吸收特征参数（精选6篇）
吸收特征参数 篇1
0 引言
土壤有机质高光谱响应特性研究为土壤肥力的快速测定提供了新的途径。国内外众多学者进行了相关的研究工作, 针对不同的研究区选取的敏感波段和建立的反演模型不尽相同, 在认识上还存在着一定的分歧。Galvundefined等 (1998) 通过室内研究证实了土壤反射光谱在550～700nm处的吸收峰主要是由土壤中的有机质引起的[1]。Chang等 (2002) 认为有机质近红外光谱区的光谱特性与有机质成分功能团对应解释的难度很大, 一般体现为降低整个谱线的反射系数[2]。彭玉魁等 (1998) 对我国黄土区土壤有机质含量进行了评价分析, 认为土壤样品NIRS光谱特征的差异随有机质含量变化不大[3]。沙晋明等 (2003) 利用VF991地物光谱测量仪对不同成土环境土壤剖面上的各个土层进行反射光谱测量, 研究发现在紫外区、可见光区和近红外区均存在着土壤有机质光谱响应[4]。谢伯承等 (2004) 通过ASD FR便携式光谱仪对褐潮土土壤剖面的不同诊断层反射光谱进行了实验室测定, 并利用导数光谱法和包络线法建立了预测土壤有机质含量的方程, 提出了预测北京地区褐潮土有机质光谱的最佳波段[5,6]。
光谱测试环境在很大程度上影响反演模型的可靠性和普遍性。在自然条件下, 土壤有机质含量、质地、含水量及母质等因素对土壤光谱的影响很难截然分开, 在实验室测试所建模型很难外推到自然条件下使用。通过对土壤样品进行特殊处理, 以及对原始光谱数据进行适当变换, 可以实现自然条件下单独测定某一因素对光谱特征的影响。为了降低非有机质含量变化而引起的光谱响应特征的影响, 本文将土壤样品进行处理后, 结合室外实测光谱和土壤有机质含量进行分析, 建立土壤有机质含量高光谱反演模型, 并试图在模型精度及稳定性上有所突破。
1 材料与方法
1.1 土样制备
本文研究区为江苏省昆山市, 其土壤类型主要为潴育型水稻土。土壤样品采集按梅花采样法采集5点的混合样品, 采样深度为0～20cm。样品在实验室经自然风干, 木棒压磨后粗略去除沙砾及植物残体, 然后过100目尼龙筛混合均匀。每个样品分成两份, 一份用来进行化学分析, 土壤有机质含量采用重铬酸钾法测定[7];另一份土壤样品则放置在载波片上, 用蒸馏水稀释成泥状并压平, 在常温下自然风干, 用来进行光谱测量。
1.2 光谱测量
采用ASD FieldSpec Pro地物光谱仪测量土壤样品的反射光谱数据, 其波长范围为350～2 500nm, 采样间隔为1.4nm (250～1 000nm区间) 和2nm (1 000～2 500nm区间) , 重采样间隔为1nm, 输出波段数为2 150。选择晴朗无云、无风的天气, 在室外自然光照条件下, 采用5°视场角探头, 距土壤样品15cm处垂直角度进行光谱采集, 测量时间范围一般为上午11:00-12:00。每一样品采集10条光谱, 得到土壤反射亮度平均值;然后采用漫反射标准参考板准同步测量太阳辐射光谱, 通过比值法获得土壤样品光谱反射比。
1.3 数据预处理
对测量获取的土壤反射率数据进行筛选, 去除异常 (土样风干后出现裂纹) 数据, 选定27条光谱数据。其中, 随机抽取19条数据用于模型的回归分析, 其余8条用于模型验证。所选27个土样有机质含量的统计特征描述如表1所示。
2 结果与分析
2.1 光谱特征分析
土壤反射光谱特性是土壤有机质含量、土壤类型、土壤质地和土壤湿度等光谱特征的综合响应[8]。实验室光谱测定中, 土壤样品经研磨预处理后改变了表面的粗糙度, 其反射光强度比未研磨土样有所增强, 但吸收特性的位置并没有发生改变[9]。据此, 本次所选样品土壤类型均为潴育型水稻土, 土样经过研磨、风干处理后, 基本消除了土壤类型、土壤质地以及土壤湿度对土壤光谱的影响, 土壤样品的反射光谱变化特性主要反映了有机质含量的变化特征。所选土壤样本反射光谱曲线, 如图1所示。
