他用科学与良知题刻完美

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1、主办院中国科学院中国工程院国家自然科学基金委员会姻网址院澡贼贼责押辕 辕憎憎憎援泽糟蚤藻灶糟藻net援糟灶 姻国内统一刊号院悦晕员员原园园愿源 姻邮发代号院员原愿圆 姻中国科学院主管姻科学时报社出版圆园11 年 1 月 6 日星期四庚寅年十二月初三总第 5118 期今日八版新华社电 未来 缘年， 我国将加快构建十大国土生态安全屏障， 为有效维护国家生态安全和促进经济社会可持续发展奠定坚实的生态基础。这是记者从 1月 缘日召开的全国林业厅局长会议上获悉的。国家林业局局长贾治邦在会上表示， 力争到圆园员缘年， 我国森林覆盖率达到圆员援远远豫，森林蓄积量达到 员源猿 亿立方米， 林地保有量达到 猿援

2、园怨亿公顷，森林植被总碳储量达到 愿源亿吨。这十大国土生态安全屏障包括： 东北森林屏障、 北方防风固沙屏障、 东部沿海防护林屏障、 西部高原生态屏障、 长江流域生态屏障、 黄河流域生态屏障、 珠江流域生态屏障、中小河流及库区生态屏障、平原农区生态屏障和城市森林生态屏障。十大国土生态安全屏障建设范围覆盖全国主要的生态重点地区和生态脆弱地区，建设内容包括森林、湿地、 荒漠、 城市等主要生态系统， 构成了国家生态安全体系的基本框架。“着力建设好这十大生态屏障，是全国生态建设的主要抓手和战略重点。 林业是生态建设的主体， 必须义不容辞地承担起这一重大历史任务， 以林业重点生态工程为依托， 以防范和减轻

3、风沙、 山洪、 泥石流等灾害为重点，加快构建十大国土生态安全屏障。” 贾治邦说。贾治邦指出， 实现到 圆园圆园 年森林面积比 圆园园缘 年增加 源园园园 万公顷、 森林蓄积量增加 员猿亿立方米的“双增” 目标， 是 “十二五” 时期转变林业发展方式的主要任务。加快构建十大国土生态安全屏障，是实现“双增” 目标的重要举措。刚刚过去的 “十一五” ， 我国林业紧紧围绕森林、 湿地、 荒漠三个生态系统和生物多样性，全面加强生态建设，基本形成国家生态安全屏障框架。渊刘羊旸冤今日导读对付全球变暖 请吃肉虫A4版肉类消费提出了一个巨大的环境问题： 牛和猪都是蛋白质的良好来源， 但它们也是温室气体二氧化碳和

4、甲烷 的重要来源。减少此类排放而同时又保持营养饮食的一种方法或许便是让人们吃更多的蟋蟀汉堡和粉虫馅饼。博物袁是一种情怀B1版“为了弥补城市生活的缺憾，让人们坐在沙发里就能生发一种徜徉于山林之间， 与飞鸟走兽游鱼奔腾于荒野溪流中的想象， 北京大学出版社精选了一批中西方描写动物、 植物和大自然的经典著作， 推出沙发图书馆 博物志 丛书。” 北京大学出版社编辑王立刚说。欢迎登录wap地址院袁免费下载阅读叶科学时报曳手机版遥阴刘锦淮人类能否发明某种装置， 像鱼儿一样敏锐感知水中的细微扰动？或者学习蝴蝶， 随着空气中化学成分的变化更改翅膀的色彩？历经几十亿年的进化， 生物界与自然的融合趋于完美。而模仿生

5、物的特殊结构和功能，一直是人类技术思想、 发明创造的源泉。作为仿生科技的重要一员， 仿生传感器是基于生物学原理设计的可以感受规定待测物并按照一定规律转换及输出可用信号的器件或装置， 它是一种采用新的检测原理的新型传感器， 由敏感元件和转换元件组成， 另外辅之以信号调整电路或电源等。敏感机制的仿生仿生传感器的设计理念主要涵盖两大方面： 一是敏感机制的仿生， 包括敏感材料与敏感原理的仿生设计； 二是传感器功能的仿生。仿生敏感材料 （也被称为仿生智能材料） 与仿生原理是发展仿生传感器的基石与核心，直接决定了仿生传感器技术的应用价值， 该领域研究极为活跃。中科院院士、中科院化学所研究员江雷等通过改变碳

