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关键词 国际炼油 商务模式
国际油气合作经过一百多年的发展,已经形成了一套相对成熟的模式和惯例。国际油气合作相对集中在勘探开发领域,合作模式丰富多样,相比之下,国际炼油项目合作模式比较单一。随着国际油气上游资源竞争的日益激烈,如何延伸国际油气合作领域,实现中国石油企业全球产业链布局的问题显得尤为突出。因此有必要对国际炼油项目合作的商务模式加以研究。
一、商务模式的类型与特征
(一)固定报酬模式
固定报酬模式,即外国石油公司对炼油项目设计建设并进行全方位服务,其中包括资金筹措及设备采购等,直到最终将炼厂建成交付给资源国政府。采用固定报酬商务模式能够保证项目最低收益水平,项目的经济效益不受国际原油价格和成品油价格波动的影响。该模式是一种稳健的投资策略,相当于存款之后分年收回本金和获取相应的利息,收益固定、风险低。采用固定报酬模式对于抗风险能力较弱或者意图进入某些地区的外国石油公司是一个较好的选择。
(二)自负盈亏模式
自负盈亏模式是一种较多采用的方式。一般情况下,外国石油公司与资源国政府或国家石油公司组成合资公司。该合资公司各股东既是炼厂的投资者,又是建设承包商和生产经营者。该模式经济效益随国际原油与成品油价差波动而变化,外国石油公司享受价差扩大所带来的利润,同时也要承担价差缩小对经济效益产生的负面影响,属于完全市场化项目。该模式投资回报不固定,经济效益随着油价波动而变化,对于以通过建设和运营炼厂,获得长期效益为目的的外国石油公司是一个好的选择。
(三)一体化模式
一体化模式比较特殊,所谓一体化就是上游油田与下游炼厂作为一个投资项目。由于具体项目的情况有所区别,因此一体化模式也有所不同,但其相同之处也十分显著。该模式是油田加炼厂作为一个整体,由于独立运营炼厂的不经济性,资源国推出了一体化商务模式。其目的是用油田产出的原油低价供应炼厂,确保炼厂盈利。然而,压低原油的进厂价格,使油田经济效益受到一定的影响,致使一体化项目整体收益一般。因此,对于目的是进入油气资源国,以下游带动上游,未来预期获得较多上游合作机会的外国石油公司是一个好的选择。
二、国际炼油项目商务模式的发展趋势
国际炼油项目作为国际油气合作领域的一个重要环节,其商务模式的选择是石油公司发展战略中必不可少的一部分。其发展模式也不是一成不变的,而是随着环境的变化而进行调整,受到资源国家政策的影响。笔者在多年相关实践经验的基础上,认为国际炼油项目合作呈现以下特点与趋势。
首先,沿海资源国倾向于采用自负盈亏的市场化模式来发展独立炼油项目。此模式为早期的炼油合作项目的商务模式。炼厂依靠国际和国内的原油供应来保证加工所需原油,产品(成品油)出口或在国内以国际市场价格销售。由于资源国政府给与投资者较为优惠的财税政策,包括进口设备和材料免除关税,生产营业税和所得税减免等,这无疑给旨在延伸产业链,提升国际化程度,将炼厂建设、工程服务带人国际市场的中国石油企业带来良好的经营环境。
其次,油气资源丰富、炼油能力匮乏的资源国,为了满足本国成品油市场需求,实现地区或国家的成品油自给自足,愿意采用上下游一体化的合作模式。通常,资源国将给予外国石油公司一些优惠条件,如给予原油进厂价格的优惠和包销部分成品油的保证,以及一些优惠的财税政策,包括进口设备材料关税免除、生产营业税免除和所得税减免等。炼厂在这些优惠条件下,一般可以保证项目经济效益达到预期水平,生产运营正常。且外国石油公司通过参与这些合作项目,可以下游带动上游,择机进入更多的上游项目,使炼油项目成为进入该地区石油市场的桥头堡,进一步扩大其在该资源国获得油田合作机会的可能性。
最后,近来的国际炼油项目合作有突破传统资源地域化限制的趋势,如在成熟的炼油中心或石油交易集散中心,借助当地先进的炼油技术与国际化的管理经验进行合作。通过该模式,外国石油公司可以发挥规模效应与成本优势获得较高利润。同时,也有助于外国石油公司推广“国际惯例”,扩大其在国际油气市场的控制力。而资源国可以学习到外国石油公司炼油的先进技术与国际化管理经验,对其延伸产业链,整合上下游一体化发展具有重要意义。
三、油气资源国对于炼油项目合作的导向
相对于油气勘探开发合作风险主要来自于油气资源的勘探风险,炼油项目合作的风险则受原油供给与成品油市场需求的影响较大。随着国际油气合作市场的不断成熟,任何商务模式都体现了“平衡原则”,即在市场资源、财税条款、政治风险之间是平衡的。市场资源丰富的地区,要么财税条款比较严格,要么政治风险较高,反之亦然。
高报酬一定伴随着高风险,从事国际油气合作更是如此。因此,选择不同商务模式是基于对于风险的综合平衡而定的。一方面,资源国政府从本国利益最大化出发,制定满足本国利益的油气政策;另一方面,外国石油公司通过研究油气资源国的政策导向结合本公司发展战略,综合权衡风险收益,选择最佳的商务模式。综合研究各个资源国炼油项目合作的导向主要有以下几个方面:
(一)满足本国油气需求。带动地方经济发展
