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關鍵詞 林業(yè)有害生物;防治;意義;問題;對策;山東臨沂
中圖分類號 S763 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)21-0102-02
林業(yè)有害生物防治工作是林業(yè)工作的重要組成部分,承擔著保護森林資源、維護生態(tài)安全、促進生態(tài)文明建設的重要任務[1-3]。近年來,隨著經濟社會的發(fā)展,林業(yè)有害生物防控形勢日益嚴峻[4],特別是最近幾年,隨著造林面積不斷增加,人工造林尤其是黑楊、黑松、側柏為主的純林、混交林為綠化的主要模式,導致森林生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱,在較短的時間內易暴發(fā)大面積森林病蟲害疫情;同時,受全球氣候變暖影響,森林害蟲越冬死亡率較低[5],林業(yè)有害生物防治難度加大。
目前,臨沂林業(yè)有害生物主要有美國白蛾(Hyphant-ria cunea)、楊扇舟蛾(Clostera anachore-ta)、楊小舟蛾(Micr-omelalopha troglodyta)、楊白潛葉蛾(Leucoptera susinella Her-rich-Schaffer)、春尺蠖(Apocheima cinerarius)、光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)等,大面積暴發(fā)的可能性非常大,每年都要投入大量的資金、人力、技術等,給當地經濟造成了較大影響。
1 林業(yè)有害生物防治的重大意義
林業(yè)有害生物,是指對林業(yè)植物及產品產生危害的病、蟲、草、鼠及其他有害動物和植物[6]。近年來,山地、丘陵地林業(yè)有害生物發(fā)生面積居高不下,給林業(yè)發(fā)展產生了嚴重影響,因此積極開展林業(yè)有害生物防治刻不容緩。
1.1 林業(yè)有害生物防治是保障臨沂生態(tài)安全的重要內容
當前,臨沂經濟快速發(fā)展,生態(tài)環(huán)境破壞加劇,霧霾嚴重,林業(yè)在社會經濟可持續(xù)發(fā)展中的地位空前提高。但是,林業(yè)有害生物的發(fā)生,嚴重影響了森林的質量,危及城市生態(tài)安全,已經成為制約臨沂生態(tài)建設和可持續(xù)發(fā)展的掣肘,成為影響幸福臨沂和美麗臨沂建設的一大障礙。因此,加強林業(yè)有害生物防治,對于保護城市生態(tài)建設成果、維護城市生態(tài)安全、促進生態(tài)文明和實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展都具有十分重要的意義。
1.2 林業(yè)有害生物防治是促進地方經濟社會發(fā)展的重要保障
林業(yè)有害生物防治不僅影響著森林資源的健康,而且關系到農村經濟、關系到農民增收。當前,隨著農業(yè)和農村經濟結構的調整,林業(yè)在大農業(yè)中的比例不斷增加,但是,一旦暴發(fā)大面積的林木病蟲害,一定程度上會影響農民增收致富奔小康的步伐,影響了農村經濟結構的轉型升級。因此,加強林業(yè)有害生物防治,對于促進農民增收和經濟社會全面協(xié)調發(fā)展均具有重要作用。
1.3 林業(yè)有害生物防治是實現(xiàn)城市美景的現(xiàn)實需求
當前,城市的景觀主要來自于樹木、花草等植物的造型、色彩和空間構造,通過不同的景觀空間與藝術化設計,在城市中形成一幅幅高低錯落、色彩分明的美麗畫卷,給人以美的享受。如果城市的樹木被大量病蟲害蛀食,那么整個城市的景觀將遭到破壞,市容市貌的美景度也會下降。因此,加強林業(yè)有害生物防治,對于改善城市景觀、增強城市美景度不可或缺。
2 臨沂林業(yè)有害生物防治存在的主要問題
2.1 防治意識淡薄,群防聯(lián)防機制滯后
目前,臨沂市在林業(yè)有害生物防治工作中,重點加強了美國白蛾、楊小舟蛾、楊扇舟蛾等蟲情的監(jiān)測預報工作,同時,還與周邊地區(qū)濟寧、棗莊等地簽訂了聯(lián)防聯(lián)治合作協(xié)議,由“以治為主”逐漸轉變?yōu)椤耙苑罏橹鳌?,防控工作正由被動向主動轉變。然而,對于這項工作,廣大林農的防治意識卻明顯不足,存在過度依賴政府的現(xiàn)象,群防聯(lián)防機制尚未真正形成。
