純?nèi)加妹杭皳綗龝r(shí)有所升高,因此排煙損失比較大。由于受熱面沒(méi)有改動(dòng),循環(huán)流化床燃煤鍋爐進(jìn)行全燃生物質(zhì)改造后出力將有所下降,約下降為原來(lái)出力的80-85%左右。75 T/H循環(huán)流化床燃煤鍋爐改燃生物質(zhì),出力約為60-65T/H左右。
09年9月完成1#、2#循環(huán)流化床燃煤鍋爐全燃生物質(zhì)改造并全燃生物質(zhì)運(yùn)行發(fā)電,至今已4年多時(shí)間,運(yùn)行狀況穩(wěn)定良好。通過(guò)數(shù)年刻苦努力探索,系統(tǒng)和設(shè)備不斷修改完善,運(yùn)行方式不斷調(diào)整優(yōu)化,道路雖然曲折,但在燃煤鍋爐全燃生物質(zhì)改造和運(yùn)行方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
1、《循環(huán)流化床鼓勵(lì)理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行》 中國(guó)電力出版社 1997
關(guān)鍵詞:生物發(fā)電 企業(yè)管理 燃料管理
中圖分類(lèi)號(hào):F2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)10(c)-0135-02
1 生物質(zhì)發(fā)電相關(guān)背景
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和生活水平的不斷提高,我們對(duì)能源的需求也日益增加。而主要傳統(tǒng)能源(煤炭、石油等)的有限性和環(huán)境污染等因素,促使我們積極開(kāi)拓和發(fā)展可再生能源。生物質(zhì)能發(fā)電作為可再生能源利用的一種形式,一直得到政府的大力支持,相繼出臺(tái)有利于生物質(zhì)發(fā)電的政策,2009年1月1日起執(zhí)行的《關(guān)于資源綜合利用及其他產(chǎn)品增值稅政策的通知》規(guī)定,生物質(zhì)發(fā)電增值稅實(shí)行即征即退政策,2011年國(guó)家發(fā)改委將農(nóng)林生物質(zhì)能發(fā)電價(jià)錢(qián)同一上調(diào)為每千瓦0.75元,諸多優(yōu)惠政策出臺(tái),將進(jìn)一步促進(jìn)生物質(zhì)能利用發(fā)展,生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)迎來(lái)了新的春天。
2 生物質(zhì)能發(fā)電特點(diǎn)及影響因素、應(yīng)對(duì)措施
在生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí),由于布局規(guī)劃、生物質(zhì)能燃料收儲(chǔ)運(yùn)、企業(yè)管理等諸多原因,導(dǎo)致生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)普遍存在盈利能力較弱甚至是虧損的現(xiàn)象。
生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)對(duì)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)管理的要求遠(yuǎn)沒(méi)有目前燃煤火電企業(yè)的要求高,管理相對(duì)粗放。影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要因素表現(xiàn)在鍋爐運(yùn)行效率較低。一是因?yàn)檫M(jìn)入鍋爐的燃料均勻性較差,造成鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定,參數(shù)波動(dòng)相對(duì)較大;二是燃料含水量不能得到保證,有的達(dá)40%~50%,因此熱損失較大;三是灰、渣可燃物含量較大,機(jī)械不完全燃燒損失較大,因此鍋爐效率相對(duì)較低。
