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篇1
“項目教學法”是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動,是行動導向教學方法中的一種。在整個教學過程中既發揮了教師的主導作用又體現了學生的主體作用,充分展示了現代教育“以能力為本”的價值取向,使課堂教學的質量和水平得到了很大幅度的提高。目前“項目教學法”在德國已經普及,國內學者對國外教學理論與方法研究的最新動態已基本能及時了解。但結合中國高校研究生教學的實際,對引進的理論與方法加以改造和調整,建立并完善符合中國高等院校研究生教育需要的理論和方法,目前尚在初級階段。
三、農科類研究生課程教學的特點
農業相關學科的研究生培養必須緊密結合生產實際,緊隨農業科學前沿,能夠解決農業生產中的關鍵問題。因此,研究教學過程中應該緊密結合生產實際,以解決農業生產中和畢業論文研究中的問題為目的,開展相關課程的教學與學習。原有的教學方式,基本上是教師按教材或專題講授、學生進行綜述性匯報和討論等方式進行的,而這些基本偏重于理論,缺少實踐。由于學校和導師為了取得較高的排名和研究成果,研究生的畢業論文內容過于狹窄或專業化,許多研究內容已經脫離了農業生產實際,對其實踐能力和綜合能力的培養是不利的。因此,依據農科類研究生人才培養的特點,有針對性地進行課程教學方式和內容的改革,將教學、科研、生產三者在產學研結合中相互聯系、相互促進,把科研和生產實際的內容引入教學過程,不僅是培養人才的需要,也是教育適應經濟建設和社會發展的需要。
四、項目教學法在農科類研究生教學中的實施方案
本論文以植物病害生物防治為例,簡要介紹了項目教學法在農科類研究生課程教學中的實施方案。第一,對植物病害生物防治進行了分析,將整體教學內容分解成若干項目,如生防菌的篩選與復篩、生防菌拮抗機制的測定、生防菌發酵工藝的研究、生防菌劑的應用研究等幾個項目,包含了植物病害生物防治教學大綱的關鍵內容。第二,由于研究生數量較少,學生以3~5人為1組,以抽簽的形式選擇相應的項目。第三,學生在網絡平臺及圖書館的期刊網上查找資料,然后分工合作進行理論基礎學習、實驗方案的制訂及實驗方法的學習。第四,學生將理論基礎知識和實驗方案制成多媒體課件進行匯報,其他同學和教師進行論證和必要的指導。第五,學生分組按實驗方案實施,在這個過程中有教師進行咨詢與指導。第六,學生將實驗過程及結果制作成多媒體課件進行匯報,教師和學生給予評價。
五、項目教學法在農科類研究生教學中存在的問題及解決對策
(一)研究生專業課程選課人數少,分組存在困難農科類研究生專業課選課人員較少。目前,農科類研究生課程選課從2人到30人不等。如果人數較少,以項目教學法進行課程改革就難以分組進行,組數較少,也完成不了整體的教學要求。因此,以項目教學法進行教學的課程,應該規定其平均每年選課人數達到10名以上才可以進行,這樣至少3人以上為1組,才能滿足教學需求。
(二)部分研究生課程分解成項目難,不易操作農科類的研究生課程類型和內容不同,有些課程不易分解完整的項目,即使可分解也較難操作。因此,有些課程不適合開展項目教學法,如各學科的研究生班討論、高級植物病理學和作物高產理論等課程。能夠實施項目教學法的課程應該是應用性和操作性比較強的專業課程,有些基礎性和理論性特別強的課程,則不能在課程中實施項目教學法。因此,應該有選擇性的進行項目教學法的改革。
(三)增加了教學經費研究生課程開展項目教學法,是理論與實踐相結合的,理論部分不需要額外的經費,但在項目形式操作過程中,學生按組進行項目操作,原來可能教師開展3~5個正常實驗就可結束課程,而項目教學法,學生分組操作,可能1個組就得把原來3~5個甚至更多的實驗整合在一起去完成1個項目,因此需要的實驗經費要比正常的教學多出幾倍。如果學校不給予額外費用,將無法開展項目教學法。由于經費問題,建議一個學科僅開設1~2門項目教學法的課程,給予特別資金支持,一方面避免開設課程過多,學生準備時間長,增加學生負擔,二是少而精達到最佳的上課效果。
(四)教學方式靈活,不適合常規教學管理項目教學法主要是開放式教學,學生查找資料,整理和制作匯報材料,是不需要進入課堂的,而進行講授和項目操作可以根據自己的時間、項目某個階段需要的時間和開放實驗室的時間來協調。如果不能根據正常的上課時數來進行,就無法達到學校常規教學的要求和正常的教學秩序。對于項目教學法的課程,學校應該給予特別的政策和考核方法,促進健康良性的發展和完善。
篇2
1除草劑藥害的癥狀與危害
藥害是指在農田化學除草過程中,由于除草劑的作用,導致作物受害。從整株來看,主要表現為植株矮縮、畸形、叢生;從根系上看,主要是根系生長受抑制,根尖膨大,根短而粗,無次生根或很少,無根毛;從莖上看,主要是莖縮短、變粗、彎曲、脆弱易折斷;從葉片上看,皺縮、卷曲、失綠、變黃、干枯;從芽上看,生長點壞死或畸形,導致生長停滯;從花上看,萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊數增多或減少,形狀異常,花而不實,由此造成減產,甚至死苗絕產。其種類有以下4種:一是對當茬作物產生藥害;二是對敏感作物產生藥害;三是對下茬作物產生藥害;四是“二次藥害”。
2除草劑藥害產生的主要原因
2.1用藥不對路
除草劑具有很強的專一性和選擇性,其防除對象有一定的范圍,一旦用錯就會產主藥害。如2,4-D丁酯主要是在麥田使用防除闊葉雜草的除草劑,如果錯用于棉花、瓜菜等,就會產生藥害。如果把滅生性除草劑草甘膦或克蕪蹤錯誤地當成選擇性除草劑使用,噴到作物上,也會產生藥害。
2.2用藥時間不當
除草劑的適用期是很嚴格的,有些除草劑只能是播種前或播后苗前使用,苗后使用就會產生藥害。有的除草劑需在苗期使用,在苗較大時用就會產生藥害。如麥田除草劑用在春天防除雜草,必須在小麥苗期至拔節前使用,小麥拔節后再用就會發生藥害;玉米田使用的2,4-D丁酯,用晚了就會產生藥害。
2.3隨意加大用藥量
除草劑的使用量是有規定的,任意加大用藥量也會造成藥害。當前農民在購買和使用除草劑時,為了保證除草效果,隨意加大用藥量,這勢必造成一定的藥害。
2.4環境不適
除草劑的使用是有一定環境條件要求的。如果把除草劑用于砂性土地,則很容易產生藥害,特別是水溶性大、移動性強的除草劑。在溫度過高或低溫時作物抗逆性差,此時使用除草劑也易造成藥害。不同作物品種對除草劑敏感性也有差異,敏感性強的品種也容易產生藥害。在大豆田應用甲草胺、異丙甲草胺以及乙草胺時,噴藥后如遇低溫、多雨、寡照、土壤過濕等,會使大豆幼苗受害,嚴重時還會出現死苗現象。
2.5土壤殘留
在土壤中持效期長、殘留時間久的除草劑易對輪作中敏感的后茬作物造成傷害。如玉米田施用西馬津或阿特拉津,對后茬大豆、甜菜、小麥等作物有藥害;大豆田施用廣滅靈、普施特、氟樂靈、氟磺胺草醚,對后茬小麥、玉米有藥害;小麥田施用綠黃隆,對后茬甜菜有藥害。此種現象在農業生產中易于發生而造成不應有的損失。
2.6藥械性能或清洗不徹底
如多噴頭噴霧器流量不一致、噴霧不均、噴幅連接帶重疊、噴嘴后滴等,造成局部噴液量過多,使作物受害。用過除草劑的噴霧器,沒經徹底清洗,又噴殺蟲劑或其他藥劑,往往致使敏感作物發生“二次藥害”。
2.7霧滴揮發與漂移
高揮發性除草劑,如短側鏈苯氧羧酸類、二硝基苯胺類、硫代氨基甲酸酯類、苯甲酸類等除草劑,在噴灑過程中,<100μm的藥液霧滴極易揮發與漂移,致使鄰近被污染的敏感作物及樹木受害。而且,噴霧器壓力愈大,霧滴愈細,愈容易漂移。在這幾類除草劑中,特別是短側鏈苯氧羧酸酯類的2,4-D丁酯表現得最為突出,在地面噴灑時,其霧滴可漂移1000~2000m。禾大壯在地面噴灑時,霧滴可漂移500m以上。
2.8混用不當
不同除草劑品種間以及除草劑與殺蟲劑、殺菌劑等其他農藥混用不當,也易造成藥害。如酯類除草劑與磷酸酯類殺蟲劑混用,會嚴重傷害棉花幼苗,敵稗與2,4-D丁酯、有機磷、氨基甲酸酯及硫代氨基甲酸酯農藥混用,能使水稻受害等。此類藥害,往往是由于混用后產生的加成效應或干擾與抑制作物體內對除草劑的解毒系統所造成的。
2.9除草劑質量差
除草劑質量差,含有一些對作物有害的物質或雜質,也會發生藥害。
2.10除草劑降解產生有毒物質
在通氣不良的稻田土壤中,過量或多次施用殺草丹會形成脫氯殺草丹,嚴重抑制水稻生育,造成水稻矮化。
3避免產生藥害的有效措施
3.1做好噴藥前的準備工作
首先根據作物種類和防除對象,購買對路除草劑,依據標鑒上的說明,弄清藥劑名稱、劑型、有效成分含量和使用量;其次,搞好藥械檢修,做好試運轉,進行清水模擬試噴,計算好噴幅,行走速度和1噴霧器(1桶)水應噴的面積;再次,準確丈量土地面積,按實測面積計算藥量,防止藥量過大或不足。
3.2嚴格掌握用藥適期
根據除草劑的性能,播前土壤處理,播后苗前、苗期莖葉處理都必須掌握好用藥適期,如播前施藥要在播種前7d左右噴灑混土,播后苗前應在播種后3d內噴藥,莖葉處理要在苗期進行。
3.3嚴格掌握用藥量
用藥量要根據雜草密度、大小以及氣候條件等確定用藥量,特別是一些高效除草劑,必須嚴格控制用藥量,防止發生藥害。
3.4農田化除作業區要遠離敏感作物田
要根據除草劑的性能、對某種作物的敏感度確定間隔距離(至少500m以上),避免除草劑飄移到敏感作物上發生藥害。
3.5選擇適宜環境條件用藥
要根據土壤溫度、濕度、土壤質地、整地狀況等正確選擇施藥,在大風天和炎熱中午禁止用藥。砂性土壤應適當減少用量或不用。
3.6搞好藥劑稀釋
使用除草劑最好采用二次稀釋法,即先把原藥用少量水稀釋攪拌均勻,然后再按稀釋倍數加足水量,噴藥時做到均勻周到。
3.7用藥器械要徹底清洗干凈
