发布时间:2023-09-22 10:36:34
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇农作物资源调查方法,期待它们能激发您的灵感。
关键词 农作物种质资源;普查;收集;地域状况;实施做法;成效;湖北阳新
中图分类号 S324 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)01-0063-03
以山、丘、河、湖、江为格局的山丘湖区的县域农作物种质资源普查与收集行动(简称“作物普查”),既与平原、高原县(市)不十分雷同,又与山区、湖区、丘陵县(市)有所区别。山丘湖区的鄂东南阳新县生物多样性有其多彩的特色,作物普查有其独具的地域与特点、实施与作法、成效与建议。本文所论仅供商榷,以促进种质资源保护与利用及其可持续发展。
1 地域状况与特点
1.1 状况
1.1.1 地形复杂――山丘河湖江相互交错区。阳新县位于幕阜山北麓,湖北省东南部。父子山横陈县北,七峰山等10余座大山绵亘县西、南边界。长江流过县东北边缘,富水河自西向东横穿县境,网湖等100余个大小湖泊星罗棋布。县中部及沿江滨湖地域多平原、岗地。“多山之乡,百湖之县,富河连长江”,推进了境内峰峦叠翠、湖泊纵横、丘陵岗地、冲积平原、滨湖洼地相互交错区的形成。
1.1.2 气候独特――亚热带北缘地区季风区。阳新县年均温16.2~21.0 ℃,年总降雨量1 281~1 821 mm,无霜期240~300 d。绝对最低气温-11.0~1.1 ℃,7月平均气温27.7~29.2 ℃。仅从1981―2014年相隔33年相比,年总降雨量、年均气温每年分别以5.718 18 mm和0.048 49 ℃的速度递增。不容忽视的小变化加剧了独特气候的形成[1-2]。
阳新县属于亚热带季风区,光照充足,气候温和,雨量充沛,分布不匀,冬寒夏热,四季分明。这种独特的地貌、气候造就了境内生物多样性,特别是果树各类资源丰富多种,属于亚热带常绿果树带北缘地区。境内既适合柑橘、枇杷等常绿果树种植,又适合某些落叶果树中南方品种群的种植,如桃、李、枣、柿、板栗、石榴等。
依据我国果树带的划分,阳新县处于亚热带常绿果树带北缘地区。因此,阳新县既具有亚热带季风区的共性,又具有热带北缘季风区的特殊性,对农作物种植、引种等更具有境内气候的严格敏感性。中稻是20世纪阳新境内最大宗粮食作物,为了顺应气候的特殊性,群众自觉改为“早二季”。
1.1.3 生态脆弱――灾害频发的地域贫困区。阳新县的山崩、地陷时有发生,丘陵地区的水土流失现象普遍而严重。雨量充沛,但分配极不均匀,常常有洪涝和干旱发生。气候温和,但往往有周期性冻害威胁常绿果树和农作物[3-4]。脆弱的生态环境所引起的灾害频发、强度大、持续时间长是导致阳新县多年来未脱贫的重要因素之一。
1.2 特点
1.2.1 农业大县,多乡之县。全县海拔为8.7~860.0 m,地理坐标为东经114°43′~115°30′、北纬29°30′~30°9′。全县22个镇区场418个村。全县人口105.94万人,其中农业人口78.75万人。土地面积2 782.80 km2,其中耕地6.53万hm2。2014年农业总产值288.20亿元,占生产总值460.58亿元的62.57%,“农业大县”特点十分突出。
在地域状况历史条件下形成的“农业大县”及其“油菜大县”“水产大县”基础上,还是全国、全省有名的“多乡之县”,如杂粮之乡、“红薯半年粮”之乡、花果之乡、枇杷之乡、柑橘故乡、苎麻之乡、国家地理标志――阳新山茶油之乡、金竹云雾茶之乡、阳新豚(番鸭)之乡、阳新猪(狮子头)之乡。这是粮、油、果、麻、茶、饲等品种资源多样性的生存基础[5]。
1.2.2 生态退化,资源流失。在20世纪90年代多次调查,并撰写“浅谈‘自然生态角’的保护问题”一文。文中指出:湖北省阳新县农作物资源逐年下降,其中33%的资源是自然生态角上养育的资源。
农作物及其野生资源流失源于20世纪60年代“森林乱砍乱伐,水土流失”造成的生态破坏、70年代“以稻为纲,全面遭殃”的人为破坏和“管理体制多次变更,网湖水域大量缩减”的生态功能逐步退化、湿地生物总量减少[6]。湖北网湖湿地原有维管束植物131科397属595种,现存在不多,其中假稻、歪头菜、野芝麻、野豌豆等名贵珍稀资源近乎灭绝。
1.2.3 污染严重,结构变化。随着县域经济的工业化快速发展,加之意识淡薄、重视不够,规划缺位、管理落后,投入不足、扶持乏力,各种污染交叉、叠加,造成了农业环境污染现状的严重性[5]、土壤酸化的广泛性、土壤重金属污染的加剧性[7]。特别是近些年来的农业发展,如农业新品种更新、经济作物快速发展、农业集约化不断提高、土地流转速度加快、规模化养殖迅猛发展[5]等。所有这些因素,动摇了农、饲作物当地品种抗逆性全面、适应性广、质量好的优势,放大了“追求产量的人”说其产量低的缺陷,导致了其数量由多变少、面积由大面积连片种植为小面积零星分散种植等品种资源结构变化。受这种“结构变化”的影响,该县在1981年第二次农作物资源普查中有大量种植的阳新御谷、木港大麦、洋港白玉米、糯高粱、中棉、鱼籽黄油菜、细叶绿苎麻等名牌品种消失殆尽。
总之,工业化、城镇化、农业结构调整及气候环境变化,导致野生近缘植物资源因栖息地环境变化而急剧减少,一些地方品种和特异资源濒临灭绝,生物多样性受到破坏[8]。
2 具体实施与做法
2.1 实施
2.1.1 宣传发动,统一认识。在宣传发动中,首先学习国家三部委颁发的“农种发[2015]2号文件”、农业部办公厅印发的“农发办[2015]26号文件”及其有关《技术规范》。通过学习,统一了认识,进一步认识到作物普查的必要性、重要性。农作物种质资源是农业科技原始创新、现代种业发展的物质基础,是保障食品安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源。加大对濒临灭绝的野生种质资源进行抢救性调查和收集,深化基础研究,确保种质资源安全保存,实现可持续共享利用[8]。丰富我国农作物种资源基因库,能够为未来国家生物产业的发展提供源源不断的资源,提升国际竞争力。全县种质资源丰富,应为我国的基因库进一步完善做出贡献,选出优质高产的地方品种作为本县的“精准扶贫”提出新的思路。
2.1.2 培训学习,熟悉业务。在认真学习的基础上,办好各种培训班,并动用县域内广播、电视、各种行政会议、系统内业务骨干会议和科技网站、种子网站精心广泛宣传,为本次普查打下舆论基础。
2.1.3 做好采购,备足物质。严格按照“技术规范”的规定,采购和备足电子设备类、工具类、文具类、交通工具共4类、42种及其他系统调查所需物质,以保障作物普查工作的顺利开展。
2.1.4 加强领导,成立专班。在县委、县政府的领导下,县农业局成立了“阳新县农作物种质资源普查与收集行动领导小组”专班。同时,种子管理局还聘请了2名长期在农村蹲点驻队的农学、果蔬方面品德好、身体好的退休老专家为顾问,以提高普查效果。
2.1.5 查阅资料,明晰种源。聘请人员查阅了在20世纪在区、公社农技站工作时不定期组织开展的种质资源调查原始资料、著作、论文汇集;保存的《阳新县志》(2本)、《阳新县农业志》(1本)。熟悉思路,明晰种源,制定《阳新县农业品种资源普查与收集初稿》,以提高普查效能。
2.1.6 制定方案,明确目标。制定“作物普查”方案(预案),主要内容是普点的18个镇场区关于粮、棉、油、麻、丝、茶、糖、菜、烟、果、药、杂、绿肥、饲料等14类作物地方品种及其野生近缘品种312个;制定普查路线,走访干群;预约座谈人员;采收(购)标本、种子对象等。明确、锁定基本目标后,不走或少走弯路,以提高普查效率。
2.2 做法
2.2.1 搞好部门调查,认真填表分析。按照《作物普查表》的要求,组织专班在全县12个部门及有关单位,着重对1956年、1981年、2014年的县名、历史沿革、行政区划、地理系统、人口及民族状况、土地状况、经济状况、特有资源与农业生产状况等8个方面进行了详细、反复而认真的15 d调查、填表和分析,为以后的普查工作打下了坚实基础。
2.2.2 因县制宜展开,重点村组普查。县域“作物普查”方法:一是因县制宜,普查8个区有关村组,即开发区、托管区、旅游区、高山区、丘陵区、湿地区、经纬度边缘区、海拔最高与最低区的2~3个重点村组。二是因地制宜,重点普查县域内水稻、红薯、豆类、蔬菜4种主要作物。三是因特制宜,注重果树、r麻、桑茶、湿地植物4个方面的特异资源寻找。本阶段对8个镇区场16个村进行了普查。
2.2.3 资源收集整理。及时鉴定上交。普查农作物当地老品种、特异资源时,就地商定、确认、编号、区位登记、植株包扎、种子(果实)晾晒和枝条封蜡收集,严防漏登、损耗。收集后,及时送交省农科院鉴定、保管(贮存)、入库、入圃。
2.2.4 翌年四季复查,全面系统总结。由于农作物有春、夏、秋、冬四季播种、收获等区别,故此次历时逾2个月的第一阶段普查不能代表全面普查,有许多遗漏的农作物资源品种,必须进行翌年四季复查,并进行系统全面总结。
3 普查成效与建议
3.1 成效
3.1.1 完善与纠错。在完成作物普查1956年、1981年、2014年《基本情况普查表》和第三次《作物普查》的种质资源征集表及其全部数据录入电脑数据库基础上,完善了1956年第一次普查应补登的种质资源203份,纠错了1981年第二次普查登记“新品种选育”人为造成的错处3份、漏处6份。填补了全县农作物种质资源的历史空白和遗误。
3.1.2 普查与征集。本次第1阶段普查全县共征集农作物种质资源122份,其中已登记、定位、编号79份,目前回收送省入库的种子(果实)、块茎、枝条等40份,超额完成了上级标定的任务20~30份。
3.1.3 名优与珍稀品种。在本阶段“作物普查”中,征集到阳新名优与珍稀品种资源30份,如黄颡菖湖晚糯105、洋港车虐卓桥础⒀蟾墼律酱罅E础⒀蟾鄢怕懿肥怼⒀蟾鄢哦烫俸炱ず煨氖怼⒒乞菖湖绿豆、洋港车帕月爆黄豆、龙港大力冬豆(小蚕豆)、洋港月山青皮黄豆(七月绿)、洋港月山黑皮黄豆、枫林月朗鸡眼豆(背虱豆)、洋港大力秤砣结(齐头黄)白芝麻、黄颡菖湖红禾芋头、洋港车抛虾逃笸贰⒒乞花果丝瓜、红扁豆等。
3.1.4 古老与特有品种。在第1次、第2次“作物普查”中未捕捉到的古老与特有的本地果树品种资源,本次本阶段已征集到14份,其中100年以上的果树品种有黄颡花果朱红橘(常橘)、川橘、臭柑、甜橙(橘红)、朱砂李和沙港撑皮柑;200年以上的有黄颡花果土枇杷、沙港园枇杷、沙港洋枇杷(大金钟)、沙港石滚枣、牛奶枣、花果棉絮坨枣、凤凰酸枣、鸡心枣。
3.1.5 野生与近缘品种。本次查获到的野生资源共有56份,其中已定位、入数据库的有33份。如:黄颡菖湖野莲藕和野生桑叶树(百年古神树)及其附着生长3个野生大灵芝、龙港月山老蟹眼野绿豆(黑豆)、洋港车乓笆磷印⒘港岩泉野生八月撑(炸)猕猴桃和野生茶叶树、枫林五合野生板栗和野生山茶(油)树、源尧治多角型野菱角、多粉型野莲藕和野菱白、网湖五爪咀(光叶)野豇豆和金莲苞(芡实)、网湖金湖野参和野葱(胡葱)、群生野r麻、野椿刁树、综合新塘网湖野湖蒿(蒌蒿)和野黄豆、野绿豆、野牡蒿、野芥菜(油菜)等。阳新独特的古老野生近缘品种有2个:黄颡花果花红和(野)柿子。
3.1.6 选育与其他品种。近些年来,阳新县干群通过嫁接、单株选择等方法或与省有关单位、院校合作而长期选育成的新品种有5个:阳新军垦柑桔“新兴杂柑”(爱缓28号)、阳新吴茱萸、阳新油茶、阳新金竹尖云雾茶、阳新浮屠山下华阳1号竹笋。其共同特点是产高质优,深受群众欢迎。其他方面还有阳新有本地的地方品种和野生的绿肥、饲料、药材类品种资源100余个。
3.2 建议
3.2.1 调查表格应科学设计。调查表格要切合县情、科学设计。3年调查表中土地状况、经济状况、受教育状况不是设计者想象的有资料来源而好填。原来只有农民人均纯收入统计,缺少人均收入的统计。“年均降雨量”提法不妥,气象部门只有“年总雨量”的数据资料。
3.2.2 上级加大支持力度。在普查旺季的专班、专车、专时、专款和录音笔、摄像机、记录、收集、登记等“四专”“五配套”保障问题及其“县域两套普查专班”等难度较大,应在再宣传发动、争取上级支持等方面加大力度和普查人员的刻苦工作下功夫。
3.2.3 植物检索表发送基层。植物(作物)分类检索表应作为作物普查必备工具下发基层或电脑信息传递给县种子管理局“种子资料库”网站。否则,无法填表。因资源复杂,原大学教科书无法查全,电脑无法进入高校图书馆查找。
3.2.4 制定精准扶贫品种规划。利用县域农作物当地农家品种资源优势,制定精准扶贫品种规划与实施方案。
3.2.5 完善种子法规建设。制定县域《农作物种质资源管理办法》,以完善种子法律法规建设。在全国《种子法》《农作物种质资源管理办法》和《生物多样性公约》《国际植物新品种保护公约》的基础上,省区级、地市级,特别是县(市)级的法规建设与完善问题,应加快步伐,为我国农作物种质资源保护和利用提供法律保障。
3.2.6 设立作物普查奖惩机制。各级农业主管部门应设立“作物普查”奖惩机制,如作物重大资源“发现奖”“青年贡献奖”“老年奉献奖”或“特殊贡献奖”;对工作失误者进行批评教育、责任追责制;对纂改成果者进行行政记过、职称警告处分等。
4 参考文献
[1] 方达福.山丘湖区种植业生产存在的问题及对策:以鄂东南贫困山区阳新县为例[J].现代农业科技,2014(14):312-313.
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[关键字]红花;种植面积;主成分分析;纹理特征
[收稿日期] 2013-04-13
[基金项目] 中医药公共卫生专项 (财社[2011]76 号);中医药行业科研专项(201207002)
[通信作者] *郑江华,博士,硕士生导师,E-mail: itslbs@126、com
[作者简介] 娜仁花,硕士研究生,E-mail:499361608@qq、com 红花Carthamus tinctorius L、,又称草红花,属双子叶植物纲、菊科。高50~100 cm,茎直立,上部分枝,白色或淡白色,光滑无毛。属于一年生或二年生草本。花期6―7月,果期8―9月。喜温暖干燥气候,有一定的抗寒、耐旱、耐盐能力,不耐涝。红花是近年世界上发展很快的油料作物和药用植物,种子含油35%~47%,富含亚油酸、油酸以及豆蔻酸、棕榈酸、维生素E等, 医药上红花油用作抗氧化剂和维生素A,D的稳定剂。花可入药,有活血通经、祛淤止痛的作用[1-2]。在中国分布于黑龙江、辽宁、吉林、河北、山西、内蒙古、陕西等地区特别是新疆都广有栽培。为全面清查我国中药资源家底,建立中药资源动态监测机制,支持中药产业政策调控,国家于2011年开始实施“第四次全国中药资源普查试点”工作,新疆维吾尔自治区作为试点省区之一将红花列为人工种植型药用植物遥感调查品种,这主要是考虑到新疆红花分布范围较广,地块较大,利用传统的抽样调查不但效率低而且准确率不高,同时遥感数据可在较大程度上排除人为因素干扰,所以通过遥感的方法对其进行调查在理论上是可行的。
我国中药资源的遥感监测应用起步不久,同类研究也不多,主要分为野生药用植物资源监测和人工种植药用植物资源监测。红花的遥感监测属于后者,因此可以借鉴农作物的遥感识别分类和面积估算方法。遥感作为农作物面积精细估算与监测的方式一直以来被认为是一种最为直接的手段,特别是基于中高分辨率影像的农作物面积精细估算与监测备受推崇。其运用过程为在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上,通过平台上的传感器记录的地表信息,辨别作物类型、播种面积提取、监测作物长势,并在作物收获前,预测作物的产量的一系列方法。郭伟等应用HJ-1A/1B CCD影像和DEM 数据,对长春市玉米种植面积进行监测,精度达到92、57%[3];另外为了使监测方法具有更高的精度,范磊等提出并实现基于Cokriging插值修正法的冬小麦面积遥感监测,在相同采样数据下,协同克里格方法比普通克里格方法均方根误差降低1、48%,相关系数提高6、82%[4];顾晓鹤、潘忠耀等,以提高冬小麦种植面积估算精度为目标,选取种植结构复杂的都市农业区, 采用QuickBird 影像数字化农田地块边界,以多时相TM 影像为核心数据源,以地块为基本分类单元,进行不同特征向量组合、不同分类器的冬小麦地块分类方法研究,并对比分析了基于地块分类和基于像元分类的冬小麦种植面积估算精度[5]。目前已有不少中药工作者正在从事对地理信息系统(GIS),遥感(RS)的引入、应用与研究工作。应用范围主要集中在利用3S技术调查药用植物资源和地道药材与产地适宜性这两个方面。地理信息系统将定量和空间表述完美的结合,给中药资源生态系统管理及中药资源区划研究提供了强有力的应用基础理论上的新型思维工具[6]。张本刚、陈士林等,以甘草为研究对象,以遥感技术为基础,探索野生药用植物资源调查的方法,确定了基于遥感并结合野外抽样的甘草资源调查方法,包括遥感信息源的选择、图像的处理、解译、野外验证等[7]。卢颖研究了基于GIS技术的药用甘草适生环境及其影响因子的分析,借助先进的GIS技术和统计学方法,分析了3种药用甘草的地理空间分布和生态环境特征,并实现了中药资源信息、生态环境信息的可视化[8]。孙宇章、郭兰萍等利用遥感技术对野生中药苍术的资源量进行了调查。介绍了研究区江苏茅山的概况和茅山苍术的基本情况,阐述了利用遥感技术研究野生茅苍术的思路,根据不同地物在反射光谱特征上的差异,对江苏茅山地区的TM影像进行了解译,获得了苍术生长密度相关的地物类别,并结合野外调查数据,对茅山大茅峰、二茅峰和小茅峰苍术的生长环境进行了分区,在此基础上估算了茅山苍术资源量[9]。
国外,大量研究工作表明,以中分辨率数据为主、低分辨率数据为辅的估算方法是大范围农作物种植面积估算的主要趋势之一[10-11]。早在2001年Pradhan就提出用地理信息系统、遥感和区域框架抽样实现农作物区域的估算,最终开发了具有代表性的基于区域框架抽样的计算机系统,进而实现农作物面积的估算[12]。Inglada运用支持向量机的方法实现高分辨率影像中对象的自动识别,识别的正确率超过了80%[13];Lucas等选择英国博温山区为试验区,将遥感影像数据、数字地形图、DEM 和其他的一些数据收集并作为知识库,建立相应的推理智能规则,对试验区实现了农业用地的分类,整体精度超过80%[14];Giacinto提出并设计实现了融合神经元和数理统计的遥感图像监督分类的5种方法,5种方法试验后的均值精度分别是:Bayes为79、37%,k-nn(k-nearest neighbour)为88、36%,MLP(multilayer perceptron)为81、60%,RBF (radial basis functions)为78、95%和PNN(probabilistic neural network)为88、66%,融合后的方法比融合前的分类精度有一定的提高,但存在设计实现过程用时较长的缺点[15]。
研究小组采用野外勘察结合室内遥感影像解译的方法调查塔城地区裕民县红花的资源量。本文主要阐述室内遥感影像解译采用的方法,以新疆裕民县为研究区,采用资源三号高分辨率数据,以提高解译精度和减少计算量为目标,通过大量实验发现基于PCA和纹理特征的分类方法对提取红花是比较适用的。因此,首先对研究区影像进行PCA分析,再对其第一主分量选择对比度、熵、逆差矩、非相似性、相关性5种统计量进行纹理特征提取,最后将提取的5个纹理特征与经PCA分析的前3个光谱特征值叠加进行影像分类,从而根据像元数目估算研究区红花种植面积。
1 研究区及数据处理
1、1 研究区概况 裕民县位于新疆维吾尔自治区西北部塔额盆地南缘、准噶尔盆地西缘。地处东经 82°12′―83°30′,北纬45°24′―46°30′。北面与塔城市相连,东北与额敏县相邻,南面和托里县毗邻,西与哈萨克斯坦接壤,总面积为6 220、78 km2。全县地势为东南高、西北低,因分布着不同的垂直地貌带,故海拔高度差异大,县城内海拔为715、4 m。红花种植业和畜牧业是裕民县的两大支柱产业。本研究小组在野外调查过程中发现裕民县红花种植区周围其他农作物主要有小麦、油葵、玉米、打瓜等,其中小麦基本上是与红花毗邻种植的,在遥感影像解译时小麦与红花会出现误判的情况,因此研究小组分别于2012年5月下旬、8月下旬开展了野外调查共获取50个野外观测样本,包括红花、小麦、油葵、玉米、打瓜、草场、休耕地等、为高分辨率影像目视解译提供先验知识和样本信息。
1、2 试验数据 资源三号卫星于2012年1月9日成功发射,本文数据源由4个多光谱波段(0、45~0、52μm, 0、52~0、59 μm, 0、63~0、69 μm, 0、77~0、89 μm)6 m空间分辨率和全色波段(0、50~0、80 μm)2、1 m空间分辨率融合后的4波段图像,空间分辨率为2、1 m,成像时间为2012年7月22日,研究区位于新疆塔城地区裕民县农业区。研究小组分别于2012年5月下旬、8月下旬对新疆塔城地区裕民县红花种植区进行了抽样调查,共调查样地50个,包括红花、小麦、油葵、玉米、打瓜、草场、休耕地等。为高分辨率影像目视解译提供先验知识和样本信息。研究小组根据实地种植结构选取了比较典型的样本,由于当地农田中红花和小麦是毗邻种植,这2种作物在影像中容易混淆,两类不同作物的田块交界处由于相邻像元之间能量的传递作用存在较多的混合像元,往往会依其混合光谱值而被错分至其他作物类型,所以分别选取较多的红花和小麦的典型的样本以便区分两类作物,而其他的作物较容易区分,因此本研究在影像分类时选取了比较科学合理的训练样本和验证样本,具体样本分布见表1。
表1 样本采集表
Table 1 The table of sample collection个
样本红花小麦玉米油葵草场训练137433检验85322
2 方法
