养牛的制约因素是什么原理,牛粪一般怎么处理

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华北地区的污染和保护

华北地区的污染和保护

自20世纪70年代以来,随着农村人口的快速增长和农村经济的不断发展,农业综合开发规模和乡镇工业对资源的利用强度日益扩大,使我国农村本来就已经短缺的资源和脆弱的生态环境面临着越来越大的压力。中国的区域和人口重点在农村,农村生态环境恶化趋势不从根本上扭转,将不仅严重影响和制约农业稳产增收、农民脱贫致富和农村现代化进程,使“三农问题”变成越来越难解的症结所在,而且也将直接影响我国社会经济可持续发展,严重威胁广大人民群众的身体健康,关乎食品安全和社会稳定。因此,加强农村生态环境保护不仅是当前农村经济社会发展中一项紧迫而又艰巨的任务,而且也成为我国新时期生态环境保持工作的重中之重。

一、中国农村生态环境现状堪忧

(一)农业资源日趋减少和退化

中国虽然国土辽阔,但人均耕地不足世界人口平均的45%,而且优质耕地少,可开发的后备资源少。据初步统计,我国荒漠化国土面积已占到国土面积的27.3%,沙漠化速度从1994年的2460平方公里增加到2002年的3436平方公里;我国水土流失面积367万平方公里,平均年增1万平方公里。①尤其自1998年以来,随着工业化和城市化进程加快,各种非农使用及其他各方面的原因,使耕地大幅度减少了6364万亩,年均减少超过1千万亩,部分沿海省市的人均耕地面积已经低于联合国粮农组织提出的0.8亩警戒线。②另据报道,我国酸雨面积已占国土面积的40%以上;重金属污染面积至少2000万公顷,农药污染面积约1300万—1600万公顷;我国因固体废弃物堆放而被占用和毁损的农田面积已达200万亩以上,农田退化面积占农田总面积的20%。③我国目前土地质量差、退化严重的区域也就是我国生态环境恶化严重的区域。

我国属于森林资源极为贫乏的国家,而且森林采伐量和消耗量远远超过森林生长量。大小兴安岭林区已经过量开采,南方某些林区的开采也已到了极限。我国森林密集地区包括东北、四川、海南等地,毁林速度惊人。近10几年来,我国森林覆盖率虽然逐年增加,但同期有林地单位面积蓄积量却在下降;生态功能较好的近熟林、成熟林、过熟林不足30%,④森林资源总体质量仍呈下降趋势。

我国草原生态目前仍呈“局部改善,总体恶化”的趋势。全国已有退化草原面积1.3亿公顷,并且每年还以2万平方公里的速度蔓延。由于草原生态建设投资大,周期长,见效慢,而工农业的发展又将占用大量草地,所以草原退化与减少的状况近期还难以根本改变。另外,由于对草地的掠夺式开发,乱开滥垦、过度樵采和长期超载放牧,使全国草地面积逐年缩小,草地质量逐渐下降。加之近年来中国北方草原地区降雨量减少,以及草场的病虫和鼠害也加速了草原退化,草原退化又进一步导致这些灾害加剧。

我国水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,但人均只有220立方米,而现实可利用的水资源量则更少,仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900立方米,其分布极不均衡,是全球13个人均水资源最贫困的国家之一。水是生命之源,农业之源。有统计表明,在我国农业自然灾害中70%是水旱灾害,而水旱灾害中旱灾又占70%;淡水退化面积占淡水总面积的33%。⑤

我国是一个生物多样性大国,但生物物种灭绝和濒危趋势发展很快。由于野生物种生态环境的退化和破坏,加上一些地区滥捕、滥猎、滥采,导致野生动植物数量不断减少。全国共有濒危或接近濒危的高等植物5000种,占总数的20%。20世纪中国已经灭绝的野生动物有普氏野马、高鼻羚羊。在《频危野生动植物国际贸易公约》中列出640种世界濒危物种中,中国有156个物种,约占总数的1/4。⑥同时,遗传资源遭到严重破坏。如山东黄河入口和黑龙江三江源的野生大豆,云南、广东、海南的野生稻,由于石油开发、农田开垦和人畜侵害,其面积不断缩小,有的地方已经绝迹。另外,近年来转基因生物环境释放面积和商品化品种的扩大,对我国生物多样性、生态环境和人体健康构成潜在威胁与风险也随之增加。

此外,外来生物入侵危害严重。目前已知我国至少有380种入侵植物,40种入侵动物,23种入侵微生物。外来有害生物对我国农业产生了直接的危害,带来了巨大经济损失。据专家们估算,仅几种主要入侵种每年造成的损失就高达574亿元,入侵种造成的总体损失每年数千亿元人民币。⑦

(二)农村环境污染源点多面广

随着“农村工业化”步伐的加快,城市工业向农村转移,乡镇工业造成的环境污染逐年增加。根据2000年全国环境统计公报显示,我国乡镇工业废水排放量达41.1亿吨,化学需氧量排放总量254.3万吨,废气排放量463.3万吨,工业废弃物产生量15008.8万吨,工业固体废物排放量2143.4万吨。⑧目前,乡镇工业化学需氧量、粉尘和固体废物排放量占全国工业污染物排放总量的比重均接近或超过50%。⑨这些都对农村生态环境造成巨大威胁。

