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关键词:自然资源禀赋;环境规制;经济增长;区域经济;环境保护
中图分类号:F205 文献标志码:A 文章编号:1001-862X(2013)06-0061-007
一、引 言
自然资源是经济发展的基础,是区域经济增长的基本要素。然而,自Auty于1993年提出“资源诅咒”假说以来,学者们就自然资源对经济增长的具体作用处于不断的争论之中。有学者认为丰裕的自然资源是促进经济发展的,而有些人认为自然资源对经济增长存在着“资源诅咒”的现象,诸如尼日利亚和委内瑞拉等许多自然资源丰富地区的经济增长却不尽如人意就是很好的例证。改革开放以来,我国城镇化和工业化步伐加快,但也带来大量的自然资源消耗及诸多的环境问题,而随着人民收入和生活水平的提高,环境正在成为体现生活质量的一种产品,人们对环境污染的容忍度降低,国家对环境规制逐步强化,环境标准也越来越高。随之而来的问题是在环境规制目前严格背景下,自然资源禀赋对区域经济增长究竟起着什么样的作用,环境规制、自然资源禀赋与区域经济增长到底是什么关系?这个问题的回答,对于探索经济增长与环境相容的均衡发展模式,制定科学的经济政策,促使我国中西部自然资源禀赋相对较高省份的经济快速增长及经济增长方式转型具有重要的理论和现实意义。
二、文献综述
近年来,学术界对“资源诅咒”问题进行一系列的研究。资源诅咒是经济学中的一个经典假说,是指丰富的自然资源并不一定带来经济增长,它也可能是经济发展的诅咒。对此,学者们利用不同的样本数据进行了实证研究,但结果并不一致。有一部分学者实证研究表明,自然资源禀赋与经济增长呈现负相关的关系。Papyrakis,Gerlagh(2004)认为自然资源对经济增长的负向作用大于正向作用,从而带来了资源诅咒的现象。[1]徐康宁、王剑(2006)利用采掘业部门的投入水平来衡量自然资源禀赋,对资源诅咒这一假说进行了实证检验,得出在我国内部地区层面存在资源诅咒,密集而过度地开采资源导致的制造业衰退和制度弱化是制约经济增长的主要原因。[2]邵帅、齐中英(2008)认为西部地区的能源开发与经济增长之间存在显著的负向关系,能源开发通过对科技创新和人力资本投入产生挤出效应,滋生寻租和腐败而引起的政治制度弱化效应阻碍了经济增长。[3]岳利萍等(2011)认为自然资源禀赋对我国经济增长的影响既存在正面的直接效应,也存在负面的间接效应,且间接效应大于直接效应;自然资源禀赋主要是通过影响投资、受教育水平、开放度、R&D等社会经济变量,降低了自然资源对经济增长的促进作用。[4]还有部分学者认为自然资源禀赋与经济增长呈现正相关的关系。Alexeev,Conrad(2009)实证结果表明在长期,自然资源丰裕度对经济增长起着显著的促进作用。[5]还有一部分学者认为自然资源禀赋对经济增长的影响不明显或者不确定。丁菊红、王永钦等(2007)认为我国省际层面“资源诅咒”现象的短期效果不明显。[6]Lederman,Maloney(2008)认为,资源诅咒的结论缺乏稳定性,部分指标的筛选缺少相关性,另外,限于数据的制约,以往对资源诅咒的实证研究所依据的跨国数据难以准确描述经济增长的整个过程。[7]
近年来,关于环境规制与经济增长的相关文献主要有:有一部分学者研究了环境规制对企业技术进步和生产率的影响。Francesco Testa等(2011),张中元、赵国庆(2011)等学者认为加强环境规制能够提高企业的技术创新及生产率[8]{9]。张成等(2011)认为在东部和中部地区,环境规制强度和企业生产技术进步之间呈现“U”型关系,而在西部地区,受到环境规制形式的影响,环境规制强度和企业的生产技术进步之间尚未形成在统计意义上显著的“U”型关系。[10]还有一部分学者研究了环境规制对行业竞争力的影响。Chintrakam (2008)认为严格的规制不利于制造业技术效率的改善,进而有损制造业部门的竞争力。[11]Rutqvist(2009)用美国48个州的数据分析了环境规制与污染密集型制造业竞争力的相互关系,结果表明,环境规制对产业竞争力不具有显著的正向或负向影响。[12]傅京燕、李丽莎(2010)认为环境规制与我国各行业的国际竞争力呈“U”型关系。[13]还有少部分学者研究了环境规制对经济增长的影响。熊艳(2011)采用“纵横向”拉开档次法,构建并计算出环境规制强度指数,得出环境规制与经济增长之间并非线性的关系,而是呈正“U”型的关系。[14]
回顾现有的研究文献可以发现,既有的研究大多是单独考察自然资源禀赋对经济增长的影响和环境规制对经济增长的影响,但把自然资源禀赋放在环境规制的背景下,来考察其对区域经济增长影响的文献研究至今尚未发现。因此,我们试图通过将自然资源禀赋、环境规制与区域经济增长纳入同一个分析框架,通过经验研究试图解决以下三个问题:一是自然资源禀赋对经济增长的直接影响;二是环境规制对经济增长的直接影响;三是环境规制强度的提高是不是改变了自然资源禀赋对区域经济增长的影响。
三、理论分析
(一)自然资源禀赋与区域经济增长
自然资源禀赋与经济增长之间的关系是经济学的一个基本命题。从经济增长的动力机制来看,经济增长不仅取决于劳动力、物质资本、人力资本等社会经济要素禀赋,还取决于自然资源禀赋。以往多数文献认为,劳动力、物质资本和人力资本代表一个地区的软资源,是决定经济增长的关键变量,然而对于经济发展较为落后的地区而言,自然资源禀赋对区域经济增长仍然起着至关重要的作用。
自然资源禀赋对经济增长的作用存在直接作用和间接作用两个方面。直接作用体现在,自然资源能够加快资金积累,降低原材料及燃料等生产要素成本,扩大生产性边界,对区域经济增长起推动作用。与此同时,自然资源能够提高人均收入水平,增加消费,对区域经济增长起拉动作用。间接作用体现在,当经济体过度依赖自然资源时,自然资源会通过内生的物质资本、人力资本等要素流动、技术创新和外生的制度安排三种渠道抑制经济增长,关键表现在资本转移、制度弱化、人力资本不足和创新挤出等方面。[15]资源部门的扩张和制造业的萎缩降低了资源配置的效率,通过引起从事创新活动人员数目的减少挤出了技术创新和人力资本,通过滋生寻租和腐败而引起了政治制度的弱化,从而抑制了经济增长。本文认为,以往的文献把自然资源与社会经济资源对区域经济增长的作用对立起来,实际上,如果不是区域经济增长存在对自然资源的严重路径依赖,物质资本水平、人力资本水平和技术水平提高,也会促进自然资源高效低污染地开发,会进一步发挥自然资源禀赋对区域经济增长的推动作用。
(二)环境规制与区域经济增长
环境规制与经济增长之间存在双重效应,其一是环境规制对经济增长的负面效应,其二是环境规制对经济增长的正面效应,这两个效应都体现在对微观主体——企业的作用上。[16]环境规制对经济增长的负面效应主要体现在以下两个方面:第一,由于企业治理环境污染,需要购买治污技术和设备,支付一定的污染治理费用,从而带来了企业生产成本直接的增加,即所谓的“遵循成本”。第二,在政府实施环境规制的过程中,会间接造成某些生产要素价格的提高,从而进一步提高了企业的间接成本。 [17]因此,环境规制会因增加企业的生产成本而减弱了企业的竞争力,进而影响了区域经济增长。
环境规制对经济增长的正面效应主要表现在环境规制对经济增长的“创新补偿”效应和“优化效率”效应上。“创新补偿”是由Porter(1995)提出来的,即合理的环境规制会促使企业进行技术创新,通过产品创新补偿和生产工艺创新补偿来提高生产效率。[18]通过刺激企业改进技术水平而激发出来的“创新补偿”效应不仅能够部分抵消企业的“遵循成本”,而且能够提高企业的生产率和竞争力。“优化效率”效应是指在环境规制的限制下,企业通过突破原有的低生产效率模式,进而优化资源配置,实现X效率。环境规制通过促进企业进行优化资源配置,在变动的条件下进行改进与创新,进而提高企业的生产效率。因此,环境规制对经济增长的效应包含上述正负两种效应,应该综合分析以上两种效应来最终确定环境规制对经济增长的影响。
(三)环境规制与自然资源禀赋的相互作用对区域经济增长的影响
自然资源禀赋能够扩大一个地区的生产性边界,一个地区的自然资源越丰富,该区域的经济增长越快,需要利用的自然资源总量就越大。如果该区域是粗放型的经济增长模式,在技术水平较低的情况下,自然资源利用的数量越大,其对环境污染的程度就越大。而如果环境污染越大,越会引起社会公众的不满及环境规制强度的提高。因此,自然资源禀赋的高低影响了一个地区的环境规制水平。
与此同时,在既定环境规制强度约束下,如果该地区的经济增长对本地自然资源禀赋的依赖程度高,那么环境规制对自然资源利用的约束就会越大,进而会限制资源型区域要素比较优势的发挥,对区域经济增长的抑制作用就越大。如果该地区经济增长对自然资源禀赋的依赖程度低,则环境规制对该地区经济增长的抑制作用就小。
在短期内,环境规制通过约束自然资源的利用,抵消自然资源带来的比较优势,制约地区的经济增长。但在长期内,一方面,环境规制通过“倒逼”企业进行技术升级,通过技术进步促进自然资源的深度合理利用,促进区域经济增长。另一方面,环境规制强度的提高又会刺激新的对环保产品的需求,促进环保产品的发展,带动环保产品方面的投资,进而刺激区域经济增长。