2.2 防治經費不足,科研推廣有限
目前,臨沂市林業(yè)有害生物防治工作主要為政府投資,投入渠道單一,總量不足,企業(yè)和各種非公有制形式,如專業(yè)隊、森林醫(yī)院、樹木醫(yī)生等形式還未真正介入防治領域,導致了在防治過程中經費緊張。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是對病蟲害監(jiān)測預報的基礎公共財政投入資金不足;二是開展病蟲害防治的科研和新技術推廣應用資金數量有限;三是購買先進防治設備、藥品機械的資金不足。
2.3 防治手段落后,監(jiān)測預報環(huán)節(jié)薄弱
目前,臨沂市重點加強了森林病蟲害監(jiān)測預報,但防治手段還相對落后,對GPS監(jiān)測等新技術應用不足,主要為人工調查和群眾舉報,性誘捕器、誘蟲燈等器械數量也相對較少。同時,監(jiān)測預報隊伍整體素質不高,特別是基層缺乏專業(yè)測報員,嚴重影響了測報的準確性和時效性。
3 臨沂林業(yè)有害生物防治對策
3.1 提高防治意識,轉變營林理念
當前,林農的防治意識與防治成效息息相關,防治意識越強,防治成效越好。因此,要利用廣播、電視、報紙、網絡等新聞媒體加大宣傳力度,努力提高林農的防治意識,積極引導和扶持林農建立形式多樣、自律互助的防治聯(lián)合體,加強群防聯(lián)防,提高防治成效。同時,要從源頭開始,積極轉變營林思想意識,在最初進行林業(yè)規(guī)劃設計時,要充分考慮到森林病蟲害的影響,積極營造混交林,避免人工純林的大面積出現(xiàn),同時,還要積極營造近自然森林群落,優(yōu)化林分結構,提高和改造林分質量,增強林木抗病蟲害能力,增加森林生態(tài)系統(tǒng)的健康性和穩(wěn)定性,從根本上提高森林的健康水平。
3.2 增加防控經費,提高科技研發(fā)水平
根據臨沂市目前的現(xiàn)狀,要進一步創(chuàng)新林業(yè)有害生物防控工作的投入機制。引導多元化的投資,對于重大危險性有害生物災害治理和國家生態(tài)公益林的防控主要由政府統(tǒng)籌資金解決;對于企業(yè)和個人的防控要按照“誰管護、誰防治、誰投入”的原則,引導企業(yè)和個人開展投融資,政府給予適當獎勵或補助的辦法解決。同時,要加緊開展林業(yè)有害生物監(jiān)測預警體系、檢疫防御災害體系、防治減災體系、應急反應體系、防治法規(guī)體系等方面的科學研究;保障基本設備、藥品、器械的需要資金。
3.3 完善應急預案,加強防控監(jiān)測預報
監(jiān)測預報是林業(yè)有害生物防治工作的一項重要工作。根據臨沂市目前的現(xiàn)狀,一是要加緊建立健全全市森林病蟲害O測預報網絡體系,重點加強縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊測報點的監(jiān)測預報能力,形成市、縣、鄉(xiāng)、村全覆蓋的4級聯(lián)合防控監(jiān)測網絡,集監(jiān)測、預報、防治于一體,提高蟲情監(jiān)測預報能力;二是要對基層測報員開展培訓,提高測報人員的專業(yè)知識和技術水平,提升其業(yè)務素質和能力,以便能夠熟練操作先進設備和儀器,準確及時地開展病蟲害監(jiān)測預報;三是要加強對全市森林病蟲害的蟲情分析,按照有害生物的發(fā)生規(guī)律,制定完善各項病蟲害防治應急預案,明確和落實防治責任,一旦發(fā)生蟲情,及時采取應急措施,確保全市森林生態(tài)安全。
4 結語
做好林業(yè)有害生物防治工作,是當前確保臨沂林業(yè)生態(tài)建設健康發(fā)展的基礎。因此,積極轉變防控理念,借助先進科技手段,全面加強防控工作,盡可能減少林業(yè)有害生物的發(fā)生,這是加快林業(yè)生態(tài)建設步伐、維護臨沂生態(tài)安全的關鍵。
5 參考文獻
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關鍵詞:雙模技術;反滲透膜;生物污染;群體感應機制;群體感應猝滅法
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)2-0087-03
1 引言