随着城市化进程的加快,小城镇和乡村聚居点人口迅速增加,城市化倾向日趋明显。但与城市相对规范的规划、较完善的基础设施相比,小城镇和乡村聚居点在这些方面明显落后,绝大部分城镇的生活污水未经处理而直接排入河道,成为农村内河水污染的主要来源。据统计,全国农村生活污水日排放量为2320.5万吨,其中总氮日排放量约为283.1吨,总磷约为56.6吨。⑩另外,大多数村镇没有无害化垃圾填埋场,生活垃圾被随意抛弃在河塘或低洼地,不仅影响城镇卫生,而且造成河流淤积,污染水体。此外,大量的秸秆被焚烧或抛弃于河湖沟渠或道路两侧,浪费了大量资源,污染大气和水体。这些已经成为环境保持的突出问题和影响人体健康的主要因素之一。

随着农药、化肥以及地膜等的大量采用,对自然环境造成污染,敲响了生态灾难的警钟。2000年,全国农药使用量128万吨(成药),平均每公顷用量约14公斤,比发达国家高出1倍,但利用率不足30%,比发达国家低20%。农药大部分进入水体、土壤中,使自然环境受到不同程度的污染。农药污染破坏生态平衡,威胁生物多样性。目前我国化肥年使用量达4124万吨,按播种面积计算,平均每公顷化肥施用量达400公斤以上,远远超过发达国家为防止化肥对水体污染而设置的每公顷225公斤安全上限。紒纭矠但化肥有效利用率很低,氮肥平均利用率为30~40%,磷肥10~20%,钾肥35~50%。化肥流失加剧了湖泊和海洋等水体的富营养化,造成地下水和蔬菜中硝态氮含量超标,影响土壤自净能力。农业面临污染对人类健康的影响不容忽视,据调查,累积于饮用水源特别是井水中的化肥氮磷和农药对至少13个省份、数以百万计居民的健康构成威胁。近20年来,我国农用塑料使用量猛增,特别是地膜的用量和覆盖面积已居世界首位。目前平均每年有45万吨地膜残留于土壤中。由于农膜很难降解,影响土壤通气和水肥传导,造成粮食减产。

我国迅速发展起来的规模化畜禽养殖带来的污染问题也日渐突出。据统计,1999年全国畜禽粪便产生量约为19亿吨,而当年全国产生的工业固体废物为7.8亿吨,畜禽粪便产生量是工业固体废弃物产生量的2.4倍。其中规模养殖产生的粪便相当于工业固体废弃物的27%;山东、广东、湖南等地区规模化畜禽养殖物的粪便产生量已相当于本地区工业固体废物的40%。全国畜禽粪便的COD总量达7118万吨,远远超过工业废水和生活废水COD排放量之总和。紒紝矠由于绝大多数养殖场没有污水处理设施直接超标排入农业环境,畜禽污染造成了水体富营养化,水质恶化,致使土壤板结和盐渍化。此外我国农村医疗垃圾污染也很严重。

农业生态环境恶化导致农产品污染加剧,滥用饲料添加剂导致畜产品中有害物质不断超标,极大地影响食品安全,危害人体健康。据披露,每年我国消费者因食物残留农药和化学添加剂中毒的人数超过10万人。从南方的“瘦肉精”到北方的“有毒菜”,近年来,一波波有关食品安全的新闻不绝于耳。据农业部对工矿企业区、污染灌溉区等重点区域主要农畜产品污染情况调查,其污染物超标率达18.5%,2000年对部分省会城市农贸市场果菜的抽样检测结果表明,水果、蔬菜农药超标率为20%左右。

二、加强农村生态环境保持的对策

如上所述,农村生态环境问题种类繁多,分布面广,治理难度大,它已不是农民自己能解决的问题。如不及早重视,防范和治理,将会造成比现在城市生态环境更复杂、更有害、更难治理和恢复的被动局面。各级政府和职能部门应将加强农村生态环境保护摆上重要位置,制订政策,研究措施,落实目标责任。

(一)从战略高度关注农村生态环境安全

针对我国农村生态环境的严峻形势,国家必须强化社会公众的农村生态环境危机意识,大力宣传农村生态环境安全的内涵、特点、迫切性以及未来国家农村生态环境安全发展趋势,将当前与今后存在的生态环境问题和对经济社会发展的不利影响与严重性告诉公众,使公众认识到农村生态环境的进一步恶化将对人类生存和发展构成广泛和严重的威胁,同国防与军事安全一样,农村生态环境安全是国家安全的重要组成部分,而且是国家生存和发展的安全基础性部分。基于此,必须从我国农村生态环境安全与粮食安全,经济安全以及社会安全相互关联的角度增进对农村生态环境安全的认识,增强全民生态环境意识与参与意识。必须突破传统、封闭的农业生态安全观,树立经济、生态、社会、政治、文化全面和谐的科学发展观,从片面追求农业和农村经济增长,转变为农村经济、生态、社会、政治、文化全面和谐发展。