四、模型、方法和数据
(一)计量模型的设定
本文运用30个省份(除)2000—2010年的面板数据对这一问题进行实证研究。为了考察自然资源禀赋与环境规制对经济增长的直接影响,设立如下计量模型(1):
yit=?茁0+?茁1nrit+?茁2erit+?茁3Zit+?滋it(1)
其中i表示地区,t表示时间,yit是各地区经济增长指标,用各个地区的实际人均GDP来表示,代表各地区自然资源禀赋水平,nrit代表各地区的环境规制强度,Zit是一组影响经济增长的控制变量,?滋it为扰动项。我们引入如下控制变量:物质资本存量(k)、人力资本(hk)、劳动力投入(l)和贸易开放度(open)。
为了考察环境规制强度与经济增长之间是否存在U型关系,我们借鉴熊艳(2011)的实证,在计量模型(1)的基础上加入了环境规制强度的平方项。设立如下计量模型(2):
yit=?茁0+?茁1nrit+?茁2erit+?茁3erit2+?茁4Zit+?滋it(2)
为了考察在短期内,环境规制强度增加是否影响自然资源禀赋在区域经济增长中的作用,我们在模型(1)的基础上加入了自然资源禀赋水平与环境规制强度的交互项。设立如下计量模型(3):
yit=?茁0+?茁1nrit+?茁2erit+?茁3nrit×erit+?茁4Zit+?滋it(3)
为了考察在长期内,环境规制强度增加是否影响自然资源禀赋在区域经济增长中的作用,我们在模型(3)的基础上将环境规制强度滞后一期,同时也加入环境规制滞后一期的平方项。设立如下计量模型(4):
yit=?茁0+?茁1nrit+?茁2erit-1+?茁3erit-12+?茁4nrit×erit-1+?茁5Zit+?滋it(4)
(二)变量和数据说明
由于自然资源涵盖内容较广,主要包括土地、水、矿产、生物、气候和海洋等资源,出于数据有限和研究的方便,本文参照徐康宁、王剑(2006)的测量方法,用采掘业部门的从业人数与当地从业人员总数之比来衡量各个地区的自然资源禀赋水平。
对于各地区环境规制强度,Philippe,Sergio (2005)的研究发现二氧化硫排放对企业的边际成本以及影响力较强,能较好的反映一个国家改善环境的努力程度,是验证波特假设的一个很好的变量。[19]且二氧化硫排放是我国环境管制中的典型污染物和主要控制对象,其数据统计较为科学完整,同时又与经济发展过程密切相关。而废水、废气和固体废物等指标同质性较差,进行省区间的比较则会出现较大误差。因此本文参照张中元、赵国庆(2012),用工业二氧化硫去除率来衡量,其中工业二氧化硫去除率等于各地区工业二氧化硫去除量与工业二氧化硫产生量(工业二氧化硫去除量与排放量之和)的比值。
控制变量:①物质资本存量根据永续盘存法公式Kt=Kt-1(1-?啄)+It进行计算,其中Kt表示各期的资本存量水平,新增投资It为各省的固定资本形成额,?啄表示折旧率。本文的资本存量根据单豪杰(2008)[20]的数据,换算成以1999年为基期的资本存量,其中折旧率取10.96%。②人力资本用各地区人均受教育年限来衡量,数据根据《中国人口统计年鉴》公布的抽样统计地区受教育人群分布计算得到。具体计算公式为Ht=■HEit·hi。其中Ht表示t期的人力资本存量,HEit为t期第i层次教育水平的劳动力人数比重,hi为第i层次教育水平的受教育年限,其中大专及以上以16年计,高中12年,初中9年,小学6年,文盲0年。③劳动力投入用年底就业人数表示。④贸易开放度用进出口总额占GDP之比来衡量,其中进出口总额根据各地区进出口总值的美元计价数乘以当年人民币与美元的平均汇率计算而得。
以上数据除特别说明外,均来源于相应年份《中国统计年鉴》。具体变量的统计性描述见表1。
五、实证分析
回归过程中我们使用stata2.0软件进行相应的处理。本文在进一步分析前,对以上变量进行对数化处理。经对数化处理后的数据会具备一些良好的特征,消耗数据的多重共线性及异方差问题,增强其平稳性,且不会改变原始数据的特性,能使估计结果更优。[21]
由于经济增长能够促进环境规制强度的提高,环境规制强度的提高对经济增长又存在一定的抑制作用,因此,环境规制与经济增长之间存在着双向因果关系[22],为了有效控制模型的内生性问题,我们采用动态面板估计上述模型。Blundell&Bond(1998)提出了同时利用差分和水平变量信息来构造工具变量的系统GMM估计法,这一估计法在一阶差分方程的基础上通过引入水平方程而构成一个两方程系统。水平方程的引入不仅有效地增加了差分方程的工具变量,其本身变量的差分滞后项也被作为水平方程相应变量的工具变量,这样,系统GMM较为有效地解决了弱工具变量问题,提高了估计效率。因此,我们采用系统GMM估计模型。对模型进行估计并将结果报告于表2。
表2显示的是动态面板数据的回归结果,表2中Arellano-Bond二阶序列相关检验AR(2)表明,各模型均不存在显著的二阶残差自相关,意味着模型所得到的GMM估计值是无偏和一致的。另外,模型也均通过了衡量整体工具变量有效性的Sargan过度识别检验,表明模型中各工具变量都是有效的。
模型(1)中自然资源禀赋的系数在1%的显著性水平上显著为正,表明自然资源对经济增长存在促进作用。环境规制强度的系数显著为负,表明环境规制对经济增长存在阻碍作用,这与“遵循成本说”的观点相一致,即环境规制由于提高了企业的生产经营成本,从而降低了企业的生产效率,进而阻碍了经济增长(熊艳,2011),表明我国的经济增长没有转型,受环境规制约束很大。控制变量中的物质资本、人力资本、劳动力和对外开放度的系数都显著为正,表明物质资本、人力资本、劳动力和对外开放度的提高均能有效地促进经济增长。
模型(2)中的环境规制的一次项和平方项的系数都显著为负,表明环境规制对经济增长存在抑制作用,同时环境规制强度与经济增长之间存在倒“U”型关系,这与熊艳(2011)得出的环境规制与经济增长之间存在正“U”型关系的结论不同。我们认为熊艳(2011)的模型中没有控制环境规制与经济增长之间的双向因果关系,其估计结果可能是有偏的。根据回归的结果可以计算出环境规制对经济增长影响的转折点为0.139(e-1.973),而我们观测点中有83.03%的样本值都大于0.139,也就是说,对于绝大多数样本观察点来说,环境规制强度的提高,对经济增长的抑制作用就越大。可能原因在于,对于现阶段的企业而言,企业的生产成本随着治理污染成本的增加而逐步增大,在技术状况和需求条件保持不变的情况下,治污成本的上升必然会导致生产率的下降,从而抑制了经济增长。除此之外,模型(2)中的其他变量符号和显著性都与模型(1)保持一致。
模型(3)中自然资源禀赋与环境规制强度的交互项符号显著为负,表明经济增长的自然资源禀赋弹性取决于环境规制强度的变化,环境规制能够部分抵消自然资源禀赋对经济增长的正向影响。原因可能在于自然资源主要集中在我国的中西部地区,这些区域的技术水平相对比较落后,加入环境规制之后,由于治理污染的成本较高,超过了自然资源带来的经济效益,此时,自然资源不一定促进经济增长。除此之外,模型(3)中的其他变量符号和显著性都与模型(1)、模型(2)保持一致。
模型(4)中环境规制强度滞后一期和滞后一期平方项的系数显著为负,表明在长期内,环境规制对经济增长存在抑制作用,同时环境规制强度与经济增长之间存在倒“U”型关系。这说明我国的经济增长方式没有得到根本性的转变,由于高能耗、高污染的产业还在相当大的领域内存在,环境规制依然对经济增长存在较大的约束作用。自然资源禀赋与环境规制强度滞后一期的交互项符号显著为负,表明在长期内,环境规制依然限制了资源型区域的要素比较优势的发挥,抑制了区域的经济增长。除劳动力的符号变为负数之外,其他控制变量的符号都显著为正。
实证结果表明,自然资源禀赋对经济增长存在显著的正向影响,环境规制对经济增长存在显著的负向影响,环境规制能够部分抵消自然资源禀赋对经济增长的正向影响,环境规制强度与经济增长之间存在倒“U”型关系,物质资本、人力资本、劳动力和对外开放度的提高均能有效地促进经济增长。[23]
六、结论及政策含义
基于2000—2010年30个地区的面板数据,采用动态面板数据模型,本文实证研究了自然资源禀赋、环境规制与区域经济增长之间的关系。本文的研究主要有以下结论:第一,自然资源禀赋对经济增长存在显著的正向直接影响,表明自然资源丰富有利于经济增长;第二,环境规制对经济增长存在显著的负向直接影响,且环境规制能够部分抵消自然资源禀赋对经济增长的正向影响,表明我国还是处于粗放型的经济增长模式,经济增长方式还未转型;第三,环境规制与经济增长之间存在倒“U”型关系,且对于绝大多数样本观察点来说,环境规制强度的提高,对经济增长的抑制作用就越大;第四,物质资本、人力资本、劳动力和对外开放度的提高均能有效地促进经济增长。
