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科学理论与技术方法
benlion 2014-5-24 22:49
20 世纪， 80 年代李约瑟到厦门讲演， 21 世纪钱学森之问等，恰好构成几十年跨度的探索与思考。 轴心时代文化研究： 1 ）宗教 - 艺术、历史和神话， 2 ）中古时期中国文化和技术， 3 ）近现代欧洲科学和艺术等模式转换。 科学、技术与产业革命和社会转型，系统与合成生物学历史和方法、体系结构等。 查理曼欧洲、日韩的近现代化是中国明朝背景，而希腊（拜占庭）、波斯（阿拉伯）、印度和中国发生了文明形态的转变。 近现代欧洲，一是建立大学，二是政治、教育、商业分离，三是基督教的理性和伦理化，四是研究与产业转化，从欧洲到英美时期，大学的科学教育与研究、科学院和学会的期刊等转换到公司和企业运作模式。 20 世纪， 90 年代之前，为 1 ）理论生物学 – 数学、网络理论和计算生物学， 90 年代之后，为 2 ）技术生物学 – 组学、纳米技术和化学生物学等， 1996 年 -99 年定义为 1 ）与 2 ）的结合。 1992 年之前，“系统生物学”仅 1968 年出现过，“合成生物学”在 2000 年重新提出仍然是化学合成生物分子的概念。 20 世纪， 40-50 年代谈家桢、钱学森等与 80-90 年代海归相隔约 30 年的学术思想交叉重叠，恰好形成国际上 60 年代系统科学与 90 年代生物技术的发展相应。 系统与合成生物学、系统医学与生物工程、系统遗传学与生物技术和系统生物科学与工程（ BSSE ）等，构成推进和偶合的结构体系。 - （总结） -
个人分类: 日记|2118 次阅读|0 个评论
川滇接壤地区天然草场资源综合评价及其合理利用
热度 3 duzhanchi 2014-3-18 08:00
按语： 本文为历史文献，是对我国南方牧地生态环境、饲用植物、资源类型及其数量和质量，进行区域综合评价的首篇论文，脱稿于 1966 年 5 月，因“文革”爆发，且经久不息，后时过境迁，故未曾发表。该文手稿和油印稿保存在中国科学院地理科学与资源研究所图书馆。 为摸清川滇接壤地区农业增产途径与潜力，中国科学院西南综合考察队对其进行了综合考察。 本文所指川滇接壤地区包括：云南省楚雄自治州的永仁、大姚、姚安、元谋、牟定、武定、绿丰、禄劝诸县及南华县的文笔、沙桥、徐营三个区和楚雄县的金星、前进、子午、下白庙、苍岭五个区，以及四川省西昌专区的会理、会东、盐边、米易、南宁、德昌、西昌、冕宁各县和渡口市。 本区以种植业为主，农副产品是家畜饲草的重要来源。但实践证明，天然草场是当前发展畜牧业必不可少的物质基础。尤其在山区，其作用更大。所以，要估算畜牧业发展潜力，必须首先掌握天然草场资源的数量和质量；欲加速发展畜牧业，充分合理地利用和建设天然草场至关重要。为此，中科院西南队川滇接壤分队植被草场组，承担了调查研究天然草场资源的任务。 以往，四川省农垦局、中国科学院昆明植物研究所、西南农学院等单位，对本区天然草场均做过不少调查研究，积累了一些有益资料。为我们了解该区天然草场状况起到了先导和促进作用。 全组经过十一个多月的野外调查访问和室内总结，探讨了天然草场的植被类型、分布规律、饲用草群产量、牧草饲料价值以及草场合理利用途径，初步完成了天然草场面积和载畜量的量算、统计工作，绘制了天然草场资源图，为估算本区畜牧业发展潜力提供了依据。在此基础上，对本区天然 草场的生态环境、饲用植物、资源类型及其数量和质量，进行了综合评价， 并针对当前存在的问题， 提出了合理利用意见，以 供有关部门参考。 1. 川滇接壤地区天然草场资源的调查研究方法 1.1. 野外调查访问 1.1.1. 样地调查 目的是了解草场的植被组成和生境，探明草场产量和分布规律。本区以山地为主，环境变化较大，为提高测定精度，既要注重样地的代表性，也要增多重复次数。样地通常选择在放牧影响轻微的地段。囿于考察时间的限制，有些测定是在植物处于营养期进行的。为了将所测产量换算成全年产量，我们粗略地测定了主要牧草的再生率，并依此对样方测定的产草量，进行了校正。此外，还采集了用于营养成分分析的牧草样品。 1.1.2. 适口性观察与访问 适口性是饲用植物饲料价值的主要内容，是评价草场质量的重要指标。对此，农民有着丰富的经验，所以，对于适口性，主要是通过访问了解；有时条件允许，还亲自进行了放牧观察。与此同时，对合理利用天然草场的经验，进行了大量调查访问。 1.2. 室内研究分析 1.2.1. 利用土地类型图，量算草场面积和估算载畜量 土地类型图是地貌、植被和土壤等专业，在野外考察的基础上，根据自然条件及利用特点，利用五万分之一（部分为十万分之一）的地形图和五万分之一（部分为二点五万分之一和七万分之一）的航空照片，绘制出二十万分之一的综合性图件，其上显示有植被类型、土壤类型、地貌类型、地面坡度和侵蚀程度等基本要素，这为草场资源的数质量评价提供了可靠依据。 然后，利用方格纸，在二十万分之一的土地类型图上，量算各类草场的面积。允许误差（与理论面积比较）小于 2% 。进而将等级相同的类型予以归类，统计出各等级的草场面积；再乘以草场利用系数（即草场可利用部分占草场面积的百分比），得出草场有效面积。 需要指出的是，草场的年产草量，往往随年降水量和气温变异而变化。为使载畜量计算更为合理，通常采用平年（即中等湿润年份）的产量。统计表明，测产年份，即 1965 年的气候条件与多年平均值比较，前者比后者的降雨量略高，而气温偏低。因此，当年所测产量，基本上可用于载畜量估算。 需要说明的是，由于无论现在或将来，该区均以黄牛数量最多，所以本文以黄牛作为计算单位。依据黄牛的平均日食量及其营养需要，以及畜群结构，将其日食量定为 15 斤（干重）为宜。其他畜种，依次等于如下黄牛单位：水牛 1.5 、马 1.2 、驴 0.6 、山羊和绵羊 0.2 。 载畜量估算步骤如下。 首先，样方的实测产量，换算成全年最高产量。方法是： 全年最高产量（斤 / 亩） = 实测产量（斤 / 亩）×（开花期建群种的叶层高度 ÷测产时的叶层高度） 然后，把当年最高产量折合成全年可食产量，公式如下： 全年可食产量（斤 / 亩） = 当年最高产量（斤 / 亩）×再生率×群落利用率（ % ） 最后，进行计算载畜量。由于不同垂直地带草场的利用时间有所差异，且各畜种的放牧时间不同，所以，为符合实际情况，载畜量的计算分成两步： （ 1 ）载畜量（头日） = 全年可食产量（斤 / 亩）÷日食量（斤 / 头日） ×草场有效面积（亩） （ 2 ）依据不同畜种在各垂直带的放牧时间，分别计算出实际载畜头数，公式为： 载畜头数（头） = 载畜量（头日）÷放牧天数（日） 还需特别说明：牛、马的放牧天数决定于农副产品的补给数量。农副产品愈多，舍饲时间愈长；反之，放牧期愈长。如楚雄地区，大家畜在各垂直带的放牧时间分别是：暖热山地河谷地带 240 天，温暖低山丘陵地带 260 天，温凉中山地带 280 天。而小家畜 - 山羊和绵羊，在上述三个地带均为全年放牧；而在寒冷亚高山地带和严寒高山地带，大、小家畜分别放牧 180 天和 100 天以下，其中牦牛的放牧时间又长于山羊和绵羊。 1.2.2. 饲用植物营养成分分析 饲用植物营养成分分析，由中科院综合考察委员会化学分析室完成。分析项目包括：粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、无氮浸出物、灰分、钙和磷。 2. 川滇接壤地区天然草场资源综合评价 天然草场资源由草场饲用植物及其生境组成，其优劣通过资源质量和数量得以表现。评价草场资源是合理利用天然草场的必要前提。本文拟从天然草场生态环境、饲用植物，资源类型及其质量和数量几个方面，进行综合评价。 2.1. 天然草场资源生态环境评价 川滇接壤地区，地处亚热带山地，夏天湿润，冬季干燥，四季不显。境内，不仅地域宽阔，而且海拔相差巨大，所以不同水平地带和垂直地带又有明显差异。 以金沙江为界，南北有所不同。从地貌看，南部以山原盆地为主，北部多山地谷地；地面坡度，北部金沙江、雅砻江一带较陡，会理、会东等地山坡平缓；南部滇西横断山地区地面切割很深，滇缅公路一带切割较浅。从土壤看，南部为红壤。北部为红黄壤；从气候看，南部较干旱，北部较湿润。以北部西昌县和南部楚雄县的气象资料为例，其蒸发量和降水量之比分别为 1.9 和 2.6 。在同一海拔高度上，南部比北部的年平均温度约高 1 ℃。因此，对湿度和温度较敏感的牧草，在两地区的分布高度有明显不同。如：耐干旱的扭黄茅草坡，南部和北部的分布上限分别为 2250m （或 2100m ）和 1850m （或 2100m ）；而较喜湿的穗序野古草草坡，南部和北部的分布下限分别为 2600m 和 2100m （或 2250m ）。南部，耐干旱的扭黄茅 - 法氏栎草场、刺芒野古草 - 马陆草草场和高山栲萌生林草场较多；而北部则几乎没有。此外，较湿润的北部，其单位面积产草量比南部高出 10%~20% 。这均表明，区内南北生态环境的差异对草场资源有显著影响。 在金沙江以南，其东部和西部的生态环境亦有不同之处。东部山体较小，小坝子多位于条形河谷之中，因此家畜易于到山上放牧，但由于石灰岩较多，部分地区石芽露头频现，给家畜放牧带来不利因素。西部山体大，公社多在山上，撂荒草坡较多。中部元谋、永仁一带，海拔通常低于 1600m ，丘陵草场占面积较大，群落盖度小，产草量低，水土流失严重，因此减轻放牧强度，营造水土保持林和薪炭林是当务之急。 本区垂直高差极大，海拔最低点在宁南县葫芦口，仅 627 米，最高点在冕宁县象鼻子，达 4942 米。因此，本区丘陵草场和零星草场很少，主要为山地草场。随着海拔高度升高，温度降低，湿度增大，呈现出不同类型的热量带，以温暖低山丘陵地带为基准，向下为暖热山地河谷带，向上依次出现温凉中山带、寒冷亚高山带和严寒高山带。土壤与之相适应，以红壤和红黄壤为代表，向下为红褐土，向上依次出现红棕壤（或黄棕壤）、棕壤、暗棕壤、灰化土、高山草甸土（或高山灌丛草甸土）。就其热量水平而言，暖热山地河谷带与准热带相当，而温凉中山带与温带相近。因此，草场资源特征也随其发生明显的垂直变化。 2.2. 天然草场资源类型评价 2.2.1. 天然草场热量类型评价 在上述各热量带，出现相应的按热量水平划分的草场大类，即暖热山地河谷草场、温暖低山丘陵草场、温凉中山草场、寒冷亚高山草场和严寒高山草场。 暖热山地河谷草场：分布于 1600m （或 1400m ）以下。面积约 730.4 万亩，占本区草场总面积的 11.1% ，占本大类土地总面积的 77.1% 。其中，以散树灌丛草原草场面积最大，占本大类草场面积的 85.6% 。本大类气候燥热，年蒸发量与降水量之比为 4.0~8.0 ，年平均温度大于 17 ℃。林木散生，造林困难。草场以耐干旱的扭黄茅占优势，其次为龙须草、芸香草 (Cymbopogon distans ) 、云南黄杞 ( Engelhardtiaspicata ) 、合欢 (Albizia sp.) 、车桑子 ( Dodonaea viscosa ) 、余甘子等。牧草高大而粗硬，质量低下，产草量高。 温暖低山丘陵草场：分布于 1600~2300m （或 1400~2200m ）。面积 3441.9 万亩，占本区草场总面积的 52.4% ，占本大类土地总面积的 83.0% 。其中，草坡与灌丛草坡草场占本大类草场面积的 32.0% ，针叶林林下草场与稀疏针叶林林下草场分别占 30.4% 和 27.6% 。本大类气候温暖，年平均气温 12~18 ℃；西昌地区较湿润，楚雄地区较干旱，年蒸发量与降水量之比分别为 1.6~2.6 和 1.5~4.0 。扭黄茅、旱茅和刺芒野古草为优势草种，乔木树种以云南松 ( Pinus yunnanensis ) 、法氏栎 (Quercus fagesii ) 、滇石栎、高山栲为主。牧草质量较差，产量亦低。 温凉中山草场：分布于 2300~3000m （或 2200~3300m ）。草场面积 2005.6 万亩，占全区草场总面积的 30.5% ，占本大类土地总面积的 93.5% 。其中，以针叶林林下草场面积最大，占本大类草场面积的 31.2% ；稀疏针叶林林下草场次之，占 26.6% ；再次为常绿阔叶林及萌生林草场，占 14.1% 。本大类气候温凉湿润，年蒸发量与降水量之比为 1.0~1.5 ，年平均气温小于 12 ℃。草场优势草本植物为旱茅、穗序野古草、金茅、糙野青茅等，上层往往以云南松 ( Pinus yunnanensia ) 、黄毛青冈、多穗石栎、大白花杜鹃 ( Rhdodendronsp. ) 占优势。牧草质量较高，木本饲料显著增多。 寒冷亚高山草场：分别高达 3000 （或 3300 ） ~4000m ；面积 338.0 万亩，占全区草场总面积的 5.2% ，占本大类土地总面积的 93.4% 。其中，灌丛草甸和针叶林林下草场面积较大，分别占本大类草场面积的 34.9% 和 32.7% 。其中，针叶林林下草场，上层为冷杉 (Abies sp .) ，下层以箭竹、杜鹃（ Rhdodendron spp. ）为主；优势牧草为羊茅、野青茅，营养价值高。 严寒高山草场：分布于 4000m 以上，集中分布在冕宁县北部。面积 51.0 万亩，占全区草场面积的 0.8% ，占本大类土地总面积的 99.4% 。其中面积最大的草甸草场，占本大类草场面积的 59.4% 。以嵩草 ( Cobresia spp .) 、龙胆 ( Gentiana spp. ) 占优势，草层低矮。 上述五大类天然草场的土壤类型、群落结构、单位面积产量和载畜量，以及主要饲用植物及其营养价值和适口性等，均有差异，现列表说明。（表 1 ） 由表 1 可见，随着海拔高度增加，群落组成和饲用植物发生变化，牧草的营养价值和适口性逐渐增高，而平均产草量逐渐降低。例外的是，温暖低山丘陵产草量略显偏低，这是因为该大类草场利用较多，有所退化所致。其中，以暖热山地河谷草场的平均单位面积产草量和载畜量最高，原因是该大类以草坡草场为主，而温暖低山丘陵、温凉中山和寒冷亚高山均有大面积林下草场；至于严寒高山草场，则是由于气候寒冷所致。 此外，暖热山地河谷草场的地面坡度较大（如：楚雄地区大于 25 度者，约占 28% ）；以中、深切割为主；地面侵蚀严重；家畜用水缺乏，尤其是干季更显不足。 1600m 以上的草场，地面坡度较缓（如：楚雄地区大于 25 度者，占 10% 左右），以浅、中切割为主，地表侵蚀较轻；且干季亦有一定数量的地表径流，可供家畜饮用。 本区以中温暖低山丘陵草场和温凉中山草场为主，共 6293.9 万亩，约占总土地面积的 82% 。如以金沙江为界，将南部与北部进行比较，前者以温暖低山丘陵草场面积最大，占其草场总面积的 65.5% ，后者温凉中山草场最多，占 39.3% 。 表 1 川滇接壤地区不同热量地带天然草场特征 草场大类 分布 高度 (m) 土壤 类型 主要草本群落 主要饲用植物 牧草蛋白质含量（ % ） 牧草适口性 草坡干草产量（斤 / 亩） 草场平均产量（斤 / 亩） 草场平均载畜量（头日 / 亩） 暖热河谷山地草场 1600 或 1400 红褐土 扭黄茅草群；扭黄茅、龙须草草群 扭黄茅、芸香草、杭子梢、余甘子、清香木 3.3~4.3 愿意食 ~ 不愿意食 330 250 11.8 温暖低山丘陵草场 1600(1400) ~2300(2200) 红壤或红黄壤 扭黄茅、刺芒野古草草群；旱茅、扭黄茅草群；旱茅、刺芒野古草草群 扭黄茅、旱茅、细柄草、刺芒野古草、马陆草、小石积、高山栲 4.3~6.0 愿意食 ~ 喜食 260 170 8.0 温凉中山草场 2300(2200) ~3000(3300) 红棕壤或黄棕壤、棕壤、山地草甸土 旱茅草群；旱茅、穗序野古草草群；旱茅、金茅草群、穗序野古草草群；糙野青茅草群 旱茅、穗序野古草、四脉金茅、金茅、糙野青茅、元江栲、黄毛青冈、多穗石栎、箭竹 5.2~7.0 喜食 ~ 愿意食 285 180 8.3 寒冷亚高山草场 3000(3300) ~4000 暗棕壤、灰化土、亚高山草甸土 羊茅、野青茅草群；羊茅、龙胆草群 羊茅、野青茅、小颖短柄草、珠芽蓼、箭竹、包斗栎、绣线菊 9 ． 