噴過除草劑的噴霧器械要認真徹底清洗干凈,改噴殺蟲劑或殺菌劑前要用清水試噴,確定無藥害時再用。除草劑和殺蟲劑不宜混噴。
3.8注意除草劑的合理輪用
因為連年使用同一種長效除草劑有累積作用,容易造成雜草產主抗藥性或產生藥害,影響下茬作物,要合理輪用不同的除草劑。
3.9要熟悉除草劑的藥性
使用滅生性除草劑時,要在噴霧器噴頭上加戴防護罩,定向噴霧,避免將藥液噴到作物上,發生藥害。
3.10搞好藥劑試驗
在推廣使用新的除草劑之前,要搞好田間試驗,檢驗除草劑的除草效果和對農作物的安全性,防止發生藥害。
4除草劑藥害補救方法
一些農民由于缺乏除草劑使用知識和經驗,有的甚至用1個噴霧器噴用多種除草劑,因此導致除草劑藥害農作物的嚴重后果。一旦農作物受害,應及時采取相應補救措施,減輕或避免損失。
4.1迅速用清水反復沖洗
噴除草劑過量或鄰近作物的敏感葉片遭受藥害時,要立即用干凈的噴霧器裝入清水,對準受藥害植株噴灑3~5次,可清除或減少作物上除草劑的殘留量。對于一些遇堿性物質易分解失效的除草劑,可用0.2%的生石灰或0.2%的碳酸鈉清水稀釋液噴洗作物,效果較好。對藥害連片的田塊,除進行葉面噴水沖洗外,還應足量灌水,促使根系大量吸水,以降低作物體內藥物濃度,緩解藥害。對于施藥過量的田塊,應及早灌排洗田,將大量藥物隨水排出田外,能有效減輕藥害。
4.2噴施植物生長調節劑
用1500倍液云大-120用量為375~450mL/hm2,或用225mL/hm2的1000倍植物動力2003;500倍或綠風95,在上午露水干后或傍晚用噴霧器噴在作物葉片的正反面上,可收到“起死回生”的效果。針對藥害性質,應用與其性質相反的藥物中和緩解。如小麥、水稻噴施2,4-D丁酯過量時,可噴施20mg/kg的赤霉素稀釋液,用量為600~750kg/hm2,噴后7d,莖葉生長即恢復正常,比未噴施赤霉素的增產10%以上。
4.3追施速效肥料
篇3
1.畢業論文研究是對所學知識的綜合測試訓練,是提高解決實際問題能力的錘煉
解決實際問題的能力不高是當前大學生普遍存在的問題。我國的大學生經過幾年的基礎理論、專業理論和專業知識的系統學習,具有了良好的理論知識,也有了分析問題和解決問題的基礎。但是這些理論知識與實際工作有一定的差距,未能得到實際工作的訓練,缺乏解決問題的膽略和經驗,找不到將基礎理論與實際問題相結合的切入點。面對實際問題,感覺很茫然,無從下手。
大學生畢業實習正是解決這個問題的良好平臺和必經過程。在這個過程中通過老師指點、自己調研與思索,制定出可行的方案。畢業實習包括多個環節,有開題報告、任務計劃書、試驗的設計與試驗操作、試驗結果分析、論文撰寫、論文答辯等。這些內容環環相扣,形成一個完成的系統,是對學生的學習進行了一次系統的檢驗和訓練,對培養學生提出問題、分析問題、解決問題能力有重要作用。
2.畢業論文試驗與論文寫作可培養學生的嚴謹治學態度與作風
科研試驗需要系統嚴謹的設計,試驗過程中也會出現各種各樣意想不到的問題與偏差,這都需要學生以嚴謹的科研態度對待,不得有半點馬虎,這對培養學生嚴謹的治學態度和做事風格有重要作用。
論文寫作過程中,需要千錘百煉,多一次修改就多一次認識,多一次修改就前進一步。修改培養學生嚴格地認真思考,反復推敲,使論文進一步趨于成熟和完美。修改論文是培養嚴謹的治學態度和良好學風的需要。
3.畢業實習與畢業論文寫作是學生從學習到工作的一些個過渡時期,是學生的角色轉變、心理轉變的一個過渡時期
畢業論文(設計)是老師指導下的系統工作與鍛煉,是大學生上崗前一次綜合訓練,對大學生的全面素質培養及綜合能力提升起著重要作用,對大學生成長及適應社會需要有著深刻影響。有時候學生剛走上工作,面對實際問題,感覺很茫然,無從下手,究其原因是實踐太少,對生產和科研都感到很神秘,甚至存在一定的恐懼心理。畢業實習正是學生角色轉變的關鍵時期,是心理逐步轉變的過渡時期,在此過程中使學生的神秘感和恐懼心理慢慢消除,增強獨立處理問題的膽略和經驗。
4.畢業實習可以增強學生團隊協作能力
畢業實習的試驗研究工作往往不是一個人獨立進行,一般是幾個同學共同協作,在導師指導下進行試驗操作、結果分析總結和論文撰寫,在此過程需要很多的溝通與協作,這對培養學生的團隊協作能力有很好作用。
二、近年來農學類專業的學生畢業實習存在的諸多問題
1.主觀上的問題
農業科研與農業生產有其特殊性,可能會面對烈日炎炎、滿身泥水,因此會有同學對這一行業忘而卻步,特別是現在的一些獨身子女,吃苦精神不夠,專業思想不牢,甚至對農業有排斥的心態。這種專業思想不牢固會造成學生對畢業實習與論文寫作不夠重視,參與積極性不高,不能以嚴謹的態度與科學的作風來對待。
另外,有的同學可能認為畢業實習就是干活,甚至有的同學覺得自己的文學功底很好,寫作沒有問題,不需要鍛煉,這些都是誤區。畢業實習的科研工作肯定會有一定的工作量,農學類專業還會需要田間操作,可能會有比較苦、比較累,但要認清正是在這些實踐工作中得到鍛煉與提高,培養解決問題的能力。論文的寫作與平時的散文等寫作存在較大區別,更需要邏輯思維和科學嚴謹的試驗依據,是需要一個系統的鍛煉過程的。對于這些要有清楚的認知,才能得到很好的實習鍛煉效果。
2.客觀上的問題
(1)考研熱給畢業實習帶來了一定的難題
由于就業觀念趨向的變化和大學生擴招帶來就業壓力增大的影響,報考研究生的同學越來越多,這些同學在大三到大四這段時間里一心投入在考研的學習沖刺上,爭分奪秒,忽視了畢業實習工作。導致畢業實習投入的精力不夠,花的時間較少,嚴重影響了畢業實習質量和畢業論文的質量。
(2)就業壓力帶來的影響
本科生的畢業實習多數集中在最后一學期,這半年里是畢業實習的關鍵時期,也是畢業生擇業就業的關鍵時期。現在就業壓力較大,特別是農科類大學生就業壓力尤其突出,而且現在的就業是雙向選擇,都需要一個考察選擇的過程。所以很多同學在四年級就開始到有就業意向的單位實習,嚴格按照單位的作息制度上下班,而且為了更好的展現自己,一般不會請假。這就使同學沒有時間參加畢業論文的試驗研究工作。
(3)畢業論文內容、效果上存在一定偏差
現在的本科生畢業論文都是以做老師的科研課題為主,這是無可非議的,但很多同學的論的太尖、太深、面太窄,這對于培養學生從事科研工作有較好的作用。但是目前大多數本科生同學畢業后是面向基層,或是到企業上班,真正從事科研工作的比例并不是很大。這些太尖、太深、面太窄的研究內容畢業后用的較少,甚至根本用不上。
農業生產具有周期性,一般作物是一年一個周期,現在的多數同學畢業實習和論文試驗工作只能是作物生長的某個階段,不能跨整個生長季節,這使實習效果受到一定影響。對于本科生的畢業實習最好是能經歷整個作物生長周期,對農業生產的各個環節進行一次全面的、系統的實踐。
三、提升農學類本科生畢業論文質量的對策
1.鞏固專業思想,提高對畢業實習和畢業論文的重視程度與參與積極性
專業思想的培養與鞏固可從以下幾個方面進行教育:一是學科的發展前景與重要性;二是干一行愛一行的思想與意志;三是人生職業規劃的引導;四是教師和班主任隊伍與學生的溝通與談心。學校要求班主任老師與學生談心時,把“學農愛農、立志務農”的專業思想教育作為談心的重要主題。通過專業思想教育,大大增強學生學農愛農務農的信心與決心。
2.研究如何更好地處理考研同學的畢業實習與畢業論文寫作問題
總體原則是采取把畢業論文課題內容與考研方向結合起來的方式,如果導師的研究內容與學生考研方向差異較大,可以考慮轉導師,轉到研究內容與考研內容相近的導師。盡量探索一條兩全齊美的辦法。另外,畢業實習對考研有一定的促進作用,參加與考研學科相近內容的畢業實習,可以增加對研領域的深入了解,增強本領域知識的系統性,對考研題目的答題有一定的幫助,因為現在的考研試題一般為綜合性較強的題目,需要應試同學對學科知識掌握的系統性和全面性。
3.研究如何對待提前到就業單位上班的問題
針對當前就業壓力大的形勢,對于畢業生提前到就業單位邊實習邊進行雙方選擇的問題不能一律禁止,對待這個問題的原則是要從方法上著手,嘗試在就業單位設立導師,探索一條學校導師與就業單位導師聯合共同指導模式,即要求有就業意向的單位安排一位指導教師,與校方的指導老師共同擬定與工作內容相關的畢業論文題目,由雙方導師共同指導實施。特別是加強就業單位導師與學校導師的對接模式,論文選題的思路方法等方面的研究與創新,共同聯手來提高農學類專業畢業生的實習效果與畢業論文質量。
4.鼓勵和加強本科生畢業論文的應用性內容研究
選題內容向應用理論或應用技術研究轉型,探索拓寬知識面、增加系統性的選題思路,避免太深、面太窄、實踐應用性不強的的選題內容,提高學生畢業后應對實際工作的能力。
在這方面,本研究團隊在學生畢業論文的選題上也做了新的嘗試,以應用研究為主,注重設計系統性強、內容涉及面較寬的題目。通過嘗試,感覺學生在動手能力和發現問題、解決問題上有了較大的提高。現在已把相關內容進行了總結,并把這些想法與創新的方法進行總結集成,使其系統化、規范化,并在本科生實習中進行新一輪的實踐。
另外,考慮到作物生長的周期性問題,已嘗試從三年級升四年級的暑假期間開始安排學生利用暑假期間提前進行畢業論文的內容實施,在第七學期可以利用課余時間和周末參與畢業論文的研究工作。這樣同學在畢業實習中可經歷作物的全生長周期,使實習內容做到系統化。
5.加強畢業生實習過程的監控與管理,建立一套以學生評價為主的畢業實習與畢業論文的評價體系
要做好畢業論文質量的把關,重要的做好畢業論文試驗研究過程的監控與管理,使學生在畢業實習過程中切實學到知識、學到技能、學到解決問題的能力。可以要求學生寫好開題報告、任務書、畢業論文等內容以外,增加實習過程的詳細記錄、心得體會(經驗與問題分析),并成立畢業實習督導小組,對畢業實習過程的主要環節進行跟蹤檢查指導。