本文研究结论所包含的政策含义显而易见:为了充分利用自然资源禀赋,促进资源节约、环境友好型经济增长,规避环境规制通过约束资源的利用对区域经济增长的负面影响,那些自然资源禀赋较高的地方政府,一方面,应提升环境规制的强度,提高环境质量,另一方面,应大力增加与自然资源深度高效利用相关的技术研发与人力资本的投入,使环境保护、技术创新与区域经济增长同步提升。
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(一)以国际经济组织为依托的世界经济全球化
目前,经济全球化、区域经济一体化趋势进一步加强。1958年初成立的“欧洲经济共同体”是世界上第一个具有全球化性质的经济组织,此后,该组织不断扩大,并改称“欧洲联盟”(EU)。到2008年5月,全球已成立了24个区域性经济组织和区域性贸易集团,参加的国家达到140多个。
经济全球化以生产、资本、技术等要素向全球扩张为突出特点,它打破了世界垂直分工的模式,实现生产要素在全球范围内的优化组合和资源的优化配置。随着目前网络和新经济的迅速发展,世界各国联系更加紧密,国际分工更加细化,经济全球化是世界经济发展的必然趋势,是市场经济发展的必然结果。
(二)以地区开发为形式的“区域经济一体化”
早在1961年美国就颁布了《区域再开发法》,1965年又颁布了《公共工程与经济开发法》和《阿巴拉契亚地区开发法》等,划定“区域经济开发区”。在投资方向上,从最贫困地区的“扶贫式开发”转到“最有潜力地区”的“带动式”开发。如英国的区域开发始于“带病区域”的改造,法国则始于“危急区”(critical zone)的优先规划。法国于1966年在全国设立了8座“平衡大都市”,形成“地区增长极”,将全国划分为九大经济区,以抑制巴黎为中心的中央地区的过度膨胀,并最终形成多个一体化经济区。德国于1969年10月颁布《改善区域经济结构共同任务法》,1990年东西德统一后把对东部5个“区域经济促进区”的“增长中心”作为区域经济政策的重点,使区域一体化得到进一步发展。
(三)区域经济一体化发展趋势
经济发展理论经历了20世纪50年代前的“均衡理论”。从20世纪30年代开始至50年代中期发展成主流思想的“非均衡理论”的重大转变,区域发展理论也从注重区域平衡到促进有潜力区域的极化增长转变。
经济全球化和区域一体化成为国家经济和区域经济的必然选择,这是任何国家和地区都不能回避的现实。区域一体化经历了仅仅由劳动力、资本、技术和管理等纯经济要素的跨地域流动和汇集阶段,到生产要素流动、汇聚与制度创新的综合发展阶段,即制度区域一体化(institutionalization)。目前,我国区域经济一体化正处于由行政区经济向经济区经济的转变时期,地域壁垒、行政管制、结构(structural impediments)是目前区域一体化进一步发展的主要障碍,超越这些壁垒、障碍,进行区域生产要素和制度的整合,成为区域一体化继续深化的当务之急。
二、制度环境下的人力资源区域流动与户籍改革
(一)严格户籍制度下的人力资源区域流动
1 群众性政治运动起主导作用的人力资源流动:1950-1978年。改革开放前。我国人力资源区域流动带有明显的政治运动及政策性烙印,人力资源的流向和流量严格受国家政策特别是多次全国性政治运动的影响。“”使人口大批流入城镇,又迫使其“遣返式”回流至乡村,及此后的“上山下乡”和“知青返城”运动,形成两股方向相反的人力资源洪流。这些运动持续了20多年,共形成了1800万人城乡大迁移,对当时中国的政治、经济和社会产生了极大的影响。事实上,1958年后,除政策性的人力资源调动外,自发的经济性流动近乎“固化”,城市人口数量也绝对减少。
2 势头不减的人力资源全线转移:1978至今。改革开放后,随着经济发展与人口迁移制度及调控措施的变化,人力资源流动的规模迅速扩大,流向也发生了逆转。由延续数百年的向北、向西自然资源富集区、边疆地区、人口稀疏地区的迁移,转变为向东部沿海地区、或东南沿海地区,形成以“候鸟式”迁徙为主的“民工潮”及各种专业人才流。如1995年全国流动人口约为8000万,到2000年流动人口总量降为7876万,但跨省流动有较大增长。2005年后,由于经济的高速增长与产业结构调整的成效,人力资源流动总量又出现回升势头。
(二)制约人力资源自由流动的严格户籍制度的改革与发展
20世纪50年代中期以来,我国实行了严格的户籍管理制度,此后对我国人力资源流动产生了重要的影响。
1958年前出台的多项户籍管理制度,主要以区分个人身份实施登记管理为目的,户口与实物供应和分配的联系不是很紧密,人口可以自由迁徙。但是,自1958年1月出台《中华人民共和国户口登记条例》后,人口迁移就受到严格控制。1961年6月《关于减少城镇人口和压缩城镇粮销量的九条办法》的,要求3年内城镇人口必须减少2000万以上,1961年内必须减少1000万,此后大量城镇人口迁往农村。
1978年改革开放后,政府对户籍制度进行了“微调”,户籍制度控制越来越松动。1984年10月,政府发出《关于农民进入集镇落户问题的通知》,规定符合条件的城镇务工经商人员可办理“自理口粮户口”。到1992年以后。很多地方出台了形形的改革方案,如实行“蓝印户口”、“绿皮户口”等。1998年6月,国务院批转了《关于解决当前户口管理工作中几个突出问题的意见》,提出“实行婴儿落户随父随母自愿的政策”,成为户籍制度改革的另一个转折点,此后并设立了“小城镇户口”。2009年,户籍制度又进行了新的改革,有的地方开始实行“准入制”,如上海采用评分制,它为户籍全面改革迈出了实质性的一步。因此,改革的总方向是逐步弱化户籍制度的作用,并最终达到人口自由迁徙和人力资源的完全市场配置。
三、行政区经济与人力资源市场的“区域分割”
(一)“条块”分割的行政区经济
我国现阶段的区域经济仍然是以“条块”分割为特征的“行政区经济”,完全按市场规律运行的“经济区经济”还远未形成。在行政区经济的影响下,各级地方政府为追求辖区内的经济利益最大化,控制本地资源、资金、技术、人才等生产要素而采取地方保护,加剧市场分割、地区封锁,形成区界分明的省域经济、市域经济、县域经济,甚至乡(镇)域经济等地方经济特性。行政管理中表现为各自为政的重复建设、重复布局、相互设卡、分割、区内外区别对待、生态环境分立分治等。由于地方政府的强烈干预,使竞争极不公平,外地经济主体难以渗入,影响本地经济的发展与规模经济的形成,也严重制约区域中心城市的经济带动作用。市场经济已深入人心,以市场为导向、开放性的区域经济一体化是区域经济发展的必然趋势,拆除“围墙”、共同发展是大势所趋,也是区域人力资源整合的首要条件。
(二)依然断裂与分割的人力资源市场
我国提出走有中国特色社会主义市场经济道路到现在已10余年,但市场经济仍然很不成熟,人力资源市场断裂与
分割仍然很严重。在城乡“二元分割”的同时,城市内部也形成断裂:一是城市内部正规部门。知识技能要求较高,保障健全;二是基本由城市户籍人口从事的非正规部门,要求与待遇均低于正规部门,有一定的保障;三是进城民工从事的非正规就业,以苦、脏、累行业为主,基本没有保障。人力资源素质的差异是形成断裂与分割的主要原因,而体制是加剧甚至是直接形成分割的重要因素,特别是越到上层,分割得越厉害。同时,城市的户籍及劳动就业制度极大地阻碍了农村外地人力资源的自由流动,如很多城市人为限定有的工种外地劳动力不能进入。
四、区域人力资源优化整合的挑战与新要求
(一)区域分工的深化与产业集群的形成,要求与之相适应的人力资源配置
区域产业分工的细化使区域产业间的联系更加紧密,进而形成“产业集群”。它们不仅仅为了降低成本而集聚在一起,更多的是为了知识、信息、文化环境、信任关系及共同的价值观等非物质因素而集聚,以创新为活力,互利互惠,共同促进。
产业集群的发展对人力资源的要求相应提高,它重视人力资源梯队建设,要求具有更强的创新性、综合性与自我学习能力。这就必须根据区域分工与产业集群发展的一般规律,统筹规划,合理布局,促进产业、经济与人力资源的优化组合。
(二)人力资源结构“断裂”与“堆积”导致的严重浪费问题
改革开放以来,我国经济高速发展,到1993年后,经济增长速度开始下降,深层次的结构性矛盾开始凸显。产业结构不合理导致了就业结构的不合理,进而影响了人力资源结构的调整与提升。人力资源素质偏低,导致中下层次人力资源出现大量“堆积”。据“五普”抽样数据。15-65岁人口中,初中以下文化占80.8%,大专以上占4.84%,特别是研究生只占0.09%。经过上世纪90年代以来的调整,产业结构已逐渐转型,对技术、知识工人数量要求越来越大,使低层次人力资源出现明显的“堆积”现象。在人力资源利用方面则存在“重引进、轻利用”、“舍近求远”、“非洋不用”等问题,造成人力资源的极大浪费。
1.打造煤炭间接液化生产基地是保障国家能源安全的内在需要
化石能源已成为人类支撑现代文明的能源基础。经过百余年发展,依靠现代技术建成以石油为主、煤炭为辅的油品和化学品供应体系及以火电、水电、核电为主,风电、太阳能为辅的电力系统,二者构成现代文明发展的两大核心能源保障体系。可以预见,这种能源保障体系格局在未来很长一段时间不会有根本的改变。人类社会的发展,必须考虑有限化石能源的综合利用,同时开发利用非化石能源,逐步建立新能源利用体系。现代社会正处在从依赖化石能源体系向建立可再生能源体系过渡的关键阶段。