0~11 。 0 喜食 ~ 最喜食 270 180 8.2 严寒高山草场 4000 高山草甸土 嵩草、龙胆草群 嵩草 喜食 155 155 7.2 注： 1. 草坡干草产量为草坡、稀疏干草草原和草甸三者的平均产量。 2. 草场平均产量和载畜量为散树灌丛草原草场、草坡草场、稀疏针叶林林下草场和针叶林林下草场的平均值。 2.2.2. 天然草场植被类型评价 依据草场建群植物的生活型，将本区天然草场植被类型分为11类：散树灌丛草原草场、草坡草场、灌丛草坡草场、撂荒地草场、稀疏针叶林林下草场、针叶林林下草场、常绿阔叶林及其萌生林草场、灌丛草场、草甸草场、灌丛草甸草场和田埂零星草场。 从表 2 可以看出，草场面积以针叶林林下草场最大，占草场总面积的 27.2% ，其次为草坡草场（含灌丛草坡草场）和稀疏针叶林林下草场，分别占 23.6% 和 22.6% 。而载畜量则以草坡草场（含灌丛草坡草场）最高，占 32.8% ，其次为稀疏针叶林林下草场和针叶林林下草场，分别占 22.4% 和 14.4% 。 从水平分布看，金沙江以南，针叶林林下草场面积最大；以北，稀疏针叶林林下草场面积最大。但载畜量均以草坡草场（含灌丛草坡草场）最高。 此外，由于本区水热条件优越，因此天然草场的草层高度和草场产量远较温带草场为高。（表 3 ）。 表 2 川滇接壤地区不同植被类型天然草场的面积（万亩）和载畜量（万头日） 草场植被类型 渡口市 西昌地区 楚雄地区 合计 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 散树灌丛草原草场 117.0 1392.0 193.7 3039.2 311.1 3100.8 625.4 7532.0 草坡草场 7.8 73.4 722.0 9865.6 226.6 2536.0 956.4 12475.0 灌丛草坡草场 20.1 181.3 71.9 739.1 498.9 4920.9 590.9 5841.3 撂荒地草场 0.4 2.5 19.6 113.0 126.0 696.1 146.0 811.6 稀疏针叶林林下草场 41.1 328.2 803.3 7614.3 638.7 4600.9 1483.1 12543.4 针叶林林下草场 35.6 165.4 560.1 3272.8 1188.1 5623.0 1783.8 8061.2 常绿阔叶林及其萌生林草场 11.6 36.2 324.2 2205.1 321.1 1519.9 656.9 3761.2 灌丛草场 1.7 4.8 28.8 162.7 25.2 111.9 55.7 279.4 草甸草场 89.5 1020.4 3.2 32.4 92.7 1052.8 灌丛草甸草场 146.5 1448.9 3.4 46.8 149.9 1495.7 田埂零星草场 0.7 10.1 391.6 15.3 618.9 26.1 1043.1 合计 236.0 2216.4 2973.3 29872.7 3357.6 23807.6 6566.9 55896.7 注：表中的草坡草场包括：草坡草场、灌丛草坡草场和撂荒草坡草场。针叶林林下草场包括少部分针阔混交林林下草场。 表 3 川滇接壤地区与内蒙古几类天然草场产草量和草层高度的比较 项目 川滇接壤地区天然草场 内蒙古天然草场 * 散树灌丛草原草场 草坡 草场 稀疏针叶林林下草场 针叶林 林下草场 森林草原草场 干草原 草场 荒漠草原草场 荒漠 草场 平均鲜草产量（斤） 400 350 270 170 190~230 90~190 80~100 20~30 利用层高度（ cm ） 25~60 15~50 15~50 15~50 10~40 5~40 5~15 3~10 * 引自：中国科学院内蒙古宁夏综合考察队内部资料。 2.3. 天然草场野生饲用植物评价 饲用植物是家畜日粮的主要来源，是草场植被的重要组成部分。因此，各类饲用植物的数量、分布、营养价值、适口性等，在草场资源中占有重要地位。 本区野生饲用植物以多年生禾本科牧草数量最多，主要种类为：白健杆、刺芒野古草、穗序野古草、旱茅、糙野青茅、野青茅、羊茅和扭黄茅等。它们一般占草群总重量的 70~95% ，是野生饲用植物的主体。其次为常绿阔叶乔木或灌木叶子，数量较大的种类有：滇青冈、黄毛青冈、元江栲、高山栲、滇石栎、包斗栎、黄背栎和长穗栎等。；一年生和二年生牧草数量少，且多分布于田埂零星草场。莎草科和灯芯草科牧草仅在高山地带或局部低洼处占优势。豆科饲用植物不多，一般只占群落总重量的 1~6% ；豆科中，又以灌木居多，草本较少，其适口性好坏相当悬殊。如：百脉根 ( Lotus corniculate ) 、滇猪屎豆 ( Crotalaria yunnanensis ) 等适口性好；三点金草、截叶铁扫把（ Lespedeza cuneata ）等适口性差。 杂类草数量，随海拔高度上升而增加， 1600m 以下，杂类草仅占群落总重量的 1% 左右， 1600~3000m 占 2~10% ，而 3000m 以上占 20~35% 。杂类草的适口性通常较差，但有的特好，如：云南繁缕 ( Stellaria yunnanensis ) 、珠芽蓼等。菊科中的某些植物，在群落中不占优势，但有着特殊作用，如：蒿类 ( Artemisia spp .) 植物，初春萌发早，可为家畜提供早春饲草。 2.3.1. 常见野生饲用植物的营养成分特征 表 4-1 和表 4-2 所列，为本区常见的 43 种饲用植物的营养成分，对其进行分析统计，从中可以看出： （ 1 ）不同种类饲用植物营养成分相差悬殊。其中：粗蛋白含量，最高者 四耔野豌豆比最低者龙须草高出 498.2% ；粗纤维含量，最高者龙须草比最低者余甘子高出 171.0% ；粗脂肪含量，最高者多花杭子梢比最低者刺芒野古草高出 662.3% ；无氮浸出物含量，最高者余甘子比最低者蔗茅高出 61.6% ；灰分含量，最高者臭根子草比最低者黄背栎高出 486.1% 。即使在同科之中，亦差别明显，如：同为禾本科植物， 小颖短柄草的粗蛋白含量比龙须草 高出 296.9% ；龙须草的粗纤维含量比狗牙根 高出 73.6% 。 （ 2 ）各饲用植物类群的营养成分明显不同。依其平 均值进行比较，禾草类的粗蛋白和脂肪含量较低，分别为 5.9% 和 2.3% ；钙含量少，仅 0.36 ；而粗纤维和灰分含量较高，分别达 33.9% 和 6.9% 。常绿阔叶乔木叶子的粗纤维含量亦较高，平均 30.2% ，但低于禾草，而灰分含量较低，平均 3.5% ；粗蛋白和粗脂肪含量高于禾草，分别为 8.1% 和 6.1% 。豆科饲用植物的粗蛋白含量最高，平均达 17.1% 。灌木叶子的无氮浸出物和钙、磷含量较高，依次平均为 60.9% 、 1.3% 和 0.7% ，而粗纤维含量低，约 17.5% 。上述四类饲用植物的粗蛋白与粗纤维含量比，按豆科、灌木、常绿阔叶乔木和禾草的顺序依次降低，分别为 0.69 、 0.54 、 0.27 和 0.18 。 （ 3 ）饲用植物的某些营养成分与生境有密切关系。随着海拔高度上升，饲用植物粗蛋白含量增高，粗纤维含量降低。这一点，以禾本科牧草最为明显。其粗蛋白含量、粗纤维含量、粗蛋白 / 粗纤维含量比值，均与海拔高度成直线相关，相关系数分别为 0.951 、 -0.973 和 0.948 （α =0.05 ）。但粗纤维比粗蛋白含量的变化幅度小得多。此外，在同一海拔范围（ 1600~2300m ）内，不同土壤及其湿度下，禾草的营养成分也有较大差别，如生长在田埂地边和山坡上的禾草，其平均粗蛋白含量分别为 9.4% 和 5.0% ，粗蛋白 / 粗纤维含量比分别为 0.28 和 0.15 。 表 4-1 川滇接壤地区主要禾本科饲用植物营养成分含量表 项目 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 灰分 钙 磷 部位 禾 本 科 羊茅 ( Festuca ovina ) 9.75 3.91 33 ． 04 48.28 5.02 － 0.15 茎叶花 野青茅 ( Deyeuxia arundinacea ) 10.13 1.87 33 ． 88 47.20 6.92 － 0.22 茎叶花 糙野青茅 ( Deyeuxia scabrescens ) 6.05 2.25 36 ． 84 44.96 9.90 0.27 0.21 茎叶花 小颖短柄草 ( Brachpodium sylvaticum var.breviglume ) 12.94 4.41 25 ． 65 47.90 9.10 0.36 0.45 茎叶花 穗序野古草 ( Arundinella chenii) 5.96 2.51 32 ． 93 49.52 9.08 0.68 0.35 茎叶果 刺芒野古草 ( Arundinella setosa ) 5.91 1.14 35 ． 43 53.26 4.26 0.37 0.27 茎叶果 旱茅 ( Eremopogon delavayi ) 5.19 1.24 34 ． 51 51.74 7.32 － 0.12 茎叶果 细柄草 ( Capillipedium parviflorum ) 7.00 4.24 28 ． 35 52.27 8.14 0.52 0.22 茎叶果 扭黄茅 ( Heteropogon contortus ) 4.31 2.36 33 ． 31 52.63 7.39 － 0.12 茎叶 金茅 ( Eulalia speciosa ) 3.88 2.06 34 ． 33 50.87 8.86 0.22 0.77 茎叶果 白健杆 ( Eulalia pallens ) 4.33 2.51 30 ． 91 57.20 5.05 0.13 0.04 茎叶 马陆草 ( Eremochloa zeylanica ) 5.86 3.53 30 ． 69 52.43 7.49 0.31 0.06 茎叶果 龙须草 ( Elaliopsis binta ) 3.26 3.19 39 ． 84 43.69 10.02 0.65 0.06 茎叶花 黄背草 ( Themeda triandra var.japonica ) 5.18 0.86 38 ． 17 44.71 11.08 1.16 0.35 茎叶果 芸香草 ( Cymbopogon distans ) 5.97 5.45 30 ． 55 48.59 9.44 0.41 0.20 茎叶 白茅 ( Imperata cylindrica var. major ) 10.22 3.96 30 ． 18 44.85 10.79 0.64 0.29 茎叶 臭根子草 ( Bothriochloa inetrmdeia ) 9.60 3.45 29 ． 91 42.74 14.30 0.68 0.24 茎叶花 白草 ( Pennisetum flaccidum ) 8.51 1.79 37 ． 24 43.77 8.69 0.41 0.31 茎叶果 狗牙根 (Cynodon dactyion ) 7.33 3.05 22 ． 95 58.30 8.37 0.65 0.29 茎叶果 狗尾草 ( Setaria viridis) 9.20 2.05 35 ． 57 39.35 13.83 0.71 0.41 茎叶果 蔗茅 ( Erianthus rufipilus ) 7.66 1.80 36 ． 69 40.93 12.92 0.69 0.33 茎叶果 箭竹 (Sinarumdinaria nitida ) 12.81 1.90 27 ． 46 45.93 11.90 0.82 0.15 叶 表 4-2 川滇接壤地区主要其他饲用植物营养成分含量表 项目 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 灰分 钙 磷 部位 豆 科 多花杭子梢 ( Campylotropis polyantha ) 19.83 8.69 20.10 42.60 8.73 1.11 0.23 叶花 西南杭子梢 ( Campylotropis delavayi ) 15.11 5.46 27.75 44.37 7.31 1.14 0.51 叶花 三点金草 ( Desmodium triflorum ) 13.94 4.04 29.42 46.67 5.93 0.87 0.15 茎叶果 四耔野豌豆 ( Vicia tetrasperma) 19.50 4.19 21.63 48.68 6.00 0.82 0.27 茎叶果 杂 类 草 珠芽蓼 ( Polygonum viviparum ) 13.52 2.14 27.35 47.77 9.22 0.27 0.23 茎叶果 灯芯草 ( Juncus sp. ) 10.79 2.38 32.23 50.56 4.04 0.41 0.28 茎叶果 西南萎陵菜 ( Potentilla fulgens ) 12.86 7.94 23.79 48.48 6.93 1.24 0.13 茎叶花 灌 木 华南小石积 ( Osteomeles schwerinae ) 9.63 2.50 17.62 63.87 6.38 － 0.16 叶果 小叶栒子 ( Cotoneaster microphyllus) 7.57 8.24 20.26 57.16 6.77 1.67 1.62 叶 余甘子 ( Phyllanthus emblica ) 11.19 8.08 14.70 61.66 4.37 0.90 0.27 叶 乔 木 元江栲 ( Castanopsis orthocantha ) 11.81 4.84 34.63 46.05 2.67 － 0.05 叶 高山栲 ( Castanopsis delavayi ) 11.50 4.90 32.03 48.77 2.80 － 0.04 叶 多穗石栎 ( Lithocarpus polystachya ) 8.81 6.98 39.08 41.39 3.74 － 0.13 叶 包斗栎 ( Lithocarpus craibianus ) 7.73 7.79 29.47 51.49 3.52 0.67 0.45 叶 滇石栎 ( Lithocarpus dealbatus ) 5.38 6.57 29.03 56.63 2.39 － 0.09 叶 黄毛青冈 ( Cyclobalanopsis delavayi) 3.56 5.73 33.01 53.76 3.94 － 0.06 叶 滇青冈 ( Cyclobalanopsis dealbatus ) 7.51 7.70 19.97 57.57 7.25 1.30 0.10 叶 黄背栎 ( Quercus pannosa) 7.38 3.94 35.17 51.07 2.44 － 0.15 叶 长穗栎 ( Quercus longispica ) 10.15 6.91 28.28 51.55 3.11 0.53 0.12 叶 矮高山栎 ( Quercus monimotricha ) 9.01 8.01 28.21 50.34 4.43 1.25 0.12 叶 栓皮栎 ( Quercus variabilis ) 13.90 5.15 24.70 51.42 4.83 0.78 0.19 叶 如将上述主要野生饲用植物的营养成分与我国西北地区的主要野生牧草相比，前者的粗纤维与后者相近，而粗蛋白含量比后者低 3~5% 。如与本区数量最多的农副产品加以比较， 可知绝大多数野生饲用植物的粗蛋白含量，高于稻草，低于精料米糠和蚕豆糠，其中豆科饲用植物的粗蛋白含量超过了米糠，略低于蚕豆糠；粗纤维含量比稻草稍低，而高于或接近精料。粗脂肪含量高于稻草，与精料相近。