膜處理技術具有設備規(guī)模小、能夠處理大多數污染物、出水水質優(yōu)越以及自動化程度高等優(yōu)點,膜技術現(xiàn)在正被越來越多地應用于采出水的處理過程。雙模過程,即包括微濾/超濾加納濾/反滲透或者生物膜反應器加納濾/反滲透,是目前最前沿的采出水、石油化工廢水處理技術。然而細菌附著在反滲透膜表面生成的生物膜導致的生物污染是目前限制反滲透膜技術應用的主要因素。
2 膜污染的種類
膜污染通常包括的種類有無機污染、有機污染、生物污染和膠體污染。其中,生物污染是指微生物在膜表面附著并形成生物膜,且生物膜的形成速率和范圍的增長速度非??欤@將導致膜性能的損壞,所以生物污染是最嚴重的一種污染[1]。
3 生物污染的危害及抑制方法
生物污染帶來的危害包括降低膜通量、增加鹽透過率、增加能耗、導致出水水質惡化、膜壽命縮短甚至膜系統(tǒng)故障(膜表面發(fā)生生物降解)[2]。
目前對于膜系統(tǒng)中的生物污染的控制方法主要包括利用大量前處理去除入水中的細菌、對膜系統(tǒng)的頻繁清洗以及添加殺菌劑。然而,這些方法由于以下幾個原因被證明效果不佳。①在實際中無法保持大型膜系統(tǒng)無菌,系統(tǒng)中殘余的任何細菌最終都會導致生物膜(微生物傾向形成的生命形式)的形成。并且,大部分商品化微濾和反滲透膜所采用的高分子材料為聚酰胺,容易被氧化,這就排除了使用常用殺菌劑氯和臭氧的可能性。②生物膜一旦形成,就對殺菌劑以及水力清洗和化學清洗具有極高的抗性。③由于入水水量大,需要添加殺菌劑劑量相應的很大,導致成本偏高[3]。生物法抑制生物污染具有對膜材料友好、成本低、效果好等特點。因此,用生物法抑制生物污染的方法得到了廣泛的關注。
4 生物膜形成機理
4.1 生物膜形成的階段
生物膜的形成分為三個階段:第一階段是誘導期。即微生物慢慢熟悉進入的新環(huán)境,微生物在這個階段生長比較緩慢。第二個階段是對數生長期。在這個階段,微生物已經適應他們的生長環(huán)境,并且保證微生物生長的食物是充足的,所以微生物以指數的速度增長。第三個階段是平臺期。在這個生長階段,周圍食物和生長環(huán)境都不再適合微生物快速增長,所以微生物選擇緩慢增長甚至停止生長。通常在這個階段,微生物的粘附和細胞增殖與微生物細胞分離及細胞衰老是達到平衡的狀態(tài)[4]。
4.2 生物膜形成的過程
生物膜的形成是一個微生物細胞在溶液中的分離階段轉移到在反滲透膜表面強力附著的狀態(tài)的過程中[5]。在第一階段,單個微生物細胞在膜表面上自由地附著。大量的微生物在膜表面上移動。這個階段速度很快,通常發(fā)生在幾秒鐘內。第二階段是不可逆的附著階段,在此階段,微生物胞分泌出胞外聚合物粘在膜表面。這種不可逆的附著發(fā)生在幾秒鐘或幾分鐘內。在第三階段,微生物在特定區(qū)域增殖并形成微菌落,最終將微菌落生長為一個成熟的生物膜。這個階段發(fā)生在微生物不可逆附著的幾個小時或幾天之后。最后一階段被稱為生物膜的溶解,這意味著微生物細胞或細胞群從微菌落的中心離開或分散。這會持續(xù)幾天甚至幾個月[6]。
5 群體感性機制
以下幾種生物法已經被用來抑制生物污染,這包括NO誘導生物膜的分解、蛋白質的干擾法、DNA和胞外多糖的特異性酶法、抑制微生物附著能量解偶聯(lián)法以及群體感應抑制法[7]。筆者將討論微生物的群體感應系統(tǒng)的抑制控制策略。
5.1 群體感應機制的原理及過程
群體感應(quorum sensing)機制是微生物之間像語言一樣的一種細胞間的溝通機制。微生物可以通過群體感應進行溝通,這不僅可以發(fā)生在同一個單一的細菌物種之間,而且也可以發(fā)生在不同的物種之間。微生物通常通過群體感應來執(zhí)行一些生物學行為,如生物發(fā)光、運動、形成孢子、產生胞外多糖以及生物膜的形成。群體感應的過程分為生產、發(fā)射和檢測群體感應信號分子三個階段,群體感應信號分子稱為自身誘導物(AIS)??茖W家已經發(fā)現(xiàn)了三種類型的群體感應信號分子:N-酰基高絲氨酸內酯(AHL)、自身誘導物-2(AI-2)合成的LuxS以及寡肽。寡肽作用于革蘭氏陽性菌,而N-?;呓z氨酸內酯(AHL)作用于革蘭陰性菌,這只涉及在微生物細胞間交流。自身誘導物-2(AI-2)能夠有效作用于革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌之間的群體感應[8]。