在这一过渡阶段,化石能源中的石油,因大量消耗已经出现明显的资源储备不足。按目前开采速度,石油资源将在2050年后变得更加难以获得。电力供应可以依赖的资源是多元化的,除化石能源和核资源外,水力、风力和太阳能等可再生能源将逐步进入电力供应系统,而油品的供应只能依赖化石能源。
我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家,丰富的煤炭资源是持续发展中唯一可依靠的化石能源。从能源安全角度考虑,开发石油替代燃料,依靠资源储备相对丰富的煤炭,通过液化手段替代一部分石油产品,具有现实的战略意义。
随着世界石油供需矛盾的突出,加之深海石油开发带来的巨大环境风险不断凸现,预计10年以后,采用煤炭转化油品的产业建设将是国际能源体系向可再生能源体系过渡的一个必然选择。我国先行一步建设大规模煤液化产业基地,将会在能源领域过渡阶段处于国际主导地位,对提升国家未来能源科技地位具有重大而深远的影响。
2012年,我国石油对外依存度已达58.7%,自有采油能力基本接近峰值,消耗量每年以3~5%的速度增长,国家能源安全形势非常严峻,发展以煤炭间接液化为主的煤炭液化技术和产业迫在眉睫。这个过程可将丰富的煤炭资源转化为高品质的液体燃料和化学品,可对重油、天然气、非常规天然气至可持续的生物质液化提供技术储备,使能源转化技术和产业引领国际,处于有利的战略地位。
煤液化产业的经济性和竞争力已经凸现。煤液化技术进步和各种先进节能、节水技术集成,使煤液化的能源转换效率大大提高。与传统燃煤发电30~43%的效率相比,煤炭转化为成品油能提高煤炭的利用效率,可以达到43~55%,实现资源的清洁利用。
煤炭间接液化技术和产业,是在油品供应体系中统筹含碳资源、保障油品供应的最为基础的技术体系。在未来能源体系过渡过程中,通过 煤炭间接液化技术可以将煤炭、天然气、含碳有机废弃物、生物质等含碳有机物转化为油品,使得人类文明的进程不会由于石油枯竭而终止。未来生物质转化为油品和化学品的技术需求,使得煤炭液化技术开发的意义远不止能源过渡期,直至最终可持续的、以生物质为原料的油品和化学品供应。
国内石油供需矛盾日益突出,首先是满足车用液体燃料的快速增长。在多种石油替代品中,生产煤液化油品是满足车用燃料供应的最现成途径,而且改善了化石油品的洁净及节能性能。发展车用石油替代燃料,既要满足汽车技术发展的要求,也要考虑系统配送等多方面条件。煤液化生产的油品,在性能上与传统汽柴油基本一致,是排放超“欧Ⅴ”的优质车用燃料,而且还可节油8~12%,对车辆和配送体系不用改进就能直接应用。在新的替代燃料中,煤液化与醇醚等燃料相比更具操作性。
综合消费系数法和弹性系数法预测结果,考虑未来可能采取的节能以及利用煤、电、天然气替代石油等措施,预计2015年和2020年国内汽煤柴三大类成品油需求量分别为2.97亿吨和3.58亿吨。按照近年国内成品油平均收率60%测算,相应2015年原油需求量达到4.95亿吨,2020年达到5.97亿吨。按国内原油产量到2015年达到2亿吨,之后保持稳定供应考虑,到2015年需进口原油2.95亿吨左右,2020年需进口原油3.97亿吨,原油对外依存度将分别达到60%和66%。随着我国原油对外依存度的提高,将会加大部分原油输出国家对自身安全的忧虑。国际上某些势力把中国日益增长的石油进口量和海外油气资源的拓展视为威胁,中国石油公司的跨国经营行为常被资源国、竞争对手和国际财团所排斥,中国石油供应问题越来越成为国家间利益争夺的焦点。从能源战略安全角度考虑,发展煤制高清洁液体燃料已经刻不容缓。
2 .打造煤炭间接液化生产基地是减轻环境压力的必然选择
2012年入冬以来,我国北方经受多次大范围、长时间雾霾困扰。雾霾形成和空气污染加剧息息相关。长期以来,我国油品质量升级滞后,油品中偏高的烯烃和芳烃以及过高的硫含量加重了机动车尾气排放,特别是PM2.5颗粒的污染程度,成为出现雾霾天气的推手之一。
2012年2月,国务院常务会议决定加快油品质量升级,在已第四阶段车用汽油标准的基础上,尽快第四阶段车用柴油标准,过渡期至2014年底,即2015年后中国将全面实施国四柴油标准。这是中国第一次提出车用柴油升级至国四标准的时间表。同时,2013年6月底前第五阶段车用柴油标准,2013年底前第五阶段车用汽油标准,过渡期均至2017年底,彰显了我国治理空气污染的决心。
我国汽油的年产量已达8976万吨,其中78%左右产能来自催化裂化,油品中硫、芳烃和烯烃含量较高。欧洲国家早在1991年催化裂化汽油就降到27%,美国催化裂化汽油1999年也降到36%,其他低烯烃、低硫、高辛烷值的汽油,如重整汽油、直馏汽油、异构化汽油等,所占比例都有很大增加。我国直到2000年,还没有异构化装置,而烷基化、迭合、异构化等清洁汽油的加工手段,目前所占比例仅为20%。生产工艺的差异是造成汽油品质存在烯烃和硫含量高的原因。
2012年,我国柴油产量达到17064万吨,同样基于生产工艺的制约,也存在硫和芳烃含量高、十六烷值低的问题,过高的多环芳烃是造成柴油燃烧过程中颗粒物排放增加的主要原因。
从减轻环境压力和治理珠三角、长三角、京津冀等地雾霾困扰问题来考虑,打造大型煤炭间接液化生产基地具有十分重要的现实意义。
二、打造煤炭间接液化生产基地的优势条件
1 .煤炭资源丰富
内蒙古煤炭资源丰富,素有遍地是煤的美称。目前已发现含煤面积23万平方公里,约占全区国土面积的20%。全区共发现煤炭产地508处,估算资源总量8089亿吨,其中查明煤炭资源储量3815亿吨,预查煤炭资源储量3340亿吨。查明资源储量占全国的26%,居全国第一位。煤炭资源具有分布广、相对集中的特点,适合规模开发,特别是适合建设大型煤炭综合基地。全区煤炭产地中,查明煤炭资源储量规模达到大型以上的205处,保有资源储量3095亿吨。煤炭资源主要集中在鄂尔多斯市、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市,三盟市煤炭资源占全区煤炭保有量的93.7%,其中鄂尔多斯市煤炭资源保有储量1922.09亿吨,占全区煤炭资源保有量的51.5%。
2.水资源相对充足
内蒙古西部地区水资源相对贫乏,沿黄流域的呼包鄂地区缺水严重,但黄河配给水量达58.6亿立方米,可以为煤液化项目提供充足的水源。目前主要问题是用水结构不尽合理,农业用水占91.5%。一是采取农业节水改造和水权置换措施,实现节约用水和水资源优化配置。近几年,全区每年开展土地整治项目500多万亩,整治后的土地全部采用节水措施,亩均节水约30立方米,每年节约水资源约1.5亿立方米。二是通过大规模退耕还林、禁牧还草、防护林建设,降水量明显增多,植被覆盖度、森林覆盖率都明显提高,沙尘天数逐年减少。2012年,全区平均降水量为428毫米,比历史同期偏多81毫米,比上年多168毫米。2013年,呼伦湖水位出现自2000年来的首次上涨,同比上涨85公分。三是工业节水、工艺节水、中水再利用有较大突破。随着煤液化技术的不断进步,用水量也大幅降低,水的重复利用率达97%,冷却水的重复利用率超过98.7%,废水可实现零排放。与其他煤转化产业相比,煤液化吨油耗水仅为5~8吨。四是蒙东地区水资源相对充沛,地表水资源量337亿立方米,占全区水资源量的83%,完全能够支撑建设大型煤炭间接液化生产基地的需要。
3. 地区环境容量较大
内蒙古国土面积118.3万平方公里,荒漠化、沙漠化土地占52%,国土开发强度仅为1.3%,其他大部分国土面积被森林和草原覆盖。森林和草原具有很强的固碳能力,从这个意义上讲,内蒙古不仅环境容量大、空间开阔、敏感度低,还具有二氧化碳吸附能力强、吸附基地大等特点。内蒙古是国家重要的森林基地,森林总面积3.73亿亩,活力木总蓄积14.84亿立方米,森林覆盖率达20%。如果把沿大兴安岭边缘及周边地区通过城镇化把群众集中转移出去,让树木自然向下延伸,每年可增加森林面积约2万公顷。按每亩地生长240棵树、每年净增活立木120立方米,每生长1立方米木材吸收1.87吨二氧化碳计算,2万公顷森林每年可吸收二氧化碳6732万吨。每生产1吨油排放6吨二氧化碳,年产5000万吨油排放3亿吨二氧化碳,在呼伦贝尔、兴安盟及大兴安岭周边扩大1000平方公里林地,发挥森林固碳降耗减排的特殊作用,完全可以解决二氧化碳排放问题。内蒙古也是世界上草原类型最多、保持最完整的草原之一,全区草原总面积13.2亿亩,平均植被盖度44.1%。丰富的森林资源和良好的植被,使内蒙古具有承载煤炭间接液化生产基地建设的巨大环境优势。
4. 成本较低,市场巨大
煤制油成本的60%、煤制甲醇成本的45%来自煤炭和电力。内蒙古煤炭生产成本比较低,露天矿每吨井口价仅为85元,井工矿每吨井口价110元左右。区内上网电价平均为0.22元/度,比全国低0.12元/度。综合考虑煤炭价格、用电价格和运输成本,比中东部地区的成本每吨低2000元左右。内蒙古东西狭长,横三北,距离北京、天津等中心城市较近,既与东北亚经济圈在一起,也与京津冀首都经济圈相邻,同时还是环渤海经济区的重要组成部分,煤炭富集地区临近中心城市,具有西油东送的独特区位优势,也具有巨大的市场潜力。