在1 400, 1 900, 2 400nm等波段附近有强烈的水分吸收谷, 通常认为与粘土矿物中所含的OH-有关[10]。由于是室外采集, 该范围光谱受大气中水汽吸收的干扰作用较大, 数据质量较差, 无法直接用于土壤有机质含量估测, 本次研究对这些水汽吸收带进行了剔除处理。根据戴昌达等对我国主要土壤反射光谱特征曲线的划分, 研究区土壤的光谱曲线属缓斜型[11]。光谱曲线整体呈上凸的抛物线形, 反射率随波长增加, 在可见光波段增加较快, 而在近红外波段曲线变得平缓。由于690～930nm波段是铁的氧化矿物对光谱的主要吸收区[12], 因此该波段是有机质和氧化铁对土壤反射光谱影响的复合区, 波形存在着差异;在2 100～2 380nm所表现出的峰谷吸收结构主要是由残余在土壤中的少量水分以及空气中的水汽吸收所引起的。
2.2 模型建立与验证
由于光谱仪各波段间对能量响应上的差异, 获取的原始光谱曲线存在一些噪声。本研究采用九点加权移动平均的方法对原始光谱曲线进行平滑去噪处理:波段i处的反射率用包括i在内的相邻9个波段的加权平均值替代, 计算公式如下
对平滑曲线R′i应用ENVI4.2中Spectral模块的Continuum Removed算法直接生成连续统去除归一化曲线Rcon。为了便于运算吸收特征参数, 用1分别去减归一化曲线Rcon上各波段对应值, 得到土壤光谱吸收特征曲线Rabs, 如图2所示。
光谱吸收特征参数包括吸收波段波长位置、深度、宽度、斜率、对称度、面积和光谱绝对反射值等。其中, 面积A为宽度和深度的综合参数, 定义为
undefined
其中, A为吸收带面积, d为吸收深度, Δλ为波长增量, a和b分别为吸收带起止波段值。
分析土壤光谱吸收特征曲线, 在380, 490, 700, 830, 900, 1 470, 2 060, 2 200nm附近都有强烈的特征吸收峰, 且不同有机质含量的样品光谱吸收深度明显不同, 各吸收带所包含的面积也不同。笔者在文献[13]中运用统计单相关分析方法确定了511nm波长为诊断土壤有机质含量的敏感波段。因此, 本文选择包含511nm在内的450～580nm波段范围内的特征吸收面积来评价与有机质含量的关系, 回归模型分析结果见表2所示。
**通过置信水平0.001的系数检验。
综合考虑R2, F以及系数信度3个检验值, 450～580nm波段范围内的特征吸收面积与土壤有机质含量之间的对数拟合模型较好, 该模型可以解释有机质含量变异性的67.40%。利用建模样品数据对该模型进行误差分析, 绝对误差最大值为5.618g/kg, 最小值为0.008g/kg, 平均相对误差为7.33%, 即模型拟合总体精度达92.67%。进一步利用剩余8个检验样品数据对该对数模型进行预测评价 (如图3所示) , 平均相对误差为6.81%, 验证精度达到93.19%。
由此可见, 用连续统去除法提取特征吸收面积来定量评价土壤有机质含量具有普遍意义。
3 讨论与结论
土壤反射光谱深受土壤自身理化性质差异以及光谱测试环境变动的影响, 对土壤样本进行研磨、风干等处理, 可部分消除非有机质特性对土壤光谱的影响。此外, 由于高光谱波段很窄 (<10nm) , 单波段能量较低, 而前人研究多以单波段反射率建立土壤有机质含量反演模型, 其受到环境差异的影响较大。本文用连续统去除法提取特征吸收面积建立土壤有机质含量的预测模型, 增强了反射率能量, 提高了模型的稳定性。
