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碳循環作用范文1
關鍵詞:微循環;運動性疲勞;第二心臟;求援信號。
0、 前言
在現代日益激烈的競技比賽中,教練員對運動員的各項指標的要求日益提高,其中就要求運動員的心血管系統攝氧功能、物質能量代謝水平和機體抗疲勞以及疲勞產生后恢復能力。微循環作為人體循環系統的末梢部分,在循環過程中起著不可估量的作用,被醫學界稱之為“第二心臟”;其功能狀況的優劣直接關系到人體健康,同時在運動過程中對抗疲勞和運動后消除疲勞都有極大的影響。這為體育工作者對運動性疲勞的產生的延緩和消除提供了一個有效的手段。
1、 微循環結構和功能簡介
微循環這部分血管在人體結構中的口徑非常小,只有在顯微鏡下才能夠看到,因此被稱為“微循環”;但是在近些年來有人提出了廣義的微循環概念之中除了血液的微循環以外,還包括淋巴液和組織液的微循環。血液的微循環的循環單位由細動脈、細靜脈以及所屬的毛細血管(分支毛細血管、網狀毛細血管和集合毛細血管)所組成。在該組成結構中的細動脈、分支毛細血管、網狀毛細血管的入口處有毛細血管的前括約肌,主要受神經體液因素影響,可調節流經毛細血管的血流量微循環主要分布于人體組織細胞中,與血管相比,它不僅輸送血液,而且還起到交換能量、物質和營養器官的作用;在人體內可以直接參入組織細胞的物質、信息、能量的傳遞。以上功能主要依靠營養通路、非營養通路和直接通路等三個通路來實現。
2、 有關運動性疲勞
2、1運動性疲勞產生機理簡介:在1982年第五屆國際運動生物化學學術會議上對運動性疲勞下的定義為:機體生理過程不能持續其機能在一定的水平上或是器官不能維持預定的運動強度。具體的講就是人體在運動到一定程度時候,人體就會產生工作能力暫時降低的現象,這種現象就是運動性疲勞。
2、2運動性疲勞生理征象:運動性疲勞產生首先是由于運動神經中樞紊亂,導致運動神經興奮性下降的中樞疲勞;然后是表象為肌肉疲勞,即肌肉工作能力下降的外周疲勞;第三是以上疲勞同時出現的綜合性疲勞,通常情況下綜合疲勞表現最為普遍。疲勞出現后,機體主要表現為肌肉力量下降、肌肉放松和收縮的速度減慢、動作不協調而且動作僵硬、神經反應速度減慢、動作遲鈍、注意力不能夠集中等等,更為嚴重的是肌肉出現痙攣、機體呼吸困難、惡心、嘔吐、眼睛疲勞、視物模糊、頭腦一片空白等等。
2、3運動性疲勞其產生機制:運動性疲勞產生后在生理上有很大的反應,在形成原因方面,自19世紀80年代以來,研究者對運動性疲勞的形成原因提出了幾種假說:如cannon等提出的“衰竭學說”、美國哈佛大學報道過的“內環境穩定性失調學說”、保護抑制學說、堵塞學說、和愛德華滋的肌肉突變學說等等。從目前關于運動性疲勞產生原因研究進展來看,疲勞產生的原因是復雜的,幾種學說都可能互相滲透和互相影響的;不同的運動項目產生疲勞的原因可能不同,單獨用某一個學說去揭示所有的運動性疲勞也是不可能的。總之,疲勞產生的原因有待進一步研究。
3、微循環與運動性疲勞的關系
3、1微循環消除運動性疲勞的理論基礎
微循環的基本功能是向組織器官中的細胞輸送養料和氧氣,同時從組織細胞中帶走代謝產物。微循環中的毛細血管只有一層內皮細胞,管壁薄,容許小分子的物質自由進出。由于人體的微循環處于循環的末端,此處毛細血管豐富,形成交織網,有足夠的場所進行物質交換。因此,在微循環正常的情況下,血液中濃度較高的氧氣和營養物質從毛細血管滲透到組織細胞;而組織細胞中的代謝產物也會進入血液,排出體外。可以得出:微循環狀態正常與否決定著人體的代謝功能,進而對運動性疲勞產生的早晚和消除疲勞的快慢有著較大的影響。在體育訓練和比賽中,尋找一種有效的緩解疲勞或者快速地消除疲勞方法是維持運動員在大型賽事中連續作戰和穩定發揮的關鍵所在,結合疲勞產生的原因,充分利用改善微循環的方法來加速局部或整體的血液循環,促進物質能量代謝,可以達到消除局部疲勞和緩解機體疲勞的目的。在體育運動中,我們應該充分利用微循環這一環節來促進疲勞的消除和緩解、縮短運動員體能恢復期,而且有利于運動員的正常發揮,創造更優異的成績。 3、2微循環的狀況對運動性疲勞的影響機制
微循環狀況的良好可以延緩運動性的產生,可以防止重度運動性疲勞的形成,有利于機體運動后的恢復。在微循環功能狀態良好的時候,當機體的內環境發生變化、營養物質接近耗盡的情況下,微循環系統通過體液調節和神經調節,使毛細血管前括約肌收縮,調節流經毛細血管網的血流量,封閉或減少對組織的暫時性營養供應和代謝物質的輸送,使機體形成局部疲勞或者整體疲勞,這樣對機體起到一個保護抑制作用,并向大腦神經中樞發出“求援信號”,大腦繼而對肌肉發出停止運動的指令,避免了深度疲勞對機體的危害。當機體停止運動時,再結合營養物質的補充、休息的情況下,微循環迅速開通,進行物質、能量交換和信息傳遞,將代謝產物排出體外,促進機體的疲勞的恢復。在微循環失常的情況下,會導致營養物質補充、信息的傳遞出現障礙,運動機體所需要的營養物質就得不到及時的補充和供應,并且器官內的代謝產物不能夠及時排出體外,這樣將加速運動性疲勞的產生。在這種情況下,機體極易造成損傷,同時對賽后的身體恢復也不利;此時,機體在運動中需要大量以血液為載體的氧氣來補充,才能夠維持機體正常的運動能力,但是由于微循環系統的時常,將會導致氧氣、營養物質的輸送發生一定的故障,在賽后同樣無法將運動過程中的代謝產物排出體外、補充機體末端的營養,為運動性疲勞的恢復帶來了一定的麻煩。
4、結論與建議
4、1在微循環功能狀態良好的情況下,可以緩解機體運動性疲勞的形成,并且可以對機體起到一個保護抑制作用,在恢復階段也可以促進機體快速恢復。
4、2在利用微循環進行運動性疲勞恢復時候,營養與藥物是基礎,按摩、物理、化學等療法是手段,微循環結構完好是保證,睡眠、休息、心理等療法是輔助。
4、2機體在微循環功能狀態失常的情況下進行運動,會加速機體運動性疲勞的形成,而且容易造成運動損傷,并且微循環結構遭到破壞,導致“微循環狀態失?!\動性疲勞形成——運動損傷——微循環組織破壞——運動性疲勞形成”的惡性循環。所以在微循環失常的情況下(比如:腿部水腫、潰爛等炎癥、搽傷、挫傷、淋巴結核等引起局部微循環組織遭到破壞),應該進行自我保健處理,停止訓練或者比賽,去醫院做進一步治療,避免一傷再傷、傷上加傷,逐步轉化為慢性損傷;另外,根據實際情況開出運動處方,有助于微循環功能和結構的恢復。
4、3在體育運動過程中出現運動性疲勞的早晚與運動機體的狀態有很大的關系,教練員應該在比賽或者訓練前對運動員的各項身體機能指標進行檢查,其中微循環組織結構方面也是一項重要的指標,再對運動員的身體狀態進行評估,確定是否能夠適應比賽或者訓練的強度和時間的要求,在作出具體訓練或者比賽的安排。
4、4業余體育訓練時間里,教練員應該安排一些有助于人體軟組織和促進心血管系統的身體訓練,調動大、微細血管參入血液循環,從而使處于休眠狀態的微循環激活,改善機體微循環系統。
4、5在體育工作中教練員應該對進行定期醫務監督,建立學生“體質健康卡片”制度,對運動員或學生進行定期身體檢查,了解其訓練后身體疲勞的各項指標,及時掌握運動性疲勞狀況,充分利用微循環的功能作用,借助合理的方法來消除運動性疲勞。比如:利用熱敷、按摩、理療、內服活血散中藥、外浸泡中草藥等手段促進循環系統的運作,促進能量交換、營養補充和代謝產物的排出,消除疲勞。
4、6在利用微循環進行消除運動性疲勞的同時,應積極采用其他有助于消除疲勞的手段和方法,雙管齊下,加快疲勞的恢復的時期。比如:醫學物理學、心理行為學、等恢復方法。
5、參考文獻
碳循環作用范文2
【關鍵詞】 腦性癱瘓/治療; 康復; 家庭療法; 兒童
【Abstract】 Objective To search for the best methods of the rehabilitation while reducing the family burden.Methods Under the same conditions(therapists treatment,age and severity of CP),observe different efficacy on the rehabilitation children with parents involved in the training in different time.Results The total effective rate in children with mild CP was 100%.The total effective rate in children with moderate CP was 97%.The total effective rate in children with severe CP was 80%.The parents to participate in long training time was better than a short time.Conclusions The longer the parents participate in the rehabilitation training, the better the clinical result is.