灰分含量一般比精料和稻草维都低。如综合予以评价，可以认为：本区野生饲用植物的营养价值低于西北地区的天然牧草和本区的精料，而高于粗料稻草，其营养成分含量属于中等。（表 5 ） 表 5 川滇接壤地区主要农副产品营养成分含量表 项目 占干重的 % 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 灰分 米糠 13.4 5.9 26.5 41.1 13.1 蚕豆糠 23.7 6.0 22.7 36.9 10.7 稻草 2.9 1.3 35.0 46.1 14.7 注：本表数据引自：中国农业科学院畜牧研究所 . 国产饲料营养成分含量表，第一册 . 农业出版社， 1959. 2.3.2. 常见野生饲用植物的饲料价值 根据家畜对饲用植物的喜食程度，把适口性分为最喜食、喜食、愿意食、不愿意食和很少食五级。再按照营养价值与适口性，对其饲料价值进行综合评定，分为优、良、中、低、劣五级。结果如表 6 所示。从中可见，禾草的饲料价值多属中和良，优等者较少；而主要木本饲用植物以低等和劣等者为多，少数属中等。此外，牧草的营养价值通常随季节而变化，春末和夏初较高，夏末和秋初逐渐减低，冬季显著下降。再者，乔木叶子的营养成分虽然往往高于禾草，但根据群众经验和实际观察得知，家畜采食最多的不是树叶，而是禾草，这是因为前者单宁含量较多，致使适口性降低；只有元江栲、高山栲、黄毛青冈、包石栎、黄背栎等数种树叶，在枯草季节，山羊与黄牛的采食量相对较多，这是因为冬季家畜无鲜草可食，且此时单宁含量减少之故。 表 6 川滇接壤地区常见饲用植物的饲料价值 饲料价值 饲用植物名称 适口性 粗蛋白含量（ % ） 优 小颖短柄草、狗尾草、狗牙根、珠芽蓼、四耔野豌豆 最喜食 8 良 羊茅、野青茅、糙野青茅、细柄草、旱茅、马陆草、臭根子草、白草、箭竹、灯芯草、华南小石积、多花杭子梢、西南杭子梢 喜食 草本： 5~10 木本： 10~20 中 穗序野古草、刺芒野古草、扭黄茅、芸香草、白茅、三点金草、元江栲、高山栲、余甘子、小叶栒子 愿意食 草本： 4~6 木本： 8~12 低 金茅、白健杆、黄背草、包斗栎、多穗石栎、黄毛青冈、黄背栎、长穗栎 不愿意食 草本： 3~5 木本： 4~10 劣 龙须草、西南萎陵菜、滇石栎、滇青冈、矮高山栎 很少食 草本： 4 木本： 7 2.3.3. 主要野生饲用植物简介 在上述常见饲用植物中，起作用最大的是草场植被的建群种。现将具代表性的野生饲用植物重点介绍如下。 1. 扭黄茅，俗称：毛锥子草、毛针子草。多年生丛生禾草，喜热，耐干旱。在暖热山地河谷草场占绝对优势，在温暖低山丘陵草场上往往与其他禾草成为共优种。饲料价值中等，粗蛋白 4.31% 。放牧利用后长出的再生草，营养价值显著增高，粗蛋白含量达 10.75% 。鲜草的干物质含量 41~48% 。 8 月上、中旬（即果期）以前，各种家畜均愿意采食；结实后，适口性急剧下降。因其芒长而坚硬，所以此类草场不宜放牧绵羊。 2. 旱茅，俗称：茅草、山白草。多年生丛生禾草，分布于温暖低山丘陵和温凉中山草场，海拔 1800~2800m 的广阔地带。其适口性，在高海拔地带较高。粗蛋白含量，结实初期 5.19% ，后期降至 3.59% ，而再生草高达 10.56% 。鲜草的干物质含量约 46.0% 。各种家畜均喜食，且枯萎季节家畜仍愿意食，因此，在冬春有较重要的作用。 3. 穗序野古草，俗称：蚂蚱草。多年生禾草。分布于 2100~3000m 的温凉中山。鲜草含干物质 40~46% ；粗蛋白和粗纤维含量分别为 5.96% 和 32.93% ，二者比值为 0.18 ，饲料价值中等。马、骡喜食，羊愿意食，牛不愿意食。该草叶量较少，叶层低矮，仅 10~500px ，不宜刈割利用。 4. 野青茅，俗称：松毛草。多年生丛生禾草。生殖枝高 40~1500px ，叶层高 25~875px 。主要分布于寒冷亚高山草场。鲜草含干物质 38~42% 。粗蛋白和粗纤维含量分别为 10.13% 和 33.88% ，二者比值为 0.30 。牦牛喜食，羊与黄牛愿意食。枯后，质地粗糙，适口性显著下降。因此，在湿季放牧或割草利用为宜。 5. 羊茅，俗称：牛毛草、酥油草。多年生密丛禾草，生殖苗高 20~750px ，叶层高 15~500px ，分布于寒冷亚高山草场。鲜草的干物质含量 48~50% ，粗蛋白和粗纤维含量分别为 9.75% 和 33.04% ，二者比值为 0.30 。耐践踏，羊喜食，适合放牧利用。 6. 小颖短柄草。多年生丛生禾草。多分布于寒冷亚高山地带。其茎叶柔嫩，鲜草含干物质 37% 。营养价值高，粗蛋白和粗纤维含量分别为 12.94% 和 25.65% ，二者比值为 0.50 。既耐啃食，又耐践踏，羊、黄牛、马均最喜食，四季皆可利用。 7. 华南小石积，俗称：黑壳罗。常绿灌木。分布在温暖低山丘陵地带。植株低矮，营养价值高，粗蛋白和粗纤维含量分别为 9.63% 和 17.62% ，二者比值 0.55 。鲜叶含干物质 57% 。山羊四季喜食，适合放牧利用。大家畜很少采食。其多生长在冲刷地段，切忌过度放牧。 8. 高山栲，俗称：锥栎。常绿阔叶乔木。分布于 1600~2600m ，由于人为砍伐严重，多呈萌生状态，便于家畜采食。鲜叶的干物质含量 59% ，粗蛋白含量和粗纤维含量分别为 11.50% 和 32.03% ，二者比值 0.36 。夏季家畜采食较少；枯草季节山羊、黄牛均愿意食。 9. 黄毛青冈，俗称：黄栎、红栎。常绿阔叶乔木。分布于 2000~2600m 。鲜叶干物质含量达 62% ，粗蛋白和粗纤维含量分别 3.56% 和 33.01% ，二者比值 0.11 。夏季家畜很少采食；枯草季节，牛愿意食，山羊不愿意食。 10. 黄背栎，俗称：黑刺栎。硬叶常绿阔叶树，分布于 2900~3700m ，不仅耐寒，而且耐基质干旱，根蘖萌生能力很强，砍、烧之后，不久即呈萌生灌丛状。鲜叶的干物质含量为 59% ，粗蛋白和粗纤维含量比值为 0.21 。枯草季节家畜有时采食。 2.4. 天然草场资源质量与数量评价 天然草场的质量和数量，是评价草场资源的重要内容。因为草场质量高低和数量多少与畜牧业发展有密切关系。只有掌握草场的质量和数量状况，才能合理规划、安排和充分利用草场。 植被是草场的主体，是评价天然草场的主要因素。草场植被的优劣视饲用植物群落的营养价值和适口性而定。而营养价值和适口性的高低又决定于草场植被的生活型和种类组成。 草场环境主要应该考虑对家畜影响较大的因素。这些影响因素，因地区条件不同而异，例如：在较平坦的温带草原地区，牧场水源是个重要因素；而本区属亚热带山地，草场地面坡度则更显重要。草场环境只影响草场利用的难易程度，因此，一般说来，环境与植被比较，只处于次要地位。但当环境条件到达一定极限时，则上升成主要因素。如：草场坡度在 25 度以下时，各种家畜均宜放牧，此时，以草场植被为主要评定指标；当坡度达 25~35 度时，牛、马放牧就受到一定限制，但牧羊还是适宜的，此时虽仍以植被为主要指标，但坡度的重要性已显著增加；当坡度大于 35 度时，虽可放牧山羊，但也不宜，这时坡度即成主要因素。另外，森林疏密程度对家畜放牧亦有影响，故也是评价天然草场质量的一个指标。一般说来，疏林（即郁闭度小于 0.3 ）对放牧几无影响，而成林，随着郁闭度增大，对放牧影响程度增加。草场水源也应是评价标准之一，但本区除某些地区外，一般不缺家畜用水，而这个因素目前在大范围内又不易掌握，因此未作为评价指标。此外，土层厚度和岩石裸露程度对草场质量亦有影响，但一般而言，随坡度增大，土层厚度减小。为简化标准，未把其列入评定项目。 综上所述，评价本区天然草场质量的指标定为：植物的饲料价值、地面坡度和森林密度。据此，把天然草场质量分为五等，现列表说明。（表 7 ） 表 7 川滇接壤地区天然草场等的评定标准 等 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 饲料价值 优 优 良 良 中 良 中 低 良 中 低 劣 地面 坡度 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 、 H 、 I 25 25 25~ 35 25 25~ 35 25 25~ 35 35 25 25~ 35 35 J 15 15 15~ 25 15 15~ 25 25~ 35 15 15~ 25 25~ 35 35 备注： 1. 表中英文字母分别代表： A. 散树灌丛草原草场， B. 草坡草场， C. 灌丛草坡草场， D. 撂荒草坡草场， E. 灌丛草场， F. 常绿阔叶林及其萌生林草场， G. 稀疏针叶林林下草场， H. 灌丛草甸草场， I. 田埂零星草场， J. 针叶林林下草场（郁闭度 0.3 ） 2. 饲料价值划分，以该“等”饲用植物占草群总重量的 60% 以上为标准，如：当群落优等饲用植物重量大于 60% 时，称为饲料价值为“优”。 草场载畜量的高低决定于家畜的发展数量，而载畜量的大小又取决于草场可食产量的高低。因此，用可食产量进行评定更为合理。根据这个原则，将天然草场分为五级，具体标准见表 8 。各级之间，可食产量的划分界限，可因地区不同而异，划分的原则是以能将各类草场的级别区分开来为准。 表 8 川滇接壤地区天然草场级的评定标准 级 1 2 3 4 5 全年可食产量（斤 / 亩） 240 239~180 179~120 119~60 60 为了说明各类草场所属等级，现进行归类，列入表 9 。该表所列等级，是单纯从草场植被本身评定的。如果加入坡度因素，则当坡度为 25~35 度，降低一等；大于 35 度时，降低二等。从中可以看出， 田埂零星草场通常为Ⅰ等和 1 级草场， 草 坡、草甸和稀疏针叶林林下草场多为属Ⅱ、Ⅲ等和 2 、 3 级；散树灌丛草原草场为Ⅲ等和 1 级；灌丛和阔叶林及其萌生林草场多为Ⅳ、Ⅴ等和 4 、 5 级；针叶林林下草场一般为Ⅲ、Ⅳ等和 4 级。 表 9 川滇接壤地区各类天然草场所属等级表 级 1 2 3 4 5 等 Ⅰ 臭根子草、白草田埂零星草场 小颖短柄草、杂类草草甸草场 Ⅱ 旱茅、穗序野古草草坡；野青茅、穗序野古草草坡 旱茅草坡；野青茅草坡；穗序野古草、羊茅、野青茅草甸；穗序野古草、旱茅、羊茅草甸；野青茅、羊茅草甸；羊茅、萎陵菜草甸 箭竹灌丛 Ⅲ 以扭黄茅为主的散树灌丛草原；以扭黄茅、菅草为主的散树灌丛草原 金茅草坡；旱茅、金茅草坡；旱茅、扭黄茅草坡；穗序野古草草坡；旱茅、刺芒野古草草坡；扭黄茅、刺芒野古草草坡；旱茅、扭黄茅、刺芒野古草草坡；马陆草草坡 扭黄茅草坡；扭黄茅、细柄草草坡；旱茅、黄背草草坡；白健杆、旱茅草坡；撂荒草坡；高山栲阔叶林草场 高山栲萌生林草场；高山栲、黄毛青冈萌生林草场；黄背栎萌生林草场；包石栎萌生林草场；箭竹、山柳灌丛；华南小石积、车桑子灌丛；元江栲萌生林草场 Ⅳ 白健杆草坡；多穗石栎阔叶林草场 多穗石栎萌生林草场；黄栎、毛石栎萌生林草场；黄栎萌生林草场；高山栲、滇石栎萌生林草场；黄背栎、杜鹃萌生林草场；滇青冈、高山栲萌生林草场 高山栲、法氏栎萌生林草场；滇青冈、滇石栎、高山栲萌生林草场；铁杉、箭竹林下草场 Ⅴ 云南松、黄毛青冈林草场；冷杉、黄背栎林草场；云南松、多穗石栎林草场；冷杉、包石栎林草场 滇石栎萌生林草场；法氏栎萌生林草场；美氏石栎萌生林草场；窄叶高山栎、清香木萌生林草场；冷杉、杜鹃林下草场；黄杞萌生林草场 注： 1. 表中萌生林和灌丛草场，其木本植物盖度均为大于 60% 者。 2 . 表中各类草坡草场的建群草种，如处于针叶林林下，评定时质量降低一等。 3. 表中萌生林或灌丛草场，如木本植物盖度大于30%，评定时质量降低一等。 根据上述评定标准，对不同行政区域和不同垂直带的天然草场等级，进行了全面评价，结果分别列入表 10 、 11 和 12 及本报告的附件：“ 川滇接壤地区天然草场资源等级统计表” 。 由表 10 可见，本区天然草场总面积 6566.9 万亩，其中有效面积 6246.0 万亩，总载畜量 55896.7 万头日。从全区草场等别来看，以 Ⅲ等草场面积最大，占全区草场总面积的 56.1% ；其次为Ⅳ等草场，占 23.0% ；Ⅰ、Ⅱ和等Ⅴ草场依次占 0.4% 、 10.7% 和 9.8% 。可见，本区草场质量属于中等。从全区草场级别来看，以 4 级为主，占 40.7% ， 5 级最少，只占 4.5% 。如等级同时考虑，则以Ⅲ等 3 级和Ⅲ等 4 级草场分布最广，分别占 19.9% 和 20.9% 。 从三个行政区来看，就草场等别而言，渡口、西昌、楚雄三地均以Ⅲ等草场为主，分别占各自草场总面积的 68.9% 、 42.9% 和 66.8% ，Ⅳ等次之，Ⅰ等极少，均小于 0.5% ，而Ⅱ等草场，以西昌地区的比重最大，为 17.6% 。就草场级别而言，渡口以 2 级为主，占本地区草场总面积的 42.9% ，西昌地区以 3 、 4 级为多，各占本地区草场总面积的 29.5% 和 30.0% ；而楚雄地区 4 级草场面积最大，占本地区草场总面积的 51.8% 。 从全区各县看，除德昌县的Ⅳ等比Ⅲ等草场面积略大外，其余各县均以Ⅲ等草场为多。其中以会东和西昌二县的草场质量较高，两县的Ⅰ、Ⅱ等草场分别占本县草场总面积的 33.6% 和 29.1% ；而元谋、永仁、牟定三县的Ⅰ、Ⅱ等草场最少，分别占 0.4% 、 1.3% 和 1.3% 。（详见：“ 川滇接壤地区天然草场资源等级统计表” ） 表 10 川滇接壤地区各等级天然草场的面积（万亩）和载畜量（万头日） 级 1 2 3 4 5 合计 等 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 面积 载畜量 总 计 合计 496.7 8635.8 1219.8 15019.2 1881.2 17048.2 2674.8 14326.9 294.4 866.6 6566.9 55896.7 Ⅰ 26.1 1043.1 26.1 1043.1 Ⅱ 133.8 2261.3 189.9 2356.9 268.1 2498.8 111.4 678.9 703.2 7795.9 Ⅲ 188.1 3049.5 804.7 9866.1 1306.7 11742.5 1372.9 7470.4 10.9 35.0 3683.3 32163.5 Ⅳ 117.9 1823.9 178.1 2204.4 261.5 2393.8 806.1 4159.5 145.4 488.0 1509.0 11069.6 Ⅴ 30.8 458.0 47.1 591.8 44.9 413.1 384.4 2018.1 138.1 343.6 645.3 3824.6 渡 口 市 合计 19.4 321.8 101.1 1145.0 60.1 503.4 44.1 222.2 11.3 24.0 236.0 2216.4 Ⅰ 0.7 32.6 0.7 32.6 Ⅱ 2.7 30.8 2.4 25.2 5.1 56.0 Ⅲ 16.3 253.2 86.9 987.2 50.3 419.2 8.4 49.0 0.7 4.8 162.6 1713.4 Ⅳ 2.4 36.0 11.3 125.8 7.3 57.8 30.2 147.0 51.2 366.6 Ⅴ 0.2 1.2 0.1 1.2 5.5 26.2 10.6 19.2 16.4 47.8 西 昌 地 区 合计 431.5 7211.5 726.0 9128.5 875.8 8237.9 892.1 5145.9 47.9 148.9 2973.3 29872.7 Ⅰ 10.1 391.6 10.1 391.6 Ⅱ 124.2 2096.1 154.6 1867.3 195.0 1837.3 49.5 366.3 523.3 6167.0 Ⅲ 164.1 2674.7 415.3 5291.8 478.4 4500.3 218.9 1338.9 1276.7 13805.7 Ⅳ 102.3 1591.1 123.8 1561.4 179.7 1698.4 333.8 1864.7 46.1 62.6 755.7 6778.2 Ⅴ 30.8 458.0 32.3 408.0 22.7 201.9 289.9 1576.0 31.8 86.3 407.5 2730.2 楚 雄 地 区 合计 45.8 1102.5 392.7 4745.7 945.3 8306.9 1738.6 8958.8 235.2 693.7 3357.6 23807.6 Ⅰ 15.3 618.9 15.3 618.9 Ⅱ 9.6 165.2 32.6 458.8 70.7 636.3 61.9 312.6 174.8 1572.9 Ⅲ 7.7 121.6 302.5 3587.1 778.0 6823.0 1145.6 6082.5 10.2 30.2 2244.0 16644.4 Ⅳ 13.2 196.8 43.0 517.2 74.5 637.6 442.1 2147.8 129.3 425.4 702.1 3924.8 Ⅴ 14.6 182.6 22.1 210.0 89.0 415.9 95.7 238.1 221.4 1046.6 注：表中草场面积均为林牧用地划分之前的现状数据。 