土壤有机质高光谱响应特性研究为土壤肥力的快速测定提供了新的途径。该方法在大量野外测试数据基础上, 分析土壤有机质光谱响应规律, 确定其高相关性吸收特征参数, 通过数理统计方法建立土壤有机质含量的预测模型, 为探测仪器的波段设置、反演原理提供决策, 从而实现土壤肥力的野外快速测定。本研究所试土壤样品为潴育型水稻土, 所建立的反演模型对其它类型土壤是否适用, 还有待于进一步验证。此外, 土壤理化性质多因子相关关系需要进一步尝试实验研究, 从而确定更具实际意义的土壤有机质含量估算模型, 为土壤光谱分析技术实用化奠定了基础。
吸收特征参数 篇2
关键词：催化裂化装置,吸收稳定系统,关键操作参数,协同优化
引言
催化裂化是石油炼制中非常重要的二次加工过程, 其作用主要是将重质油裂解为轻端产品, 如汽油、柴油、液化气, 同时副产焦炭、油浆和干气。随着原油重质化和劣质化程度不断加深, 以及环保法规的日趋严格, 各类催化裂化新工艺不断被开发出来, 如渣油催化裂化RFCC工艺, 高苛刻度下行式HS-FCC工艺和双 提升管FCC工艺等[1]。另外 , 随着丙烯需求的不断增强, 各类增产丙烯的催化裂化工艺相继出现, 如大量生产液化石油气和汽油的MGG/ARGG工艺, 最大量生产异构烯烃的MIP工艺等[2,3]。截至2014年, 我国已有150多套不同类型的催化裂化装置建成投产, 处理量已接近150×106t/a[4]。
吸收稳定系统是催化裂化的后续分离部分, 主要作用是将从催化主分馏塔塔顶来的富气和粗汽油分离成干气、液化气和稳定汽油, 同时吸收稳定系统又是气体分馏装置的上游环节, 其地位非常重要。催化裂化新工艺在不断地涌现, 但是吸收稳定系统工艺却没有太多的变化, 操作与原有设计相差较大, 能耗较高, 干气“不干”等现象较为普遍。据文献报道[5], 我国催化裂化干气中C3+组分平均质量分数在7.2%, 体积分数在2.87%, 其中丙烯质量分数在3.5%。
国内工程技术人员对吸收稳定系统优化进行了大量的研究与探索[6,7,8,9,10,11], 也取得了一定的成效, 但多数为局部改造或单参数优化。对于吸收稳定系统而言, 使用单个操作参数优化整个系统并非最优, 各个操作参数逐次进行最优得出的一组操作参数也并非整体最优。因此, 有必要对操作参数进行协同优化, 找出操作参数之间的最佳组合才能使整个系统达到最优操作[12]。
1 优化策略
1.1 关键操作参数的选取
图1是催化裂 化装置吸 收稳定系 统流程示 意图。操作参数是指可以通过人为操作进行调整的参数, 相互之间不受影响, 如富气压缩机的出口压力、吸收塔中段冷却返塔温度、补充吸收剂的流量、贫吸收油的流量、稳定塔的压力等, 其中关键操作参数对吸收稳定系统的产品分配和能耗起到决定性作用。吸收稳定系统的核心单元是吸收塔, 在一定的流程和进料条件下, 吸收效果由吸收塔的操作压力、温度、补充吸收剂的流量等决定。吸收塔的操作压力是由富气压缩机的出口压力决定的, 吸收塔的操作温度是一个范围, 各块塔板上也不一样, 可通过改变中段冷却返塔温度及凝缩油罐前冷却器的冷后温度等来调节, 补充吸收剂的流量可通过稳定汽油泵的流量控制来调节。富气压缩机出口压力P、吸收塔的中段循环冷后温度T和补充吸收剂的流量F , 不仅能决定吸收稳定系统的产品分配, 同时对压缩机、解吸塔再沸器、稳定塔再沸器、产品冷却和各机泵的能耗也有很大影响, 因此, 选择上述3个参数作为关键操作参数。
1.2 优化模型的建立