5.2 群體感性信號分子的作用機理
自身誘導物-2指導和協(xié)調微生物群落行為的機制為:當作為信號分子的自身誘導物-2濃度逐漸增加到閾值濃度時,自身誘導物結合蛋白,因此調節(jié)蛋白被激發(fā)從而激活靶DNA,這進一步使群體感應行為控制基因發(fā)生轉錄作用。這一系列過程最終都會導致微生物社會生物學行為的發(fā)生[9]。微生物的群體感應行為在微生物交流和微生物生物學行為調控中起著主導作用,因此干擾或抑制微生物之間的群體感應系統(tǒng)在控制膜生物污染方面是一種很有潛力的方法。此外,一些實驗結果已經證實,抑制群體感應信號分子(AI)或群體感應調節(jié)基因可以控制膜生物污染。
5.3 控制群體感應機制的方法
目前有4種方式用來控制群體感應機制:
①抑制信號分子的產生;
②滅活或降解信號分子;
③產生群體感應信號分子類似物,讓他們與真正的信號分子受體結合,從而阻止群體感應行為的發(fā)生;
④破壞信號分子接受體[10]。
方法②是控制群w感應系統(tǒng)中最受歡迎的方法,例如N-?;呓z氨酸內酯(AHL)降解酶能降解信號分子從而阻止群體感應行為。人們已經發(fā)現(xiàn)AHL降解酶一共有兩種:AHL內酯酶和AHL?;D移酶?;趩我环N類細菌和混合種類細菌的膜生物污染均可以通過添加AHL降解酶來有效預防[11]。
6 群體感應猝滅法
6.1 群體感應猝滅法的定義
群體感應猝滅法(Quorum quenching method)是控制群體感應行為的第二種方法。人們選擇了氨基?;窱(豬腎臟)作為抑制生物膜的群體感應淬滅劑,并且這已經被證明是一種有效的方法。
6.2 群體感應猝滅法的實驗效果
氨基酰化酶I(豬腎臟)能夠通過使酰胺鍵斷裂來降解N-?;呓z氨酸內酯(AHL)。Kyung-min Y 等[12]利用從Si-Hwa污水處理廠的活性污泥(韓國)和膜生物反應器(MBR)來驗證群體感應猝滅法。圖1是實驗系統(tǒng),其中(a)是持續(xù)的MBR和(b)是批式MBR。
在這個實驗中,自體誘導物存在于MBR系統(tǒng),以及群體感應行為和膜生物污染之間存在相關性。筆者重點展現(xiàn)基于生物群體感應系統(tǒng)的抑制生物污染的方法―群體感應猝滅法。在實驗過程中,超過10種不同的微生物存在于生物濾餅中(沉積污泥和生物膜的組合),并且微生物在膜生物反應器(MBR)的中空纖維膜組件上形成了AHL信號分子。如圖2所示,當跨膜壓力達到30 kPa,AHL信號分子開始出現(xiàn)在生物濾餅中(藍色代表AHL信號分子的存在),生物濾餅中AHL信號分子在連續(xù)式膜生物反應器(MBR)系統(tǒng)運行過程中產生的時間:(a)為22 h,(b)為46 h,(c)為58 h,(d)為72 h。
為了證明群體感應行為與膜生物反應器中膜生物污染的相關性,作者做了另一個試驗來證明他們之間是有關聯(lián)性的。圖3是沉積污泥和生物膜中AHL的濃度水平的比較:(a)為A.tumefaceins A136生物測定;(b)為AHL水平每生物量。
圖3(a)表明,沉積的污泥無論其質量多少都不能分泌AHL,然而,在生物濾餅中微生物可以產生和分泌AHL,并且AHL的濃度隨生物濾餅的質量及反應時間的增加而增加。圖3(b)表明,在膜過濾過程的一定時間內,群體感應行為在膜表面上的生物污染中發(fā)生。為證明群體感應猝滅機制,作者選擇了豬腎?;窱作為使AHL分子失活的酶劑,并將其添加到反應器中使?jié)舛冗_到10 mg/L。圖4為對比實驗,圖4(a)是加入了豬腎?;窱的土壤桿菌,而圖4(b)則是沒有加入豬腎酰化酶I的對比試驗。
這一結果表明豬氨基酰化酶I能破壞AHL信號分子,因此群體感應行為可以通過群體感應猝滅策略來抑制。
7 結語
膜生物污染仍然是廢水處理過程中亟待解決的最大的問題。人們已經嘗試了很多化學方法或生物方法來控制生物污染。群體感應淬滅法是新型的處理技術,并且已被證明能夠有效的控制膜生物污染。其特點是對膜材料綠色友好、不會損壞膜材料,并且成本低、效率高、操作簡便。群體感應淬滅法未來在工業(yè)應用具有很大的前景。
參考文獻:
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關鍵詞:“五觀”教育;高職學生;模式及方法
中圖分類號:G711 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)26-0121-02