本文首先对试验数据进行预处理,包括几何校正、图像增强、裁剪和融合等。几何校正以2、1 m空间分辨率的全色波段影像为基准影像,对多光谱影像做几何校正;再将校正好的多光谱影像与全色影像进行数据融合,这里采用Gram-Schmidt光谱锐化高保真的图像融合算法,见图1。Gram-Schmidt变换的影像不但很好的保留了多光谱图像的绝大部分光谱信息,提高了影像辨识度,增强了纹理特征而且图像色彩接近自然色,地物的对比效果较好,清晰度较高,可以消除冗余信息,且计算过程较简单。最后对预处理结果进行裁剪得到研究区影像。继而对研究区影像进行主成分分析,对第一主成分分量提取适宜的5种纹理特征,将这5个纹理特征值与PCA前3个光谱特征值叠加再做监督分类,分析分类结果并与传统的监督分类进行比较。本文训练样本选取的原则为,用目视的方式结合野外勘察选择的样本相结合选取已知区域像元;精度评价方法采用混淆矩阵的方法选取一些地表真实地物的样本作为验证样本。
2、1 主成分分析 主成分分析也写作K-L变换(Karhunen-Loeve transform)或PCA(principle component analysis),K-L变换实际是作了一个旋转变换,变换后图像Y的各分量之间的信息是相互独立的;而且变换后新波段各主分量所包含的信息呈逐渐减
图1 总体技术流程图
Fig、1 Experiment process flow chart
少的趋势,第一主分量表示数据的最大变化量,包括了全部信息量的大部分。因此,主成分分析可以减少数据量,突出主要信息,同时抑制了噪声,达到了图像增强的目的,有利于特征选择[11-18]。
由于光谱波段之间的相关性比较高,信息量有重复,如果将5种纹理信息分别加入4个光谱特征值,就会将20个特征值参与分类,这样计算量就将大大提高,所以本文采取对光谱波段进行主成分分析,只对信息集中的第一主成分分量提取纹理特征,这样就大大减少了计算量。
经过PCA后的第1成分包含最多的光谱信息。如果将经PCA后的前3个特征值代替原始光谱特征值参与分类,这样使得用于分类的特征值减少了,与未经PCA变换的分类法相比,不仅降低了网络训练所需要的时间,而且经过主成分分析后,突出主要信息,同时抑制了噪声,达到了图像增强的目的,有利于特征选择,见表2。
表2 主成分分析后各波段信息量变化表
Table 2 The change in each band of information after PCA
主成分特征值标准差1913、54252、512477、8058、663253、4835、754176、955、22
2、2 纹理特征提取 在遥感影像中当目标的光谱信息比较接近时,纹理信息对于区分目标可能会起到积极的作用,例如要区分影像上的红花和小麦时,仅依据光谱信息是不够的,但是它们的纹理特征有明显的区别,如果在遥感图像的光谱分类过程中引入纹理特征,便可以达到区分红花和小麦的目的。因此本文将光谱信息与影像中的纹理信息结合进行分类取得比较好的分类效果。Haralick曾经提出14种由灰度共生矩阵计算出来的统计量[19], 但是Baraldi认为对于遥感图像来说对比度、熵、逆差矩、非相似性、相关性5种统计量效果最好[20]。所以本文也将采用这5种纹理特征。考虑到高分辨率影像数据量大、提取纹理特征慢的特点,本文采用灰度差矢量法提取纹理特征,它是一种纹理统计分析方法,是由当前应用最广泛的灰度共生矩阵算法改进而来的[21-24]。
2、3 基于PCA的多光谱影像纹理特征提取 首先对实验区多光谱数据进行主成分变换,采用灰度共生矩阵法对PCA的第一主成分进行5种适宜的纹理特征提取包括:对比度、熵、逆差矩、非相似性、相关性;提取纹理信息移动窗口的大小选择很也重要,窗口的过大过小都会影响到特征提取的效果。本文在实验中分别采用5×5,7×7,9×9,11×11窗口对PCA的第一主成分进行纹理特征的提取,实验发现不同窗口的特征提取对分类结果精度有一定影响,实验数据显示7(7窗口分类精度较高,因此本文采取7×7窗口,然后将PCA的第一主成分提取5个纹理特征与PCA前3个光谱特征值叠加成有8个特征值的影像进行监督分类并做精度评价。
3 结果与讨论
本文训练样本选取的原则为:用目视的方式结合野外勘察选择的样本,精度评价方法采用混淆矩阵的方法选取一些地表真实地物的样本并且是可能会混淆的农田作为验证样本,来验证分类结果。首先对提取主成分的第一主分量进行5种纹理特征提取,再将这5个纹理特征值与经过PCA分析的前3个主分量光谱特征值进行叠加做监督分类;结果表明此方法效果较好,分类结果图见图2~5;各种分类方法得出的结果精度见表2~5。
从表4可看出,基于纹理特征的多光谱数据分类计算量太大,很耗时,虽然总体分类精度为提升为85、235 1%,但是红花和其他耕地的可分性不够高,将红花误判为其他耕地的现象较严重,红花的生产者精度只有57、48%。
图2 原始影像RGB波段合
Fig、2 The original image of combination 342(RGB)
图3 多光谱数据分类结果
Fig、3 The Classification results of based on Multi-spectral data
从表3可看出,多光谱特征的分类中红花的用户精度只有77、47%,其他类别误判为红花的情况比较严重,总体分类精度也不高;
图4 基于纹理特征的多光谱数据分类结果
Fig、4 The Classification results of based on Multi-spectral data with texture features
从表5可看出,基于PCA和纹理特征的分类方法中各地物的可分性都较高,各类地物的生产者精
图5 基于PCA和纹理特征的分类结果
Fig、5 The Classification results of based on PCA and texture features
度和用户精度都较高,分类精度达到了87、519 1%,Kappa系数达到了0、810 1,比传统的分类方法提高了4、835 5%,Kappa系数提高了0、080 7。
最后采用基于PCA和纹理特征的分类方法提取红花,并根据像元估算得出研究区红花种植面积为53、38 km2。
4 总结
通过结果分析可看出本文采取基于PCA和纹理特征的分类方法在提取红花中是比较适用的。首先,加入纹理特征后与基于单源光谱数据比较,加入纹理后分类更适合本研究的数据源以及研究对象,提高了分类精度。其次,对光谱数据进行PCA分析后可以减少数据量,突出主要信息,同时抑制了噪声,达到了图像增强的目的,有利于特征选择。因此基于PCA和纹理特征的分类方法既能提高分类精度还可减少数据量来提高工作效率。这为调查红花资源量的工作者提供了比较有效的方法。
本文在以下几个方面还需要在今后的研究中进一步补充:本文在裕民县农业区的平原进行此方法的研究,而裕民县山区也有红花种植区,研究结果有待于在更大范围和不同种植结构的实验区内进行验证;实验区各地物类别的可分性直接影响分类精度,在本研究的红花、小麦、居民地、其他耕地的分类体系中,小麦易与红花产生特征混淆,由于当地农田中红花和小麦是毗邻种植,这两种作物在影像中容易混淆,两类不同作物的田块交界处由于相邻像元之间能量的传递作用存在较多的混合像元,若今后能对该研究区做详细调查,采集详细的光谱信息,深入研究“同谱异物”的现象,有望进一步提高红花提取精度,对新疆中草药资源普查提供更可靠的数据。
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Measurement of sown area of safflower based on PCA and texture
features classification and remote sensing imagery
NA Ren-hua 1, ZHENG Jiang-hua1,2* , GUO Bao-lin3 , SEN Ba-ti1 ,
SHI Min-hui3 , SUN Zhi-qun1 , JIA Xiao-guang3 , LI Xiao-jin3
(1、School of Resources andEnvironment Sciences, Xinjiang University, Urumqi 830046, China;
2、Xinjiang Education Ministry Key Lab of City Inteligenlizing and Environment Modeling, Urumqi 830046, China
3、 Xinjiang Chinese and Minority Nationality M edicine Research Institute, Urumqi 830002, China)
[Abstract] To improve accuracy of estimation in planted safflower acreage,we selected agricultural area in Yumin County,Xinjiang as the study area. There safflower was concentrated planted. Supervised classification based on Principal Component Analysis (PCA) and texture feature were used to obtain the safflower acreage from image captured by ZY-3. The classification result was compared with only spectral feature and spectral feature with texture feature. The research result shows that this method can effectively solve the problem of low accuracy and fracture classification result in single data source classification. The overall accuracy is 87.519 1%, which increases by 7.117 2% compared with single data source classification. Therefore, the classification method based on PCA and texture features can be adapted to RS image classification and estimate the acreage of safflower. This study provides a feasible solution for estimation of planted safflower acreage by image captured by ZY-3 satellite.
[关键词] 建设项目 农村生态系统 环境影响评价
改革开放以来,农村经济得到了迅猛发展,农村经济结构呈现多样化,发展更趋合理,尤其是引世人瞩目的乡镇企业的崛起,深刻地改变着农村经济在国民经济中的地位和作用,改变了农村的经济面貌。但也对农村生态系统带来直接或间接的影响,发展过程表明,乡镇企业对环境造成的污染已开始制约着农村经济的发展。如大量污水的排放使清洁水短缺,水资源的日趋紧张,影响了生活和生产用水;对环境造成的物理性破坏影响着农村生态环境和农村景观,如厂房、道路的建设,使的耕地的减少。另外,区域建设项目一般位于农村地带,如油田、煤矿、水库等建设项目的开发,也对农村生态系统造成不同程度的影响。下面就建设项目对农村生态系统的环境影响评价进行探讨并提出对策和建议。
建设项目对农村生态系统的环境影响评价程序,大致有以下几个方面:一是现状调查包括农村生态系统基本情况调查、区域环境质量现状调查或监测、样品分析及数据汇总整理。二是生物环境质量现状评价。三是环境质量预测及对农村生态系统的影响。四是提出防治措施、对策和建议。其详细工作程序见图1所示。
1 现状调查
1.1 自然环境、社会经济基本情况
1.1.1 自然环境
调查内容包括地理位置、气象气候、水文地质、地形地地貌、动植物等基本自然环境要素。
1.1.2 社会经济基本情况
调查内容包括居民村数量、分布人口数量与密度,农村经济结构及构成,资源、能源利用,耕地及主要农作物产量,土地利用,交通运输、名胜古迹、文物、人群健康状况等。
1.2 农村生态系统
1.2.1 土地资源
调查内容包括土地利用开发程度,土地利用构成及分布(农、林、牧、副、渔土地面积及其生产状况,主要农作物、水果、蔬菜种植面积,单产及耕作制度,城镇、村庄、工矿、交通用地面积),土壤类型、数量及分布;成土因素及成因,土壤有机质、氮磷钾及微量元素含量,土壤性状,土壤环境背景值,水土流失,土壤污染源(工业与农业),土壤污染物(有机毒物――有机氯,有机磷农药,酚,石油类,苯并芘等;重金属――Cd、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn等;非金属毒物――砷、氟、硒、硼等;放射性元素――铯、锶、铀等;有害微生物――肠细菌、炭疽杆菌、破伤风菌等)。
1.2.2 气候资源
气候资源调查内容主要包括:气候类型,四季特点,年均温度,最热月平均温度,最冷月平均温度,降水量及时间分布,日照天数,日照时数,有效辐射总量,积温,主次导风向及频率,风向风速时间分布,大风天数,无霜期天数,灾害天气(如台风、旱、涝等)。
1.2.3 生物资源
(1) 陆生生物
A、植被。调查内容包括植物数量、种类、分布及受害情况,植物分野生的与人工的,木本的与草本的。
B、动物。调查内容包括动物数量及种类、分布。
C、农作物、果树及家禽。调查内容包括农作物、果树数量及种类、分布;家禽数量及种类。
D、微生物。调查内容包括微生物数量及种类、分布。
(2) 水生生物
A、浮游植物。调查内容包括浮游植物数量,种类,初级生产力。
B、浮游动物。浮游动物主要由原生动物、轮虫、枝角类和桡足类四大类所组成。调查内容包括浮游动物的数量、种类。
C、底栖动物。底栖动物是生活在水体底部泥中的动物。调查内容包括底栖动物的种类、数量及分布。
D、鱼类。调查内容包括鱼类种类、数量及分布。
(3) 环境质量现状调查
环境质量现状调查包括水环境、气环境、噪声及土壤环境质量状况。若本项工作与上述环境质量现状评价同时进行,或有近期的这方面资料,就可以不做环境质量现状调查,只要收集有关资料即可。有关这方面调查内容这里不再赘述,参见有关文献、规范。
2 生物质量现状评价
2.1 植物评价方法
(1) 根据植物生长状况(即长势)对照本地植物地带特点或历史进程进行环境的综合评价。
(2) 根据“物种多样性指数”评价。“物种多样性”就是利用物种种类和每个物种的个体量来反映某地区的植物繁茂程度。通常天然森林的多样性指数较高;受人力干扰或环境污染地区的多样性指数往往较低。计算物种多样性指数的常用公式有两种:
式中符号同①式。
(3) 根据植物内污染物含量进行生物环境评价,常用的方法有单因子评价与综合评价两种,方法同其它环境质量现状评价中的方法一致,只是植物体内各种污染物的含量因无统一标准,常采用清洁区内同种植物叶中某种污染物的实测含量。
2.2 动物评价方法
(1) 根据普查数据评价,即利用一定距离内某种动物出现的个数来表示。通常根据敏感种类的普查数据评价环境数量,普查指数计算公式如下:
普查指数=N/M
式中:M――计数的距离;
N――看到的某一个动物种的个体总数
(2) 也可以用多样性指数评价。
(3) 根据动物体内重金属含量评价。
2.3 微生物评价方法
根据微生物的种类,数量进行评价,如利用菌落数可以评价大气清洁度。
3 环境与生物相互关系及影响研究
环境与生物相互关系是环境影响研究的基础,环境与生物处于同一生态系统中,研究的内容很多,侧重点也不一样,应根据不同建设项目进行研究。如(1)道路建设对道路两侧的生物影响;(2)大气污染对农作物的影响;(3)噪声对禽畜的影响;(4)污水灌溉对农作物的影响;(5)污水排放对水生生物的影响;(6)大气污染对果树的影响;(7)大面积基础建设造成植被与景观破坏对环境的影响;(8)植物对大气污染物的净化作用与效果;(9)植物对噪声的减缓作用;(10)污染灌溉对土壤的影响;(11)生态环境改变对动物活动及分布影响等等。
生态环境影响预测常用的方法有三种:一是类比法;二是计算机模拟法;三是经验法。类比法就是通过现有项目与已建成的类似项目或同样项目进行比较研究后,分析现有项目对生态环境影响。计算机模拟法是通过定量的方法,建立排放污染物数量、种类与生物数量、种类之间的计算机模型,进一步预测建设项目污染物排放对生态环境的影响。经验法就是根据现状调查资料及有关生物抗御干扰,或对干扰产生反应的能力,由有经验的生态学专家应用丰富的专业知识估计项目建成对生物环境的潜在影响。
4 防治措施、对策及建议
对建设项目排放的各种污染物提出防治措施、对策及建议,应从以下几个方面考虑:
(1) 使用先进生产工艺,减少污染,加强管理,实现清洁生产。
(2) 对未能达标排放或对生态环境造成严重影响的应采取必要的防治措施加以治理,使其达标排放或对生态环境影响减少到最低程度。
(3) 合理配置人工植物群落。在大型建设项目和新城镇开发中,人工植物是对自然植物破坏的一种恢复手段,同时种植适当的植被,在某种程度上保证了鸟类和其他野生栖息地的环境质量,美化环境,在缓冲、过滤、减轻噪声和空气污染中起着重要作用。
(4) 提高生态系统的净化作用,根据计划项目排放污染物的性质、种类、选择相应的抗性强、吸污力强的树种,起到固定(吸收),转化的作用,达到改善环境质量的目的。如,每公顷刺槐可吸收有害物质氟化物3.4kg,吸收氯为4.2kg,每公顷核桃树叶可吸收320.8mg的Pb;6.44mg的Cd。
(5) 加强农业生态系统的科学管理,合理布局。如建设农田防护林带,降低风速,保护农田和果树;加强耕作,恢复土壤中生物群落,提高生物降解能力,提高土壤增产潜力。
参考文献
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一、上半年工作小结
1、全力开展“三新”农业生产试验示范基地建设
按照市农委2009年的工作部署和本单位的工作要点,积极开展农业示范基地建设,以示范基地为载体,示范推广“三新”农业技术。在全市范围内,已建“三新”农业生产试验示范基地8个,分别是水稻精确定量栽培超高产示范基地、马铃薯稻草覆盖免耕栽培试验示范基地、特色白皮花生选育试验示范基地、优新抗病花生无公害栽培示范基地、棉花高产高效栽培示范基地、西瓜无公害栽培示范基地、“稻虾连作”生态模式示范基地、食用菌生产示范基地,共计安排试验示范项目9个。所有试验、示范基地建设做到有实施方案、有技术措施、有专人负责,并从品种选用、测土配方施肥、高产保优栽培到病虫草害综合防治等方面培训到户、指导到田,提供全程、面对面的技术服务,真正是做给农民看、带着农民干。
2、强化农民技术培训,提高农民素质
为提高农民科技文化素质,促进农业增效、农民增收,*市农技推广中心发挥自身技术优势,通过投标承担实施“琅琊区2009年民生工程新型农民培训项目”、举办“全市食用菌栽培技术培训班”等大型培训活动,广泛开展技术培训和技术宣传工作,全面提升农业技术“进村入户”的到位率与普及率。利用《*日报》、《农技推广》、《农作物病虫情报》、《土肥简报》和专业杂志刊登、发表专项技术材料近百期,同时通过“*三农网”、地方广播电视台和农技110等媒体传播实用农业信息,农技人员深入田间地头、进村入户接受农民的技术咨询,解疑释难,在很大程度上提高了技术到位率和入户率。
3、高度重视,打好抗旱保苗攻关仗
针对今年春节前后麦油罕见旱情,市农技推广中心高度重视抗旱保苗工作,组织技术人员深入各县(市、区)生产一线,实地调查各地抗旱保苗工作情况,及时提出有针对性地制定春季田管具体技术方案,并通过发放技术资料、赠送田管技术光盘等形式现场指导抗旱保苗及田管工作,为抗旱保苗工作提供有力技术支撑。
4、午季植保工作取得了突破性进展。
围绕市委市政府提出打造皖东“百亿粮仓”,提升粮食综合生产能力推进行动,突出午季植保工作服务于粮食生产安全开展工作。在强化农作物重大病虫害预警监测防控工作上有突破,实现了重大病虫预警监测准确率达到90%以上;在重大病虫防控工作上有突破,午季重大病虫处置率达85%以上,即虫害处置率达到95%以上、病害处置率达到70%以上,化学除草比例达到90%以上,农作物重大病虫害损失率降低到3%以内,超额完成了预案目标任务。
5、全面推进基层农技推广体系改革与建设
经各地农委和农技部门的共同努力,我市率先在全省完成基层农技推广体系改革任务。为切实发挥基层农技推广体系公益性职能,积极调研、总结基层农技推广运行机制创新示范站建设经验,指导基层完善其农技服务组织建设;召开了“基层农技体系管理座谈会”,就基层农技推广体系改革后,考核评价体系、管理模式、服务机制、推广方式方法创新带来的成效等方面的典型事例和经验,深入基层进行调研、总结,并出台了《“*市基层农技推广体系建设与机制运行创新活动”实施办法》。
6、稳步推进农业环保和无公害农产品认证工作
积极配合“国家无公害害食品行动计划”、“安徽省食品放心工程”和“*市农产品质量振兴计划”的实施,大力发展无公害农产品生产,进一步加快我市无公害农产品申报认证的步伐,目前已完成省全年申报任务;还积极强化无公害农产品管理,主动联系各生产企业,做好无公害农产品复查换证材料汇总上报工作,布置无公害农产品专项整治自查。此外,还组织实施了新农村清洁工程和农业面源污染监测径流小区建设,做好小区田间管理、观察记载、采送水样等工作,并认真开展*市野生植物资源调查以及编写《秸秆禁烧政协提案》、《2009年*市无公害农产品质量安全整治实施方案》。