表 11 的数据表明，从不同地带来看，严寒高山地带的草场面积以Ⅱ居多，寒冷亚高山地带的草场以Ⅴ等较多，其余三个地带均以Ⅲ等草场为主，其中又以温暖低山丘陵地带Ⅲ等草场比重最大。就各等草场而言，Ⅱ和Ⅴ等草场以温凉中山地带居多，Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ等草场以 温暖低山丘陵地带面积较大 。 表 11 川滇接壤地区各类天然草场分等面积（万亩）表 等 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 合计 总 计 合计 26.1 703.2 3683.3 1509.0 645.3 6566.9 暖热河谷山地草场 3.8 457.7 169.5 99.4 730.4 温暖低山丘陵草场 22.3 155.8 2237.5 828.7 197.6 3441.9 温凉中山草场 491.1 854.2 455.8 204.5 2005.6 寒冷亚高山草场 34.8 121.0 38.4 143.8 338.0 严寒高山草场 21.5 12.9 16.6 51.0 渡口市 合计 0.7 5.1 162.6 51.2 16.4 236.0 暖热河谷山地草场 0.4 104.2 13.1 10.9 128.6 温暖低山丘陵草场 0.3 48.4 33.6 5.0 87.3 温凉中山草场 5.1 10.0 4.5 0.5 20.1 西昌地区 合计 10.1 523.3 1276.7 755.7 407.5 2973.3 暖热河谷山地草场 2.1 106.7 104.3 55.6 268.7 温暖低山丘陵草场 8.0 62.2 629.8 383.4 71.0 1154.4 温凉中山草场 409.1 408.8 213.5 137.1 1168.5 寒冷亚高山草场 30.5 118.5 37.9 143.8 330.7 严寒高山草场 21.5 12.9 16.6 51.0 楚雄地区 合计 15.3 174.8 2244.0 702.1 221.4 3357.6 暖热河谷山地草场 1.3 246.8 52.1 32.9 333.1 温暖低山丘陵草场 14.0 93.6 1559.3 411.7 121.6 2200.2 温凉中山草场 76.9 435.4 237.8 66.9 817.0 寒冷亚高山草场 4.3 2.5 0.5 7.3 注：表中草场面积均为林牧用地划分之前的现状数据。 从表 12 列出的不同地带各级草场面积看，全区以 4 级草场为主，占 40.7% ，且大都分别在温暖低山丘陵和温凉中山地带。从不同地带看， 暖热山地河谷草场以 2 、 1 级草场为主外，其余四类均以 4 级草场为多。就各级草场而言， 1 级草场以温凉中山草场和暖热河谷山地草场较多， 2 、 3 、 4 、 5 级草场均以温暖低山丘陵草场居首。 表 12 川滇接壤地区各类天然草场分级面积（万亩）表 级 1 2 3 4 5 合计 总 计 合计 496.7 1219.8 1881.2 2674.8 294.4 6566.9 暖热河谷山地草场 216.8 311.6 161.1 7.8 33.1 730.4 温暖低山丘陵草场 49.7 605.6 1218.9 1410.2 157.5 3441.9 温凉中山草场 218.6 247.2 398.0 1050.8 91.0 2005.6 寒冷亚高山草场 11.6 55.4 93.8 164.4 12.8 338.0 严寒高山草场 9.4 41.6 51.0 渡口市 合计 19.4 101.1 60.1 44.1 11.3 236.0 暖热河谷山地草场 19.1 96.5 1.5 0.2 11.3 128.0 温暖低山丘陵草场 0.3 1.9 48.5 36.6 87.3 温凉中山草场 2.7 10.1 7.3 20.1 西昌地区 合计 431.5 726.0 875.8 892.1 47.9 2973.3 暖热河谷山地草场 176.2 69.5 7.5 6.2 9.3 268.7 温暖低山丘陵草场 35.4 420.3 462.3 223.1 13.3 1154.4 温凉中山草场 208.3 184.2 306.2 457.3 12.5 1168.5 寒冷亚高山草场 11.6 52.0 90.4 163.9 12.8 330.7 严寒高山草场 9.4 41.6 51.0 楚雄地区 合计 45.8 392.7 945.3 1738.6 235.2 3357.6 暖热河谷山地草场 21.5 145.6 152.1 1.4 12.5 333.1 温暖低山丘陵草场 14.0 183.4 708.1 1150.5 144.2 2200.2 温凉中山草场 10.3 60.3 81.7 586.2 78.5 817.0 寒冷亚高山草场 3.4 3.4 0.5 7.3 注：表中草场面积均为林牧用地划分之前的现状数据。 3. 川滇接壤地区天然草场的合理利用 3.1. 与草场合理利用密切相关的特征 3.1.1. 天然草场资源适宜性广 本区天然草场的适宜性广，主要表现在适宜畜种、利用方式、利用季节三个方面。首先，因组成本区草场植被的主要饲用植物，主要为中等高度的多年生禾草，且草场地面坡度多在 25 度以下，因此不仅适合黄牛、山羊放牧，而且水牛、绵羊、马等家畜亦可利用。其次，本区牧草高度通常大于 30~1250px ，即使在 3000m 左右的地带，高于 750px 的牧草亦不少见，这不仅适合放牧，而且宜于割草利用。再者，各类草场的季节适宜性广泛。一般来说， 3000~3300m 以下的草场，四季都可利用。在放牧无制度的情况下，这个特点易于造成草场利用不均衡，但当合理利用草场时，又会显示出该特点的优越性。 3.1.2. 天然草场资源变动性大 本区天然草场资源的变动性大，主要原因在于农牧用地或林牧用地的交替更迭，以及季节产草量不平衡。首先，因本区热量丰富，夏季雨量充沛，所以在坡度较缓（ 20~25 度以下）的广大地段，均具备了辟为农地的条件。目前，不少地区仍旧沿用刀耕火种的落后耕作方式。故此，当草坡或森林辟为农地时，草场面积较少；当耕地撂荒后，草场面积虽有所增大，但初期杂草丛生，质量降低；其后多年生禾草逐渐增多，草场质量亦随之渐好。到一定阶段，林木侵入，又导致草场质量和载畜量降低。这是造成草场资源变动大的原因之一。其次，由于当前林牧用地没有划分和固定，所以，在造林前，草场资源相对较大；造林后，草场资源有所缩小；当林子长到一定高度，又可开放作为林下草场，此时草场面积虽有所扩大，但载畜量仍低于造林之前；当林木成熟砍伐后，载畜量才又逐渐增高。可见，草场资源不是固定不变的。再者，在一年之内，草场载畜量在不同季节也是波动的，夏秋牧草繁茂，载畜能力高；秋冬牧草枯萎，利用率显著降低。上述特点的存在，不仅对畜牧业，而且对农业和林业的发展，均造成了不利影响。 3.1.3. 天然草场资源利用现状特征 目前，本区天然草场以自由放牧利用为主。主要放牧畜种有黄牛、山羊、绵羊，及少量的马、驴、骡。家畜不仅在草坡上放牧，而且也在林下放牧。大家畜的放牧期，集中于夏秋季节，但因各地农副产品的丰富程度不一，因此放牧期及冬春补饲量有所差异。一般来说，在温暖低山丘陵地带，放牧较短，集中于 6~11 月，且冬春补饲量多，因此冬春虽亦放牧，但采食量较少；在温凉中山和暖热山地河谷地带，放牧期较长，集中于 5~11 月，且冬季补饲量少。 3000m （或 3300m ）以上的草场，因气候寒冷，羊、黄牛只能夏季（ 6~10 月）利用，但有牦牛的地方，却可全年利用。山羊、绵羊一般不补饲，为全年放牧。 目前，仅在一些相对高差大的地区（如：冕宁县的冶勒、大姚县的白草岭、西昌县的螺髻山等地），有冬春场和夏秋场之别。一般地区，并无冬场与夏场的区别，这样往往造成夏季利用适合冬场放牧的草场，致使冬春饲草更加缺乏。 目前，没有放牧场和割草场之分。有些地区（如：冕宁县的冶勒）虽刈制少量干草，也只从地边、沟旁割取，并不专门选留割草地。 目前，除天然牧草与农副产品外，专门栽培牧草，作为饲料的地区很少。 3.2. 天然草场的合理利用措施 依据上述特征，提出如下三点合理利用天然草场的措施。 3.2.1. 全面合理安排农林牧用地 合理安排农林牧用地，解决好三类用地的矛盾，是促进农林牧各业稳定迅速发展，合理利用天然草场的前提。 刀耕火种的耕作方式，不仅森林毁坏，水源减少，而且草场遭到破坏，使载畜量降低。如：草坡草场在开垦前产草量为 250~400 斤 / 亩（干重），载畜量 12~17 头日 / 亩 , 而撂荒草坡的产草量仅 140~180 斤 / 亩，载畜量 5~7 头日 / 亩。且草场质量大大降低，开垦前，以禾草占优势，杂类草的比重小于 10% ，而撂荒后，适口性不良的杂类草高达 50% 以上。同时，采用这种耕作方式，农作物产量很低，对种植业亦很不利。因此，停止刀耕火种，固定耕地极为重要。耕地固定后，撂荒草坡草场便逐渐发生演替，多年生禾草逐渐代替杂类草，草场质量便逐渐提高。 但是，固定耕地以后，只是初步解决了农林和农牧矛盾，还未涉及到林牧矛盾的问题。目前林牧矛盾集中表现在温暖低山丘陵和温凉中山地带。由于林牧用地没有划分，牧工可随意游走放牧，这不仅影响了幼林正常生长，妨碍了林木更新，而且难以实现轮牧制度，致使草场利用不充分。因此，划分林牧用地势在必行。 划分林牧用地，应该以自然条件和经济条件为依据。牧地以选择地面坡度小于 25 度的草坡为宜。理由是：（ 1 ） 25 度以下的草坡适宜各种家畜放牧；（ 2 ）草场载畜量较高，一般比针叶林林下草场高 2 倍，比稀疏针叶林林下草场高 50% ，比常绿阔叶林及其萌生林草场高 1.5~5 倍；（ 3 ）小于 25 度的草坡，草群利用率可在 55~60% 以上，而大于 25 度草坡，其利用率必须小于 55% ，才不致造成水土流失。 本区多为山地，要发展农业生产，必先治好山；要想治好山，必须以林业建设为中心，而林业建设又必须以造林营林为基础，这才能保证青山常在，绿水长流。山林发展了，才能治好水，治好田，带动山区经济全面发展。因此，保证常年都有较高比例的森林覆盖率是极重要的。具体而言，目前的成林毫无疑问应以发展林业为主，至于疏林、草地、灌丛等应放牧还是抚育成林，则应根据本地当前的森林覆盖率、放牧所需草场面积和畜种分布来决定。以楚雄地区为例： 1600~2300 米的地区，现在的森林覆盖率为 34.8% ，绵羊数量很少； 2300 米以上的森林覆盖率为 46.3% ，绵羊数量较多，而绵羊适宜在开阔的草地上。因此，前一地区的疏林可全部封闭，而后一地区的疏林可只封闭坡度大于 25 度者。同时，对于地表侵蚀严重，需要涵养水源的，或者坡度大于 25 度的草坡、灌丛，必须造林。这样将来的森林覆盖率可分别达到 63% 和 58% 。再者，为了充分利用自然资源，更多地发展家畜，还应利用可以开放的林下草场放牧。因为本区的主要树种云南松的轮伐期为 53 年（包括：更新期 3 年，采伐年龄 50 年），其中前 13 年幼树高度小于 3 米，如放牧则会影响松林更新和幼树的正常生长，故不能放牧；而后 40 年，进行适度放牧对松林并无危害，所以可开放作为林下牧场。按此计算，每年可有 75.5% 的幼林用于放牧。根据上述原则处理，划分后的天然草场，不仅足够现有家畜利用，而且还有一定潜力。 此外，在划分林牧用地时，还要考虑其他经济因素，如像某些缺乏烧柴的大坝子周围（如：姚安坝、元谋坝等），应结合水土保持，营造薪炭林。森林的营造和抚育最好集中成片，这样便于将来开发利用。而牧地以选择在离居民点（或畜圈）较近的地区为宜。 农牧用地划分之后，草场资源即相对稳定，就为合理利用专用草场，充分利用林下兼用草场，提供了条件。而且，森林面积的逐步增大，亦为山区农林牧的健全发展创造了前提。 3.2.2. 统筹规划草场，实行划片轮牧 统筹规划草场的利用时间和划片轮牧是合理利用天然草场的重要措施，而固定草场的所有权和使用权，则是有效地开展建设草场，合理利用天然草场基本保障。 从表 13 和 14 的数据可以看出，由于目前放牧制度不够合理，致使草场利用不均衡。未放牧或轻牧地段，枯草残存，不仅牧草适口性减低，而且影响新枝条萌发；年复一年，枯草越多，草场质量愈低，放牧利用愈少。放牧过度地段，产草量降低，特别是在高海拔地区，还易造成杂草增多，如：寒冷亚高山地带的野青茅草甸草场，禾草盖度一般大于 50% ，而过度放牧地段，下降为 15% 。而适度放牧地段，既可充分利用草群，亦能促进再生草生长，既提高了产草量，又提高了质量。造成这种现象的主要原因，是天然草场的所有权和使用权不明确，以致难以做到统筹规划，合理利用，更谈不上草场建设。例如：会东县夹马石畜牧场，欲把 2500 米以下的草场留作冬春放牧场，但附近生产队却夏季来此地放牧，致使牧场规划无法实现。可见，在固定草场的所有权和使用权的基础上，对草场进行统筹规划，是合理利用天然草场的重要措施。 表 13 枯草对草场产量的影响 项目 群落盖度 放牧强度 枯草占群落总重量的 % 当年产草量（干重，斤 / 亩） 旱茅草坡草场 50 微度 65 259 50 适度 0 303 扭黄茅、黄背草草坡草场 80~90 微度 30 330 80~90 适度 17 516 表 14 过度放牧对草场产量的影响（斤 / 亩，干重） 项目 散树灌丛扭黄茅草原草场 扭黄茅、刺芒野古草草坡草场 扭黄茅、细柄草草坡草场 适度放牧或轻牧 536 330 228 过度放牧 226 153 125 在草场的所有权和使用权固定之后，可实行划片轮牧。这是合理利用天然草场的重要方式，其主要好处是：（ 1 ）各片草场都可均衡利用，不致造成重牧或轻牧；（ 2 ）草群利用均匀，减少牧草浪费，防止杂草增多；（ 3 ）在一次放牧之后，经过一定时期，又长出鲜嫩优质的再生草，其营养价值更高；（ 4 ）减少家畜放牧游走时间，降低体力消耗，便于草场的管理。为使划片轮牧制度便于施行，最好以村寨为单位，以山头（或山坡）为片，进行轮牧。在温暖低山丘陵地带，牧草夏季平均每天生长 0.5~22.5px ，按此，其轮牧周期，牛以 20~25 天，羊以 15~20 天为宜。但在寒冷和干热地带，或同一海拔高度的不同生境下，牧草的再生速度快慢不一，所以轮牧周期需相应增减。划片后，每片草场都要适度利用，放牧天数根据采食高度来定，一般牧草被采食到 7~300px 高度时，即可转移到下一片草场放牧。每片的面积不宜过大，否则，在每片草场上的放牧时间势必增长，这就失去了划片轮牧的优越性。 在划片轮牧的同时，必须留出冬春草场。冬春草场可利用到夏初，而后封闭留作冬用。此外，为使各片草场均有种子繁殖的机会，每片草场都应该隔几年让其结实一次。 3.2.3. 因地因时制宜，合理利用天然草场 由于各垂直地带的主要草场类型不同，所以其合理利用措施各有特点。 