(二)建立全面协调平衡的农业生态系统

为了控制农业生产过程中所造成的资源浪费、环境污染问题,有利于农业资源的合理开发与利用,应积极建立全面协调平衡的农业生态系统。为此,要正确运用生态学原理,尽力避免或淘汰那些有害于生态平衡和良好环境的农业措施,以逐步改善农村生态环境。要科学分析农业生态系统中各种资源组合的特点以及其相互作用变化的规律,选择最优要素组合,以发挥资源的优化组合功能。要根据各地的自然地理条件和农业产业结构实际要求,建立各具特色的持续平衡的农业生态体系,在经济效益、社会效益、生态效益相兼顾的前提下,探索最少投入、最大产出的各种构成模式(如生态农业、立体农业、有机农业等),提高综合效益,促进农业生产的持续稳定发展。要逐步对主要农业土地、水资源、森林、草地、生物资源进行合理开发利用,并形成科学的监测管理系统,把开发利用、保护治理、资源增值三个方面有机结合起来,使有限资源得以永续利用,使可再生效益获得更多的增值。紒紟矠当前,尤其要进一步治理整顿土地市场秩序,坚决清理整顿各类名目繁多的开发区,落实最严格的土地保护制度,严格保护耕地,特别是严格保护基本农田。

(三)健全农村生态环境保护的法规制度

纵观各国对农村生态环境问题的防治,都是运用法律和制度手段,发挥政府的主导作用,将生态环保政策作为一种经济发展政策,强调生态环境措施的多样性、创新性和灵活性。为了从源头上防止农村环境污染和生态破坏,或者即使产生也可以采取治理措施把问题减少到最小限度,需要政府一系列的法律保障和制度设计。首先,要建立健全与农村生态环保有关的法规,切实执行《水法》、《水土保持法》、《森林法》、《清洁生产法》、《环境保护法》,加快制定《自然资源法》、《防治沙漠化》、《有机废弃物排放法》等与农村生态环境相关的法律并严格执行,在宏观政策层面做到有的放矢。其次,要建立公共政策农村生态环境影响评价制度,以从政策源头上把关,控制生态环境问题产生。第三,建立综合决策和协调机制,把农村生态环保的内容切实纳入国民经济整体战略规划和各级政府计划中,加强集成。第四,制定国家“十一五”农村生态环保专项规划,实施“农村小康环保行动计划”,开展创建文明生态村活动。第五,建立对农村和农村经济的绿色统计及审计制度,改变过去忽视生态环境效益的评价方法,开展绿色经济核算,扣除农业资源和农村环境损耗。第六,强化政府社会管理和公共服务功能,以解决农村自身难以消除的外部不经济问题,利用各种手段激发农村生态环保的内在动力。第七,建立健全农村生态环境的治理制度,如积极运用环境资源税、公共财政、财政补贴、低息贷款等经济手段建立国家农业生态补偿机制;综合运用排污许可证制度、排污权交易制度、抵押返还制度、环境损害责任保护制度、垃圾处理转移支付等制度,控制农村城市化、农业工业化过程中污染产业的发展对农村生态环境的破坏。第八,科学地构建农村生态环境的安全体系,提高农村生态环境灾害的应急能力,减轻灾难的损失。为此,尽快建立健全国家和区域两个层次的农村生态环境安全监测和评估系统以及预警和应急系统。

(四)为改善农村生态环境提供科技支撑

科学技术对于我国农村生态环境起着举足轻重的作用。因为科技的发展,可以为缓解资源短缺、改善生态环境质量提供有效的手段,并且生态环境资源问题也是科技问题,今后许多生态环境资源问题的解决将更依赖于科技的发展。我国农村生态环境科技的发展战略思路应以统筹人与自然的和谐发展为指导,以解决我国农村生态环境中的重大问题和改善生态环境为基本出发点,以转变不可持续的生产和消费方式,提高资源生产率为核心,区域和系统的综合防治为重点,通过自主创新与综合集成研究,建立与农村全面小康社会目标相适应并符合我国国情的生态环境科学理论和技术体系,为农村生态环境质量明显改善和促进农业的可持续发展提供科技支撑。当前,尤为迫切的是,通过科技进步相对减少农业经济增长对资源特别是不可再生的自然资源的需求,用现代科技克服农村生态环境在协调发展中的限制因素,减轻经济活动对自然环境的过载压力,形成或再造新的环境承载力。同时,努力实现农业生产技术生态化、生产过程清洁化、生产产品无害化。积极推广控制农业面源污染的施肥和施药新技术,提高化肥和农药的效率,减少对环境的影响。大力推广病、虫、草、鼠害的综合防治技术,加强生物防治技术,逐步形成高效益、低成本、无公害的综合防治系统。积极推广秸秆还田技术、玉米秸秆养牛、养羊过腹还田技术和秸秆种植菇类技术。大力开发适合农村污染物控制的生态技术。大力加强技术推广体系建设,改进对农民的技术服务支持,全面形成保障农村生态环境质量有明显改善的科技能力。