隨著社會的不斷開放和進步,高職院校學生的價值取向也呈現(xiàn)多元化,部分學生出現(xiàn)了“五觀”不正的問題,如在職業(yè)觀上片面追求“高”、“大”、“全”的職業(yè),而厭惡“苦”、“累”、“差”的職業(yè);在專業(yè)觀上只求“要問專業(yè)好不好,只看賺錢多與少”,不管自己的興趣與愛好;在學業(yè)觀上只片面追求考試分數,不注重綜合素質;在擇業(yè)觀上“不看實際情況,寧愿不就業(yè),也要與別人比高低”;在創(chuàng)業(yè)觀上認為“創(chuàng)業(yè)利國利民,本人條件不行”。這些想法和觀點均是“五觀”不正的具體表現(xiàn),如何糾正這些錯誤觀點,探討使學生“五觀”端正的方法與手段,使高職學生能夠正確對待職業(yè)、專業(yè)、學業(yè)和擇業(yè),積極投身于創(chuàng)業(yè),是每位高職院校政治思想教育工作者的責任。
通過對部分高職院校學生“五觀”教育情況的研究,以及對永州職業(yè)技術學院學生“五觀”現(xiàn)狀的調查分析,總結出以下高職學生“五觀”教育的一些方法和教育模式。
一、社會主義核心價值是高職院校的“五觀”教育的思想政治理論基礎,在“五觀”教育中具有核心價值導向作用
社會主義核心價值觀是對社會主義一般價值體系的哲學概括和理論升華,是人們共同遵循和維護的行為準則。社會主義核心價值觀能潛入人們的思想和心靈深處,具有激勵人心和鼓舞人們不斷前進的作用。我國目前在社會價值觀上出現(xiàn)了多元性和無主導性并存的局面,引發(fā)了不同價值之間的激烈沖突,導致了人們,特別是當代大學生在價值追求上的困惑、疑慮和徘徊。從屬價值觀教育的“五觀”教育是一項長期而艱巨的任務,應將其融入大學生思想政治教育的全過程,所以社會主義核心價值在“五觀”教育中具有核心價值導向作用。
二、高職學生的職業(yè)觀應從職業(yè)地位觀、職業(yè)待遇觀、職業(yè)苦樂觀三個方面樹立
職業(yè)是人們謀生的手段,也是人們進行社會交往的主要渠道。每種職業(yè)首先必須承擔一定的社會責任,都必須為社會做出應有的貢獻,每個行業(yè)、單位的所有制不相同,勞動任務、勞動強度、勞動條件、勞動報酬也有差異,于是便產生了不同的職業(yè)評價,這也就是我們所說的職業(yè)地位。首先要學生明白的是:在我國只有職業(yè)分工不同,不存在職業(yè)地位的高低貴賤之分,三百六十行,行行都光榮,行行出狀元。
職業(yè)待遇就是社會對從業(yè)者個人需要的報償,分為物質待遇和精神待遇。兩者都是多方面、多層次的。拜金主義、享樂主義和極端個人主義蠱惑人心,煽動人們追求超標準的職業(yè)待遇,這是違反廣大人民群眾根本利益的。我們一定要教育好學生,人的職業(yè)待遇不僅是物質待遇,而且需要精神待遇,不能把金錢當做人生的最高目的,把人淪為金錢的奴隸。
在職業(yè)觀上,自我控制是通過職業(yè)態(tài)度的選擇得以實現(xiàn)和表現(xiàn)出來的。這種選擇態(tài)度就是職業(yè)苦樂觀的具體表現(xiàn),是選擇忘我地勞動,有強烈的事業(yè)心和高度的責任感、自覺的創(chuàng)造性,無私奉獻;還是僅把職業(yè)當成個人謀生的手段和致富的途徑,把為人民服務變成為人民幣服務,自由散漫,游戲人生,甚至損人利己,損公肥私。
三、高職院校專業(yè)觀教育應注重學生的特點個性及社會需求和就業(yè)前景
首先學生要根據自身的能力特點和個性特征選定專業(yè)范疇,學生的性格特征是專業(yè)選擇的重要依據,同時根據自己的興趣傾向進一步細化專業(yè)選擇,在選擇專業(yè)時要對自己的興趣作清晰的認識和判斷;其次要根據社會需求和就業(yè)前景確定更加具體的專業(yè)范圍,把社會需求和就業(yè)前景作為專業(yè)選擇的必備參數,實現(xiàn)“理想和現(xiàn)實”相結合,所以高職院校學生在選擇專業(yè)時要把握好社會宏觀走勢,判斷社會各行業(yè)需求;再次還可以根據學校的師資力量選擇某個學校的專業(yè)。
四、高職院校學業(yè)觀教育應加強學生的自主學習能力、社會實踐能力和創(chuàng)新能力
自主學習是學習者能控制自己的學習,高職學生在校期間就應該由“要我學”轉變?yōu)椤拔乙獙W”。學校應為學生的個性與興趣發(fā)展創(chuàng)造越來越充足的空間和條件,組織豐富多彩的課外活動,激發(fā)學生的求知欲和學習主動性。