暖热河谷地带：该地带以扭黄茅占绝对优势的草场达 85.6% 。在结实以前，适宜家畜利用；结实后，其长硬之芒，使草场质量大大降低，因此适时合理利用尤显重要。适时是指第一次利用必须在抽穗之前，使之不致结实，便于下次利用；合理是指应多次适度利用。每片放牧完毕后，最好刈除残草，以防结实。这样草场的质量就会显著提高。此外，该带坡度较大，因此在配置畜种时，应给大家畜留出小于 25 度的草场放牧；山羊利用 25~35 度的草场。再者，本带有大面积的侵蚀地，在造林以前应轻度放牧。对于多年没有利用的扭黄茅草场，在放牧利用之前，应分片（或分段）刈割作为燃料，促进牧草新枝萌发；每改造一片，利用一片。 温暖低山丘陵地带：该地带有大片云南松林及其疏林，占本带土地总面积的 48.1% 。云南松林林下草场的质量和单位面积载畜量，虽不如草坡和草甸草场高，但由于其面积大，所以总载畜量可观，占全区总载畜量的 38% 。因此，充分利用云南松林林下兼用放牧场，可为家畜提供大量饲草。同其他草场一样，林下放牧场也应该采用粗放的分片轮牧。且林中避风，牧草易于残留，适合作冬春牧场。不足之处是，由于松针覆盖和树冠遮光，妨碍了阳生牧草的生长和更新，降低了产草量和利用率；且随着云南松林树龄的增大，郁闭度和林下松针盖度逐年增大，因此，在坡度小于 25 度，不易造成水土冲刷的地段，可以试行收集凋落松针，用作垫圈或燃料，以利牧草生长；同时，可对树冠进行合理整枝，适当减小郁闭度，亦有促进牧草生长之效。与暖热河谷地带相同的是，本带亦有较大面积的扭黄茅草场，可按上述方式合理利用。 温凉中山地带：该地带缺少农用肥料，而家畜粪是解决肥料的一个重要途径。有些生产队，为了便于就地积肥，在耕地比较集中的地方，建立畜圈和人居房舍，当地群众称其为圈房（或庄房、田房）。其好处是：减小了运输肥料的困难；减少了畜群往返时间；畜圈接近放牧场，便于实行划片轮牧。因此，这种方法值得推广。与该措施相似的一种放牧制度是，会东县夹马石牧场所试行的羊群夏季野营放牧。这种方式效果良好：（ 1 ）野营放牧期间增重快；（ 2 ）母羊发情期提前半个月；（ 3 ）寄生虫数量少，往年每只羊寄生有 20 条绦虫，而野营放牧后，平均仅 1~2 条。因此，在有条件的地方可试行，以逐步积累经验。 温凉中山与寒冷亚高山地带：该地带毒草较多，主要有：大白花杜鹃、毒八角（ Illicium ）、雷公藤 ( Tripterygium ) 、乌头 ( Aconitum ) 等。这些有毒植物，在较湿润的沟谷居多，且春天毒性最大；而沟谷地带牧草返青早，春季多放牧于此，因此春季中毒现象较多。为避免或减少家畜中毒，最好不去毒草大量集中的地方放牧；如人力允许，可进行人工铲除。此外，对于枯草过多，严重影响家畜采食的草场，可在周密计划的基础上，做好防火道，进行焚烧，尽管在通常情况下不宜烧草。 平坝地区：该地区田埂零星草场较多，其上牧草植株高大，营养丰富（粗蛋白含量达 9.0% 左右），特别适宜割草利用。刈割后，一部分可补饲耕牛，一部分可刈制干草。此类草场，目前尚未充分利用，有的地方虽有所利用，但浪费较大。今后应采用集约方式，予以有效充分利用。 关于放牧形式，牧工有着丰富经验，如：“银子买来金子放”，“放牧不用巧，只要撒得好”，“暖天放阴山，冷天放阳山；早晚放阳山，中午放阴山”，“春放山谷，夏放高山，秋放收割地，冬放背风滩”，等等。但这些宝贵经验，有待今后进一步总结、提高和推广。 3.2.4. 以农副产品为主，多途径解决冬季饲草 本区农副产品极为丰富，是冬季饲草的基本保证。以楚雄地区为例：农副产品占全区饲草总量的 28.9% ，但各带数量极不一致，温暖低山丘陵、暖热河谷山地和温凉中山地区分别占各带饲草总量的 35.7% 、 24.5% 和 8.7% 。（表 15 ） 表 15 楚雄地区农副产品和天然饲用植物数量（万斤，干重）比较表 项目 暖热河谷山地带 温暖低山丘陵带 温凉中山带 合计 数量 % 数量 % 数量 % 数量 % 农副产品 14565.0 24.5 92995.0 35.7 6512.6 8.7 114072.6 28.9 天然饲用植物 44867.2 75.5 167334.3 64.3 68334.0 91.3 280535.5 71.1 一般来说， 11 月中下旬至次年 4 月中旬为枯草期，亦即需要补饲的时期。据调查所知，通常补饲量为 10 斤 / 头日（黄牛单位），再从天然草场采食 5 斤 / 头日，则 130~150 天的补饲期，可折合 90~100 天的全日补饲（即补饲量为 15 斤 / 头日者），下余 270~260 天为全年累计放牧日数。按此计算，补饲饲草占饲草总量的 25~28% 即够冬春利用。按照这个标准估算，当前，温暖低山丘陵地带的农副产品已绰绰有余，暖热山地河谷地带亦基本够用，唯温凉中山地区带不够冬季补饲。鉴于上述情况，提出解决冬季饲草的途径如下： （ 1 ）留出冬季放牧场。本区 3000m （或 3300m ）以下的草场，均可作为家畜的冬季牧场，但以村寨附近、背风山坡和有林地段尤为合适。其中，山羊的冬春草场，可在常绿阔叶萌生林地段，又以箭竹较多之地更为合适。 （ 2 ）晒制干草。就牧草产量和质量而言， 7~8 月晒制干草最为适宜，但从气象资料来看，此时降水日数较多，连续 3~4 天无雨的次数很少，平均每月仅 1~2 次，这对晒制干草极为不利。 9~10 月，连续 7~8 天无雨的次数有 1~3 次；如果掌握好天气预报，并结合群众经验，在这个时段晒制，干草质量亦可得到保证。但是，未加利用的草场，此时牧草已经结实，营养价值明显下降。为解决这个问题，有必要划出专用割草场；前期，对其放牧，均匀利用；于 7 月下旬或 8 月上旬予以封闭， 9~10 月则不致结实，照此干草质量即可提高。此外，由于目前劳动力不足，大量刈制干草比较困难，所以只能首先从条件允许，而又特别需要的地方开始，而后逐步推广，增多晒制数量。 （ 3 ）人工栽培牧草。目前专门种植的饲用植物很少。为提供足量的冬季饲草饲料，今后应逐步扩大种植面积。适宜草种有：苜蓿 ( Medicago ) 、短柄草（ Brachypodium ）、雀麦 ( Bromus ) 、鸭茅 (Dactilis ) 、旱稗 ( Echinochloa ) 、白草 ( Pennisetum ) 、画眉草 ( Eragrostis ) 等优良牧草种子，作为割草场。种子可由外地调入，亦可在当地野生牧草果实成熟期采集。 （ 4 ）在固定耕地，增施肥料，提高粮食单产的基础上，进一步增加农副产品的产量。 除上述之外，畜种配置与天然草场的合理利用也有很大关系。如：暖热河谷山地，气候干旱燥热，草场坡度较大，灌木饲用植物丰富，适宜山羊利用，其次方为黄牛。暖热低山丘陵地带，面积广阔，坡度平缓，饲用植物种类繁多，黄牛、水牛、山羊均可发展。温凉中山地带，气候凉爽，常绿阔叶萌生树树叶较多，且有大片草坡或草甸草场，适合发展山羊、绵羊和黄牛。亚高山地带，冬季气候寒冷，适合牦牛，以及绵羊、山羊和黄牛夏季放牧。高山地带，适宜牦牛利用，绵羊仅能在夏季最热月放牧很短时期。 4. 结语 本区是以农为主，适合农林牧综合发展的地区，上述草场面积和载畜量，是农林牧用地划分之前的数据；当划分之后，草场面积和载畜量必然减小。尽管如此，其时天然草场资源仍然相当丰富，更重要的是，通过合理利用和大力建设，产草量将不断提高，家畜数量能够得到进一步发展。因此，充分发挥本区优越的水热优势，正确处理农林牧矛盾，树立长期建设草场的观点，逐渐增加栽培牧草的面积，更合理、更经济、更科学地利用和改良天然草场，其产量和质量便可不断提高。 （参加本项考察研究工作的有：杜占池、何妙光、杨宗贵、李琼华、肖育檀、孙玉平）
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系统遗传学时代
benlion 2013-9-27 11:02
- 系统医学意在何处？（ 5 ） 山不在高、水不在深，有仙则灵。 19 世纪达尔文进化论、孟德尔遗传学和贝尔纳实验医学，进入实验生物学的时期， 20 世纪生物物理学、分子遗传学和生物技术发展。 20 世纪系统科学、计算机科学、纳米科学和生物科学等同时发展， 60 年代系统生物学提出 – 系统论的生物系统研究，理论的数学、计算生物学建立， 90 年代技术的化学、纳米生物学发展和系统医学提出 – 结构论和遗传学、生物工程等 * 。 结构论，起源于心理物理学的格式达学派、进化与发育的形态发生场理论，而后，自组织系统和混沌、分维、耗散结构等理论，以及晶体、花卉等结构稳态分析和中医药理论的图论、网络和拓扑学模型方法等，进而，生物系统与人工生物系统的结构整合、动态调控和分层建构等理论。 系统科学和非线性数学，对生物系统网络的结构稳态与动力学、路径分析， 2003 年之后，已经成为系统生物学的关键方法。2004年A-L.Barabási提出网络生物学概念， 2007 年 DB.Kell 论及系统生物学的结构建模方法， 2008 年 S.Benner 论述系统与合成生物学的结构论机理。 世界生命科学，经历 20 世纪的发展，进入 21 世纪的系统生物学时期。 形成了领先的几个国际系统生物学研究中心： 以色列 – 魏兹曼科学院等； 欧洲 – 瑞士 ETH 大学、德国 Rostock 大学、挪威整合遗传学中心、丹麦 DTU 大学等； 英国 – 牛津大学、曼切斯顿大学、帝国理工大学等； 日本 – Keio 大学、东京系统生物学研究所等； 美国 – 西保留地大学、 MIT 大学、哈佛大学、斯坦福大学、加州贝克利大学和西雅图系统生物学、文特尔研究所等，以及 Jackson 实验室等。 注 * ： “系统生物科学与工程 - 系统医学与生物工程 - 系统与合成生物学”为对应关系。 - （待续 – 系统生物学人物） -
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学景观生态学，类似玩围棋
热度 1 Elephantd 2013-6-26 15:52
为什么，有一些人喜欢扑克，特别是一种叫“干瞪眼”的扑克游戏，而不喜欢围棋？ 因为，玩扑克，特别是玩干瞪眼，不需要动更多的脑子，很快就会看得见输赢，还博得玩者哈哈大笑；而玩围棋，要动很多脑子，要费很多时间，末了，无论输赢，玩者不会哈哈大笑，充其量抿嘴微笑！ 景观生态学没有围棋那样高深，但学景观生态学，类似玩围棋。 所以，很多人不喜欢景观生态学！ 为了哄骗学生步入景观生态学，我是绞尽脑汁。一个重要的步骤，就是花费时间和精力，偏离在高雅室内课堂里传输精深知识的惯例，组织学生到野外去，在野外看景观，看真实景观的黑白云子。再回到高雅的室内课堂，深思，再深思。 多少年，多少次！ 昨天， 轮到学生就野外观摩做汇报。尽管还有那么些学生，依然只会玩干瞪眼，且，草草上场，应付拿学分，痕迹很浓。但是，我欣喜地发现，一部分学生真的有了玩围棋的感悟。 做一个有空间内含的图，思考这个图里发生或者可能发生的生态学问题，再思考用什么办法和手段去控制，所谓做景观生态的三步曲。 研究生学习生涯，也有三步曲：过关斩将进学堂、千锤百炼长知识、仰首挺胸走世界。唯有玩围棋的心态，才能长知识。如果你只会玩“干瞪眼”，你就永远干瞪眼。 预祝研究生们，都用玩围棋的心态，对待你的学习生涯！
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<数学建模中的思想和方法>综合考查题(二)数据
zhangshibin 2013-3-17 11:24
数学建模中的思想和方法 综合考查题(二)相关数据文件 EUR-USD.txt GBP-USD.txt USD-CHF.txt USD-YEN.txt
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[转载]综合地质编录及其图件
zhanjun883 2012-2-26 19:38
一、勘探剖面图类 最基本的两种勘探剖面图件：勘探线剖面图与中段（或水平断面）地质平面图 实际勘探剖面图编制： 与设计勘探剖面图的编制方法基本相同，其区别仅在于前者的勘探工程是实际完成的、数量较多；后者是设计的、数量往往较少；其编制的目的和作用不同。将原设计剖面上设计工程施工所获得的原始编录资料正确反映在勘探剖面上；根据各相邻工程所揭露的地质构造现象和矿化取样资料，经过合乎地质规律的综合分析与对比研究，再将所有地质构造和矿体界线点对应连接与合理推断，从而编制出相应的勘探剖面图。 纵剖面图编制：除了勘探线剖面（或称横剖面）图和水平断面图两种勘探剖面图外，时常还编制沿矿体总体走向，在矿体上盘一定位置的铅垂剖面图，称为纵剖面图（也可用矿体纵投影图代替），用以反映矿体走向上的总体边界形态、产状变化情况及其地质构造特点。纵剖面图编制依据：矿区地形地质图和在该纵剖面线上及其附近的勘探工程的原始编录资料。其具体编制，总体上类同于勘探线剖面图的编制方法和步骤，只是应注意改变了的作图方位。　在生产勘探过程中，以采矿块段或采场为单元，将提供的反映该块段或采场矿体细部特征的各二个以上横剖面图、水平地质平面图和一个纵剖面图（或纵投影图），合称为“三面图”，是采矿设计与生产管理的基本资料依据。 （一）勘探剖面图件编制的基本内容： 1、控制性测量内容：包括坐标线、网，控制点及地质测点、地形地物等。 2、地质构造内容：地层、岩性、岩体、岩相界线、各类构造线及其产状；矿体、夹石，矿石类型、品级边界及其分布等。 3、勘探工作及工程类：包括勘探线、基线、探（采）矿工程、取样工程位置、编号及测试结果等。 4、其它规定内容：如图例、比例尺、责任表等。 （二）勘探剖面图的编制 1、编制的目的及基础 编制目的：为了根据所确定的勘探工作任务，沿勘探线剖面正确地设计勘探工程。 编制依据资料：矿区大比例尺地形地质图；反映勘探线位置从地表到深部地质构造的已有探矿取样工程及物化探成果的编录资料；或已有的相邻勘探线剖面图、中段地质平面图等。 编制比例尺：一般≥1／5000～1／1000，视需要而定。 编制剖面图内容： (1)剖面地形线及方位。 (2)坐标线及标高线。 (3)在勘探线上的和投影于该勘探线剖面上的探矿工程位置(钻孔须按测斜结果经过校正计算投影的实际位置)与编号，钻孔终孔深度。 (4)样品位置、分段、品位及编号，一般在剖面图的下方或右侧附有样品化学分析成果表。 (5)地(岩)层、火成岩体、断层、褶皱、破碎带、矿化蚀变带、矿体(层)与围岩等的界线与产状。 (6)矿体(层)编号，不同矿石类型、品级和矿体(层)氧化带、混合带、原生带的界线。 (7) 矿体(层)按工程或分级所计算的平均品位、厚度及矿心采取率。 (8) 一般在剖面下方要相应绘出剖面线平面位置图(包括坐标线、工程位置及编号，钻孔弯曲平面投影线)。 2、勘探线剖面图的编制方法： 一般是依据矿区地形地质图和剖面上已有工程揭露资料编制；开发勘探阶段则多依据已有若干中段地质平面图、相邻勘探线剖面图等切制、转切或通过适当的内插、外推计算作图方法编制。 （三）编制具体步骤： 1、绘制坐标网线： a) 在平面图上投剖面的起止点A和B并连接成直线。该直线或其延长线与x坐标和y坐标交角（锐角）分别为α和β。 b) 绘剖面坐标线。一般选取z（高程）以及x或y坐标中的一种。 x或y坐标选取原则为：若α≥β，则选取x坐标；反之则选取y坐标。 x或y坐标相邻坐标线的距离（如图的300与400）并非是100m，而是100/sin α m。 c) 根据A和B点的坐标值，将其投在剖面图上。 2、地表资料绘制： 包括： 地形线、地表地质界线、地表探矿工程；除了在剖面图上绘出上述内容，还应在剖面图下方的平面图上绘出。 3、推测绘制地下资料并连接矿体 据矿床地质图和其他有关资料并根据相邻及其他探矿资料及地质规律的变化趋势推测深部地质特征及界线。 4、单项工程 按所选定的勘探工程种类和间距，将勘探线两侧10-15m内的各单项工程标绘在地质剖面图上，并标明编号。然后完善剖面线平面位置图，补充取样结果表及图例、责任表等规定内容。