7、推进效能建设,提高服务能力
全面贯彻落实市农委效能建设具体实施办法,结合中心实际,布置中心效能建设工作,根据《市农委2009年主要工作目标和重点工作任务分解表》,对照自身职能,分解制定单位、个人工作计划。为深入学习实践科学发展观,在认真理论学习的同时,市农技推广中心工会积极组织干部职工参与市总工会“千万农民工援助行动”、“同舟共济保增长,建功立业促发展”等各项活动,大力弘扬求真务实精神、民族精神和时代精神,倡导团结互助的良好风尚,强化了为民服务意识和效能意识。
8、千方百计寻机申报农业项目和招商引资
从思想上和行动上加大了申报农业项目和招商引资的力度,紧缩其它开支,制定《市农技推广中心招商引资具体实施办法》并下发文件,千方百计抓招商引资,力争农业项目在20*年的基础上又再上一个新台阶,目前已编报各类农业科技项目9个。同时,加强了项目资金的管理,做到了专款专用,以“高标准、高质量”的要求完成每一项农业科技项目。
二、下半年工作初步打算
1、继续抓好“三情”监测,组织实施好测土配方施肥、农作物病虫害综合防治,确保秋季农业丰收。
2、继续加强“三新”农业示范基地(片)建设,促进农业新技术的推广和普及。
3、继续抓好无公害农产品产地认定和产品认证工作。
4、积极参与基层农技推广体系改革与建设工作,创新体制和机制,提高农技人员服务能力和水平。
一、上半年工作小结
1、全力开展“三新”农业生产试验示范基地建设
按照市农委2009年的工作部署和本单位的工作要点,积极开展农业示范基地建设,以示范基地为载体,示范推广“三新”农业技术。在全市范围内,已建“三新”农业生产试验示范基地8个,分别是水稻精确定量栽培超高产示范基地、马铃薯稻草覆盖免耕栽培试验示范基地、特色白皮花生选育试验示范基地、优新抗病花生无公害栽培示范基地、棉花高产高效栽培示范基地、西瓜无公害栽培示范基地、“稻虾连作”生态模式示范基地、食用菌生产示范基地,共计安排试验示范项目9个。所有试验、示范基地建设做到有实施方案、有技术措施、有专人负责,并从品种选用、测土配方施肥、高产保优栽培到病虫草害综合防治等方面培训到户、指导到田,提供全程、面对面的技术服务,真正是做给农民看、带着农民干。
2、强化农民技术培训,提高农民素质
为提高农民科技文化素质,促进农业增效、农民增收,**市农技推广中心发挥自身技术优势,通过投标承担实施“琅琊区2009年民生工程新型农民培训项目”、举办“全市食用菌栽培技术培训班”等大型培训活动,广泛开展技术培训和技术宣传工作,全面提升农业技术“进村入户”的到位率与普及率。利用《**日报》、《农技推广》、《农作物病虫情报》、《土肥简报》和专业杂志刊登、发表专项技术材料近百期,同时通过“**三农网”、地方广播电视台和农技110等媒体传播实用农业信息,农技人员深入田间地头、进村入户接受农民的技术咨询,解疑释难,在很大程度上提高了技术到位率和入户率。
3、高度重视,打好抗旱保苗攻关仗
针对今年春节前后麦油罕见旱情,市农技推广中心高度重视抗旱保苗工作,组织技术人员深入各县(市、区)生产一线,实地调查各地抗旱保苗工作情况,及时提出有针对性地制定春季田管具体技术方案,并通过发放技术资料、赠送田管技术光盘等形式现场指导抗旱保苗及田管工作,为抗旱保苗工作提供有力技术支撑。
4、午季植保工作取得了突破性进展。
围绕市委市政府提出打造皖东“百亿粮仓”,提升粮食综合生产能力推进行动,突出午季植保工作服务于粮食生产安全开展工作。在强化农作物重大病虫害预警监测防控工作上有突破,实现了重大病虫预警监测准确率达到90%以上;在重大病虫防控工作上有突破,午季重大病虫处置率达85%以上,即虫害处置率达到95%以上、病害处置率达到70%以上,化学除草比例达到90%以上,农作物重大病虫害损失率降低到3%以内,超额完成了预案目标任务。
5、全面推进基层农技推广体系改革与建设
经各地农委和农技部门的共同努力,我市率先在全省完成基层农技推广体系改革任务。为切实发挥基层农技推广体系公益性职能,积极调研、总结基层农技推广运行机制创新示范站建设经验,指导基层完善其农技服务组织建设;召开了“基层农技体系管理座谈会”,就基层农技推广体系改革后,考核评价体系、管理模式、服务机制、推广方式方法创新带来的成效等方面的典型事例和经验,深入基层进行调研、总结,并出台了《“**市基层农技推广体系建设与机制运行创新活动”实施办法》。
6、稳步推进农业环保和无公害农产品认证工作
积极配合“国家无公害害食品行动计划”、“安徽省食品放心工程”和“**市农产品质量振兴计划”的实施,大力发展无公害农产品生产,进一步加快我市无公害农产品申报认证的步伐,目前已完成省全年申报任务;还积极强化无公害农产品管理,主动联系各生产企业,做好无公害农产品复查换证材料汇总上报工作,布置无公害农产品专项整治自查。此外,还组织实施了新农村清洁工程和农业面源污染监测径流小区建设,做好小区田间管理、观察记载、采送水样等工作,并认真开展**市野生植物资源调查以及编写《秸秆禁烧政协提案》、《2009年**市无公害农产品质量安全整治实施方案》。
7、推进效能建设,提高服务能力
全面贯彻落实市农委效能建设具体实施办法,结合中心实际,布置中心效能建设工作,根据《市农委2009年主要工作目标和重点工作任务分解表》,对照自身职能,分解制定单位、个人工作计划。为深入学习实践科学发展观,在认真理论学习的同时,市农技推广中心工会积极组织干部职工参与市总工会“千万农民工援助行动”、“同舟共济保增长,建功立业促发展”等各项活动,大力弘扬求真务实精神、民族精神和时代精神,倡导团结互助的良好风尚,强化了为民服务意识和效能意识。
8、千方百计寻机申报农业项目和招商引资从思想上和行动上加大了申报农业项目和招商引资的力度,紧缩其它开支,制定《市农技推广中心招商引资具体实施办法》并下发文件,千方百计抓招商引资,力争农业项目在20**年的基础上又再上一个新台阶,目前已编报各类农业科技项目9个。同时,加强了项目资金的管理,做到了专款专用,以“高标准、高质量”的要求完成每一项农业科技项目。
二、下半年工作初步打算
1、继续抓好“三情”监测,组织实施好测土配方施肥、农作物病虫害综合防治,确保秋季农业丰收。
2、继续加强“三新”农业示范基地(片)建设,促进农业新技术的推广和普及。
3、继续抓好无公害农产品产地认定和产品认证工作。
4、积极参与基层农技推广体系改革与建设工作,创新体制和机制,提高农技人员服务能力和水平。
1 品种特征特性
树冠半圆形,枝条开张,无刺或刺不明显。叶片椭圆形,叶缘缺刻比‘无籽沙糖橘’明显。花白色,5瓣,直径2.5~3.0厘米,花药12个;子房浅绿色,近圆形。果实扁圆形,橙黄色;顶部平,顶端浅凹,柱痕呈不规划的圆形;果皮0.15~0.20厘米,油胞凸出明显,密集,似鸡皮,易剥离;单果平均质量45.0克,可溶性固形物14.43%,总糖含量11.40%,总酸含量0.38%,维生素C 232.0毫克/千克,瓤瓣8~10个,彼此间易分离;汁多,化渣,清甜而有蜜味;单果平均种子数2.0粒以下,种子卵圆形,表面有棱纹。种植3、4、5年平均株产分别为18.3、28.6和40.3千克。结果树一年抽梢4次,主要是夏梢和秋梢,结果母枝以秋梢为主。结果树春梢2月上中旬萌芽,2月底至3月初现蕾,3月中下旬盛花,3月底谢花,开花前后第1次生理落果,谢花即停止,少量落果;5月上中旬第2次生理落果。果实12月上旬开始转色,1月下旬至2月上旬成熟。
2 栽培技术要点
关键词:野生水蕨;资源;生境;濒危;开发利用;保护
中图分类号: G40-056 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)22-52-2
1 野生水蕨种质资源概况
水蕨是一种在水沟、水田及沼泽地生长的蕨类植物。其生长环境特殊,水生或半水生草本植物,叶形多变,可作为观赏植物或净化水体的环境植物,根状茎短而直立,以须根固着于淤泥中。叶簇生,二型,光泽无毛,叶柄绿色,肉质,中空,长度因水深而不同。叶片多变,翠绿色,常不规则片状分裂或卷成粗条状,形似鹿角。孢子囊群沿主脉生长在叶片背后,棕色。不育叶直立或幼叶漂浮,狭矩圆形,长10~30cm,2~3回羽状深裂,末回裂片披针形或矩圆状披针形,宽约6mm;能育叶较大,矩圆形或卵状三角形,2~3回羽状深裂,末回裂片条形,角果状。植物种群的空间分布格局不但因种而异,而且同一物种在不同发育阶段、不同的生境条件下也有明显差异。水蕨种群分布格局类型为聚集分布型,但各种群聚集分布强度不同,种群的空间状况是衡量种群昌盛与否的重要指标,它还关系到种群的生存和进化,水蕨孢子及无性繁殖体近距离传播是造成其聚集分布的主要原因。
通过对景德镇野生水蕨的种质资源调查,所调查生境中水蕨植株长势良好,平均株高20cm,全株绿色,柔嫩光滑,茎发生叶5~8枚,簇生于短的根状茎上,根系浅,叶二型。营养叶2回羽裂浅裂,裂片卵状三角形,孢子叶2回羽状深裂,裂片线形,裂片两侧边缘反卷,内着生孢子囊,初时绿色,成熟时变为棕色,且裂片展开,孢子散落。供试水蕨生长地处于景德镇浮梁县地带,土壤肥沃。
表1中显示调查的6个水蕨种群所处的生长环境、种群面积、植株数等,并统计了调查数据和通过相关公式计算出了水蕨的盖度、多度和频度,调查时还采集了伴生种,其主要伴生种有:水竹叶、鸭舌草、异型莎草、水蓼、中华水芹等,伴生种中多度最大的是异型莎草、水竹叶、鸭舌草。水蕨在各群落中的多度差别较大,其中在人工水池和河边,水蕨的多度高,处于优势种群。
2 景德镇野生水蕨濒危原因分析
经过调查研究表明,景德镇野生水蕨濒危的原因有以下几点:
其一,因水蕨嫩叶可食用,因此当地人们把水蕨作为蔬菜,而野生水蕨被食用的时期正是水蕨繁殖速率最快的时期,水蕨得不到大量的繁殖,因此数量大大减少。
其二,景德镇人群在水生生境周围的各种活动导致水蕨濒危,例如,稻田中人们使用农药导致土壤的pH发生变化,日常生活中人们会排放废水到浅水沟中污染水资源,人们为了使农作物的更好生长会使用除草剂和一些化学药物,这些都是水蕨在景德镇地区数量减少的重要影响因素。
其三,随着经济的发展,有许多人把原来的稻田、湿地、水沟等水蕨生存的生境开垦出来做房屋,这样就破坏了水蕨原本的生活环境,适应水蕨生存的地方就越来越少,从而导致野生水蕨濒临灭绝状态。
3 近年来野生水蕨的开发利用现状
3.1 通过组织培养技术增大水蕨的数量
对于濒危物种水蕨,人们已经开始采取措施进行扩大水蕨的数量,其中,通过植物组织培养技术就是繁殖水蕨的方法之一,如蔡汉权等人以孢子叶为外植体研究了水蕨离体培养获得再生植株的方法,建立了水蕨孢子叶离体萌发获得再生植株的培养体系,通过试管苗的移栽获得了健壮生长的盆栽苗;罗桃等人研究了水蕨菜根段离体繁殖技术;田华林等人进行了传统的蔬菜种植模式的研究等。综合这些研究成果不难看出,利用组织培养不仅可以有效地对野生水蕨种质资源进行保护,而且还能利用该技术实现高效的快速繁殖和工厂化生产,这为今后深入开发利用该植物资源打下了牢固的基础。针对组织培养技术,本人也开展了相关实验。
首先,利用不同浓度的激素和不同种类的激素的各种搭配进行实验,然后筛选出最好的能培养水蕨愈伤组织的一组激素。
其次,根据文献记载的实验方案,在其实验方案上做一些激素种类的更改或浓度的调整,探索是否能有更好的一组激素能在水蕨愈伤组织的水平上培养水蕨的生根。
最后,探究水蕨生根后的生长环境。
3.2 进一步探究繁殖水蕨栽培技术
因为组织培养技术繁殖水蕨时间较长,过程复杂,所以我们需要寻找更简便的方法繁殖水蕨,其中营养繁殖是水蕨最简易便捷的繁殖方式。水蕨植株在老叶上常长出不定芽,即芽孢,芽孢可发育成新的植株。这些小植株具有完整的根、茎、叶,是一个完整的植株。长到3~4 片叶时,可将其剪下用普通、不渗水的容器如水杯进行培养。在水杯底部垫置一层淤泥,将根部埋入泥中,然后向水杯中注入一层浅水即可。为使植株生长迅速,可施用少量化肥促其生长。日常管理水蕨属于水生型植物,人工栽培管理比较容易。植株定植后处于一种放养状态,可与一般的浅水生型植物如卤蕨、睡莲、菖蒲、水芋等一起种植,但应保证充足的供水。由于植株有休眠特性,冬季其地上部位枯萎,可将枯萎部分直接埋入植株根部淤泥中,可供给来年的养分。
4 结论
目前,景德镇的水蕨生长良好, 但受环境恶化影响已越来越严重, 可能处在濒危状态,因此要保护好景德镇的水蕨必须有针对性地采取以下保护措施。
①动员当地农民保持一定面积芋田或蔬菜田, 因水蕨是根生浅水生或湿生植物, 在较为干燥的旱地上或较深的水体均不能生长。水稻田虽然也有水, 但可能水蕨幼苗期并不适应长期淹水, 而且人们可能因农作物需要,会喷洒一些农药和除草剂,因此不能很好适应水蕨的生长。所以只有适当面积的芋田或湿生蔬菜田为水蕨提供适宜的生境, 水蕨才可以长期生存下去, 从而达到就地保护的目的。
②选择合适的环境进行迁地保护。在景德镇学院或景德镇植物园等单位建立水生植物区进行迁地保护。
③开展繁殖技术研究。掌握有效的育苗技术, 扩大种群规模, 为水蕨保护提供技术保障。
④在解决育苗技术的基础上开展开发利用研究, 尤其是作为水生蔬菜。
参 考 文 献
[1] 郭忠海,陈贤兴,季来晓,厉朦朦,丁炳扬.水蕨――温州新发现的国家二级重点保护野生植物[J].安徽农业科学,2007(35):11444.
[2] 戴锡玲,曹建国,王全喜.水蕨孢子壁的形成和发育[J].植物学通报,2008(01):72-79.
[关键词] 黄淮平原;野生半夏;资源濒危;产地变迁
[收稿日期] 2013-04-04
[基金项目] 国家科技基础性工作专项重点项目子课题(SB2007FY020)
[通信作者] *周建理,教授,Tel:(0551)5169306,E-mail:jlzhou55@sina、com
[作者简介] 穆二廷,硕士研究生,Tel:13605693137,E-mail:muerting@sina、cn 半夏为天南星科植物半夏Pinellia ternata(Thunb、) Breit、干燥块茎。具有燥湿化痰,降逆止呕,消痞散结的功效[1]。黄淮平原位于河南东部、山东西部黄河以南及安徽、江苏的淮北地区,主要由黄河、淮河下游泥沙冲积而成,地形平坦。黄淮平原处于向亚热带过度地区,这里农作物旱作为主,多为一年两熟。主产小麦、玉米、大豆、棉花等作物。
1 古代黄淮平原半夏道地性的形成
1、1 黄淮平原几个道地半夏区域 黄淮平原区是我国地产野生药材比较少的地方。半夏是这里为数不多的几种道地野生药材之一,形成了数个地道药材产区。包括邳半夏、宿半夏、颖半夏、焦半夏、息半夏、唐半夏等。邳半夏产自江苏北部古时的下邳(主要为江苏北部铜山、睢宁、涟水一带),相传东晋葛洪就曾推荐过邳半夏[2]。宿半夏因产于位于安徽北部的宿州一带而得名,光绪年间的《宿州志》有过记载 [3]。颖半夏产于古颍州府(现在的安徽的颍上、阜阳)而得名[4]。焦半夏出自安徽的阜南县的焦陂镇而得名。息半夏来自河南的息县,唐半夏是唐河县的道地药材,地处豫西南南阳盆地[5]。从地理环境上看,6种道地半夏所处地区都是平原,气候属于半湿润暖温带季风气候,年平均气温在14~15 ℃,降水量在900 mm左右。
另外在长江中下游地区的湖北荆州的荆半夏、安徽池州的殷半夏、桐城的桐半夏和江苏泰州的半夏。主要生长在以棉田为主的旱地,所以又称之为棉区半夏。其中以湖北荆州产的荆半夏质量最佳。《中国中药区划》[6]记载,20世纪80年代,全国野生半夏蕴藏量大概在1 340万 kg,主要集中在黄淮平原地区。处于长江中下游的的产区蕴藏量较小。
1、2 农业作习与半夏道地性的关系 半夏是一广布物种,我国除了内蒙古、新疆、青海、和海南之外各省均有野生分布。半夏的野生分布分为两类,一类是在山野中纯野生的,还有一类是农田杂草式的野生。半夏喜湿、但怕水淹,山野中主要分布于湿润的林下、沟边。由于山野半夏块茎小,采挖效率低,很少能形成商品药材。历史上在旱作农田中半夏是一种难以锄净的杂草,由于其小块茎复发能力极高,农民只能采用在耕后的地中拾取块茎的方法来控制其繁殖量。部分农民会把拾取的块茎当做药材出售,这种除草过程的副产物自然就成了半夏药材的最主要来源。
《名医别录》记载半夏“生槐里川谷”,即陕西南郑县、兴平县一带。《本草经集注》:“槐里属扶风(陕西关中一带),今第一处青州,吴中亦有,以肉白者为佳”。青州即山东济南、胶东一带;吴中即江苏苏南一带。唐《千金翼方》中认为地道药材应属于今湖北谷城、江苏镇江、安徽宜城一带所产。宋代《太平御览》“建康出半夏,极精”,(建康即南京)。近代,《药物出产辩》[7]认为“产湖北荆州为最好”(荆州即今湖北江陵一带)。《中国道地药材》认为“半夏现时以湖北、河南、山东所产为佳”。从文献记载来看,半夏早期秦川一带[8],后来随着中国古代农业发展变化迁移至山东、河南、安徽、江苏一带。可见,半夏商品的集中产地也是农业较为发达的地方。
半夏有“一年两伏”的习性,即春发-夏枯-秋发-冬枯,故最适合于一年两熟的旱地。因为在每次耕种之时,半夏的种子(包括新萌的小块茎)已经成熟,农民为作物提供的耕耘、灌溉、施肥也都会成了半夏生长的动力。虽然长江中下游地区气候更为湿润,更适合半夏生长,有湖北荆半夏的质量最佳一说。但这里以水稻为主,旱地少,半夏产量不大。再往南,旱田更少。而黄淮平原有绵延上千里旱-旱两熟区,除草会有大量的商品半夏产出。由于半夏属喜湿植物,故其道地多分布于黄淮平原的南缘,由东北向西南沿降水约900 mm一线。
1、3 半夏自身品质与半夏道地性的关系 传统上半夏以大粒色白者为佳,这是决定半夏道地性的重要因素之一。平原地区的农田耕作频繁,两千年的农作使得半夏进化得非常适应农田耕作,人工提供的良好的水肥条件使得这里半夏往往要比山野中的半夏块茎更大。课题组在萧县调查中曾采到块茎直径达5 cm的半夏标本。块茎大的半夏,价格高,易于采收,有很好的经济效益。这里人口分布密集,产销更为方便。传统半夏的道地产区自然也会集中在这里,逐渐的形成了道地性。
2 黄淮平原半夏资源的消亡和主产区的转移
据课题组最近多次深入黄淮平原地区进行实地调查只在一些荒废的果园、路边林下偶尔找到一些野生半夏群落,农田中基本见不到。
究其原因,这主要是除草剂的大量应用的结果。近年来黄淮地区的农田锄草几乎完全依靠除草剂,这对半夏的杀伤是毁灭性的。而原本山地野生半夏又难以形成大宗商品药材。故半夏药材自20世纪80年代以来逐渐转为人工种植。目前栽培半夏的除草和采挖工作量很大,需要占用大量劳动力。随着黄淮平原社会经济的发展,劳力成本也在不断上升。在调查中发现,黄淮平原只有唐河县和息县的部分地区可见小规模种植。半夏主产地已向人工成本相对较低的西部和北部贫困地区转移。即现在贵州的郝章、山西的新绛、甘肃的西和等地(图1)。
3 小结
黄淮平原由于适合的气候条件和一年两熟的耕作习惯形成了野生半夏的早期道地性产区。当时出现了一些地方道地性半夏,如宿半夏、焦半夏、唐半夏等。近20多年来,除草剂的大量使用导致半夏的逐渐消亡,种植半夏规模萎缩并渐渐转移到我国西部和北部。如甘肃、贵州、山西等地。
同时,由于大量除草剂的使用,黄淮平原的植物多样性正在发生变化,该地区的其他野生常用中药也遭受同样的命运,如药用植物香附也在逐渐消亡。必须指出,在广阔的黄淮平原上,野生植物资源正在遭受着从未有过的严峻考验。尽管黄淮平原的野生植物资源给当地的百姓带来的利益不大,但从自然环境的可持续性上,应采取措施避免这种现象继续恶化。
图1 我国半夏产区变迁图
Fig、1 The transition diagram of wild Pinellia ternata in our country
[参考文献]
[1] 中国药典、一部[S]、 2010:110、
[2] 邳州市侨办、邳州“六宝”[J]、江海侨声,1997,22:39、
[3] 黄振武、宿半夏规范化栽培技术[J]、北京农业,2004,6:13、
[4] 薛建海,刘子贵、颖半夏的产地加工[J]、中国中药杂志,1990,15(5):29、
[5] 吴立明,程晓卫、南阳道地药材唐半夏本草考证及资源调查[J]、国医论坛, 2005,20(6):42、
[6] 中国药材公司、中国中药区划[M]、北京:科学出版社,1995:101、
[7] 周荣汉、中药资源学[M]、北京:中国医药科技出版社,1993:548、
[8] 胡世林、中国道地药材[M]、哈尔滨:黑龙江科技出版社,1989:488、
Endangered resources and origin changes of Pinellia
ternate in Huanghuai plain
MU Er-ting, ZHOU Jian-li*
(Department of Pharmary, Anhui Uniwversity of Chinese Medicine, Hefei 230031, China)
[Abstract] The wild Pinellia ternata resource was surveyed by field investigation, visiting surveys combine with literature study and changing factors of the wild P. ternata in the area of Huanghuai Plain were analyzed. The results indicated that Huanghuai Plain wild P. ternata resources were scarce and nearly extinct. The chemical farming methods in Huanghuai Plain have endangered the survival of the wild P. ternata.