(五)加大对农村生态环境的管理力度

农村各级领导,尤其是县、乡镇领导要重视本地区的生态环境保护工作,将生态环保提到政府工作的重要议事日程上来。要统筹规划,在编制农业区域规划,城乡建设规划时充分考虑本地的生态环境资源和存在的环境问题,协调制定有关规划。要抓住重点,坚持把农村生态环境保护同水利工程建设结合起来,开展小流域综合治理,控制水土流失。要落实责任,开展乡镇企业环境综合整治,尤其对乡镇企业发达地区,进行区域污染防治,实行总量控制与浓度控制,落实目标责任。要按生态城镇的标准和要求,搞好城镇基础设施建设。农村生态环境保护涉及经济、政治、文化各个领域及组织、管理、考评等一系列问题,是一个复杂的系统工程。为确保农村生态不断地得到改善,必须建立健全一套长效的建设管理机制,使农村生态环境保护工作不因领导人的更换而停滞,不因领导人的偏好或注意力的转移而改变。为此,应当通过探索建立权责明确的组织指挥体系和目标考核机制,协调联动、齐抓共管的工作机制,依法管理农村公共事务的机制等,使农村生态环保工作规范化、经常化、制度化。这是搞好农村生态环境保护的重要保证。

一、保护生态环境的意义

农村生态环境的保护,是关系农村经济和社会发展的大事,不仅直接影响当代人民的生活环境,而且将影响子孙后代的健康,因此,农村生态习;境状况研究应是农业区划工作中不可缺少的重要组成部分。当前,天津市同国内许多地方——样,存在着环境污染从城市向农村转移的趋势,农村的环境保护已成为不可忽视的环境保护工作的战略重点。

为加强农村环境保护,国务院指出;“当前我国的环境污染和自然资源、生态平衡的破坏已相当严重,影响人民生活,妨碍生产建设.成为国民经济发展中一个突出的问题”。实践告诉我们:对于农村环境,水、气、土壤和作物的污染。以及水土流失、盐碱化、地面下沉等自然生态的破坏,一旦出现,要恢复原有环境状况就十分困难,有些甚至是不可逆转的。

天津市农村生态环境状况,在1986-1993年八年间,随着国民经济的持续发展,环境保护事业的加强,农村生态环境污染发展的趋势得到一定程度地控制和缓解,通过对城乡企业的污染控制和管理,绿化工程的建设,生态农业的推广。无疑对改善农村生态环境起到积极作用。但是,也应当看到我市局部地区的土壤、作物、蔬菜污染相当严重,部分农、畜、渔产品品质有所下降。地面水污染、地面下沉问题还很严重。这就需要认真贯彻“预防为主,防重于治”的环境保护基本方针,从宏观和微观两个角度去调整控制污染.才能促使我市的农村生态环境逐步改善,实现农业良性循环。

二、水环境的污染与控制

天津市水源不足,矛盾已十分突出。随着工农业经济的发展,对水的需求不断增加,防治水体污染,改善水环境的质量,更成为农村环境保护的一个重要问题。

(—)地表水体的污染情况

1.河流的污染

天津市地表水体从天津市环保监测中心的历年水质监测来看.除作饮用水源的引滦输水系统(包括输水河道和水库)水质处于良好状况外、其它水体(海河、水定新河、独流减河、北京排污河、马厂减河、南运河、金钟河、青龙湾河、北运河.

永定河、蓟运河、还乡新河、潮白新河、子牙河、洵河、大清河等)均存在不同程度的污染问题。

(1)引滦河道的水质状况滦河水是天津及大部分农村的饮用水源。主要水质指标高锰酸钾指数、氨氮、氯化物等保持和接近地面水二级标准。是目前我国大城市中水质最好的饮用水源之一。1986年以来监测数据表明,八年来水质变化不显著。但是,河北省和天津市引滦沿线工业和城镇污水、明渠泄漏污水以及于桥、尔王庄水库的人为活动等,对水质的污染影响不容忽视,特别是引滦上游水土流失问题,是引滦水源保护值得重视的重大问题。

(2)海河的污染状况海河为天津市备用水源和灌溉水源。是我市重要的一

级河道。上游来水很少,海河水量呈季节性变化,受沿河两岸城镇排污和下游的海水上溯及天津碱厂污染影响,河水水质污染较重。

海河污染的主要特征是:咸污染和有机污染。主要污染指数为PH、氯化物、高锰酸盐指数、生化需氧量和氨氮等。海河上游河段水体氯化物、高锰酸盐指数自上而下呈梯度增强。油污染在河段呈两头高、中间低势。海河下游河段水体污染以咸为制约水质质量的主要因素,但有机污染和氮污染较重。总之,海河水体基本上处于富营养状态、夏季藻类滋生,局部河段曾产生“水华”,并有恶臭现象(见表3-l、表3—2)。