6、纳米管阵列的形貌以及对碳纳米管进行修饰，可以实现对其亲水性能的调控， 甚至达到如荷叶般的超疏水性。另外， 他们基于仿生学原理，以高分子聚合物为温度敏感材料， 通过热诱导结合表面化学修饰，实现了超双亲/超双疏功能的可逆开关。 2010年， 他们又在 自然（Nature） 杂志上报道了基于蜘蛛丝的内部结构及吸湿原理， 设计出具有纳米孔结构的纤维， 甚至实现了对湿气中水滴的直接采集。中科院合肥智能机械所的研究人员基于珊瑚的结构特点， 通过分子化学组装方法，设计纳米颗粒组装的仿珊瑚结构半导体材料， 其气体敏感性能、 光电转换性能等与传统块体材料甚至常规结构纳米材料相比均获得大幅提高，可广泛应用于化学

7、/ 生物传感器、 染料敏化太阳能电池等诸多领域； 基于人工抗体原理的分子印记仿生传感器， 在爆炸物、 环境污染物的检测方面也极具价值； 通过对壁虎脚中吸盘微结构的分析， 采用半导体微纳加工技术， 制作了仿壁虎脚功能的传感器， 结合相应驱动装置， 可以在各种复杂表面上自由攀爬。另外， 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、 清华大学、 北京大学、 哈尔滨工业大学等单位也开展了大量卓有成效的工作， 取得的一批成果走在了国际前沿。传感器功能的仿生另一方面， 模仿生物的功能， 研制具有与其功能相似的传感器为人类所用， 也是极具吸引力的领域。基于人手皮肤的触觉感应以及肌肉的伸缩原理，意大利与瑞典科学家联合

8、研制了基于传感器阵列的仿生感应系统和由反馈信号控制的机械联动装置，可以模拟人手实现对各种复杂形貌物体的抓与放， 并进行搬动。合肥智能机械所则采用气体传感器阵列， 开发了可任意组合、结构形状不限的电子鼻探测器，可以实现易制毒化学品的现场快速检测， 能检出并判定 12种易制毒化学品， 检测时间小于两分钟，特别适用于车站、 边检口岸等场所的安检。近年来， 模仿鱼类的仿生传感器研究成为新的热点。 韩国建国大学的研究人员采用压阻执行器模拟鱼尾鳍，并通过调节执行器频率控制尾鳍的摆动速率，获得了直行速度 2.5 厘米 / 秒的机器鱼。我国哈尔滨工业大学的研究人员则采用具有形态存储功能的合金材料作为鱼鳍， 研

9、制了一种微型机器鱼， 其可直行亦可绕行，直行的最大速度达到11.2厘米 /秒，最小拐弯半径 13.6厘米。此外，美国马萨诸塞州理工学院以及英国艾塞克斯大学的研究人员也正在开展此方向的研究。 目前， 机器鱼无论是直行速度还是游动灵活性方面， 都日益贴近真实。众所周知，鱼类赖以生存的感应器官在于其侧线，探测障碍物、 感应水中扰动乃至追踪定位猎物， 无不依靠其侧线感应器官。侧线就像是从头到尾排列了多个传感器，探测来自不同方向的刺激，鱼类利用不同部位感受器报警的强度与时间差测定刺激的大小和方位。 许多陆生生物也具有结构与功能相似的器官， 比如昆虫的触角。 这样看来， 若能对鱼侧线的内部结构及其作用机制

10、进行模仿， 获得相似的感知功能， 对于水下物体的灵敏感知与精确定位、潜艇舰船的航行与水下机器人的精确控制、动态环境的实时监控等都具有重要意义。在这方面， 佐治亚理工学院的研究人员走在了前列， 他们开发出一种基于绒毛触觉敏感的仿鱼侧线传感器，在模拟水体环境下进行测试， 发现绒毛对流体扰动信号响应十分灵敏。 这种新型仿生传感器甚至被美国军方寄予厚望，有望发展成为超越声呐的超灵敏、 抗干扰能力强的新一代水下探测器。利用相似的仿生原理， 荷兰科学家模仿蟋蟀的触角结构， 制作了基于纳米柱阵列的仿生流体传感器，对细微扰动也表现出高的灵敏度。未来： 更微观， 更小型化仿生传感器技术发展至今，从智能材料到传感

11、器件构筑与应用， 都达到了很高水平。当然， 随着研究的不断深入以及应用领域的逐步拓展， 对仿生传感器也提出了越来越苛刻的要求。一方面，仿生传感器日益朝着基于生物组织本身的微观结构及其作用机制模仿的方向发展； 另一方面， 基于某些整体装置的小型化、 便携化、 低碳节能化考虑， 仿生传感器的微型化也成为一大挑战。由宏观到微观的转变，使得纳米技术这一迅速发展起来的高新技术成为最佳选择。比如美国 GE公司全球研发中心即将投入开发的仿生光敏纳米传感器，即是纳米技术与仿生结合的典型例子， 通过模仿蝴蝶翅膀鳞片中独特的纳米结构， 以实现环境中的化学物质高灵敏光学探测。又如基于纳米压印技术发展的高分子聚合物纳

