生物科学未来发展前景

生物科学未来发展前景（精选7篇）

生物科学未来发展前景 篇1

摘要：海洋虽然是一个巨大的宝藏，但也经不起我们人类无尽的索取。海洋生物，人类同样是地球的重要组成部分。我们应当在开发海洋的同时也应该注重海洋生物的持续发展。本文讲述了海藻和轮虫这两种海洋生物的特性和生存现状，海洋生物的未来发展、为什么要保护和如何保护海洋生态系统，还有保护海洋生态系统的意义。关键词：海藻 轮虫 持续发展 生态系统

1、海藻和轮虫的特性和生存现状 1.1海藻

海洋植物是海洋生物的重要组成部分，包括孢子植物的海藻和种子植物的海草、红树林等，而海藻是海洋植物的主要组成部分。海藻，顾名思义，是生活在海洋的藻类，是一类海洋孢子植物。海藻类的分布极其广泛，在海洋中凡是潮湿的地带到阳光到达的水域都能找到他们的踪迹。

全世界现有海藻记录6495种，而我国沿海已有记录835种，约占世界总数的1/8.。① 海藻按生活方式一般可分为两种类型：①浮游生活型：常见于单细胞和群体的浮游藻类，一般属于较小型的海洋藻类，例如甲藻、金藻等；②底栖附生生活型：常见于红藻、褐藻和绿藻，附生在基质或其它物体上。另外，根据藻体繁殖后代的方式，也可分为一年生、多年生、丝状体过渡和休眠过渡等几种类型。②

海藻的主要特征既指鉴别特征，包括细胞学特性、光合色素、贮存物质、细胞壁结构、组成成分以及鞭毛的类型和生着部位等。它是无维管束组织，没有真正根、茎、叶的分化现象；不开花，无果实和种子；生殖器官无特化的保护组织，常直接由单一细胞产生孢子或配子；以及无胚胎的形成。由于藻类的结构简单，所以有的植物学家将它跟菌类同归于低等植物的“叶状体植物群”。另外，值得一提的是，海藻中含有多种人体所需的微量元素，如铁、锌、硒、钙等。具有提高人体免疫力、抗癌、抗病毒的活性。可抵抗辐射，是世界公认的抗辐射辅助治疗食品。它有大量的叶绿素，可净化血液。清除体内毒素和清洗直肠。经常食用可清除色斑、柔嫩肌肤、防止皮肤粗糙，廷缓细胞衰老。③ 1.2轮虫

目前全世界被描述的轮虫种类达2000种以上，我国已报道的轮虫亦已超过400种，在已报道的轮虫中，95%为淡水种类。④

轮虫形体微小，长约0.04-2毫米，多数不超过0.5毫米。身体为长形，分头部、躯干及尾部。头部有一个由1-2圈纤组成的、能转动的轮盘，形如车轮故叫轮虫。轮盘为轮虫的运动和摄食器官，咽内有一个几丁质的咀嚼器。躯干呈圆简形，背腹扁宽，具刺或棘，外面有透明的角质甲腊。尾部末端有分叉的趾，内有腺体分泌粘液，借以固着有其他物体上。雌雄异体。卵生，多为孤雌生殖。

轮虫广泛分布于各种各样淡水水域中，在海洋、咸水中种类不多、数量很少。在江河中，由于流速较快，不利于喜好浮游或附生轮虫的生活，种类、数量也相当贫乏，水坑、水塘等间歇性水体，也因生态因子的变化，仅适合于一些生态耐性大、生殖性强的种类。轮虫主要分布于湖泊、水库中，尤其是水生植物茂盛的沿岸带，种类特别丰富，一般以周丛、底棲生活种类为主，而敞水区则主要以浮游生活的种类为主。⑤

轮虫是大多数经济水生动物幼体的开口饵料。例如，中国特有的青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼，半咸水的梭鲻鱼，海水的牙鲆、黑鲷、对虾等，在培育幼苗中均以轮虫作为幼体的主要食物。在渔业生产上有颇大的应用价值。轮虫也是一类指示生物，在环境监测和生态毒理研究中被普遍采用。

2.海洋生物与未来发展

民以食为天。开发利用海洋资源的首选目标就是向大海要食品、要优良蛋白和精细化工产品。在浩瀚的海洋与广阔的滩涂开展生物资源的增养殖和深加工，正在和必将形成潜力巨大、意义非凡的21世纪的“蓝色农业”。但我们必须看到，整个人类对于海洋科学的认识还非常肤浅，21世纪海洋生物学发展面对着严峻挑战。我们应该科学应用海洋生物来造福人类并且要共同维护海洋生物的持续发展。

一、坚持走“可持续发展”之路，实现“蓝色农业”的第二次飞跃。

今后的海水养殖业一定要实现养殖生物良种化、养殖技术生态工程化、养殖产品洁净化和高质化，最终实现海水养殖持续、高效、健康发展。在未来的工作中，首先要树立环境保护、资源保护及生态意识，平衡沿海各种经济的需要，不同产业在生态、社会及经济多方面的相互关系及相互影响必须认真加以研究。

二、以养殖生态学理论为基础，进一步科学地调整已养海区的产业结构。

各地可以根据当地的实际情况，选择合理的养殖对象。科学地开展浅海和滩涂多品种、多元化的综合养殖，特别是适当加大大型藻类的养殖面积，有助于养殖海区环境的改善。

三、实施“良种工程”，不断推出养殖新品种。

目前，进行海水养殖的苗种绝大多数都没有经过系统的人工选育，其遗传基础还是野生型的，生长速度，抗逆能力乃至品质质量都急需经过系统的人工选育而加以改进。必须实现养殖对象的品种化，不断推出养殖新品种，促进苗种生产持续健康的发展，从根本上解决目前因种质衰退而造成的一系列问题。选择育种是育种的最基本、最常用的方法之一。

四、运用高新技术合理开发海洋生物资源

①海水增养殖技术研究 ②海洋生物代谢研究

③海洋污染物的生物降解治理研究

④建立海洋生物利用系统和辅助系统的研究

五、实施“外延稀养”战略，减轻养殖对近岸海区的环境压力。

随着鱼、贝、藻等养殖区的外移，近岸区的养殖密度将得以有效的解决，甚至完全可以实施内湾和近岸数公里海区内禁养，此举将明显减轻浅海养殖对沿岸浅水区环境的影响，有利于浅海生态系统的恢复和环境保护。实施深水养殖战略，还沿海地区以青山绿水，也将有利于我国沿海生态旅游业的发展。⑥

3.保护海洋生态系统的作用和意义

海洋生态系统是海洋生命系统与海洋环境系统在一定的时空范围内组成的，具有一定结构和功能的整体。海洋生态系统对人类的作用巨大，其服务功能及其生态价值是地球生命支持系统的重要组成部分,也是社会与环境可持续发展的基本要素。长期以来,人们在利用海洋资源的过程中,只注重其直接使用价值和市场价值,而忽略了海洋资源的生态价值。对海洋资源无序、无度的开发利用,使海洋生态系统遭到破坏,海洋生态系统服务功能支撑能力降低。⑦