【Key words】 Cerebral palsy/treatment; Rehabilitation; Family participation; Child
腦性癱瘓(簡稱腦癱)是出生前到出生后1個月以內各種原因所引起的腦損傷或發育缺陷所致的運動障礙及姿勢異常,常合并智力障礙、癲癇、感知障礙及其他異常[1]。腦癱患兒的病情特點決定了其康復訓練的長期性和復雜性。根據目前國情,大多數腦癱患兒不可能長期住院治療。因此,家長參與患兒的康復訓練是非常必要的,也會對患兒的康復起重要作用。高永嘉等[2]提出小兒腦癱的家庭康復是一種有效、簡便、經濟的方法,有條件的患兒可采用家庭康復與醫院康復相結合的方法。本文對126例腦癱患兒家長參與康復訓練進行觀察,現將結果報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料 200703/200903河南中醫學院第一附屬醫院兒科住院收治腦癱患兒126例,其中男72例,女54例;年齡3個月至8歲;痙攣型65例,手足徐動型22例,肌張力低下型9例,混合型(痙攣+徐動)30例;輕度51例,中度60例,重度15例;其中89例伴有不同程度的語言、聽力障礙及智力低下。
1.2 診斷標準 符合小兒腦性癱瘓的定義、診斷條件及分型[1]。
1.3 納入標準 (1)符合小兒腦癱的診斷標準;(2)年齡3個月至8歲。
1.4 排除標準 (1)與本病臨床表現相似的其他神經系統疾病;(2)伴有心、肝、腎及造血系統等嚴重原發性疾病者;(3)合并有癲癇、行為異常的患兒。
1.5 腦癱分度標準 (1)極重度:生活完全不能自理,主要運動功能評分在24分以下;(2)重度:生活需要幫助或明顯低于正常同齡兒,主要運動功能評分在24~33分;(3)中度:生活大部分可自理或稍低于正常同齡兒,主要運動功能評分在34~45分;(4)輕度:生活基本可自理或基本與正常同齡兒相同,主要運動功能評分在46~57分[3]。
1.6 治療方法 126例患兒全部由治療師一對一訓練,運動療法采取上午、下午各30 min;作業療法每日1次,時間20 min;語言訓練每日1次,時間20 min;引導式教育每日1次,時間20 min;頭針每日1次,時間20~30 min。其余時間由家長對患兒進行康復訓練。3個月為1個療程。
1.7 療效判定標準 (1)臨床痊愈:能參與或回歸社會,或與正常同齡兒相同,主要功能評分60分以上;(2)顯效:治療前后病情進步一度(主要功能評分在12分)以上者,或各項總分進步之和達到20分以上者;(3)有效:主要運動功能評分6分以上,總分合計10分以上;(4)進步:總分在5~10分者[3]。
2 結果
經1~3個療程治療后,患兒康復結果分別見表1~3。表1 輕度腦癱患兒治療結果分析表2 中度腦癱患兒治療結果分析表3 重度腦癱患兒治療結果分從表1~3中可以看出:家長參與輕度、中度、重度腦癱患兒訓練時間的長短對療效有影響。
3 討論
腦細胞死亡后不可再生,但嬰幼兒的腦組織可塑性大、代償能力強,若康復治療措施得當,可獲得最佳療效。腦癱患兒的大腦病損是靜止的,但所造成的神經功能缺陷并非永遠固定。同時,由于運動障礙會造成肌腱攣縮,骨、關節畸形等二級損害,因此,積極進行康復訓練可以抑制異常姿勢和異常運動模式,促進正常運動模式的建立和恢復。
腦癱患兒的康復是一個長期、艱苦的過程,醫院內訓練師康復訓練的時間僅為每日1~2 h,訓練時間遠遠不夠,故主張家長積極參與患兒的康復訓練,以提高療效,縮短病程,減少住院時間,減輕家庭經濟負擔。李春香等[4]報道,15例腦癱患兒進行系統家庭康復治療1年,結果基本正常3例,有效10例,無效2例,總有效率為87%;王桂華[5]報道,20例腦癱患兒家長在訓練師指導下掌握康復訓練方法和要領,對患兒進行家庭康復訓練,2年后觀察結果顯示,基本正常4例,顯著進步6例,好轉6例,無效4例。本研究結果也證明在專業醫療機構進行康復訓練,加之家庭的積極參與,療效優于家長參與康復訓練較少的患兒。
本研究結果顯示腦癱患兒年齡越小,康復效果越好,說明了腦癱患兒早期診斷、早期治療的重要性。本研究結果還顯示康復效果與患兒病情輕重程度有密切關系,病情輕者康復療效明顯好于病情重者。在同等病情下,家長參與訓練時間長短對患兒康復療效的影響明顯不同,參與訓練時間長者痊愈率明顯高于訓練時間短者。因此,提倡專業機構與家庭參與訓練相結合,或采取醫院與家庭間隔式治療,這樣不僅可以達到良好的康復效果,還能減輕家庭經濟負擔。本研究不足之處在于本組病例均是在醫院康復的情況下對家長參與訓練的療效進行觀察,而未進行醫院與家長康復訓練的療效對比,故不能評價單純家長訓練的康復療效。
參考文獻
[1] 林慶.小兒腦性癱瘓的定義、診斷條件及分型[J].中華兒科雜志,2005,43(4):262.