生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)管理的關(guān)鍵點(diǎn)在企業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo),在機(jī)制。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)協(xié)調(diào)一體非常重要,市場(chǎng)、政策、燃料、生產(chǎn)、算賬、一切圍繞經(jīng)營(yíng)。對(duì)外要與政府協(xié)調(diào)、同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)要聯(lián)合協(xié)調(diào),要大量思考應(yīng)對(duì)未來(lái),應(yīng)對(duì)燃料市場(chǎng)變化。因此企業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo)要思路清晰,有明確的工作思路,工作重點(diǎn)突出。
燃料管理更是生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)管理關(guān)鍵中的關(guān)鍵。燃料要做到精細(xì)化管理,不能怕麻煩,燃料生產(chǎn)要做到一盤(pán)棋。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)(燃燒試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn))分析,掌握各種燃料熱值屬性,詳細(xì)掌握含水量與熱值關(guān)系。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)(燃燒試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn))分析,掌握不同燃料參燒熱效益;另外燃料采購(gòu)還要用考核對(duì)經(jīng)紀(jì)人的誠(chéng)信劃分培養(yǎng),要實(shí)行對(duì)經(jīng)紀(jì)人的動(dòng)態(tài)開(kāi)放原則。燃料管理要有思路、有點(diǎn)子,關(guān)鍵又在落實(shí)。在掌握燃料市場(chǎng)方面要遵循市場(chǎng)培育―市場(chǎng)引導(dǎo)―市場(chǎng)發(fā)展―市場(chǎng)控制―市場(chǎng)博弈技巧這樣一個(gè)過(guò)程,主要領(lǐng)導(dǎo)定期協(xié)調(diào)召開(kāi)區(qū)域內(nèi)秸稈電廠的主要領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)誼會(huì),商量協(xié)調(diào)控制秸稈最高收購(gòu)價(jià)格。就整體采購(gòu)市場(chǎng)來(lái)講,原料的總量是不變的,要避免同業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng),就要區(qū)域內(nèi)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)的主要領(lǐng)導(dǎo)一起,根據(jù)行業(yè)有能力承受、經(jīng)紀(jì)人有效益、農(nóng)民得到實(shí)惠的原則,不要刻意地去搶市場(chǎng),以避免哄抬價(jià)格,商量協(xié)調(diào)控制秸稈最高收購(gòu)價(jià)格,個(gè)別企業(yè)存在通過(guò)調(diào)節(jié)質(zhì)檢手段來(lái)實(shí)施同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象,不利于長(zhǎng)期發(fā)展。
3 生物質(zhì)能發(fā)電燃料管理
生物質(zhì)能發(fā)電最關(guān)鍵點(diǎn)還是在燃料供應(yīng)上,做好燃料的收購(gòu)儲(chǔ)運(yùn)及管理工作,對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)的生存至關(guān)重要。結(jié)合當(dāng)前各地實(shí)際,在做好燃料供應(yīng)方面,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面考慮。
一是前期資源的調(diào)研。在生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)之前,要通過(guò)深入調(diào)研,了解當(dāng)?shù)刭Y源分布狀況、可利用生物質(zhì)總量、氣候特點(diǎn)、收集的難易程度、運(yùn)輸狀況、勞動(dòng)力情況以及潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。為避免決策失誤,作為投資主體,在投資前一定要對(duì)擬建項(xiàng)目的地方資源做認(rèn)真核查。