海洋生态平衡的打破，一般来自两方面的原因：一是自然本身的变化，如自然灾害。二是来自人类的活动，一类是不合理的、超强度的开发利用海洋生物资源，例如近海区域的酷渔滥捕，使海洋渔业资源严重衰退；另一类是海洋环境空间不适当地利用，致使海域污染的发生和生态环境的恶化，例如对沿海湿地的围垦必然改变海岸形态，降低海岸线的曲折度，危及红树林等生物资源，造成对海洋生态环境的破坏。海洋生物多样性的减少，是人类生存条件和生存环境恶化的一个信号，这一趋势目前还在加速发展的过程中，其影响固然直接危及当代人的利益，但更为主要的是对后代人未来持续发展的积累性后果。因此，只有加强海洋生态环境的保护，才能真正实现海洋资源的可持续利用。⑧

海洋生态系统保护迫在眉睫。

一、防止海洋污染

防止海洋污染，这是海洋生态环境保护工作的首要任务。因为海洋环境（水体、底质、海滩等）的污染损害，使海洋生物失去良好的生态环境，破坏整个海洋生态系统，因此，保护海洋生态环境的基础性工作是防止海洋污染。据有关部门预测，如果在现有基础上，采取各种有效的防治措施，则我国近海三分之二以上的海域可以保持良好的状态，可使近岸河口区的污染程度有所减轻，局部污染严重的海区也可得到治理。同时要建立特别的保护制度和保护区，加强海洋自然保护，采取综合措施控制陆源污染物向海洋的排放，控制海上污染源排放，加强监测和科学研究工作，重视国际和区域性合作。不然，海洋被污染时，首先受到危害的就是海洋动植物，而最终受损的还是人类自身利益。

二、保持海洋生态平衡

由于不合理的开发利用、海洋环境污染损害等原因，许多海洋生物濒临灭绝，因而引起了科学家和渔民的关注，他们纷纷呼吁采取各种保护措施，以维持海洋生态平衡和确保海洋生物资源永续利用。

海洋环境污染是破坏海洋生态平衡的重要原因之一。世界各地海洋环境污染比较严重的海区，海洋生物的种类和数量都大量减少，生态平衡受到破坏，渔民的经济损失严重。我国也有类似的情况。例如，胶州湾2 600亩养殖区曾经有 40％遭受污染，大量生物资源死亡。如果海洋环境污染的趋势得不到控制，必将严重威胁近海的海洋生态平衡和海洋渔业的发展。

过度捕捞是破坏海洋生态平衡、损害海洋生物资源的另一个主要原因，也是最重要的原因。例如大黄鱼，70年代最高年产量为19.6万吨，而到1987年只有1.2万吨。⑨ 保护是为了永续开发利用，满足人类社会和经济发展的现实需要。所以我们要保护好海洋生态系统，不仅仅是为了让海洋生物有个可以栖息的家园，同时也是为了我们人类更好地生存和发展。

① 张水浸 中国沿海海藻的种类与分布.国家海洋局第二研究所 ② 相建海.2002.海洋生物学

北京：科学出版社 39 ③ http://baike.baidu.com/view/24499.htm ④ 刘健康.2002..高级水生生物学 北京：科学出版社 205 ⑤刘健康.2002..高级水生生物学 北京：科学出版社 204-205 ⑥相建海.2002.海洋生物学

北京：科学出版社 272-274 ⑦陈娜 海洋生态系统的服务功能及其价估价值 ⑧中国人大网

生物科学未来发展前景 篇2

在产业环保政策、消费倾向以及行业准入门槛等多个因素的共同推动下, 国内在未来的5~10年将催生出一批规模大、品种丰富、研发实力强、发展方向符合产业政策的龙头企业。根据《农药工业“十二五”发展规划》提出行业发展目标:到2015年, 销售额在50亿元以上的农药生产企业达到5家以上, 销售额在10亿元以上的农药生产企业达到20家, 前20家农药生产企业的原药产量占总产量的50%以上, 高效、安全、经济和环境友好农药品种占总产量的50%以上。农药工业是知识产权密集型的行业, 对技术的依赖程度大, 技术与产品创新是农药企业保持持续竞争力的关键。经过60多年的技术经验积累, 我国农药工业已形成了包括原药生产、制剂加工、科研开发和原料中间体配套在内的农药工业体系, 农药科研已从仿制迈入创新、仿制结合的轨道。但与发达国家相比, 我国大部分农药品种仍为仿制品种, 自主创新的品种数量不足10%。

1 生物农药发展历史

在农药发展史中, 生物农药是人类最早发现并使用的农药。早在《周礼·秋官》中, 就有“莽草熏之”“焚杜菊, 以灰洒之”的记载。19世纪以来, 利用生物成分防治病虫害逐步进入科学试验阶段, 如“三大植物性农药”除虫菊、烟草和毒鱼藤的发现及应用。20世纪初, 苏云金芽孢杆菌的发现促进生物农药的发展。20世纪40年代以来, 有机合成的化学农药发展迅猛, 生物农药的开发利用进入停滞阶段。直至20世纪60年代, 化学农药的弊端逐渐显现, 生物农药研发重新受到重视。

2 生物农药现状分析

2.1 生物农药种类

生物农药主要分为两大类, 即直接利用生物体杀灭或抑制农业有害生物及利用源于生物体的生理活性物质杀灭或抑制农业有害生物。

2.1.1 利用生物体的生物农药在植物病虫害的生防中可直接利用的生物体——包括天敌昆虫、微生物、捕食螨及放饲不育昆虫等防治, 其中微生物占据极为重要的地位。微生物农药主要包括细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、放线菌杀虫剂、真菌杀虫剂、线虫杀虫剂、拮抗微生物及微生物除草剂。

细菌杀虫剂研究深入, 使用广泛, 根据其对昆虫致病性不同分为4类:专性病原菌、兼性病原菌、含晶孢子形成杆菌、潜在病原菌。在筛选出的细菌杀虫剂中, 芽孢杆菌属是迄今为止研究最多, 使用量最大的杀虫细菌, 其中苏云金芽孢杆菌、日本金龟子芽孢杆菌、球形芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌均被开发成农药产品投入生产应用。苏云金芽孢杆菌 (其制剂简称为B.t.制剂) 的药效比普通化学农药高55%, 可用于防治蔬菜、水果等150余种鳞翅目昆虫。病毒杀虫剂是以昆虫为寄主的病毒类群, 目前应用较多的为核型多角体病毒 (N P V) 及颗粒体病毒 (G V) 。通过害虫进食病毒杀虫剂后, 包涵体溶解, 释放病毒颗粒达到杀虫效果。真菌杀虫剂通过浸染表皮感染寄主, 是一种触杀性杀虫剂, 且寄生谱较广。放线菌杀虫剂早在70年代初就被用来防治茶树害虫。