5 .煤质优,适合进行液化
内蒙古从东到西分布的煤炭,都属于侏罗纪时期形成的,约54%是低变质的烟煤和褐煤,含油量较高,挥发分高,非常适合煤间接液化。
6. 技术成熟而经济性良好
中国科学院从“八五”以来,一直从事煤炭间接液化自主技术的开发研究,2000年煤炭间接液化自主技术的浆态床技术获得重大突破。2005年,在太原完成煤炭间接液化自主技术的千吨级中试,通过国家“863”项目验收。从2005年开始,以该技术为依托的三套16万吨煤基合成油品工业示范生产线在内蒙古、山西长治开工建设,2009年初投料出油。2010年,装置实现安全、稳定、长周期、满负荷运行。2013年,示范装置实现安全运行350天,生产各类洁净油品18.2万吨,超过设计产能的115%,成为我国“十一五”五大煤化工示范项目中首个达产达效的项目。
2010年7月,根据国家发改委要求,自治区发改委组织专家、院士成立考核组,对伊泰年产16万吨煤液化工业化示范项目进行现场性能考核,获得主要技术指标如下:费托合成催化剂产油能力1500~1800吨油品;吨成品油原料和燃料煤耗3.48吨标煤,全系统能量转化效率高达40.53%。2014年4月,根据国家能源局要求,国家能源局组织专家、院士成立考核组,对伊泰16万吨煤液化工业化示范项目再次进行现场性能考核,获得主要技术指标如下:费托合成催化剂产油能力1000~1500吨油品;吨成品油原料和燃料煤耗3.58吨标煤,吨油品耗水12.81吨,全系统能量转化效率高达42.01%。
通过示范项目验证,自主研发的集成技术具有优异的运行稳定性、较高的合成气转化能力以及良好的经济性。工艺成套技术已实现满负荷平稳运行,具备进行大型工业化煤液化项目设计和建设的工程技术条件,为推进我国煤炭间接液化项目的产业化奠定了技术基础。
三、打造煤炭间接液化生产基地的总体思路、原则和目标
1.总体思路
我国煤炭深加工产业的总体思路是,以科学发展观为指导,按照控总量、扩需求、调结构、转方式、促创新、提能效的总体要求,调整产业结构,优化生产力布局,提高资源综合利用效率,促进绿色消费,保护和改善生态环境,围绕能源、化工、建材加工等主导产业,重点建设蒙西和蒙东两个煤炭深加工产业化基地。
2. 基本原则
资源开发与节约并举。在生产、建设、流通、消费等领域,提高资源生产率和循环利用率,降低资源消耗。减少资源的过度开采与浪费,加快资源综合开发利用技术的推广。减少废弃物排放,开展废旧物资再利用,有效节约资源。
经济、社会和生态效益并重。以最小的资源消耗换取最大的经济价值,在保护好环境前提下,实现又好又快发展。根据资源承载能力和环境容量安排发展速度,按照能源保障、运输和加工能力安排资源开发规模,以循环经济发展支撑循环型社会发展。
重点突破与整体推进相结合。选择一批循环经济发展基础较好,且资源消耗比较大的园区和企业,进行循环经济试点建设,将循环经济发展纳入各级政府发展规划,在农业、工业和社会各领域,全面推进循环经济发展。
政策引导与市场主导相协调。以企业为主体,充分发挥市场配置资源的基础性作用,进一步完善政府行为,通过制定和实施法规标准,加强政策导向和信息引导,营造有利于循环经济发展的体制环境、政策环境和市场环境。
3. 发展目标
按5000万吨目标产品规模,分别为在蒙西、蒙东布局。蒙西沿黄经济带煤炭深加工试验示范基地:以内蒙古矿业、伊泰、神华、中海油联合电力等企业为龙头,充分利用鄂尔多斯优质的煤炭资源,构建以块煤干馏、煤制油和煤制天然气为核心的煤炭深加工产业化项目,生产以高品质航空煤油、柴油、烯烃、苯类化学品以及天然气为核心的产品。产品总规模2500万吨,其中油品2100万吨、SNG 400万吨。利用煤气化炉渣等,制造高标号低碱水泥,从煤制合成气净化废气中,提取回收纯度可达到食品级的二氧化碳,再将二氧化碳作为原料,制造纳米级轻质碳酸钙以及具有国际领先技术的二氧化碳全降解塑料。依托企业的自备煤矿筹建洗煤厂,选出精煤用于煤液化,副产品煤矸石、中煤及煤泥用于电厂发电,从电厂产生的废渣粉煤灰提取氧化铝,提取氧化铝的废弃硅钙渣作为生产水泥的熟料。
蒙东煤炭深加工试验示范基地:以内蒙古矿业、神华、国电、久泰、博源联合电力等企业为龙头,充分利用蒙东地区丰富的褐煤资源,构建以褐煤干燥、煤制油、煤制烯烃和煤制天然气为核心的煤炭深加工产业化项目,生产以高品质航空煤油、柴油、烯烃、苯类化学品以及天然气为核心的产品,产品总规模2500万吨,其中油品2000万吨,SNG 500万吨。
到2025年,建成煤制油气总规模5000万吨的符合循环经济发展要求的典型示范企业、工业园区,基本形成以科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥为特征的新型工业化经济体系,产业结构趋向合理,资源利用效率明显提高,环境质量逐步改善,可持续发展能力显著增强。
建设国家煤液化基地目标是将煤炭转化集中到煤液化方向,将多种自然资源和社会资源向煤液化资源集中,力求采用新技术、新思维、高要求,实事求是研究生态、环境、交通等多种资源支撑条件,解决各种可能的瓶颈问题,实现生态循环改善和社会和谐发展。
四、打造煤炭间接液化生产基地的政策建议
国务院相关部门要抓紧组织编制国家级煤液化基地建设规划,明确煤液化生产基地建设的目标、原则和区域布局,提出具体的支持政策。建议在内蒙古蒙东和蒙西规划两个煤炭液化生产基地,建设总规模5000万吨油品和SNG(其中3900万吨油品联产158亿SNG),建设总投资在6618亿元。
围绕煤液化产业进一步强化基地建设,完善基础设施配套。当地政府要在现有工业基地中选择适合发展煤液化的区域,提前按照煤液化项目建设要求,完善基础设施建设,并对项目建设、配套设施、公共支撑、交通物流、市场拓展等进行统筹安排。
进一步突破瓶颈制约。自治区有关部门要加大水资源指标的争取力度,几年内至少解决不少于2.5亿吨的取水指标。提前预留250亿吨以上的煤炭资源,确保煤液化基地的原料需求,还要进一步突破土地、环境容量等其他制约因素。
积累工程经验,加强人才引进。抓好已规划煤液化项目建设,积累工程经验。同时加强人才引进和培训,着手培育成熟的产业工人队伍,确保煤液化基地建设的用工需求。
加强合作交流,集聚技术优势。中科合成与内蒙古在煤液化方面已开展长期合作,业务可靠,技术先进,应进一步加强合作交流。同时充分挖掘伊泰集团、内蒙古矿业集团等大型企业的技术潜力,培养和壮大本土企业的实力和竞争力。
提前考虑煤液化产品物流问题,着手规划煤液化产品的目标市场培养及连接外输管道建设。
提前部署碳减排工作。提前启动排碳应对措施,将低碳经济发展与工业增长统筹考虑。进一步加大生态建设力度,加强矿区绿化和露天矿复垦力度,实现地下资源有效开发,地上环境逐步改善;加强新技术开发利用,将干馏、分级液化作为煤炭、煤化工发展的基本方向,减少碳排放量;提前考虑二氧化碳的捕捉、驱油、填埋问题,特别是在现有的气井完成采气后,在利用二氧化碳深埋以及二氧化碳驱油采油技术方面进行专门研究,作为重大技术课题进行攻关;采取多种措施,进一步加大节能减排力度。
关键词:非物质文化遗产;非遗视觉资源;大数据;数字图书馆
中图分类号: G254.9 文献标识码: A DOI:10.11968/tsyqb.1003-6938.2016092
Abstract Visual resources of intangible cultural heritage, such as text, images, audio and video, and 3D models of digitization system have become an important carrier of information. Research on digitalization technologies of visual intangible cultural heritage resources contributes to the promotion of intangible cultural heritage protection. Based on an analysis of present situation in the protection of intangible cultural heritage, methods are put forward for the acquisition, organization, understanding and description of the visual resources of intangible cultural heritage and visual search and interaction patterns are analyzed from the perspective of case analysis.