12、米透镜阵列， 可以实现昆虫复眼的多角度观察功能。纳米技术将是未来发展新型结构与功能仿生传感器的研究重点与热点。 可以预见， 基于纳米技术与仿生学原理开发的新一代纳米仿生传感器， 将大大丰富人类的物质世界， 使人们的生活更加便利、 舒适与安全。（ 责任编辑： 肖洁）发现 窑 进展西双版纳热带植物园研究发现：加强林缘缓冲带保护可促进森林恢复演替本报讯 为了解亚热带山地常绿阔叶林森林边缘的更新特征， 中科院西双版纳热带植物园研究员刘文耀和博士李小双对哀牢山徐家坝地区山地湿性常绿阔叶林20年生林缘以及向林外延伸不同环境梯度上原生种类的分布、 丰富度、 区系组成和植被结构的变化进行了系统的调查和分析。据

13、悉，由于长期受人类干扰活动的影响，亚热带山地原生常绿阔叶林生态系统逐渐退化和片段化，森林边缘生境数量不断增加。尽管有些学者对一些森林的林缘效应进行了研究，但相关亚热带山地常绿阔叶林林缘生境中树种更新特征，特别是林缘向外延伸梯度上植物更新模式的研究却很少。刘文耀、 李小双研究后发现，从林缘向林外延伸 050 米的距离之间， 原生林乔木树种、 后期次生种类和多刺藤本植物的多度和物种丰富度均较高；在距离林缘50 米以外的林外荒草地上， 则未发现原生林冠层乔木树种木果柯、 变色锥、 硬壳柯的个体， 而一些先锋的灌、草植物种类的多度则较高； 在距离林缘 60 米以上的荒草地上，则没有发现大型种子植物种类

14、存在。随着从林缘向林外延伸距离的增加，原生种类的丰富度呈现逐渐降低的趋势， 特别是中型种子植物种类的数量表现为急剧降低。该研究结果表明， 林缘作为一个缓冲带有利于原生种类的更新，而距离林缘较远荒草地上密集的灌、草层对种子散布有明显影响，从而限制了森林的更新。因此， 他们建议为促进森林恢复演替的进程， 在森林经营管理中应加强林缘缓冲带的保护。（张雯雯）阴本报记者 鲁伟陈继荣 任重如果没有 10 年前那一份出于良知的坚持， 当三峡蓄水 175 米高程时， 历经千年浮沉的国宝 “白鹤梁题刻” 将永沉江底， 并在此后 30年内被泥沙淤埋。对于后人而言，涪陵城北江心上 “白鹤绕梁、 石鱼出水” 的丰年美

15、景也将彻底成为传说。请记住这位已 76 岁高龄的学者： 中国工程院院士、 中科院武汉岩土力学研究所研究员葛修润。正是他凭借数十年的力学积淀， 用科学和良知为千年题刻画上了最完美的句号： 2009 年 5 月 18日，白鹤梁水下博物馆建成开馆，成为世界唯一的遗址类水下博物馆。日前， 由葛修润主持的 “白鹤梁题刻原址水下保护工程” 以最高票荣获全国文物保护科学和技术创新奖一等奖。千年一缘：当院士邂逅石刻在重庆涪陵江心， 有一块长约1600 米、 宽 15 米的天然巨型石梁，因早年白鹤聚集梁上而得名 “白鹤梁” 。从唐朝广德元年（公元 763年） 以来， 当地人民用刻石鱼的方式将历年来的枯水位镌刻在

16、白鹤梁岩壁画上，至今已有 1200 多年的历史。史料记载，“值石鱼出水， 历代文人雅士治舟来白鹤梁上， 驻足流连， 吟诗作赋， 题铭江心。 ” 而今， 白鹤梁以它精湛的石刻艺术、 优美的诗文词赋、历代名人的遗文墨宝、天人合一的人文景观、 枯水标志的水文记录赢得了 “世界第一古水文站” 的美誉。但是，随着三峡工程建成蓄水， 这一千年 “水下碑林” 将没入水下，“永无天日” 。 因此， 在三峡库区1087 处文物中，白鹤梁最早被列为 “国宝级” 文物， 号称 “三峡一号文物” 。如何让白鹤梁“绝境逢生” 成为三峡文物保护工作者的一道难题。大家纷纷建言献策， 并形成两大方案。第一个方案是天津大学的