表3—2海河上游(三岔口—二道闸)水质综合质量指数历年比较

(3)其它重要河流污染状况全市其它15条重要河流为农灌用水和输水河道,均已受到污染。河流的水体污染是以咸和耗氧有机污染为特征的。河水中氯化物、PH、氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量是主要污染物。油类、酚、砷、六价铬,亦有检出。15条河流河水氨氮普遍超标,超标变幅6.7—95.8%;11条河流高锰酸盐指数超标变幅10.3~100%;13条河流氯化物超标变幅14~100%,同时,氨氮高锰酸盐指数、氯化物污染面广。

在15条河流中,以永定新河、青龙湾河、北京排污河、独流减河、北运河、南运河、金钟河水质污染较重。年际变化中,永定新河、独流减河、北京排污河、青龙湾河污染有加重趋势(见表3—3)。

河流水质污染主要原因,是近几十年来华北地区年降雨量偏少,河流无沥水由流补给,河水量偏少,很低的河床水位长年处于滞流状态,有的河流上游河段出现干涸.下游河段水量甚少,部分河流连年接纳城镇工业和生活污水,污染物随水进入河流污染水体,使水体富营养化程度提高。特别是利用河流蓄纳污水,引用污水灌溉,沥水入河影响了水质质量。另外,多数河流下游位于滨海河口地区。由于倒地理地质环境的影响,使水体处于污染状态。

养牛的话,牛粪一般怎么处理

养牛的话,牛粪一般怎么处理

牛粪处理

1、从牛粪中提取有机甲烷作为汽车动力

伴随着石油价格的不断攀升,世界各国的科学家,都在试图寻找替代石油的能源。美国西华盛顿大学最近研发用牛粪代替汽油,既经济又环保。该国从牛粪中提炼出有机甲烷,作为汽车的动力来源,而且其生产费用,只有汽油的一半而已。有机甲烷的生产过程,比生产石油的费用便宜了将近一半,而且这种气体没有味道,也排放较少的二氧化碳,比汽油更加环保且经济。利用牛粪提炼出的有机甲烷,可以加到任何一辆以天然气为能源的车辆中。每头牛每天所产生的粪便,可供一辆车跑24公里。

2、利用牛粪产沼气并发电

山东省一家牧场建设的沼气示范工程是农业部批准建设的第一批规范化奶牛场大型沼气发电能源环保型示范工程,总投资300多万元。平均日产沼气2400立方米,日发电2880度,年产沼气86.4万立方米,年发电103.6万度。同时,实现了污水循环利用,达到污水零排放,沼气的利用有助于减少温室气体的排放,对于保护环境,确保蓝天绿水不被污染发挥着巨大的作用。

随着奶牛养殖场大型沼气发电工程正式投入使用,它每天将处理牛粪100吨,发电1500多千瓦时。这个发电项目每年将发电50万千瓦时,足够供应整个养殖场和奶牛文化园的日常用电,项目还同时产生沼液沼渣2000吨,制成混合肥料后,年实现经济效益40万元,牛粪发电项目拓宽了养殖场多元化发展的路子,增强了企业经济实力。

3、利用牛粪养殖蚯蚓产业

据资料记载:干牛粪中含粗蛋白质10%~20%,粗脂肪1%~3%,无氮浸出物20%~30%,粗纤维15%~30%,牛粪中有70%的粗蛋白质可以被单胃动物所利用。宁夏一家养殖厂利用牛粪饲养蚯蚓,年创产值1500万元。该县奶牛、肉牛养殖量已达到10万多头。牛粪处理成为让养殖户头痛的问题。2006年永宁县科技特派员在望洪镇靖益村创办了占地500亩的三鼎蚯蚓养殖厂,利用经过发酵处理后的牛粪养殖蚯蚓,形成以“蚯蚓产业链”为核心的生态农业新模式。据悉,蚯蚓可以做家禽饲料,还能做保健品和药材;蚯蚓粪可制成活性复合肥,返回田间作为种植蔬菜、果树、花卉和粮食等农作物的肥料。

4、用牛粪给牧场“供暖”

哈尔滨市一家牧场把500头奶牛产生的粪便制成燃料用作取暖,在年节约近千吨燃煤的同时,又解决了令人头疼的牛粪污染难题。

2000吨牛粪便无害化处理项目自去年投产以来,已取得了良好的经济效益和社会效益。项目实施企业哈尔滨良种奶牛繁育中心饲养奶牛500多头,每天产生粪便近30吨,不仅对牧场及周边环境造成严重污染,而且给场区防疫带来困难。为此,近年来该企业与我市一家环保设备公司联合研发了牛粪处理设备,随着农开资金的扶持,这一项目实现了产业化。将牛粪制成固体生物质燃料,且不受季节因素限制。这种燃料是将牛粪便晾晒经烘干机烘干后,添加助燃剂、粘合剂制成。据测试牛粪燃料燃烧时的热量平均可达4000大卡。目前,牧场每天牛粪处理能力可达75吨,生产固体燃料25吨,满足了该场生产及部分家属区采暖用燃料所需,牧场周边的小工厂、浴池、学校及农民的使用量也很可观,年节约燃煤近千吨