現在各個院校基本上都有畢業論文的監控與評價體系,但過去的這些評價方法主要是對本科畢業論文的格式、各種材料是否齊全等形式的評價,這樣的評價不利于進一步提高畢業實習和畢業論文的質量。本研究小組正在探索一套以學生評價為主的體系,通過學生對整個實習過程的所做所學的效果、畢業論文的發表情況與應用情況、畢業后所學知識在實際工作中的應用情況等方面進行綜合分析評價,突出實習內容的應用性和學生主體地位,對持續提高畢業實習和畢業論文質量起到了很好的效果。
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篇4
一、新疆農科研究生教育發展面臨的挑戰
1.研究生生源數量不足、質量不高與規模快速增長的矛盾
受傳統觀念及新疆地區本科教育專業化發展的影響,新疆農科研究生的生源主要來自農學類本科專業,來自重點院校生物學專業的考生很少,因而生源的現代生物學基礎相對比較薄弱。此外,多年來農科研究生錄取分數線相對偏低,專業素質和英語水平較低,入學后為了達到研究生的畢業要求,又要投入大量時間和精力學習專業知識和英語,這對于提高農科研究生培養質量的長遠目標是十分不利的。這就造成了我區農科研究生生源數量不足,尤其是優秀生源相對缺乏,培養規模偏小,培養效益不高。
2.研究生培養方案和課程體系陳舊呆板,缺乏對學生的創新性培養
總體來說,現有農科研究生教學的課程體系和教學內容改革力度不大,課程體系沒有充分體現“重構基礎,突出現代,反映前沿,交叉綜合”的原則。目前已有課程體系的主要問題是:以年級學科設置專業學位課,以學科特色和導師專長設置專業選修課。造成的負面效果:一是部分專業學位課過于強調專業內容的系統性和基礎性,內容相對陳舊,或者相當一部分內容與本科教學重復,學生缺乏興趣;二是專業選修課往往是因人設置,課程內容過于專門化,課程門類多,修課學生少,教學質量難以監控。由于往往強調學科固有的專業知識結構,教師比較習慣于已有的課程體系與教學內容,教學內容與質量的考核權重較小,使教師在課程改革上精力投入不足,而管理部門對課程改革的支撐力度和推動力度都很不夠。另外,受傳統教育觀念的影響,農科研究生教育重專業知識傳授、輕實踐能力培養,重專不重博的現象比較嚴重。教學方法上以灌輸為主,教學形式上以課堂講授為主,忽略了對學生自學能力、創新能力、解決農業生產實際問題的能力等的培養,嚴重制約了新疆農科研究生自身的培養質量。
3.農科研究生創新能力不強,論文水平不高
研究生教育作為高等教育的較高學歷層次,長遠看對我國的科技創新能力具有決定性的制約作用。創新能力是衡量研究生科研工作能力的集中體現,是培養質量的核心指標之一。創新能力的培養是農科研究生教育中的一個重要組成部分,也是我國創新工程實施的一個基本人才保證條件。科技的迅猛發展使經濟、政治、文化等各方面出現了新的發展動向,這對農科研究生提出了新的要求。農科研究生科研創新能力不強主要表現在研究生的課程體系上,偏重于課程的學習,而對實踐性環節如實驗課、社會實踐、社會調研、產學研相結合等不夠重視;重知識的繼承,輕知識的創新。教學內容陳舊,在教學方式方法上,教師講授過多,“啟發式”教學過少,不利于研究生主動學習和創新思維的培養。在研究生的科研方面,論文選題缺乏創新性,包括重復他人研究,缺乏創新性及難度不當等。有的研究生為了保證論文工作的順利完成而選擇難度過小、工作量偏少的課題,或置理論和應用研究價值而不顧,完全照搬前人的研究路徑,選擇相對容易的研究材料開展工作,導致研究生論文水平不高。
4.農科研究生培養條件的建設相對滯后
農科研究生培養條件建設相對滯后主要表現在實驗條件、師資條件以及學生生活條件等方面。研究生培養條件的改善主要依賴于教育經費的投入,而農科研究生教育經費較其它學科更為不足。多年來農科研究生教育經費投入以國家財政撥款為主,渠道過于單一且額度較小,與培養所需費用差距很大。在實際過程中,研究生培養所需經費很大程度上依賴于學科及導師科研經費的支撐。但由于受農業局限性的影響,農業院校科研經費來源渠道單一,科研項目小而分散,科研經費資助少。經費投入上的不足,嚴重制約了農科研究生培養條件的改善,影響了研究生培養質量的提高。
5.導師隊伍水平有待進一步提高
由于研究生數量的急劇增加,一些研究生培養單位的導師人數嚴重不足,由此出現有些單位為追求數量而降低遴選標準。導師隊伍年輕化并且數量不足,加之研究生導師同時承擔著繁重的教學任務,導師的課題研究少而且分布不均衡,制約了對研究生研究能力的培養,加之人才引進困難也制約了導師隊伍整體素質的快速提高。另外,導師精力投入嚴重不足,最主要的原因是行政管理工作繁重,其次是科研的壓力,本科教學壓力和外界學術交流繁多。以上諸多情況導致導師難以把主要精力集中投入到對研究生的培養和指導上。
二、加強和改進新疆地區農科研究生培養質量的對策
1.努力做好農科研究生的招生工作,全面提高生源質量
隨著招生規模的擴大,生源競爭成了不爭的事實。地緣劣勢要求我們必須加大研究生招生宣傳的力度,要充分利用各種媒體和手段,特別是加大網上宣傳力度,宣傳學校,宣傳學科,宣傳導師,積極吸引優秀學生報考新疆的農業高校。另外,從大學一、二年級開始,高校應選拔學習成績優秀、有發展前途的本科學生,進行特別培養,組成高層次人才培養群體,選擇一些學術造詣較深的教師作為指導老師,指導優秀的本科學生選修課程和開展科學研究,培養他們熱愛農業科學研究事業,為大學畢業以后繼續深造打下良好的基礎。
2.建立以農科研究生為主體的教學、培養方式和更加靈活的教育管理體制,加強研究生創新意識能力的培養
樹立以人為本的觀念,建立以研究生為主體的教學方式,重視和促進研究生個性的健康發展,充分發揮農科研究生的主動性和自覺性,更多地采用“啟發式”、“研討式”、“參與式”教學方式。農科研究生所從事的往往都是與植物生長有關的科學研究,植物生長的客觀規律要求農科研究生的教育管理應更加靈活,在完善學分制的同時實行“彈性學制”非常必要。另外,培養規格和培養模式的多樣化也必然會造成教學安排的復雜化。因此,我們必須加大研究生教育管理的靈活性以適應農科研究生教育的上述特點,使每個研究生自身蘊藏的智能及創造性都能得到最充分的發揮。
3.營造良好的科研學術氛圍,全面提升農科研究生的學位論文水平
要培養農科研究生的創新能力,提高農科研究生的科研能力,必須營造一個良好的學術氛圍。學位論文工作是農科研究生科研實踐的主要表現形式,是農科研究生創新思維和能力培養的重要環節,是對研究生知識、能力的全面考察和提升。在農科研究生學位論文的選題上,應大力提倡與導師承擔的研究課題相結合,樹立面向世界的觀念和超前意識;同時鼓勵在學科交叉點上選題,敢于做前人沒有做過的研究工作,突出學位論文的創新性和先進性。在學位論文寫作階段,農科研究生運用所學的知識、技能進行知識的創新和技術創新的實踐。同時,加強實踐環節,把研究生科研方法的教育訓練與科研實踐結合起來,積極開展科研第二課堂活動,可以請國內外專家學者開設課外專題講座,介紹該問題當前的研究狀況和存在的問題,并組織研究生開展討論,以增強他們的科研意識和能力。
為了營造良好的學術氛圍,還應該廣泛開展學術交流,鼓勵研究生積極參加各種學術會議和交流活動,這樣不僅能使研究生了解到本領域的前沿工作,提高其專業水平和表述能力,而且還可以開拓研究生的眼界,拓展其知識面,激發其強烈的求知欲望和創新欲望,培養其獨立的思考能力。
4.農科院校要積極調整學科結構,建設具有地區特色、布局合理的學科體系,以特色求地位、吸引人才
目前新疆地區農科研究生教育學科結構不合理,必須加以調整完善。新疆農科研究生教育結構調整的重點如下:(1)充分發揮原有學科的優勢,緊密結合本地區的地域和區域、行業、學科的發展水平,繼續支持一批優勢明顯的基礎學科和高新技術學科;及時調整、改造一批老的、不能適應社會需要的學科、專業和研究方向。(2)針對本地區得天獨厚的天然資源,著力建設一批對國家和本地區國民經濟建設具有重要意義的新興學科和應用技術學科;盡快建立和形成一批有新疆特色的有實力的學科點,充實提高現有博士碩士點。通過調整、優化學科結構、促進各門類學科的協調發展,形成具有地區特色、布局合理的學科體系,進一步增強自身的發展能力,以特色求地位。與此同時,國家主管部門應適當賦予新疆地區調整碩士學位授權專業的自力,使其在調整學科、專業結構以及更好地適應區域經濟、社會發展的需要上具有更大的主動性。
5.建設一支高素質的導師隊伍
加強導師隊伍的建設,采取多種形式提高導師的總體素質和學術水平。(1)建立嚴格的導師遴選制度和評估制度。對導師的學術水平、研究能力、研究成果以及道德水準作出明確的規定,建立起責、權、利高度統一的導師負責制,真正建立起一種評聘結合的動態管理機制。(2)改進導師對研究生的培養方式,重視對研究生創新能力的培養。在單一導師制的基礎上采用研究生指導小組聯合培養的方式,研究生指導小組成員主要應由本學科導師組成,并適當加入一些相關學科專業的導師,以進一步促進學科交叉,努力擴大導師自身的研究范圍。(3)重視中青年導師隊伍的培養,通過多種途徑提高導師的素質。可以采取留學深造、參加國內外學術交流與合作、出國訪問進修、承擔重大科研項目等形式,不斷提高導師的素質。對于中青年導師隊伍的培養,要大膽引入競爭機制,實行動態管理,破除論資排輩現象,打破導師職務的“終身制”,努力做到任人唯賢,真正把那些具有學術造詣、能夠擔負起學科發展重任的優秀中青年人才選。
參考文獻:
[1] 宋協青,王殿元.新時期提高研究生培養質量的思考[J].遼寧教育研究,2001,(7).
[2] 任增林,劉桔,王亞杰.美國高等教育質量保證體系的特點及對具有中國特色質量保證體系建設的啟示[J].學位與研究生教育,2004,(3).