2.1.2 利用源于生物体的生理活性物质的生物农药细菌、真菌、放线菌等发酵过程中产生的某些次级代谢产物具有抑制农作物病虫害的作用, 这类物质统称为农用抗生素。根据抑制对象不同分为杀虫素、抗菌素及杀草素。目前研究较为深入的农用抗生素主要为氨基糖苷类、大环内酯类、小环内酯类、醌类、多肽类、蛋白及酶类和杂环类化合物。其中, 中国农科院研制的中生菌素为糖苷类水溶性物质, 这种新型农用抗菌素杀菌谱广泛, 对水稻、蔬菜、苹果的真菌病害具有明显抑制作用。投入工业化生产的农用抗生素有阿维菌素、多杀菌素、潮霉素等。

植物源农药包括植物体次生代谢物质和转基因植物农药。据报道, 植物体内包含的次生代谢物质超过40万种, 包括糖苷类、酚类、黄酮类, 萜烯类、生物碱类、蛋白质类、萘酮类等多种化合物。2012年, 我国植物源农药产量最高的是苦参碱, 达5858吨, 印楝素产量达1554吨, 位列第二。截至2014年12月, 我国植物源农药产品共登记373种, 其中有效成分种类31种。转基因植物因完整表达农药活性物质而受到广泛应用, 如中国农科院研究并广泛种植的Bt棉花, 创造了较高的经济价值。

动物源农药主要包括动物毒素、昆虫内激素、昆虫外激素 (信息素) 及天敌动物。其中研究最为活跃的是昆虫外激素, 美国已经有10余种昆虫外激素用于农业害虫的防治, 通过大量诱捕, 交配干扰和与其他生物农药联合使用的方式发挥作用, 我国于2008年通过审核了首个昆虫外激素产品, 用于蟑螂的引诱, 之后陆续登记了梨小食心虫性信息素、橘小实蝇引诱剂等品种。

3 生物农药发展趋势

生物产业是新兴产业之一, 而生物农药产业是生物产业的一部分, 与化学农药相比, 生物农药无毒、无害、无残留, 是未来农药产品的发展趋势。

3.1 挖掘更多生物资源

我国生物资源丰富, 物种繁多, 仅已知高等植物就有532个科, 20713种, 可供植物源农药的开发利用。与高等植物相比, 微生物种类更多, 高达50万~600万种, 其中特殊生境微生物的研究应受到重视, 在极地、冰川、海洋等环境下的微生物, 通常具有耐寒、耐盐、耐高压等特性。与普通生境下的微生物相比, 特殊生境下的微生物遗传背景独特, 新陈代谢途径不同, 因而其产生的次级代谢产物常具有特殊作用, 在农作物病虫害防治中可能发挥极其重要的作用。

3.2 加强政策扶持

生物科学未来发展前景 篇3

关键词：科学发展观；当今世界；发展；真理

中图分类号：D61 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2014）08-0013-02

中共“十八大” 将“科学发展观”提高到前所未有的高度，列入新修改的宪法，这一理论成果，对中国发展的重要意义是不言而喻的，那么，对于时下动荡的世界局势和全球的未来发展，“科学发展观”昭示了怎样的世界意义？在笔者看来，“科学发展观”具有普世性，是放之四海而皆准的真理，是破解当今世界发展难题的有力思想武器。

一、当今世界的动荡和发展困局是西方发展观造成的

1.次贷危机、国际金融危机，本质上是西方发展理念的危机

如果从发展理念的层面宏观上梳理西方主要资本主义国家的历史，大体上可以归并为以下几个阶段。

一是凯恩斯主义主导的时期（1945～1970）。第二次世界大战后，美英等发达资本主义国家，长期推行凯恩斯主义，推崇国家干预市场的能力，倡导通过扩大有效需求的管理政策，刺激生产发展，以防止与延缓资本主义无法避免的经济危机与社会危机。战后西方主要资本主义国家经济的快速恢复与发展，人权与社会福利事业方面的进步等，都从不同侧面证明凯恩斯主义的发展观符合西方实际，发挥了一定的积极作用。为了在全球建立和推行霸权，借口防止共产主义的蔓延，美国在世界各地驻军，并针对社会主义国家发起了“冷战”，更直接挑起了朝鲜战争、越南战争、中东战争等地区战争。奉行凯恩斯主义发展观的结果，就是引起了持续的通货膨胀。1971年7月第七次美元危机爆发，尼克松政府于8月15日宣布停止履行外国政府或中央银行可用美元向美国兑换黄金的义务，至此美国赖以建立世界霸权的“布雷顿森林”体系宣告破产。

二是新自由主义主导的时期（1980～至今）。自20世纪60年代末期以来，美国的通货膨胀日益剧烈，特别是1973～1974年在所有发达资本主义国家出现的剧烈的物价上涨与高额的失业同时并存的“滞胀”现象，凯恩斯主义理论无法做出解释，更难提出对付这一进退维谷处境的对策。

自20世纪七八十年代以来，随着高新科技革命兴起，生产力巨大发展，资本主义由国家垄断向国际垄断发展。适应这种需要，新自由主义开始由理论、学术而政治化、国家意识形态化、范式化，成为美英国际垄断资本推行全球一体化理论体系的重要组成部分。其标志性事件是1990年由美国政府炮制的包括十项政策工具的“华盛顿共识”。正如美国著名学者诺姆·乔姆斯基在他的《新自由主义和全球秩序》一书中明确指出的：“新自由主义的华盛顿共识指的是以市场经济为导向的一系列理论，它们由美国政府及其控制的国际经济组织所制定，并由它们通过各种方式进行实施——在经济脆弱的国家，这些理论经常用做严厉的结构调整的方案。其基本原则简单地说就是：贸易经济自由化、市场定价（‘使价格合理’）、消除通货膨胀（‘宏观经济稳定’）和私有化。”

全球扩张、放松市场监管、滥发货币、发动战争，终因资金链条的断裂，引发了美国的次贷危机，进而演化为以欧债危机为表征的全球金融、经济危机。危机宣告了新自由主义的破产，也预示着西方发展观再次面临深刻的危机。

2.当今世界动荡局面是西方主导的结果

无论是次贷危机、还是欧债危机，本质上都是垄断资本高度发展的产物，是西方资本主义制度的危机。新自由主义的药方已经失灵，路在何方？探寻新路谈何容易，更何况人类的经验说明，“路径依赖”是无法克服的通病。当罗伯特·W·迈克杰尼斯评论“华盛顿共识”本质内涵时，给出了具有“经济体制、政治体制和文化体制”（以民主、自由、人权为标志）三重特性的简明概括，他隐含的本意就是新自由主义者向世界推销“华盛顿共识”，就是将西方的价值观和发展理念推向全世界，建立和维持以西方为中心的世界秩序。因而，当金融危机降临后，美国虽然一方面放低身段，大谈“巧实力”与“多边主义”；与此同时，却不负责任大肆滥印钞票，美其名曰“量化宽松”。另一方面则继续奉行霸权主义和强权政治的政策，在中东地区策动“阿拉伯之春”运动。自2010年年底以来，先后促使突尼斯、埃及、利比亚、也门、叙利亚等国家发生政权更替和内乱。无论是利比亚战争还是叙利亚危机，其背后都是美国“大中东计划”与欧盟“地中海计划”推行的结果。由此可见，目前中东地区的危机都是西方插手与操纵的结果，充分暴露了西方发展观的局限性，而人类社会目前仍看不到危机解决的前景。