Key words intangible cultural heritage(ICH); ICH visual resources; big data; digital library
1 引言
人类所接受的信息源中超过80%的信息来自于视觉通道(主要包含文本、图像、视频与几何模型等),作为承载视觉通道的信息资源类型称之为视觉资源。随着互联网环境的逐步完善和大数据技术的飞速发展,以文本、图像、音视频和3D模型等为代表的视觉资源逐渐成为数字图书馆最为重要的信息载体,在非物质文化遗产(Intangible Cultural Heritage,ICH,以下简称“非遗”)数字化保护与开发利用体系中也不例外。
非遗作为人类世代相传、与人类生存生活密切相关的文化表现形式、传承方式和文化空间,由于其自身所带的系统性、无形性、复杂性和渐变性等特殊属性[1],使非遗数字化保护与开发利用难度较大。而非遗视觉资源除了拥有上述自然属性之外,在大数据环境下更是增添了数据量大、非结构化或半结构化、纵深纬度高、语义关联性不强和语义时空性等附属特征,使得非遗视觉资源的高效处理、内容理解和交互反馈就成为需要解决的难点问题,而非遗视觉资源的有效获取、系统组织与结构化描述就成为亟待解决的首要问题。因此,本文从优化非遗视觉资源的获取、组织与描述方式的角度出发,致力于研究大数据环境下非遗视觉资源的获取、组织和描述过程,建立相应的模型,针对知识类和实体类非遗视觉资源提出相应的获取、组织和描述方法。
2 非遗视觉资源数字化保护研究现状
国内外关于非遗保护的研究成果非常多,从非遗的社会经济属性分析,到非遗的综合管理,也都出现了许多系统研究的专著。但专门针对非遗数字化保护与开发利用方面的研究并不多,尤其是关于大数据环境下非遗数字化保护、非遗视觉资源开发利用等方面研究更少。
数字化保护与开发利用是非遗保护非常重要的研究领域。自20世纪90年代以来,国际社会和世界各国开始将数字化项目作为发展非遗数字化保护与开发利用的主要策略。如联合国教科文组织推行的“世界的记忆”计划、日本奥兹大学的“狮子舞”数字化保护工程、芝加哥大学与西安大略湖大学的“Sulman 木乃伊工程”等。我国非遗数字化保护研究现已进入到飞速发展阶段,各种数字化保护平台、技术与工具层出不穷、琳琅满目[2]。如 “中国非物质文化遗产数字博物馆”、 “中国非物质文化遗产保护与研究网”[3]、“湖南纸影戏艺术数字化博物馆”、“山西地方戏剧文物文献资源数据库”等[4]。为了解和掌握非遗资源,我国会定期开展全国性非遗普查,采用田野调查、非遗传承人与专家访谈、扫描、拍摄等多种手段相结合的方式,获取了大量极具文化、历史和科研价值,以文本、图像与音视频等视觉资源为主的非遗大数据资源[5],这一过程使得视觉资源逐渐成为非遗数字化保护体系的主要信息载体[6],因此,国内外已有相关技术研究主要是围绕非遗视觉资源的获取、组织和描述等方面展开,主要集中在以下三个方面:
(1)非遗视觉资源数字化技术工具的选择与评价研究。如何选择恰当的视觉资源数字化技术、方法对非遗视觉资源进行获取、组织、描述和整理,是非遗数字化保护与开发利用研究必须要解决的关键技术问题。Cheng[7]、余日季[8]等分析了虚拟现实、增强现实等先进技术在非遗数字化保护与开发利用研究中的应用,并提出通过三维重建、恢复与模拟等方式来推进非遗数字化保护、传承与传播;Massimiliano等[9]认为3D技术应该在非遗数字化保护领域得到广泛的发展和充分的应用;夏立新等[10]从关联标签的角度对非遗图片资源之间的标签关联关系进行了研究,并采用可视化方法对非遗图片资源的主题特征进行了多元化展示;程秀峰等[11]则对舞蹈类非遗视觉资源的存在形式与类型进行了调研,提出采用社会化网络标签(SNA)形式来揭示非遗视觉资源之间的隐性知识关联。此外,宋丽华[4]、刘勐[12]、林毅红[13]、彭冬梅[14]等均探讨了不同的数字化保护方法、工具在非遗视觉资源数字化保护中的应用,对黎族传统纺染织工艺、甘肃“花儿”艺术、剪纸艺术等非遗数字化保护平台建设进行了研究和评价。
(2)非遗视觉资源数字化保存机制研究。国内外非遗视觉资源收藏机构都在充分利用信息技术来整理、获取、组织、处理和展示其丰富的非遗资源,从而确保了非遗视觉资源数字化长期保存和多元化展示成为其重要的研究主题。从非遗视觉资源数字化保存研究现状来看,当前主要研究重心集中在非遗视觉资源数字化保存的元数据技术和方法方面。如Athanasios等[15]就非遗视觉资源数学建模与元数据集成问题进行了研究;Noriko等[16]分析了异构非遗视觉资源(如戏曲、舞蹈、建筑、绘画等)在线获取的元数据方法;Regina等[17]对非遗视觉资源元数据格式、标准与技术问题进行了分析。
(3)非遗视觉资源数字化服务研究。随着大数据、云计算、数字影像扫描与传感、三维数字建模、虚拟现实与增强现实、可视化等技术的发展,非遗视觉资源数字化建设项目逐渐具备了多元化、嵌入式、协作化的知识服务与可视化共享功能,尤其是与视觉资源整合、开放式文化教育、自主交互式工具有机结合起来后,极大地推动了非遗视觉资源的数字化服务模式和服务内容。
3 大数据环境下非遗视觉资源的获取、组织与描述方法研究
3.1 大数据环境下非遗视觉资源数字化保护的新问题
在大数据环境下,海量、异构的非遗视觉资源内容中,包含了对复杂、多元化的客观物理类非遗资源的多角度、全方位的映射与表达,可以让人们体验到更加客观、真实、全面的非遗视觉资源展示与感知,从而为非遗视觉资源数字化保护与服务提供更加有效的支撑,有效推动非遗的全面保护与活态传承,促进非遗客观物理空间与虚拟服务世界的有机融合。这些非遗视觉资源是来源于现实世界中客观事物,彼此之间蕴含着密切的、复杂的时空关联关系,通过对非遗视觉资源的这些时空关联信息的分析、处理和整合,就可以清晰地组织、描述和可视化展示非遗保护、传承与服务的时空变迁。通过对非遗视觉大数据资源的动态挖掘、深度学习和实时分析,使得许多与人类认知相契合的非遗数字化保护与服务的工具、技术和平台也层出不穷,如王蒙等[18]基于主题图理论和方法,以京剧与昆曲为例,建立了非遗信息资源主题图模型;陈路遥等[19]以“歌仔戏”为例,提出了一种基于关键事件技术的非遗信息资源的组织方法与可视化展示技术。
一方面,由于视觉大数据资源因其自身特性,对大数据环境下非遗视觉资源数字化保护的有序化传播、系统化整合、集约化管理、有效组织与描述提出了巨大的挑战。与传统非遗资源相比,非遗视觉大数据资源除了具有时空信息复杂、语义关联多样化、非结构化或半结构化等特点之外,还具有数据规模庞大、动态变化性、无序性、实时性等特征,使得大数据环境下非遗视觉资源的分析和处理具有一定的难度和复杂性。
另一方面,由于非遗视觉资源的来源具有不确定性、异构性和时空关联性,视觉资源本身也不易组织和整合,因此,如何进行视觉资源的高效获取、组织和描述也是大数据环境下非遗视觉资源数字化保护与开发利用的基础性问题。同时,随着非遗规模与类型的逐渐发展和壮大,非遗视觉资源的规模和种类也在不断增长,尤其在“互联网+”时代,三元空间融合下的非遗数字化保护体系在不断产生着无数的非遗视觉资源,只有对其所蕴含的内容进行有效获取与组织、深度理解与结构化描述,才有可能实现对大数据环境下非遗视觉资源的深度分析和有效利用。
因此,大数据环境下非遗数字化保护与开发利用研究,需要从非遗视觉资源的获取、组织、理解和结构化描述等方面进行研究与分析。
3.2 非遗视觉资源的获取与组织方法
非遗资源由于其生存环境、分类方法与传承方式的不同,使得非遗视觉资源的类型特征、处理手段、处理技术与保存方法等也会有一定区别,这些差异使其在大数据环境下的存在形式是异构无序、动态变化、时空关联的,且与之相关的视觉资源的生成与也是动态无序的。每一项非遗数字化过程都需要对相关主题信息、繁杂异构信息与隐含关联关系等进行处理。此外,现有非遗视觉资源分析与处理都是基于文本标注的,且以人工标注为主,但传统的人工标注方法在大数据环境下,存在着标注精确性低、时间和人力成本高、分析和处理效率低等问题。因此,如何方便快捷地获取与组织非遗视觉资源,是大数据环境下非遗数字化保护与开发利用的关键问题,而对大规模无关非遗视觉资源的分析、过滤、清洗以及对海量非遗视觉资源的高效组织也是非遗数字化保护与开发利用的核心问题。