篇5
1褐變原因及危害
褐變是指外植體在培養過程中,自身組織從表面培養基釋放褐色物質,以致培養基逐漸變成褐色,外植體也隨之進一步變褐而死亡的現象。褐變的發生與外植體組織中所含的酚類化合物數量多少及多酚氧化酶活性有直接關系。很多植物,尤其是木本植物都含有較高的酚類化合物,這些酚類化合物在完整的組織和細胞中與多酚氧化酶分隔存在,因而比較穩定。在切割外植體時,切口附近的細胞受到傷害,其分割狀態被打破,酚類化合物外溢。對于外植體本身來講,酚類物質從外植體切口向外溢出是一種自我保護性反應,可誘導植保素或無物理屏障的形成,以防止微生物侵染組織。但酚類很不穩定,在溢出過程中與多酚氧化酶接觸,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌類物質和水,醌類物質又會在酪氨酸酶等的作用下,與外植體組織中的蛋白質發生聚合,進一步引起其他酶系統失活。從而導致組織代謝活動紊亂,生長停滯,最終衰老死亡。此外,由于組織的老化病變也會使多酚氧化酶激活而引起褐變。
2褐變產生的機理
2.1非酶促褐變
非酶促褐變是由于細胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細胞程序化死亡或自然發生的細胞死亡,即壞死形成的褐變現象,并不涉及酚類物質的產生。徐振彪等[1]將生長正常的愈傷組織轉移到含NaCl的培養基中,組織周圍尤其是接觸培養基部分發生褐變,但培養基中沒有看到擴散的褐化物質。當溫度升高時繼代保存時間過長,也會發生此類現象。但這種褐變若采取適當措施或者愈傷組織適應了脅迫環境就不再發生了[3]。
2.2酶促褐變
目前認為植物組織培養中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變如同一般的酶促反應,其發生必須具備三個條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養和繼代培養過程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來看,表明PPO活性的高低是引起培養材料褐變的關鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質都是PPO的底物。
在正常發育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時存在并不發生褐變,是因為在正常的組織細胞內由于多酚類物質分布在細胞的液泡內,而PPO則分布在各種質體或細胞質中,這種區域性分布使底物與PPO不能接觸。而當細胞膜的結構發生變化和破壞時,則為酶創造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質氧化成醌,進行一系列的脫水、聚合反應,最后形成黑褐色物質,從而引起褐變。
3褐變產生的影響因素
影響植物組織培養褐變的因子是復雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態等不同,褐變的程度也有所不同。
3.1植物種類及基因型不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關。
3.2外植體部位及生理狀態外植體的部位及生理狀態不同其褐化程度不同,同時,不同時期和不同年齡的外植體在培養中褐變的程度也不同。
3.3培養基成分培養基成分中的無機鹽、蔗糖濃度、激素水平等對褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關系。
3.4培養條件溫度過高或光照過強,均可加速被培養組織的褐變。不利環境條件都能造成細胞的程序化死亡,溫度是誘導程序化死亡的主要因素[1]。
4防止外植體產生褐變的對策
從理論上講,酶促褐變可以通過以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質——氧;二是捕捉或減少聚合反應的中間產物;三是抑制有關的酶。實際操作上,下列措施是被認為行之有效的。
4.1適當外植體的選擇
取材時應注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴重。冬季的芽不易生長,宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無菌苗不同組織的誘導試驗表明,莖最容易誘導出愈傷組織,培養2周后長出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產生愈傷組織或誘導出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產生愈傷組織,誘導出的愈傷組織全部褐變。
4.2對外植體的處理
通過對較易褐變的外植體材料的預處理能減輕醌類物質的毒害作用。處理方法如下:外植體經流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時,再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養基中培養5-7天,使組織中的酚類物質部分滲入培養基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養基中。若仍有酚類物質滲出,3-5天后再轉移培養基2-3次,當外植體的切口愈合后,酚類物質減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導率。
4.3適宜的培養基
培養基的成分與褐變程度有關,要考慮所選培養基的狀態和類型。
4.3.1適當的無機鹽濃度張妙霞等[7]在柿樹組織培養防止褐變所進行的試驗中,4種培養基的無機鹽以改良MS(大量元素減半)和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結果證明低濃度的無機鹽可促進外植體的生長與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現象加重。
4.3.2適當和適量的激素王異星[5]在荔枝的組織培養過程中,培養基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D時,愈傷組織較堅硬,增殖緩慢,易產生褐變。培養基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D時,愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。
4.3.3培養基的硬度在一定范圍內,瓊脂用量大,培養基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養基的硬度影響了酚類物質的擴散速度的緣故。
4.3.4培養基中水的硬度的影響硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來水,褐變嚴重,甚至會出現褐變死亡[8]。這可能是配制培養基的水改變了培養基中無機鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。
4.3.5培養基的pH值在水稻體細胞培養中,pH值為4.5-5.0時MS液體培養基可保持愈傷組織處于良好的生長狀態,其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時,愈傷組織嚴重褐變[9]。一般來說,酸性環境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過程的發生[10]。
4.3.6培養條件如溫度過高或光照過強,光照會提高PPO的活性,促進多酚類物質的氧化,從而加速被培養的組織褐變。高濃度CO2也會促進褐變,其原因是環境中的CO2向細胞內擴散,細胞內CO32-增多,CO32-與細胞膜上的CO32-結合,使有效CO32-減少,導致內膜系統瓦解,酚類物質與PPO相互接觸,產生褐變[11]。因此,初期培養要在黑暗或弱光下進行。
4.4添加褐變抑制劑和吸附劑
褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產物醌發生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過程均為消耗性的,在實際應用中應注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對外植體無毒副作用,在生產應用中可不受限制。在水稻細胞的培養基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產生抗氧化作用,使生色物質的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2+結合,從而降低了其活力。陳學森等[13]在對植酸在銀杏組織培養中應用的研究中也證實了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一種吸附性較強的無機吸附劑,能吸附培養基中的有害物質,包括瓊脂中的雜質、培養物在培養過程中分泌的酚、醌類物質以及蔗糖在高壓消毒時產生的5-羥甲基糠醛等,從而有利于培養物的生長。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強,一般在培養基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過程中應注意,盡量用最低濃度的活性炭來對抗褐變的產生,因為活性炭的吸附作用是沒有選擇性的,在吸附物質的同時,也會吸附培養基中的其他成分,對外植體的誘導分化會產生一定的負面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質和細胞器的保護劑,可用于防止褐變[15]。
4.5進行細胞篩選和多次轉移
在組織培養過程中,經常進行細胞篩選,可以剔除易褐變的細胞。在外植體接種1-2天后應立即轉移到新鮮培養基中,能減輕酚類物質對培養物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續轉移5-6次,可基本解決外植體的褐變問題。
參考文獻:
[1]徐振彪等.植物組織培養過程中的褐化現象.國外農學——雜糧作物,1997(1):55~56.
[2]符近.三種不同類型種子休眠萌發及馬占相思種子老化過程的研究.北京農業大學碩士研究生論文,1996.
[3]傅作申,玉米耐NaCl幼胚愈傷組織的篩選及特性分析,長春農牧大學碩士論文,1996.
[4]顏昌敏編著,植物組織培養手冊,上海科學技術出版社,1990.
[5]王異星.荔枝細胞培養的初步研究.暨南大學學報,1997,18(5):84~85.
[6]何瓊英等.抗壞血酸預處理阻止香蕉吸芽外植體褐變的研究初報.華南農業大學學報,1995,16(3):79~82.
[7]張妙霞.柿樹組織培養防止外植體褐變的研究.河南農業大學學報,1999,33(1):87~91.
[8]金堅敏.水稻幼穗和成熟種子誘導胚狀體時的有關因子探討.植物學通報,1992,9(2):53~54.
[9]金堅敏.水稻幼稿和成熟種子誘導胚狀體時的有關因子探討.植物學通報,1992.
[10]王東霞等,如何對抗植物組織中的組織褐變,中國花卉盆景,2002,12:29~30.
[11]姚洪軍,羅曉芳,田硯亭.植物組織培養外植體褐變的研究進展.北京林業大學學報,1999,21(3):78~83.
[12]蔡金星等.不同品種梨多酚氧化酶特性及其抑制劑的研究.河北農業技術師范學院學報,1999,13(1):55~57.
篇6
1褐變產生的影響因素
影響植物組織培養褐變的因子是復雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態等不同,褐變的程度也有所不同。
1.1植物種類及基因型不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關。
1.2外植體部位及生理狀態外植體的部位及生理狀態不同其褐化程度不同,同時,不同時期和不同年齡的外植體在培養中褐變的程度也不同。
1.3培養基成分培養基成分中的無機鹽、蔗糖濃度、激素水平等對褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關系。
1.4培養條件溫度過高或光照過強,均可加速被培養組織的褐變。不利環境條件都能造成細胞的程序化死亡,溫度是誘導程序化死亡的主要因素[1]。
2褐變產生的機理
2.1非酶促褐變
非酶促褐變是由于細胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細胞程序化死亡或自然發生的細胞死亡,即壞死形成的褐變現象,并不涉及酚類物質的產生。徐振彪等[1]將生長正常的愈傷組織轉移到含NaCl的培養基中,組織周圍尤其是接觸培養基部分發生褐變,但培養基中沒有看到擴散的褐化物質。當溫度升高時繼代保存時間過長,也會發生此類現象。但這種褐變若采取適當措施或者愈傷組織適應了脅迫環境就不再發生了[3]。
2.2酶促褐變
目前認為植物組織培養中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變如同一般的酶促反應,其發生必須具備三個條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養和繼代培養過程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來看,表明PPO活性的高低是引起培養材料褐變的關鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質都是PPO的底物。
在正常發育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時存在并不發生褐變,是因為在正常的組織細胞內由于多酚類物質分布在細胞的液泡內,而PPO則分布在各種質體或細胞質中,這種區域性分布使底物與PPO不能接觸。而當細胞膜的結構發生變化和破壞時,則為酶創造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質氧化成醌,進行一系列的脫水、聚合反應,最后形成黑褐色物質,從而引起褐變。
3防止外植體產生褐變的對策
從理論上講,酶促褐變可以通過以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質——氧;二是捕捉或減少聚合反應的中間產物;三是抑制有關的酶。實際操作上,下列措施是被認為行之有效的。
[NextPage]3.1適當外植體的選擇
取材時應注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴重。冬季的芽不易生長,宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無菌苗不同組織的誘導試驗表明,莖最容易誘導出愈傷組織,培養2周后長出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產生愈傷組織或誘導出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產生愈傷組織,誘導出的愈傷組織全部褐變。
3.2對外植體的處理
通過對較易褐變的外植體材料的預處理能減輕醌類物質的毒害作用。處理方法如下:外植體經流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時,再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養基中培養5-7天,使組織中的酚類物質部分滲入培養基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養基中。若仍有酚類物質滲出,3-5天后再轉移培養基2-3次,當外植體的切口愈合后,酚類物質減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導率。
3.3適宜的培養基
培養基的成分與褐變程度有關,要考慮所選培養基的狀態和類型。
3.3.1適當的無機鹽濃度張妙霞等[7]在柿樹組織培養防止褐變所進行的試驗中,4種培養基的無機鹽以改良MS(大量元素減半)和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結果證明低濃度的無機鹽可促進外植體的生長與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現象加重。
3.3.2適當和適量的激素王異星[5]在荔枝的組織培養過程中,培養基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D時,愈傷組織較堅硬,增殖緩慢,易產生褐變。培養基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D時,愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。
3.3.3培養基的硬度在一定范圍內,瓊脂用量大,培養基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養基的硬度影響了酚類物質的擴散速度的緣故。
3.3.4培養基中水的硬度的影響硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來水,褐變嚴重,甚至會出現褐變死亡[8]。這可能是配制培養基的水改變了培養基中無機鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。
3.3.5培養基的pH值在水稻體細胞培養中,pH值為4.5-5.0時MS液體培養基可保持愈傷組織處于良好的生長狀態,其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時,愈傷組織嚴重褐變[9]。一般來說,酸性環境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過程的發生[10]。
3.3.6培養條件如溫度過高或光照過強,光照會提高PPO的活性,促進多酚類物質的氧化,從而加速被培養的組織褐變。高濃度CO2也會促進褐變,其原因是環境中的CO2向細胞內擴散,細胞內CO32-增多,CO32-與細胞膜上的CO32-結合,使有效CO32-減少,導致內膜系統瓦解,酚類物質與PPO相互接觸,產生褐變[11]。因此,初期培養要在黑暗或弱光下進行。
3.4添加褐變抑制劑和吸附劑
褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產物醌發生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過程均為消耗性的,在實際應用中應注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對外植體無毒副作用,在生產應用中可不受限制。在水稻細胞的培養基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產生抗氧化作用,使生色物質的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2+結合,從而降低了其活力。陳學森等[13]在對植酸在銀杏組織培養中應用的研究中也證實了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一種吸附性較強的無機吸附劑,能吸附培養基中的有害物質,包括瓊脂中的雜質、培養物在培養過程中分泌的酚、醌類物質以及蔗糖在高壓消毒時產生的5-羥甲基糠醛等,從而有利于培養物的生長。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強,一般在培養基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過程中應注意,盡量用最低濃度的活性炭來對抗褐變的產生,因為活性炭的吸附作用是沒有選擇性的,在吸附物質的同時,也會吸附培養基中的其他成分,對外植體的誘導分化會產生一定的負面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質和細胞器的保護劑,可用于防止褐變[15]。
3.5進行細胞篩選和多次轉移
在組織培養過程中,經常進行細胞篩選,可以剔除易褐變的細胞。在外植體接種1-2天后應立即轉移到新鮮培養基中,能減輕酚類物質對培養物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續轉移5-6次,可基本解決外植體的褐變問題。
參考文獻:
[1]徐振彪等.植物組織培養過程中的褐化現象.國外農學——雜糧作物,1997(1):55~56.