大部分资源国都是资源导向型经济,油气资源占到本国经济总量的80%以上。虽然自然条件给这些国家带来丰厚的收益,但其相对薄弱的工业、农业等其他基础,严重制约着国家的经济发展。资源国虽然盛产原油,但由于工业体系不完善,缺乏下游炼油化工设施,依然无法满足经济发展对于油气的需求。因此,引进外国石油公司,以上游促进下游发展,从而带动整个经济发展是资源国开展下游项目合作的战略选择。
(二)延伸下游产业链,获得油气增值效益
在资源国取得石油价格控制权之后,由于缺乏下游业务,不能分享产业链向下延伸带来的增值,只能依靠高油价来获得高收益,并造成国际石油市场价格波动。短期来看,高油价给资源丰富的国家带来了丰厚的收益,但持续过高的油价会影响全球经济,
造成石油需求减少,并促进新的替代能源的开发利用等,这样使得国际原油价格下跌,最终损害资源国的利益。如果资源国实现了油气一体化经营且下游业务较大,资源国可从油价上涨的激进力量转变为油价稳定的积极力量,更有助于满足本国长期利益的获得。
(三)以资源换技术,增强整体竞争力
资源国国家石油公司拥有油气上游资源的优势,其发展下游业务,实施一体化和国际化取决于技术、人才以及管理经营水平。另外,因为国家石油公司还要承担繁重的政治、文化责任,使得国家石油公司难以集中财力发展公司业务。通过提供已探明的油气储量、优惠政策下的炼油合作机会、有吸引力的投资回报等,来获得外国石油公司的先进技术、管理经验,培养本土人才,增强整体竞争力。
四、对参与国际炼油项目合作的思考
纵观世界石油工业发展的一百多年,能够在竞争中存续下来的大石油公司,都是在一开始就致力于上下游一体化的发展,并使这种模式不断延深和提升,即向上努力占有更多的油气资源,向下不断延伸产业链,牢牢把握下游核心技术和市场网络通道。中国石油企业虽然起步较晚,但经过大踏步的跨越式发展,在国内已经形成上下游、内外贸、产经销一体化模式。海外业务经过十多年的长足发展,也初步形成了集油气勘探开发、管道运营、炼油化工、油品销售于一体的海外油气产业链。
相对于外国石油公司的全球化经营网络,中国石油企业的一体化产业链布局还有一定差距;相对于中国石油企业海外较大规模的油气勘探开发业务,国际炼油合作项目仅占国际油气业务较小的份额。作为以建设综合性国际能源公司为目标的中国石油企业,应该积极开拓国际炼油项目,不断完善上下游一体化产业链。目前,在国际能源合作领域,炼油项目既存在重大机遇,又面临着各种挑战。
(一)资源国国家石油公司不断重视下游业务,逐渐打破石油市场竞争格局
随着世界主要资源国国家石油公司加快向下游业务拓展,原有国际大石油公司对于世界石油市场的垄断被逐步打破。资源国国家石油公司开始摆脱国际大石油公司的控制,独立进入石油终端市场与其进行全方位的竞争与合作。一方面,下游业务的竞争更加激烈,对于中国石油企业是巨大挑战;另一方面,国际石油大公司对于资源国市场的控制被打破,有利于中国石油企业进入该国石油市场,参与炼油、管道等下游项目的合作。
(二)石油上游资源市场竞争激烈,积极借助炼油项目进入上游业务
目前国际石油市场竞争日益激烈,后备石油资源的获取越来越困难。国际石油市场进入资源为主导的时代。谁占据了资源谁就占据了市场的主动权,也就掌握了公司发展与盈利的基础。随着资源国的国际市场地位不断提升,外资进入其上游勘探业务的难度越来越大,条件也越来越苛刻。相对于资源国对于油气资源的地域垄断,其下游炼油化工等技术水平相对薄弱,进入较为容易。虽然从短期来看,炼油化工等业务利润较薄,但可以借此下游的机会带动上游的发展,择机进入更多的资源勘探开发合作领域,获得长期的经济利益。
关键词:公务员管理 人事管理 信息公开 电子政务 美国
美国联邦政府公务员管理事务网上公开以美国联邦政府人事管理署网站(opm.gov)为载体,包括信息公开、在线办事、在线决策咨询等主要内容,以网站的展示形式建设为公开的呈现框架。
一、美国联邦政府人事管理署网站的总体情况
根据《美国联邦政府人事管理署2006―2010年战略规划》,2007年3月5日,美国联邦政府人事管理署正式对其网站进行了改版(改版后的网站首页见图1)。
网站首页主要由页眉、页脚、用户浏览、网站运行状况、新添加内容等部分构成。其中页眉和页脚是改版时新加的。打开的每一个页面都包含页眉和页脚,为用户提供一次点击进入网站的主要链接,也可以通过一次点击退出这些页面。
⒈页眉
主题索引(Subject Index):是一个按照A-Z的字母顺序排列的索引目录,用户可以按照目录找到需要内容的网页。
重要链接(Important Links):为用户提供与美国联邦政府人事管理署业务相关的政府机构网站的链接地址,如美国白宫、美国第一政府网。
联系我们(Contact Us):为用户提供与美国联邦政府人事管理署取得联系的电话号码和电子邮件地址。
搜索和高级搜索(Advanced Search):为用户访问所需信息提供快捷入口。
美国联邦政府人事管理署网站页眉参见图2。
⒉页脚
提供美国联邦政府人事管理署的地址、邮政编码和联系电话,还有一个PD的图标,点击后出现的内容是为用户提供网站帮助的服务(参见图3)。
⒊具体服务事项区域