17、“水晶宫” 方案， 方案建议建造水下保护壳将主要的题刻罩起来， 里面是空的， 人可以进去， 类似一个有压容器； 由于外部压力非常大， 只要有一个地方破损就很危险， 而且随着时间的推移风险会越来越大。 经过多次讨论后，“水晶宫”方案于1998 年被彻底否定。但随之带来严重的后遗症： 似乎修建白鹤梁水下保护工程的路是一条 “绝路” 。第二个方案可以概括成 “就地保护、 异地陈展” 方案。所谓 “就地保护” 实质就是 “就地淤埋” 。先给白鹤梁进行加固， 任由水下泥沙对其进行淤埋，然后在岸上按 11的大小进行复制。 等将来经济和技术水平成熟后， 再由子孙后代进行挖掘。实际上， 这就等于向全世界无声地

18、宣布， 我国无法在水下原址保护祖先留下的千年瑰宝。 由此带来的负面影响可见一斑。眼看三峡水库蓄水在即， 新的合理保护方案迟迟未见，定于2001 年 2 月在涪陵召开的评审会似乎事先确定要按第二个方案实施。就在有关的工程设计已经着手实施时， 事情突然有了转机。在涪陵会议召开前一周， 葛修润作为评审组专家来到北京， 在国家文物局， 他第一次接触到了白鹤梁。在详细了解和查看了有关资料后， 他感觉如果按照原定方案执行， 那“白鹤梁就是被抛弃了” 。出于一名知识分子的良知， 他当即表达了自己的看法， 并提出了一种名为 “无压容器” 的解决方案。此时此刻， 远在千里之外的重庆涪陵， 见证长江千年涨落的白鹤

19、梁依然静静地立在原处， 默默等待着能为它题刻重生之人。 而这份情缘似乎早在千年之前就已定下。“不顾” 大局：要为子孙后代负责在从北京返回上海的火车上，葛修润几乎一夜未眠，他反复思考自己白天提出来的“无压容器” 方案。虽然未曾谋面，但白鹤梁早已让他魂牵梦萦。在上海短暂休息一天后， 他又紧急赶往重庆。 像阔别多年的恋人见面一般，葛修润在见到白鹤梁的第一眼就醉心于它的珍奇和瑰丽。 在实地考证之后， 更加坚定了他对 “无压容器” 方案的信心。然而， 就在涪陵会议召开前夜，有关部门的领导找到他， 告诉他 “即将通过的方案是经过 10 年研究的结果， 会议必须通过” 。希望他主持评审时能从大局着眼，不要影

20、响三峡工程整体进程。该领导的一席话让葛修润的心情变得十分沉重。 一方面， 他必须考虑世纪工程建设大局； 另一方面， 他又不愿违背一名科技工作者的良知。沉思片刻后， 他同意服从大局，但希望会议能给他一点时间陈述自己的看法。此后一天半的会议里，葛修润严格遵守规定，基本上没提任何自己的意见， 原定方案也顺利通过。 会议结束前，葛修润获得半小时发言时间。 他把这些天来不断完善的 “无压容器” 方案全盘托出。“ 无压容器 方案就是， 如果利用水晶宫把白鹤梁罩起来以后， 外面的长江水跟里面的水是相通的，通了以后压力必定是一样的，外面作用一个压力，里面反作用一个压力， 就抵消掉了， 因此它就相当于零压力”葛

21、修润越讲越兴奋， 他一口气画出了 8 份草图。现场鸦雀无声，下面的评委、 专家和官员都被他精彩的发言吸引了， 当他说完最后一个字时，全场爆发出雷鸣般的掌声。 现场工作人员也在会议纪要里写道：“已经通过方案。 但现在通过的并不是理想方案， 有专家提出的方案是值得上级领导考虑的。”虽然大家对 “无压容器” 方案表示认可， 但是原有方案已通过审议， 要改变绝非易事。 会后， 一些官员找到葛修润解释说：“葛院士， 您的方案我们听起来不错， 也许前几年就照您这个方案做了， 但现在时间已经来不及了。 ”“三峡工程再过两三年就要开始慢慢蓄水了， 时间已经非常短了。”倔强的葛修润这一次并没有选择放弃。他深知：