大學生的綜合實踐能力主要體現(xiàn)在適應能力、溝通協(xié)調能力、組織能力三方面。通過社會實踐活動,可以增進大學生對社會的了解,促使大學生把書本知識與實踐知識有機結合起來,全面提高自身素質,還可以鍛煉大學生的意志,促進正確的世界觀、人生觀和價值觀的形成。
創(chuàng)新性學習是學生創(chuàng)造性地進行自我學習的一種方式,是學生憑已有知識獨立發(fā)現(xiàn)未曾學過的知識、未曾知曉的解題方法、未曾掌握的研究方法的過程。幫助學生理解創(chuàng)新性學習過程的本質特點,培養(yǎng)學生通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、創(chuàng)造性地解決問題的能力。
五、高職院校應加強學生樹立自主擇業(yè)和敢于競爭的擇業(yè)觀教育
從當前的就業(yè)形勢來看,大學生在擇業(yè)就業(yè)問題上要更多地考慮社會需要,把自己對職業(yè)的期望與社會的需要統(tǒng)一起來,著眼現(xiàn)實,面向未來,既不好高騖遠,也不消極被動。在當前的新形勢下,應教育大學生樹立以下幾個方面的擇業(yè)新觀念:
初步掌握鑒定生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的基本方法。
二、教學建議
教材中本實驗安排為驗證性實驗,有條件的學??梢愿臑樘剿餍詫嶒?,安排在講課之前,或與講課同步進行。
本實驗難度并不大,但內容較多,實驗時間較長,因此,必須作周密安排,才能按時完成。實驗中應注意以下幾點。
1.增設教師演示實驗。上課之前,教師應該準備好做演示實驗所需的實驗材料、用具、儀器和試劑等。同時,逐項完成還原糖、脂肪、蛋白質3類有機物的鑒定實驗。在實驗課上,將3個實驗的正確結果分別展示在講臺上,并作扼要的介紹,以便使學生將自己的實驗結果與教師的演示實驗作比較。
2.實驗中學生應分工合作。在“還原糖的鑒定”實驗中,當每組兩個學生中的一個制備生物組織樣液時,另一個學生可以用酒精燈將水煮開,以便縮短實驗的等待時間。在“脂肪的鑒定”實驗中,一個學生制作臨時裝片時,另一個學生則可以調試顯微鏡。另外,在完成前兩個實驗時,一個學生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡,另一個學生則可以進行后一個實驗的操作。
3.關于鑒定還原糖的實驗,在加熱試管中的溶液時,應該用試管夾夾住試管上部,并放入盛開水的大燒杯中加熱。注意試管底部不要接觸燒杯底部,同時試管口不要朝向實驗者,以免試管內溶液沸騰時沖出試管,造成燙傷。如果試管內溶液過于沸騰,可以上提試管夾,使試管底部離開大燒杯中的開水。
4.做鑒定還原糖和蛋白質的實驗時,在鑒定之前,可以留出一部分樣液,以便與鑒定后的樣液的顏色變化作對比,這樣可以增強說服力。
5.斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后方可使用,切勿將甲液和乙液分別加入組織樣液中。
三、參考資料
還原糖的鑒定原理生物組織中普遍存在的還原糖種類較多,常見的有葡萄糖、果糖、麥芽糖。它們的分子內都含有還原性基團(游離醛基或游離酮基),因此叫做還原糖。蔗糖的分子內沒有游離的半縮醛羥基,因此叫做非還原性糖,不具有還原性。本實驗中,用斐林試劑只能檢驗生物組織中還原糖存在與否,全國公務員共同天地,而不能鑒定非還原性糖。
斐林試劑由質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質量濃度為0.05g/mL的硫酸銅溶液配制而成,二者混合后,立即生成淡藍色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2與加入的葡萄糖在加熱的條件下,能夠生成磚紅色的Cu2O沉淀,而葡萄糖本身則氧化成葡萄糖酸。其反應式如下:
CH2OH—(CHOH)4—CHO+2Cu(OH)2CH2OH—(CHOH)4—COOH+Cu2O+2H2O
用斐林試劑鑒定還原糖時,溶液的顏色變化過程為:淺藍色棕色磚紅色(沉淀)。