这部分区域是公务员管理政务公开的核心部分(参见图4)。对用户提供的具体服务主要在这部分体现,其中,既有各种信息,也有各种在线服务。其公开的基本结构为:首先以浏览者为公开内容和提供在线服务分类的依据,其次在此框架内按信息内容进行二次分类。这部分内容包括四类对象的相关信息与在线服务:一是针对社会求职者的,二是针对联邦雇员的,三是针对退休人员及其家庭的,四是针对人力资源管理者和管理机构的。
⒋主要热点专题和次要热点专题区域
主要热点专题区域位于首页的左上角,展现的是人事管理署在一定时间内的主要热点专题(如图5所示)。其具体内容可根据人事管理形势的变化进行相应调整。目前这部分主要包括罗马教皇访问、退休事务、退伍军人、《美国大流感战略实施计划》、招聘案例等内容。
次要热点专题区域位于首页右下角,展现的是近期与公务员有关的会议的情况,通常以图的形式出现,点击进入以后看到的内容包括会议时间、会议地点、会议主题等(如图6所示)。
⒌最新信息区域
此区域是为新增加的内容设置的,其目的是为用户提供一个关于新增加内容的描述与介绍(参见图7)。该区域主要以“一站式”的形式,列出了人事管理署近期和最新发生的情况,其内容按照事件发生日期的顺序以“条”的形式列出。点击“条”进入链接,会进入一条内容的简要陈述,并给出相关文件或文献资料的链接。
⒍快速浏览区域
此区域显示的是反映公众最想了解的公务员管理事务的情况、公务员管理中的主要新闻与事件、人事管理署的组织机构及其绩效情况(参见图8)。用户点击最想了解的公务员管理事务,就可进入网站访问量最多的服务页面;点击新闻与事件,可提供进入当前热点话题或新闻事件的链接;点击人事管理署组织机构及其绩效,可了解人事管理署的基本情况及其工作计划与绩效。
二、美国联邦政府人事管理署网站的内容建设
美国联邦政府公务员管理事务网上公开以网上信息公开、在线办事、决策公开咨询为主要内容,其中,信息公开和在线办事是公开的主要内容。其具体框架如图9所示。
⒈信息公开
信息公开的内容包括两个部分:一个部分是关于OPM的介绍和相关新闻,另一部分内容散见于办事公开的栏目之中。公开的信息主要包括如下几个方面:
①人事管理署的基本情况,如内设机构、分支机构及其主要职责;
②人事管理与服务事务的具体办事信息,如办理具体事项的内容、时限、程序、相关资格与资质等;
③人事管理与服务的基本行为信息,如具体办理的一件事情什么时间开始办理、办理基本进程、办理结果等;
④人事管理署的基本统计数据与各项工作报告,如绩效考核报告、财务报告等。
⒉办事公开
办事公开即是基于办事信息公开的在线业务办理。这部分内容主要反映在用户浏览部分。办事公开主要以不同的服务对象进行分类。目前服务对象群体分为四类:求职者(Job Seekers),寻求政府工作机会的人;联邦雇员(Federal Employees),联邦政府已录用的人员;退休人员(Retirees),已经退休的联邦雇员;人力资源管理者/机构(HR PractitionersAgencies)。
⑴求职者
为求职者提供联邦政府机构中的各种工作和服务职位与机会,包括联邦政府的工作机会(Finding Federal Job):联邦政府内各种职位的搜索和其他相关服务;学生就业机会(Student Opportunities),包括暑假工、奖学金和实习机会;职业机会(Career Opportunities),为寻求更好的职业发展的人提供机会;同时提供联邦政府雇员的社会福利等相关问题的查询(Benefits of Being a Federal Employee)。
⑵联邦雇员
根据不同人员及具体管理行为进行相关说明和在线事务办理,主要包括新职员、退伍军人、残障人士、高级行政人员,下岗再就业问题、退休和再就业问题、联邦雇员缴税,福利和就业权力、休假制度说明及在线事务办理等;此外还包括联邦政府雇员的培训与发展情况介绍及在线培训,联邦政府能为联邦雇员提供的工具与资源情况说明等。
⑶退休人员
为联邦政府退休人员提供服务,包括为新退休人员提供的服务、家庭福利、家庭成本调整、死亡抚恤金等一系列的服务情况的说明以及具体事务的在线管理与服务。
⑷人力资源管理从业人员/机构
为联邦政府及其各部门从事人力资源管理工作的机构和工作人员提供必要的工作依据、工具手段、具体业务指导,使其有效管理联邦政府人力资源。
⒊决策公开
决策公开基于公务员管理事务和网站建设,是政府部门通过接受公众和机构的监督、征求专家意见、征求公众意见等形式来进行的与公众、用户之间的互动环节。决策公开的形式主要有监督评估、专家咨询和公众意见。
⑴监督评估
根据美国的法律,每个联邦机构都必须设有独立的总监察长办公室(OIG),负责对该机构开展客观的审计、调查、监察与评估,并对欺骗、浪费与滥用行为进行检查与防范。人事管理署也设立了总检察长办公室。所有人事管理署的职员和合同雇员均可向人事管理署的总监察长办公室举报资源浪费、欺骗和等方面的情况。人事管理署网站上为此公布了三种联系方式:通信地址、电话和邮箱。此外,为了更好地开展监督和评估,人事管理署开通了两条热线:退休和特殊调查热线,医疗保健欺诈热线。