最后绘整理成图。 二、矿体投影图类 （一）概念 一般用正投影方法，将矿体边界线及其它有关内容，投影到某一理想平面上而构成的一类综合图件，称为矿体投影图。 按投影面的空间位置，常采用矿体纵投影图和水平投影图两种基本图件。较少采用将矿体边界线正投影到矿体平均倾斜平面上的投影方法编制的矿体倾斜平面投影图。 一般情况下，当矿床具有两个或多个矿体，为醒目起见常需按单个矿体分别编制矿体投影图。其作用和用途是表示矿体的整体分布轮廓和侧状方向，可看出对矿体的研究与控制程度，表明不同类别储量及不同类型或不同品级矿石的大致分布范围；开发勘探阶段还常用来表示采掘进度，是矿体勘探与开采工程布置的总体性图件；并常是开采块段法、地质块段法储量计算的基本图件。 采用何种投影方式编制图件，主要取决于矿体产状的陡缓。 当矿体总体倾角较陡，大于45°时，一般常采用垂直投影面，作矿体纵投影图； 当矿体倾角较缓小于45°，尤其是极缓倾斜、近于水平的矿体，则多作矿体水平投影图。其比例尺视矿体规模和要求而定，一般为1∶500～1∶1000。 图上应表示的内容有 （1）坐标网(水平投影图)或坐标线与标高水平线(垂直投影图)。 （2）勘探线。探矿工程、样线及其编号 。 （3）矿体(层)厚度、平均品位、矿心采取率。 （4）火成岩体与围岩界限，破坏矿体(层)的主要构造线(带)。 （5）生产坑道(井)的位置及其采掘边界，废坑道(井)的位置和采空区(或可能的采空区)。 （6）储量计算边界线及与确定边界线有关的因素(如河流、铁路、大的厂房建筑区等)。 （7）不同矿石类型、品级与储量级别和矿体(层)氧化带、混合带、原生带的界线。 （8）矿段的界线及各块段的平均厚度、平均品位(包括主要元素与伴生元素)、面积(据储量计算方法而定)、体积、储量数字，以上内容可采用图示或列表。 （9）在水平投影图上一般要画出矿层底板等高线。 （10）储量计算成果汇总表。 （二）作图方法 矿体(层)垂直纵投影图的投影面是矿体(层)平均走向，即平行勘探基线方向的垂直理想面，如果矿体(层)延伸很长，勘探基线转折，应作分段展开投影，并标出转折点与分段基线方位。水平投影图是矿体(层)在理想水平面上的投影。当矿体(层)形态及产状发生很大变化时，应将矿体(层)在平面上的重叠或缺失部分用特殊的线条标出。比例尺原则上与勘探线剖面图或地质图一致。 当矿区具有两个以上矿体(层)或不同的矿体(层)时，应分别编制投影图。 矿体纵投影图与矿体水平投影图的作图方法基本相似：前者是先将勘探工程与揭露矿体的中心线交切点投影到一个平行矿体总体走向的铅垂平面上，再圈定矿体范围与各种界线；而后者则主要将矿体出露边界绘出，再将勘探工程与矿体中心面的交切点投影到一理想水平面上，再圈定矿体范围与各种边界线。其区别仅在于①理想投影面的方位不同（相互垂直）；②若矿体有出露地表部分，则有绘出矿体中心线与绘出矿体出露边界线的不同。 编图依据资料主要有：矿区地形地质图、勘探线剖面图、中段地质平面图、勘探工程分布图及各取样工程与分析结果等。　 （三）矿体纵投影图编制步骤 1、确定投影面：原则上是平行于矿体总体走向即矿区布置勘探线时设置的基线方位理想的铅垂平面。然而在矿体走向变化较大时，会由于资料计算与作图困难，易产生较大麻烦和错误，故可在矿体走向线与原投影面交角大于15°时，采取改变投影面方位分段投影的方式，并注明其所改变的方位，但应考虑矿段间在展开后的衔接关系，减少误差和错觉。　 2、绘制控制（线）网：标高线的间距，当编图比例尺为1∶500则定为50m；若比例尺为1∶1000，则定为100m。勘探线即按基线上的线间垂直距离绘制；平面坐标则选与矿体走向交角最大的一组（x或y），并依其交点在投影面上作垂线，则绘成控制网。　 3、矿体出露（地形）线的绘制：将矿区地形地质图上矿体各露头（或探槽揭露）的中心点依其标高位置投影，并将各剖面上地表矿体中心投影点连接起来即得矿体露头线。或将投影基与地形等高线交点连接起来，即得投影面上的地形线；若为盲矿体，则无须切地形线。 4、构绘矿体及地质界限：根据各勘探线剖面图，将各勘探工程与矿体中心线（面）的交点位置投影标绘到图上。连接起边缘见矿工程中心点，得矿体内边界线；将各勘探线上矿体尖灭点投影到图上，并连接起来，则得矿体外边界线；同法绘制其它破坏矿体的各地质体与构造界线。 5、划分块段，标注数据：按照勘探工程控制程度及所采用的储量计算方法和工业指针，划分储量计算所需的地质块段、开采块段，并标注各块段矿体的储量类别、矿石类型、面积、平均厚度、矿石储量、金属储量等。　 6、整饰图件：绘制图名、比例尺、图例及图签等 三、地形地质图及中段图 地形图图上须表示： 1、地形等高线、水系、坐标线。 2、各种实测与推断的地质界线，包括断层线，地层、侵入体、矿体、矿化带、蚀变带、含矿层的地质界线及其代表性产状要素。 3、主要厂房、桥梁、高压线路、主要交通线路等。图上的各种地理注记，如城镇、居民点以能说明矿区地理位置及经济条件为限，不宜过多。 4、主要探矿工程及剖面线。 中段平面图须表示 1、坑道的采样和矿体圈定结果； 2、以地下坑道原始资料为基础进行编制，当矿体(层)简单时，比例尺一般同矿区地质图比例尺一致，原则上应保证勘探线距(或采样线距)在图上不小于50毫米。 3、坐标网，控制矿体(层)的工程及编号(包括穿脉和沿脉编号)。 4、各类样品(主要为化学样品，矿石技术加工样品，岩矿石物理性质样及主要的岩矿样等)的取样位置及编号，必要时可附化学样品分析结果表。 5、矿体(脉)及编号，矿化带或蚀变带、矿体(层)顶底板围岩以及与矿体(脉)有关的主要构造线。 四、编制综合图件的一般要求 （一）一般图件的规格宜尽量采用21×29.7厘米(即标准纸A4开本)的整倍数。 （二）在编制图件时应事先考虑图的布置、方向、图幅大小、图的内容等。平面图的方向应是上北下南或右北左南。剖面图的正北、北东、东、南东端一般放在右侧，也可按方位角0°至小于180°范围内放在右侧；当剖面方位不一致或呈弧形排列时，应一律向同一方向放平。图幅大小以图内不剩大块空白为原则。 （三）一般图件如因图幅过大而需分成数幅绘制时，应在每幅图廓外侧的右上方绘出接图表。接图表要按各并幅的相对位置绘出本幅及其四周相邻图幅界线。注出各幅的分幅编号，并在本幅图范围内打上阴影。分幅的相邻图幅要保证接图质量。 （四）各种图件的整饰:各种图件的整饰(包括内外图廓、分度带、坐标网、图廓间注记、图名、图幅号、比例尺、方位标、图例、图签、接图表、坐标系统说明、保密等级等)除区域地质图和水文地质图按有关规范或要求进行外，一般均按下述规定办理： 1、除部分图件(如柱状图)可视需要而定外，其它各类图件都必须绘制图廓。 2、国际分幅的地质图件应在外图廓绘出分度线。 3、高斯－克吕格直角坐标网线或独立直角坐标网线绘在图内廓和分度带内侧线或内图廓和外图廓细线之间，一般不绘入内图廓内。 （五）地质图件的图名一般由下列三部分按顺序排列组成：工作地区(省、县或人所共知的地理或地质单元)，矿区名称或编号、图的类别，如河南省洛宁县铁炉坪矿区地形地质图。勘探线剖面图、中段平面图以及相应种类的图件可省去工作地区行政区划名称，名为铁炉坪银铅矿区××号勘探线剖面图。 图名应全部采用汉字，下方标注英文名称。单幅图件应写大图名，大图名一般写在图的正中最上方，但有时也可视图面结构写在图的左上方或右上方。多幅图件的大图名可写在上排中间图幅的最上方，也可根据图面总体结构写在左上方或右上方图幅中。 （六）所有各类图件均须绘出图的比例尺(用数字及直线比例尺表示)。标准分幅图件的数字比例尺和直线比例尺绘于南图廓下方正中。任意分幅图件的比例尺绘于图的上方正中(一般在大图名之下)。 （七）图件中所绘各种图形符号、文字符号、花纹及彩色必须全部列入图例，说明它们所代表的意义。地形底图上某些惯用符号可不列出。成套使用的图件(如成套剖面图，成套坑道平面图等)可单独编制一张统一图例，在每张图中可不再画图例。 图例中地质符号上下排列次序一般为地层系统(自新至老)，侵入岩(自新至老、自酸性至超基性)、岩相、构造、矿产、探矿工程，其它。图例一般绘在右图廓外，但视图面结构情况，也可绘于图廓内，并且不限部位，避免图面上留较大空白。 （八）图件的图签与图号基本参照原国家规定执行。 （九）在每个矿区或一份报告中各类图件和同一图件上相同地质体的色调、花纹、文字符号必须一致，可能时须使图的主要内容突出。 （十）图件的编号应力求简单明了，所有图纸应采用一个顺序编号，以便整理清查。
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科学精神与人文精神
benlion 2012-1-21 22:41
（总结） 人类理性的曙光 - 雅思贝尔斯提出轴心文化时代，即，希腊自然哲学、犹太律法精神、印度心灵哲学、中国仁道思想 - 这是构成人类完整人格和文化的四大要素，也是我 90 年代哲学思想的起点。 模仿、灌输型教育模式导致的是缺乏独立人格、独立思考，人云亦云、以讹传讹，在传统文化上缺乏客观研究精神，在国际社会上缺乏人格独立精神，在信仰上照搬教条，在科学上崇拜权威。 分析哲学、 逻辑实证 是科学方法的思想基础，人格精神的独立与组织协调的合作是民主社会的信仰和诚信根基。从精细分析到系统综合，理论思辩到实践验证，构成科学思维、社会行为模式的现代文化。 人类社会是相互学习，这是历史的事实，最明白不过的是中国采纳和发展了来自南亚的佛教，欧洲接受和建立了源于中东的基督教。东方与西方文明的融合，或综合创新，无疑形成的是全球化文明。 注： 80 年代上大学，李约瑟来厦门大学做学术报告，那时开始思考科学与伦理这两个问题，经历科学哲学、生物科学、人文哲学和生物工业的国内外探索时期。
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综合与分析--兼谈对科学的定义
热度 1 yanghualei 2011-5-18 12:33
国人在整体思维上表征为系统综合，整体宏观以及非线性的复杂思维，而西方表征为分析线性以及微观的简单思维。 又因近代科学是计算科学，是受控和层次分析的科学，通俗点近代是数学和逻辑的时代，这在某种程度部分解释文明分叉。 正是这种系统综合的复杂系统思维方当面对现实时，一下子进入了复杂多变量的境地，使得在没有受控和隔离的情况下，无所是从，最终制约着古代规范数学和逻辑的发展 。 而数学是在受控忽视以及剥离的条件理想简单的条件下发展进而建立起的，又因在数理逻辑和抽象方面的欠妥 ，这源于对做人处事的的过分强调，使得初始进入一个复杂的人类活动中，忽视对生产和实验的自然实践方式的探讨，使得数学前进的步伐蹒跚，即数学的裹足制约着近代科学的发端和发展。 实际上 数学模型对自然的模拟并不是完备的，但那为什么需要数学模型，特别是理想化的模型 。 那就类似在数学中为什么需要很简单的数字单位1一样， 这是因为在数学计算中需要参照和单位，对于没有参照和单位的系统，将无法认识或者认识将止步。 近代科学是定量和计算的科学， 但二十一世界是复杂系统科学的世纪，其表现为横断学科和交叉学科的兴起，就老三论中系统论，控制论以及信息论。还有表现为自组织理论的新三论：耗散结构，协同和突变论。 同时二十世纪后期前自然科学中已经开始孕育了复杂科学的端倪，不论是量子纠缠还是薛定谔的猫，不论是非线混沌以及分形，都显示出系统思维在学科发展和现实中的重要性。对于国人的系统思维，就追溯的较长远，使得行为和知识的构造体现在诸多方面：不论是做人和做学问上，还是处事上，最典型的就说中医理论了，都透射处复杂的系统思维。 做人文化实质上是一种集体的共性文化，讲究顺和同，故几千年文化围绕着做人和处事上，一开始就去接触表征为元素人的复杂社会系统。 当近代科学发端后，其就拿着做人方式去做近代的科学。事实上做人和做学问是应该分开，因为在某种程度上其遵从不同的法则 ，譬如做人上要求存异求同，做学问上要求存同求异；做学问要求对权威要批判，对待初始创新要包容，而做人恰恰相反。 科学究竟是什么，不同的人又不同的解读，而群殴认为科学首选是一种知识，一种以主观形式出现的知识，其是对社会系统和自然系统内在法则的反映，而 这种对客观反映的主观知识只有在某一具体历史时刻，能够近似的满足当时对现象解释和预测的需求，则此时这种主观知识才称为科学，此命题并不排除宗教是科学。
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鄱阳湖研究重在“综合”
chilo36 2010-11-17 14:16
建设鄱阳湖生态经济区上升为国家战略，鄱阳湖国际生态文化节，鄱阳湖争坝，天鹅湖，白鹤群，让世人的眼光一次次转向中国最大淡水湖鄱阳湖，这里有鄱阳湖国家自然保护区，有湿地公园，有中科院湖泊观测站，还有老爷庙，曾经
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综合数据
yaoronggui 2010-6-10 22:57
水的各种数据 Various Data for Water 汞在不同温度下的蒸气压 Vapor Pressures of Mercury at Different Temperatures 摄氏、华氏温度对照表 Contrast between Celsius Temperatures and Fahrenheit Temperatures 常用干燥剂及干燥适用条件 Common Drying Agents and Applicable Condition 常用气体吸收剂 Common Gas Absorbents 常用加热浴种类和加热用液体介质的性质 The Kinds of Common Calefaction Bath and the Properties of Liquid Media Used in Calefaction 常用冷却剂 Common Refrigerants
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天线综合简单小结
williammilo 2010-2-27 18:50
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！ 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线综合/ 1.天线综合是 根据给定方向特性设计天线的技术 。任一天线均可看作由许多单元间隔排列或连续排列所构成的阵列， 前者称为离散阵，后者称为连续阵 。在不考虑天线以外物体影响时，天线阵的激励情况决定天线的方向特性。已知天线阵的激励情况求出它的方向特性，称为天线分析。反之，则称为天线综合。 天线阵的激励情况是指阵中各单元排列的位置、激励的幅度和相位分布 。 2. 天线综合技术基本上是寻求实现综合的数学手段 。并不是所有的分析变换都能轻易地反演而得出综合的数学变换，所以天线综合的问题除了由分析变换反演外，往往需要独立地另行解决。 3.天线综合的依据之一是天线方向特性的要求。方向特性的要求有时限于一个指标，有时限于两个或更多个指标，有时甚至对天线的方向特性所有指标均有要求。因此， 天线综合方法将因内容要求不同而异。另一依据是给出的限定条件，例如离散的或连续的，一维、二维或三维阵列，间隔均匀或不均匀，复振幅分布均匀或不均匀等，也决定着天线综合所采用的数学方法 。
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【转摘】钱学森的综合集成思想与体系
icstu1 2009-12-7 14:16