催化裂化装置吸收稳定系统优化的目标是整体效益最大。在一定进料和流程条件下, 效益主要由关键操作参数决定, 主要分为产品效益与能耗成本两大部分。产品效益主要由干气中跑损的液化气量决定, 能耗成本主要由富气压缩机、解吸塔与稳定塔再沸器、各泵体、物料冷却等费用构成。干气中夹带液化气组分的效益损失用f (M) 表示, 解吸塔再沸器、稳定塔的再沸器, 富气压缩机、吸收塔冷却, 各泵的能耗费用分别用f (Q1) 、f (Q2) 、f (p) 、f (T) 、f (F) 表示, 其他可看成常数。干气中夹带液化气组分的效益损失和各类能耗费用之和最小即体现为吸收稳定系统效益最大, 优化模型如下:
s.t.C (X) =0 (过程模拟方程组)
式中, a1、a2、a3分别为富气压缩机出口压力P、吸收塔中段循环冷后温度T、补充吸收剂流量F的操作下限, b1、b2、b3分别为富气压缩机出口压力P、吸收塔中段循环冷后温度T、补充吸收剂流量F的操作上限。
1.3 优化求解策略
式 (1) 中的关键操作参数P、T、F , 可用Xo表示, 状态参数Q1、Q2、M是关键操作参数的函数, 可用XS表示。多参数协同优化采用图2所示的策略, 首先根据建立优化数学模型输入独立操作参数的初始值, 利用流程模型等计算求取状态参数和目标函数, 然后利用寻优等方法找到一组新的关键操作参数值, 再利用流程模拟等计算求出状态参数和目标函数, 当前后两次目标函数的差值小于精度要求时可认为计算收敛, 否则返回求取关键操作参数和目标函数。
原曲线f (X) 可转化为:
广义既约梯度法把目标函数转化为独立变量的函数, 即目标函数的自变量只包含独立变量, 通过求取目标函数对独立变量的梯度, 就可以在独立变量XO的空间内搜索f (X) 的极值, 而非独立变量XS总是做适当的调整来满足约束条件, 即通过过程模拟得到。
2 案例研究
以某炼油厂蜡油催化裂化装置吸收稳定系统为研究案例。通过设定各独立变量的上下限和各类价格参数 , 利用函数 拟合得到f (Q1) 、f (Q2) 、f (M) 、f (P) 、f (T) 、f (F) , 略去常数项, 整理得到如下优化模型:
独立操作变量的初始值P、T、F分别为1220 k Pa、25℃和20 t/h, 目标函数的初始值为16 612.2元/h。利用1.3节的优化策略计算得目标函数的优化值为16 208.4元/h, 优化后独立操作变量P、T、F分别为1292 k Pa、20℃和10 t/h, 初始工况与优化工况的效益损失之差为403.8元/h, 装置开工时间按8400 h计, 则年效益为339.2万元。
3 问题探讨
本文所建立的多参数协同优化方法, 采用流程模拟技术与寻优技术组合得到目标函数的最优值与关键操作参数的最佳组合, 属于可行性路径法。可行性路径法先假设关键操作参数的初值, 用稳态模拟的方法求解出状态变量, 再用具体的目标函数方程解出目标函数, 然后在外面套一层优化迭代环, 用来调整关键操作参数使目标函数逐步达到最优, 并始终满足各类约束。对于优化迭代时关键操作参数的每次取值均必须使模拟方程组有解, 即每次迭代都在可行范围内进行, 求解效率很低, 关键操作参数的个数一旦增加将很难进行优化。
4 结论
1) 对于多操作参数的协同优化, 可采用过程模拟与寻优技术的组合来实现, 即在过程模拟的基础上套一层优化迭代环使目标函数逐步接近最优值, 并得到操作参数的最佳组合。
2) 应用建立 的优化方 法 , 对某炼油 厂一套90×104t/a的蜡油催化裂化装置进行实例研究, 结果表明关键操作参数即富气压缩机出口压力、进吸收塔物流 温度和补 充吸收剂 流量的最 佳组合为1292 k Pa、20℃、10 t/h, 优化后预 测年效益 为339.2万元。
3) 本文建立的优化方法, 同样适应于其他过程的关键操作参数协同优化。
参考文献
[1]伏胜军, 阮铃清, 胡建良.催化裂化反应工艺技术进展[J].科技创新导报, 2014 (18) :94-97.