⑵专家咨询
专家咨询逐渐成为政府决策公开的一种重要形式。人事管理署实行了人力资源专家接见制度。从2004年开始,许多政府人力资源专家和人力资源从业者参与了人力资源业务框架建设工作。政府在人力资源业务框架建设中征求了这些专业人士的不同观点和看法。现在,在人事管理署网站上,有专家在线提供建议的平台。
⑶公众意见
这种决策公开的形式主要是在政府网站建设、信息公开等方面征求公众的意见。人事管理署把网页作为实现公共信息及时公开的一种基本途径。人事管理署在门户网站上设立了“信息质量站点”(information quality site),用于向公众公布政府信息的质量状况,包括信息的收集、公布和可获取性等。该网页公布了人事管理署首席信息官的具体办公地址、传真号码和电子信箱,以供公众反映对人事管理署信息质量的看法和意见。
三、美国联邦政府人事管理署网站的展示形式建设
形式建设是网站和网页实现内容布置的主要途径。人事管理署网站的形式建设,主要是围绕公务员管理中政务公开的内容进行,其目的是把信息公开、办事公开和决策公开的内容在网上呈现给公众。
⒈信息组织
⑴首页功能的结构设置
网页各功能分区采用横向结构与纵向结构相结合,横向结构为主、纵向(上下)结构为辅的模式。网站支持浏览的功能设置于页眉位置与页脚,各类信息居于网页中心位置。所有信息归入五个大模块,即最新信息、对象管理与服务事务浏览、快速浏览、热点专题、次要热点专题等,其中最新信息与快速浏览内容分列左右两侧。对象管理与服务事务浏览处于页面信息的中心位置,热点专题置于页面左上部分,这也是一个显著位置,次要热点专题置于网页右下角。
⑵分层与分级信息组织结构
一级、二级、三级信息集成于首页,信息的组织架构总体上以五级为主,部分信息一键到达,多数信息两键到达。
⑶信息展示结构
信息按照用户对象的不同设置服务主题,及按照应用主题的不同整合服务项目这两种组织方式结合使用。
⒉信息标识
根据公务员管理的实际工作流程对信息进行分类和标识。
信息分类以及基于此的信息标识根据公众对公务员管理与服务概念的既定理解进行。
⒊信息导航
信息导航采取显性平铺导航方式,采用主导航条、线条色彩、内容提要、文字虚框或不同颜色显示等手段来显示信息的展示层次、信息归属、浏览具置及其信息由来路径。
⒋信息搜索
信息搜索主要有三种类型:主题索引,智能搜索,相关信息连接。其中,主题索引采取字母排列方式显示所有信息。
智能搜索有三种类型:语词(关键词)搜索,高级搜索,本级页面的具体项目搜索。其中,高级搜索的搜索定位方式丰富。
四、美国联邦政府人事管理署网站建设的特点
美国联邦政府人事管理署网站是美国联邦政府公务员管理事务公开的门户网站,其功能结构完整、公开信息全面深入、公开效率与效能较高。
⒈公开内容突出机构职能属性
该网站围绕公务员管理与服务职能进行管理与服务政务公开。在所有公开的页面信息中,以职能信息为绝对主体,其他信息,尤其是新闻信息比重小。
办事公开是公开的重点。在职能信息中,以兼顾信息公开、办事公开和决策公开为基础,以办事公开为主。
该机构的公开内容占绝对主体。其他相关机构信息以链接形式出现,这不仅体现在设置位置上,还体现在信息量的构成上。
⒉公开的内容全面深入
⑴公开内容丰富广泛
美国联邦政府人事管理署网站提供400多个二级目录,网页数量多达8000个。每个具体业务下面是一系列的分支服务内容,如果点击“更多”,会显示出更多的业务项目。如从公务员管理的业务过程看,其公开内容涵盖从联邦政府空缺职位的公布,到相关人员寻找合适的岗位,再到录用、培训、考核、工资福利,最后到退休这样一个全生命周期过程,包括相关信息公开、办事公开和决策公开各个环节。从机构运行情况看,其信息涵盖机构、岗位与人员信息;相关新闻、公报、公开出版物、各种手册与指南及法律文件;机构运行报告等各项内容。
⑵公开内容具体深入
不论是管理对象浏览还是机构运行,该网站信息都具体而深入。以管理对象为例,在联邦雇员主题下,如果一个新上任的联邦雇员,那么网站可引导你进入“New Employees”主题。在此主题下,在信息公开方面,有包括健康保险、休假制度、人寿保险、医疗服务、退休程序等各种相关的信息内容;在办事公开方面,不仅有相关规定,还有网上办事过程;在决策公开方面,不仅有相关背景信息,还有公众意见反映过程。以机构运作情况为例,其不仅有计划安排,同时还有相应的计划执行评估与结果报告。
⒊公开信息的共享与整合程度高
信息开发程度高,体现了高智能开发的特点。以该机构数据库建设为基础,其信息采取活模块多路径形式进行开发利用,可以通过各种方式对信息进行整合。
注重提高链接容量。该网站注重与其他政府间网站的协作,努力促进政府间的信息资源共享。在其页眉的重要链接部分提供了与诸多政府间其他机构的链接,而且各项管理与服务事务都有相关链接。
⒋突出机构门户属性,展示形式建设较为合理
作为公开载体的网站体现出了明显的门户特征。该网站首页以合理的信息组织、清晰的信息导航、强大的搜索功能,引导用户找到该机构提供的其所需的管理与服务信息。
⑴信息组织框架清晰