关键词:绿色农业;发展;思考
中图分类号 F30 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)11-01-04
当前,在实现农业现代化的大目标下,出现了白色农业、节水农业、立体农业、设施农业、观光农业、绿色农业等多种农业模式,而绿色农业在农业现代化的大背景下已经具备了一定的技术积累和发展经验。到得了各级政府的高度重视和广大农民的肯定与接受,绿色农产品也赢得了城乡消费者的欢迎和青睐,成为引领我省农业发展的新模式。但是绿色农业发展是一项复杂的系统工程,应根据各区域的气候、资源、环境、人文等条件,坚持保障农产品安全、保护生态环境、节约利用资源三位一体,提出相应的绿色农业发展规划,以实现绿色农业发展的多样性和区域独特性。
1 绿色农业的内涵
绿色农业即是全面、协调、可持续发展观念在农业上的体现,它根植于中华农业文明之沃土之中,又吸纳现代农业最新技术和装备,是区别于其他农业模式的现代化农业的一种新模式,它以保障农产品安全、生态环境安全、资源合理利用为目标,提高农业的综合效益。从技术层面讲,绿色农业就是运用绿色农业技术,控制化学肥料、农药等化学物质的投入量,促进农业生物资源的循环利用,保护和合理利用农业资源,以实现满足人们需求的充足的绿色农产品和良好的生态环境。从国计民生角度说,绿色农业是我国经济发展进入新常态的必然选择,是实现“两型”社会战略思想的必由之路。绿色农业既要保护生态环境和资源的合理利用,又要为人们提供营养健康、安全卫生、数量充足的绿色食品,实现食品安全战略。从管理角度讲,绿色农业主要强调农业全程一体化管理新理念,围绕优质、安全、营养的绿色食品生产这条主线,营造美好乡村、幸福农民、高效农业为背景,严格遵循产前、产中、产后的全过程控制,实现农业一二三产业融合。最终实现人与自然、人与人、人与社会的和谐发展。
2 发展绿色农业的意义
2.1 保障农产品质量安全 绿色农业要求在农产品的种植、养殖、加工、包装、流通、销售等环节实行一体化经营管理。既要制定产前的产地环境,产中的投入品,产后的加工、包装、运输、销售的绿色生产规程,又要制定了鲜活农产品和加工农产品的质量安全标准。通过企业建立绿色农产品生产、加工基地,规范包装、流通渠道,标识绿色食品标志,建立绿色农产品专卖店,形成农产品绿色通道。更好地确保农产品的质量安全,对打消城乡居民对食品安全问题的担忧。
2.2 推动资源节约和合理开发利用 面对人口多,人均资源少,生产规模小,资源浪费严重,农业资源利用率低等的现实,发展绿色农业是解决这些问题的最佳途径。通过秸秆还田、良种良法配套、测土配方施肥、绿色防控等绿色技术,在实现生产的节本增效和农业资源的合理利用的同时,进一步促进农业废弃物和农业生物资源的开发利用向良性化、产业化方向发展,对催生农业新兴产业,优化农业产业结构,繁荣农村经济都具有重要的意义。
2.3 促进环境友好和社会和谐发展 绿色农业强调以保护优良生态环境为基础,以生产绿色农产品为核心,在保证增加绿色农产品的同时,兼顾生态环境的保护,而且把这一原则贯穿到农业生产、加工、包装、运输、销售的全过程中,把保护环境纳入农业生产管理领域是一种创举,是一种新模式,把农事活动提升到建设环境友好型社会以及人与自然和谐发展的战略高度,并赋予现代农业新型功能。
2.4 带动农业技术体系建设和产业结构调整 发展绿色农业将进一步促进农业高新技术特别是绿色技术的研发与推广,带动绿色农业技术体系和标准化体系的建设,推进农业经济的升级调整和战略转移,加快农业经济走向国内、国外两个大市场,实现农产品质量标准与国际接轨,确保整个国民经济的良性发展和农业可持续发展,满足新世纪城乡居民高质量生活需要,具有深远的意义。
3 发展绿色农业的关键技术
绿色农业技术是在农业生产环节,以生产绿色农产品和绿色食品原料,以减少环境污染和资源节约利用为目标的环保型、节约型、增产型农业技术,主要指良种良法技术、绿色防控技术、秸秆还田技术、测土配方施肥技术、农机农艺结合技术和农业信息技术等现代农业技术及其集成体系。绿色农业技术是绿色农业发展的基础和保证。10多年来,绿色农业技术的研发和示范推广,虽然取得了一定的成效,但还是存在着绿色技术供应不足,技术体系不完善,技术研发投入不够,绿色技术推广存在诸多障碍等问题。
3.1 良种良法配套技术 优良的品种,必须有相应配套的栽培技术措施,才能使优良品种种植效益最大化。采取良种良法配套,是发挥优良品种种质潜力的有效途径,也是绿色农业节本增效的根本所在。
3.1.1 选育和示范推广优良品种 优良的品种是发展绿色农业的技术基础。选育和示范推广优质高产、多抗广适、节水省肥、适宜机械化以及专业化栽培需求的优良品种是绿色农业技术应用的关键。
3.1.2 因地制宜选用品种 根据不同区域选用良种。不同地区的气候、土壤、水利、生产水平等环境条件不同,适宜不同的品种要求;根据不同田块选择良种。根据不同田块的肥水条件、小气候环境,种植相应的作物品种;根据不同耕作制度选用良种。不同的耕作制度,对品种的要求也不同,根据自然灾害特点选用良种。应分析当地的病虫和自然灾害特点,对品种的抗性和生长期作选择性调整。
3.1.3 品种的合理布局与搭配 通过合理调整品种种植布局,使品种生育特点符合本区域的自然环境、土壤、气候、无霜期等生态条件以及社会生产条件,充分发挥品种的增产潜力。
3.1.4 适宜的栽培技术 不同的品种虽有一些共性,但有其不同的特点,应采用相应的栽培措施,这样才能充分发挥良种增产作用。适宜的栽培措施不仅能提高品种的产量和品质,而且能节约生产成本和保护生态环境。
3.2 绿色防控技术 选择抗病、耐虫和抗逆性强的农作物品种为首要措施,推进以清洁化栽培为主的农业防治,以保护天敌和性诱剂为主的生物防治,以太阳能诱娥灯为主的物理防治等绿色防控技术的融合使用。依法推广高效低毒低残留农药,示范推广大中型高效药械,推行精准施药、减量控害,实施病虫害统防统治等节药少药防控技术。以保障农产品质量、农业生产和生态环境安全为主要目标。
3.3 秸秆还田技术 秸秆还田是充分利用农作物丰富生物资源,促进农业长期可持续发展是当前农业亟待解决的重要课题,秸秆还田可培肥地力、平衡作物营养、减少化肥投入、调节土壤温湿度、增强作物抗灾稳产能力,对促进农业节本增效、减少环境污染具有重要的作用。
3.3.1 堆沤还田 秸秆堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥,在腐熟后施入土壤的方式,根据含水量分沤肥还田和堆肥还田。秸秆堆沤时腐熟矿化加速,释放养分,降解有害的有机酸、多酚等,可杀灭寄生虫卵、病原菌及杂草种子等。
3.3.2 过腹还田 过腹还田是指秸秆在饲喂牲畜后,以畜粪尿施入土壤中的方式,其经济与生态效益明显。秸秆是反刍家畜粗饲料的重要来源,被养殖动物吸收的养分转化为肉、奶等,提高了经济效益,又实现了资源循环利用。但由于有些作物秸秆不适宜直接饲喂,可通过物理(切段、粉碎、浸泡)、化学(氨化处理、碱化处理)、生物(微贮、青贮)等方法的处理提高其饲用价值。
3.3.3 直接还田 秸秆直接还田快捷、省工。秸秆数量较多可采用直接还田方式,在前茬收获时,直接将前茬秸秆通过机械粉碎,撒施秸秆腐熟剂,促使短时间腐烂,在后茬播种或移栽前翻入土中,可及时处理大量秸秆,避免焚烧污染环境。还有一种覆盖还田,是指种植作物时,将秸秆覆盖于后茬作物播种行间的土壤表面,在作物生长期中缓慢腐烂,可提高土壤有机质,调节土壤温、湿度。但有些作物秸秆纤维硬度高以及后茬作物的要求,可以留高茬还田,即作物收割时提高留茬高度,翻耕后使根茬在田间腐烂分解,可提高劳动和能源投入效益,且秸秆分布均匀,群众易接受,可用于多种作物。
3.4 测土配方施肥技术 自2005年以来的10多年时间,我国加强了测土配方施肥技术的推广力度。国家财政投入大量资金,取得了一定的效果,但测土配方施肥技术在实施与推广过程中遇到了诸如土壤养分分布不均、基础数据缺乏、一家一户小农经营、配方肥料监管难题以及推广模式不完善的问题,严重阻碍了该技术的推广。但随着农业生产经营体制的变革,新型经营主体的科技素质的提高,农业生产经营规模化、集约化程度的提高以及信息化技术在农业上广泛应用,测土配方施肥技术必将在绿色农业发展中得到大面积推广应用。测土配方施肥技术主要由“测土、作物、配方、配肥、施肥”5个技术环节组成。在绿色农业内涵上的测土配方施肥必须坚持“有机肥料为主,化学肥料为辅”的原则,根据不同作物进行测土、配方、配肥、深耕深肥、分期施肥等成熟技术以及高标准农田建设,开展以改良土壤、培肥土壤为目标的一系列技术集成。实现既节肥增产又改良土壤的目的。
3.5 农机农艺结合技术 农艺指农作物的品种选育、栽培技术、种植制度等农业技艺,涉及到农作物生理、科研、生产等各方面。农机是指用于农业生产及其产品初加工等相关农事活动的机械、设备。农机和农艺的结合是实现农业全程机械化的动力,是先进农艺技术效益最大化的扩散剂。我省农机农艺结合技术分农机适应农艺、农艺适应农机、创新农艺与创新农机协调发展3个阶段。
近年来,在国家一系列强农惠农政策的引导和扶持下,农业机械化取得快速发展。2012年我省耕种收综合机械化水平达到73.5%。农机农艺协调发展条件已经成熟,农业生产全程机械化的愿景即将来临,这必将极大地推动我省绿色农业的大发展。
3.6 农业信息化技术 信息技术是研究信息的生产、采集、存储、变换、传递处理过程及其利用的新兴科技领域。它集通信、计算机和控制技术于一体,又称之为“3C” 技术,其内容包括信息接受技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。
进入21世纪的今天,信息技术在农业上的作用越来越突出,其地位也越来越显著,应用越来越广泛。利用最新的信息技术来改造传统农业,与绿色农业融合发展,是现代农业发展的必由之路。
信息技术在农业上的应用主要有3个方面。一是农业决策系统,即农业规划系统(PS)、农业专家系统(ES)、农业模拟决策系统(SDS)、决策支持系统(DSS),也就是通常所说“4S”。二是农业监测体系,主要是遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS),也称之谓“3S”技术。三是技术服务体系,即通过视频、图片等生产信息反馈系统,设施农业控制系统,实现远程专家诊断和远程控制管理。随着信息技术集成化、专业化、数字化和全球化的发展趋势,必将引领绿色农业跳跃式发展。
4 发展绿色农业的措施
4.1 政府政策支持首先在于制定绿色农业发展规划 目前,我省绿色农业发展处在重要时期,关键是要建设一批专业化、规模化和标准化的种养业绿色食品基地。各级政府应发挥主导作用,成立专门领导机构,要在原有农业资源调查与区划的基础上,采用信息技术等现代技术手段,并结合传统方法,继续做好绿色农业资源调查,建立绿色农业资源管理信息库,确定绿色农业的适宜发展区域及范围,为绿色农业的发展提供科学依据。要在综合分析、科学论证的基础上,确定各地绿色农业的发展目标、重点产业、技术措施、政策保障等,为绿色农业的发展做好全面统筹规划。
4.2 加快技术研发与集成 绿色农业是知识型农业,需要系统的农业高新技术予以支撑。要抓好绿色农产品生产加工过程中的现有技术落实,强化绿色农业全过程的技术研究与集成。鼓励农业企业及相关科研部门加大适合绿色农业发展的种苗、肥料、农药、饲料、兽药以及贮藏、保鲜和包装材料等新技术新材料的研发投入,增加绿色农业技术储备,通过原始创新和集成创新,形成包括产地环境标准、生产技术规程、加工与包装准则、农产品质量安全标准等绿色农业技术与标准化体系,从而提高科技成果对绿色农业的贡献率。
4.3 完善示范推广体系 全省各地在促进农业生态示范园区建设的同时,加强农业新型经营主体和科技示范户的培育,形成区域现代农业示范网络,大规模开展绿色农业技术及技术体系的示范。进一步加强对新型职业农民的培训,增加绿色农业生产与加工技术的一系列培训内容。加强基层农技推广队伍建设,继续开展技术指导和产前、产中、产后的技术跟踪服务,扩大技术人员包村联户行动规模与范围,使农民能够按照统一的技术标准进行种植、养殖、收获、贮藏、加工。形成一套健全的基层农业示范、培训和推广体系。
4.4 倡导绿色消费观念,规范绿色消费市场 在强化绿色农业技术与绿色农产品生产加工标准化示范推广的同时,加大绿色消费、低碳消费的宣传力度,营造绿色消费的舆论氛围,增强全社会绿色消费观念,形成绿色出行、绿色消费、低碳消费的社会风尚。但由于知识水平、收入水平、社会阶层等差别,导致人们在消费上也存在很大的差异。因此,以“绿色食品”为核心的绿色农业的营销活动,必须对生产者利益、消费需求、环境保护三者的关系进行正确的处理,统筹兼顾,力求达到经济效益、社会效益、环境效益的统一。以绿色食品为绿色农业的终极产品,其营销活动主体首先进行市场定位,确立消费群体,强调“自然、健康、绿色”的品牌理念,建立适应绿色食品的直销专卖店,形成从生产、加工、销售一条龙的绿色食品营销通道,逐步构建市场体制下的优质优价体系。
4.5 发挥农业经营主体作用,建立多元化投融资体系 农业产业化企业、各类专业合作社和家庭农场是发展绿色农业的主体,政府与金融部门给予一定政策引导、项目扶持、税收减免、信贷支持、产业保险等优惠政策。设立绿色农业发展专项基金,鼓励各类经营主体进行适度规模经营,支持从事绿色农业生产和加工的农业生产经营主体,扶持龙头企业,加强技术改造和技术创新,引进国际一流的生产设备,提高精深加工水平,深度开发绿色产品、高档产品、名牌产品。充分发挥龙头企业的带动作用,积极发展各种形式的“订单农业”,引导龙头企业与农户建立紧密型的利益联结机制,促进绿色农业的发展。鼓励和扶持绿色农产品市场前景好、科技含量高并已形成特色的高新技术企业,支持其整合资源、集团改制并上市融资。进一步推动农村金融体制改革,放活农村金融市场,鼓励多渠道组建农村金融担保和农业保险机构,放宽农村贷款抵押限制,扩大农业保险范围。逐步建立龙头企业投资、政府扶持、社会融资的信用程度高的多元化投融资体系。
4.6 健全农产品检测与监督体系 由于长期存在对农产品安全问题的重视程度不够,农产品检测体系不健全,农产品检测手段、设施落后,检测机构内部人员的水平较低等问题,使农产品质量跟踪检测严重滞后,造成人们对食品安全的恐慌,使食品安全信誉度下降,产生很大负面影响,更不利提高我国食品的国际竞争力。发展绿色农业除了节本增效和保护生态环境,最终就是向人们提供“安全、营养、健康”的绿色农产品。为保障绿色农业的健康发展,维护广大消费者的切身利益,打击假冒伪劣绿色农产品,为绿色农业保驾护航。因此,健全农产品检验检测与监督体系势在必行。
4.6.1 建立农产品检验检测网络 针对当前农产品检测存在的诸多问题,相关部门应给予高度重视,有目标地进行统筹规划、因地制宜、合理布局、有序建设。加大检测人员队伍建设,完善检验检测设施设备,统一标准、统一管理,按照区域建立标准化农产品检测中心,逐步构建农产品检测网络。
4.6.2 加强立法,严格执法 政府要加强立法力度,在《食品安全法》和《农产品质量安全法》的基础上,制定严格的农产品检验检测标准,同时要推出专门的农产品安全法律法规,让农产品的安全问题有法可依,有法必依。随着食品市场国际化程度的提高,食品安全法规和食品安全监督必须与国际接轨,因此,必须用严格的法规制度来保证我国绿色农产品市场秩序。加强执法力度,坚决打击生产销售不合格农产品的商贩,整顿市场秩序,不给不法商贩违法的机会。
4.6.3 加强监督管理力度 农产品安全特别是绿色农产品质量安全监管必须是生产、加工、包装、流通、销售等环节全程监管。食品管理、卫生防疫、农产品质量安全管理等部门应合力执法,制定绿色农产品全程档案记录制度和质量追踪制度,定期不定期地对绿色农产品全过程进行督查和抽样检测,加大处罚力度,严格把好农产品的质量安全关。同时动员社会力量监督,实行有效举报奖励制度,形成农产品质量安全监管的一张天网,让不合格农产品无处产生。
5 结语
5.1 发展绿色农业时机已成熟 发展绿色农业是具有提高资源利用效率、提高劳动生产率、保护生态环境、提供绿色食品等综合效益的新模式,是符合中国国情的有效发展途径。自2003年以来,绿色农业经过10多年的发展,已经具备了一定的技术积累和发展经验,也得到了各级政府、社会各界和广大农民的肯定和欢迎,成为引领未来我国农业发展的新模式。绿色农业大发展的时机已经成熟,全力推进绿色农业发展正当其时。
5.2 尽快形成标准化技术体系 目前,绿色农业技术供应不足、储备不够,技术体系不健全,应加大绿色农业技术的研发力度,形成多类型的绿色农业技术体系和绿色农产品标准化体系是今后一段时间农业科研工作的重点。
5.3 发挥政府主导和企业主体作用 发展绿色农业必须以政府为主导,龙头企业、农民专业合作社和家庭农场为主体。必须加大宣传与培训力度,整合基层技术服务资源,支持龙头企业从事技术改进和创新,加快企业现代企业制度改造,开放农村金融市场,逐步建立和完善企业投资、政府扶持、社会融资信用度高的投融资体系。
5.4 加强监管,促进绿色农业的发展 为保障绿色农业的健康发展,维护广大消费者的切身利益,打击假冒伪劣绿色农产品,为绿色农业保驾护航。
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关键词农村生态旅游;麦秸沟流域;评价方法中图分类号F59o.3文献标识码A文章编号0517—6611(2011)27—16929—04AnalysisandEvaluationofRuralEcotourismResourcesHAoMi-naetal(ZhejiangDesignInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower,Hangzhou,Zhejiang310002)AbstractAccordingtoinvestigationofthelandscapelayout,environmentalquality,biologicalresources,cuhuralresourcesandnaturaldis-astersofMaijiegoubasin,themethodsofbiologicaltouirsmresourcesanalysisandscenicresourcesevaluationwerecombinedtoanalyzethetypes,quantity,densityandcoverageofbiologicalresources,aswellasthebuildingyears,geographiclocation,scarcitydergeeandtouirstquantityoflandscaperesources.andevaluatetheecotourismresources,thusthedevelopmentprospectofecotouirsminMaijiegoubasinwaspredictedtoproviderefeFencesforthedevelopment,designandscientificmanagementofruraleeotourism.tKeywordsRuralecotourism:Ma~iegoubasin:Evaluationmethod生态旅游是以生态学原理为指针,以生态环境和自然资源为导向开展的一种既能获得社会经济效益,又能促进生态环境保护的边缘性生态工程和旅游活动。目前,生态旅游己成为旅游业中最新的国际流行色,并被誉为“绿色旅游”。
生态旅游从旅游者和旅游目的地二者相结合的角度考虑,实际上是保护大自然,实现环境保护和旅游可持续发展的开发形式。与传统旅游相比,具有投入低、效益高、环保性和自然性等特点。发展生态旅游具有十分重要的意义,可以保护农村生态平衡和自然环境,发挥生态效益,同时也可进一步为农村环境建设提供必要的资金,真正发挥绿化在文化教育、科学考察、卫生保健、环境教育、旅游观光上应有的功能,提高群众的环保意识。能为当地居民提供就业机会,促进当地社会、经济的发展和人民的脱贫致富。
生态旅游在我国起步较晚,现在处于初级阶段,各地区’都有以当地生态环境优势发展生态旅游的例子。深刻认识生态旅游在中国,特别是农村地区的发展,对其生态价值、社会价值进行全面估量是十分必要的。笔者通过考察麦秸沟流域资源条件,分析其发展旅游的优势,并采用生物游憩资源分析和风景资源评价相结合的方法对其生态旅游资源进行评价,从而预测麦秸沟流域生态旅游的发展前景,以期对各地农村生态旅游区建设规划具有理论和实践指导意义,同时也希望能给其他尝试开展农村生态旅游的地区提供借鉴,促进当地经济、社会和生态效益的可持续发展。