[2] 高永嘉,錢瑩瑩,孫玉琴,等.家庭康復和醫院康復治療小兒腦癱療效比較研究[J].中國康復醫學雜志,2004,19(5):355357.
[3] 馬若飛,齊有為.小兒腦癱的治療和評估標準探討[J].現代康復,1999,3(2):176177.
碳循環作用范文3
關鍵詞:康復訓練;護理;尺橈骨雙骨折;功能恢復
尺橈骨雙骨折患者在骨折后折端或有發生重疊或旋轉的危險,也會導致成角或移位等畸形。所以針對尺橈骨雙骨折的患者治療的重點是為患者恢復前臂的旋轉功能,如果治療和護理不當會使患者前臂功能發生障礙[1],威脅患者的健康。如果在患者手術之后沒有給與相應的功能恢復鍛煉,會影響臨床的治療效果,同時對患者的預后也存在一定的威脅,嚴重的甚至會導致部分有望恢復的患者發生肌肉萎縮或者關節粘連等后果,直接影響患者的前臂旋轉功能的恢復。本研究針對我院接收的尺橈骨雙骨折患者在給予常規基礎護理的同時再進行康復訓練護理,大大提高了患者的臨床恢復情況,患者的前臂旋轉功能恢復良好,現在將本次研究結果報道如下。
1 資料與方法
1.1一般資料 選取我院2012年12月~2013年12月接收的57例尺橈骨雙骨折患者作為觀察對象,隨機將患者分為觀察組28例,對照組29例。57例患者中有男性32例,女性25例,患者年齡為13~46歲,平均年齡(24.6±4.9)歲。左側骨折患者為35例,右側骨折患者為22例,兩組患者在性別,年齡,骨折類型等方面未見有明顯差異,P>0.05,沒有統計學意義,可以進行比較。
1.2方法 對照組患者接受常規基礎護理,觀察組患者在此基礎上再進行康復訓練護理及心理護理。具體的實施方法如下。
1.2.1心理護理 意外是導致骨折最重要的因素,所以患者在突然遭受意外受傷之后,心理會有緊張,恐懼等心理。而且由于骨折部位的疼痛患者也會出現一些暴躁,焦慮的情緒。所以護理人員要根據患者的具體情況給予患者相應的心理疏導。詳細耐心的向患者介紹尺橈骨雙骨折的治療方法及預后效果,在手術之后需要注意的事項等,并將治療成功的案例分享給患者,讓患者對預后有信心,消除其緊張和恐懼的心理。護理人員也需要將康復訓練的重要性及必要性告知給患者,讓患者在治療過程中能夠積極的配合治療,增加其依從性,從而提高護理效果。
1.2.2早期康復訓練護理 患者在接受手術后2w時間內屬于早期康復訓練護理時間,該段期間內由于患者的骨折恢復并不牢固,如果過度訓練可能會導致患者二次受傷,所以訓練以肌肉收縮練習為主,讓患者在護理人員的指導下進行從遠端手指伸曲訓練,30次為1組,訓練3組/d。
1.2.3中期康復訓練護理 手術3w之后到4w,患者的骨折開始逐步愈合,護理人員需要指導患者進行骨折上下關節部位的活動鍛煉,適當的增加鍛煉的強度和時間。患者每天鍛煉骨折上下關節,60次為1組,3組/d。
1.2.4后期康復訓練護理 手術后5w至痊愈,患者的骨折愈合良好并逐步恢復骨的原型和構造,這段時間避免對患肢過度的訓練,患者訓練患肢旋轉功能的時候動作要柔緩,逐步從小范圍開始訓練,90次/組,訓練3組/d。
1.3指標觀察 對比分析觀察組和對照組的臨床治療效果,患者的前臂旋轉功能恢復情況以及住院期間患者并發癥發生的概率。
1.4統計學處理 本研究數據均采用SPSS14.0統計軟件分析統計,計量資料使用標準差(x±s)表示,計數資料使用t檢驗,組間對比使用χ2檢驗,P
2 結果
2.1兩組患者恢復情況對比 經過護理后觀察組患者的恢復情況明顯比對照組患者的恢復情況好,兩組比較有差異,具有統計學意義,P
2.2兩組患者并發癥發生情況對比 觀察組患者在康復訓練護理下未見有并發癥發生,對照組患者發生3例并發癥,1例為關節粘連,1例為橈神經麻醉,1例為前臂旋轉功能障礙,并發癥發生的概率為10.34%。兩組比較有差異,具有統計學意義,P
3 討論
尺橈骨雙骨折主要是由于前臂受到意外的劇烈沖擊造成,在患者進行骨折復位手術之后給予相應的康復訓練護理,能夠促進患者患肢的血液循環,促進骨痂的生長并減少患者發生肌肉萎縮或者關節僵硬等并發癥。本研究結果顯示,針對尺橈骨雙骨折患者給予基礎護理的同時再給予康復訓練護理,能夠有效的提高患者的臨床治療效果,患者在護理人員的指導下逐步進行肢體功能訓練,增加了愈合的速度,減少了治療過程中并發癥的發生,使患者盡快恢復健康狀態,其臨床治療效果和僅采用常規護理方式的患者相比有明顯差異,P
由此可見,在患者發生尺橈骨雙骨折之后,在積極治療同時配合以康復訓練護理,能夠促進患者的前臂功能恢復,提高了臨床治療效果,并且患者的并發癥發生概率低,減少了患者的痛苦,提高了患者和家屬的滿意度,值得在臨床上應用和推廣。
碳循環作用范文4
關鍵詞:濕地生態系統;碳循環;研究進展
中圖分類號 S511 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)06-0121-05
Research Progress of Carbon Cycle in the Wetland Ecosystem
Liu Zhaowen
(School of Resource and Environment,Anqing Normal University,Anqing 246011,China)
Abstract:Wetland ecosystem is one important carbon stock of the terrestrial ecosystem.In this paper,there was a detailed summarization of influence on carbon cycle in wetland ecosystems on those factors,such as the climate,hydrology,biological communities and human behaviors.Meanwhile,existing research methods of carbon cycle in the wetland ecosystem was introduced in detail and an outlook of carbon cycle in wetland ecosystem was also given here.