①信息的展示架构适当。信息展示采取用户对象与事务主题相结合的方式进行。其中,最先按照用户对象组织信息内容,之后各主题具体内容的组织按用户分类和按应用主题分类两种方式相结合进行:一方面对用户对象进行细化,针对特定用户人群组织服务主题;另一方面,按照不同主题组织相关内容。下面以“求职者”栏目为例,看一个用户与主题相结合的信息展示示例。该栏目包括了寻找联邦工作、学生机会、职业机会和联邦雇员的福利四个栏目。寻找联邦工作围绕主题栏目将相关资源分成6类。用户按需要进入不同的分类栏目后,网站针对用户身份或主题内容引领用户进入下一层级,最终精准锁定服务对象,缩小服务跨度,大大提高了服务内容的针对性,为用户在海量信息中快速获取自身所需的特定服务提供了便捷的通道。该网站具体对各细类网站提供全面的、针对性的服务项目。如对美国政府工作,网站提供了工作搜索、信息中心、退伍军人、表格及雇员服务等。用户可以通过身份对应、主题定位快速获取网站所提供的全方位的服务。
②信息层次清晰明了。
⑵信息标识准确易理解
网上概念与网下概念的统一性高,几乎不会发生信息误读事项;标识简洁到位,几乎没有信息标识无效现象。
⑶信息导航明晰
平铺导航层次清楚,纵向导航路径清晰,信息展示路径较短,迷航现象较少。
⑷信息搜索功能强大
搜索功能全面,有主题索引,又有专门搜索。
搜索层次设置清晰,有总体搜索,又有具体页面或项目搜索。
搜索/总体搜索既有关键词搜索,又有多种路径的高级搜索。在搜索功能设置方面,除了关键词搜索和高级搜索之外,有很多页面还设有具体的页面搜索。丰富的搜索方式保证了信息查找的高效快捷。
⒌“对象至上”理念明确,公开的效能较高
“对象至上”理念体现在管理政务公开的内容选择与形式建设等各个方面,其典型表现主要有以下几个方面:
⑴关注对象需求。在全面深入提供服务内容的基础上,设置对象关注区域:①设置用户最想了解事项区域;②设置热点与次热点区域。
⑵将针对用户的管理与服务内容放置在页面最佳位置。公务员管理与服务的所有事务,即具体服务事项都放在网站首页的中心区域。
⑶搜索便捷。每一级页面都有功能页眉,同时通过具体页面的搜索功能,用户随时随地都可以使用搜索服务。
⑷页面设计关注用户体验。①页面布局繁简得当,内容简洁清晰,便于对象浏览。②页面设计的色彩、图片选择比较平实,亲和力较强。③页面浏览设置遵循对象心理要求,强化“三键内到达目标信息、0.6秒内见到点击页面”的对象心理要求。
参考文献:
1 周晓英,王英玮. 政府信息管理[M]. 北京:中国人民大学出版社,2004
2 周晓英. 基于信息理解的信息构建[M]. 北京:中国人民大学出版社,2005
3 国务院办公厅. 国务院办公厅关于加强政府网站建设和管理的意见([2006]104号)[R]. 北京:国务院办公厅,2006
4 张向宏,张少彤,姚咏. 美国政府门户网站的内容组织与资源整合[EB/OL]. [2008-07-28]. hainan.省略/data/news/2007/01/25091/
5 杨冰之. 美国政府门户网站的设计特点及启示[EB/OL]. [2008-07-28]. 省略/NewsRead/Detail.asp?NewsID=153363
作者简介:
赵宁,女,硕士,中国人事科学研究院助理研究员,主要研究方向为电子政务、信息管理。
关键词 系统分析法 定性分析 定量分析
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003-7586(2011)06-0054-03
生态系统作为一个开放的生命系统,对其结构和功能的分析应采用“系统分析法”。所谓系统分析就是利用数学的概念和方法,采用系统科学的研究途径来解决复杂的系统问题。具体地说是指把要解决的问题作为一个系统,根据系统的性质和关系,在明确系统的边界后,对系统要素进行综合分析,分析系统组成要素、层次结构以及各组分间相互影响的定量关系,建立系统的数学模型,优化系统结构,实行系统调控,实现优化系统功能,进而找出解决问题的分析方法。用系统分析方法研究生态系统各部分的相互联系及其整体功能已成为生态学研究的发展趋势。因此,在高考复习备考中只有深刻领悟系统分析的方法和思想,才能更好地把握生态系统这个生命系统的结构和系统内部及其与外界环境之间进行的物质交换、能量流动和信息传递的功能。
高中阶段对于生态系统的系统分析涉及到定性分析和定量研究两个阶段。下面结合实例介绍“系统分析方法”在生态系统结构和功能分析的应用。
1 定性分析
定性分析包括划分系统边界、确定系统组分、分析系统结构层次、明确问题及研究目标。边界指系统的范围,生态系统的范围可大可小,其中最大的生态系统是生物圈,研究生态系统时可根据研究的需要划定范围、生态系统组成成分,即生产者、消费者、分解者组成的生物成分和非生物的物质和能量组成的无机环境;结构包括时空结构和营养结构。
【例1】表1表示某生态系统的食物网情况(相应动物右边格中的√表示此动物胃中含有上面的生物),请据表分析回答:
(1)该生态系统共有______条食物链。