1研究区概况及研究方法
1.1研究区概况麦秸沟流域位于陕西省泾阳县北部的龙泉乡刘德村(108。51~108。54E,34。4115”~34。4145”N),流域面积860km,属于泾河水系二级支流,为土石沟壑区,海拔高程593~452m,相对高差1401TI左右。流域呈扇状,主沟道长2000m,沟壑密度0.58km/km2。土壤以红土■作者简介收稿日期郝咪娜(1981一),女,新疆石河子人,工程师,从事水土保持研究、环境影响评价、生态环境研究,E-mail:haomina2004@163.com。
20116-2O
为主,有效土层厚度在0~30cm。天然树种主要为野生酸枣,草主要为菊科蒿草。年均降水量543mm,年均气温l3℃,l0℃以上积温在4100~4500℃;年均日照时数2192h,无霜期213d。
麦秸沟流域生态旅游区是在麦秸沟流域生态综合治理示范区基础上建立的。该地历史上因处旱腰带,水土流失面积大,土壤养分含量低,年年广种薄收,经济条件比较落后。
当地一名中学教师为了改变家乡落后面貌,拿出自己所有积蓄承包了刘德村北的荒沟荒坡,并且以得天独厚的天然酸枣资源嫁接各类名优枣类品种,使嫁接成活率达90%,很快将当地资源优势转化为经济优势。另外,旅游区还针对当地野草资源丰富,农作物秸秆利用率低的特点,积极发展养殖业,喂养奶牛,利用粪便产生沼气,利用土肥供养草(树木)达到保持水土、保护生态环境的目的,促进了生态系统的良性循环。旅游区主要景点如下。
1.1.1各类枣坡。充分利用天然酸枣资源丰富的优势,嫁接各类名优枣种153.3hm2。当年嫁接,当年收益,资源优势转化为经济优势。枣类品种有梨枣、冬枣、雪枣、冰枣、晋枣、油枣、干花冬枣,丰富的枣类资源构成景区一大特色。
1.1.2其他经济林和林木。在原退耕坡台地上,营建葡萄园25.0hm,栽植石榴12.0万株,日本甜柿13.0万株,花椒2.0万株,香椿2.5万株,雪松、杨柳等3.0万株。覆盖了12座荒坡地,当地生态环境得到了明显改善。
1.1.3现代化奶牛场。旅游区针对当地野草资源丰富、农作物秸秆利用率低的特点,积极发展养殖业,促进生态系统良性循环,现己建成现代化奶牛场1座,有奶牛100多头。
奶牛场利润较高,同时也是旅游参观的绝佳去处。
1.1.4温泉游泳池。旅游区地下水丰富,温泉资源是其一大特色。旅游区充分利用这一特色,建成2600m2游泳池兼蓄水池1个。游客在盛夏避暑旅游观光后,还可在游泳池尽情嬉戏游玩,享受温泉浸泡。
1.1.5其他。旅游区还有窑洞宾馆1座,内有窑洞50多眼,新修旅游道路20多条,并在道路两侧安装路灯,打深井639卷27期郝咪娜等农村生态旅游资源分析与评价研究1693120.8℃,降雨多集中于7~9月,干燥度小于1.52,秋季雨量充沛,日照偏少;冬季干旱,日照多,气温偏高。秋季是造林黄金季节,麦秸沟流域各项气候因素具体如表5和表6。表5中的适宜度由适宜月个数/12个月获得,适宜温度为20~25℃、湿润度为0.4、日照时数为210h以上、风速小于3m/s。
表5麦秸沟流域各项气候因素及其适宜度Table5EachclimaticfactorandtheirsuitabilityinMaijiegoubasin注:资料来源于泾阳县水土保持站2004—2008年统计资料的整理平均值。
Note:ThedataisfromtheaveragevalueofstatisticsinwaterandsoilpreservationstationinJingyangCountyfrom2004to2008.表6日平均气温稳定的初终日期及积温Table6Startandenddatesofsatbledailyaveragetemperaturesnadaccunmlatedtemperature由表5及表6可以看出,麦秸沟流域5~9月的温度、湿润度、日照时数、风速均符合适宜指标,是旅游的黄金季节。
1、2、1l、12月这4个月气候干燥,温度较低,日照较短,从气候上来说不是旅游最适宜的时期,但是在这4个月中,麦秸沟流域被白雪覆盖,加上地势起伏、可以滑雪欣赏冰凌树挂,别有情趣,因此也有游人前来游玩。3、4、10月这3个月温度、湿度也比较合适,且正值树木发芽或收获果实的季节,也不乏旅游者前来观赏游玩。另外,旅游区大于10℃积温为4351.4℃,也比较适宜各种植物的生长。因此可看出,麦秸沟流域生态旅游区有着丰富的吸引力,一年四季都可以供游人欣赏游玩。
2.1.2地貌特征分析。泾阳县地势西北高、东南低,麦秸沟流域位于泾阳县北部的基岩山区,系北仲山灰岩、页岩块断山脉。旅游区周围全为平地,而旅游区内地形多为山地、高地、沟壑,由此形成一定反差,使旅游区突兀于人们面前。流域内沟壑密度0.58km/km,海拔高程在452—593m,坡向多为东南。流域地下水也很丰富,pH在7.0~8.4,水质较好,适于农业灌溉和基本生活饮用。
2.2生物资源分析评价麦秸沟流域生态旅游区内动植物资源丰富,各种枣类及其他经济林种占绝大多数,旅游区利用生态治理取得的良好环境效果,发展生态旅游,取得经济和生态效益双丰收。植物资源主要有梨枣、雪枣、冰枣、晋枣、油枣、干花冬枣、葡萄、石榴、日本甜柿、花椒、香椿、雪松、杨柳、樱桃、杏、桃、核桃、苜蓿草、黑麦草、苏丹草、露麦科什等2O余种。各类植物资源类型色彩各不相同,具有观赏价值。动物资源有老鼠、狐狸、黄鼠狼、蛇、野兔、麻雀、燕子等。
旅游区以植物资源作为吸引游客的主要特色,植物覆盖面积659.6hm。根据式(1)计算得:绿色植物覆盖率为76.7%。
丰富的植物资源令麦秸沟流域四季景观变化明显,气候宜人。春天花团锦簇,花香沁人;夏天柳溪荫浓,凉风习习;秋季硕果累累;冬日银装素裹,还可以领略滑雪的乐趣。
2.3风景资源综合分析与评价
2.3.1区位条件。麦秸沟流域生态旅游区距西安市约7Okm,交通便利,可吸引西安市广阔的旅游资源。此外,景区内有中国古代三大水利工程之首的战国秦修郑国渠遗址。泾阳县内也有较多的历史遗迹,著名的有泾阳张家山风景区,另外还有唐德宗崇陵、唐宣宗贞陵、崇文宝塔、太壶寺、文庙、云阳革命旧址等共计1O处景点。在旅游资源方面,麦秸沟流域又与其他泾阳县内景点特色不同,它主要突出观光农业,是开辟生态旅游较好的地点,也可成为西安市和泾阳县内其他旅游资源的补充。
2.3.2观赏设施。麦秸沟流域生态旅游区分休息区、游憩游泳区、观光游览区、科学试验区、柿品加工区、奶牛场区、宾馆区。①休息区主要由休息亭、石桌、石椅组成。②游憩游泳区是利用地下温泉上涌这一天然资源修建,兼做蓄水池。
③观光游览区是主体,果树成熟季节还可以吃到新鲜水果,登高远眺,微风习习,让人心旷神怡。④科学试验区由现代化奶牛胚胎繁殖基地和喷灌节水示范田组成,用以探索园区发展的新路子。⑤柿品加工厂与日本人合资兴建,柿种主要为日本甜柿。⑥奶牛场有奶牛100多头,游客可在这里尝试挤奶,并且有工作人员为其煮好,供游人品尝。⑦宾馆区是由具有陕西特色的50眼窑洞组成,对城市来的游客吸引力较大。到了麦秸沟旅游区,游人不仅可以领略自然风光,还可以住窑洞。旅游区的各个景点不仅具有观赏功能,还可以向游人宣传科普知识,起到科普宣传作用。
2.3.3游人数目。麦秸沟流域生态旅游区每年平均约有2.07Y人次前来参观避暑,节假日游人稍多,约占全年游客总数的59.4%,旺季5个月游客总数是全年总数的2/3。2009年开始,园区每年可接待游客2.5万人次。
2.3.4风景资源评价。
2.3.4.1建设年代得分。麦秸沟流域生态旅游区建于1999年,属于20世纪,根据式(2)可得:A=1分。
2.3.4.2地理位置得分。麦秸沟流域距离西安市约70km,属100km以内的范围,故A,=10分。
2.3.4.3优美程度得分。经泾阳农业局、林业局、旅游局、水土保持站等单位专家给麦秸沟流域生态旅游区优美程度打分,旅游区优美程度属于四级,故A=4分。
2.3.4.4稀缺程度得分。麦秸沟流域属于区县级风景资眼,充分改善区内水、电、路条件。现代化奶牛繁殖基地正在筹建,占地4.0hm的喷灌节水示范田也即将建成,日本甜柿加工厂已经动工,旅游区正朝着多元化发展,先后被县委组织部授予“党员科技示范基地”称号、被团省委授予“保护母亲和青少年示范基地”称号。
1.2研究方法
1.2.1调查方法及内容。对旅游区内的景观、景点进行全面系统的调查是对旅游区进行全面评价的前提条件J。对麦秸沟流域生态旅游区的调查采用了对当地群众走访、到有关部门查找资料和现场调查等方法。调查主要内容如下。
1.2.1.1观光景观布局调查。包括流域面积大小、范围、酸枣分布;大枣类型、分布、产量状况;枣农间作景观布局;葡萄、梨、苹果产量;观赏设施布局等。
1.2.1.2环境质量调查。包括区位和交通、大气、水和地质环境等。
1.2.1.3景观资源调查。包括地表景观、水体景观、气候景观、历史遗址遗迹、民族风情和旅游特产等。
1.2.1.4生物资源调查。包括野生动植物资源、生物资源种类、数量和植被覆盖度等。
另外还有人文资源调查和自然灾害调查。
1.2.2分析研究的基本方法。目前国内尚无统一的农村生态旅游资源评价体系。研究采用生物游憩资源分析和风景资源评价相结合的方法。
1.2.2.1生物资源分析。
(1)资源种类、数量。生物游憩资源是由各种生物组成的,不同地区由于环境条件的差异,生物的种类和数量极为不同。生物资源在定量评价时,应注明其主要种类及数量,如绿色乔灌木种类及数量,以及旅游价值较高,或可开展游乐活动、或具有观花观叶价值,或珍贵稀有等的草本植物的种类和数量。
(2)资源密度、覆盖度。主要为绿色植物覆盖度。
绿色植物覆盖度=域内绿地面积/区域土地面积(1)1.2.2.2风景资源评价。表征风景资源质量的指标有建设年代、地理位置、优美程度、稀缺程度和游人数目5项。
(1)建设年代。表征风景资源的时间指标,对于各个时期的名胜古迹、人文景观的历史价值,根据开发年代给出相应的评分值A。
A=21一t(2)
式中,t为风景建设的年代(世纪)。
(2)地理位置。表征风景资源的空间指标,一般以距离省会城市的远近给予相应的评分值A。距离省会中心城市100km的范围内给予10分,以后每增加100km评分值降低1分,不足100km按100km计。规定最低评分值为O。
(3)优美程度。评价风景资源艺术价值的标准。根据风景资源的情况(表1),咨询专家并赋予评分值A,。
(4)稀缺程度。评价风景资源在国内外的地位。采用专家咨询给定评分值A(表2)。
(5)游人数目。综合反映风景资源的环境效果。各资源因建设年代、地理位置、优美程度和稀缺程度不同,对游人的吸引有差异,游人数目的多少反映了风景区的环境质量效果。根据游人数目给出相应的评分值A(表3)。
表1资源的优美程度赋值
Table1Gradingvalueofthebeaatifulnesofresources优美级别Exquisitedegree景源标准质量要求Stand~dqualityrequirementsofresources评分值Evlauating一级Firstlevel有极高艺术价值,表现丰富的造型美、质地美、10色彩美、环境美二级Secondlevel有独特的艺术价值,景源风格别具匠心,有非常8高的欣赏性三级Thirdlevel具有较高的艺术价值,有较高的欣赏性6四级Fourthle~\'el有一定的艺术价值,给人以视觉享受4五级Fiflhlevel艺术价值一般,其良好的环境成为主要吸引力2表2资源的稀缺级别及其得分Table2Scarcelevelandscoreofresources表3风景区游人数目的评分值Table3Graidngvalueofthetouristnumberinscenicareas对上述5项指标进行单项评价后,便可在其基础上利用加权平均指数进行风景资源的综合评价。其模型为:5A=∑(·A)(3)式中,A为风景资源的综合评价值,为每个单项指标的权重,采用专家咨询法确定。
最后,对风景资源的综合评价值进行质量分级,并给出相应的评语(表4)。
表4风景资源的综合评价等级
Table4Syntheticevaluationlevelofthesceneryresources评分值AEvlauating一级Firstlevel二级Secondlevel三级irdlevel四级Fou~hlevel五级Fifthlevel具有珍贵、独特、世界遗产价值和意义,有世界奇迹>20般的吸引力具有名贵、罕见、国家重点保护价值和国家代表性作l5—20用,在国内外著名或具有国际吸引力具有重要、特殊、省级重点保护价值和具地方代表性1O~15作用,在省内外闻名或具有省际吸引力具有一定价值和游线辅助作用,有市县级保护价值5—10和具有对相关地区的吸引力具有一般价值和构景作用,有对本风景区和对当地
2.3.4.5游人数目得分。麦秸沟流域生态旅游区可接纳游人数目2.5万人0Z/a,故A=2分。
2.3.4.6综合评价得分。对上述5项指标进行单项评价后,便可在其基础上采用加权平均指数法进行风景资源的综合评价,评价模型见式(3)。根据上述5项指标重要性得出5项指标的权重为W1=0.10,=0.30,=0.50,=0.15,=0.05,因此由式(3)得:A=35。
综合评价后,根据表4可知麦秸沟流域生态旅游区属于四级(市县级)风景资源,具有农村独特的自然(如四季变化的景色)和人文景观(如窑洞)、农村独特的风味食品(如新鲜牛奶)、农村宁静的生活环境以及展示世人面前的现代农业,这些不仅具有观赏和娱乐价值,同时也向世人展示了独特的乡村文化,这也是农村发展生态旅游的魅力所在。
2.4发展前景预测及建议麦秸沟流域生态旅游区具有独特的生态旅游资源、便利的区位优势,以及合理的分区布局,并吸引越来越多的人前来观光。
除充分利用和发挥旅游区现有的生态资源外,麦秸沟流域生态旅游区还需扩大宣传力度,通过广告牌、网络、举办特色旅游节等多种途径吸引周边城市游客前来,还可以在园区内设置游戏项目,提高游客参与度,或增加游艺项目,使游客高兴而来,满意而归。另外,园区内还需注重配套设施建设,如餐饮、发展农家风味饮食,使旅游区成为集观赏、游艺、镤饮为一体的优质旅游度假区。
3结论
经过上述分析,麦秸沟流域具备发展生态旅游的环境优势,只要按照人们“返璞归真,回归自然”的心态要求进行规划设计和配套建设,结合本地地情,立足长远,利用本地潜在优势,坚持保持水土的原则,全面实施防风固土、涵养水源的生态建设规划,几年后必将成为现代化农业观光旅游的典型,促进当地生态、社会、经济效益的统一。
4结语
校园景观是乡土文化的载体和传播媒介,乡土文化为校园景观建设的独特性和地域性提供了依据,其在校园景观中的重要性已经通过实际案例得以证明。随着我国对乡土景观重视程度的加深,以展现乡土文化为主题的乡土景观将扩展到整个现代景观设计体系中,并得到新的传承、发展与创新。中国城市建设也将由“小城镇建设的大城市化,大城市建设的欧美化”现状走向“大城市建设的小城镇化,小城镇建设的乡村化,乡村建设的乡土化”。乡土文化将在整个景观系统的演化中发挥更重要的作用。
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关键词:无人机 遥感 SWOT分析 农村居民点
中图分类号:F32文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)27-0043-02
一、研究区域及已有研究概况
(一)研究区域概况
1.黑龙江总体概况。黑龙江省位于中国东北边陲,总面积47.3万平方公里(含加格达奇、松岭两区),辖1个地区、12个地级市,共132个县区。全省地貌受新华夏系的控制,形成以大兴安岭、小兴安岭和东南部山地三大山系,松嫩、三江两大平原及其之间的丘陵漫岗过渡带为主体构成的格局。依据地貌形态特征,黑龙江省可分为5个区:即大兴安岭山地与丘陵区、小兴安岭山地与台地状丘陵区、东南部山区、松嫩平原区、三江平原区。
2.黑龙江省农村居民点特点。受自然条件及社会经济因素的综合影响,黑龙江省农村居民点的土地利用具有以下特点:一是居民点面积较小、分布较为分散;二是闲置地比例偏高,利用不够充分;三是内部结构不合理,功能分区混乱;四是公共设施不完善,建筑容积率低[1]。受这些特点的影响和限制,对黑龙江省农村居民点进行相关调查,采用高分辨率卫星影像或普通航摄影像的成本较高、工时较长、限制因素较多,因此有必要采用无人机遥感或其他相关低空遥感设备进行调查。
(二)已有研究概况
1.无人机遥感在国土系统的应用情况。无人机遥感(UAVRS)技术作为航空遥感手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充,在国外已得到广泛应用。目前无人机遥感在国土系统的主要应用方向有:国土资源调查、城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等。受无人机成像原理、实际飞行情况等因素的限制,目前通过无人机所采集的低空数字航空摄影影像成图比例尺一般为1∶500、1∶1 000、1∶2 000。1∶500比例尺影像在平面、高程精度上均达不到地籍调查的基本要求,现阶段国内尚无应用于此方面的成功案例,因此1∶500比例尺的影像目前主要用于矿产资源开发调查、地质灾害遥感等方面。1∶1 000比例尺影像在平面精度上能满足国内土地调查及制图的基本要求,但高程精度尚不能符合相关标准,因此1∶1 000比例尺的影像主要应用于城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等方面。1∶2 000比例尺影像在平面精度、高程精度上均能满足中国航测成图要求,也是目前应用于国土系统中最广泛的无人机遥感比例尺。主要用于防灾减灾的快速响应、遥感监测、执法检查、规划设计及土地开发整理中大比例尺地形图的获取。
2.黑龙江省无人机遥感的发展。黑龙江省无人机遥感的发展尚处于起步阶段。黑龙江省测绘局已购置飞行设备,正在试验飞行。哈尔滨工程大学自主设计的无人机可以按照飞行计划进行简单航摄。但目前黑龙江省不仅在国土领域,而且在无人机可应用的其他方向上,暂无成功案例。
二、SWOT分析法原理
SWOT分析法又称为态势分析法,它是由哈佛大学商学院的企业战略决策教授安德鲁斯(K.Andrens)在20世纪60年代提出来的[2],是一种广泛应用于企业战略分析的重要方法。SWOT分别代表:strengths(优势)、weaknesses(劣势)、opportunities(机会)、threats(威胁)。其中,S、W是内部因素,O、T是外部因素。SWOT是一种战略分析方法,通过对被分析对象的优势、劣势、机会和威胁等加以综合评估与分析得出结论,通过内部资源、外部环境有机结合来清晰地确定被分析对象的资源优势和缺陷,了解所面临的机会和挑战。
通过运用SWOT分析法,对无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中应用的内部因素(优势、劣势)、外部因素(机会、威胁)进行归纳,从而分析出进行农村居民点调查的基本策略。
三、无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中的SWOT分析
1.优势分析(Strengths)。省国土资源勘测规划院拟在无人机遥感领域有所创新,其主要研究方向是农村居民点调查。开展这一工作的主要优势有:(1)领导充分重视。这一创新得到了院有关领导的重视,并给予了适当的投入。(2)硬件优势。拥有市场上主流的机器、设备及软件,配置在黑龙江省居于前列。(3)科研优势。在黑龙江省国土资源系统扮演技术服务、技术支撑的重要角色。(4)经验优势。具有丰富的航摄影像处理及相关外业调查的经验。(5)人才优势。培养了一批“高、精、专、博”的技术人才。(6)区位优势。位于省会城市,交通便利,有利于进行外业飞行。(7)社会资源优势。黑龙江省第二次土地调查领导小组设在该院,与省内各地市建立了良好的关系,有利于组织、协调和沟通。
2.劣势分析(Weaknesses)。在无人机遥感的应用方面也存在一定的劣势,表现为:(1)前期所需投入较高。不考虑其他投入的情况下,仅影像处理软件inpho约100万左右。(2)立项资金申请存在困难。鉴于研究领域较新,对成果的价值估量存在风险,立项资金较难申请或可申请额度有限。(3)暂无专业设备。在缺乏专业软件的情况下,大量的工作需手工完成,人工成本巨大。(4)缺少专业经验。仅有无人机试验飞行、无人机影像试处理的经验,无正式成果制作经验。(5)缺少专门的培训。对无人机遥感应用的专业培训刚刚开展,专业人才匮乏。(6)航摄理论基础薄弱。以往只注重航摄影像的应用,对航摄的相关知识掌握较为基础。(7)部分优势存在短期性。硬件优势、人才优势、区位优势具有短期性,易被竞争对手超越。