二、“科学发展观”为人类解决发展困境指明了方向

从历史的维度，人类的发展理念是一个漫长的历史演进过程。发展观的进步也是20世纪人类文明进步的重要成果。

从前述二战以来美国为首的西方资本主义国家发展理念的更替看，新自由主义取代凯恩斯主义是历史的进步，但源头是在理想主义与现实主义（又称自由主义与保守主义），或者迄今始终是在新自由主义与新保守主义之间的轨道上发展与徘徊。于是，美国发展观的内在逻辑是：推行和维持世界霸权→发动战争→滥发美元→经济危机→发动战争、滥发美元……如此循环发展的过程。由此不难看出，这就是造成世界动荡不宁、地区冲突不断的症结与总根源。

而从全球局势看，当今世界的问题归结到一点仍然是和平与发展的问题。邓小平早在20世纪80年代就敏锐指出：“现在世界上真正大的问题，带全球性的战略问题，一个是和平问题……南北问题是核心问题。欧美国家和日本是发达国家，继续发展下去，面临的是什么问题？你们的资本要找出路，贸易要找出路，市场要找出路，不解决这个问题，你们的发展总是要受到限制的。”实际上他已为西方道明了未来的出路。中国坚持走和平发展的道路，党的十八大报告中，胡锦涛再次强调：“必须坚持和平发展……通过争取和平国际环境发展自己，又以自身发展维护和促进世界和平，扩大同各方利益汇合点，推动建设持久和平、共同繁荣的和谐世界。”显然，与邓小平的思想一脉相承，推动世界发展，建设和谐世界，是“科学发展观”的本质内容和必然要求。

首先，从当今世界现状与未来走向看，既然不和平的根源在于西方，那么，解决和平问题的根本就要求美国为首的西方资本主义国家要停止推行霸权主义与强权政治，放弃发动战争与滥发美元的政策，改变不合理的世界经济政治金融秩序，这样，人类的持久和平才能实现，和谐世界才能成为现实。

其次，发展是和平的目的与归宿。但怎样发展、实现什么样的发展就成为人类社会要破解的难题。美国为首的西方资本主义国家的发展观本质上是为垄断资本统治世界而服务的，漠视广大发展中国家的利益，极力维持西方不合理不公正的世界秩序，因而成为世界和平与发展的障碍。

因此，要消除世界和平与发展的障碍，必须要破除旧的发展观，以符合人类社会发展要求与走向的科学合理的发展观取而代之，而“科学发展观”已被实践证明是破解和平与发展难题的有力武器。

三、“科学发展观”是放之四海而皆准的客观真理

一种思维与理论正确与否，不取决于漂亮的词句与思维的深度，而是取决于其影响的大小与好坏，多大程度上使人类受益。世界在发展，指导人类行动的思维也在发展。集合人类与中国发展经验的“科学发展观”，全方位涵盖了“经济、政治、文化、社会、环境”五位一体的复杂系统运行规则与辩证关系，既重视经济发展、社会进步和环境安全的功利性目标，又重视人类文明进步和人的全面发展的理性化目标，尊重差异与多样性，以“人”为发展的最高追求与归宿，运用统筹兼顾的科学方法，在理论上和实践上为人类探索出了一条“全面、协调、可持续发展”的发展道路。毫无疑问，“科学发展观”是人类放之四海而皆准的客观真理。

首先，在理论上，“科学发展观”解决了人类发展观的评判标准与实践维度问题，打破了对西方发展道路的迷思。其一，它以“发展度”来衡量一个国家或区域，强调生产力提高和社会进步的动力特征；其二，它以“协调度”来衡量一个国家或区域，即按照“五个统筹”的总格局来解决发展问题；其三，它以“持续度”来衡量一个国家或区域，即判断一个国家或区域在发展进程中的长期合理性，突出表现为能否实现可持续的长久发展；其四，它以“和谐度”来衡量一个国家或地区，关键是能否实现以人为本？能否实现人与人、人与自然的和谐发展？能否推进和实现世界和谐发展？

可见，科学发展观的理论体系所建构的四大特征，即数量维（发展）、质量维（协调）、空间维（和谐）、时间维（持续），从根本上表征了对于发展的完满追求。以人为本、全面协调可持续的科学发展观，对“什么是发展”、“靠谁发展”和“为谁发展”、“怎样发展”等发展观的基本问题，做出了科学的回答，极大地丰富与深化了人类对发展规律的认识，也实现了对过往发展观的超越，体现了发展观在当代世界最新发展的成就与水平。

其次，“科学发展观”是放之四海而皆准的真理。中国人民的实践，证明了“科学发展观”的可行性、客观性、科学性，具有全球“普世性”的特色。中国克服汶川大地震、国际金融危机等重大冲击，GDP年均增长10.7％，远高于世界经济年均3.9％的增速；经济总量上升到第二位；2013年人均国内生产总值提高到6 750元，年均增长10.1％，迈进“中等收入”国家门槛。在全球经济的跌宕起伏中，中国经济对世界经济增长的贡献率超过20％。综合国力、国际竞争力、国际影响力迈上一个大台阶，国家面貌发生新的历史性变化。沉甸甸的数字和发展成就，无不显示出“科学发展观”的无穷威力。而且，这是在有着十三亿多人口（约占全球人口20%）国家的伟大实践。相比于世界任何国家，中国取得的成就无与伦比，并且发展前景光明。

因此，“科学发展观”依托中国的实践，具有了世界意义与价值，是解决当今世界困局的有力理论思维武器。毫无疑问，“科学发展观”是放之四海而皆准的真理，将为世界的发展与长久和平，最终建设和谐世界发挥重大作用。

参考文献：

[1][美]诺姆·乔姆斯基.新自由主义和全球秩序[M].徐海铭,季海宏,译.南京：江苏人民出版社,2000.

[2]邓小平文选：第3卷[M]北京：人民出版社,1993.

未来科学家作文 篇4

这时，老师手拿一个盒子走了进来。老师说：“你们想知道未来科学家是谁吗?”我们一齐喊到：“想!”老师慢慢的打开了盒子，神秘地说：“想看吗?想看的同学请举手。” 我们都急切地高高地举起了手，许诺言还举起了两只手，头伸得老长，想看看盒子里到底是什么。

老师笑着说：“盒子里藏的是未来的科学家，想看的同学请走上前来才能看到。”我们都感到不可思议：“怎么可能?科学家怎么可能这么小，还躲在盒子里?”顾先文同学第一个冲了上去，她看了一下，先是吓了一跳，后来又笑了起来。第二个上去的是许诺言，他兴高采烈的一蹦一跳地跑了上去，想看看未来的科学家到底是何方高人，可他走近盒子一瞧，不禁失声地叫了起来：“原来是这样啊!”