[2]符近.三種不同類型種子休眠萌發及馬占相思種子老化過程的研究.北京農業大學碩士研究生論文,1996.
[3]傅作申,玉米耐NaCl幼胚愈傷組織的篩選及特性分析,長春農牧大學碩士論文,1996.
[4]顏昌敏編著,植物組織培養手冊,上海科學技術出版社,1990.
[5]王異星.荔枝細胞培養的初步研究.暨南大學學報,1997,18(5):84~85.
[6]何瓊英等.抗壞血酸預處理阻止香蕉吸芽外植體褐變的研究初報.華南農業大學學報,1995,16(3):79~82.
[7]張妙霞.柿樹組織培養防止外植體褐變的研究.河南農業大學學報,1999,33(1):87~91.
[8]金堅敏.水稻幼穗和成熟種子誘導胚狀體時的有關因子探討.植物學通報,1992,9(2):53~54.
[9]金堅敏.水稻幼稿和成熟種子誘導胚狀體時的有關因子探討.植物學通報,1992.
[10]王東霞等,如何對抗植物組織中的組織褐變,中國花卉盆景,2002,12:29~30.
[11]姚洪軍,羅曉芳,田硯亭.植物組織培養外植體褐變的研究進展.北京林業大學學報,1999,21(3):78~83.
[12]蔡金星等.不同品種梨多酚氧化酶特性及其抑制劑的研究.河北農業技術師范學院學報,1999,13(1):55~57.
篇7
一、復雜的研究對象
對環境史這一領域而言,跨學科研究不是一種奢侈,而是一種必需。其所以如此,主要是由于人與自然本身及其相互關系的復雜性,以及環境問題本身的復雜性。
環境史學之所以要采用跨學科研究方法,首先是由于環境史學研究對象的兩大組成部分——人與自然——都非常復雜。
環境史學中的人,在特定時空背景下生活,具有自然和社會的雙重屬性。作為自然進化的產物,人的自然屬性決定了他一刻也不能離開自然而生活。但人又具有社會屬性,他可以通過自身的活動對自然進行改造,使自然更加符合人的需要。人對自然的干預和改造,必須遵循自然規律,而決不能恣意妄為,否則只會適得其反。既然人對自然的利用和改造,人對自然的態度,人圍繞利用自然所產生的各種社會關系是環境史研究的重要內容,那么,環境史研究必然就要大量借鑒地理學、經濟學、社會學、人類學、考古學、政治學、法學等研究領域的成果。免費論文
環境史學所謂的自然,并非是指整個宇宙和銀河系,也不是指包括地核和地殼在內的整個地球,而只是指對人類有意義、與人類直接發生關系的地球表面。按照詹姆斯的定義,“地球表面是指從地面向下人類能夠穿透,和從地面向上人類通常能夠達到的一個圈帶”(注:普雷斯頓·詹姆斯:《地理學思想史》,商務印書館1982年版,第2頁。)。地球表面通常被人們劃分為巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈。這幾個圈層相互交接,彼此之間不斷進行物質、能量和信息的交換。物質、能量的交換并不是簡單的轉移,在這一過程中,又會復合出大量新的物質。既然環境史學家要把自然重新寫入歷史,那么,他們要認識和了解自然,就應該涉獵地質學、生物學、生態學、氣象科學、水文學、物理學和化學等學科的一些基本知識,盡管這對他們來說是一個不小的挑戰。
自然的復雜性就在于它是一個相互作用的有機整體,對局部的人為干預往往會牽一動百,其后果人類根本無法預料。在對待野生動物方面,美國就留下過慘痛的教訓。在1870年前后,白人的獵殺使野牛在大平原基本滅絕,而狼則開始以牛羊等家畜為捕食對象,人們則采用投毒的方式毒殺狼群,甚至在國家公園里也沒有了狼的蹤影。只有在失去之后,人們才懂得珍惜,人們漸漸發現了狼的存在對于保持自然界生態平衡的可貴。狼只有依靠群體的力量,才能捕殺比它們大得多的草食動物,而且捕殺的往往是老幼病殘的動物。對公園的研究表明,“冬季遭狼傷害的鹿中,有58%是6歲或年齡更大的鹿,而這個年齡組的鹿只占鹿的總數10%。這個事實說明了,狼所要消滅的正是應該消滅的部分。這些鹿大都已經老了,病殘了,喪失繁殖能力了,它們的作用只是消耗更多的植物資源。消滅它們在客觀上就是強壯了鹿的種群和保護了鹿的食物資源,對其他的草食動物也是如此”。此外,狼在食取獵物時,總會剩下骨頭等殘渣剩屑。而這些也都不會浪費,會成為狐貍、禿鷲、鷹、烏鴉等的食物。沒有狼以后,這些動物就很難度過冬天。所以在動物學家的眼里,狼是一種智商很高,富有人情味,在整個草原和森林生態系統中不可缺少的動物。正如美國狼基金會主席阿斯金所說:“黃石公園若沒有重要的肉食動物,就像一個鐘表沒有發條一樣。”除此以外,狼的滅絕也導致野牛大量繁殖,“目前在黃石公園內的野牛,數目就約有3500頭,數量已經有點過剩”,它們“經常跑出公園騷擾私人牧場,不僅破壞牧場的圍籬,牧場主人更擔心野牛身上帶有的‘布魯斯桿菌’影響牲畜的生長”。在這種情況下,公園管理部門于20世紀90年代以每只20多萬美元的價格從加拿大引進了一批灰狼,通過自然的食物鏈,來達到控制野牛數量的目的(注:理查德·福特斯:《美國國家公園》,中國輕工業出版社2003年版,第77頁。)。
環境史學所以要采用跨學科的研究方法,也是由環境問題本身的復雜性所決定的。所謂環境問題,是指主要由于人類活動導致環境質量下降,從而反過來對人類的生產、生活和健康產生不利影響的那些問題。環境問題的產生,與人類對自然的了解支離破碎,對人類行為的后果缺乏整體認識有直接關系。人類在處理環境問題時,往往一葉障目,顧此失彼。美國著名環境問題專家埃克霍姆就提到,“在閱讀經濟學家、林學家、工程師、農學家和生態學家的分析報告時,有時很難相信他們所談的竟是同一個國家。專家們的行動往往都體現出缺乏相互了解和一致的看法。工程師們接二連三地修建水壩,但卻很少注意上游地區的耕作習慣和濫伐林木的情況,而這些會影響河流的含沙量并決定水壩的壽命。農業經濟學家利用精細的計算機化的模式去設計遠期的地區性糧食生產方案,卻沒有注意到作為根基的土壤質量的不斷惡化和被毀從而頻頻發生水災等問題。水源專家在沙漠邊緣開鑿水井而沒有作出安排去控制附近的畜群規模,造成過度放牧,并產生一片片新的沙漠。那些必須在農村的家畜和打柴人中植樹護林的林業管理員,只受過植物學和造林學方面的訓練,而沒有在農村社會學方面受到良好的訓練;種上才幾個星期的樹苗便被牛、山羊和打柴人所破壞。”(注:E. P. 埃克霍姆:《土地在喪失——環境壓力和世界糧食前景》,科學出版社1982年版,第5—6頁。)
在現實生活中,人們對自然、社會本身及其相互關系的復雜性,對環境問題的復雜性往往缺乏認識,這與條塊分割的學術體系有很大關系。恩格斯指出:“把自然界分解為各個部分,把各種自然過程和自然對象分成一定的門類,對有機體的內部按其多種多樣的解剖形態進行研究,這是最近400年來在認識自然界方面獲得巨大進展的基本條件。但是,這種做法也給我們留下了一種習慣:把自然界中的各種事物和各種過程孤立起來,撇開宏大的總的聯系去進行觀察,因此,就不是從運動的狀態,而是從靜止的狀態去考察;不是把它們看作本質上變化的東西,而是看作永恒不變的東西;不是從活的狀態,而是從死的狀態去考察。”(注:恩格斯:《反杜林論》,《馬克思恩格斯選集》第3卷,人民出版社1995年版,第359—360頁。)而100年以后,英國學者斯諾則提到,西方存在著兩種對立的文化,它們分別以人文學者和自然科學家為代表,這兩種文化的分裂和對立將人類置于危險的境地,社會在飛速前進,但不知會將人類帶往何方。人類內心的困惑、迷茫與緊張就恰如狄更斯在《雙城記》開頭的一段話所言:“那是最好的年月,那是最壞的年月;那是智慧的時代,那是愚蠢的時代;那是信仰的新紀元,那是懷疑的新紀元;那是光明的季節,那是黑暗的季節;那是希望的春天,那是絕望的冬天。我們將擁有一切,我們將一無所有。我們直接上天堂,我們直接下地獄。”(注:狄更斯:《雙城記》,人民文學出版社1993年版,第1頁。)
人類在戰后遭遇的一大困境就是日趨嚴重的環境危機。環境問題“主要是由自然系統、經濟系統和社會系統相互作用而產生的,具有多重性和多層性的特征”(注:金玲、肖平:《關于資源與環境問題的跨學科研究》,《科技導報》1994年第3期,第40頁。)。環境危機的整體性和復雜性,使任何單一的傳統學科在危機面前都捉襟見肘,力不從心,這就使跨學科研究成為必需。恰如有學者指出,“環境問題顯然不屬于社會科學任何學科獨有的研究領域,沒有哪一門學科足以為探討人和自然的全面接觸交往提供一種恰當的、獨一無二的認識論;也沒有哪一門學科可以宣稱它專以環境問題為自己的研究對象。事實是,存在著一個無形的學院,它超出和包括多門傳統的社會科學:經濟學、社會學、政治學、人類學、法學、行政學和地理學。其中每一門都能為某些特點的課題提供線索,此外更有許多廣泛的范圍,需要跨學科和多學科的研究和對話。”(注:薩利·M. 麥吉爾:《環境問題與人文地理》,《國際社會科學雜志》第4卷,1987年第3期,第27頁。)
自戰后以來,對環境問題的跨學科研究越來越受到重視,這集中體現在聯合國教科文組織等機構發起的一系列跨學科、跨國界的環境研究與教育計劃。國際生物學規劃(IBP, International Bio Program)于1964年開始執行,它重在研究各類生物群落的結構功能與開發利用。人與生物圈計劃(MAP, Man and the Biosphere Programme)是聯合國教科文組織自1971年起在世界范圍內開展的一項大型國際科學合作項目。它把自然科學與社會科學結合起來,著重研究人類活動對自然生態系統及生物圈的影響,為改善人與環境的相互關系提供科學依據。其目的在于通過全球性的科學研究、培訓及信息交流,為生物圈自然資源的合理利用與保護提供科學依據,同時為各國自然資源的管理培養合格的專門人才。此外,大型的環境跨學科合作項目還包括國際地圈與生物圈計劃(IGBP, International Geosphere-Biosphere Programme)和“全球環境變遷中的人文因素研究計劃”(HDGEC, Human Dimensions of Global Environmental Change)。前者由國際科學聯盟委員會(ICSU)于1984年正式提出,1991年開始執行,旨在探明全球環境變遷的物理和生化方面的原因及其后果,后者則力求了解全球環境變遷的人文原因及人文后果。