3.机遇分析(Opportunities)。黑龙江省幅员辽阔、土地状况复杂、农村居民点分布零散,如何有效的进行农村居民点调查、及时掌握其土地利用变化情况、迅速进行相关决策,是国土资源管理面临的课题。因此开展无人机遥感进行农村居民点调查是黑龙江省国土事业发展的一项机遇,主要表现在:(1)国内已经制定了较为成熟的标准,如《无人机航摄安全作业基本要求》、《无人机航摄系统技术要求》、《低空数字航空摄影测量内业规范》、《低空数字航空摄影测量外业规范》、《低空数字航空摄影规范》等,为相关工作的开展提供了理论的可行性。(2)一些优秀企业的无人机生产、研发工作日趋成熟,如中测新图在低空数码遥感领域研制的飞行设备等,这些产品都满足1∶2 000比例尺的测图、防灾减灾、应急监测等任务。(3)国内外无人机影像处理软件的开发,为无人机影像的生产打下了良好的基础。如ERDAS LPS、DPGrid、Pixel Grid、inpho等。(4)无人机遥感技术在业界受到广泛关注和重视,低空数码遥感逐步成为遥感领域重要的研究方向之一。(5)黑龙江省尚无无人机遥感应用的成功案例,首创性工作一旦取得成功可迅速的占领相关市场,进而创造经济效益。(6)对农村居民点广泛的进行大比例尺影像的数据采集和调查尚属首创。(7)省内外多家软硬件经营、开发企业(单位)有参与并合作的意向。
4.威胁分析(Threats)。利用无人机遥感开展黑龙江省农村居民点调查的潜在威胁表现在以下几个方面:(1)现有无人机飞行技术、影像后处理技术虽然可以完成1∶500、1∶1000比例尺的正摄影像图,但成图精度无法保证符合第二次全国土地调查、土地变更调查、地籍调查等工作的相关要求。(2)存在无人飞艇、飞碟等替代产品,抢占无人机遥感在农村居民点调查的市场,且无人飞艇飞行的稳定性远胜于无人机,飞碟可在空中进行悬停以满足拍摄需要,无人飞艇和飞碟可以用来生产1∶500、1∶1000比例尺的影像。(3)存在潜在的竞争对手。(4)能否成为黑龙江省第一家、唯一一家采用无人机遥感进行农村居民点调查的作业队伍还未可知。(5)保证经费充足且持续存在一定难度。(6)尚未确定软件、硬件设备的合作/协作公司(单位)。(7)能否将这一调查方式在全省推广存在不确定性。(8)飞行受空中交通管制的严格控制。(9)现有的影像处理软件的应用方向各有侧重点,但同时也存在一定的缺陷。(10)前期的投入与后期创造的产值并不一定成正比。
四、无人机遥感在农村居民点调查中的应用策略
1.确立无人机遥感在农村居民点调查中应用的总体思路。以黑龙江省国土资源勘测规划院的现有优势为基础,以无人机遥感技术、影像处理技术发展的实际情况为前提,在黑龙江省开展以无人机为主要航摄工具的农村居民点调查,调查比例尺为1∶2 000为宜。 若需要进行1∶500或1∶1 000比例尺的农村居民点调查,建议采用无人飞艇、飞碟进行。
2.具体策略。(1)持续增加各项投入,保持优势继续领先。在软件、硬件、人员培训、科研等各方面,进行持续投入,所产生的间接效益可保证现有优势更加明显,从而有效规避潜在竞争对手的威胁。(2)加强产业互动融合,积极弥补现有劣势。对于现有劣势,可通过和相关企业,甚至是向竞争对手进行学习、合作,取长补短,积累相关工作经验、掌握必要知识的同时,寻求降低成本的有效手段。(3)把握利用现有机会,寻求创造其他机会。利用现有的软硬件设备,开展黑龙江省农村居民点1∶2 000比例尺的调查,尽快抢占黑龙江省相关市场。(4)有效规避已知威胁,扬长避短开展工作。现有无人机遥感技术所生产的1∶500、1∶1 000比例尺的影像,虽不适合农村居民点的地籍调查,但可以用来开展相关的灾害监测等工作。在相关工作的开展中要注重时效性和准确性。
参考文献:
[关键词]土地资源学 学科发展 对策 福建省
1 概述
土地资源学是研究土地资源的组成、特性、分类、数量、质量、空间分异与时间变异规律以及合理利用与保护的科学。它是为解决土地资源问题,经过国内外土地科学工作者的共同努力,从其它相关学科研究中的一部分逐步组合、融合,在大量实践的基础上建立起来的一门独立学科。
福建省位于中国东南部,地势西北高、东南低,境内山地丘陵面积约占全省土地总面积的80%以上,素有“八山一水一分田”之称。土地资源人均占有量低,耕地质量差,同时地质灾害多发,制约着土地资源安全。改革开放以来,福建省土地科技和管理工作者,积极开展土地分类、土地资源调查、土地利用/土地覆被变化研究、土地适宜性评价、土地潜力评价、土地集约利用评价、土地生态安全评价等方面工作,为土地资源的合理利用与保护提供了重要技术支撑,使得福建省的土地资源学学科研究水平也在实践工作中获得长足进展,取得了丰富的研究成果,为我国的土地资源学发展研究积累了丰富的资料和宝贵的经验,在全国的土地资源学学科发展中具有重要的意义和地位。
现从土地分类、土地资源调查、土地利用/覆被变化、土地资源评价、土地开发整理复垦与保护等五个方面,对福建省土地资源学学科研究进展进行总结,并对福建省土地资源学学科面临的机遇与挑战、战略任务进行分析,提出学科发展的对策。
2 福建省土地资源学学科发展现状
2.1土地分类
土地分类是土地资源学的一项重要基础性工作,包括土地类型的划分和土地资源类型的划分。
2.1.1土地类型划分
福建省土地类型的划分研究工作始于上世纪70年代后期,福建师范大学地理系林振盛、陈珍皋、王行源等参与了由中国科学院地理研究所主持的全国1:100万土地类型图编制工作,主要负责福建省土地类型的划分研究。1978年~1985年的全国科学技术发展规划纲要中,把农业自然资源和农业区划列为第一项的研究任务,并且设立了全国自然资源调查和农业区划委员会,主持和推动此项工作,标志着我国的土地类型研究跨入了一个新阶段,形成了我国土地类型的划分原则、土地类型的等级和土地类型系统。《中国1:100万土地类型图编制研究》于1987年获中国科学院科技进步三等奖。
根据中国1:100万土地类型划分与制图方案,对土地类型的划分,采用了土地纲、土地类、土地型三级制。土地纲。主要反映了水、热条件组合特征的地区差异,并根据这一差异,将全国土地共分为12个土地纲,福建省属于其中的湿润南亚热带和湿润中亚热带2个土地纲。土地类,主要根据引起土地类型分异的大(中)地貌因素将各土地纲分成若干类型,福建省主要的土地类有:滩涂(潮间带)、低湿河湖洼地、海积平地、冲积平地、沟谷河川与平坝地、岗台地、丘陵地、低山地、中山地等。土地型,主要反映小地貌,土壤和植物群系在土地类内的差异。
2.1.2土地资源类型的划分
土地资源利用分类系统是根据土地利用方式、结构及特点的相似性和差异性,按照一定的原则和依据,划分为一个不同层次的类型结构体系。1978年后,我国开展了土地利用现状调查研究工作,制定了两套土地资源的利用分类系统,即中国1:100万土地利用图分类系统和县级土地利用现状调查分类系统。中国1:100万土地利用图分类系统将土地利用分为三级类型,第一级类型共分11个,第二级类型共分42个。全国县级土地利用现状调查分类系统初稿写于1980年,后经有关部门和专家讨论修改,载入《土地资源调查、土壤普查技术规程》中。经过各个土地利用现状调查试点县的实践,并征求有关部门的意见后,全国农业区划委员会土地资源土壤普查专业组于1981年7月提出了《土地利用现状分类及其含义(草案)》,其中一级类型11个,二级类型48个。经过试行,又进行了修改和完善,全国农业区划委员会于1984~F9月印发了《土地利用现状调查技术规程》,其中一级类型改为8个,二级类型改为46个。上世纪80年代末90年代初,福建省开展第一次土地利用现状调查及之后的年度变更采用的就是这一分类方案。福建省2007年以后开展的第二次全国土地调查,采用的分类方案是土地利用现状分类标准(GB/T 21010-2007)《第二次全国土地调查土地分类》。
近年来,土地分类体系等理论研究已日趋成熟,基于遥感影像和GIg的分类技术与方法的土地分类日益得到应用。杨肖琪(1995)应用航片资料,建立了厦门本岛土地覆盖类型分类体系,对厦门市区的6个三级类型进行了详细解泽分析、界线勾绘和面积量算,揭示了厦门各个历史时期城市发展的特点、发展速度以及未来的发展趋势。亓兴兰(2006)以RS、GIS和GPS为主要技术手段,采用分层分类方法对闽江流域两期遥感影像进行土地利用分类,对其利用结构及空间格局变化进行了分析,并分别基于NDVI变换,采用阈值构造算法和基于缨帽变换采用非监督分类对两期遥感影像进行林地利用分类,研究了1986年~2003年闽江流域土地利用类型变化。陈小瑜等(2007)以福州市的城郊结合部一小块区域的土地利用分类为例,集成遥感影像的光谱特征、纹理特征和地形特征构建了多元空间数据库,利用C4.5算法从空间数据库的训练样本数据集中发现分类规则,进行分类实验,并与传统的监督分类和逻辑通道分类方法进行比较分析,结果表明,基于C4.5算法的分类方法精度高于传统的监督分类和逻辑通道分类方法,是促进基于知识的遥感影像分类方法在土地利用分类中广泛应用的一项有效手段。
2.2土地资源调查
根据国发[1984]70号文件部署,福建省于1986年开始开展第一次土地利用现状调查,1996年完成调查任务。调查以县级行政单位为单元进行,通过县级调查,地区级和省级汇总,并利用航空遥感资料等,查清了土地资源的类型、数量、分布、利用现状和权属关系。调查的数据资料,准确性和可靠性强,为各级党政领导制定有关政策,编制国民经济发展计划,指导生产提供了科学依据,为土地管理部门贯彻落实土地基本国策,建立全面、依法、统一、科学的土地管理制度,编制土地总体规划,划定基本农田保护区等提供了可靠的保证。PAck地利用现状调查成果为基本素材,在开展《福建土地资源人口承载能力》、《福建土地利用分区》和《福建土地利用评价》等专题研究的基础上,充分吸收有关土地资源开发与保护的历史和现状资料,于1999年7月编辑出版了《福建土地资源》一书,由福建人民出版社出版。该书从充分、合理利用土地资源的角度出发,进行综合分析,全面、系统地论述了福建省土地资源的自然和社会经济环境条件及对土地资源开发利用的影响,土地资源的现状分布与土地权属状况,土地资源评价与开发利用历史,土地资源的优势与问题,区域差异特点与土地利用分布,土地资源承载力与开发利用、保护战略,提出合理开发、利用、保护、整治土地资源的方向、途径和措施。这些研究对充分发挥福建土地资源优势,进一步优化土地资源配置,加强土地管理,合理进行生产布局,提高宏观经济效益具有重要的指导作用。
随着经济社会的不断发展,全省土地利用状况发生了很大变化,原有的土地调查基础数据已无法满足实际工作的需要,为了摸清真实的土地家底,国务院决定开展新一轮土地调查。福建省2007年开始开展第二次全国土地调查工作.以便及时、准确、客观地掌握全省土地资源家底,促进经济社会全面协调可持续发展,保障国家粮食安全和促进社会稳定、保护农民利益。同时,这也是扎实推进海峡西岸经济区建设,促进经济社会又好又快发展的一项重大举措。为了按时保质完成调查工作,福建省构建了调查技术保障体系,制定《福建省第二次全国土地调查补充技术规定》、《福建省第二次全国土地调查数据库建设规范》等标准,明确第二次全国土地调查工作的技术要求。制定了质量监督检查和技术咨询制度,调查组负责监督检查并针对发现的问题提出整改意见,专家组负责调查工作技术问题的研究、咨询,以解决调查中遇到的重大技术问题。第二次全国土地调查工作专业性强、技术要求高,福建省国土资源厅通过举办培训班、以会代训等形式对各市、县(区)国土资源局和专业队伍的技术骨干进行土地调查规程规范、新技术应用等方面的培训,同时严格执行作业队伍资格认定和调查工程招投标制度,保证土地调查数据的可靠性。目前福建省第二次全国土地调查的农村土地调查工作已经完成,城镇土地调查也已展开。
2.3土地利用/覆被变化
近些年来,福建省关于土地利用/覆被变化的研究多集中于土地利用/覆被变化(LUCC)及驱动力研究、LUCC的环境效应研究和LUCC与可持续发展关系等方面。
2.3.1土地利用/覆被变化及驱动力研究
近些年来,土地利用/覆被变化研究被广泛关注。由福建师范大学地理科学学院陈健飞主持,韦素琼、陈松林、朱鹤健、陈志强等参与的《海峡两岸土地利用与土地覆被变化对比研究——格局、过程及生态环境效应》课题,通过建立海峡两岸土地利用与土地覆盖变化数据库、海峡两岸自然与社会经济数据库,对海峡两岸土地利用变化,尤其是耕地与建设用地变化(包括土地利用结构、分布以及数量与质量的变化)的时空规律、变化模式进行系统的对比研究,将土地利用变化与经济发展阶段作耦合分析,深刻揭示了区域土地利用变化的驱动力,借鉴发达区域土地利用变化轨迹演绎次发达区域的土地利用趋势,并将土地利用与土地覆被变化的研究与尺度联系起来,以闽台作为中尺度研究区域,福州、台北作为小尺度研究区域,分析不同尺度下LUCC的格局及过程、驱动力及景观生态环境效应。该成果2007年获福建省科学技术三等奖,出版了《土地利用变化区域对比研究——以闽台为例》专著,并获福建省第七届社会科学优秀成果三等奖。吴志杰等(2006)采用Landsat-TM遥感影像为基础数据源,基于遥感和地理信息系统技术,对龙岩市新罗区的土地利用/覆被进行动态监测及变化分析,并运用模糊综合模型评价的方法对研究区的土地利用变化驱动力空间进行分区,进一步探讨其土地利用/覆被变化的主要驱动因素。周淑玲(2010)利用遥感技术对经济快速发展的晋江沿岸地区的成片开发土地进行时空变化监测,并对变化的驱动力进行分析,结果显示,晋江沿岸成片开发土地的剧增与当地经济、人口、房地产业的快速发展有密切的关系。
2.3.2 LUCC生态环境效应研究
生态服务价值是定量研究土地利用生态效应的重要指标之一。黄永才等(2009)以漳州市1985年1M和2004年AsTER影像解泽得到的土地利用现状图为基础数据,以气候生产力修正后的价值量评法为生态服务价值估算方法,运用ARCGIS软件空间分析功能和BP神经网络模型,对研究区各县(市、区)的生态服务价值进行估算、分析和预测,并提出提高生态服务价值的土地利用对策。陈加兵等(2009)对福建土地利用变化引起的生态系统结构变化及其导致的生态系统服务功能的变化,探讨土地利用变化可能引起的生态问题。
2.3.3 LUCC与可持续发展关系研究
杨志荣(2005)以漳州地区为研究区域,将特尔菲法与层次分析法相结合,对研究~2003年的土地可持续性利用进行综合评价,根据综合评价的结论并结合土地利用结构变化趋势,以及该趋势对区域土地可持续利用的影响,针对漳州市土地可持续利用的发展提出调控方向和具体调控措施。
2.4土地资源评价
土地资源评价是对土地资源用于某种用途时的性能的评定,包括对土地资源组成要素和人类活动对土地资源的影响等方面的调查分析,以及按评价目的比较土地资源质量的优劣或确定可持续的土地利用类型和利用方式。土地资源评价具体包括土地适宜性评价、土地生产潜力评价、土地退化评价、土地质量评价、土地集约利用评价、土地生态安全及风险评价、土地可持续利用评价等方面。
福建省土地科技工作者通过3s技术、多种理论和数学模型方法的运用,积极开展土地评价工作,取得了丰硕的研究成果。
2.4.1土地适宜性评价
陈松林等(2002年)以福州市晋安区为例,探讨了应用GIS技术开展土地适宜性评价的步骤方法,包括评价对象的选择、分类体系的确定,参评因子选择,参评因子指标分级、等级分值及权重值确定等,并在对福州市晋安区土地资源进行适宜性评价的基础上,提出了合理开发利用该区土地资源的建议。毛艳玲(2005)以福建省闽侯县为研究区域,运用地理信息系统(GIS)技术,通过对未利用土地质量的分析,就未利用土地的适宜性作出评价,为该地区土地资源合理开发和科学管理提供参考依据。曹榕彬(2005)基于地理信息系统和数学模型集成技术,以福建省现状林地、牧草地、果园和茶园、坡度>25°的耕地及荒草地、沙地和裸土地为评价对象,对福建省林地适宜性及其质量、主要限制因索及其限制程度进行评价。王婉晶等(2011)在MAPGIS软件的技术支持下,综合处理研究区土地利用基础数据,针对低山丘陵盆地区土地资源现状特点,综合考虑自然、区位、经济、社会等因素,通过分析地形坡度、耕地等级和耕地区位条件,在常用潜力分级方法的基础上,构建了增加耕地面积、增加耕地系数和耕地区位指数的三指标综合分析模型,并将其应用于福建省明溪县农用地整理潜力测算研究。邢世和(2003)出版的《福建耕地资源》专著,介绍了GIS支持下的福建省宜耕地资源评价技术方法及其成果,探讨了宜耕地资源及后备耕地资源的数量、分布及其质量状况。邢世和、梁一池(2006)出版的《福建林地资源评价》专著,介绍了GIS支持下的福建省宜林地资源评价技术方法及其成果,探讨了宜林地资源及后备林地资源的数量、质量、分布状况和主要限制因素。
2.4.2土地生产潜力评价
邢世和(2003)出版《福建耕地资源》专著,介绍了GIS支持下的福建省耕地生产潜力评价技术方法,探讨福建省主要农作物耕地生产潜力及其分布规律。廖善刚(2001)选择闽东南地区和台湾为研究区域,全面分析两岸土地资源、农业气候资源、水资源、生物资源等农业自然资源状况,在地理信息系统技术支撑下,运用李世奎模式和AEZ模式对海峡两岸各地主要农作物及主要种植制度的光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力、土地生产潜力进行分析,并以各种种植制度现实生产力对光温生产潜力、气候生产潜力、土地生产潜力的利用率分析各种植制度对光热资源、农业气候资源和农业自然资源利用程度。张文开、朱鹤健(2003)测算了耕地的光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力和耕地生产潜力,结果表明无论是耕地光合生产潜力、耕地光温生产潜力、还是耕地气候生产潜力,闽东南沿海地区都位居前列,而武夷山脉、鹫峰山、戴云山等则排在后面。
2.4.3土地集约利用评价
土地集约利用评价类型广泛,包括了城市用地、耕地、农用地、开发区等方面。杨明(2009)从宏观角度运用多因素综合评价法和模糊综合评价法分别对福州市城市土地集约利用进行了实证分析。鄢丽娜(2008)运用主成分分析法对福建省1996年~2005年建设用地利用动态情况进行分析,采用模糊聚类及多因素综合评价等方法对福建省9个设区市建设用地集约利用现状进行评价。张帅(2007)对福建农村土地利用进行分析,提出了在崎岖的地形环境下如何集约利用农村土地的对策方法。杨铄(2011)以福建省福清市为例,论述了福清融侨经济技术开发区现阶段的土地集约利用水平。
2.4.4土地生态安全评价
范瑞锭等(2010)在PSR模型框架下,构建区域土地利用生态安全评价的指标体系,使用AHP法确定指标权重,采用综合指数法埘福建省及其9个设区市的土地利用生态安全状况进行评价。徐道炜等(2011)应用突变级数法对福建省土地生态安全(2000年~2008年)进行了定量评估和动态趋势分析。汤小华等(2006)在GIS软件支持下对福建省土壤侵蚀敏感性进行评价,评价结果综合反映了福建省土壤侵蚀敏感性的分布规律,为土壤侵蚀防治、生态环境保护与建设以及土地资源合理开发利用提供依据。
2.4.5土地人口承载力及可持续利用评价
毛艳玲(1996)从福建沿海地区人多地少、资源有限的现状出发,研究2000年、2010年福建沿海地区土地资源的生产潜力及其人口承载力,为决策部门制定人口、粮食生产政策、土地利用规划等提供科学依据。谢钊等(2006)在对耕地资源可持续利用内涵研究的基础上,通过选择合适的指标,建立层次分析模型,对福建耕地可持续利用状况进行综合评价。李丽纯等(2007)采用模糊综合评判法,对福建省土地资源的可持续发展水平进行评价。能值理论、景观生态学理论、生态足迹模型的广泛应用丰富了福建省土地可持续发展评价的方法与途径。
2.5土地开发整理、复垦与保护
随着福建省土地开发整理、复垦与保护项目的开展和研究的加强,土地开发整理、复垦与保护取得了一定的成绩,主要的研究领域有以下方面:
2.5.1土地整理潜力和土地保护
姜志法、章浩等(2007)研究了长乐市土地整理现状及土地后备资源开发潜力、耕地整理潜力、居民点整理潜力的计算与分析。姜志法(2008)通过实地调查分析发现闽清县耕地保护中存在人地矛盾突出,分析了该县耕地减少的驱动因素,发现耕地变化的根本原因,对今后如何实现耕地总量动态平衡进行了探讨,从法律法规、经济、行政、技术、理念等方面提出了耕地保护对策和建议。
2.5.2土地整理中存在问题的研究