5、牛粪发酵栽培食用菌

牛粪含有丰富的有机质和N、P、K等元素,加入一定的辅料堆制(如秸秆、稻草等)发酵后,可以栽培食用菌:把大量的牛粪集中起来晒干,将农作物的秸秆粉碎后与牛粪掺在一起,在畜禽粪便中加入含碳量较高的稻草或者秸秆调节C/N,再添加适当的无机肥料、石膏等,经过发酵后便成了食用菌的培养基。培养基再经过分装、灭菌、冷却后与食用菌进行接种培养,最终栽培出食用蘑菇。

奶牛场牛粪产生量很大,堆放是解决不了污染的问题(美其名曰:腐熟堆积发酵法)。需要奶牛业主及相关部门引起足够重视,利用当地资源,采取有效机制,切实把牛粪变废为宝,开辟利用资源、保护环境的新思路。

耗散结构理论中,平衡和有序的区别是什么

耗散结构理论中,平衡和有序的区别是什么

什么是耗散结构理论(Dissipativestructuretheory)

耗散结构的概念是相对于平衡结构的概念提出来的,它提出一个远离平衡态的开放系统,在外界条件发生变化达到一定阈值时,量变可能引起质变,系统通过不断地与外界交换能量与物质,就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态。耗散结构理论成功地引用到某些系统。

一座城市可看作一个耗散结构,每天输入食品、燃料、日用品等,同时输出产品和垃圾,它才能生存下去,它要保持稳定有序状态,否则将处于混乱。现代经济系统也是一个非平衡的开放系统,系统内部各部门的联系是非线形的,存在着有规律的经济波动和无规律的随机扰动,因此也是一个耗散结构。

20世纪70年代,比利时物理学家普利高津提出了耗散结构学说,这也是一种系统理论。耗散结构的概念是相对于平衡结构的概念提出来的。长期以来,人们只研究平衡系统的有序稳定结构,并认为倘若系统原先是处于一种混乱无序的非平衡状态时,是不能在非平衡状态下呈现出一种稳定有序结构的。普利高津等人提出:一个远离平衡的开放系统,在外界条件变化达到某一特定阈值时,量变可能引起质变,系统通过不断与外界交换能量与物质,就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态,这种远离平衡态的、稳定的、有序的结构称之为“耗散结构”。这种学说回答了开放系统如何从无序走向有序的问题。

耗散结构理论的研究内容

耗散结构是在远离平衡区的非线性系统中所产生的一种稳定化的自组织结构。在一个非平衡系统内有许多变化着的因素,它们相互联系、相互制约,并决定着系统的可能状态和可能的演变方向。这些因素可以归纳为两类:其一是广义流,其二是广义力;而且广义流依赖于广义力。一般地说,这两类因素之间的相互依赖关系是一个复杂的非线性函数。一个典型的耗散结构的形成与维持至少需要具备三个基本条件:

一是系统必须是开放系统,孤立系统和封闭系统都不可能产生耗散结构;

二是系统必须处于远离平衡的非线性区,在平衡区或近平衡区都不可能从一种有序走向另一更为高级的有序;

三是系统中必须有某些非线性动力学过程,如正负反馈机制等,正是这种非线性相互作用使得系统内各要素之间产生协同动作和相干效应,从而使得系统从杂乱无章变为井然有序。

普利高津认为,自组织现象是普通存在的。激光是一个自组织的系统,光粒子能够自发地把自己串在一起,形成一道光束。这道光束的所有光子能够前后紧接,步调一致地移地。飓风也是一个自组织的系统。自组织系统的机理是对称性破缺。这种对称性破缺的序都不包含在外部环境中,而根源于系统内部,外部环境只是提供触发系统产生这种序的条件,所有这种序或组织都是自发形成的。

在《确定性的终结》(TheEndofCertainity)一书中,普利高津还接受了比希里歇尔(ChristofK.Biebracher)等对“自组织”的观点:“自然界中的组织不应也不能通过中央管理得以维持;秩序只有通过自组织才能维持。自组织系统能够适应普遍的环境,即系统以热力学响应对环境中的变化作出反应,此种响应使系统变得异常地柔韧且鲁棒(Robust的音译,即“健壮、强壮”),以抗衡外部的扰动。我们想指出,自组织系统比传统人类技术优越,传统人类技术仔细地回避复杂性,分层地管理几乎所有的技术过程。”

皮亚杰的“自我调节”中的“调节”,是有目的性结构化的涵义的。而普利高津则超越了皮亚杰。他的“自组织”区别于“自我调节”,他的“自组织”超越了附带预定的或目的性的、结构化的调节概念,是“开放的”组织。“自组织不是目的论的(teleological)(向预定的目的运行的);它甚至也不是目的性的(teleonomic)(有目的地适应环境,如生活的维持和生活的功能)。”相反,自组织是“开放的”。“未来从现在(和过去)之中演变而来,依赖于已经发生与仍在继续发生的交互作用。”