(2)如果该生态系统中能量传递效率平均为10%,那么若第一营养级的同化能量为2×107kJ,则鹰最终获得的最大能量值是______________。
(3)鹰处于第五营养级的食物链有____条。
(4)蛇和鹰的关系是______________。
(5)要使生态系统完整,还需要增加的成分是______________。
解析:此题考查生态系统的结构及分析。生态系统结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。食物链是在一个生态系统中,各种生物通过食物关系而建立的一种联系。由于各种生物食性复杂性致使各种生物在一个生态系统中彼此交错联系形成复杂的食物网。在题中生态系统中,各种生物通过食物关系建立的食物网如图1所示。
计算食物链的数目,一定要从生产者开始到该链的最高级为止,中间不能停,也不能从中间开始,该食物网共有8条食物链;获得最大能量要根据最短的食物链计算,即植物一鼠一鹰,如果该生态系统中能量传递效率平均为10%,若第一营养级的同化能量为2×107KJ,则鹰最终获得的最大能量值是2×107 kJ×10%×10%=2×105kJ;不同食物链生物之间的关系不同,蛇吃食虫鸟或鼠等时与鹰的关系为竞争,鹰吃蛇时为捕食关系;完整的生态系统包括生产者、消费者、分解者生物成分和非生物的物质和能量。
答案:(1)8 (2)2×105kJ (3)3 (4)竞争和捕食 (5)非生物物质和能量及分解者
2 定量分析
定量分析是基于数学工具进行定量研究各组分间的影响关系、建立系统数学模型的过程。生态系统都是开放系统,系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流,两者相互联系、相互影响,共同组成一个统一的整体。每个生态系统都具有一定的自动调节能力,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态,实现
物质循环和能量流动的相对稳定,最后达到生态平衡状态。通过对生态系统功能的定量分析,便于把握其变化规律。
【例2】在生态系统中,生产者通过光合作用固定的能量称为总初级生产量。生产者固定的能量一部分被自己呼吸作用消耗掉,剩下的可用于生长、发育和繁殖,这部分能量称为净初级生产量。表2列出四个生态系统中总初级生产量与总入射日光量、生产者呼吸消耗量与总初级生产量的比值。
(1)四个生态系统中,光能利用效率最高的是______________,总初级生产量转化为净初级生产量比例最高的生态系统是______________。
(2)图2表示草原生态系统中具有食物关系的甲、乙、丙、丁四个种群和分解者的能量相对值。请在虚框内绘制由甲、乙、丙、丁四个种群形成的食物网简图。
(3)根据第(2)小题的信息,在下图虚框中用文字补充完成能量流经丙种群的情况。
解析:(1)生态系统对太阳能的利用率等于总初级生产量/总入射日光量,根据表中数据可知光能利用效率最高的是玉米田;生产者固定的能量一部分被自己呼吸作用消耗掉,剩下的可用于生长、发育和繁殖,这部分能量称为净初级生产量。结合表中数据总初级生产量转化为净初级生产量比例最高的生态系统应该是生产者呼吸消耗/总初级生产量最小的荒地。
(2)食物网是在一个生态系统中各种食物链彼此交错连接构成的复杂网状结构。而典型的食物链是有生产者和各级消费者构成的捕食链,分解者不参与捕食链构成。这样根据生态系统能量流动沿着食物链逐级递减,传
递效率为10%-20%的规律,便可写出甲、乙、丙、丁四个种群形成的食物网简图。
(3)能量流经某一营养级时,从系统分析角度分析,一部分用于自身呼吸作用消耗,以热能形式散失;另一部分用于生长发育和繁殖,这部分能量可以传递给下一个营养级,也可通过遗体残骸传递给分解者,被分解者利用。由于丙属于最高营养级,它所同化的能量不再往下一营养级传递。
答案:(1)玉米田 荒地
(2)
变式训练:
1 近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试,如①构建稻-萍-鱼生态系统,在该系统中,虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草,但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用,红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长;②培育转Bt基因抗虫水稻,减少虫害。此外,一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质,引来天敌消灭害虫,科学家称之为稻田三重营养关系。
根据上述材料,请回答下列问题:
(1)指出在稻-萍-鱼生态系统中存在哪些种间关系。(各举一例)
______________
(2)在稻田三重营养关系中,水稻通过______________信息引来天敌,防治害虫。
(3)转Bt基因抗虫水稻不可能一劳永逸地解决
虫害问题,因为______________。