轮到我上去看了，我慌慌张张、满心疑惑地走了上去，偷偷地住盒子里一看，心里想：“未来的科学家竟然是我?太不可思议了!” 后来同学都争先恐后地走了上来，看了之后，他们先是呆了一下，又来都笑了起来。

我明白了，老师是想告诉我们，我们每一个人只要通过自己的努力，好好学习，肯动脑筋，刻苦钻研，将来都可以成为一名科学家的。

未来的科学家作文 篇5

突然，老师说了话：谁想第一个看?我们大家都举起手来，最后老师还是叫了刘唱一。刘唱一兴冲冲地走上讲台，看了起来。看着，看着她笑了，老师问她：看见了吗?看见了她笑着回答到，又笑着跑了回去。我更好奇了，想：科学家对她说了些什么，使她笑得那么开心呀?之后老师又让我们一个个地上前去看，去看看未来的科学家长得什么样?好不容易该我看了，我快步走上前去，看了起来，忽然发现镜子里有一个大眼睛，小嘴巴的小孩。哦，原来未来的科学家就是我呀。

我乐了，原来老师是要通过魔镜来给我们在心里树立一个好好学习的信心和自信呀!同时，我明白了一个道理：一个人，从小就要努力学习，长大了才能成为未来的科学家!所以从现在起我就要好好学习，长大以后，做一个科学家。叮铃铃，上课了，林老师迈着轻快的步子走进了教室，神秘地说：我带来了一件礼物给大家。同学们都在猜想会是什么呢?是未来科学家的照片。同学们议论纷纷，有的说是爱迪生转世，有的说是老师有特异功能，能看见未来的科学家。大多数的同学都在观望。

老师说让几个同学上台看看到底是谁。为了增加神秘感，老师还特意用报纸挡着。一个女同学被老师叫了上去，她看了看，老师问：这位科学家漂不漂亮啊?她没有回答，只是会心一笑，中学生《未来的科学家》。第二个同学又上去了，他看了看，看得他目瞪口呆。接着又有好几个同学上去了，他们看了之后，有的是哭笑不得，有的摸摸脑袋，若有所思。到底是个什么样的神秘礼物呢?

那张照片上又是个什么人呢?同学们又议论开来，有的说是一段文字，有的说是一面镜子等等。最后老师决定将这个礼物公布于众，我们都紧盯着那张报纸，老师拿开报纸，哈哈，原来是一面镜子呀!哦，原来未来的科学家就是我们自己啊!老师语重心长地说：只要你们现在奋力学习，就一定会成为未来的科学家的。

对呀，世界上那些科学家不都是靠自己的辛勤劳动才获得成功的吗?叮铃铃上课了，老师笑眯眯地走进来，神秘地说：今天我们来看未来科学家的照片，好吗?咦?沈老师的葫芦里卖的什么药，一个小小的盒子怎能装下那么多的科学家?真是笑话!虽然半信半疑，但我们还是一个劲儿喊：好!

沈老师先给我们讲了看照片的注意点，便打开了盒子让我们看。有趣的是同学们总是好奇地走上台，一会儿又捂着嘴笑嘻嘻地走下来。想问问到底看到了什么，可他们都大摇其头，不肯透露。我想，看照片有什么好笑的，莫非是照片里的科学家把奶油弄得一头都是，把果汁洒得衣服上湿漉漉的?终于轮到我来揭开谜底了。我迫不及待地抢上去，俯下身子，低头往盒子里一看。什么呀!分明是一面方方正正的镜子，哪有什么照片?老师该不会在开玩笑吧?我又左看右看，上看下看，横着头看，侧着头看，瞪大眼睛看，眯着眼睛看。目光在盒子的四处仔细搜查过了，但除了镜子外，一无所获。

老师一本正经地问我：看到了吗?我皱着眉头，挠挠脑门，茫然地回答道：没!老师听了忍俊不禁：再动动脑筋!我又看看镜子，里面的小朋友头发短短的，眼睛炯炯有神，门牙旁的两颗牙齿还漏气了。这是我呀，我是小学生，不是什么科学家呀!哦—我明白了，心里一亮，原来老师想让我们好好学习，天天向上，成为真正的科学家。我从迷惑中清醒过来，心领神会地跑回了位置。接下来轮到机灵鬼张健了。他匆匆忙忙地跑上台看了又看，灵机一动，眼睛一转，便明白了其中的奥妙，咧开大嘴哈哈哈哈地跑了下来。同学们依次都看完了。老师盖上了盒子说：你们看到了吗?

生物计算机发展现状及未来展望 篇6

如今,虽然传统的晶体管集成电路计算机依旧发展迅猛,依然会在未来一段时间内占据主导地位,但毫无疑问其硬件性能有着不可突破的极限,当达到这个物理极限附近时,传统的电子计算机就很难再大幅度提升硬件性能,这时就必须依赖于更适用更先进的未来计算机——-一种生物计算机,一个突破传统计算机性能极限的重要潜在解决方案之一。

1 生物计算机的基本原理

生物计算机又被称之为仿生计算机,其基本思想是用生物芯片来代替传统的半导体硅片集成电路,从而制成以生物电子元件构成的计算机。

相对于传统计算机的以电压形式形成的逻辑开关,生物计算机利用的是蛋白质分子的开关特性来实现数据的计算和储存。当然,真正意义上的生物计算机并不是完全按照传统的“逻辑门”的思想来设计,其设计理念也不是按照传统计算机的“冯·诺依曼计算机”原理来设计,而是充分结合生物化学分子本身的特性来设计。

生物计算机的潜力巨大,一旦研制成功,其几十小时的运算量可能就相当于目前全球所有计算机运算量的总和,到那时众多现今计算机需耗费大量时间解决的问题生物计算机可以不费吹灰之力完成。

2 生物计算机的优势

相比于传统的计算机,生物计算机具有如下一些传统计算机难以企及的性能:

1)集成度、功效更高

生物计算机的电路以分子为单位,在一平方毫米的面积上,可容纳几亿个电路,相比于传统计算机的半导体硅片制成的芯片,生物芯片能容纳电路的电路数量级提高了不只一个层次。

2)可靠性高,寿命更长

具有生物性质的生物计算机能做到自我修复,并且可以编码设置其自我再生和复制的功能,因此有传统计算机所没有的高可靠性和超长使用寿命。

3)耗能少

生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件,只需很少的能量就能就行所需的化学反应,耗能比传统的消耗电能并不断产生热能的计算机大大减少,并且能量利用率大幅度提高。

4)方便适用

生物计算机由于体积下且具有生物特性,可以置于很多传统计算机无法置放的地方,可以随意设置在我们身边的任何事物中,并且可以发挥其生物特性更方便地为生命体服务。

5)性能大幅度提升

生物计算机由于其蛋白质分子可以并行工作的原理,可以轻松实现大量的并行运算,并且速度提高了10万倍以上,同时DNA作为储存信息的媒介,其占用空间也大幅缩小,仅占传统计算机的百亿亿分之一。