在資源核查時(shí),要深入鄉(xiāng)鎮(zhèn)、田間地頭,切忌搞形式主義、走過(guò)場(chǎng)。對(duì)農(nóng)作物秸稈核查,要真正掌握各類(lèi)農(nóng)作物的種植面積和糧食產(chǎn)量,了解當(dāng)?shù)厥崭罘绞?、留茬高度和秸稈的?shí)際利用率,推算草谷比系數(shù)和項(xiàng)目可收集率,從而計(jì)算出可收集量。對(duì)林業(yè)剩余物資源的核查,要掌握當(dāng)?shù)亓謽I(yè)的年砍伐量和實(shí)際加工量,了解加工產(chǎn)生廢棄物(如枝椏柴、樹(shù)根、樹(shù)皮、鋸末、邊角廢料等)的數(shù)量和實(shí)際利用情況,測(cè)算可收集率,從而計(jì)算出可收集量。
二是秸稈市場(chǎng)的啟動(dòng)。從生物質(zhì)的種植―管理―收集―運(yùn)輸―加工―銷(xiāo)售到進(jìn)廠入爐,這是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,不同的鏈節(jié)要由不同的人來(lái)做,即專(zhuān)業(yè)人做專(zhuān)業(yè)事。生物質(zhì)燃料保證渠道只有走市場(chǎng)化運(yùn)作之路,必須立足于實(shí)際,依托當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有資源,積極推進(jìn)市場(chǎng)化運(yùn)作。
隨著國(guó)內(nèi)生物質(zhì)利用率的提高,以前被認(rèn)為農(nóng)林廢棄物的生物質(zhì)會(huì)逐步被收集銷(xiāo)售,農(nóng)林廢棄物逐步轉(zhuǎn)化成商品,這部分資源已經(jīng)不再是廢棄物。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的條件下,生物質(zhì)的收集就應(yīng)該遵循市場(chǎng)規(guī)律。生物質(zhì)原料市場(chǎng)的成功運(yùn)作沒(méi)有什么訣竅,只有按照市場(chǎng)規(guī)律去做,正確掌握市場(chǎng)運(yùn)作的幾個(gè)階段。
(1)宣傳發(fā)動(dòng)階段。根據(jù)前期調(diào)研,掌握資源的分布區(qū)域,再由生物質(zhì)采購(gòu)人員有目的地深入鄉(xiāng)村,一方面散發(fā)傳單、張貼標(biāo)語(yǔ),進(jìn)行大規(guī)模的宣傳;另一方面,深入田間地頭與農(nóng)戶(hù)交流,提高農(nóng)民對(duì)生物質(zhì)的認(rèn)識(shí),從而提升農(nóng)民從事生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的欲望。
(2)技術(shù)引導(dǎo)階段。通過(guò)宣傳和走訪,一部分有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的人開(kāi)始籌劃運(yùn)作,這批人將成為產(chǎn)業(yè)的帶頭人,要牢牢抓住他們,給予他們技術(shù)服務(wù),提供必要的資金或設(shè)備支持。特別是技術(shù)跟蹤和引導(dǎo),要教會(huì)他們?nèi)绾稳プ?讓他們掌握生物質(zhì)收集、儲(chǔ)存、加工和運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)的技能,了解如何降低各環(huán)節(jié)費(fèi)用支出;在設(shè)備采購(gòu)方面,為他們提供優(yōu)質(zhì)設(shè)備信息,幫助他們做好設(shè)備選型和配置,并指導(dǎo)他們使用。
(3)合理定價(jià)階段。前期市場(chǎng)啟動(dòng)階段,在不同種類(lèi)生物質(zhì)價(jià)格的確定上,既不能盲從其他同行業(yè)的收購(gòu)價(jià)格,更不能憑空拍腦袋定價(jià)。定價(jià)的依據(jù)是資源考察和市場(chǎng)調(diào)研,根據(jù)資源收集、加工、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)的實(shí)際費(fèi)用加上經(jīng)營(yíng)者的合理利潤(rùn)測(cè)算出來(lái)。收購(gòu)市場(chǎng)啟動(dòng)初期,應(yīng)充分考慮加工人員的熟練程度、設(shè)備資金投入和實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,定價(jià)要略高于正常價(jià)格,讓參與者獲得實(shí)實(shí)在在的利益。防止出現(xiàn)帶頭人全部虧損的局面,這樣不僅會(huì)打消了前期參與者的積極性,而且會(huì)把具有從事生物質(zhì)行業(yè)愿望的人拒之門(mén)外。