(4)画出稻-萍-鱼生态系统的能量流动图(不考虑与人的联系)。
2 某研究小组的同学利用样方法研究野生山坡上A、B、C三个不同地点的植物群落,他们也测量了各种土壤特征和环境因素,结果见表3。根据所得数据回答问题:
(1)根据调查结果判断,物种丰富度最大的地点是______________。如果分别用甲、乙表示地点B中的两种松树,二者之间的物种关系可表示为下图中的______________。
(2)如果遭遇山火,山坡的植被彻底烧光,原地点将发生的群落演替属于______________。
(3)参考表中非生物因素,落叶树在地点c不能生长的原因是______________、______________(至少说出两个原因)。
(4)下图方框中表示被调查地点的生态系统,用箭头画出该生态系统能量流动的模型。
变式训练答案:
1 (1)捕食:虫吃水稻(或杂草)或鱼吃虫(或其他草食动物);竞争:水稻(或红萍)与杂草竞争;寄生:病菌寄生在水稻上;互利共生:红萍与蓝藻共生
(2)化学
(3)昆虫会进化(或产生抗性)
(4)见下图
2 (1)A C
(2)次生演替
(3)土壤深浅度,不足以支持高大树木的生长土壤湿度小,水分不足以支持树木的生长土壤氨的含量低,缺少养分供树木生长
【关键词】 园林设计;生态原则;生态系统
【中图分类号】 TU986 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2011)02-106-02
1园林设计中有关生态问题的提出
园林设计需满足功能要求,具有艺术品位,也应遵循生态的原则。很多园林绿地位于城市或城市边缘,这就涉及了不闭合的城市生态系统的问题,主要表现在:城市自然环境遭到破坏,生物的生活环境受到很大影响;房屋建筑多,不透水地面增加;热岛效应和大气污染;用水短缺和水污染;固体废弃物大量增长等方面。
园林设计应用生态原则是对不闭合的城市生态系统的一种挽救和恢复,最终目的为:改善城市生态系统,与良好的生态过程协调,使其对环境的破坏影响达到最小而改善作用达到最大。
2园林设计中生态原则的应用
园林设计中的生态原则主要表现在区域特征、多样性导致稳定性、系统整体功能最优、食物链原理、生态位原理、运用自然过程等,具体通过这六方面探讨阐述。
2.1区域特征。区域特征是一个地方相对于其他地方特有的,是长期对各自环境适应的结果。区域特征主要体现在区域资源、地域文化等方面,尊重当地的区域特征,有助于环境的良好发展,创造特定的场所感。
2.1.1区域资源。园林设计中,应保护与节约本区域资源,特别是一些具有特殊景观价值的资源,这些资源不可再生,如古树、名木和湿地、自然水系等自然景观。园林设计中,因地制宜地利用本区域内的植被、动物、土壤、水体、建材等资源,如适地适树、利用原有地形等,将有助于提高生态效益,同时可降低管理维护成本。
2.1.2地域文化。地域文化是当地人经过相当长的时间积累起来的,有着特定的产生和发展背景。园林设计中,应保护具有特殊历史价值的资源,这些资源是历史的见证,反映了当地的文化,如古城、陵墓、古老的民居等。园林设计中,也要尊重本区域内的风土人情、历史文化,因为这些反映了当地人的精神需求与向往,因地制宜才能充满魅力和特色。北京市通州区万春园景观中,设计提取历史上咏诵当地风俗、文化、历史事件的诗歌,用雕塑铜墙展现,形成独具韵味的景观,传承了地域文化。
2.2多样性导致稳定性。生态学中,生态系统的结构愈多样复杂,抗干扰能力愈强,也就易于保持动态平衡的稳定状态。园林设计中,多样性的应用体现在园林绿地利用方式的多样和物种应用的多样性等方面。
在园林绿地的使用上,每一类型的人群对园林绿地都有特定的使用模式,在不同的季节、一天内的不同时段,人们对同一绿地也有着不同的使用方式。一个主间具有多种用途的可能性,用提高园林主间的利用率和适应性,如城市道路路侧绿地应考虑锻炼、穿行、休闲、交流等多种使用的可能性。
在物种应用方面,园林绿地是物种多样性保护的载体,园林设计应保持和维护乡土生物与生境的多样性,同时也要为植物的生存尽可能创造多样的生境条件,如通过地形处理创造微地形,这样不仅创造出优美的视觉效果,同时也可形成喜阳、耐荫、荫生植物及旱生、湿生、水生植物的适宜生长环境。
2.3系统整体、功能最优。生态系统中,整体功能大于部分之和。这在园林设计中意味着从整体上全方位进行设计,园林绿地同所处城市的各个组成要素有着千丝万缕的联系。对绿地本身及其周围的环境来讲,协调好这此联系将有助于该地块及所在区域作用的发挥。如何解决好自身及其与周边交通问题,如何处理好与周围环境的关系,如何处理好可达视线的问题。只有各部分协调好,各负其责又相互联系,才能发挥自身的作用,并融于更大的体系之中。
2.4食物链原理。生态学中,食物链是指以能量和营养物质为纽带形成的各种生物之间的有机联系。在城市生态系统中,城市所需的物质要从外部输入,也产生废弃物,形成以物质为纽带的“食物链”。园林设计中,对废弃物进行处理,使其具有新的价值,重新纳入城市的“食物链”中,同时也需尽量减少资源的消耗和废弃物的产生,可采用“加链”和“减链”方法。