福建省人地关系矛盾加剧,矿山土地复垦问题也越来越得到重视,赵汝荣(2009)通过分析矿山因开采而产生及诱发的地质灾害的类型及成因,总结了闭坑后潜在的灾害类型及其可能对已复垦土地产生的危害,提出了矿山开采与土地复垦规划应相互结合应用,采用矿山“开采和复垦工程同步”的现代治理模式。蔡国权(2008)从土地开发整理项目规划设计角度出发,分析了福建土地开发整理工程建设存在的问题与隐患,剖析了问题与隐患的成因,并提出解决问题的对策与措施。
2.5.3土地整理实施理论与方法探讨
叶艳妹等(2002)提出了农地整理项目工程设计的原理、基本方法和设计流程,对福建省长泰县雪美洋项目区进行工程设计,并对项目工程设计结果的可持续I生从生态可持续性、经济可持续性和社会可持续性三方面选择指标进行了评价。
3 福建省土地资源学学科发展的机遇与挑战
3.1机遇
3.1.1社会经济的快速健康发展对土地资源学有着强大需求
随着经济社会的快速发展,福建省人口数量不断增加,从粮食需求的角度对耕地的需求也在增加,城镇扩张、基础设施建设和工业发展的过程中占用耕地,而十分有限的耕地后备资源和脆弱生态环境对开发利用的制约,加剧了耕地资源的供需矛盾。城市化、工业化的快速发展会带动建设用地需求增长,建设用地的供给将面临更大压力。这要求土地资源学学科研究要以科学发展观为统领,坚持严格保护土地资源、保障科学发展用地、高效集约利用土地的原则指导土地利用,以实现基本农田得到有效保护、土地集约利用水平得到提高、土地复垦开发全面推进、土地退化和污染防治取得明显成效的目标,促进土地资源的可持续利用。
3.1.2建设海峡西岸经济区需要土地资源学提供科技支撑
建设海峡西岸经济区是福建省全面推动自身发展壮大的战略,也是促进两岸和平统一的一项重要战略决策和部署。必须在大发展当中注意环境保护,在保护前提下发展,要科学利用资源,用有限的耕地、自然资源,保证、支持社会经济的持续发展。区域经济的发展离不开土地资源学的科技支持,为保证稀缺土地资源合理、高效利用,充分发挥其经济效益和社会效益,区域土地利用理论与方法的研究尤为重要。通过对当前海峡西岸经济区区域土地利用分析,揭示该区域内土地利用存在的制约因素,合理规划土地可持续利用途径,探索建设海峡西岸经济区的新道路。
3.1.3社会主义新农村建设呼吁土地资源学学科的崛起
福建省农村土地利用的基本现状是村庄建设用地布局散乱,农田基础设施投入不足,农业生产水平不高,使得村庄用地结构不合理、效率较为低下。另外,建设用地不断扩张,给耕地保护也带来了很大压力。土地整理是社会主义新农村生产发展、生活宽裕、村容整洁的基础,有利于增加耕地面积,提高耕地质量,提高耕地产出,增加农民收入,是社会主义新农村建设的基础平台,土地整理已成为福建省解决用地矛盾、建设社会主义新农村十分有效的途径之一。因此,福建省新农村建设迫切要求提供土地整理领域的研究与理论、方法作指导。
3.1.4 3s技术的迅猛发展为土地资源学学科发展提供有力的工具
遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术(3s技术)的快速发展与广泛应用,为福建省土地资源学的学科发展提供了广阔前景。3s技术构成了对空间数据实时采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学决策咨询的强大技术体系,广泛运用在土地资源调查、土地利用规划、土地利用动态监测、土地整理、基本农田保护等领域中,彻底改变了传统落后的土地资源管理技术和模式,为土地资源学学科的深入研究提供了有力的工具,必将提升福建省土地资源学学科的发展水平。
3.2挑战
3.2.1切实保障土地资源安全是新挑战
土地资源安全是指一个国家或地区的全部土地资源对其实现可持续发展所具有稳定的供给状态和良好的保障能力。土地资源安全研究的主要内容包括土地资源对粮食安全、生态安全、经济安全、社会安全的保障研究。土地资源是人类赖以生存和发展的重要基础,是人类社会不可替代的物质财富。土地资源正经受着养活众多人口、满足建设占用、保障农业发展等艰巨任务,土地资源安全已成为福建省经济社会可持续发展的重大问题。因此,切实保障土地资源安全,对福建省社会、经济的可持续发展具有重要意义。未来的土地资源学学科发展应更加关注土地资源的安全理论研究、土地资源人口承载力及环境容量研究、土地资源安全测度与评价、土地资源安全动态研究、土地资源安全保持与管理研究等方面。
3.2.2土地资源学学科的不断发展对其基础理论和科技创新提出了更高要求
土地资源学学科发展必须满足福建省经济建设和社会可持续发展的战略要求,理论建设仍是土地资源学发展中面临的紧迫任务,必须切实加强土地资源学学科的基础理论与方法体系研究,尤其要深化土地资源分类、土地利用/覆被变化驱动力及其效应的研究,推进土地资源学学科体系的完善,提高针对重大资源、环境与灾害问题的跨学科研究能力;同时,要重视土地资源学学科的应用探索和土地资源规划管理的科技创新研究,为土地资源合理开发、利用、整治、保护和管理提供有力的科技支持。
3.2.3土地资源学的学科地位有待提升
土地资源学是研究土地类型的空间与时间的变异规律、调查及评价、区域生产潜力、合理开发与保护的应用基础科学,是土地科学体系的一个重要组成部分,是一门基础学科也是一门应用性学科,具有综合性、系绕性、应用性、技术性等特点。国民经济和社会发展对土地资源学提出了更高的要求,而其本身在基础理论和前沿问题研究方面仍需要不断加强。因此,必须提升土地资源学的学科地位,以促进土地资源的可持续利用和社会、经济、生态的协调发展。
4 福建省土地资源学学科发展的战略任务及对策
4.1加强土地资源学的基础理论研究
目前,福建省土地资源学学科的理论与技术仍有待加强,理论建设仍是福建土地资源学学科发展中面临的紧迫任务,应切实加强土地资源学学科的基础理论与方法体系的研究,尤其要深化土地资源分类、土地利用/土地覆被变化驱动力及其效应,以及创新土地资源学学科体系研究。
为此,今后福建省土地资源学学科研究要重新寻求研究视角,更加注重人与土地的和谐相处,现实与未来的协调发展,在不断丰富实践的基础上深化认识;要加强与其它学利的联系,进行跨学科的交叉与渗透,实现多学科理论与方法的结合;要深化土地资源分类,开展土地整理的理论、方弘的研究,结合福建省特定地区环境,探索提升福建省土地资源综合生产能力的机制、模式和途径。
4.2深化土地资源调查监测、评价、可持续利用等关键技术的研究
由于技术条件的限制,在土地资源调查监测领域缺乏对土地质量实现大规模快速监测的有效手段,遥感技术在土地质量监测方面的潜力有待进一步挖掘。土地资源调查、定位监测的方法和手段的提高和完善,使得研究工作能够获得更多的第一手数据,从而进一步提高福建土地资源学学科研究的创新水平。土地评价技术还需创新,土地质量评价指标体系、技术方法与典型案例研究需要进一步深化和拓展,深入探讨实现区域土地利用优化配置的技术规范及区域与行业标准。同时要进一步发展多学科综合应用的土地评价模型技术开展土地评价指标体系自动构建、评价单元自动划分、评价指标自动量化等关键技术研究,为福建省土地资源合理开发整理和保护提供有力的技术支持。
4.3拓展土地资源学新兴研究领域
现阶段,福建省正处于经济快速发展时期,经济体制和运行机制正在逐步转移。为了解决福建土地资源的供求矛盾实现社会经济的可持续发展,将有限的土地资源科学地配置于国民经济各部门,实现对土地资源的合理利用,必将出现种种新情况、新问题,如耕地保护、后备耕地资源开发、土地复垦整理等。这些问题在福建未来的经济建设中,迫切需要通过科学研究,从理论上给予指导、技术上给予支持,深入探讨经济发展、粮食安全与耕地保护长效机制,促使福建省土地资源学学科逐渐向广度扩展其研究领域。
4.4强化新技术新方法在土地资源学中的应用
研究技术与方法的进步是学科发展的重要条件,新技术手段的出现给土地资源学学科注入强大的活力,使之得以迅速发展。
在新技术方面,今后应加强遥感技术与地理信息系统技术充分融合,同时还要重视应用人工智能技术,建立具有土地知识获取、推理、演绎、直觉判定等功能的土地资源专家系统,为土地资源学研究的智能化提供技术支持,使土地资源学向更深入的层次发展。
(1中国热带农业科学院科技信息研究所,海南儋州571737;2中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南儋州571737)
摘要:首先回顾了UPOV 公约的发展历程,在简述中国热带农作物新品种保护现状的基础上,采用SWOT法分析了中国热带作物育种研发在加入UPOV1991 文本背景下具备的内部优势、劣势和面临的外部机会、威胁。指出中国热带作物育种研发的内部优势为:资源丰富、热作战略意义重大、育种基础扎实、市场前景广阔;内部劣势为:种质资源储备不足、新品种研发及保护力度薄弱、育种研发主体市场化程度低,结构不合理、育种研发投入少、保护意识薄弱;面临的机会有:发挥中国热带植物资源丰富的优势、激发新品种研发的热情和品种保护意识、促进育种投入主体结构的优化、提高育种研发技术水平、促进新品种保护的国际合作;面临的挑战有:更严格的知识产权制约、薄弱领域的新品种研发面临冲击、“农民特权”限制实施面临困难。最后提出加入UPOV1991 文本背景下中国热带作物育种研发的4 种对策。
关键词 :SWOT分析;UPOV公约1991文本;热带作物;育种;新品种保护;发展策略
中图分类号:S-1 文献标志码:A 论文编号:2014-0382
SWOT Analysis of Tropical Crop New Variety Research and Development of China
in Context of Implementing UPOV Convention 1991
Pu Wenhui1, Dong Dingchao1, Li Qiong2, Zhang Huijian1
(1Institute of science and Technology Information, CATAS, Danzhou 571737, Hainan, China;2Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou 571737, Hainan, China)
Abstract: The development process of UPOV Conventions was firstly reviewed in this paper, and the newvariety protection status of tropical crops in China also briefly introduced. SWOT analysis adopted to analyzethe strength, weakness, opportunity and threat in Chinese tropical crops breeding implementing the UPOV“Convention 1991”. The strength was abundant resources, important role of tropical crops, present breedingachievement, a broad market prospect, meanwhile, the weakness was lack of germplasm resources reverse, lessof new variety property, unreasonable breeder structure, less input, weak consciousness. The opportunity wasgiving full play resources advantage, fosteing enthusiasm on new variety breeding, optimizing breeder structure,improving breeding level, strengthening the new variety protection international corporation. The challenge weface was strictly intellectual property striations, weak fields’impact, and restriction of farmer privilege. Foursuggestions of breeding in Chinese tropical crops were put forward implementing the UPOV“Convention1991”.
Key words: SWOT Analysis; UPOV Convention 1991; Tropical Crop; Breeding; New Variety Protection;Development Strategy
0 引言
UPOV《公约》是保护育种者权益的重要国际协定,自1961 年在巴黎签署,1968 年生效以来,分别于1972 年、1978 年和1991 年经历了3 次修订。截至2012年12 月5 日,UPOV 公约的缔约国已达71 个。目前,绝大多数成员执行的是UPOV1978 文本和UPOV1991文本,据UPOV网站最新统计,加入UPOV1978 文本的国家有19 个,加入UPOV1991 文本的国家有51 个,仅有比利时仍在执行UPOV公约1961 年文本(经1972 年补充修改)。中国于1999 年加入UPOV1978 文本,成为UPOV第39 个成员,自此中国的植物新品种保护工作走上了与国际接轨的道路,步入发展快车道。目前,加入UPOV公约的热带国家有22 个,其中执行1978 文本的国家有13 个(阿根廷、玻利维亚、巴西、智利、中国、哥伦比亚、厄瓜多尔、肯尼亚、墨西哥、尼加拉瓜、巴拉圭、南非、特立尼达和多巴哥),执行1991 文本的国家有9 个(澳大利亚、哥斯达黎加、多米尼加共和国、阿曼、巴拿马、秘鲁、新加坡、美国、越南)[1]。
UPOV1991 文本与1978 文本相比,在保护范围(保护名录)、保护力度(进出口)、农民特权、保护期限等方面进行一定的调整和改进。但最核心的变化是前者对育种者权利的保护更加严格,所进行的修订几乎都服务于育种者权利这个主体。
目前,执行UPOV1991 文本已成为植物新品种保护的发展趋势,据UPOV《公约》规定,新申请加入UPOV《公约》的国家只能选择执行UPOV1991 文本,已执行其他文本的成员国今后也要逐渐过渡为执行UPOV1991 文本。中国是世界上重要的农业大国,实施UPOV1978 文本后品种权的申请量快速增长,获得保护的植物品种数量逐渐增多,随着农业国际贸易和农业科研国际交流的发展,升级执行UPOV1991 文本势在必行。加入UPOV1991 文本,对国内育种材料来源丰富、育种技术实力强、育种成果多的热带作物而言,育种研发将面临很好的机遇,而对于育种材料不足、育种技术不高、取得育种成果少的热带作物而言,育种研发将面临严峻的挑战。
1 中国热带农业新品种保护现状
中国热带作物品种资源丰富,但新品种保护工作较非热带作物相对落后,纳入新品种保护名录的种和属较少,新品种权拥有量少,在总量中所占比例极低。据农业部植物新品种办公室相关公告,截至2013 年4月11 日,农业部已公布9 批农业植物新品种保护名录,受保护的种和属已达93 个,其中,典型的热带作物有香蕉、荔枝、龙眼、芒果、柱花草属、橡胶树、木薯等7 个种和属,受保护种和属占总数的6.45%(表1)。
2 加入UPOV1991 文本背景下中国热作育种研发的SWOT 分析
2.1 中国热带作物育种研发的内部优势因素(S)
2.1.1 资源丰富中国热带地域广阔,气候类型为热带季风气候,地形多变,气候多样性明显。雨热的时空差异造就了热带植物种类的多样性,热带、南亚热带作物资源种类约占全国植物种类的1/3[2]。随着种质资源调查、收集工作的继续深入开展,更多的热带植物野生种、野生近缘种、农家品种、地方品种种质资源将被纳入种质库。UPOV1991 文本要求曾执行过1978 文本的成员国和仅执行1991 文本的成员国应分别在执行1991文本满5年、10年时,把保护范围扩大到所有植物属或种,这意味着加入UPOV1991 文本后中国将有众多的热带作物种和属被纳入植物新品种保护名录。中国可利用丰富的热带植物资源为原始材料进行独具中国特色的、具有自主知识产权的新品种研发,有利于抢占热带作物新品种研发的先机。
2.1.2 战略意义重大热带作物是中国橡胶产业、生物燃料产业、食品工业、生物医药产业原料的重要来源,对保障国家经济安全有不可代替的作用,是国家具有战略意义的经济资源。随着中国工业化和城镇化的推进,热带农业土地资源逐渐减少,对优质、高产品种的需求日益增强,加强热带作物育种研发迫在眉睫。自20 世纪70 年代末期,国家对热区种质资源的保护与利用给予了高度重视,特别是20 世纪90 年代以来,科技部、农业部的一些重大专项都将特色热带作物种质资源研究列为支持对象,如国家科技基础条件平台建设项目、“948”项目、农业生物资源保护与利用项目、南亚专项等[3]。
2.1.3 育种基础扎实中国热带作物育种已具备一定科研基础,选育出了一定数量的新品种。在热带经济作物新品种选育方面,先后培育了以‘7-33-97’、‘PR107’等为代表的优良天然橡胶新品种,以华南系列木薯品种为代表的木薯新品种,以‘热研2 号’柱花草、‘热研4号’王草等为代表的热带牧草新品种,以杂交种椰子、矮种椰子等为代表的椰子新品种;在热带水果新品种选育方面,选育出以抗“巴拿马病”的‘8818-1’香蕉植株和‘旦蕉’香蕉苗、大甜香芒果、无核荔、鸡嘴荔等为代表的热带水果新品种。2007 年,中国主要热带作物良种覆盖率达70%以上,海南省香蕉良种覆盖率达100%[4]。
2.1.4 市场前景广阔据中国农业信息网2009 年资料,中国的热区范围包括海南全省,广东、广西、云南、福建、湖南等省(区)南部及四川、贵州省南端的河谷地带和台湾全境,土地总面积48万km(2 不含台湾省),总人口1.6 亿人(不含台湾省),其中农业人口1.16 亿人。2010 年全国特色热带作物种植而积43.56 万hm2,总产量270.83 万t,总产值132.01 亿元[3]。热区面积、人口规模和热作生产规模都较其他热带国家大,热带作物品种市场需求规模大,随着中国热带作物产业的发展,对品种的需求将进一步增加。
2.2 中国热带作物育种研发的内部劣势因素(W)
2.2.1 种质资源储备不足虽然中国热带地区保有丰富的原始植物资源,但热作科研单位对国内外野生植物资源的重要性认识和研究、利用技术有待加强,经过收集、鉴定、筛选、再创新的优秀种质资源仍显不足。目前,以中国热带农业科学院(简称热科院)为主的热区科教单位通过协作,共收集保存国内外野生种、野生近缘种、地方品种、选育品种和品系、遗传材料等热带作物种质资源约4.7 万份(部分重复),其有资源约3.6 万份[5]。UPOV1991 年文本规定如育种者以授权品种或以授权品种的派生品种为材料育成的新品种与原始品种的特性有一定差别,但所表达的基本特性仍由原始品种基因型或基因型组合控制,则该品种就是“依赖性派生品种”,依赖性派生品种可经自然或诱导突变、体细胞无性变异或筛选原始品种变异个体、回交或基因工程引起的变异等方式获得。目前,中国主要农作物育种70%是“依赖性派生品种”的创新[6]。在此背景下,通过国外引进品种进行再创新将面临侵权风险,一旦侵权成立,不但会遭到巨额索赔,还会使国际声誉受损。
2.2.2 新品种研发及保护力度薄弱中国热带作物新品种研发主要集中在橡胶、木薯、热带牧草、大宗热带水果(香蕉、荔、枝、龙眼、芒果等)等作物,但育成品种申请并获得保护权的极少。其他具有特殊价值的优、稀作物育种投入较少,新品种研发和新品种权保护几乎是空白。品种研发在与热带农业发达国家如美国、巴西、澳大利亚等国的竞争中处于劣势。截至2012 年,美国、澳大利亚和巴西均有菠萝、香蕉新品种获得授权。芒果、荔枝、澳洲坚果、番木瓜、咖啡、可可、剑麻、柱花草等作物均有新品种获得授权,中国仅获得了荔枝的1 件授权,其余热带作物中国均未有新品种授权。加入UPOV1991 年文本,国外种子企业进军中国市场势不可挡,他们将凭借自身的优势抢占中国热作品种保护的空白领域,挤占未来中国热作种业的空间。2.2.3 研发主体市场化程度低,结构不合理目前,国家科研机构是中国热带作物新品种育种的主要力量,而企业由于技术、资金所限,开展育种的热情不高,种业市场化程度低。首先,中国热带作物中经济回报高,市场化条件好的作物不多,仅有橡胶、木薯、油料作物(油棕、椰子)、香料饮料以及一些大宗热带水果等,且部分作物的市场规模不大;其次,热带作物育种周期一般较长,企业短时间内要负担沉重的育种成本,且回收期长、回收风险大。但科研单位主导的育种存在着研究与市场需求脱节、缺乏分工合作、研发成果产业转化率低等问题。育种回报在某种程度上是育种者研发新品种的动力源泉,市场化正好能很好地满足这种需求,因此以市场化为导向的育种研发可以有力地促进研发主体的激情和投入,促进新品种育种研发技术的提高和新品种权的申请。中国热作种业市场化不足在一定程度上限制了新品种研发与品种权的申请,这将会给国外种子巨头留下一定的空间,抢先在中国之前申请相关作物的新品种权,在中国加入UPOV公约1991 年文本之后利用公约条款对中国进行各种限制,使中国的热作育种陷入被动局面。