3 生物计算机的发展现状

生物计算机的概念最早出现在1983年的美国。自那以后,研制生物计算机的热潮就在各个发达国家被掀起。

首先,生物学家通过对生命体组织细胞的研究,将仿生学应用到计算机这一领域,从而产生了用生物化学分子制造计算机的想法。生物计算机的研究方向目前大致有两类:一类是研制分子计算机,即制造有机分子元件去代替目前的半导体逻辑元件和存储元件;另一方面是深入研究人脑的结构、思维规律,再构想生物计算机的结构。生物计算机所研究的内容有很多,目前大致有如下一些研究内容:生物分子或超分子芯片;与生物现象类比的自动机模式;以生物智能为基础的仿生算法、立足于可控生化反应的生物化学算法、DNA计算机、采用各种生物化学技术实现的细胞计算机等等。其中,生物计算机研究领域中很关键的一环是寻找关键DNA,由于DNA是控制生命的最终核心,并且有着能储存巨大信息的特点,因此寻找或人工制造符合计算机需求的DNA是此领域的一个关键。

目前,生物计算机的最新研究成果是美国最新研制的可以让科学家对分子进行“编程”,并由活细胞执行“命令”的生物计算机。

4 生物计算机未来展望

生物计算机目前仍旧处于起步阶段,科学家仍在积极地研制生物芯片。

虽然生物计算机至今还没有取得革命性的进展,而且有的学者也提出生物计算机在现阶段出现的一系列缺点,例如以遗传物质为基础的生物计算机会受环境的干扰、计算结果难以检测、生物化学反应不是百分之百成功等,此外我们目前还不知道如何能在一个以蛋白质分子为主的生物芯片上运行一个文本编辑器,但这些并不影响生物计算机作为一个有着巨大潜力的领域而存在,因为人类技术的进步是如此令人惊讶,就像在一百年前人们无法想象如今的电子计算机一样,相信随着生物技术的不断进步,这些技术上的问题终究会被解决,终有一天,生物计算机能像如今的电子计算机一样成为神话。

摘要：作为20世纪最伟大发明之一的计算机,一直以来都以奇迹般的速度发展着,其硬件性能正如著名的摩尔定律所预测的那般,每两年翻一番。然而,路有尽头,由于物理上的限制,由晶体管构成的集成电路终就会走到不能再提升性能的一天。在晶体管集成电路山穷水尽的时候,计算机的性能要想再取得突破,就必须另辟蹊径,而生物计算机,就是最有潜力的发展方向之一。该文探究了生物计算机的发展现状,并对其未来做出了展望。

关键词：生物计算机,未来计算机,性能潜力

参考文献

[1]Watson J D,Berry A.DNA生命的秘密[M].北京:上海人民出版社,2010.

[2]Pierre Baldi.DNA芯片和基因表达:从实验到数据分析与模建[M].北京:科学出版社,2004.

[3]M.谢纳.生物芯片分析[M].北京:科学出版社,2004.

[4]Dan E Krane,Michael L Raymer.生物信息学概论[M].北京:清华大学出版社,2004.

生物燃料的未来 篇7

生物燃料越来越受欢迎是因为油价的提高和对能源安全的需要。国际能源机构（IEA）的目标是到2050年，生物燃料要满足超过四分之一的世界运输燃料需求，以减少对石油和煤的依赖。预计未来五年全球生物燃料市场的复合年增长率将达到12.5%。而Pike Research预测，全球生物燃料市场在2021年将在达到1853亿美元。

全球生物燃料开发和使用的领先者是美国、巴西、法国、瑞典和德国。美国是生物燃料的主要市场，占据了全球大约44.5%的份额。巴西是世界上第一个在运输部门推行可再生燃料的国家。在过去的20多年里，巴西是生物燃料的主要生产者，但在过去五年被美国超越。

全球生物燃料产业是个分散的市场，存在大量的厂商，例如POET、Archer-Daniels-Midland、Abengoa Bioenergy、Green Plains Renewable Energy和Cosan等。其中，POET是全球领先的第一代生物燃料生产商，Archer-Daniels-Midland（ADM）是世界上第二大生物燃料生产商，也是欧洲领先的生物柴油生产商，它在德国汉堡拥有世界上最大的生物柴油生产设施。

本文从生物燃料的政策、应用、新材料和新技术以及问题和限制等方面，探讨当今世界生物燃料的发展现状及未来。

发展生物燃料的政策支持

出于对能源安全、气候变化和经济停滞的担忧，现在全世界的政府都在支持生物燃料的生产。最常见的要求是将生物燃料与运输用燃料混合使用，全球大约有50个国家有混合目标或要求，并且多数都设置了未来生物能源指标。目前生物燃料占全球运输用燃料供给的3%。然而国际能源机构的专家认为，随着效率的提高、生产成本的降低和高级生物燃料的商业开发，到2050年，生物燃料在交通燃料中的比例将超过25%。

例如在美洲，长期的政府干预有望带动该区域生物燃料的使用。近年来，政府相继出台了多种政策工具，以降低潜在的投资者的风险和不确定性。政府干预也确保响应农民对能源投入价格和产出的生物燃料价格担忧的承诺。北美和南美国家还依赖补贴、税收抵免和税收优惠政策，以确保生产者可以有信心克服生物燃料的高生产成本。同时，进口限制也被用于促进美洲国家新兴的生物燃料产业。大多数美洲国家的基本要求是将生物燃料与传统燃料混合，这从另一方面为生物燃料市场提供保证。

2006年欧盟设立了在成员国和发展中国家发展生产和使用生物燃料的七大战略性政策领域。在战略中，委员会定义了生物燃料的角色，认为这种由生物质（一种可再生资源）产生的能源在未来可能会作为可再生能源的来源，替代交通运输部门使用的化石燃料能源来源（主要是石油）。这七大战略性政策领域包括刺激对生物燃料的需求，确保环境效益，发展生物燃料的生产和分配，扩大原料供应，提高生物燃料的贸易机会，支持发展中国家在生物方面的潜力，支持研究与创新，特别是要改进生产工艺和降低成本。

生物燃料的应用

在陆路运输中的应用 乙醇燃料是全球最常用的生物燃料，尤其是在巴西。生物乙醇可在汽油发动机中替代汽油，它可以与汽油以任何百分比混合。大多数现有汽车的汽油发动机都可以在高达15%的生物乙醇与石油/汽油的混合燃料下运行。但当前的补贴是不可持续、不可扩展的，与美国的汽油价格相比，乙醇燃料的单位行驶距离成本仍然偏高。

丁醇会产生更多的能量，并且据称可以直接在现有的汽油发动机中使用而无需对发动机或汽车做任何修改。它比乙醇的腐蚀性小、水溶性小，并且可以通过现有的基础设施完成配送。目前DuPont公司和BP正在共同努力开发丁醇。