22、 如果不能找到最好的方法来保护白鹤梁， 将是这一代知识分子的失职。 “我们必须要对子孙后代负责！”五次上书：一位知识分子的良知涪陵会议结束后， 葛修润回到了上海。会议的无功而返， 让他的心情跌到谷底。（下转 A2 版）他用科学与良知题刻完美探访葛修润院士抢救三峡库区白鹤梁题刻心路历程前沿 窑 技术仿生传感器：纳米技术成为最热选择刘 锦 淮博 士 ， 中科院合肥智能机械研究所研究员， 博士生导师，长期以来主要从事纳米材料与器件、检测技术的研究。责任编辑院张虹阴新闻热线院园员园原愿圆远员源缘愿猿阴总编室电话院园员园原愿圆远员源缘97阴电子邮箱院news岳泽贼蚤皂藻泽援糟灶学林正气葛修润院士与夫人在

23、白鹤梁工地本报讯 为加快黄河三角洲经济开发进程， 未来 5 年， 山东将着手推进黄河三角洲地区港口群资源整合， 培植黄河三角洲亿吨骨干港口。 继青岛港、 日照港、 烟台港之后，这将成为山东第四个亿吨港口。黄河三角洲位于渤海南部黄河入海口沿岸地区。 与长三角和珠三角相比， 黄河三角洲的一个劣势是黄河不能通航， 没有一个与之相匹配的海港。目前， 黄三角沿线的主要港口有滨州港、 东营港、 莱州港和潍坊港， 港口规模小、 等级低，2009 年通过能力仅为 2071 万吨，疏港公路、铁路等基建较为落后，严重束缚了黄河三角洲高效生态经济区的快速发展。山东省交通厅有关负责人表示， 山东省已将黄河三角洲港口的

24、资源整合和建设列为重要工作， 下一步将打破港口投资经营的地区壁垒， 通过产权重组， 培植建设亿吨级的黄河三角洲骨干港口。目前， 这一规划已写入山东省 关于加快港航业发展壮大港口经济的意见 中。 这也意味着， 大力发展港航为黄河三角洲高效生态经济区保驾护航， 成为 “十二五” 期间及以后山东省港航发展的重点。据了解， 目前， 黄河三角洲 “四大港口” 建设正全力推进。 东营港上半年完成投资 25亿元， 实施了一系列扩建工程。 滨州港完成投资 20亿元， 57公里疏港道路已建成通车， 正在加紧建设 2个 3 万吨级码头。潍坊港投资16.9亿元的下营新港进入规划设计阶段， 将新建 2 个 5000

25、吨级码头， 2个万吨级码头。去年底， 国务院正式批复 黄河三角洲高效生态经济区发展规划 。 以此为起点， 黄河三角洲地区的发展上升为国家战略， 成为国家区域协调发展战略的重要组成部分，也是中国首个被明确定位为“高效生态经济区”的国家战略发展区域。根据规划， 黄河三角洲高效生态经济区将发挥临海优势， 建设东营、 滨州、 潍坊、 莱州四大临港产业区，进而形成山东北部沿海经济带。（廖洋）黄河三角洲将建亿吨大港本报讯近日， 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室任劲松课题组在小分子配体与核酸的识别、调控及功能应用研究方面取得新突破，并受英国皇家化学会 化学通讯 邀请撰写特写， 并以封面

26、报道形式刊发。研究小分子与核酸 （包括DNA、 RNA 等）的相互作用的最终目的之一是探索小分子的设计策略， 能够识别特殊核酸序列结构从而抑制基因表达。 虽然在基因内DNA主要以右手双股螺旋形式存在， 但在一些特殊区域， DNA 可以单股螺旋、 多股 （三股或四股） 螺旋形式存在。除此以外， 因序列和溶液环境不同， 双股螺旋 DNA还可以二级结构存在， 包括正常的 B构象、 A构象及左手Z 构象等，这些特异结构很可能在控制基因表达方面起着重要作用。 因而探索特殊螺旋核酸结构与小分子的相互作用已成为当今的一个研究热点。因其非同寻常的分子识别及结构特性， DNA 已成为最具应用前景的生物分子之一。

27、 小分子配体与特殊核酸结构的识别与调控对于了解核酸的二级、 三级结构及探索特殊的非 Watson-Crick 构象具有重要的指导作用。 这篇综述系统地介绍了小分子配体对特殊核酸结构的识别与调控， 强调了其在药物化学及生物技术等领域的潜在应用。在此基础上， 任劲松课题组近期在该领域又取得了系列创新性成果。 相关工作发表在 先进材料（AdvMater.） 、核酸研究 （NucleicAcids Res.） 、 德 国 应 用 化 学（Angew.Chem.Int.Ed.） 等期刊上。这些研究得到了国家自然科学基金委重点、 重大研究计划， 国家杰出青年基金，以及中科院知识创新重大计划的支持。（于洋 石明山）中科院长春应用化学研究所：小分子配体对特殊核酸结构的识别调控研究获突破我国将加快构建十大国土生态安全屏障