二、相關學科的影響
環境史既然以歷史上人與自然的關系為研究對象,跨學科研究方法就不可或缺。但這也并不意味著,自然科學、社會科學的各個學科對環境史的影響就可以等量齊觀。相對而言,生態學、地理學、人類學、經濟學、社會學、環境科學對環境史的影響就更深刻明顯。
生態學作為環境史學的理論基礎之一,其影響自不待言。而在美國以外,環境史多脫胎于地理學,尤其是人文地理學。至于環境科學對環境史的影響,則散見于一些著作和文章之中。環境史與生態學、地理學、環境科學的聯系,可以參閱梅雪芹等學者的文章。梅雪芹曾經撰文指出,地理學、生態學、環境科學和環境史雖然都探討人與自然的關系,但側重點及研究角度則存在差異,這幾個學科的關鍵要素分別是“空間地域”、“生態適應”、“環境質量”和“人類文明”,這種區分“可以使人們更好地把握各自所應承擔的學科任務”(注:梅雪芹:《環境史學論綱》,《阿·德芒戎的人文地理學思想與環境史學》,載梅雪芹:《環境史學與環境問題》,人民出版社2004年版;侯文蕙:《環境史和環境史研究的生態學意識》,《世界歷史》2004年第3期;高國榮:《什么是環境史?》,《鄭州大學學報》2005年第1期。)。筆者也比較認同上述見解。考慮到學界已有的成果,這里僅簡單介紹經濟學、社會學、人類學和政治學對環境史的影響。
環境史之所以要借鑒經濟學的成果,主要是因為“經濟學研究的是社會如何利用稀缺的資源以生產有價值的商品,并將它們分配給不同的個人”,“經濟學的雙重命題就是稀缺和效率”(注:韓德強:《經濟學是什么?》,《讀書》2001年第2期,第34—35頁。)。在現實生活中,人們主要是通過生產、交換及消費同自然發生聯系,并以生產和分配為基礎形成種種社會關系。圍繞經濟活動所形成的人與自然以及人與人之間的關系,恰恰是環境史研究的一個重要層面。這就使環境史和經濟學聯系起來。
環境史和經濟學之間的聯系,還在于經濟學和生態學有相通之處。這主要表現在:從詞源上看,經濟學和生態學具有共同的希臘語詞根oikos,該詞根都與“家”有關系,所以二者都是研究家園的科學,生態學側重于家園內部生物之間、生物與環境之間的關系,而經濟學則處理“家庭中的家務及其日常的活動和管理”(注:唐納德·沃斯特:《自然的經濟體系:生態思想史》,商務印書館1999年版,第234頁。)。從歷史上看,經濟學,尤其是古典經濟學,一貫強調資源的稀缺和總量有限,這與生態學家的主張不謀而合。在18世紀法國的重農學派那里,“農業是財富唯一可靠的來源”(注:麥克邁克爾:《危險的地球》,江蘇人民出版社2000年版,第335頁。),而馬爾薩斯強調人口對食品供應的無情壓力;李嘉圖提到土地和地租吸收剩余價值而導致的“停止狀態”;杰文斯則擔憂燃料耗盡,“在那個時代,經濟學曾經有一個綽號,叫‘陰郁科學’”(注:戴維·S. 蘭德斯:《國富國窮》,新華出版社2001年版,第731頁。)。從經濟學發展的新動向來看,形成于20世紀六七十年代的環境經濟學,已經受到了學界越來越多的關注。環境經濟學的主要代表人物赫爾曼·戴利認為,人類經濟系統是自然經濟的一個子系統,所以經濟的規模必定要控制在一定的范圍以內。恰如自然系統演化不斷趨于穩定,經濟的穩定狀態不僅是合理的,而且是不可避免的(注:赫爾曼·E. 戴利和肯尼思·N. 湯森:《珍惜地球:經濟學、生態學、倫理學》,商務印書館2001年版,第1頁。)。
但經濟學與生態學對待人類—環境系統的態度有非常明顯的差異:經濟學總是傾向于把“物質財富當作人類活動所要達到的目標,那么人類征服自然就是實現了人類的使命”,而生態學強調“極限而不是不斷增長,強調穩定而不是不斷開發”;在時間尺度上,經濟學“注重資本的周轉,而生態學則要考慮生態系統和有機體的演化”(注:陳靜生、蔡運龍、王學軍:《人類—環境系統及其可持續性》,商務印書館2001年版,第314頁。);從世界觀來說,經濟學家往往比較樂觀,而生態學家則往往比較悲觀。經濟學家樂觀的理由就在于他們相信市場和科技的力量,他們相信市場會自主調節資源分配,而科技能夠不斷發現新的可以利用的替代資源,因此增長沒有極限。這方面的典型代表是美國經濟學家西蒙,他曾經寫過一本題為《沒有極限的增長》的著作。而生態學家則立足于自然提供資源的生產能力和化解污染的自凈能力的有限性,認為增長不可能無限持續下去。
在有關科技作用的現實爭論中,經濟學家和生態學家的觀點往往針鋒相對。在《自然不可改良》一書中,“巴西環保運動之父”盧岑貝格就大量介紹了他所耳聞目睹的一些爭論。他的一位朋友(物理學專家)曾在和一位經濟學家談話時說到:“如果我們科學家必須告訴你們,我們不能簡單地發明出你們所要的技術時,您會怎樣?”他的言下之意是指,人的能力總是有限度的,與發明并生的還可能有負面問題。但這位經濟學家卻認為金錢和市場萬能,他說:“我會付給您雙薪。”還有一次,盧岑貝格在參加有關能源危機的會議時,一位工程師批評環保主義者“對于市場巨大威力一無所知”,這位工程師同時聲稱,“如果可以賣得好價錢,石油是可以從我們的煙囪和汽車排氣管中排出的二氧化碳中生產出來的。”(注:何塞·盧岑貝格:《自然不可改良》,三聯書店1999年版,第74頁。)
迄今為止,經濟學家往往在和生態學家的爭論中勝出,盡管政府和公眾接受了生態學家的一些建議,但前提是不能在經濟上付出太大代價。經濟增長依然被作為判斷政府政績的主要標準。經濟學家受到更多擁護的理由還在于,“經濟增長帶來的利益是眼前的,而它所強加的代價則主要是未來的”(注:小約翰·B. 科布:《論經濟學和生態學之間的張力》,《國外社會科學》2002年第4期。)。環保工作在未來是否能夠順利推進,與公眾環境意識的有無與強弱有直接關系。在傳播和弘揚環境意識方面,在說服公眾自覺按照環境保護的要求來規范言行方面,環境史學能夠發揮一定的積極作用。
環境史受社會學的影響也很明顯。這首先是由于歷史學和社會學之間的密切聯系。它們“都涉及整個社會和一切人類行為,從這一點看它們必然是知識的伙伴。我們可以視社會學為研究整個社會的科學,著重概括社會結構;歷史學是研究不同時期人類社會的科學,著重探討其間的差異以及各個時期社會的變遷。兩種方法相輔相成,變遷寓于結構;結構包含變遷”(注:彼特·勃克:《社會學家和歷史學家的淵源》,《國外社會科學情況》(南京)1990年第5期,第26頁。)。社會學注重社會調查,較多地依靠社會調查這種手段獲取大量的、第一手的研究信息,在此基礎上,探尋一般規律,提出理論分析模式。這恰恰可以為歷史學取長補短。
其次,環境史與社會學的聯系,還在于社會學對人與自然關系的重視。一般地講,“社會學的目的是要通過對現實進行宏觀(結構的)及微觀(社會心理學的)相互作用的研究,對社會的一切體制作出綜合性分析。為了對社會諸關系進行整體考察,社會學家必然要對人類取得生活資料的方式,以及社會及其賴以生存的資源之間相互關系提出許多問題”。但社會學的人類中心傾向,又使社會學家往往相信人與自然之間具有良好的調節和適應機制。社會學對這一傳統觀點的突破,部分體現在社會學內部衍生出的一個新分支,即環境社會學。在環境社會學家看來,至少在當前,人類與環境的關系已經趨向于失衡,經濟擴張引起的生態破壞還在加劇,解決環境危機,需要人們改變對環境的傳統觀點(注:弗雷德里克·H. 巴特爾:《社會學與環境問題:人類生態學發展的曲折道路》,《國際社會科學雜志》(中文版)1987年第3期,第5、18頁。)。
再次,社會學對環境史的影響,還表現在城市環境問題、環境正義問題在20世紀90年代以后成為美國環境史的主要內容。社會學家更加關注現實生活中的環境問題,撰寫了有關這方面的大量社會調查報告,比如“理科遜在1974年曾對100多家工廠進行抽樣調查,了解已經實施污水控制法的企業對環境問題的態度;莫洛奇曾詳細考察過巴巴拉納地區官員和居民對當地石油溢出事件的反應,重點研究許多居民由此產生的‘激進化’傾向”(注:《環境社會學研究縱橫談》,《中國環境報》1988年9月15日。)。而且許多研究報告顯示,“種族、民族以及經濟地位總是與社區的環境質量密切相關,與白人相比,有色人種、少數族群和低收入者承受著不成比例的環境風險”(注:洪大用:《環境公平:環境問題的社會學觀點》,《浙江學刊》2001年第4期,第67頁。)。可以說,這些調查報告的公布與發表,對環境正義運動的興起,起過推波助瀾的作用。當城市環境、環境正義進入環境史學家的視野之后,階級、種族、性別等分析方法在20世紀90年代以后的環境史學中得到了越來越多的采用,并帶來了環境史和社會史的融合。