蛋白質的鑒定原理鑒定生物組織中是否含有蛋白質時,常用雙縮脲法,使用的是雙縮脲試劑。雙縮脲試劑的成分是質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液。在堿性溶液(NaOH)中,雙縮脲(H2NOC—NH—CONH2)能與Cu2+作用,形成紫色或紫紅色的絡合物,這個反應叫做雙縮脲反應。由于蛋白質分子中含有很多與雙縮脲結構相似的肽鍵,因此,蛋白質可與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應。
用于鑒定還原糖的實驗材料準備植物組織是常用的實驗材料,但必須加以選擇。在雙子葉植物中,光合作用的主要產物葡萄糖形成后,合成為淀粉,暫時儲藏在葉子內,因此最好不用雙子葉植物的葉子作實驗材料。有些單子葉植物,如韭菜、鳶尾,并不將光合作用的初始產物轉變?yōu)榈矸?,因此葉內含有大量的可溶性單糖,但是,由于葉片中葉綠素的顏色較深,對于鑒定時的顏色反應起著掩蓋作用,導致實驗現(xiàn)象不明顯,因此,也不宜用單子葉植物的葉子作實驗材料。
本實驗最理想的實驗材料是還原糖含量較高的植物組織(或器官),而且組織的顏色較淺或近于白色的,如蘋果和梨的果實。經試驗比較,顏色反應的明顯程度依次為蘋果、梨、白色甘藍葉、白蘿卜。
用于鑒定脂肪的實驗材料準備實驗材料最好選擇富含脂肪的種子,如花生種子(取其子葉)。供實驗用的花生種子,必須提前浸泡3~4h。浸泡時間短了,不容易切成片;浸泡時間過長,則組織太軟,切下的薄片不易成形。
做鑒定脂肪的實驗,教師可根據本地區(qū)的情況選用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液。蘇丹Ⅲ染液遇脂肪的顏色反應為橘黃色,蘇丹Ⅳ染液遇脂肪的顏色反應為紅色。因蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強,所以,染色的時間應比較短,一般為1min左右。
用于鑒定蛋白質的實驗材料準備實驗材料最好選用富含蛋白質的生物組織(或器官),植物材料常用的是大豆種子,動物材料常用的是雞蛋(卵白)。如用大豆種子,必須提前浸泡1~2d,這樣容易研磨成漿。有條件的學校,可以直接采用現(xiàn)成的大豆磨成的豆?jié){,豆?jié){可以購買,也可用小型的研磨機制取。利用豆?jié){作實驗材料,可以節(jié)約實驗時間。
如果用稀釋的卵白作實驗材料,效果會更好。
斐林試劑的配制
甲液質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液
乙液質量濃度為0.05g/mL的硫酸銅溶液
使用時臨時配制,將4~5滴乙液滴入2mL甲液中,配完后立即使用。
蘇丹Ⅲ溶液的配制稱取0.1g蘇丹Ⅲ干粉,溶于100mL體積分數為95%的酒精中,待全部溶解后再使用。
蘇丹Ⅳ溶液的配制稱取0.1g蘇丹Ⅳ干粉,全國公務員共同天地,溶于50mL丙酮中,再加入體積分數為70%的酒精50mL,充分混合后即可使用。
關鍵詞:公共藝術植物仿生學低碳
一、植物仿生型公共藝術的特征及趨勢
植物仿生型公共藝術的特征無疑是它們在形態(tài)上高度模仿樹木、花朵等植物。
植物一直為人類提供著豐富的靈感來改善與適應自然。比如人們觀察牛蒡子將種子掛在動物身上,發(fā)明出了尼龍搭扣;樹葉的光合作用為太陽能發(fā)電提供了借鑒等??茖W家們通過研究自然界中的植物系統(tǒng),借鑒其形態(tài)、結構和特征進行設計,從而提升工業(yè)領域的科技水平。雖然在公共藝術領域借鑒植物仿生學的成果相對比較晚,但發(fā)展較快,僅僅十余年間,對植物的模仿就從形態(tài)仿生向非形態(tài)仿生發(fā)展,由對外在形態(tài)的借鑒,如早期的《信號燈樹》,深入到對植物系統(tǒng)的能量轉化與環(huán)境適應特性的模仿,如《太陽花》借鑒植物光合作用轉化能量。植物仿生型公共藝術的快速發(fā)展不是偶然的,是由其一系列內在優(yōu)勢決定的,對其加以歸納有助于深入了解這種藝術形式。[1]
二、植物仿生型公共藝術在當前城市環(huán)境下有何優(yōu)勢
植物仿生型公共藝術的崛起必然有其社會需求,有其相對于其他傳統(tǒng)類型公共藝術所獨有的優(yōu)勢。通過案例分析和對比研究,可以歸納如下
1.更容易融入都市環(huán)境