2.2.4 研发投入少在中国,农业生产占据主导地位的是水稻、小麦、大豆、玉米、棉花等大宗作物,热带作物产业规模在整个农业生产中所占比重较小,因此国家对热带作物育种科研的投入远远低于大宗作物。同时,国内对热带作物的重要性和战略意义认识不足,导致公共资源对热带作物育种的投入很低。据2007 年数据,中国热区8 省区平均科技投资强度为0.72%,低于同期全国平均1.42%的水平,更远低于发达国家(美国2.6%、日本2.87%、德国2.58%)的水平,用在热带农业上的比例就更加少[4]。在执行UPOV1991 年文本的部分热带国家(哥斯达黎加、多米尼加共和国),木薯是重要的粮食作物之一;在越南木薯是重要的经济作物之一;在绝大多数的热带国家,热带作物是最重要的经济作物,是国家外汇的主要来源;而在美国、澳大利亚等发达国家,热带作物同样占有很高的战略地位,形成了政府、非政府组织、科研机构、大型种子企业、个人等完善的热带作物品种育种投入链。由于投入不足,中国热带作物育种技术和品种权拥有量与发达国家相比还有一定差距。目前,中国的热带作物新品种大多是通过实生选育、突变单株培育、选育而成,在UPOV1991 年文本规定中,容易碰到“依赖性派生品种”这根红线。
2.2.5 保护意识薄弱中国热带作物育种者普遍存在品种权保护意识薄弱的情况,意识不到新品种权保护的重要性,新品种权申请量很少,远低于美国、巴西和澳大利亚等国。截至2012 年,中国典型热带作物仅有8件新品种权申请,仅有1 件授权。而同期,美国热带作物新品种权申请量为23 件,授权17 件;巴西新品种权申请量为20 件,授权14 件;澳大利亚新品种权申请34件,授权13 件[7]。美国的育种者很重视品种权的保护,除申请法律上的保护外,还采用了一些技术手段保护自己的品种权,如孟山都公司对本公司的材料进行了分子标记,如怀疑有人未经许可盗用了自己的材料,可以通过检测材料中的片段基因加以确定[8]。而中国热作育种者通过技术手段对自己所研发的新品种进行保护更为鲜见。
2.3 中国热带作物育种研发的外部机会因素(O)
2.3.1 发挥中国热带植物资源丰富的优势UPOV1991文本将育种者权利扩展到了“依赖性派生品种”,对中国通过国外引种后采用基因修饰等快速育种手段研发新品种构成了很大限制。但是中国有丰富的热带植物资源储备,可提高自主知识产权新品种创新的产出效率,并且可利用中国热带植物资源的多样性,增加中国自主知识产权新品种的种类,形成育种优势,维护中国热带农业生产安全。
2.3.2 激发新品种研发的热情和品种保护意识中国以UPOV1978 年文本为蓝本制定的《中华人民共和国植物新品种保护条例》实施以来,各类育种研发主体的创新积极性高涨,UPOV1978 文本在中国热作育种领域产生了巨大的制度效应。UPOV1991 年文本加大了育种人权利的保护力度,使得作物品种权的保护给育种者带来的利润更大,极大地激发育种人对品种创新的投入,同时使育种者的知识产权保护意识增强,从而提高中国热带作物植物新品种数量和质量,促进热带农业又好又快地发展。
2.3.3 促进育种投入主体结构优化新品种保护制度给育种者的市场经济效益提供了坚实的保障,激发了企业、个人等对育种研发投入的积极性。UPOV1991 年文本对育种者权利的保护力度加大,保证了育种主体投入的快速、合理回报,不仅有利于更广泛地吸引社会主体对热带作物育种研发进行投入,促进热作育种技术升级与设备更新,也有利于使人、财、物和技术,投入那些具有中国特色,并且具有重大挖掘潜力的稀、疏热带作物,填补目前热作育种领域的空白,阻止国外种业进入中国后对中国热作育种薄弱领域的蚕食。
2.3.4 提高育种研发技术水平加入1991 文本意味着国外育种者研发的所有植物新品种将在中国受到严格保护,同时更多的国外优质品种可以进入中国热作生产领域。中国可以基于引进的国外优质品种,进行更高起点的品种创新。同时,在1991 文本对“依赖性派生品种”的保护下,中国的热作育种技术将大大提高,热作育种产业进入良性循环。
2.3.5 促进新品种保护的国际合作加入UPOV1991 文本将对加强热带作物新品种保护的国际合作,如信息交流、数据交流、品种交流、品种测试合作、品种描述规范等具有重要意义。可以更加顺利地引进更多更优的国外新品种,推动中国热带作物育种事业的发展。
2.4 中国热带作物育种研发的外部威胁因素(T)
2.4.1 更加严格的知识产权制约
(1)“依赖性派生品种”问题。首先,从目前情况来看,中国热带作物特别是橡胶、木薯、椰子等作物的育种材料大部分通过国外引进,大部分育成品种都与国外种质有很大遗传关联。在执行UPOV1991 年文本的背景下,国外特别是发达国家的优良种质资源多数已获得植物品种权保护。由于使用国外种质资源为原始材料育种,根据UPOV91 文本对“依赖性派生品种”的解释,以国外已获授权的种质资源为原始材料育成的新品种很有可能被定性为“依赖性派生品种”,而遭到权利限制。其次,目前中国热作新品种研发主要采用诱变、体细胞无性变异、原始品种变异、回交以及基因工程转化等育种手段,而这些育种途径选育出的新品种也有很大可能被定性为“依赖性派生品种”。
(2)采取多种保护方式将制约中国热作育种。
UPOV1991 年文本打破了对同一个植物属或种只采取品种保护权或专利权任意一种保护方式的限制,这意味着对这2 种保护方式在本国法律上都认可的缔约国可同时采取2 种方式对植物新品种进行保护。这样一来,中国在加入UPOV1991 文本之后,育种所采用的材料受知识产权保护的概率将大大增加。
(3)品种权保护期限延长将制约中国热作育种。UPOV1991 文本比UPOV 1978 文本延长了品种权的保护期限,这意味着中国利用保护失效的品种或资源进行创新受到限制的年限更长。加入UPOV1991 文本,中国对国外有价值的品种或资源进行引进、吸收和再创新,或付出更高额许可费,或推迟利用时间。同时,拥有品种权多的国家将利用受保护的品种长期控制中国品种市场,造成中国与国外之间在品种创新和竞争上的科技劣势、经济劣势和市场份额的巨大落差[9]。2.4.2 薄弱领域的新品种研发面临冲击从UPOV公布的新品种权申请量、授权量来看,目前中国对荔枝、龙眼等作物具有育种资源和育种成果优势;对橡胶、木薯、椰子、香蕉、热带牧草等作物在育种资源方面处于相对劣势,育种取得了一定成果,但国际比较优势不明显;对菠萝、芒果、澳洲坚果、番木瓜、咖啡、可可、剑麻等作物在育种资源和育种成果等方面落后于美国、澳大利亚、巴西、厄瓜多尔、南非、智利等国。加入UPOV1991 文本,中国热带作物薄弱领域的新品种研发面临冲击。首先,受制于“依赖性派生品种”的规定,中国目前新品种保护权拥有量处于落后的作物,或者育种资源处于劣势的作物育种将受到沉重打击。其次,新品种保护期限的延长意味着国外优势科研品种将长期占据中国热带作物植物新品种保护的份额,中国一些育种力量薄弱的作物如菠萝、芒果、澳洲坚果、番木瓜、咖啡、可可、剑麻等会在一定程度上受到冲击,如果国外这些获得品种权的新品种进入中国,可能会使这些作物的育种科研不断萎缩,最终造成产业发展受制于人的局面。
2.4.3 新品种研发中“农民特权”限制实施面临困难中国热带农业生产主要是商业化生产,绝大部分产品是以市场销售为目的,生产主体是农户和中、小型农场。UPOV1991 文本把品种权人的权利扩大到授权品种繁殖材料的收获物及其加工产品,根据这一规定,农民利用授权品种生产商品及其加工品要经过品种权人的许可,或者品种权人可以收取自留种酬金,否则将构成侵犯品种权。农民往往知识产权意识淡薄,加之农民可以很容易地通过无性繁殖技术对所种品种材料进行繁殖,然后扩大种植,势必会引起更多侵权纠纷,而农民对知识产权知识的欠缺则会加大纠纷处理难度。同时,农民侵权的随意性将加大权利者的维权成本。如果严格按照UPOV1991 文本的规定,又会在一定程度上增加农民负担,对农民的生产积极性带来冲击,短期内还会对农民持续增收带来影响。
目前,中国在木薯、热带牧草等热作育种中采用的“农民参与式”研究,由育种研究者提供品种材料,直接在农民的农田进行试验,通过农民的参与,运用在地知识,选拔适合农田环境的品系,有时农民还会将自己的农家品种与育种研究者提供的材料相结合。这样的育种研发方式在一定程度上也会面临农民的侵权问题和育种者的维权问题,需要引起相关领域育种者的重视。
3 在加入UPOV1991 文本背景下中国热带作物育种研发的应对策略
3.1 S-O(优势-机会)对策
实施走出去的新品种保护策略。基于中国在热作育种研发的优势及加入UPOV1991 文本后的外部机会,首先要继续加大热作育种的研发投入力度,巩固、强化现有的育种优势,其次可以在适当的时候大胆实施走出去的新品种权保护策略,积极到国外申请热带作物新品种权。
3.2 W-O(劣势-机会)对策
3.2.1 增加具有自主知识产权的热作种质资源储备继续推进中国热作原始种质资源的调查、收集、保存、鉴定和利用工作,同时继续引进国外优质种植资源,但在引种时注意规避知识产权问题。
3.2.2 扩大热带作物新品种权拥有量(1)积极利用拥有的种质资源储备,研发新品种并申请品种保护权。
(2)已育成但为申请品种保护权的热带作物新品种要积极申报保护权。(3)在加强优势作物新品种研发的同时,加强具有中国特色的稀、疏热带作物新品种研发及保护。
3.2.3 完善相关法配套律法规通过建立、完善热作领域内与UPOV1991 文本对接的相关配套法规,切实保障育种者权利,建立、健全新品种研发市场激励机制,实现育种研发快速、合理回报,激发育种者对育种研发投入的热情,推进热作育种产业市场化。
3.3 S-T(优势-威胁)对策
3.3.1 利用自有知识产权的育种材料进行新品种育种研发可利用中国保有的热带植物资源和中国已育成的具有自主知识产权的新品种进行品种在创新,有效规避UPOV1991文本中涉及的侵权问题。
3.3.2 加强热作育种研发的投入对有价值的热作种质资源由国家出资保护,对先进育种技术的研发给予课题设置和经费资助。
3.3.3 加强法制宣传通过法制宣传增强热区育种者、农民、科研机构、企业等主体的知识产权意识。
3.4 W-T(劣势-威胁)对策
加强对UPOV1991 文本规则的研究。创新制度设计,协调好育种者权利和农民特权保护之间的矛盾。
4 结语
SWOT分析法是一种常用的战略规划工具,运用这种方法,可以对研究对象所处的情景进行全面、系统、准确地研究,从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划以及对策等。目前国内外已有采用SWOT分析法对水稻、蔬菜、荞麦、棉花等作物种业发展进行分析探讨的文献报道。针对其他大宗作物加入UPOV1991 文本后育种面临的机遇、挑战进行分析并提出对策的研究也已见文献报道,但还未见专门针对中国热带作物种业在加入UPOV1991 文本背景下进行SWOT 分析的文献报道。本研究目的在于探索出在UPOV1991 文本框架下适合中国热带作物种业发展的战略对策,为提高中国热作种业竞争力提供参考。
参考文献
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广西壮族自治区农业环境保护条例全文第一章 总则
第一条 为保护和改善农业环境,防治农业环境污染和生态破坏,合理开发和利用农业自然资源,根据《中华人民共和国农业法》、《中华人民共和国环境保护法》和《基本农田保护条例》等有关法律、法规的规定,结合本自治区的实际,制定本条例。
第二条 本条例所称农业环境保护,是指对影响农业发展的农业用地、农业用水、大气及农业生物等的保护。
第三条 各级人民政府应当将农业环境保护纳入国民经济和社会发展规划,对本行政区域的农业环境质量负责。
第四条 农业环境保护工作所需经费由同级财政列入预算,统筹安排。
第五条 任何单位和个人都有保护农业环境的义务,并有权对污染和破坏农业环境的行为进行检举、控告。
第六条 对保护和改善农业环境做出显著成绩的单位和个人,由县级以上人民政府或者农业行政主管部门给予表彰和奖励。
第二章 监督管理
第七条 县级以上人民政府环境保护行政主管部门,对本行政区域的环境保护工作,实施统一监督和管理。
县级以上人民政府农业、林业、畜牧业、渔业、土地、水利等有关行政主管部门,依照各自法定职责对本行政区域的农业环境保护工作实施监督管理。
第八条 人民政府农业行政主管部门在农业环境保护方面的主要职责是:
(一)贯彻执行国家有关农业环境保护的法律、法规和方针、政策;
(二)拟定农业环境保护长远规划和年度计划;
(三)开展农业环境质量调查与监测,负责农业用地、用水、农畜产品质量和农用化学物质的监测,对农业环境质量作出预测和评价,向本级人民政府提供农业环境质量的报告;
(四)组织开展农业生态建设,合理利用和保护农业自然资源,开发无公害农产品,发展农业环境保护产业;
(五)开展农业生物物种资源调查,保护珍稀濒危生物资源及其近缘的生物资源;
(六)对影响农业环境的建设项目进行环境评价,对直接影响农业环境的建设项目和单位进行监督检查;
(七)参与农业环境污染事故和污染纠纷的调查处理;
(八)宣传普及农业环境保护知识,组织开展农业环境保护科学研究、推广农业环境保护的先进技术和经验。
第九条 自治区地方农业环境质量标准,由自治区人民政府农业行政主管部门会同自治区人民政府环境保护行政主管部门和有关部门拟订,报自治区人民政府批准执行。
第十条 县级以上人民政府农业行政主管部门所设立的农业环境监测机构,负责本行政区域的农业环境监测工作。业务上受上级农业环境监测机构和同级环境保护行政主管部门监测机构的指导。
农业环境监测机构按有关规定纳入环境监测网络,其所提供的监测数据,可作为开展农业环境保护工作和调查处理农业环境污染与破坏事故的依据。
第十一条 农业行政主管部门及乡级人民政府可配备专职或者兼职农业环境监督员。
农业环境监督员应从熟悉农业环境保护业务和环境保护法规的人员中选任。
农业环境监督员由本级人民政府农业行政主管部门聘任,《农业环境监督员证》由自治区人民政府农业行政主管部门统一核发。
第十二条 农业行政主管部门可以对污染和破坏农业环境的单位或者个人进行现场检查。
农业环境监督员执行公务时,应当出示《农业环境监督员证》。被检查的单位或者个人,应当如实反映情况,提供资料。
第十三条 跨行政区域的农业环境污染和生态破坏的防治工作,由有关地方人民政府协商解决,或者由其共同的上级人民政府协调解决,作出决定。
第十四条 因发生事故或者其他突然性事件,造成或者可能造成农业环境污染事故的,当事人必须立即采取措施处理,及时通报可能受到危害的单位和个人,并向当地人民政府环境保护行政主管部门和农业行政主管部门报告,接受调查处理。
第三章 保护防治措施
第十五条 县级以上人民政府应当根据当地农业自然资源状况和农业环境保护要求,合理调整农业生产结构,因地制宜开展生态建设,改善农业环境质量。
第十六条 禁止在农田、基本农田保护区倾倒、弃置和堆存固体废弃物。在农田、基本农田保护区以外的农业用地倾倒、弃置、堆存固体废弃物的,应当依法办理用地手续。
第十七条 向农田提供的城市垃圾、污泥,必须符合国家有关标准。
第十八条 向农田灌溉渠道排放工业废水和城市污水,应当保证其下游最近灌溉取水点的水质符合国家和地方有关农田灌溉水质标准。
直接向农田排放城市污水、工业废水的,应当确保所排放的城市污水或者工业废水符合国家和地方有关农田灌溉水质的标准。
农业环境监测机构对利用工业废水和城市污水进行灌溉的,应定期组织监测,向灌溉用水单位和个人通报水质情况。
第十九条 排放有毒有害气体、粉尘等大气污染物的,必须采取有效措施,防止其对农业环境造成污染。
第二十条 合理规划乡镇企业的布局,发展无污染、少污染的行业。
禁止新建土硫磺、土炼焦、小造纸等污染项目,对已建成且污染农业环境的,按有关规定责令其限期治理。逾期未完成治理任务的,由作出限期治理决定的人民政府责令其关闭。
第二十一条 禁止猎捕、收购、销售国家和自治区明令保护的有利于农作物的动物,并保护其栖息、繁殖场所。
第二十二条 合理使用农药、化肥、农用塑料薄膜等农用化学物品,采取有效措施防止其对农业环境的污染。
禁止使用剧毒、高残留的农药。发展高效、低毒、低残留农药,推广综合防治技术。使用农药必须严格执行《农药安全使用标准》。
积极研制、推广使用易分解、无污染的农用塑料薄膜。使用不易分解、有污染的塑料薄膜,其残膜应当回收,防止残膜对农业环境造成危害。
第二十三条 对遭受严重污染、影响作物正常生长或者所生产的农畜产品严重危害人体健康的区域,可划为农业环境污染综合整治区。
农业环境污染综合整治区的划定范围和治理方案,由县级以上人民政府农业行政主管部门会同同级人民政府土地、环境保护行政主管部门拟订,报同级人民政府批准后实施。
第四章 法律责任
第二十四条 违反本条例规定,有下列行为之一的,由县级以上人民政府农业行政主管部门予以处罚:
(一)拒绝农业行政主管部门现场检查或者在被检查时弄虚作假的,给予警告或者处以罚款;
(二)在农田、基本农田保护区倾倒、弃置和堆存固体废弃物,或者未依法办理用地手续在农田、基本农田保护区以外的农业用地倾倒、弃置、堆存废弃物的,责令限期排除,逾期不排除,由农业行政主管部门组织排除,费用由倾倒、弃置、堆存废弃物的责任者承担,可以并处罚款;
(三)将不符合国家有关标准的城市垃圾、污泥用于农业生产的,给予警告或者处以罚款;
(四)使用不易分解、有污染的塑料薄膜后不回收残膜的,责令限期回收,逾期不回收的,由乡、村、场负责组织回收,其费用由农用塑料薄膜使用者承担;
(五)违反《农药安全使用标准》使用农药的,给予警告或者处以罚款。
第二十五条 违反本条例规定,有下列行为之一的,由县级以上人民政府农业行政主管部门协同环境保护行政主管部门责令其停止违法行为,并依照有关法律、法规的规定予以处罚:
(一)向农田排放不符合国家和地方有关农田灌溉水质标准的工业废水和城市污水的;
(二)向农田排放有毒有害气体、粉尘等大气污染物,污染农业环境的。
第二十六条 罚款的具体办法由自治区人民政府制定。罚款全额上交同级财政。
第二十七条 造成农业环境污染危害的,有责任排除危害,对直接受到损害的单位或者个人应当给予赔偿损失。
赔偿责任和赔偿金额的纠纷,可以根据当事人的请求,由环境保护行政主管部门或者农业行政主管部门处理。当事人对处理决定不服的,可依法向人民法院起诉。当事人也可以直接向人民法院起诉。
由于不可抗拒的自然灾害,并经及时采取合理措施仍然不能避免造成农业环境污染损害的,免予承担责任。
第二十八条 违反本条例规定,造成重大农业环境污染事故,导致公私财产重大损失或者人身伤亡等严重后果,构成犯罪的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法追究刑事责任。
第二十九条 农业环境监督员滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊的,由其所在单位或者有关主管机关给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第五章 附则
第三十条 本条例自1995年5月30日起施行。
农业环境保护的措施①利用植物防治。如选用具有较强抗性和耐污性的树种营造防污林带,以阻止大气污染物的扩散,并通过林网吸收污染物质等。某些对污染物敏感的植物,则可作为指示植物用来监测大气污染。
②利用某些生物的自净能力。池、沼、库、塘、湖泊等水域中的某些水生生物除能将酚、氰等毒物分解成无毒物质外,对汞、镉、铬、锌等元素也有较强的吸收能力。
③耕作措施防治。对已被污染的土壤,除发挥土壤自然净化作用外,可通过深翻、刮土甚至换土等方法来消除污染。此外,增加土壤有机质含量可提高土壤的净化能力;施加石灰、磷酸盐、硅酸盐等可抑制植物对重金属的吸收。