钱学森是大家公认的系统科学与系统工程的开创者和奠基者，系统科学是从事物的整体与部分、全局与局部以及层次关系的角度来研究客观世界的，客观世界包括自然、社会和人自身 。能反映事物这个特征最基本的重要概念是系统。所谓系统是指由一些相互关联、相互影响的组成部分所构成的具有某些功能的整体。这样定义的系统在自然界、人类社会和人自身是 普遍存在的。系统是系统科学研究的基本对象，这与自然科学、社会科学与人文科学不同，系统科学能把这些科学部门研究对象联系起来作为系统进行综合性研究，这就是为什么系统 科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因。? 系统科学思想形成的背景? 从现代科学技术发展趋势来看，现代科学技术的发展呈现出既高度分化又高度综合的两种明显趋势，一方面是已有学科不断分化、越分越细，新学科、新领域不断产生；另一方面 是不同学科不同领域之间相互交叉、结合以至融合，向综合性、整体化方向发展。这两种趋势是相辅相成，相互促进的。系统科学就是这后一发展趋势中涌现出来的新兴学科，因此， 它的理论和应用研究，具有重要的科学价值和实践意义。? 在系统科学中，直接用于改造客观世界的应用技术是系统工程；为系统工程直接提供理论方法而处在技术科学层次上的有运筹学、控制论、信息论等；揭示系统基本规律而处在基 础科学层次上的是系统学，这就是钱学森提出的系统科学体系结构，按这一系统结构的复杂程度，可将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂系统、复杂巨系统以及特殊复杂巨系统（ 如社会系统），但不管哪类系统，都有一个共同特点，就是系统在整体上具有其组成部分所没有的性质，这就是系统的整体性。这个性质意味着，对系统组成部分都认识了，并不等于 认识了系统整体。系统整体性并不是其组成部分的简单拼盘。这也就是近些年来出现的 复杂性和复杂性科学所要研究的基本问题。? 对于系统研究来说，一个是认识系统，另一个是在认识系统的基础上去运用和改造系统，这就要有正确的科学方法论和方法。对于简单系统和简单巨系统都已有了相应的方法和方 法论。但对复杂系统和复杂巨系统（包括社会系统），却是个新问题，不是已有科学方法和方法论所能处理的，需要有新的方法论和方法。? 从还原论、整体论到系统论? 在自然科学中，还原论方法发挥了重要作用，这种方法是把研究对象分解成部分，以为把每个部分都研究清楚了，整体也就清楚了。按照这一方法论，当今物理学对物质结构的研 究已到了夸克层次，生物学对生命的研究也到了基因层次，应该说已经研究得很深入了 。但现实情况却告诉我们，认识了基本粒子还不能解释大物质构造，知道了基因也不一定能回答生命是什么，这些事实使科学家们认识到还原论不足之处正日益明显。这就是说， 还原论方法由整体往下分解，研究得越来越细，这是它的优势方面，但由下往上回不来，回答不了高层次和整体问题，这又是它不足的一面，所以仅靠还原论方法还不够，还要解决由 下往上的问题。这也就是复杂性研究中所说的涌现问题。? 较早意识到这一点的科学家是彼塔朗菲，他是位分子生物学家。当生物学研究发展到分子生物学时，用他的话来说，对生物在分子层次上知道得越多，对生物整体反而认识得越模 糊。在这种情况下，他提出了整体论方法，强调还是要从生物整体上来研究问题，但限于当时的科学技术水平，整体论方法没有发展起来。但整体论方法的提出，不失为对现代科技发 展的重要贡献。? 上世纪70年代末，钱学森明确提出把还原论方法和整体论方法结合起来，并形成了他的系统论方法，这是钱学森综合集成思想在方法论层次上的体现。? 综合集成方法的科学价值? 到了80年代末90年代初，钱老又先后提出从定性到定量综合集成方法及其实践方式 从定性到定量综合集成研讨厅体系（两者简称为综合集成方法）。这就将系统论方 法具体化了，形成了一套可操作的、行之有效的方法体系和实践方法。其实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机系统有机结合起来，构成一个高度智能化的人－机结合体系， 这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势，它是人－机结合、人－网结合以及以人为主的信息、知识与智慧综合集成的方法与技术，它能把人的思维、思维的成果、人的经验、知 识、智慧以及各种情报资料和信息统统集成起来，从多方面的定性认识上升到定量认识。? 综合集成方法既超越了还原论方法又发展了整体论方法，它的技术基础是以计算机为主的现代信息技术，方法基础是系统科学与数学，理论基础是思维科学，哲学基础是马克思主 义的实践论和认识论。? 运用综合集成方法所形成的理论就是综合集成理论。钱学森创建的系统学，特别是复杂巨系统学就是这方面理论的体现。把综合集成方法应用到技术层次上，就是综合集成技术， 系统工程就是用于系统管理的综合集成技术。把综合集成理论与技术用于客观世界的实践中，就是综合集成工程。这样一来，从综合集成思想到方法、理论、技术和实践，就形成了一 个完整和系统的综合集成体系。钱学森的这个贡献，不仅是对中华民族的贡献，也是对整个人类的贡献，是一笔宝贵的知识财富和精神财富。 摘自《文汇报》2005?5?29? http://lib.gddx.gov.cn/jyxx/jyxx2005/jyxx200571/qianxie.htm
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科技论文中的分析与综合（090926）
ymin 2009-9-26 16:09
科技论文中的分析与综合 -----如何写好科技论文之我见(七） 闵应骅 分析与综合这两术语大家经常用。但是，真要说它们的定义，那可是哲学范围里的事。形式逻辑里面就有分析与综合。我在初中教几何的时候，就常常告诉学生如何分析和综合。为了求证某一个命题，你就必先证明什么，或作一根辅助线，然后你再证明什么，直到你达到了一个已知的命题，你就找到了证明的方法。这个从未知到已知的过程就是分析。但你写证明的时候，恰恰与此过程相反，是从已知到未知，最后达到你要求证的结论。这个过程就是综合。 在科技论文中，你写的研究动机就是你欲达到的目的。为达到此目的，就必须（最好）如何如何，只有做到如何如何，我们就可以如何如何，这就是你的新想法。举个例子吧！譬如，你写一篇无线路由算法的文章，你会说，在无线的环境下，路由有困难，因为节点可能是运动着的。过去通过基站的路由有什么什么问题。我现在要提出一个新的路由算法，可以克服此问题。主要原因是如何如何。这个过程就是分析。接着，你会用框图或类Pascal语言或其他的形式描述，列出该算法。再用实验数据说明你的程序正确，得到的数据达到预期效果。这个过程当然就是综合了。 科技论文中的分析与综合是缺一不可的。我看到一些同学投的论文，不讲算法的主要想法，上来就是程序框图，并且按框图的顺序，一个框一个框的解释。这就常常使人模不着头脑，不知你想干什么。有的是上来一大堆公式，用几个符号定义什么几元组。后面就与这些公式、这几元组、这个自动机不搭界了。这样看似综合，但无结果。当然也有另一个极端。大写我的想法如何如何，能解决什么什么问题。但是，没总结出任何结论，没有任何实验数据，缺少了综合过程。 科技论文中的分析和综合都是不可缺少的。
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应试教育，我们心中的痛
cutefay 2009-7-12 12:09
现在，我偶尔喜欢读一些历史故事，尽管大多是一些现代人写的历史之类的，但是这些故事大体情节还算是基本符合历史的。然而，我初中和高中的时候，很不喜欢上历史课，为什么当初学历史的时候不喜欢历史课，而现在却又饶有兴趣地看一些历史故事呢？现在爱看是因为觉得历史故事很有趣，所以会自发地去看，而当时在中学学历史的时候，所有的历史老师讲的历史课都是照本宣科，一点儿趣味性也没有，老师们总是用毫无语气起伏的语言用同样的语速把历史书给我们念一遍，然后，剩下的课堂时间就让我们背年代和历史事件以及历史意义。这样的课谁听了都会觉得无聊。于是我们当时的学校没几个人喜欢历史课。我这几天又问了我周围的几个同学，大家也普遍反映说中学时候的历史课太乏味了，也都不喜欢历史课，反而现在还经常喜欢看一些历史的知识。 前几天我们所的一些女生在排练节目的时候，有一位老师问起我们：你们怎么很多人都不识乐谱啊？我们异口同声地回答说：我们从小学到高中的很多音乐课都被取消改为其他的考试的课程了！的确是如此，我在小学的时候，音乐课还有80%可以保证，到了初中，音乐课只有30%的了，到了高中，压根就没有音乐课了。小学的时候，老师还教我们唱简谱，教给我们乐理知识，并且在暑期学校还有课外的电子琴培训班，我当时在二年级的时候还去参加了这个培训班，我弟弟他们班还都要每个人都学吹口琴。总之，小学的时候音乐教育还是很不错的，因为我们当时小学的时候没有小升初的压力，当时上哪个初中是按照地域划分的，所以小学老师的压力就小很多，因此我们小学生的课余生活就很丰富了。到了初中的时候，我印象中只有初一的时候有音乐课，因为初一的时候各个班级有歌咏比赛，因此，每次音乐课都勤加练习。初二之后似乎就很少有音乐课。 美术方面的教育也差不多如此，小学的时候美术课还挺多的，当时我挺不喜欢美术课的，每次美术课作业分数都不高，原因是当时的美术课画的东西很简单，例如照着课本描一个两个重叠一部分的大圆，然后均匀地给涂上不同的颜色，我从小就是个急性子的人，没有耐心把它涂得很均匀，因此分数就低了。后来到了初中，只有初一有美术课，初二以上就没有了，初一的时候好像也只上过三四次的美术课。而初中的时候，我对画画突发兴趣，只好自己在业余时间自我摸索，于是就有了当时七龙珠图画的作品（ http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=210301 ）。 小学和初中的体育课的次数还可以，质量一般，因为太单调，也是纯粹的应试教育。小学时候因为要市里要组织跳绳体育达标，我们每个人每天都要花很多时间来练习跳绳。我现在一分钟跳绳的个数还都没有我小学的时候跳得多呢！初中考高中的时候要考体育，所以我们当时每次体育课都练习很长时间立定跳远、仰卧起坐以及800米跑，练得我们都烦死了。高中虽然有体育课，但基本上就成了自习课了。 我们周围的大部分同学上大学之前的情况也都是如此，个别来自大城市的同学除外。也就是说这可能是大部分小城市以及农村地区的应试教育状况，尤其是一些高考分数很高的省份更是如此。 我高中的时候，每天早上5点就要起床，5点半到学校，然后是20分钟的集体跑步时间，之后从5：50到6：50上一个小时的早自习，40分钟的吃饭时间，上午四节课，下午三节课加一节课外活动课，课外活动课大多是自习。晚饭40分钟的时间，然后晚上三节自习课。晚上9：10放学回家。高一的时候两个星期放一天半的时间，到了高三，一个月才放半天的时间的假。有的班主任甚至把早饭和晚饭的40分钟的时间也都给压缩到30分钟。总之，我们几乎就是在监狱的感觉，几乎没有一点儿自由时间。 上了大学之后，我发现自己除了学习，似乎什么也不擅长，并且大学的同学都是高中班级的佼佼者，学习也都很好，因此，自己就没有任何特长了，那时的自己就像一只丑小鸭，也有些自卑。后来在大学的时间里，我去尝试学习自己想学的东西，例如跳舞、绘画、书法、乐理、篆刻等等，还积极地参加和组织各种活动，慢慢地找回了自信了。 虽然各种文学、文艺、体育才能等并不代表综合素质，但是文理科的融合、科学和艺术的渗透可以影响着一个人的思维，会有利于人的综合素质的提高，也有利于专业技能的提高。很多的大科学家同时也具备一些文艺和文学才能的。 到了北京读研之后，发现其实北京的小孩子也不比我们要轻松，北京这边小学升初中就考学校，因为家长从小学的时候就要为孩子的升学操心。虽然这边的很多小学生可以有很好的条件学习书法、美术、音乐、外语、小学奥数、舞蹈、乐器等等，但是我觉得他们这些孩子比我们当时还要辛苦，这看起来像是素质教育，其实也不过是科目较多的应试教育罢了。因为这些课外的东西如果学得好，可以被推优保送到好的中学，并且小升初的考试以及初中分班考试大多都要考小学奥数等的知识。也就是应试教育的考点范围比我们扩大了。因此，很多北京的家长为了让孩子能够上个好的学校，拼命地让他们报各种辅导班，尤其是要学小学奥数。小学奥数的很多知识点都是初高中的知识，并且知识点很多，要让一个那么小的孩子去接受那么多不容易理解的东西，对于聪明程度不是很高的孩子来说，是一种负担。 中国的人口多，资源不足，所以无论做什么事情，都要拼命地竞争，从小学到工作，一直如此。应试教育，我觉得从目前来说是一种没有办法的办法，通过考试和竞争来分配社会资源，为了能够在考试和竞争中取胜，捷径就是应试教育。
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万法归一：浅深聚散，万取一收
libing 2009-3-11 08:32
1 引 言 在西方近代科学产生之前，人们对世界的看法是混乱的，因此需要上帝来主宰一切。牛顿力学、微分学的诞生使得机械决定论取代了神学决定论，从而深深地影响了后来两百多年人类的信念、认知途径和思维方法。拉普拉斯将这一理论推广到全宇宙，认为宇宙间万事万物可以服从单一的因果关系，可以由微分方程描述，由初始条件、边界条件就可知事物的过去和未来。这种思想在哲学上就是机械决定论，在一个均匀的、没有演化、静止的宇宙中，物体、时间和空间是分离的，未来包含在过去中。爱因斯坦的相对论改变了牛顿的这一宇宙模型，物质和时间连在一起，空间和时间产生于物质，质量和能量是同一个问题的两个方面。他认为自然法则仍然是简单、美丽、和谐的统一，过去和现在的差异是我们的幻觉，未来仍然是可以预测的，随机性引入科学是我们无知的表现。这种思想在科学分析上导致了简化论和还原论，在科学分类上形成了极为精细的众多分支。例如，现代数学中就有上百个分支，任何一个数学家现在都不能完全掌握数学的全貌。1900年希尔伯特可以一个人提出23个带全局性的数学问题，而1976年在美国伊利若斯大学的一次国际数学会议上，却是由25位著名数学家共同提出27个方面的数学问题。 然而，随着科学研究的更深层次的研究，人们发现了许多出人意料的新问题，这些问题无法纳入到传统的理论框架之中。正如当代法国数学家曼德布罗特所说：云不是球体，山不是锥体，闪电的展开也不是一条直线，大千世界充满着意想不到的复杂性。这些问题就是复杂性问题，由此产生了复杂科学。 2 复杂系统的演化性 长期以来，人们一直认为，一个系统在确定性激励的作用下一定得到确定性的响应，只有在随机性的激励下，响应才是随机的。因此对确定性运动和随机性运动，分别采用不同的数学工具分开处理。一个确定的动力学系统的主要特点是由现在可以决定将来，由现在时刻的状态可以决定下一时刻的状态，相互之间的关系是完全确定的。一个确定性系统，在激励和初始扰动下，经过较长时间后，达到的状态称为定常状态，这种定常状态原来一直认为有平衡态（运动趋于不变的定态）和周期态（包括周期运动或似周期运动）两种。但是，后来人们发现还有第三种状态混沌态。 本世纪60年代初，气象学家Lorenz以无限平板之间流体热对流运动作为大气对流的模型时，发现初始条件只有千分之一的误差的两组计算结果却造成了其后果完全不同的演化过程。初始条件代表在起始时刻对系统所做的测量，测量越精确，初始条件对系统的扰动就越小。但在Lorenz模型中，初始条件的信息由于发散而丧失，这时便不能预测系统长时间的行为。Lorenz由此得出结论：任何具有非周期性行为的物理系统，将是不可预测的，会导致混沌（chaos）。Lorenz方程是关于耗散系统中出现混沌的例子。对于保守系统，由于存在机械能守恒，它没有外激励，如果在初始扰动的作用下，保守系统的解是无规则的，就称为混沌解，否则称为规则解。关于线性保守系统以及单自由度保守系统（线性或非线性的）所有的解都是规则的。但是对于多自由度的保守系统，即使自由度为2，也可能出现混沌解 。 事实上，混沌现象在很多领域都普遍存在。在一个确定性的系统中出现了不可预测的随机运动混沌，其中一个非常深刻的问题是时间的反演问题。在牛顿力学体系中，空间是均匀的，时间是对称的，运动在时间中保持不变，过去与将来是等价的，运动是可逆的。