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从科学技术到应用,其实有很长的路要走 精选

已有 5860 次阅读 2014-2-9 16:16 |个人分类:象牙塔生活|系统分类:科研笔记

理论研究与工程应用,哪个重要,是科学网的一个热点。不同学术背景、不同领域的专家在一起讨论,如同鸡鸭同笼一样,是很难找到共同语言的。对这样的争论,我很少参加。没办法,从事的森林调查规划这个行业,既非基础研究,也非工程应用,两头都不靠边,是没有发言权的。但仅从自己从事的领域看,道理虽然浅显易懂,真正做到理论研究与生产实践的完美结合并非易事。这里仅举几个林业调查规划领域并不具有普遍性的例子。

一、生产实践的需要的研究成果通常建立在长时间科学观测基础上

随着环境意识的增强,水源涵养林、水土保持林的可持续经营的重要性越发显著。在这些森林经营过程中,确定森林主导功能最大时的年龄无疑非常重要。如何确定呢?需要针对不同立地条件的森林,进行从造林开始直到森林自然死亡这么漫长的生命周期内森林土壤孔隙度、持水量的观测资料。众所周知,水土保持林、水源涵养林通常地处大江、大河的源头,山高林密、交通不便,定位观测极为困难。许多树种,自然寿命长达数百年甚至上千年,需要数代人前赴后继的努力才能取得些许科研成果。

、自然界很多因子具有高度的时空异质性,科研成果不具有普适性

时空异质性是自然界的普遍规律。同一山脉,海拔、坡度、坡向、坡位不同,立地条件迥异,适宜的树种不同,同一树种的生长规律也不一样。也就是说,在自然界,是不能“以管窥豹”的。即使林学家克服千辛万苦,研究出了某一树种的林木生长规律,那也只能说明这个规律仅对于这个种源、这种立地条件适宜,换了种源、换了立地条件,规律失效。科学规律是建立在高度理想化的基础上,面对千变万化的大自然往往是无能为力。然而,如果需要对各个树种、各种立地条件下的林木生长规律进行研究,受制于人力、物力的限制,基本不可能。

三、科学规律是建立在高度简化的模型基础上的

科学研究的目的在于探索大自然规律,而规律的总结需要建立在模型基础上。为参数求解,模型往往高度简化,而这种简化导致科学研究规律的适用条件与生产实践相去甚远。跋山涉水、风餐露宿的森林资源野外调查极为辛苦,劳动强度大、工作效率低。建国以来,高等院校森林调查规划科研人员发明不少自动化的调查设备,取得了不少专利、发明,甚至获得了国家大奖,然而,手段落后的局面仍然没有改观。以某型号自动化森林测仪器为例,可以远距离测量树高、胸径、材积、胸高断面积,应该说比较先进适用。然而,随着天保工程的进行,很多森林没有经过抚育,林下灌木杂草丛生,遮挡视线,测试树器很难远距离精准测量1.3米的林木胸径。林木单株材积的测定需要预先确定林木的形状指数,人工林树种简单,自然保护区中一块400平米的样地,树种高达100多个,如何测量?

四、科研成果的推广没有考虑到行业的特点

森林资源调查由于在野外进行,大多依赖于人海战术,要求测树仪器体积小、重量轻、单价低,适应户外光照、海拔、气温、湿度剧烈变化的环境。而建国以来林业调查工作者发明的仪器,往往不具备这样的特征。以某全功能光学自动测量仪器为例,单价近万元,长度达30公分,重量3公斤,很难想象一个森林调查队员,背着这么重的仪器,在林区跋山涉水的情形。一不小心,仪器掉到山崖下边、岸边水库如何赔付,到郁闭森林中光线严重缺乏如何测量?林区仪器电源中断又怎么办?因为以上原因,目前在我国森林资源调查领域,最常用的工具还是100年前就出笼的老掉牙的皮尺、角规、测高仪。

因此,科学技术应用于生产实践,说说容易,做起来很难。除去机制、体制的制约,科学研究、技术进步、工程应用,这中间本身就有很多空白需要填补。因此,我们经常看到的是,科学理论研究紧跟国外前沿取得了长足发展,以各种专利、发明为代表的技术也进步了,生产实践依然那么落后。




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