2.4.1“加链”。“加链”的目的是赋护废弃物新的功能。
2.4.1.1局部地重新利用、改造。园林设计中,把残砖碎瓦、矿渣堆、混凝土板、铁轨等基址上的废弃物重新利用,用一发挥材料的潜力,具有新的功能,同时也可减少生产、加工.、运输材料的消耗过程,减少施工_中其他废弃物的产生。在广东省东莞市东江景观设计中,废弃的船坞被重新设计成酒吧,形成良好的功能和景观效果。
2.4.1.2整体使用方式地改造。整体使用方式地改造主要对象为大面积的废弃地段,如关闭和废弃的工厂。废弃地段原有的使用方式和属性通过设计得以变更,开辟新的使用方式,成为休闲娱乐之地,由此减少处理废弃物质的成本,改善环境。
2.4.2“减链”。“减链”的目的是减少资源的消耗和废弃物的产生。园林设计中可采用减少材料用量、使用耗能少的材料等方式或利用生态系统自身的功能减少资源消耗。
2.5生态位原理。生态位指物种在生态系统中的功能作用以及在时间和主间中的地位,反映了物种与物种之间,物种与环境之间的关系。园林设计中生态位原理的应用主要是使生物具有良好的生长环境。首先,应合理选择与配置植物,形成结构合理、功能健全、种群稳定的复层群落结构,使植物具有良好的生态位,这样利于种间互相补充,既充分利用环境资源,又能生长良好。其次,园林绿地中存在生物流,生物流的畅通使得各种生物的生态位各得其所,因此,要充分考虑各种生物的活动,尤其是微生物和各种小动物的迁移,如采用绿地尽量相互连通,在城市道路两侧建立生物迁移通道等方式。
2.6运用自然的过程。自然具有自组织或自我设计能力,园林设计要适应自然过程中与自然过程统一。
2.6.1尊重自然过程。尊重自然过程,就要理解自然,理解人与自然的关系,向自然学习。健康的生态系统用一以周而复始进行闭合的物质循环,园林设计中,尊重自然过程可以显著减少设计的不良环境影响,返还枝叶、返还地表水、补充地下水就是尊重自然的过程。
2.6.2利用自然能动性。自然具有能动性,具有一定的自我愈合和自净能力,自然系统的丰富性和复杂性日前人的设计能力远不能比及。自然能动性在园林设计中体现在水污染的治理、废弃地的恢复以及生物群落的建立等方面。
2.6.3展示自然过程。将自然因素及自然过程显露,向当地民众展示它们生存环境中的种种生态现象、生态作用和生态关系,用以引导人们体验自然,让人们关注人类在大地上留下的痕迹;让自然复杂的过程可见并可以理解;把隐藏看不见的系统和过程显露出来。
1.为学生探究性学习提供丰富的感性材料,重视概念的生成过程。
概念的生成,是指学生从具体情景、事例中加以总结、辨别、概括出事物的共同本质特征,从而获得概念的过程。任何一个概念的形成都是经历由感性认识到抽象概括的过程。
苏科版初中生物教材中,提供了大量的图文信息资料。老师如能恰当运用,对培养学生的合作交流能力、思维判断及概括能力有极大的帮助。我对“食物链”概念的教学是这样处理的:
情境创设,激发兴趣:中国有句谚语,“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”;有句成语,“螳螂捕蝉,黄雀在后”。这些说明了生物之间存在着怎样的关系?
分组活动,合作实践:通过对感性材料的分析、思考,把农田中的生物之间的食物关系联系起来,做出“食物链”。同时培养学生的合作交流意识。
分析思考问题:老师精心设计问题,水到渠成的提出问题――那么什么是“食物链”?
归纳概括:由学生试着说出概念的含义――培养学生的思维能力及合作交流能力。
2.利用学生自身体验或验证性实验感悟生物学概念。
初中生物学科中“能量”一词是一个非常重要的生物学概念。但由于“能量”看不见、摸不着,很难用言语向学生说明清楚,却又实实在在存在着,这就需要老师将之“化无形为有形”l通过学生自身体验或验证性实验来感悟。笔者是这样处理的:
(1)让学生自身体验:不吃早饭上学,课堂上会感觉头晕眼花,四肢无力,需及时补充食物获得能量;当我们剧烈运动时,体力会大量消耗,同样需要补充食物获得能量。
(2)验证食物中含有能量:
①实验准备:把学生分成4―6人的小组,并分工负责操作、记录、处理数据和发言。每组可以选择不同的实验材料,但都应该是干燥的,质量也都相同(通常为1g),并按要求进行操作。
②结果分析。由学生发言(或回答老师精心设计的相应问题)得出如下结论:
I燃烧相同质量的不同实验材料,都能使试管内水温升高;
Ⅱ燃烧相同质量的不同材料,水温上升值不同;
Ⅲ食物中的有机物燃烧时分解释放的热能使水温升高,说明食物中含有能量,富含脂肪的食物能量较多。
通过上面自身体验或实验使学生意识到食物中含有能量,并贮藏在营养物质中。学生虽不能给能量下个确切的定义,却可以感悟到能量的存在,并对能量有一个清晰的认识。
3.通过类比,引导学生区别易混淆的概念。
初中生物教材中有不少概念,在开始学习时,学生接受并不难,但时间久了,则容易混淆。如植物的光合作用和呼吸作用;细胞的分裂、生长和分化;组织、器官与系统;条件反射和非条件反射等等。通过不同形式的对比,可以使概念更清晰,更易掌握概念的本质属性。
4.重视学法指导,提高学生自主学习概念的有效性。