工业生物技术与生物经济

生物经济时代即将来临。生物技术产业由医药生物技术、农业生物技术和工业生物技术3个部分组成。医药生物技术产业是未来生物经济的先导,农业生物技术产业是未来生物经济的基础,工业生物技术产业是未来生物经济的支柱。生物炼制是未来生物产业的核心,分子生物学、系统生物学及合成生物学构成了未来生物技术发展的学科基础,能源作物、分子机器、细胞工厂、过程工程和系统工程是现代生物技术的主要技术平台。     

能源微藻与生物炼制

微藻作为重要的生物能源原料,具有巨大的生物质生产潜力。本文结合目前能源微藻在藻种选育、规模培养以及生物炼制方面的研究现状和发展中存在的问题,综述了近年来各国在微藻能源开发方面的重要科研工作,并对微藻能源开发的相关研究方向和进展进行了评述和预测,对能源微藻生物炼制的关键科学问题进行了分析,指出了在高产优质藻种筛选与培育、能源微藻规模化培养以及微藻生物炼制中需要解决的关键科学问题,并提出微藻生物质综合利用以及生态养殖是我国能源微藻产业发展的重要方向。     

我国生物炼制产业发展路线图

随着能源、资源、环境问题日趋严峻,生物炼制在全球被广泛接收和迅速发展。本文介绍了国外政府对生物炼制的推动、我国生物炼制产业发展存在的问题,提出了我国生物炼制产业发展路线图。     

果糖基生物质生物炼制中的基础科学问题

果聚糖是继蔗糖、淀粉之后,植物中第三大储藏性碳水化合物,是果糖的天然来源。利用富含果聚糖的生物质资源,开展基于果糖平台的生物炼制,是一个充满前景并具有挑战性的课题。深入研究基于果糖基生物质生物炼制中的基础科学问题,将有助于推动果糖基生物质生物炼制产业的发展,从而对我国的能源安全、粮食安全、生态安全以及和谐社会的建立产生积极的影响。     

生物质的抗降解性及其生物炼制中的科学问题

木质纤维素资源的化学成分和结构复杂,目前还缺少能够破坏纤维素结构稳定性的低成本技术,生物降解转化的效率还不能适应大规模工业化要求。国内这方面基础研究相对薄弱,急需针对生物质抗降解屏障与生物转化的难点,围绕其中3个关键科学问题开展研究：（1）植物生物质是如何抗生物降解的——从生物降解转化的角度深入研究这一系列抗性屏障的特性,寻求破解之道,是实现生物质高效转化的基础;（2）微生物是如何攻击植物生物质抗降解屏障的——深入研究微生物降解木质纤维素的机理、多样性以及酶系合成调控,探寻人工构建低成本且高效的复合酶系的可能途径;（3）破解抗性屏障和提高转化效率的可能途径——分子生物学和系统生物学研究的发展为生物的定向设计与改造提供了可能,通过设计和改造植物、微生物及其降解酶系,选育适于转化纤维素为大宗平台化合物的微生物,研究其代谢调控,构建代谢工程菌,研究定向转化的过程及相关产品,结合物理化学预处理技术的研究,可望集成和设计出新的木质纤维素类生物质生物转化液体燃料和化学品的综合生物炼制技术方案。     

微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用

芳烃化合物作为最重要的化工原料已经广泛应用于医药、农业和化工产业中,并已造成了严重的环境危害。近年来,利用微生物对芳烃化合物代谢能力的多样性对环境污染进行生物修复、进而解决环境问题引起了广泛的关注。在分子水平、细胞水平和群体水平研究芳香烃代谢机理,不仅丰富了对微生物代谢途径多样性的认识,也是进行生物修复、生物催化、生物转化等相关研究的前提。本文针对近年国内外的相关进展,就微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用等方面进行了综述,并对该领域来束发展方向进行了展望。     

微藻生物柴油产业化技术中的若干科学问题及其分析

近年来由于石油资源日益枯竭、环保（尤其是CO2减排的迫切性）等因素,生物能源的开发日益受到人们的重视。生物能源中的一个重要产品是生物柴油,但制约其发展的关键问题是原料严重不足。微藻合成的油脂是一种极有前景的生物柴油大宗原料,微藻生物柴油产业化技术开发已成为近年来国内外生物能源领域及CO2减排领域的研究热点。目前,通过培养能源微藻生产生物柴油的技术路线在实验室虽已打通,但存在的核心问题是生产成本太高且产业化技术方面的研究较少,这是制约微藻生物柴油技术产业化的根本所在。本文首先介绍了利用微藻生产生物柴油的优点和国内外的研究概况,并对存在的问题进行了分析;在此基础上,提出了微藻生物柴油产业化技术的发展思路,并从中提炼出8个方面亟待研究的相关科学问题。     

镍促进的碳化钨催化纤维素直接转化制乙二醇

化石资源的不可再生性及其大量使用所造成的环境污染问题,使得发展可再生能源成为必然。纤维素作为自然界中最丰富的生物质资源,其催化转化制能源化学品是学术界的研究热点。本文介绍了我们关于纤维素高选择性一步转化制乙二醇新反应途径的研究。该工作以廉价的碳化钨,特别是镍促进的碳化钨为催化剂,在一定的反应温度和水相氢气氛条件下,成功实现纤维素转化率100％,乙二醇收率高达61％。乙二醇是重要的大宗能源化学品,工业生产高度依赖于石油乙烯资源。纤维素催化转化制乙二醇新反应途径的发现,开辟了一条新的利用可再生资源进行“生物炼制”的绿色路线,具有重要的学术意义和现实意义。     