(4)模式確立階段。收購(gòu)模式的確立直接關(guān)系到前期市場(chǎng)啟動(dòng)的好壞。為拓寬資源渠道,調(diào)動(dòng)廣大農(nóng)戶(hù)從事生物質(zhì)收集的積極性,快速啟動(dòng)市場(chǎng),在市場(chǎng)啟動(dòng)階段,最有效的收購(gòu)模式是采取掛牌收購(gòu),公開(kāi)收購(gòu)價(jià)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這樣可以讓有實(shí)力并愿意嘗試的人全部參與進(jìn)來(lái),不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)人的操作不當(dāng)造成整個(gè)區(qū)域的資源流失。其次,可以根據(jù)市場(chǎng)情況,物色一些供貨商,每個(gè)月跟公司簽訂當(dāng)月供貨合同,確保機(jī)組發(fā)電需要。再次,可以測(cè)算分析某一品種市場(chǎng)全年平均價(jià)格,可以以略高于平均價(jià)的價(jià)格與其簽訂全年供應(yīng)合同,這種方式主要與一些廠或公司合作,能達(dá)到雙贏。第四,可以與一些有實(shí)力的供貨商洽談,根據(jù)市場(chǎng)情況,分月簽訂合同,每年如果超過(guò)一定量的燃料總量,給一定數(shù)額的獎(jiǎng)勵(lì),促進(jìn)供貨商在淡旺季都能穩(wěn)定供料。
(5)政策協(xié)調(diào)階段。政策協(xié)調(diào)就是要為秸稈經(jīng)營(yíng)戶(hù)創(chuàng)造便利條件,爭(zhēng)取國(guó)家政策補(bǔ)貼,從而降低原料成本。
首先,在車(chē)輛運(yùn)輸方面。每天消耗生物質(zhì)秸稈量1000 t左右,全部為汽車(chē)、農(nóng)用車(chē)運(yùn)送。但是由于生物質(zhì)自身密度較小,裝車(chē)后體積蓬松(約6 m3/t);運(yùn)輸重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于運(yùn)輸其他貨物,導(dǎo)致客戶(hù)經(jīng)營(yíng)成本增大,利潤(rùn)空間降低。為降低運(yùn)輸成本,運(yùn)輸戶(hù)不得不對(duì)車(chē)輛改型或裝車(chē)加長(zhǎng)、加寬和加高,這勢(shì)必對(duì)交通秩序造成影響,交警、交通、城管等部門(mén)會(huì)給予干預(yù)。為保障生物質(zhì)燃料的及時(shí)性和連續(xù)性,生物質(zhì)電廠就必須出面請(qǐng)求地方政府協(xié)調(diào)相關(guān)部門(mén),為各類(lèi)生物質(zhì)燃料運(yùn)輸車(chē)輛開(kāi)辟“綠色通道”。
其次,在資源控制方面。在很多地方,農(nóng)民不再以秸稈做薪柴,也不再進(jìn)行畜牧養(yǎng)殖,秸稈的利用率極低,為了忙于搶種下季作物,大量秸稈就地焚燒或棄于溝壑腐爛,這樣不僅造成大量的資源浪費(fèi),而且嚴(yán)重污染了環(huán)境。各生物質(zhì)電廠要以此為契機(jī),請(qǐng)求政府下發(fā)禁燒文件,并加大宣傳力度,利用政府職能監(jiān)督落實(shí),防止秸稈流失。
最后,在政策補(bǔ)貼方面。電廠要及時(shí)了解國(guó)家可再生能源相關(guān)扶植政策,積極為經(jīng)營(yíng)戶(hù)爭(zhēng)取,如秸稈收集補(bǔ)貼、農(nóng)機(jī)政策補(bǔ)貼等,江蘇省政府明文規(guī)定,對(duì)秸稈經(jīng)營(yíng)戶(hù),每收集1 t秸稈給予30元補(bǔ)貼;合肥市也出臺(tái)了相關(guān)政策,秸稈收集每畝給予20元的補(bǔ)貼。另外,根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策規(guī)定,對(duì)在目錄的農(nóng)業(yè)機(jī)械,還可以給予購(gòu)置補(bǔ)貼。各電廠要多與地方發(fā)改委聯(lián)系,及時(shí)掌握可再生能源利用政策。