在整个非遗视觉资源获取与组织流程(见图1)中,视觉资源过滤是大数据环境下非遗视觉资源获取与分析的关键环节。本文提出了一种基于轮廓特征点的非遗视觉资源整合体系,采用不同的方法从不同层面对获取到的海量非遗视觉资源进行层次过滤、清洗,其中主要的过滤与清洗方法有三种:一是基于显著特征点的非遗视觉资源复杂性过滤,主要用于过滤、清洗掉高度复杂的非遗主体的背景视觉信息。该方法首先检测出非遗视觉对象的显著性区域,通过标识非遗主体的显著性区域,对所有非遗视觉对象进行区域分割,并对区域划分出的高显著区域附近一定阀值区域范围内的所有划分区域数量进行计算,选择其中划分区域数低于设定阀值的区域作为非遗主体的背景区域,并保留下来[20];二是基于轮廓特征点的非遗视觉资源相似性过滤,主要用于甄选出与特定几何轮廓一致的非遗视觉资源。在经过第一种过滤清洗方法之后,获取到带有简单背景区域的非遗视觉资源,得到符合下一操作要求的过滤清洗效果,在此基础上,对预先设定的分割边界与待识别非遗视觉资源轮廓特征点所构成的几何区域进行一致性检测和评估,并计算得出一致性值,取其中一致性值最高的作为轮廓相似性视觉对象;三是基于内容的非遗视觉资源过滤,主要利用设定的多种标注信息进行非遗视觉资源内容过滤,在前面两轮过滤清洗后获得的非遗视觉资源集合中,将无法提供普适性表象特性的视觉信息过滤清洗掉。如以广西瑶族长鼓为例,经过以上三种过滤方法的反复执行,就能从海量、动态变化、异构无序的“视觉资源海洋”中获取到符合要求的非遗视觉资源。
在现实生活中,并非人人都拥有绘画技能而能手绘出自己希望搜索到的非遗,但几乎人人都能够手绘出自己希望搜索到的非遗轮廓的几何模型(如三角形、圆形、线条等)。简单几何模型是客观物理世界信息化的基础组成元素,现实世界中所有客观物质在转化成视觉效果(如绘画、设计图等)时,都能通过无数简单几何模型有机组合后,展示在人们视觉中,非遗亦不例外。因此,手绘简单几何模型的有机组合是人们展示灵感和构思创意最有效、最自然的手段和方法,并被广泛应用于建筑规划、工业设计、美术等领域。通过简单的手绘几何模型就能够帮助人们将心中正在想、或转载构思的非遗主体转化成具有真实感的粗放型视觉效果,这种粗粒度非遗主体轮廓可成为人们与非遗视觉资源整合平台之间实时交互的一种桥梁。事实上,借助于大数据环境下视觉资源的分析、获取、组织和描述方法而形成的非遗视觉资源数据集,基于粗粒度非遗主体轮廓的视觉搜索模式正逐渐走入人们生活中。
以广西乡村彩调为例(见图3),大数据环境下非遗视觉资源整合平台提供的视觉搜索有两个功能是非常重要的。一是非遗视觉资源的交互与融合搜索。人们只需在非遗视觉资源整合平台中选择所需要检索的非遗类别,并勾画出待检索非遗的大致轮廓,平台就可直接根据待检索非遗主体轮廓,自动对非遗主体轮廓执行轮廓匹配算法,在设定的非遗类别中检索符合要求的非遗视觉资源,并根据非遗主体轮廓在检索区域的相对位置、相对大小和组合关系将轮廓组合在一起。然后,平台根据视觉融合技术将检索出来的视觉资源进行完美融合,形成一幅全新的非遗视觉资源;二是非遗视觉资源的内容搜索。人们在非遗视觉资源整合平台中选择待检索非遗的类别,并勾画出待检索非遗几何轮廓,平台自动对非遗主体轮廓执行轮廓匹配算法,检索得出与该轮廓相似的非遗视觉资源列表。
4.2 大数据环境下非遗视觉资源的交互模式
从国内外已有研究来看,传统基于文本标注的视觉搜索模式尽管存在着诸多问题,但仍有不少研究者对其进行研究。而对于视觉资源的深度交互与实时编辑问题却极少有研究者涉及,尤其是对非遗视觉资源的交互编辑问题的研究几乎为零。
伴随着大数据、人工智能与深度计算等信息技术的飞速发展和相关算法的逐步完善,视觉资源的深度交互与实时编辑问题已成为热点课题。非遗的数字化保护与开发利用过程,可采取基于视觉资源融合的方法来实现非遗视觉资源的交互编辑相关功能。具体过程为:给出一个待编辑的非遗视觉资源以及预设定的目标尺寸,在非遗视觉资源知识库中,检索得出一幅设定符合条件的新的非遗视觉资源,将二者有机融合形成一幅更大的视觉资源。这个算法执行的难点在于:一是如何找到符合条件的视觉资源;二是如何保证检索得到的视觉资源与原视觉资源进行有机融合。
本文曾提出基于局部区域特征和非遗主体轮廓结构的视觉描述网络这一方法,借助于该描述方法可实现相应的关联视觉资源的有机融合。首先,设定一个非遗视觉资源为待检索对象,同时,设定其交互编辑的目标尺寸与待融合方法;然后,非遗视觉资源整合平台可根据所提供的视觉搜索功能与相关算法,在非遗视觉资源数据集中检索得到最为合适的视觉资源列表,作为候选内容;接着,对候选资源与待处理非遗视觉资源的轮廓结构、局部特征和主体内容进行一致性、相似性评估,选出待融合的视觉资源;最后,采取局部区域特征融合和边界区域平滑过渡方法,对候选视觉资源进行局部融合和全局变换,使其与待处理非遗视觉资源边界部分进行曲线平滑过渡,并采取视觉融合技术和区域分割方法对二者进行处理[28]。
5 结论与展望
在我国文化发展大繁荣的社会背景下,非遗数字化保护事业如何贯彻国民经济与社会发展“十三五”规划纲要、国家“十三五”文化发展规划纲要和国务院办公厅关于加强我国非物质文化遗产保护工作的意见等重大指导性文件精神,在社会公共文化服务体系中获得战略地位和重要作用,成为非遗保护与传承理论、实践研究共同关注的重大问题。非遗数字化作为非遗保护与传承的重要工具和手段,在大数据、视觉搜索与虚拟现实等技术手段的冲击下,势必会给非遗原来赖以生存的原生态空间带来巨大的威胁,导致非遗保护工作受到巨大挑战,但同时也带来了前所未有的机遇。毫无疑问,合理运用大数据、虚拟现实和视觉搜索等现代科技手段进行非遗数字化保护已成为一种必然趋势。
文本、图像、音视频和3D模型等视觉资源逐渐成为非遗数字资源最重要的信息载体,如何高效地分析和利用已有的和即将获取到的非遗视觉大数据资源,将非遗视觉大数据资源转化成知识是当前面临的主要技术瓶颈。尤其是未来十年,在大数据、人工智能和虚拟现实等信息技术的积极推动下,我国非遗视觉资源的数据规模和类型将快速增长,非遗数字化保护研究的深度和广度快速发展,开展大数据环境下非遗视觉资源的获取、组织和描述方法的研究,以为突破这一技术瓶颈提供有效的方法。因此,重视非遗视觉资源分析与利用的研究不仅具有非常重要的理论价值,还具有重要的现实意义。
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关键词:数字化教育资源;共享模式;共建共享;运营机制
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0141-03
随着以计算机网络和通信技术为代表的信息技术的发展和在社会生活中的应用,特别是WEB2.0后时代的到来,信息技术呈现出前所未有的发展趋势,云计算、移动化、社交化、大数据等技术层出不穷,信息技术正在推动社会的变革和发展,教育领域也不例外。可以说,以信息化带动教育现代化已成为我国实施科教兴国战略的重要举措,今年3月,教育部还专门颁布了《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,教育信息化的建设程度决定教育水平的质量,而教育资源共享是教育信息化的重中之重。随着数字校园的建设和实施推进,教育领域对数字化教育的需求也日益增长。然而,从曲靖市目前教育资源共享和使用的情况来看,虽然教育管理部门和部分学校建立了教育资源中心,但由于“教育信息资源低水平重复建设现象严重”[1],数字化教育资源的存储分散和各个系统之间不具备互操作性[2],而且学校通过购买等方式建设的教育资源形同摆设,没有发挥实际作用,使数字化教育资源共享存在很多问题。能否实现数字化教育资源的有效共享,已成为教育信息化顺利进行的重要制约因素[3]。因此,论文主要从曲靖市现行数字化基础教育资源共享模式和存在问题入手,针对曲靖市数字化基础教育资源共享的难题,提出整体规划、分布实施、共建共享的数字化基础教育资源共享模式,为教育信息化建设中教育资源共享提供参考。
1 曲靖市数字化教育资源共享模式及存在的问题
1.1现行数字化基础教育资源共享模式