公共藝術相對于傳統(tǒng)雕塑來說,對融入環(huán)境的要求更高,以極少主義為代表的幾何構成型公共藝術就是因為更好地契合國際風格建筑群而獲得較大成功。在這方面,天然樹木首先就是都市中不可缺少的固有景觀之一。模仿樹木造型、尺度的公共藝術是不會讓人感到突兀的,《信號燈樹》就是這方面較突出的案例之一。另一方面,隨著城市化程度的不斷加深,都市環(huán)境寸土寸金,像紀念碑時代那樣為每件作品設計獨立的廣場已是奢侈。公共藝術的布置方式必須順應時代的發(fā)展,盡可能不阻擋交通流線。于景觀園林而非雕塑。[2]
2.更方便采用互動技術
追求與公眾互動一直是當代公共藝術設計的重要目標之一。在這方面,由于植物本身即有生命,相當多的種類能夠對外界刺激做出反饋,因此植物仿生型公共藝術采用與人互動的技術更易為公眾所接受。而且與幾何形體或動物造型公共藝術相比,植物型公共藝術與人的互動更不具威脅感,這都對營造社區(qū)空間的積極友好氛圍大有幫助。
3.更利于結合實用功能
由于植物本身就具有遮蔭、通過光合作用轉化能量、吸收二氧化碳并釋放氧氣等功能,因此植物仿生型公共藝術具有這些功能就變得順理成章。由于新材料、新技術的采用,植物型公共藝術的此類功能遠遠強于同尺度的天然樹,波士頓的“人造樹”項目就是典型案例。這在當前城市熱島效應加劇、空間日漸逼仄、空氣污染狀況愈發(fā)嚴峻的形勢下具有積極意義。
三、建設植物仿生型公共藝術需要注重的問題
1.觀念需要創(chuàng)新
首先需要看到,作為一種從本質上強調“低碳”“環(huán)?!薄碍h(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展”的藝術形式,植物仿生型公共藝術近年來在歐美的快速發(fā)展與所在社會對環(huán)境的重視整體提高直接相關。“重環(huán)境”已經成為美國公共藝術的主要特點之一。歐美社會對環(huán)境的關注還上升到理論層面,以卡爾松、瑟帕瑪、柏林特等環(huán)境美學大師為代表對歐美環(huán)境美學理論研究的深化就是一例?!碍h(huán)境美學思索如何改善人所生存的環(huán)境,在探索環(huán)境倫理、環(huán)境審美之余,還注重結合建筑、園林、規(guī)劃等應用性學科,直到或親自參與環(huán)境改造、景觀創(chuàng)造活動的實踐?!?/p>
2.材料需要突破
植物仿生型公共藝術普遍在形態(tài)上借鑒了植物的簡單構型,因此實現(xiàn)巧妙構思和復雜功能相當程度上落在了先進材料的使用上。對公共藝術的后起國家來說,扎實的材料科學基礎,以及能夠使最新材料成果運用于公共藝術設計制造的順暢合理機制實在是必不可少的。
四、技術哲學視角下的思考
如同機器人在工業(yè)生產以外領域普及時,必然會受到人們從倫理學角度的審視一樣,作為一種具有技術和美學屬性,并深度介入社會生活的新生事物,植物仿生型公共藝術有必要經受技術哲學層面的審視。從積極視角看,原本可能以任何生硬甚至丑陋的機器形態(tài)出現(xiàn)的功能設施,現(xiàn)在以更易為人們所接受的生態(tài)形象出現(xiàn),這應該是一種進步。但從相反角度說,用一棵高科技的人造樹或人造花替代天然植物的必要性有多大?人類追求的是否是一種矯飾的生態(tài)中心主義?當我們身邊越來越多運用高科技的人造樹、人造花出現(xiàn),我們是否越來越接近科幻電影中的虛擬世界?這些問題都值得我們認真分析,并基于中國國情進行決策。事實上當前國內對于人造植物在景觀中的運用相當普及,許多地方都可見相當多大型人造樹木、多肉植物甚至蔬菜,由于技術含量不足,設置地點不當,形式美感不佳,很多時候成為視覺污染的來源。如果能夠通過借鑒歐美經驗,將很多量產型的風能或太陽能發(fā)電裝置設計成植物造型,以更好融入都市環(huán)境,不論對藝術進步還是生態(tài)文明建設都有很大助益。[3]
結語
綜上所述,我們介紹了當前歐美發(fā)達國家運用植物仿生學最新成果設計的公共藝術潮流??偨Y了此類植物仿生型公共藝術的總體特征,分析了其快速推廣開來的主要因素,并論述了此類公共藝術能夠在歐美發(fā)達國家出現(xiàn)的社會思想基礎、材料與配套技術的突破。對于公共藝術領域的后起國家,如果能夠結合當前中國日漸完善的科技基礎和強大的工業(yè)生產力,植物仿生型公共藝術無疑是一個追趕世界先進水平的良好契機。但怎樣保持“人造樹”建設與天然樹種植在投入上的平衡,則既需要精細的量化統(tǒng)計分析,又需要冷靜的技術哲學審視。
作者:謝偉
參考文獻
[1]淺談公共藝術設計中的有法與無法[J].劉強,閻旭濤.藝術科技.2016.