三是收購(gòu)價(jià)格的調(diào)節(jié)。衡量生物質(zhì)電廠收購(gòu)生物質(zhì)價(jià)格高低的依據(jù)是收購(gòu)生物質(zhì)的熱量單價(jià)。各電廠在秸稈收購(gòu)時(shí),對(duì)收購(gòu)秸稈的熱量單價(jià)一定要做到心中有數(shù),合理控制秸稈價(jià)格,逐步提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。秸稈水分控制非常重要,在收購(gòu)生物質(zhì)的含水率達(dá)到50%時(shí),其低位發(fā)熱量?jī)H有1500kcal/kg左右。生物質(zhì)的含水率越高,其實(shí)際利用價(jià)值就越低,因?yàn)樯镔|(zhì)水分過(guò)大,在爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量增加,這樣不僅會(huì)增大引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷,提高廠用電率,而且這部分水分入爐后還會(huì)吸收爐內(nèi)熱量,轉(zhuǎn)變?yōu)?40℃左右的蒸汽,隨煙氣排出時(shí)將大量的熱量帶走。隨著市場(chǎng)的拉動(dòng),供貨商操作熟練程度不斷提高,各環(huán)節(jié)的費(fèi)用在不斷降低,利潤(rùn)空間也越來(lái)越大,這時(shí)就可以進(jìn)行價(jià)格調(diào)整。
價(jià)格調(diào)整要注重方式方法,根據(jù)料場(chǎng)生物質(zhì)儲(chǔ)備和市場(chǎng)調(diào)研情況,在保證生產(chǎn)需求的情況下,對(duì)擬降價(jià)生物質(zhì)種類(lèi)采取停收措施,造成源頭貨源量過(guò)剩積壓,然后再宣布價(jià)格下調(diào)方案。這樣不僅可以抑制源頭組織者對(duì)原材料過(guò)高的期望值,而且可以保證經(jīng)營(yíng)者的合理利潤(rùn)空間。價(jià)格下調(diào)幅度要適中,確保調(diào)整后的市場(chǎng)穩(wěn)定。
四是實(shí)現(xiàn)資源屬地化。隨著生物質(zhì)電廠的紛紛上馬,將導(dǎo)致資源的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。為合理控制收購(gòu)價(jià)格,防止價(jià)格哄抬,首先,生物質(zhì)各電廠必須建立行業(yè)同盟,加強(qiáng)行業(yè)交流,共同平抑價(jià)格,達(dá)到資源共享的目的;其次,各生物質(zhì)電廠必須立足于當(dāng)?shù)?積極開(kāi)發(fā)和利用地方資源,實(shí)現(xiàn)資源的屬地化。
對(duì)秸稈的認(rèn)識(shí)和實(shí)際運(yùn)作需要一個(gè)過(guò)程。各生物質(zhì)電廠在前期收購(gòu)市場(chǎng)拉動(dòng)階段,為滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行需求,積極擴(kuò)大收購(gòu)范圍,收購(gòu)半徑可能超過(guò)100 km,運(yùn)輸費(fèi)用居高不下。根據(jù)實(shí)際測(cè)算,60 km半徑范圍內(nèi)的生物質(zhì)資源量,完全能夠滿(mǎn)足一個(gè)30 MW的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的原料需求。所以,隨著收購(gòu)市場(chǎng)拉動(dòng),要逐步加大當(dāng)?shù)刭Y源的利用力度,秸稈采購(gòu)漸漸過(guò)渡到地方資源。實(shí)現(xiàn)資源的屬地化也是生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)的最終出路。
五是人才的選拔培養(yǎng)。具有一定的營(yíng)銷(xiāo)意識(shí)、頭腦靈活、善于學(xué)習(xí)、愛(ài)崗敬業(yè)、廉潔自律,是從事生物質(zhì)采購(gòu)人員的必備素質(zhì);能夠具有一定熱動(dòng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和機(jī)械常識(shí),將更有助于生物質(zhì)采購(gòu)工作。在生物質(zhì)采購(gòu)中,一直存在某些誤區(qū),很多人認(rèn)為硬質(zhì)燃料熱值高、熬火,豈不知熱值高和熬火是完全不同的兩個(gè)概念。生物質(zhì)(稻殼、稻草除外)的高位熱值是基本相同的,而電廠考慮的是低位熱值。低位熱值的差異主要取決于生物質(zhì)的水分含量,水分越高,低位熱值越低;其次取決于生物質(zhì)的腐變程度,隨著腐變程度的增加,可燃成分流失越大,灰分越大,低位熱值越低。在同等水分含量的情況下,稻殼、稻草的熱值偏低,其主要原因是稻殼、稻草自身的灰分(不可燃成分)較大。