生物柴油是欧洲最常用的生物燃料。在有些国家，生物柴油比常规柴油还要便宜。纯生物柴油（B100）是最低排放的柴油燃料。当与矿物柴油混合时，生物柴油可以用在任何柴油发动机中。在一些国家，制造商为使用B100的柴油发动机提供保修。由于生物柴油是有效的溶剂，会清洗矿物柴油的残留物，发动机过滤器可能需要更经常地更换，因为生物燃料会溶解留在油箱和管道中的旧沉淀。生物柴油还能有效地清除发动机燃烧室积碳，这有助于保持效率。在许多欧洲国家广泛使用5%的生物柴油混合燃料，并且在数以千计的加油站可以买到。生物柴油比矿物柴油含碳量低，含氢和氧量高，这可以提高生物柴油的燃烧，减少未燃烧的碳产生的微粒排放。生物柴油的处理和运输很安全。在美国，超过80%的商用卡车和城市公交使用柴油。

在航空业的应用目前，航空业占全球总排放量的2～3%。国际航空运输协会（IATA）预测，商业航空将以5%的年增加率成长，并会一直持续到2030年，这也就意味着燃料消耗和排放量将会继续上升。乘客需求的增长、燃油价格的提高以及减少排放的压力，促使航空业必须寻找新出路。国际航空运输协会致力于到2020年实现碳中和，到2050年碳排放减少50%。因此，商业航空的关键目标是寻找可靠的替代燃料，以降低成本、减少燃料供应波动、减少对气候的影响，并改善燃油的物流。

目前，生物质航油的价格至少是常规煤油的两倍，并且可用量很小。几乎所有的主要商业航空公司和一些军事部门（如美国）都在大量参与测试和开发生物质航空用油。在过去的五年里，Boeing、Honeywell的UOP，GE以及其他业界领袖，一直在为开发可持续的航空生物燃料共同努力，包括商用和军用飞行测试、实验室和基于地面的喷气发动机性能测试，以确保符合航空燃料严格的性能和安全要求。

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成功实施生物航油的关键是原料大规模、可持续的可用性，尤其是全球规模的可用性。经过评估，最经济的选择是食用油，如棕榈油和豆油。然而考虑到对与粮食安全的影响，非食用油可能更具有可持续的潜力，如藻类、桐油树、亚麻等。比如Boeing公司和其他一些美国西北部的公司经过全面的区域分析后，确定亚麻——一种与干小麦轮流种植生长的能源作物——是可行的生物燃料来源之一。另一个新兴的替代方案是使用木质纤维素材料和废物为原料生产生物燃料。

2013年7月2日，澳大利亚上市公司Algae.Tec与新南威尔士州的Macquarie Generation签订合同，要在Hunter Valley的Bayswater发电厂附近建立生物燃料生产设施。设施将使用Algae.Tec的藻类碳捕获技术生产生物柴油，可以经过氢化成为A级喷气燃料。它旨在提供一个新的航空燃料来源，这样澳大利亚就不再需要这么多的航空燃料进口。

2012年3月，空中客车公司加入了一个包括维珍澳大利亚在内的联合体，研究从桉树生产可持续的航空燃料的新方法。该项目的目标是要在2013年在澳大利亚试点运行替代燃料生产厂。

2011年10月，Virgin Atlantic航空公司开发了一种从工业废气中生产的航空燃料，并声称它只有标准喷气燃料的一半的碳足迹。从工业废气中产生的燃料（否则这些工业废气会被烧毁并释放到大气中）为生物燃料的生产提供了一种替代。到目前为止，航空业的重点是放在用于食品生产的耕地上，而这一新技术可以减少对这些土地的需求。该技术将使航空公司通过重复使用那些否则会直接排放到大气中的工业废气，来达到大幅减少碳足迹的效果。同时，它可以促进工业的可持续发展，因为这一过程让制造工厂回收它们的废物碳排放。

在海洋运输中的应用 生物柴油是船舶燃料的一种很好的候选，它可以被生物降解，无毒、无硫和芳烃。由于很少或根本不需要改装发动机，它可用于许多海洋运输中。生物甲烷也日益获得海洋产业的兴趣。运营商正在寻求使用液化天然气作为发动机燃料。RoyceBergenK的燃气发动机已经通过认证，可以为世界上第一艘客货轮提供动力。

2012年2月，美国海岸警备队宣布与Oak Ridge国家实验室（美国能源部）合作，测试海运中使用生物丁醇混合。在小型船只的发动机中已经使用了汽油与乙醇的混合，而这一新项目是为了预测生物丁醇在工业规模的潜在可用性。

2011年1月和12月，Maersk与美国海军都进行基于海藻油的生物燃料测试。海军的测试持续到2012年，旨在到2020年将其舰队中的矿物油使用削减50%。而Maersk的设想是到2030年，其位于世界10%地区的海运船队要使用生物燃料。

其他有趣的应用 乙醇也可作为生物乙醇壁炉的燃料。因为不需要烟囱并且是“无烟道”的，所以，生物乙醇壁炉在没有烟道的新建住宅和公寓极其有用。

生物燃料的新材料和新技术

许多科学家和研究人员正在致力于开发更适合的生物燃料作物，它们将比当前的生物燃料作物需要更少的土地，使用更少的资源（如水）；同时，研究人员也在研究如何使用新技术提高生物燃料的生产效率，如提高作物的产油量等。如果使用当前的产量，要完全取代化石燃料的使用，将需要大量的土地和淡水才能生产足够的油。例如为满足当前美国取暖和运输的需求，将需要用美国土地面积的两倍来生产大豆，或者是将三分之二的土地面积专门用于油菜生产。

新材料藻类 英国Aberystwyth大学的首席研究员Jessica Adams博士认为，在未来的能源生产中，海藻生物燃料可能会非常重要。2012年，阿拉巴马大学的Rodrigo E. Teixeira教授在离子液体中使用一种简单、经济的反应，从湿海藻中提取出了生物燃料油脂。

过去，生物燃料的研究重点是陆生植物，然而这会导致在使用土地种植粮食或燃料作物之间的冲突。在这个星球上，海水是无限的资源，海洋生态系统是一个未被开发的资源，占全球生物质的50%以上，而且据称海藻本身就能比等量的快速生长的陆生植物，比如甘蔗，生产出更多的生物质；而且，藻类可以使用目前无利可图的土地和来自不同行业的废水来生产。如果在废水中生长，则不会影响现有的粮食和燃料作物的用地和用水。此外，藻类不是人类食物链的一部分，因此不会带走人类的食物资源。

2012年11月，美国加州大学圣地亚哥分校在Algal Research上在线发表了一项研究成果。该研究表明，海洋藻类是一个可行的、可持续的用以替代淡水藻类生产生物燃料的来源。使用海水种植用于生产生物燃料的藻类将使得生产不再受淡水或与其关联的因素的约束。这一研究将消除人们对于商业的大规模专门用淡水生产藻类的顾虑，因为将不再需要使用淡水。仅在美国，就有大约1000万英亩的土地由于土壤含盐量高而不再适合于传统农业生产，但它们可以支持藻类生产设施。加州大学圣地亚哥分校的生物学家与Sapphire Energy公司的科学家合作，希望2013年每天能在新墨西哥州的Columbus生产100桶的绿色原油。