生物质生物制氢现状与未来氢能利用情景

氢能源是一种二次能源,要靠相应的生产来获得。利用生物质制氢可分为热化工转化和微生物制氢2类。利用有机废水生物制氢的研究我国已处于世界领先地位。未来社会人们日益增长的氢能需求是任何单一的制氢技术所不能满足的,需要多种制氢技术互为补充,低成本、环保的制氢技术的开发与利用非常必要,文章介绍了未来社会氢能的开发与利用情景,最后对氢能发展进行了展望。     

面向新一代生物及化工产业的生物质原料炼制关键过程

木质纤维素等生物质本身是一个超分子功能体，是新一代生物及化工产业最具价值的工业通用原料。国家973计划项目“秸秆资源生态高值化关键过程的基础研究”研究团队经过为期5年的研究，建立了以秸秆为代表的生物质高效转化关键过程和技术平台。但是，要在生物质经济的全球竞争中形成优势，还需突破制约生物质成为通用原料的基础问题。本文分析了面向新一代生物及化工产业的生物质产业发展特点和亟需解决的主要问题，提出了符合生物质原料结构特点和产物功能要求的生物质原料炼制过程新思路，将生物质原料炼制思路从原料预处理．组分分离提升到选择性结构拆分，并阐明了生物质成为新一代生物及化工产业通用工业原料需要解决的关键科学问题。     

生物炼制中的科学难点——戊糖利用及其调控机制

以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源,实现工业原材料的根本转变,是转变经济增长模式、保障社会经济可持续发展的重大战略需求。木质纤维原料富含己糖和戊糖,而微生物戊糖代谢能力上的不足是一个共性问题。因此,解析微生物戊糖代谢及其调控过程的本质．是拓展微生物底物利用范围、提高微生物利用木质纤维原料能力的关键。本文综合概括了戊糖代谢及其调控的研究意义、国内外的研究概况、拟解决的关键科学问题以及研究方向。     

循环经济模式:科技与经济发展的上策

在提高人们生活质量,推进经济社会发展同时,也可能会产生高能耗、高物耗和对环境的高损害.我国的经济增长在某种程度上是以生态环境恶性破坏的高成本为代价的.经济社会要继续发展,客观上要求我们转换经济增长模式,用新的模式发展经济.循环经济发展模式,强调最有效地利用资源和保护环境,以最小成本获得最大经济社会效益和环境效益,是环境与经济良性发展的实现途径,是真正落实科学发展观的当务之急和关键之所在.循环经济在发展的每一个方面,都有着积极的意义,新的环保价值、新的经济价值、新的社会价值、新的消费价值、新的协调价值以及新的节约价值,是循环经济特殊价值的集中体现.     

可再生能源可以“再生”吗？

文章深刻分析了可再生能源的定义,仔细研究了“再生”在《辞海》和网络上的含义,并对再生的每一个含义进行了分析,最终得出可再生能源是不可以“再生”的。用“可再生能源”来概括太阳能、水能、风能、生物质能、海洋能和地热能等这类能源是不正确的。认为把“可再生能源”改为“可更新能源”更适合。     

利益驱动视角下科技资源共享及其关键问题分析

科技的进步和繁荣离不开对科技资源的合理优化配置，这要求不但注重投入环节的分配，还要着力调解已分配科技资源的再利用和共享。科技资源共享与否以及共享效果如何与一个国家的法律、安全保障及意识形态有关，而本质是受到利益的影响。本文在利益驱动视角下对科技资源共享进行全新认识，对共享的类型、发展阶段进行探讨。研究了利益驱动视角下科技资源共享中的实施重点，包括构建科技资源专门的知识产权体系，协调科技资源共享多个参与主体的利益平衡等，从而保证科技资源共享的健康与可持续性发展。     

NSFC重大项目“大型水利工程对重要生物资源长期生态学效应”的立项思考

针对我国水资源紧张与生物资源可持续利用的矛盾 ,通过生命科学部六处、工程材料学部五处和地球科学部四处共同组织多学科专家反复论证、生命学部专家咨询组评议及国家自然科学基金委委务会审议 ,最终启动了“大型水利工程对重要生物资源长期生态学效应研究”这一重大项目。旨在探讨大型水利工程与生物资源持续利用关系的多学科整合型研究 ,解析大型水利工程对重要经济生物资源的影响机制 ,为建立我国可持续发展的流域经济、合理的流域管理体系和符合生态安全的水资源开发制度提供科学依据。本文介绍了“大型水利工程对重要生物资源长期生态学效应”这一涉及大型水利工程与生态系统健康命题的立项与思考 ,探讨了学科间交叉与整合型研究的重要性     

论农村生态环境污染治理与可持续发展--对国家级生态示范区浙江丽水市农村环境污染治理的调查与思考

随着农村经济的快速发展，畜禽养殖业和农业综合开发规模的不断扩大，乡镇工业对资源利用强度的日益增加，农村环境污染和生态破坏日趋严重，形成“点源与面源共存、生活污染与工业排放叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合”的严峻形势，总体状况不容乐观，有悖于建设社会主义新农村的根本目的。本文以浙江省丽水市为例，从生态环境的角度，重点分析了农村环境污染的现状压五大制约因素，强调要保护农村生态环境，只有走可持续发展之路，并针对性地提出对策。