具有一定的熱動(dòng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和機(jī)械常識(shí),就容易掌握上給料系統(tǒng)特性,了解鍋爐的燃燒原理。只有根據(jù)上料系統(tǒng)的特點(diǎn)和不同類(lèi)型鍋爐的燃燒原理,選擇控制生物質(zhì)收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn),才能確保生產(chǎn)需求。
六是料場(chǎng)的科學(xué)管理。生物質(zhì)料場(chǎng)管理是一項(xiàng)綜合而復(fù)雜的工作,涉及到原料的計(jì)量―質(zhì)檢―卸料―取樣―化驗(yàn)―結(jié)算―儲(chǔ)存―倒運(yùn)―摻配―上料等程序,也是來(lái)料控制、降低消耗、確保安全和生產(chǎn)穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)要結(jié)合自身特點(diǎn)做好現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)管理流程。由于生物質(zhì)原料來(lái)自千家萬(wàn)戶(hù),質(zhì)量千差萬(wàn)別,如果隨機(jī)上料,將造成鍋爐燃燒工況大幅度變化,負(fù)荷劇烈波動(dòng)。這樣不僅燃燒調(diào)整困難,而且嚴(yán)重影響機(jī)組效率。為確保鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行,提高機(jī)組整體效率,上料前,要根據(jù)來(lái)料的干濕度和顆粒度情況進(jìn)行合理?yè)脚?力求爐前進(jìn)料相對(duì)穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:污水處理廠 惡臭污染 生物脫臭
中圖分類(lèi)號(hào):X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(c)-0144-01
1 惡臭污染來(lái)源及危害
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人口急劇增多,地球大氣環(huán)境日趨惡化。近年來(lái)一些有害氣體的排放尤其是一些惡臭氣體所散發(fā)的氣味已引起了人們的不滿(mǎn),原有的大氣污染防治工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們的要求,惡臭治理逐漸引起人們的重視。
1.1 惡臭污染來(lái)源
惡臭是一種感覺(jué)公害,已成為世界上七種環(huán)境公害之一。惡臭物質(zhì)多達(dá)40~50多萬(wàn)種,其中主要成分是含硫化物、含氮化物、含氧化物、鹵素衍生物和各種烴類(lèi),其對(duì)人體造成的危害在七種環(huán)境公害中居于第二位,僅次于噪聲。
近年來(lái)由于城市建設(shè)不斷發(fā)展,土地資源減少,導(dǎo)致城市污水處理廠位置越來(lái)越靠近居民生活區(qū),污水處理過(guò)程中排放的惡臭氣體不可避免成為城市惡臭氣體的主要排放源。在污水處理廠中,從預(yù)處理裝置到生化處理裝置,污水處理的各個(gè)單元均產(chǎn)生惡臭,其主要的致臭成分是含硫化合物,如硫化氫和甲硫醇。
1.2 惡臭污染的特點(diǎn)
(1)測(cè)定困難:惡臭物質(zhì)極低濃度就可以使人感覺(jué)不快,而正常人對(duì)多數(shù)惡臭物質(zhì)的嗅覺(jué)值都在10-9以下,測(cè)定起來(lái)有很大的難度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了分析儀器對(duì)惡臭物質(zhì)的最低檢出濃度(10-6~10-9)范圍。
(2)評(píng)價(jià)困難:惡臭污染源多為常見(jiàn)、局部的無(wú)組織排放源。污染多為短時(shí)間、突發(fā)性的,擴(kuò)散方式復(fù)雜,難于捕捉,所以現(xiàn)在還沒(méi)有一種公認(rèn)的惡臭評(píng)價(jià)方法。
(3)治理困難:惡臭污染以心理影響為主要特征,給人的感覺(jué)量與對(duì)人的刺激量的對(duì)數(shù)成正比。有調(diào)查表明即使惡臭物質(zhì)去除了90%,人的感覺(jué)卻認(rèn)為只去除了50%。
1.3 惡臭污染的危害