Key words:Wetland ecosystem;Carbon cycle;Research progress
引言
濕地生態系統的碳循環是指由濕地生態系統所吸收的碳量及所制造和排放的碳量,其主要體現在二氧化碳、甲烷、土壤有機碳含量、可溶性有機碳含量等方面。濕地生態擁有強大的碳庫存儲能力并且因此成為碳循環的重點研究對象。通常來說,濕地生態系統由于較低的有機質分解速率和較高的生產力成為了重要的碳匯。但是在對其進行大尺度評估的過程中卻存在著顯著的不確定性。濕地生態系統當中的植物利用光合作用可吸收外界二氧化碳變為自身能量,而通過調節氣孔行為,植物可實現與大氣環境的氣體交換,從而影響周邊環境的水分及碳循環。甲烷主要來源于濕地,不同研究報道中所的濕地生態系統中CH4的釋放量存在顯著的差異,導致這一差異的原因就是在于不同地理位置、不同類型的濕地對于CH4的排放有著很大的影響。濕地甲烷的釋放量主要取決于水體或是土壤的溶氧量,且環境含氧量越高,甲烷的釋放量越少。濕地土壤的有機碳含量較高,極大地影響了全球大氣碳循環,同時巨大的有機碳匯量也會對溫室氣體的排放產生影響。此外,可溶性有機碳也是濕地生態系統碳循環的重要組成部分。然而,在當前氣候變化、水文條件改變的情況下,其對濕地生態系統碳循環過程有著什么影響?要研究這一問題就需要對濕地碳循環的特點、濕地水文過程與碳的輸入輸出,濕地碳循環及其影響因素以及濕地碳收支的研究方法進行研究。
1 濕地碳循環
1.1 濕地類型 濕地生態系統復雜多樣,濕地碳循環特征的描述很難統一[1-4]。濕地碳循環示意圖如圖1,
濕地與森林海洋并列為全球三大生態系統[5]。濕地是大氣中二氧化碳等溫室氣體的重要碳匯[6-7]。濕地面積雖然只占據全球陸地面積的4%~6%,但是其卻包含著全球30%左右的碳[8],是全球最大的碳庫[9]。泥炭地是濕地當中最常見的地型,也是當前研究較多的濕地類型。泥炭型濕地主要分布于北半球的中高緯度地區,其面積約為全球濕地的50%~70%,總面積超過4×106km2,其碳儲備占全球土壤碳儲備的33%左右。北半球泥炭型濕地的碳積累約為每年20g/m2,低于其他類型濕地。但因泥炭型濕地擁有巨大的碳儲備,若氣候條件發生改變,其可能會成為大氣環境碳的主要來源[10]。按照國際上的《濕地公約》分類,濕地一般分為海岸/海洋濕地、內陸濕地、人工濕地三大類,其碳循環情況如表1所示。
海岸/海洋濕地一般分布在海陸相交區域,在不同氣候帶,因溫度、降水、蒸發、風等因素不同,風化作用的表現有所差異,進而影響到海岸你的發育演化,并使海岸發育具有一定的地帶性;內陸濕地分布范圍較廣,像高山與平原,大陸與島嶼,濕潤區與干旱區等,其因分布在不同的地理位置氣候條件存在較大差異。淡水水體濕地是另一種重要濕地類型。通常來說,淡水水體濕地有湖泊、池塘、河流沿岸、水庫等。據較早研究表明,湖泊屬凈碳匯,而據近些年研究發現,湖泊也屬碳源。據相關研究表明,湖泊所貯存的有機碳大概為每年0.036Gt,全球湖泊所沉積的有機碳大概為0.051Gt,其中有0.035Gt源于大氣二氧化碳[11];人工濕地分布范圍也比較廣,其氣候溫和,一般適宜人居和人工養殖等。
碳循環作用范文5
陸地生態系統碳循環已成為地球系統科學和全球變化科學的前沿問題,是人類調節全球變暖進程和維持可持續發展的基礎[1]。碳循環模型是模擬生態系統,估計和預測不同尺度碳收支格局和變率的重要手段[2]。隨著碳循環研究的深入和計算機技術的進步,碳循環模型也在不斷發展,主要包括經驗模型、過程模型和遙感參數模型。不同的碳循環模型在操作系統、軟件需求、編寫語言、數據格式等方面存在著較大差異,傳統單機的碳循環模型研究將模型、數據和人力資源部署在本地機器上[3],使得模型的共享和重用難度較大;同時,隨著碳循環研究向區域化和全球化轉變,模型的數據量呈指數增長[4],需要消耗大量時間與計算資源[5]。從而使碳循環模型的應用僅限于專業研究人員,制約了碳循環模型的發展和推廣應用。網絡處理服務(WebProcessingService,WPS)是開放地理信息聯盟(OpenGeospatialConsorti-um,OGC)于2007年制定的用于和共享處理服務的標準[6],其定義的通用接口(GetCapabili-ties、DescribeProcess、Execute,如圖1)通過網絡為客戶端提供一系列GIS操作的服務調用接口,允許客戶端XML/GML通信編碼方式執行程序,從而實現從簡單空間分析操作到復雜全球氣候變化模型計算的多種功能[7],使人們可以、發現和調用地理空間相關的處理服務,實現分布式模型的共享與整合[3]。WPS標準可整合WMS(WebMapService,網絡地圖服務)、WCS(WebCoverageService,網絡柵格服務)和WFS(WebFeatureService,網絡要素服務)等分布式數據資源,支持服務之間或服務與應用(如GIS軟件和科學工作流)的組合與編排,實現模型的耦合、比較驗證和整合[8]。該標準已在地理學[9]、環境科學[10]、水文學[11]、遙感科學[12]等領域得到應用,推動了相關領域模型的發展、共享與重用。因此,利用WPS標準構建碳循環模型服務平臺,克服傳統的碳循環模型中數據處理量大、運算復雜、互操作性差、難以推廣等問題,實現模型的跨平臺使用、共享、重用與組合,促進碳循環模型的發展和應用,具有重要意義。本研究旨在遵循OGCWPS標準,設計并建立一個碳循環模型服務平臺,探討碳循環模型服務的具體實現方法,實現碳循環模型服務的、共享與重用、模型服務的管理以及結果可視化等功能;以遙感參數模型VPM(VegetationPhotosynthesisModel,植被光合模型)服務鏈為應用實例,詳細介紹了碳循環模型WPS服務封裝,與調用的具體流程,展示了該服務平臺的作用和特點,為進一步增加模型服務種類、完善平臺建設等工作提供基礎。
2模型服務平臺的整體架構設計