自组织的提出具有极为重要的意义。热力学的第一定律是能量守恒定律。第二定律的含义是所有的能量转化都是不可逆的。其中熵(shāng)是一个重要概念。“熵是这样一个量,它在有耗散的情况中不停地增长,当所有进一步做功的潜力都耗尽了以后,熵就达到了最大值,熵达到了最大值就意味着能量的耗尽、系统的毁坏。”

熵的汉语解译:熵在物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。在科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量(liàng)度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。

在某种意义上说,这是一条可怕的定律,由此观之,宇宙的总熵是在无情地朝着它的极大值增长。一旦达到了最大值的那一刻──热寂状态,那就是宇宙死亡之时。是普利高津的自组织理论给了人们新的希望。因为系统中有许多“自组织现象”,即在系统组建后,虽然也有着日益毁坏衰败的趋势,但其内部也产生着调节建设的倾向。自组织有赖于自我加强:在条件成熟的情况下,微小的事件会被扩大和发展,而不是趋于消失。如果说热力学第二定律这支箭头将系统引向衰败,那么自组织则是一支反向的箭头,它将系统引向自我完善。

耗散结构理论的运用

耗散结构理论主要讨论了系统在与外界环境交换物质和能量的过程中从混沌向有序转化的机理、条件和规律。它深入浅出地揭示出世界上一切事物的本质,也包括企业管理。对于现代企业组织来讲,最基本的过程就是"投入——产出",一方面是原材料的购进,能源的持续输入,另一方面通过加工后形成产品,在市场尽快地销售以使资金很快地回收。无论是输入还是输出,一旦停下来,企业内部所有秩序或结构都将会瓦解。显然,企业的一切基础都是依赖于这个开放的输入输出过程。这就是一个典型的耗散系统。

将耗散结构理论引入企业管理学中,我们得到了管理耗散和管理耗散结构的概念。所谓管理耗散是指当一个远离平衡态的复杂企业组织不断地与环境进行物质、能量和信息的交换,在内部各单元之间的相互作用下,负熵增加,使组织有序度的增加大于自身无序度的增加,形成新的有序结构和产生新的能量的过程。而管理耗散结构就是管理耗散过程中形成的自组织和自适应企业组织系统。企业管理的实质是一个负熵的过程。

任何企业管理系统部是开放系统,内部的控制都要以与环境的输入输出为条件,必须不断与外部环境进行物质、能量、信息的交换,表现为人才、物质、资金、设备、产品等与外部环境的交流。只有当这个交流处于平衡状态时,才能保持其管理结构的不断改善和管理水平的不断提高。即负熵值的持续增加。否则,系统将不能运行,致使系统的内部人力、物力、财力调配发生困难,系统熵值增加。

1、熵的产生

企业中的正熵流生成于企业的内部矛盾之中;这些矛盾冲突不断地产生正熵,并促成正熵的持续增加。正熵是企业不稳定的源泉,正熵的不断增加必然导致企业管理效益的降低。在企业的日常经营管理中,生成正熵的因素有:

拉帮结派,形成不利于企业管理的非正式组织;

组织松散,企业处于无管理或半无管理状态;

管理者恣意行使管理权,或凌驾于制度与被管理者之上,造成管理者与被管理者之间的巨大鸿沟,企业内部不是协作而是抵制;

企业员工之间相互猜疑,彼此提防,互不沟通;

各谋私利,只顾个人,不要集体;

工作拖拉,刻意误工等等。

2、负熵的产生

企业的负熵是为了抵消正熵带来的不稳定性,从而维持企业管理的秩序与企业本身的存在。在一个实践的企业之中,正熵的生成在某种程度上带有自发性与主动性特征,甚至于可以认为,在企业之中,正熵的产生是企业运转的一个必然结果:只要存在有企业的经营管理,就一定会产生不利于维持企业经营管理秩序的正熵。但企业负熵的产生却并不如此。企业要想生成用于抵消正熵并以此来强化企业管理的有序度的负熵,则必须依赖于人为因素的强制作用。

也就是说,企业只有借助于从外界人为地施加动力,才有可能在企业内部形成负熵流;或者企业被动地从外部引入负熵流。因此,负熵带有明显的强制施加性。在这一点上,负熵与正熵有着显著的差异。论文认为,企业负熵的产生必须借助于适当的管理制度与强有力的制度执行的保障体系。

在企业之中,有助于生成负熵的因素有:

(1).强化企业管理。实行全员负责制与岗位责任制相结合的管理制度,明确员工的职责与权限,禁止越权与争权;

(2).引导与帮助员工形成与企业整体有相同利益要求、共同行为准则和价值标准,关注并协助企业完成管理目标的非正式组织。避免非正式组织与企业整体发生利益冲突,弱化非正式组织的不利影响,鼓励与企业整体协同一致的非正式组织的存在与发展,及时发现并拆散不利于企业发展的非正式组织;

(3).强调沟通的重要性。要求各层次的管理者采用适当的沟通方法、合适的沟通渠道定期与员工进行情感沟通、政策沟通、目标与计划沟通等等,让员工知道他应该知道、有权知道的与企业有关的所有信息,以提高员工对企业关注的程度与积极性,并融洽员工与各管理者之间的关系,从而避免产生不利于企业经营管理的管理者与被管理者之间的矛盾与冲突;