環境史與文化人類學的關系也異常密切。這一點已經為沃斯特、懷特等許多環境史學者所指出(注:唐納德·沃斯特:《作為自然史的歷史:理論與方法》(Donald Worster, " History as Natural History: An Essay on Theory and Method" ),《太平洋歷史評論》(Pacific Historical Review)第53卷,第1期(1984年2月);理查德·懷特:《土著印第安人與環境》(Richard White, " Native Americans and the Environment" ),載W. R. 斯瓦格蒂:《學者與印第安人的經歷》(W. R. Swagerty, ed. , Scholars and the Indian Experience),印第安納大學出版社1984年版;理查德·懷特:《環境保護主義和印第安人》(Richard White, " Environmentalism and Indian Peoples" ),載康韋、凱尼斯頓、馬克斯:《土地、空氣、火和水:對環境的人文研究》(Jill Ker Conway, Kenneth Keniston, and Leo Marx, eds. , Earth, Air, Fire, and Water: Humanistic Studies of the Environment),馬薩諸塞大學出版社1999年版;克雷希、麥克尼爾、麥茜特:《世界環境史百科全書》(Shepard Krech Ⅲ, J. R. McNeill, Carolyn Merchant, eds. , Encyclopedia of World Environmental History),紐約2003年版,引言,第xiv頁。)。人類學是一門研究“人類自身的起源和發展,以及人類所創造的物質文化和精神文化的起源和發展規律的科學”(注:梁釗韜:《人類學的研究內容與作用》,中國人類學學會編:《人類學研究》,中國社會科學出版社1984年版,第11頁。),依照這兩部分研究內容,它又可以分為體質人類學和文化人類學兩支。其中,文化人類學又衍生出考古學、民族學、生態人類學等次分支學科。“人類學從其形成到現在,經歷了以研究進化為主到以研究行為及習俗為主的重心轉移”(注:周大鳴:《現代人類學》,重慶出版社1991年版,第7頁。)。在19世紀人類學的形成時期,許多人類學家特別關注人與自然的關系,尤其是地理、環境和氣候對人類社會和文化的決定性和限制性的作用。受進化論的影響,人類學長期研究人對不同環境的適應,其研究主要集中在原始社會。到20世紀40年代以后,“人類學逐漸對較復雜的鄉民社會產生興趣”,到20世紀60年代以后,“人類學的視野也開始轉向對都市的研究”(注:周大鳴:《我們從歷史走來》,周大鳴編:《二十一世紀人類學》,民族出版社2003年版,第17頁。)。在人類學發展的過程中,環境決定論逐漸被或然論所取代,后者強調人類與環境的穩定的或動態的關系。這一觀點被斯圖爾特表達得最為充分。在他看來,環境和文化不是分離的,而是包含著“辯證的相互作用……或謂反饋或互為因果性”,“環境和文化皆非‘既定的’,而是互相界定的”,“環境在人類事物中的作用是積極的,而不僅僅是限制或選擇”,同時,“在反饋關系中環境和文化的相對影響是不同等的”,“有時文化起著積極的作用,有時環境又占上風”(注:唐納德·L. 哈迪斯蒂:《生態人類學》,文物出版社2002年版,第8頁。)。對環境和文化關系的一貫重視,及其或然論主張,使人類學與環境史結下了不解之緣。
人類學對美國環境史的發展功不可沒。首先,在20世紀三四十年代之后,環境與文化的研究,主要是由人類學家推動的。盡管美國西部史學家韋布和馬林已經開始從環境、生態角度分析歷史問題,但這一傳統沒有能夠在美國歷史學家中繼續下去。沃斯特曾著文指出,美國人類學家克拉克·維塞勒(Clark Wissler)、朱利安·斯圖爾特(Julian Steward)、羅伊·拉帕波特(Roy Rappaport)和馬文·哈里斯(Marvin Harris)在發展和完善從生態角度解釋文化進化的理論方面做出了積極貢獻,認為環境史學家應該向人類學家學習。其次,人類學流派眾多,其寬廣的研究視野對環境史學也有較多的啟發。文化生態學強調環境與技術的相互作用,著重研究技術、人口、能源和社會之間錯綜復雜的關系。生態人類學家則將生態系統、生境、棲息地、適應等生態學概念應用于人類社會的分析。歷史生態學則通過景觀變化來重建過去的生態。而人類考古學則非常有益于了解世界范圍內人對古代環境的影響,對火的使用、動植物的馴化、城市化、集約化生產、傳染病、氣候波動和火山爆發的影響等許多問題都進行了有益的探索。而社會和文化生態學對環境史的貢獻則在于人種學和歷史分析,它研究的問題包括土著的自然觀、自然的文化建構、人類影響的第二自然、長期適應和持續發展的可能性,環境政治和環境正義等許多方面(注:克雷希、麥克尼爾、麥茜特:《世界環境史百科全書》,引言,第xiii-xiv頁。)。最后,人類學對擴展美國環境史的研究領域也很有幫助。盡管環境史以歷史上人與自然之間的互動關系為研究對象,但在20世紀90年代以前,美國環境史一直局限于對資源保護和荒野保護的研究,這與真正的環境史還距離遙遠。從這個意義上說,人類學著作,對環境史學家開闊思路而言,應該有很多幫助。另外,在印第安人與環境這一研究領域,尤以人類學家的貢獻最多。
政治學與環境史也有比較密切的聯系,它們二者之間的聯系可以通過環境政治史得以充分體現。美國幾乎所有的環境史學家都認為,環境政治史是美國環境史最重要的研究層面之一。在美國環境史發展的過程中,環境政治史、環境思想史、自然生態史一直是環境史研究的重要內容。環境政治史之所以受到特別的關注,首先是由于,環境史是在現代環保運動的推動下直接產生的,所以環保運動本身,以及環保運動的前身,包括自然保護和資源保護運動,一直是美國環境史研究的重要內容。環保運動對環境史的影響,還表現在環境保護主義使環境史具有比較強烈的政治與倫理訴求,使環境史具有比較明顯的文化批判意識。其次,環境政治史受到重視,還在于自然環境與政治之間存在密切聯系。一個政權要得以穩定,就必須依賴一定的環境基礎。如果一個國家自然資源長期急劇惡化,人民衣食無著,那么就很難維系政局的穩定。在這種情況下,公眾的民主自由也恐怕很難實現。在歷史上,因為自然環境急劇惡化而導致政權和文明毀滅的事例,是屢見不鮮的。環境關乎一個國家的安危,對國際局勢的穩定也能夠產生一定的影響。所以,在近年來,環境安全受到了越來越多的關注。再次,環境政治史受到重視,還因為國家在環境保護方面發揮的重大作用。自19世紀后半葉以來,西方資本主義國家逐漸不再固守自由放任政策,國家職能發生了很大的轉變,其中一個方面就是國家服務職能的強化。在環境保護領域,國家通過頒布各種政策法令,協調經濟發展和環境保護之間的沖突,以緩解錯綜復雜的社會矛盾。在環境問題已經成為國際暴力沖突新根源的形勢面前,在環境外交領域,民族國家在捍衛自身環境權益方面將發揮主要作用。因此,環境運動、環境政策、環境法令、環境外交都特別容易受到環境史學家的關注。
在研究人與自然的關系方面,相對于其他學科而言,環境史具有獨特的優勢,這種優勢一方面是由于歷史學的包容性,另一方面就是因為歷史學是一種歷時性研究。環境史研究歷史上的人類生態系統,這一系統內部因素或主要部分的變化,“可能進行得極其緩慢,甚至難以察覺,但有時又相當突然,會在幾年、幾個月、幾小時或幾分鐘內發生”。這種突然變化往往很少出自單個的事件,在更多的情況下它是長期累積的結果。因此,環境問題研究如果不借助于歷史,就不可能深入。正如有學者指出:“求助歷史研究才可能作出貢獻……因為各個系統都處于演變之中,人們對它們的觀察便不能只從時間的某一點上著眼,哪怕關于某一系統的演變的大量數據只能在某一特定時刻收集到。只有聯系過去的情況,才能對變化進行研究;對于緩慢的演變過程,或其生態系統中的后果要在幾個月到幾個世紀以后才能充分顯示出來,要想認識到其影響,就必須從歷史著手……研究人與生物圈的關系,可能是一個全新的科學領域,但是如果要獲得成果,就不能不用最古老的方法之一,即研究歷史。”(注:哈羅德·布魯克菲爾德:《論人與生態系統》,《國際社會科學雜志》(中文版)1984年第4期,第12—13頁。)
三、史料利用范圍
環境史的跨學科研究特點也可以從它所利用的各種各樣的史料反映出來。所謂史料,是指“人類在自己的社會實踐活動中殘留或保存下來的各種痕跡、實物和文字資料”(注:李良玉:《史料學片論》,《福建論壇》2000年第5期,第55頁。)。依據其表現形式,史料主要可以分為文字與實物兩大類。此外,口傳史料也是史料的組成部分,它主要是指在民間流傳的口頭傳說和史詩。在美國環境史研究中,利用較多的是文字與實物兩類史料。這些史料大大拓寬了傳統史料的范疇,反映了環境史跨學科研究的特點。
美國環境史學家納什在20世紀70年代率先講授環境史時,他就認為,景觀是一部歷史文獻,它包含了大量的歷史信息。所以他鼓勵學生到野外進行考察(注:納什:《環境史概況》(Roderick Nash, " The State of Environmental History" ),載赫伯特·巴斯:《美國史研究概況》(Herbert Bass, ed. , The State of American History),芝加哥1970年版,第249頁。)。沃斯特提到:要理解“在歷史上發揮最根本作用的那些力量”,“我們必須經常走出議院、育嬰室和工廠,出門在田野、森林和開闊地帶漫步”(注:唐納德·沃斯特:《研究環境史》(Donald Worster, " Doing Environmental History" ),載唐納德·沃斯特:《地球的終結:關于現代環境史的一些看法》(Donald Worster, ed. , The Ends of the Earth: Perspectives on Modern Environmental History),劍橋大學出版社1989年版,第289頁。)。沃斯特最近還提到:“我總是告訴我的研究生去選擇一塊地方……然后發掘它的環境歷史……去認識它的地質、植被、土壤、氣候的類型以及人類到來后的影響。”(注:沃斯特:《為什么我們需要環境史?》,《世界歷史》2004年第3期,第11頁。)這兩位權威學者都意識到,田野調查、實地考察對環境史研究的重要性,中國有一句諺語,所謂“行萬里路,破萬卷書”,講的也是這個道理。
每一個地方,每一處景觀,都或多或少地保留著過去的信息,這些信息在一定程度上可以反映該地的環境變遷史。在環境變遷研究中,“斷代是十分重要的,對于各種環境變化過程和環境事件,只有將其置于時間標尺之上才有確切意義,也才能從中找到規律性的東西”(注:黃春長:《環境變遷》,科學出版社1998年版,第31頁。)。在實際工作中,樹木年輪、孢子花粉是環境史學家從事斷代分析最常用的一些史料。