碳循環模型服務平臺是對各類碳循環模型相關的數據資源和模型程序進行存儲、管理、查詢和調用的計算機應用系統,實現碳循環模型運行環境,由傳統單機模式向網絡服務模式的轉變,為科研人員和公眾提供站點、區域到全國尺度的碳循環在線模擬。其主要功能包括碳循環異構數據的存儲、、調用與在線處理,多種模型的統一管理、標準化封裝和在線運行,各類數據和模型服務的注冊、管理與查詢,模擬結果的可視化、分析與下載。為了實現上述功能,本研究以OGCWPS標準設計面向服務架構(ServiceOrientedArchitecture,SOA)的碳循環模型服務平臺,該架構具有松耦合特征,資源通過標準化服務的方式集成[13],便于平臺擴展、維護與升級。平臺由3個層次組成(圖2),包括數據層、服務層和應用層。(1)數據層:將具有多源、異構、海量特點的碳循環數據與多種碳循環模型進行統一管理,由文件數據、數據庫、模型庫,以及數據和模型的元數據庫組成,為服務層提供數據和模型程序并存儲其元數據信息。其中,數據包含通量數據、氣象數據、遙感數據、GIS數據等;站點尺度上有光合呼吸模型、區域尺度上有VPM模型、全國尺度上有CEVSA模型。數據和模型可部署在本地或局域網中,也可來自遠程服務器,空間數據可通過WMS/WCS/WFS方式獲取。(2)服務層:是碳循環模型服務平臺的主體,接收應用層的請求,使用數據層的數據和模型資源,運行各類服務并返回計算結果,起承上啟下的作用。主要包括與數據層相對應的多種碳循環模型計算服務(如光合呼吸計算服務、區域GPP計算服務等)和相關的數據管理和分析服務(如數據查詢、下載服務、空間數據處理服務、遙感植被指數計算服務等)及平臺的服務注冊中心。服務層提供數據服務和模型服務的、共享和調用功能,平臺服務注冊中心用來注冊、管理和維護各類服務的元數據信息,提供服務查找和發現功能。(3)應用層:是整個平臺的功能體現,既包括平臺的基本功能,如數據查詢下載,服務注冊管理、調用及模擬結果可視化與下載,也包括多種服務組合方式實現的多尺度碳循環模擬的專業領域應用。用戶可通過各種客戶端(瀏覽器、應用軟件或程序)調用數據、模型和服務資源,實現數據層與服務層的有機整合。本研究主要使用瀏覽器客戶端實現上述功能,用戶可通過網頁輸入信息,瀏覽器依據Web協議提交后臺處理。
3碳循環模型服務平臺實現
碳循環模型服務平臺的實現,主要包括軟硬件環境搭建,數據庫的建立與維護,數據處理與模型程序的開發,數據和模型服務的封裝,服務的調用、組合和重用,服務注冊管理系統的建立,用戶界面的設計和編寫等。其中各類數據和模型服務的開發、封裝、調用和組合是平臺實現的核心。
3.1軟件環境的搭建平臺基于Linux操作系統設計與開發,數據和模型服務采用分布式存儲,所用軟件均為開源。其中,模型程序編寫語言為Python;數據庫使用MySQL;模型服務封裝使用PyWPS,空間分析服務源于GIS軟件GRASS,數據服務利用Mapserver,所有服務通過Apache服務器部署;空間結果可視化使用OpenLayers包,異步交互由Jquery框架實現。
3.2平臺服務的實現
3.2.1碳循環模型(算法)的WPS實現(1)模型開發模型開發通常采用兩種方式:由上至下和由下至上。其中,由上至下方式是預先設計好服務接口,再編寫底層程序;由下至上方式是先根據需求編寫程序,再生成接口描述信息。通常后者更加快速簡單,但前者從整體上進行協調和規劃,可更好地控制模型的開發過程。碳循環模型復雜并具有空間特性,其接口設計是關鍵環節,故本研究采用由上至下方式,根據碳循環模型的結構和功能預先定義接口,開發模型程序。由于Python語言具有簡單易用、類庫豐富、擴展性強等特點,GDAL(GeospatialDataAbstractionLibrary)工具包便于空間數據的柵格運算等處理,因此,本研究采用Py-thon和GDAL開發碳循環模型。(2)模型的WPS封裝模型服務的和調用需遵循統一標準,本研究采用OGCWPS標準對碳循環模型進行封裝,實現模型的共享、重用和組合。PyWPS(PythonWebProcessingService)是WPS1.0.0版本的開源執行框架,使用面向對象語言Python編寫,目前,已經到
3.2版本,易于在Linux操作系統上安裝,已在多個項目中成功應用[14]。PyWPS中每個WPS服務表示為一個WPSProcess類,WPSPro-cess類在初始化時定義服務的標識符、名稱、摘要等參數,調用GetCapabilities接口時返回所有可用WPS服務的屬性信息;類中服務的輸入和輸出根據服務接口和其數據類型設定,調用DescribeProcess時返回指定服務的輸入輸出接口類型和描述;WP-SProcess類的execute()方法根據接口信息得到輸入參數,執行后臺模型程序,返回輸出結果。通過上述流程,PyWPS遵循WPS標準完成對模型程序的WPS封裝。
3.2.2基于開源GIS軟件的空間分析服務碳循環模型具有地理空間特性,在數據處理、模型運算和結果分析階段需要使用空間分析功能,因此,本平臺提供一系列空間分析服務。開源地理信息系統軟件GRASS(GeographicResourceAnal-ysisSupportSystem)擁有超過350個功能模塊,可以管理、處理、分析與可視化地理空間數據,易被其他應用程序調用,在全世界被廣泛應用。本研究將基本功能模塊進行組合后,封裝為WPS服務,空間插值、緩沖區分析、視野分析、流域累計等一系列空間分析服務。圖3表示的是基于GRASS的緩沖區分析服務實現的流程,將GRASS緩沖區分析與數據讀寫等模塊組合后進行WPS封裝,調用時WPS服務獲取客戶端傳入的GML輸入數據與相應的WMS地圖服務,交給后臺模塊分析,結果GML文件通過WPS服務的輸出接口返回客戶端。通過調用GRASS平臺的一系列空間分析服務或服務組合,可進行碳模型數據預處理和結果分析。在GRASS模塊的組合封裝過程中,需考慮服務粒度平衡的問題。服務粒度過小會降低服務使用的便利性,如將每個模塊都封裝成WPS服務,執行一個空間分析功能可能要調用數個WPS服務;而過于復雜的模塊組合,會嚴重影響到服務的重用性。因此,在空間分析服務封裝過程中,要權衡服務的便利性和重用性。
3.2.3服務管理、應用與組合(1)服務管理與注冊服務注冊中心是平臺對數據服務和模型服務進行管理的子系統,用于存儲、調用和維護各類服務,對服務庫進行組織、管理和操作。注冊中心記錄服務的元數據信息(包括服務的標識符、功能描述、輸入輸出接口及地址等),采用數據庫方式對服務進行統一管理,具有添加、刪除、修改等靜態服務管理功能和查詢、調用、分析等動態服務應用功能。平臺的各類服務,利用WPS的GetCapabilities和DescribeProcess方法動態地添加到服務注冊中心。(2)服務應用服務的與調用需要Web服務器和客戶端的支持??蛻舳耸怯脩粽埱髷祿驼{用碳循環模型服務的人機交互界面,用戶可以通過不同客戶端向服務器請求GetCapabilities、DescribeProcess和Execute方法來查詢服務列表、查看服務接口信息并傳遞參數執行處理服務。用戶界面的主體是模型運算過程的可視化,鑒于碳循環模型的地理空間特性,WebGIS是實現模型服務可視化的最佳解決方案。