(4).营造良好的企业文化氛围。一种良好的企业文化氛围不仅可以减少企业内正熵的生成,而且更能产生用以抵消企业正熵增加的负熵流。良好的企业文化将能在企业内部形成一股强大的凝聚力,这股凝聚力它一方面会增强员工之间的团结合作意识,减少不必要的矛盾冲突,从而减少内耗,减少正熵的增加;另一方面,在企业出现正熵的增加时,由于凝聚力的作用,群体将会自动生成相应的负熵流,以抵消正熵的增加,从而继续维持企业的存在与稳定。

在一个企业之中,管理的任务在于尽可能避免正熵的增加,消除一切可能导致企业正熵增加的不利因素;当企业出现正熵的增加时,管理者的工作便是采用适当的方法在企业内部生成或从企业外部引入负熵流,以维持企业这一耗散结构的稳定。这就是企业管理的耗散结构原理。论文认为,这一耗散结构原理在未来企业的管理中必将发挥十分重要的作用,对这一原理的运用,必将有利于我国企业、尤其是处于不利境况的国有企业走出生产经营的困境。

耗散结构理论对企业管理的启示

1.开放系统是产生耗散结构的前提

耗散结构理论强调系统的开放性,对于一个企业而言,“开放”是至关重要的,它需要与外界环境永不间断地交换比如它需要采购外界生产资料,从外界购进先进的技术设备,企业需要受到国家法律法规及政策的制约,需要受到工商局的监督,受到税务部门的审核并按时纳税;

另外,为了正常赢利和发展,企业需要时刻关注同类产品市场中的竞争对手,从而采取相应的竞争策略,企业需要以各种途径了解消费群体,与之发生有效沟通,从而采取相应的营销策略;企业需要搞自身形象设计(CI),通过广告宣传,让更多的人了解自己,从而增加自身品牌的受众等等。

整个企业的发展过程都在与外界发生着物质、信息的交换,从采购到生产再到营销,无一不显露出作为系统看待的一个企业对外界开放是至关重要的。因此可以看出耗散结构理论中的“开放性”思想对一个企业的管理起到宗旨性指引作用。

2.耗散结构理论强调非平衡态是有序之源

这一点也明显的体现在企业发展的过程中了,比如,我国近年来各地推行“裁员增效”,提出“竞争上岗机制”,那么这种“竞争”就是一种非平衡态,具体体现在企业内部,它也是存在的,工作人员为了获得更高的工资或使自己级别职称得到提升,会更加积极地努力,扩充自己的知识,提高自己的业绩。最终会使企业的整体生产效率得到提高。

另外,企业对其生产产品的定价管理也是一种非平衡态,当受外界市场的影响,产品价格相对过高而不占优势时,企业就不得不将其价格降低,并达到一种临时性的相对稳定。

3.耗散结构理论提出涨落导致有序的观点

它强调系统中某个微小的变化会带来大的结果性偏差,这体现在营销管理中称之为“马鞭效应”。比如,在“禽流感”突如其来之时,全国上下一片哗然,大量禽、蛋类产品出现滞销,那么作为一个禽类养殖企业,就会宰杀并囤积大量家禽,并投资引进清洁设备,实施裁员增效,有的甚至由于资金不能顺利周转而纷纷倒闭。作为这些企业的管理者,完全应该在亚洲出现“禽流感”首例事件时就能预见到这样的后果,并及时采取措施——低价抛售所有禽类并发展养猪或养牛等第二相近行业。这便是“涨落导致有序”给我们在管理过程中的提示。

另外,又比如一个生产企业,它期初对一种产品的营销组合是这样的:价格策略采用撇油定价法,进行高定价策略;渠道策略采用包含批发商、零售商在内的中间商进行拓展渠道;促销策略采用大量投放广告,提高产品及公司的知名度。当发展一段时间后,企业发现本产品的价格在市场上不具有竞争力,需要降低时,其营销组合中各要素都要发生相应的变化,从而才能适应市场的需求:价格策略变成低价策略;渠道策略改用直销方式;促销策略采用推销人员上门推销方式,并取消广告投入。从而使得营销组合形成一种新的稳定状态。

因此,“涨落导致有序”告诉我们系统中的任何一个元素都有可能随时发生变化,而且任一元素的微小变化都能使得整个系统中的其它元素发生变化,并最终形成一个新的相对稳定状态。具体反映在企业管理中,管理者应该重视发生在企业中的任何意外和变化,并及时采取措施,对相应问题进行整体性宏观调整,从而能够维持企业稳定地发展。

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平衡与不平衡,从系统状态是否具备继续变化发展的可能性的角度来看待

有序与无序,从系统结构化的程度来看待(相关的词语有:熵、混乱程度、意义、功能等等)

稳定与不稳定,从系统做出改变所需的能量大小来看待。

平衡态一般是无序的非平衡态向平衡态迁移的过程一般是有序的

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平衡态一般是无序的

非平衡态向平衡态迁移的过程一般是有序的

作者:组诗耶

来源:知乎

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