(1)心理影響。一般惡臭物質(zhì)超過(guò)人的嗅閾值幾十倍乃至幾百倍,都不會(huì)對(duì)人的生理上產(chǎn)生影響。而且由于每個(gè)人的自身狀況不同,對(duì)惡臭的敏感程度也不同,因此對(duì)心理上產(chǎn)生的影響也有一定的差異。惡臭物質(zhì)只是由于給人的感覺(jué)器官刺激,造成了心理負(fù)擔(dān),才使人產(chǎn)生了心理壓力。
(2)生理影響。惡臭物質(zhì)達(dá)到一定濃度后就會(huì)對(duì)人的生理產(chǎn)生不良影響。惡臭會(huì)反射性的抑制吸氣,妨礙正常呼吸功能,同時(shí)會(huì)使人產(chǎn)生厭食、惡心,甚至嘔吐,進(jìn)而發(fā)展到消化功能減退,刺激會(huì)使人內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂,影響機(jī)體代謝,使人煩躁不安,思想不集中,判斷力和記憶力下降,影響大腦的思維活動(dòng)。如人吸入70~150mg/m3硫化氫2~5min后對(duì)臭氣敏感度下降,最后會(huì)導(dǎo)致大腦皮層興奮和抑制的調(diào)節(jié)功能失調(diào)。而低濃度甲硫醇?xì)怏w可引起頭痛、惡心等,高濃度可引起呼吸麻痹致死。
2 惡臭的主要處理方法
2.1 物理化學(xué)處理方法
常見(jiàn)的物理法有掩蔽法、中和法、稀釋法、冷凝法和吸附法等。該類(lèi)方法不改變惡臭物質(zhì)化學(xué)性質(zhì),只是將惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至液相或固相,或用一種物質(zhì)將它的臭味掩蔽和稀釋。化學(xué)法的原理就是用一種物質(zhì)與惡臭物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng), 使之轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)臭物質(zhì)或臭味較低的物質(zhì)。比較成熟的方法有熱力燃燒法、催化燃燒法、化學(xué)氧化法和洗滌法等。物理、化學(xué)方法在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期是脫臭方法的主流。這些方法雖然各有其優(yōu)點(diǎn),但都存在著所用設(shè)備繁多,工藝復(fù)雜,二次污染后再生困難,能耗大等問(wèn)題。因此,國(guó)外從50年代便致力于用生物氧化的方法來(lái)處理惡臭物質(zhì)。
2.2 生物脫臭法
生物脫臭法是利用微生物代謝活動(dòng)降解惡臭物質(zhì)。對(duì)于無(wú)機(jī)硫化物一般氧化為硫酸,而有機(jī)硫化物的氧化終產(chǎn)物為硫酸和二氧化碳。同時(shí)由于氧化分解,微生物獲得了自身細(xì)胞增殖所必需的細(xì)胞物質(zhì)和生長(zhǎng)所需要的能量。
2.2.1 活性污泥法
活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)在液相中的微生物來(lái)去除惡臭物質(zhì)。一般做法是在污水處理廠中將惡臭物質(zhì)直接通入曝氣池中,利用其中的微生物來(lái)降解惡臭物質(zhì),該過(guò)程類(lèi)似于廢水的活性污泥處理法。
2.2.2 生物過(guò)濾法
生物過(guò)濾塔內(nèi)部填充活性填料,惡臭氣體經(jīng)過(guò)增濕或降溫等預(yù)處理工藝后,進(jìn)入生物過(guò)濾塔中,通過(guò)濾層時(shí)惡臭物質(zhì)與填料上附著的生物膜吸附接觸,最終被微生物分解掉,凈化后的氣體從生物濾塔的頂部排出。
2.2.3 生物滴濾法
在生物滴濾塔中,惡臭物質(zhì)的吸收和降解都在同一反應(yīng)器中進(jìn)行。滴濾塔內(nèi)裝有惰性填料,微生物都以生物膜形式生長(zhǎng)在填料上,含有微生物新陳代謝所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的液體不斷地噴灑在填料上,當(dāng)惡臭氣體通過(guò)滴濾塔時(shí)污染物被降解。生物滴濾法的特點(diǎn)是惡臭氣體不用增濕,而是在生物滴濾床填料上方噴淋循環(huán)水,而且由于滴濾塔的填料是惰性的,沒(méi)有或少有土著微生物,填料上的生物種類(lèi)單一,有針對(duì)性,處理臭氣濃度大,效率高。
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSCD期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
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