OpenLayers是實現WebGIS的JavaScript程序包,可將OGC服務的地圖數據加載到基于瀏覽器的OpenLayers客戶端中顯示。Mapserv-er是空間數據和交互式地圖的開源平臺,支持多種OGC標準,通過配置Mapfile文件,允許用戶和使用數據,可作為WMS/WCS/WFS服務器。因此,本研究以OpenLayers為WebGIS界面,Mapserver為地圖服務器;在Apache服務器中配置PyWPS,實現WPS模型服務的、共享和重用;以瀏覽器為客戶端,使用腳本語言JavaScript,設計用戶界面與服務器進行交互,調用WPS服務,為缺乏服務調用知識背景的用戶提供簡單、直觀、方便的服務使用途徑。瀏覽器客戶端向WPS服務器請求DescribeProcess方法解析輸入接口,再請求Execute方法傳遞數據并執行模型服務;根據空間結果數據屬性自動配置Mapfile文件,通過Maps-erver為WMS服務;WMS加載于OpenLayers中,完成結果可視化。用戶體驗度直接影響碳循環模型服務平臺的可用性。由于碳循環模型具有數據量大、計算復雜的特點,運行時間較長。以瀏覽器為客戶端時,同步調用方式會影響用戶體驗,降低服務可用性。異步調用可無需等待被調服務的返回值就讓瀏覽器上的操作繼續進行,WPS支持服務異步調用[15]。AJAX(AsynchronousJavaScriptAndXML,異步JavaScript和XML)技術可通過在后臺與服務器,進行少量數據交換使網頁實現異步更新,因此,本研究利用其實現瀏覽器對服務的異步調用。執行時應用Jquery的AJAX庫,包括請求地址、請求方式、預期返回的數據類型、發送到服務器的數據和請求成功后的回調函數。通過異步調用方式,減少了瀏覽器和服務器間的交換數據,解決響應超時問題,使該平臺的用戶體驗度得到了提高。碳循環模型服務運行時間較長,所以在異步調用中,要同時對服務狀態進行監控。本研究在程序封裝時添加狀態信息,作為服務器的響應傳到客戶端,當狀態改變時瀏覽器進行異步更新,滿足狀態監控的需求。(3)服務組合和其他客戶端調用服務實際應用時,通常調用不止一個服務,如模型數據處理服務和模型計算服務,因此服務組合是碳循環模型服務平臺的重要功能。服務組合能促進服務重用,通過服務組合可產生新的服務,使平臺功能得以靈活擴展。
用戶可根據科學問題,將小粒度服務組合成服務鏈,賦予其科學含義。用戶不需了解服務的具體結構,只關注服務的編排組合,實現所需功能。服務組合能夠擴展碳循環模型服務平臺的應用范圍,有效降低平臺使用的復雜性。除該平臺所應用的瀏覽器客戶端外,還有許多應用程序支持服務調用。網絡服務是自包含、自描述、模塊化的,應用程序不需要了解其具體內容,就可以使用其提供的功能[16]。例如,科學工作流是用來實現服務組合和編排的一種有效的平臺。目前,比較典型的科學工作流系統,包括Kepler,Taverna和Triana等,都支持對服務的調用[17],在這些工作流管理系統中可以方便地完成各種服務的組合,滿足更為復雜的科研需求,圖4顯示的是利用Taver-na對模型服務平臺中的服務進行調用的例子。用戶還可在自己編寫的程序中嵌入服務調用,實現4平臺的應用實例———VPM模型服務鏈
4.1模型與數據準備VPM模型是估算GPP(GrossPrimaryPro-ductivity,總初級生產力)的遙感參數模型[18],是構建碳循環模型服務平臺的重要組成部分。其主要特點是將冠層分為兩部分:光合有效植被(主要為綠色的葉子)和非光合有效植被(主要是衰老葉、枝和樹干)。由于非光合有效植被對冠層FPAR的估算影響較大,因此,VPM模型將FPAR分為兩個組成部分,即光合有效植被吸收的PAR(FPARPAV)和非光合有效植被吸收的PAR(FPARNPV)。其模型形式如下:GPP=εg×FPARPAV×PAR(1)εg=ε0×Tscalar×Wscalar×Pscalar(2)式中ε0為最大光能利用率,FPARPAV為光合有效植被吸收PAR的比率,Tscalar、Wscalar、Pscalar分別表示溫度、水分、物候對植被光能利用率的影響系數,Tscalar應用TEM(TerrestrialEcosystemModel)模型中的方程計算;Wscalar通過水分指數LSWI求得;Pscalar在葉子未完全展開前等于(1+LSWI)/2,而完全展開后其取值為1。FPARPAV通過與植被指數EVI的線性關系估算。模型的詳細描述參見文獻[18]。圖5表示的是VPM模型的計算流程,原始數據包括遙感數據和氣象站點觀測數據,其中遙感數據來自MOD09A1-500m8天合成地表反射率產品,氣象數據來自全國氣象臺站,植被分類數據是MODIS全球土地覆蓋數據產品(2000年)。VPM模型具有數據多源、步驟復雜、運算量大等特點,將VPM模型及相關的數據處理方法封裝為WPS服務能夠降低使用難度,提高使用效率。
4.2模型服務鏈根據VPM模型的計算流程,將模型運算過程分解為3個原子服務———遙感數據處理服務、氣象數據空間插值服務和GPP計算服務。3個原子服務形成VPM模型從數據預處理到結果運算的完整服務鏈。同時,各原子服務可被其他服務鏈或應用程序調用,體現服務的可重用性和靈活性。遙感數據處理服務和氣象數據空間插值服務應用于數據預處理階段。遙感數據處理服務采用由上至下方式,應用Python和GDAL從底層開發,空間插值服務基于GRASS軟件,對GRASS的空間插值算法(如反距離權重等)模塊進行開發封裝。通過調用遙感數據處理服務和氣象數據空間插值服務進行數據預處理,獲得VPM模型GPP計算服務的輸入數據,包括遙感數據EVI、LSWI和空間氣象數據PAR和Ta。各原子服務的接口設計是進行開發和封裝的關鍵。其中,遙感數據處理服務的輸入接口為原始遙感數據文件,輸出接口為結果柵格數據的WMS地址;氣象數據空間插值服務的輸入接口為記錄氣象站點位置和屬性值的矢量數據文件,輸出接口為結果柵格數據的WMS地址;GPP計算服務的輸入接口為各輸入數據的WMS地址,輸出接口為結果柵格數據的WMS地址。為了使用戶界面的輸入簡單、清晰、易懂,根據VPM模型空間輸入數據的特點(每八天一幅),本研究為GPP計算服務設置兩個參數year和eight,分別代表數據年份和其所屬的第幾個八天。后臺根據客戶端傳入的參數查找相應數據對應的WMS地址,作為服務輸入。各根據接口定義,使用Python和GDAL編寫VPM模型算法;通過PyWPS完成模型WPS封裝、模型服務部署和網絡;利用OpenLayers和Mapserver進行瀏覽器客戶端用戶界面設計和制作,如圖6,界面中包括設置模型參數、模型運算與結果下載按鈕、圖層和圖例,以及WebGIS窗口,用戶通過此界面設置模型參數運行模型,采用AJAX實現的異步方式進行模型調用和狀態監控,模型結果和圖例會動態可視化在界面中,提供結果下載功能;模型結果可作為空間分析服務的輸入,對其進行深入的分析研究。