樹木年輪學創立于20世紀上半葉,通過樹木年輪的寬窄來觀察較長時期內影響樹木生長的外界因子的變化。年輪是樹木生長的“年譜”,“它不只記錄了樹木自身的年齡,還記載下環境和氣候等綜合外界因子對樹木生長的影響,如光照、水分、溫度、土壤條件及生物之間的作用等。現在研究還表明,樹木年輪可記錄環境污染及大氣成分變化、地震、火山爆發等”(注:劉宏頎:《樹木年輪——環境氣候的檔案》,《植物雜志》1993年第4期,第38頁。)。因此,樹木年輪通常被人們稱為過去環境變化的“記錄器”(注:馬利榮、卜春林:《樹木的歷史“檔案”——年輪》,《科學世界》1994年第7期,第23頁。)。
樹木年輪分析的成果在環境史研究中得到了大量的利用。比如,美國學者通過對巨松的年輪進行分析,發現了美國大平原地區干旱周期和雨季周期每隔一段時間就會循環交替,每隔35.7年,這里就會出現持續時間不少于5年的干旱;大約每隔55.6年,就會再次發生持續時間不少于10年的大旱(注:道格拉斯·赫特:《塵暴:農業和社會史》(Douglas Hurt, The Dust Bowl: An Agricultural and Social History),芝加哥1984年版,第3頁。)。又比如通過分析樹木的年輪和過火后樹木上疤痕的位置,就有可能知曉歷史上該地發生林火的具體年份。另外,樹木的形態也能反映一些很有價值的信息,樹冠特別巨大的古樹,它所在之處以前應該是草原或比較開闊的地方;而分布在林區的樹木,一般樹冠較小,而且集中在樹的頂部;那些長出叢叢新枝的樹木,就表明它周期性地被人采伐(注:戈登·惠特尼:《1500年以來北美中部的環境變遷史》(Gordon G. Whitney, From Coastal Wilderness to Fruited Plain: A History of Environmental Change in Temperate North America from 1500 to the Present),劍橋大學出版社1996年版,第33頁。)。
孢粉分析是研究保存在地層中的化石孢粉。孢粉與植物的繁殖有關,每一種植物的孢粉都不一樣。由于孢粉外壁堅固,能耐高溫高壓和強酸強堿,因而孢粉在地層中能完好地保存億萬年之久。同時它體輕量大,在幾乎所有地層中都有保存,因此,通過孢粉分析,就可能恢復各個地質歷史時期的古氣候、古地理和古生態(注:王憲曾:《孢粉學的應用縱橫談》,《地球》1985年第6期,第16頁。),重現自然的滄桑巨變。孢粉分析已經在考古學中被廣泛應用,用于“確定考古遺址各文化層及地層的年代;了解古人類生活的自然環境及其變遷歷史,人類社會發展與其周圍自然環境的關系;了解古代社會的文化發展狀況,如農作物起源及其擴散”(注:姜欽華:《花粉分析與植硅石分析的結合在考古學中的應用》,《考古》1994年第4期,第372頁。)。
迄今為止,運用孢粉分析已經取得許多成果。孢粉學為板塊構造學說提供了新的證據,并表明“在侏羅紀以前美洲大陸和非洲大陸仍然一體相連……兩大陸塊自侏羅紀以后才開始開裂和漂移”,“而印度和歐亞大陸在地質歷史上長期分離,直到早第三紀印度板塊才與歐亞板塊相碰在一起”(注:王憲曾:《孢粉學的應用縱橫談》,《地球》1985年第6期,第17頁。)。此外,在發掘美國貝科斯河(Pecos)新墨西哥薩勒堡壘南約24公里處遺址時,考古學家通過花粉分析,斷定該遺址的“年代是公元900—1250年。花粉分析結果發現,以藜科和莧屬花粉占優勢,禾本科花粉在文化層上部顯著增加,并在幾個層位中發現很多玉米花粉,證明在公元1200年后當地居民由原來的狩獵生活逐步轉變為栽培種植的經濟”(注:周昆叔、嚴富華、葉永英:《花粉分析法及其在考古學中的運用》,《考古》1975年第1期,第67頁。)。
除實物史料外,環境史學家利用更多的還是文字史料。文字史料之卷帙浩繁,足令研究者望洋興嘆。美國學者惠特尼將歷史生態學的史料分為文獻資料、圖表資料、統計數據系列、手稿四大類,他列舉的資料對環境史學者說來也具有非常重要的參考價值(注:戈登·惠特尼:《1500年以來北美中部的環境變遷史》,第10頁。)。
關于美國自然、地理、生態環境的記載大量散見于有關的探險日記、移民自述、移民指南、地區手冊等文獻資料。由于這些資料比較分散,不容易收集,利用起來有一定的困難。從戰后以來,美國學者開始對這些資料進行整理和編目(注:羅伯特·唐斯:《美國印象:新大陸的海外來客》(Robert B. Downs, Images of America: Travelers from Abroad in the New World),伊利洛伊大學出版社1987年版;加羅德·科爾:《美國漫游:從航海發現到現在,報刊游記文章匯編》(Garold Cole, Travels in America: From the Voyages of Discovery to the Present, An Annotated Bibliography of Travel Articles in Periodicals),俄克拉何馬大學出版社1984年版;約翰·杰克勒:《俄亥俄山谷觀感:1740—1860》(John A. Jakle, Images of the Ohio Valley: A Historical Geography of Travel, 1740 to 1860),牛津大學出版社1977年版;弗蘭克·弗賴德爾:《哈佛美國歷史指南》(Frank Freidel, Harvard Guide to American History),哈佛大學出版社1974年版;奧拉爾·科德:《游記里的新澤西:1524—1971》(Oral Summer Coad, New Jersey in Travelers' Accounts, 1524-1971, A Descriptive Bibliography),新澤西州梅塔欽1972年版;羅伯特·休巴赫:《早期游客敘說美國中西部》(Robert Hubach, Early Midwestern Travel Narratives, An Annotated Bibliography, 1634-1850),底特律1961年版;R. 韋爾:《來自舊邊疆的聲音》(R. W. G. Vail, The Voice of the Old Frontier),費城1949年版。),為使用者提供了按圖索驥的便利。
探險日記、旅行自述非常有益于我們了解過去的景觀,但在利用時,卻不能不仔細甄別。因為這些文獻有一些缺點:許多敘述相互矛盾,摻雜著大量對自然的偏見。許多新大陸的宣傳手冊渲染北美大陸的富饒,以吸引移民前來開發北美大陸。許多西去的移民是沿著已經開辟的路線前進,他們沿途所寫并不能準確地反映途經地區的全貌。一些來自歐洲開闊地帶的移民則夸大了森林的面積。另外,一些人提到草原野火和森林颶風,但他們究竟是有感于難得一見或是觸目皆是,現在則不得而知。
在美國開發西部的過程中,博物學者和生態學家留下了許多科學考察報告。早期的博物學者如德雷克(Daniel Drake)、希爾德雷斯(Samuel Hildreth)、柯特蘭(Jared Kirtland)、拉帕姆(Increase Lapham)已經意識并記錄了拓殖帶來的生態變化。在19世紀末生態學出現以后,許多生態學家力爭在開發之前將保存尚好的景觀記錄下來。這些資料對從事美國環境史研究的學者具有不可替代的重要價值(注:要了解早期的科學考察報告,可以參閱馬克斯·邁澤爾:《美國自然史書目:開拓世紀,1769—1865》(Max Meisel, Bibliography of American Natural History: The Pioneer Century, 1769-1865),紐約1967年版。有關美國各區域和部分州的早期生態,則可參考埃瑪·布朗:《美國東部的落葉林》(Emma L. Braun, Deciduous Forests of Eastern North America),費城1950年版;埃塞爾·米勒:《俄亥俄灣植物生態學書目指南》(Ethel M. Miller, Bibliography of Ohio Botany),俄亥俄州立大學出版社1932年版;霍默·豪斯:《紐約州植物生態學書目指南》(Homer D. House, Bibliography of the Botany of New York State, 1751-1940),奧爾巴尼1941-1942年版;C. 達林頓:《栽培植物染色體圖冊》(C. D. Darlington, Chromosome Atlas of Cultivated Plants),倫敦1945年版;H. 格林、J. 柯蒂斯:《威斯康星植被:書目指南》(H. C. Greene and J. T. Curtis, Bibliography of Wisconsin Vegetation),紐約1955年版;保羅·里澤:《伊利洛伊植被:書目指南》(Paul G. Risser, Bibliography of Illinois Vegetation),伊利洛伊州尚佩恩1984年版;馬文·羅伯特、羅納德·斯塔基:《俄亥俄高校有關該州植被的研究生論文題錄》(Marvin L. Roberts and Ronald L. Stuckey, Bibliography of Theses and Dissertations on Ohio Floristic and Vegetation in Ohio Colleges and Universities),俄亥俄州立大學出版社1974年版。)。
在統計數據系列中,《美國聯邦人口統計》是美國環境史研究常用的資料。美國人口普查始于1790年,此后每隔10年進行一次。1840年美國第6次人口普查還對各地方縣的農林產品輸出進行了統計。而從1850年起,人口普查表格還統計了單個農場的熟田、荒地、莊稼和家畜的數量。這些資料大都由各州圖書館、檔案館和歷史協會保存。從1925年開始,人口普查的間隔由10年縮減至5年,由此就能夠提供更加詳細豐富的信息。此外,從1928年開始,美國林業局周期性地對美國林業資源進行統計,并不斷更新。這些數據已經被用來繪制以縣為基礎的全國樹種分布圖。