时至今日,曲靖市数字化教育资源建设和应用还处于发展阶段,没有全面推行,经查阅相关文献得知我国的信息化教育资源的建设都还处在发展阶段,没有形成统一的教育资源库建设模式[1]。边远地区农村中学连网络基础设施都没有建设,更谈不上数字化基础教育资源共享了,条件较好的城区和部分地区学校建立了自己的资源库,在一定程度上实现数字化基础教育资源共享。归纳起来,这样的共享模式是在市、县、学校等机构组织建立资源库中心,然后这些组织再把资源配送到需要资源的老师和学生那里,形成单向的共享模式。这种共享模式如图1所示,以行政区划为主体,从上到下配送。
曲靖市教育信息化建设刚刚起步,许多学校都只进行基础设施建设和门户网站建设,初步形成数字化校园雏形,政策扶持力度和制度建设上仍相对落后。据调查,学校一级的教育信息化建设基本没有资金支持,国家对边远落后地区教育设施支持都是以实物的形式发放。因此,数字化基础教育资源的建设只能在条件较好的学校和市、县教育主管部门进行,从而形成如图1所示的资源共享模式。大多数学校都是调动本校教师的积极性,把平时积累的优质资源保存起来,交由专职人员管理,统一存储在学校的服务器上,以便老师和学生共享,这是学校实现数字化基础教育资源共享的主要方式。
1.2现行数字化基础教育资源共享模式存在的问题
1.2.1单向垂直的共享模式不能满足教师和学生的需求。数字化基础教育资源共享的一个目的就是发挥资源的时效性,老师学生在教学和学习过程中需要时能从资源中心获得。然而,从图1的共享模式来看,虽然教师和学生可以从本校的资源中心下载一些资源,在一定程度上满足需求,但由于客观条件限制,学校采取的是以购买方式或从上级教育主管部门那里获取资源的方式来建立资源库,往往容易造成共享资源内容和教学内容不一致,共享资源不能为教师灵活开展多种形式的教学提供帮助。这种共享模式是单一的从上到下的强加式的模式,把资源的使用主体(教师、学生)和资源的提供者(企业、公司、学校)完全隔离开,两者缺乏沟通和合作,导致资源内容和教学实际脱节。一方面,教师学生确实需要大量资源但找不到适合的,另一方面,市、县和学校也花费不少资金建设资源库,但这些资源却不能满足老师和学生需求。
如何保证开发的数字化基础教育资源满足教学要求的科学性、教育性、时效性和地域性,满足教师因材施教的个性化需求,缓解新形势下的供需矛盾,已经成为制约数字化基础教育资源有效利用的瓶颈。曲靖市当前的数字化基础教育资源共享模式显然没有解决这一问题。信息环境下教学要发展,教育资源必然走共享之路,这也是建设节约型社会的发展趋势,必须在这方面加强研究,提高教育资源的有效利用。
1.2.2资源重复建设、浪费严重。不论在哪一级,资源的建设都各自为政,上下级之间和横向之间不互通,学校没有及时了解其他学校和部门资源库建设情况,也没有对本校教师和学生做需求调研,只是为了完成任务建立学校的中心资源库。县教育管理部门也简单地按上级要求,不对其他同级教育部门的资源建设情况和所属学校的资源建设情况以及对资源的需求做调研,按他们的理解实施资源库建设,不管有用与否。市级教育管理部门更是没有充分考虑建设资源库的价值,而是随波逐流,没有目的地建立资源库。这种方式构建的资源库没有发挥资源共享的效应。
各级教育部门和学校没有整体规划,没有对建立资源库进行可行性分析和经济价值分析,也没有指定计划如何实施,而是在数字化校园的大环境下不得不进行资源库的建设。采取购买方式建立的资源库存在如下问题:质量不能得到保证,除非信誉较高和责任心强的公司和企业开发的教育资源;通用性差,各个系统实现技术不同,没有统一的技术标准和规范;兼容性差,没有统一的使用接口,不同资源库之间无法互操作,无法形成统一平台,共享度低,使用不方便[5,6],导致这些资源形成“资源孤岛”;重复建设,各部门和学校有可能购买到重复的资源,造成资源浪费;受知识产权保护,购买的资源是有偿服务的,商家授权使用的用户数或使用单位有限制,优质资源不能充分利用,但又要保护开发者的合法权益,两者是相互关联和矛盾的[5],如何协调两者之间的关系也成推进数字化基础教育资源共享的一个关键问题。
1.2.3管理不合理和不科学。这种集中式的管理方式不方便资源使用者的意见及时有效地反馈到开发者那里,对资源做相应修改。此外,当教学大纲或教材发生变化时,资源也应相应的调整,而现行的资源共享模式,使用者和开发者之间是脱节的,也无法解决资源及时更新问题[4]。这种管理缺乏政策引导、激励、督促和规范,就是单一的从上到下的管理,每个资源库自成体系,只对上级负责,处于自发和无序的状态[5],这种管理方式极不科学,不利于资源共享的健康发展。资源建设只有上级指挥下级如何建设而没有听取下级的建议,双方信息不对称,上级凭自己的突发奇想构建的资源根本对老师和学生不起任何作用。为了有效促进资源共享,必须改变这种格局,教育领域上下级互通信息,互相促进,共同建设资源库。
1.2.4运行机制不合理。资源共享的实质是互通有无,取长补短,从社会层面上来看是节约社会资源,因此,经济效益增长是一个出发点。然而,现实往往是资源开发者想通过较少的资源获取最大利润,而资源使用者想以最小化的投入得到最大化的资源,这两者之间也是互相联系和矛盾的。现行的运行机制只把已有的资源强加给使用者,甚至有些是付费使用,而不管这些资源是否适合他们。当出现上述的矛盾时,要么让使用者付费,要么不购买,这种运行机制打击了使用者的积极性,花钱买不了想要的资源,当然没有人愿意使用共享资源。出现这种现象的原因是没有一套有效的机制保证这两者之间可持续发展。
总之,上述种种问题已严重制约曲靖市教育信息化的发展进程,与国家的发展思路是不协调的。如何在经济投入教育领域有限的条件下,利用当前数字校园环境构建行之有效的模式实现数字化基础教育资源共享已经成为教育信息化进程中迫切需要解决的问题。
2 曲靖市数字化基础教育共享模式
根据曲靖市经济和教育发展水平、师生信息技术能力和教育信息化建设水平,提出曲靖市数字化基础教育资源要按整体规划、分布实施、共建共享的模式进行。长期来看,资源建设要具有前瞻性,既考虑各地区、各学校等教育发展的不均衡和教育信息化程度的不同,又要兼顾以统一方式建设的资源库具有扩展性,所以要从长计议,彻底规划曲靖市数字化基础教育资源共享蓝图。根据各地实际情况分布实施,建设过程中用户也可以是开发者,形成共建共享模式。利用现有数字校园环境和规避前述问题得到构建模式如图2所示。
图2中,资源库的存储还是原来的市、县、学校三级模式分布式存储,现在这三级存储之间是互联的,不是以前的从上到下的单向方式。而且这三种级别的资源库都集中在曲靖市数字化基础教育资源共享平台中索引,所以用户只需访问统一地址就实现了全市范围内的资源共享。这样不论哪儿的用户,使用的是同一个平台,该平台好像专门为自己服务一样。
曲靖市数字化基础教育资源管理平台屏蔽了系统的差异性,用户使用的是统一界面,资源的存储对用户来说是透明的,用户不管资源存在哪一级服务器,也不管如何存储,只关心使用。任何地区的用户可按相关学科查找自己需要的资源,把自己的资源按相关标准形成后上传到服务器即可。实质上,资源还是按三级模式存储,但对用户来说,就好像一个庞大的服务器,而不知它在哪里,除此之外,用户所有的操作都在该平台上完成。教育管理部门和学校也是通过该平台和资源开发者联系的,把按用户意见修改完善的资源进行更新,各级管理人员和学校用户在统一平台上操作,所有的操作结果都通过该平台显示。
用户、各级教育管理机构负责人、学校负责人都使用相同平台进行资源查询、上传、更新和下载,系统自动进行资源和其他数据的信息流转,对所有用户而言,面对的只是一个应用系统,从应用角度来说,资源共享简单易用。人人都可使用,人人都可参与,人人都可建设,形成了共建共享模式。
3 结语
数字化基础教育资源共享是信息技术在教育领域应用的必然结果,同时也是教育信息化的重中之重,是响应国家《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》的号召而势必建设的项目。科学合理地利用成熟的信息技术和已有数字校园基础采取正确的策略进行整体规划、分布实施和共建共享的模式构建的曲靖市数字化基础教育资源共享体系满足本地各方人士的需求。曲靖市数字化基础教育资源共享平台的搭建使资源共享应用简单实现,但如何建设优质资源仍是一个难题。期望通过教育资源共享来提高教学质量,促进教育均衡发展,使教育资源的建设不断社会化。实现曲靖市数字化基础教育资源共享是一项复杂的工程,论文叙述的构建模式和运营机制旨在为曲靖的教育服务,当然,也希望此举能为其他资源共享提供参考和示范。
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