碳循環作用范文6
農業經濟論文范文一:農業經濟綠色低碳循環發展研究
十八屆五中全會再次以文件形式確定綠色低碳循環發展在國民經濟發展中的重要地位,在此形勢下,農業經濟的綠色低碳循環發展方式顯得更加重要。而;綠色農業、低碳農業也是可持續發展的必然選擇。我們大力倡導經濟發展轉型調結構,農業經濟發展必然要爭當轉方式調結構的排頭兵,加強農業經濟發展的環保模式,減少農業發展過程中的碳排放,從而實現我國農業經濟發展與生態環境保護的發展目標,最終幫助農村貧困人口全部脫貧。筆者圍繞我國農業經濟的綠色發展和低碳循環發展現狀,提出相應的推動措施。
【關鍵詞】農業經濟;綠色;低碳循環;環保
黨的十八屆五中全會提出,堅持綠色發展,必須堅持節約資源和保護環境的基本國策,堅持可持續發展,堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路,加快建設資源節約型、環境友好型社會,形成人與自然和諧發展現代化建設新格局,推進美麗中國建設,為全球生態安全作出新貢獻。促進人與自然和諧共生,構建科學合理的城市化格局、農業發展格局、生態安全格局、自然岸線格局,推動建立綠色低碳循環發展產業體系。由此可見,綠色低碳循環發展方式是新時期農業經濟發展的必然選擇和必由路徑。
一、綠色低碳循環農業經濟綜述
由于國家轉方式調結構的深入推進,作為國家第一產業的農業相關產業也必須找到適合自身可持續發展之路徑。在國家經濟中高速平穩發展和生態文明概念深入人心的新時期,綠色低碳循環農業經濟成為黨和國家重點部署的發展思路,也逐漸成為國內外研究的重點課題,在此大環境下,我們有必要對綠色低碳循環農業經濟做初步探討。(一)綠色農業經濟發展綠色農業經濟是以市場需求和經濟、生態協同發展為根本原則,在傳統經濟基礎上發展而成的新型農業發展模式,是對各種農業資源進行開發并保持農業生態系統的良性循環,然后在此基礎上達到的農業資源可持續利用的活動過程,其本質是要實現農業生產經營與社會、生態資源的協調發展,是可持續發展經濟的重要組成部分。(二)低碳循環農業經濟發展所謂的低碳循環農業經濟發展,就是指在全球氣候變暖的大態勢下,我們在農業經濟發展中積極運用技術創新、制度創新、產業轉型等各種方式,盡最大可能的減少對CO2等溫室氣體的排放,加強現有資源的循環利用率,從而實現農業經濟的發展和可持續戰略的實施。
二、我國推動綠色低碳循環農業經濟的現實意義
(一)發展綠色低碳循環農業經濟是今后推動我國農業經濟增長的主要推動力由于我國人均土地占有量遠遠低于聯合國公布的世界人均土地占有量,又面臨著農業資源過度消耗的現狀,高耗材、高污染的傳統農業經濟發展方式已經越來越不適應我國現行農業經濟發展需求,我國必須采取低碳農業發展模式,以提高我國糧食產量。(二)發展綠色低碳循環農業經濟可以保護我國生態環境和維護糧食安全由于我國可用耕地面積較小,并且多地出現建設用地越過耕地紅線的問題,我國一直致力于以傳統農業模式解決溫飽問題,造成了農業土地破壞嚴重的現象。在傳統農業經濟發展中,大量使用化肥、農藥等,而且根據國家公布的數據可以看出,我國大部分的水土污染主要是由于農業的亂排亂放。因此,發展低碳農業有利于保護環境。進入新世紀以來,多重因素左右全球糧食供應,使得糧食安全從區域性問題上升為國際問題,從民生問題上升為國家戰略問題,由于我國國內的糧食生產供應現狀,我國農產品進出口都受到了嚴重制約,因此,我國要加快轉變傳統農業的生產方式,切實解決好糧食的安全問題,而解決問題的關鍵出路就在綠色低碳循環農業經濟。
三、我國發展綠色低碳循環農業經濟所面臨問題
雖然我國在發展綠色低碳循環農業經濟有巨大的現實意義,但是從客觀角度來說,我國發展綠色低碳循環農業經濟還是存在著一定的問題,這主要體現在以下三個方面:第一,我國現存的農業基礎薄弱。首先,我國較為嚴重的人地矛盾,我國雖然國土面積廣,但是人均可耕地面積遠遠低于世界人均可耕地面積,當前我國共有農業人口9億,農戶約占農業人口總數的27.7%,每戶所經營土地不足0.5公頃;其次,我國農村勞動力短缺,隨著市場經濟的發展,農村主要勞動力青壯年集體外出務工,家里只留下386199部隊,農業產業勞動力缺口嚴重;最后,農村人口文化程度普遍不高,雖然國家大力普及九年制義務教育并推行職業技術教育,但是未從根本上提升農業從業者的文化水平,截止2008年統計數據顯示,我國農村人口中初中以上文化水平所占比重不足18%。第二,農業基礎設施建設不完善。我國一直以來實行以工業輔助農業的發展路子,雖然有大量的輔農、助農、惠農政策,但是由于開展農業經濟的基礎設施不完善,導致可用耕地流失嚴重,面積減少,農業物資浪費嚴重,且已有農業基礎設施功能較為老化,破壞較為嚴重。第三,農業經濟服務系統未及時建立完善,鑒于我國社會主義初級階段的基本國情,農業經濟發展方向起步較晚,相關的農業經濟服務系統并未得到有效建立和完善,農業經濟服務工作開展較為滯后,相關服務水平也較為低下。
四、我國發展綠色低碳循環農業經濟應對措施
一是優化農村農業產業經濟結構,在基層大力普及綠色低碳循環農業發展模式,開展相應農業服務技術培訓及繼續教育,培養一批綠色低碳循環農業專家人才,發掘一批綠色低碳循環農業種植能手,并形成綠色低碳循環農業的規模效應和聯動效應。二是完善農村基礎設施建設,促進農業綠色低碳循環經濟模式進村進戶。我國應大力開展對農村基礎設施建設的檢修與更換,并普及農業低碳經濟的發展方向,引導并向農村引入大量的資金,積極地研發新技術,擴展新視野,推動農民獲得最大化的經濟效益。三是建立新型化的農業技術專業服務系統,隨著城市化進程和工業化發展,我國已經有足夠的技術水平和物質基礎為農業產業經濟發展建立專業服務系統,包括信息服務、大數據服務、物流服務及高端制造服務等,這個服務系統應該包括農業現代化的耕作方式技術的普及、對病蟲害防治技術推廣、對農產品及衍生品銷售渠道拓寬等一系列的專門服務,促進綠色低碳循環農業經濟發展模式在我國基層推廣。
五、結語
我們必須推進低碳農業的經濟發展模式,確保糧食安全,并保護生態環境,突破現有農業的發展瓶頸,大力普及并使用新型化的農業產業化路子。
【參考文獻】
[1]張憲英.我國低碳農業解讀及其發展路徑初探[D].復旦大學,2010(5).
[2]周麗.加快我國低碳農業經濟發展探析[J].新經濟,2014(7).