海带也可以作为陆地种植生物燃料的替代，尽管它的化学成分会基于季节发生变化。如果在7月份收获，海带中的碳水化合物水平最高，能确保用于生产生物燃料的最优糖释放。

废弃物、工业副产品或工业废气 西班牙Ecofasa公司的开发人员从垃圾中生产出了生物燃料。燃料以一般的城市废物为原料，经由细菌产生脂肪酸，可用于制造生物燃料。

2012年9月，苏格兰一家威士忌酒厂Tullibardine成为世界上第一个将其副产品（残渣）转化为先进的生物燃料（生物丁醇），使其能为汽油或柴油车辆提供动力燃料的酒厂。除了具有明显的环境效益，这一项目还有潜力导致整个苏格兰威士忌酒行业的成本节约，它能解密隐藏的价值，并帮助提振经济。

在新西兰Lanzatech公司工作的科学家开发了一种技术，可以用工业废气（如钢铁厂的一氧化碳）作为微生物发酵过程的原料来生产乙醇。2011年10月，Virgin Atlantic航空公司宣布加入Lanzatech的委托，在上海建立一个从钢铁生产的废气中生产航空燃料的示范工厂。

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其他2013年，研究人员开发出一种从大肠杆菌中得到的转基因细菌，它可以将葡萄糖转变成生物燃料汽油。而且研究人员相信，将来他们可以“调整”基因，实现从稻草或畜禽粪便中生成汽油。

2011年7月，牛津大学的一份报告指出了使用龙舌兰生产生物燃料的显著优点。不同于其他的生物燃料原料，龙舌兰可以在贫瘠的土地上生长，因此对全球粮食生产和生物多样性的影响有限。同时，龙舌兰有很多好的特性，如产量高、含糖量高、能在天然水有限的环境中成长的能力等。

新技术2013年7月，芬兰VTT技术研究中心的研究结果表明，使用它们的新技术，可以以每公升小于一欧元的成本从木质纤维素生物质中生产高品质的生物燃料。这项新技术能将木材原料一半以上的能量转移到最终的产品中，并且技术已经为在欧洲建立商业规模的生产厂做好了准备。

美国爱荷华州立大学的工程师使用高频率声波分解植物材料，以产生生物燃料。这一研究表明，用超声波预处理各种原料——包括柳枝稷、玉米秸秆、软木——可以不断提高必要的将生物质转化为高价值的燃料和化学品物质的化学反应。这种方法潜在的成本节约非常令人振奋。经济模型显示，一旦实施，这项技术的投资回收期低于一年。相对于传统的需要多个步骤和周期相对较长的方法，这一方法更快，也没那么复杂。在生物燃料生产中应用超声波可以加速酯交换反应，这是将油转化为生物柴油的主要化学反应。在一个案例中，研究人员发现，传统方法通常需要45分钟将豆油转化为生物柴油，但是将豆油置于超声波中，这一转化只需要不到一分钟。

2012年9月，纽卡斯尔大学参与了一个880万英镑的项目，探索在世界上最恶劣的环境中生长的植物用作生物燃料的潜力。具有夜间光合作用的物种，如龙舌兰和菠萝，可以在每年只有20～40厘米的降水情况下茁壮生成，这远低于当前需要50～100厘米降水的生物燃料作物。该研究最终是要将夜间光合作用这一属性引入快速成长的树种中，比如杨树，使它能够在夜间吸收二氧化碳，并在白天叶面毛孔保持关闭时处理这些碳。如果成功的话，这一研究可能会让杨树在生物质生产中的用水量减少80%，从而可以在更边远更贫瘠的地域栖息生长。长远来说，通过保持在干燥和温暖世界中（气象学家预测在未来的60年会是这样的天气）的粮食作物的生产力，该研究具有帮助解决粮食安全的潜力。

2011年6月，英国Warwick大学和加拿大British Columbia大学的研究人员发现了一种细菌中的酶，可以使生物燃料的生产更高效。项目领导Timothy Bugg教授说，要让生物燃料成为可持续的替代化石燃料的燃料，就需要从植物中提取最大可能的能量。这项研究可以开启那些目前高不可攀的生物燃料来源。通过让木本植物和非食用作物的副产品在经济上可行，该项目的最终希望是能够生产不与粮食生产竞争的生物燃料。

生物燃料的发展障碍及未来

与生物燃料的生产和使用相关的问题包括各种社会、经济、环境和技术问题，并且已经在受欢迎的媒体和科学期刊中讨论过，包括对放缓油价的影响、“食品与燃料”的争论、对贫困的影响、碳排放水平、可持续生物燃料的生产、森林砍伐和土壤侵蚀、生物多样性的丧失、对水资源的影响、以及对能量平衡和效率的影响。大规模的生物燃料生产，尤其是在美国，对已经不稳定的全球市场的粮食生产造成的影响而引发的担忧日益增长，因而一直遭到批评。增加生物燃料的生产会由于过量使用化肥而对水质造成不利影响，并且会导致人们不期望看到的土地使用变化，如森林砍伐等。

要克服这些问题的一个步骤是开发最适合在世界的每个区域生长的生物燃料作物。如果每个区域都使用其特定的生物燃料作物，那么使用化石燃料将这些生物燃料运输到其他地方进行处理和消费的需求就会减少。此外，世界上的某些地区也不适合生产那些需要大量的水和肥沃的土壤的作物，因此，当前的生物燃料作物，如玉米，要想在全球范围内的不同环境中生长是不切实际的。

生产生物燃料所需的更大面积的土地将是美洲生物燃料产业发展的一个巨大限制。在美国，如果要用乙醇取代目前所有汽油消费量，需要有更多的土地用于玉米生产，这比当前整个农业的可用地面积还要大。促进生物燃料的核心是技术。如果没有合适的技术进步，那么为满足美洲的需求，土地面积将是生物燃料发展的重大挑战。

发展中国家生物燃料生产的障碍包括落后的基础设施和有限的财务资源等。为吸引外来投资者，发展中国家需要评估可以用于生物燃料作物的未使用的土地，教育农民，并遵守国际燃料质量和可持续性标准，以确保生物燃料可以在国际市场上进行交易。

尽管燃烧生物质原料的一个问题是会排出大量的污染物，例如颗粒物和多环芳烃，但大量的研究仍然表明，生物燃料比化石燃料对环境的影响要明显小得多，因为由二氧化碳、甲烷和一氧化二氮排放形成的全球变暖潜值和能量平衡系统需要从生命周期的角度来评估。这就要考虑到上游工序在二氧化碳封存后维持不变，以及额外发电所需的步骤。燃烧生物质而不是煤，能让全球变暖潜值减少148%。

由于不断增加的碳排放、减少石油进口和对石油的依赖、能源供应多样化、和农业部门发展的需要，未来发展高级生物燃料势在必行。