以牛顿第二定律为例： 当改变时间 t 的符号时， t t ，等式保持不变。其它许多理论，如麦克斯韦的电磁场论，爱因斯坦的相对论以及量子力学都有这个特点，即时间是没有方向的，可逆的。但是在热力学系统中，热传导和扩散过程不可逆，状态的演化是在单一时间方向上的，即熵的增加的方向。混沌现象的研究表明，即使只有三个粒子的系统也能得出熵增加的结果。系统进入混沌状态，运动变得极其复杂而不可预测，因而不确定，也说明时间是不可逆的。所以，世界总是处在发展和演化之中。 混沌现象将人们带入了复杂性研究的领域，一般而言，复杂性对应的是一种非线性和非平衡问题。对于人们习惯的线性系统，有包括线性代数、线性微分方程、傅立叶分析、线性算子理论和随机过程的线性理论在内的强有力的解析方法和工具。然而除了非常简单的物理系统外，世界上几乎所有的事物和所有的人都处在充满关联的非线性环境中。不同领域中的非线性问题有着共同的性质和规律，对这一问题的研究正从形态和特征的研究，即范例研究，走向更高层次的研究。在对这一问题的研究中，必须充分考虑到复杂系统发展演化的特点。 3高层次的综合 曾担任美国洛斯拉莫斯研究中心主任和著名的桑塔费研究所所长的乔治考温曾说：通往诺贝尔奖的堂皇之路通常是由简化论的思维取道的这就造成了科学上越来越多的碎裂片。而真实的世界要求我们用更加整体的眼光去看问题。任何事情都会影响到其它事情，你必须了解事情的整个关联网。 系统理论是现代科学不可缺少的指导性理论，对于复杂科学而言，更具有非同寻常的意义。系统是相互作用的各要素的总体。系统最基本的特性就是其整体性。系统的性质是组成系统的各个部分构成一个整体时才具备的。系统不等于各部分的简单相加，而是各部分有机的集合体。各部分之间的相互作用使系统产生了每个单独部分都不具备的性质。系统的整体性可以用一个公式来描述： 式中Q1，Q2，，Qn分别为组成系统的各个部分的定量表示（测度），可用它们代表系统的各部分。Na表示性质（功能）。整体总是大于部分之和，只有在一些非常简单的机械系统中二者才会相等，非线性当然意味着不能简单叠加。系统的部分又表现为子系统，是一个层次结构。如人体由神经系统、呼吸系统、消化系统、血液循环等子系统组成，这些子系统又由心、肝、肺、肠、胃等器官组成，器官由无数细胞组成。复杂系统和简单系统的区别主要在于子系统的层次，而不是子系统的数目。高层次的问题可以是低层次所没有的问题。研究层次少、子系统之间相互作用弱的简单系统可以采用传统的还原论的方法，把事物分割开来研究、实验，然后再综合起来。但是对于复杂系统，即使知道如何分解，在低层次上已经没有了高层次性质，简单还原论必然导致只见树木，而不见森林。因此，对复杂系统的研究，只能立足于综合而不是分析，从整体上把握系统性质。我国学者钱学森对此提出采用从定性到定量综合集成（meta-synthesis）方法，即在将科学理论、经验知识和专家判断有机结合的基础上，提出经验假设（猜想，判断）定性认识，然后用经验数据及大量参数的模型对其确定性进行检测，经过定量计算，通过反复对比形成理论。这种方法虽然能解决一些实际问题，单从其实施过程看，它带有很强的摸索特点。 4中国传统文化思想的指导作用 现代科学源于西方的文艺复兴运动。西方科学思想来源于一切都可以遵循数学设计的信念。西方科学结构起源于欧几里德几何的公理化思想，公理化方法是从少数几个初始概念和公理出发，由它们定义其它一切概念以及推演证明其它一切定理的方法。由此形成的理论体系称为公理系统。从柏拉图到笛卡尔，从康德到萨特，西方哲人总是追求对存在 做出铨释，总是力图回答是什么的问题。这种孜孜不倦的追求导致了对世界、对问题的分解和分析，对每一个细分建立一套符合逻辑的公理化系统体系来加以解释和说明。牛顿力学和爱因斯坦的相对论都是用公理化方法建立的。 公理是经验的集中表现，它们在个别的领域是正确的，可以说明问题的。事实上，这种方法在比较简单的无机世界中取得了辉煌的成就。然而，公理化方法是有局限的，希尔伯特在《几何基础》一书中曾提出公理化系统三原则：相容性、独立性和完备性。1931年哥德尔发表了《论数学原理和关于系统Ⅰ中的形式不可判定命题》，这篇论文证明了以他的名字命名的哥德尔不完备性定理：在包含初等数论的无矛盾的形式系统中，存在着一个不可判定的命题，及该命题和它的否定命题在这个系统中都不能证明。即一个无矛盾的逻辑体系不可能是完备的，相容性和完备性不可兼得。歌德尔定理被誉为数学和逻辑学上的里程碑，是人类思想最深刻的成就之一。实际上，歌德尔定理在认识论上也具有重要意义，它不但证明纯数学世界是无止境的，不可能从任何一组公理推导出所有的数学，同时也说明真理是相对的，低层次的问题是其自身无法解决的，只有上升到更高层才能解决。当科学发展到今天，人们的研究深入到复杂科学这种跨学科领域的时候，人们认识到世界并不是简单几个公式就可以描述的，宇宙的秩序也不是自然存在的，如何从整体上把握不断演化的复杂系统？这个问题是开拓二十一世纪科学的必由之路，它带来的将是一场可以与文艺复兴等量齐观的运动。然而西方科学在指导思想上显得有些力不从心了。开启新时代科学之门的钥匙只能在东方，在源远流长的中华文明的宝库之中寻找。 中国传统文化最兴盛的时候是春秋战国的百家争鸣时代，最基本的宇宙观理论体系是源于远古河图、洛书的周易以及阴阳、五行、八卦、九宫的理论，而居于统治地位的是相辅相成的儒、道学说。让我们来看一看这些源于古代的智慧有什么深邃的思想。 其一，多层次的整体系统观。中国古代学者认为万物同源，天人合一。老子曰：有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天地母。吾不知其名，强字之曰道，强为之名曰大。大曰逝，逝曰远，远曰反。故道大，天大，地大，人亦大。域中有四大，而人居其一焉。人法地，地法天，天法道，道法自然。庄子也谈到：天地与我并生，而万物与我为一。宇宙中最重要的是无所不在的客观规律道。天即宇宙，地是我们赖以生存的环境，人代表生命，是万物之灵，是我们所知的生命的最高表现形式，三个层次囊括一切，成为一个整体系统。其中，一以贯之的是道，万事万物从根本上讲是一致的。孔子曰：道不远人。人之为道而远人，不可以为道。因此，儒家思想的要旨讲求修身与用世，在生活中体现对道的崇尚和追求，在人的身与心层次上达到和谐，同时在人与社会的层次上进行统一。它反映了人在认识自然过程中的主观能动性。 其二，生生不息的演化模型。中国文化的宇宙观是变化发展的，这种思想集中体现在《易经》中。《易经系辞上传》说，易与天地准，故能弥纶天地之道。是故，易有太极，是生两仪， 两仪生四象， 四象生八卦一阴一阳之谓道，继之者善也，成之者性也。一阖一辟谓之变；往来不穷谓之通；老子也提到：道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。后来的学者依据这些思想建立了太极图的模型，宇宙是太极，太极源于无极，无极相当于虚无，虚无这个概念并非真无，虚无也是气，而气是构成万物的基本单元，无极相当于一种既平衡又混沌的状态。在太极中生出两种基本力量：物质和能量，这就是阴阳。这两种力量处于一个整体或体系之中，它们相互独立、相互影响、相互配合，并处于积极的运动之中。阳变阴合而生金木水火土，五气顺布，四时行焉化生万物，万物生生而变化无穷焉。即由阴阳而生五行，再产生生生不息的万事万物。 其三，有机自组的过程理论。与西方文化不同，中国文化的内涵是关于人的有机体、一切有机世界和复杂事物间规律的描述以及对这些规律的原因探索。事物的各部分就像一个生物体那样互相关联协调而不可分, 庄子讲：彼出于是，是亦因彼。彼是莫得其偶，谓之道枢。枢始得其环中，以应无穷。是亦一无穷，非亦一无穷也。，其分也，成也；其成也，毁也。凡物无成与毁，复通为一。现代科学的一个热点是自组织现象，即某一系统或过程中自发形成时空有序结构或状态的现象。这种现象与热力学第二定律是相矛盾的。热力学第二定律认为宇宙的发展是趋于热的平衡，是走向无序的，是负的反馈。但是我们看到的自然界，特别是生命体，存在大量的自组的有序现象，是正的反馈。对这一点，道德经非常深刻地指出：天之道，损有馀而补不足。人之道，则不然，损不足以奉有馀。 从上面的简要说明可以看出，中华文化里面有非常丰富的营养值得我们去汲取。科学的过去兴盛于西方，科学的未来将昌明于中国。 5浅深聚散，万取一收 宇宙间最有序的东西莫过于生命，生命现象也是最复杂的现象。生命从无到有，从低级到高级，不断进化，自强不息。达尔文的进化论揭示了生命形式的多样性，自然选择摒弃了上帝造人的谬论。但神学家们提出自我复制的生命形式不可能起源于原始汤中的随机性化学反应，其理由是从无机的基本粒子相互作用组成有机大分子，进而产生高度有序的生命的过程从统计学上讲是可能的，但所要求的时间超过宇宙的年龄。现代复杂科学研究回答了这个问题，那就是：生命并不是随机偶然产生的，但并非上帝的杰作，而是大自然自我组织的表现。现代科学中许多成果都来源于对生命现象的研究，其实质性的定量研究与计算机科学的发展是息息相关的，因为只有计算机才能承担如此复杂的计算任务。例如，洛斯拉莫斯的博士后克利斯朗顿（Chris Langton）著名的人工生命的研究就是用计算机来模拟进化的基本生物机制和生命本身，而这一研究的基础是冯诺依曼创立的元胞自动机理论。 元胞自动机（Cellular Automaton，简称CA）是一种时间、空间、状态皆离散，空间上相互作用，时间上的因果关系都是局部的网格动力学模型 。冯诺依曼从四十年代末期开始就对自我繁衍的问题产生兴趣。当时，他已设计完成了可编程的数字计算机，可编程的计算机在当时是新奇的事物，数学家和逻辑学家都想知道一个问题：一台机器能通过编程来复制自己吗？在1948年普林斯顿的一次课堂上，冯诺依曼用计算机来比喻活细胞，它描述了活细胞的功能与机器之间的类比关系，肯定地回答了这个问题。并以此建立了称为自动机的一般逻辑学说（The General and Logical Theory of Automata）。冯诺依曼做了一个比方，他说，想象一台机器飘浮在一个池塘的水面，这个池塘里还有许多机器的零部件。接着，再想象只要给出任何一台机器的描述，这台机器就能在池塘中一直划到寻找到制造机器所需要的合适的零部件，然后就制造出这台机器。特别是，如果向它描述一下它自己，它就能够复制出自己。但是，这还不完全是自我繁衍，因为新复制出的机器虽然零部件全都很合适，但它不会描述自己，也就不能继续复制自己。所以，还应该有一个对下一代机器的复制性描述，然后就能自我繁衍了。这个比喻实际上指明了自我繁衍的基本材料所应该具备的两个基本功能：一方面起到计算机程序的作用，是一种在繁衍后代的过程中能够运行的算法；另一方面，它必须起到被动数据的作用，是一个能够复制和传给后代的描述。直到1953年科学家发现了DNA的分子结构，证实了DNA的确同时具备冯诺依曼指出的两个基本功能。 二十世纪初，哥德尔、图林、彻基等人指出，无论机器是用何种材料制成的，机器流程的实质，即导致机器行为的，根本就不是机器本身，而是一种抽象的控制结构，是可以用一种规则来表示的程序。这也就是说，机器的机制在于软件，而不是硬件。同样，生命体的生命力存在于分子的组织之中，而不存在于分子本身，分子本身只是维持生命体代谢的必要条件。冯诺依曼的元胞自动机这个概念及其理论系统就是一种自我繁衍机制的抽象理论。它想象一个可编程的宇宙，在这个宇宙中，时间是离散的，空间是一个个分离的细胞格。每一个细胞都是一个极为简单、抽象定义的计算机，一个有限的自动机。在任何一个时间和任何一个细胞中，自动机都会仅存在于无限多个状态中的唯一的一种状态之中。每一个时间变化，自动机就会转入一个新的状态，这种新的状态是根据其当前的状态及其邻居的状态所决定的。规律演化规则被编入细胞的转换表内，告诉每一个自动机根据其邻居的状态做出改变。于是，冯诺依的元胞自动机模型证明：如果将自我繁衍看成生命体的唯一特征，那么机器也能做到。 1984年，美国加州理工学院的物理学家史蒂芬沃尔夫雷姆指出：元胞自动机不仅具有丰富的数学结构，而且与非线性动力学深刻相似。他在定量的计算机实验的基础上，根据CA演化的长期动态，将CA的动力学行为分为四类 ： ①平衡型。趋于一个空间平稳的构型，即元胞的状态不再改变，对应动力学中的不动点； ②周期型。趋于一系列简单的结构或周期结构，对应动力学系统中的周期轨道； ③混沌型。表现出混沌的非周期行为，对应动力学中的混沌； ④复杂型。出现复杂的局部结构，产生自组织现象。 CA具有非常深刻的思想性，这反映在许多范畴之中。 第一，简单与复杂。CA模型非常简单，但是非常简单的演化规则却能产生出复杂的现象。若元胞的状态有k种，状态的更新由自身及其四周邻近的n个元胞状态决定，那么可能的演化规则数，即元胞自动机的种类有 种，这是个很大的数目，这正是模拟复杂现象需要的条件。在四种类型的CA中，复杂型的演化在常规动力学系统中找不到相对应的行为。但这种类型的行为却正是CA最为精妙之处。它总在不停地变化，但又不是完全的混沌，而是在繁衍、生长、重组。这种类型的最著名的例子就是生命游戏。 第二，局部与整体。CA是全离散的，演化规则是针对局部单元间的相互作用。这与复杂系统是相类似的，如神经元组成的大脑、个体组成的社会等。在这种系统中实际上是按照一种自涌计算（emergent computation）来运作的，即高层次的宏观整体本身没有算法，而是数量庞大的微观局部计算所表现出的一种自涌行为。这种行为的另一个典型是神经网络。 第三，无序与有序。序是反映事物的组成规律和出现的顺序，单个事物或因素不存在序的概念。系统的序结构反映系统内部组成要素之间有机联系方式和相互作用的顺序。平衡、对称与无序一体，非平衡、破缺与有序相连，非平衡是有序之源。在CA中，同样的演化规则却可能既产生有序的行为，又产生无序的行为。这正与生物进化相似，衍生出丰富的多样性，更有序的结构往往是更能适应环境的，它们会在自然选择中生存下来。 第四，确定与随机。复杂系统中单元的相互作用往往是比较简单的确定性过程，但系统行为是复杂的，不可预测的。CA与Turing机是等价的，因此，它具有强大的计算功能。但同时，它也是不可判定的，即不能用有限的程序步骤对CA演化的终态给出一般性答案。同时，复杂型CA远离平衡但又并非混沌，是亦此亦彼而不是非此即彼，是一种混沌的边缘，即保持在秩序和混沌的临界点上。所以CA中存在确定性与随机性的高度统一。 第五，偶然与必然。复杂型CA的演化虽然具有自相似性，但并不是过去的简单重复，而是不可逆的发展变化。尽管不可前知会出现那种类型的CA，但它一定蕴含在其初始的细胞分布状态、边界条件和演化规则之中。因此，在CA的变化过程中包含着偶然性和必然性的统一。 由于CA在计算模式上天然是同步并行的，所以它与当今对非冯诺依曼体系结构计算机的研制方向是一致的。因此，随着计算机技术的进步，CA在计算机模拟复杂系统方面必将具有越来越广阔的前景。 6结束语 研究复杂科学的目的在于找到规律的统一。对于非线性、不规则的复杂问题，传统解析数学几乎无能为力，在研究方法和技术上只能依靠计算机和实验数学方法，对理论分析难以处理的复杂问题给出丰富的、系统性的、感性直观的启示。计算机可以计算和模拟许多客观世界中，甚至于想象世界中的复杂问题，可以建立模型，方便地修改参数，动态观察结果。对数学科学本身而言，利用越来越先进的计算机，现代数学甚至未来的数学将会是实验的数学。 复杂科学研究依赖于计算机，而计算机本身并不以复杂取胜，相反计算机工作原理是非常简单的，它是以快取胜、以多取胜。这也启示我们，复杂与简单是相对又相通的。复杂源于简单，复杂系统由简单单元构成，同时原来简单的事物随着认识深化可能变得复杂。诚如《道德经》所言图难于其易，为大于其细；天下难事，必作于易，天下大事，必作于细。
个人分类: 观察思考|5081 次阅读|1 个评论
骐骥驽马
entropy 2008-4-30 09:24
此人已经死了吧，那要看怎么定义死了。 了解这个家伙的更多经历:
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