農業經濟論文范文二:低碳經濟時代農業經濟發展途徑
[摘要]低碳經濟時代下,世界農業經濟逐漸開始從高碳向低碳轉變。在全球氣候變暖的環境下,低碳農業這一生態革命產物被廣泛關注和推崇,這就要我國農業經濟發展模式實現向生態、低碳、友好模式的轉變。本文主要探討低碳經濟時代下我國農業經濟存在的問題和發展途徑,實現我國農業經濟與生態環境的和諧發展。
[關鍵詞]農業經濟;低碳經濟;發展途徑
全球人口增長和經濟規模的擴張造成人類對常規能源的使用逐漸增多,環境與經濟之間的關系不斷日益惡化,在此背景下低碳經濟碳足跡等概念應運而生[1]。發展低碳經濟,不僅能夠通過節能降耗改善環境污染,還有利于調整經濟發展結構,促進新型產業的發展,實現生態文明建設。我國是農業大國,農業經濟是國民經濟的重要組成部分,在低碳經濟時代下,農業經濟必然要轉變經濟發展模式,走低碳可持續發展道路,推動農業經濟的健康發展。
1低碳經濟內涵
低碳經濟是人類繼農業文明、工業文明之后的重大進步,是通過降低能源消耗、減少二氧化碳排量、減少環境污染的經濟發展模式。低碳經濟指的是以可持續發展理念為指導,大力開展技術創新、新能源開發及改變生產方式,減少對煤炭等不可再生資源的使用,提高資源的利用率,減少經濟發展中對環境的破壞,實現經濟與生態的和諧發展。低碳經濟的重點是通過開發低碳能源系統,研發低碳技術并建設低碳產業體系,減少經濟發展過程中溫室氣體的排放量[2]。
2我國農業經濟發展中存在的問題
2.1低碳農業規?;l展困難
目前制約我國低碳農業經濟發展的重要原因之一就是農業生產的小農分布。盡管我國近些年來已經實現農業大規模生產,但基本生態生產單位仍是農戶小農生產,制約了農業生產中碳生產的合理標準規劃。例如農村地區僅只有一戶或幾戶開展低碳農業生產,而大部分農戶依舊仍采用粗放生產,碳生產無法實現大規模的集中化,這種情況下依然會污染土壤、空氣、水源等,制約低碳農業的發展,增加推廣和開展低碳農業的成本。
2.2農業基礎設施薄弱
我國農村地區許多基礎設計健身不完善,例如水利設施出現設備落后、設備老化等問題,這是由于水利投資偏向于大型水利工程,對農村農田水利建設的投入較小,資金較為分散,沒有形成合力,資金投入的多少直接影響農業節能、節水等基礎設施的建設與完善,從而制約低碳農業的發展。
2.3科學技術與自主創新能力不足
發展低碳農業離不開先進技術的支持,而技術創新是發展農業新技術的重要途徑,但是我國農業技術還處在發展的初級階段,農業技術研發投入不足,先進農業技術應用水平較低,缺乏農業科研人員,農業技術推廣服務不完善等,這些現狀嚴重制約了技術在低碳農業中的應用。除此之外,發展生態農業經濟模式缺乏先進的技術,例如沼氣的開發和使用能夠保護生態環境,但目前只適用于以農戶為單位的小規模家庭生產生活,適用于大規模生產的大中型沼氣池等技術還不完善,使沼氣的開發和利用并沒有發揮出最大的價值。
2.4農業生產方式還未完全轉變
盡管我國農業科技得到發展和進步,但是在農業生產中對化肥、農藥等污染土壤的資源的依賴性依舊嚴重,導致農村污染仍在加劇,造成土壤結塊、肥力下降等惡性循環。粗放的農業經濟增長方式進一步加劇了資源和環境的壓力。
3低碳經濟時代下農業經濟發展的途徑
3.1建立循環農業經濟體系
西方國家低碳農業循環經濟發展迅速,例如阿根廷實行完善的免耕加秸稈還田的低碳農業技術,打破傳統的額種地必須先耕的現狀,有效的保護土壤面積;巴西政府在2010年實施低碳排放農業計劃,運用生物固氮等先進技術提高生產效率,降低資源消耗和污染,實現農林牧一體化生產等。我國人口總量大,但人均耕地面積小,人地矛盾突出,且農業生產效率低,耕地污染嚴重,因此應大力推廣和使用農業固碳技術,減少高碳能源、化肥等資源的使用。農業循環經濟發展模式指的是農業資源、農業產品、農業廢物再利用的循環模式,降低資源消耗率。在農業循環經濟發展過程中,按照減量化、再利用、資源化的原則,推進水資源、土地資源等的綜合利用,加強對情節能源的開發和利用,轉變農業經濟增長方式。
3.2發展生態農業經濟模式
首先要轉變農業生產發展理念,要堅持可持續發展理念,屏氣原有的重農業產出,輕生態環境理念,在農業生產經營中堅持集約化的經營理念,加強對農村農民知識和技能的再教育,提高現代農民的綜合素質。其次,堅持資源的多層利用,實現資料良性循環,例如發展沼氣利用模式、病蟲草防治模式、產業鏈延長增殖模式等;充分開發和利用清潔能源,例如太陽能、風能等,提高資源的利用率,增加農業生產效率,大力發展農田平原、水體立體等農業生產模式,實現低消耗、高產能[3]。
3.3促進低碳農業技術的研發和推廣
一方面要大力引進西方發達國家的先進技術,另一方面促進我國低碳農業技術的研發和創新。政府通過財政政策進行支持和引導,引導社會資金的不斷投入,積極開發新技術,整合現有的先進技術,降低現有低碳技術推廣和應用的成本,同時要注重技術服務體系的構建,積極引導和幫助廣大農民學會運用先進農業技術,使技術真正運用到低碳農業生產中,緩解我國農村地區經濟發展和資源環境的矛盾。加強農村地區新型農機技術的推廣力度,組織農民學習新技術,開展免費農業教育課堂培訓業務,宣傳新型低碳農機的作用,使低碳農機在農村得到真正使用;增強安全意識,更好地發揮低碳農機在農業生產中的重要作用;積極開展有機物多層利用技術的推廣,在生態系統中形成物質良性循環多級利用的狀態。
3.4提升低碳農業經濟發展理念
我國農業經濟發展方式低碳化的轉變要以科學發展觀為重要指導,加強樹立低碳農業經濟發展的理念。首先要樹立正確的現代農業發展觀,農業的發展是一種全面的、科學的發展,是可持續的發展。其次要走正確的現代農業發展道路,在科學發展的基礎上努力探索出低投入、低能耗、低排放、低污染、高效益的現代低碳農業經濟發展道路。再次還要大力發展綠色生態型農業,資源節約型農業,充分利用好農業資源,降低農業能耗,減少農業生產帶來的溫室氣體排放。最后,要加強低碳知識的宣傳教育,農民是農業經濟發展方式轉變的主要力量,在農村開展各種形式的低碳經濟宣傳活動,使廣大農民逐漸轉變生產理念,堅持低碳環保的生活和生產方式;加強對《大氣污染防治法》《資源保護法》等資源環境保護相關法律法規的宣傳力度;適當利用優惠的經濟政策引導農業經濟發展方式的轉變,大力鼓勵和扶持綠色低碳農業生產。
3.5發展低碳休閑旅游農業
農業具有文化傳承的功能,是農村文化的重要組成部分,近些年來隨著城市生活壓力的增加和農業文化的發展,農業經濟的休閑觀光作用逐漸顯現。發展低碳休閑旅游農業模式既能夠增加農民的收入,增加農村就業機會,還能夠在農村形成品牌經濟,帶動品牌效應。要以農村現有的旅游資源為開發和發展基礎,加強對低碳旅游資源的創新開發力度,構建農家樂旅游的新形態。開發農業觀光旅游模式,首先要保護農村當地原有的自然景色,在此基礎上開發農業高新技術,將農產品作為農業加工的突破口,大力發展農業觀光旅游服務業務,將旅游業融入至低碳農業經濟之中,帶動低碳農業經濟的發展,例如發展農業生態種植園參觀、農業主題公園、農家樂等旅游業務[4]。
4結論
低碳經濟的發展離不開低碳農業的發展,低碳農業是低碳經濟的一部分。低碳農業的發展應將農業經濟與生態系統相結合,減少對不可再生資源的利用,加強開發和利用清潔資源,實現環境保護,從粗放經濟發展模式向集約型轉變,降低資源消耗,減少污染和二氧化碳排放量,加強農業低碳生產、環境保護、生態涵養、文化旅游等各項功能的融合,實現我國農業經濟的可持續發展。
參考文獻:
[1]馮蛟.從低碳經濟時代消費者行為特征看休閑農業的發展以寧夏休閑產業發展為例[J].農業經濟,2010(10):38-39.
[2]胡新良.低碳導向型農產品質量安全管理機制構建研究[D].長沙:湖南大學,2012.
[3]劉國斌,黨美麗.低碳經濟時代吉林省縣域經濟生態旅游發展研究[J].東北亞論壇,2011(1):114-120.
[4]張蓓.低碳經濟視野的都市農業旅游:政府行為與市場邊界[J].農業改革,2011(2):62-68.