[2]顾道斌.多产丙烯的催化裂化工艺进展[J].石油化工技术与经济, 2012, 28 (2) :57-61.
[3]王巍.催化裂化生产丙烯技术的开发与应用[J].炼油技术与工程, 2005, 35 (2) :20-24.
[4]许友好.我国催化裂化工艺技术进展[J].中国科学:化学, 2014, 44 (1) :13-24.
[5]官超.优化催化裂化装置吸收稳定系统回收干气中的丙烯[J].炼油技术与工程, 2007, 37 (6) :22-27.
[6]张建民, 李松年.催化裂化装置吸收解吸系统工艺参数全面分析及最佳工艺参数的确定[J].石油学报, 2001, 17 (2) :30-37.
[7]支红利, 程光绪, 杨永, 等.催化裂化吸收稳定系统解吸塔双股进料的总体优化[J].化学进展, 2004, 23 (1) :91-94.
[8]周文娟, 姜斌.催化裂化主分馏塔和吸收稳定系统工艺模拟和改进研究[C].天津:天津大学, 2005.
[9]黄明富, 李国庆, 李亚军, 等.吸收稳定系统稳定塔侧线汽油做补充吸收剂[J].炼油技术与工程, 2008, 38 (11) :22-25.
[10]雷杨, 张冰剑, 魏志强, 等.基于流程模拟的催化裂化吸收稳定系统分析与操作优化[J].石油炼制与化工, 2012, 43 (1) :94-100.
[11]李小军, 李阳, 许晓斌.催化裂化装置吸收稳定系统模拟优化[J].齐鲁石油化工, 2014, 42 (1) :34-38.
吸收特征参数 篇3
1 材料与方法
1.1 试验概况
供试肥料为尿素 (含N 46.24%) 、过磷酸钙 (含P2O514.17%) 、氯化钾 (含K2O 60.04%) 、氯化镁 (含Mg Cl298%) ;供试甘蔗品种为ROC20号。试验地点在上林县澄汰乡漫桥村, 土壤选择当地有代表性的红壤旱地, 地块肥力大致均匀。试验点土壤养分状况:有机质25.4 g/kg、全氮0.114%、全磷0.046%、全钾5.44%、碱解氮82.82 mg/kg、有效磷47.8 mg/kg、速效钾91 mg/kg、交换性镁0.5 mg/kg, p H值5.62。按土壤有效镁含量分为5级, 即:土壤有效镁含量小于60 mg/L的为严重缺乏;60~120 mg/L为缺乏;120~300 mg/L为中等;300~600 mg/L为丰富;大于600 mg/L的为极丰富[5]。该试验地为镁严重缺乏。
1.2 试验设计
试验设4个处理, 分别为:施氯化镁120 kg/hm2 (A) 、240 kg/hm2 (B) 、480 kg/hm2 (C) , 以不施氯化镁作对照 (CK) 。3次重复, 随机区组排列, 小区面积33.5 m2。各处理施用等量氮、磷、钾肥, 即施纯氮346.80 kg/hm2、五氧化二磷212.55 kg/hm2、氧化钾270.00 kg/hm2;各生育期肥料分配为:氮肥基肥占10%, 分蘖肥占30%, 拔节伸长肥占60%;镁肥、磷肥全部作基肥;钾肥基肥占10%, 分蘖肥占50%, 拔节伸长肥占40%。
1.3 试验方法
试验于2010年3月25日, 按当地常规种植、管理, 下种量为90 000芽/hm2。调查出苗率、分蘖率、株高、有效茎数、茎径、蔗汁锤度。定株采样[6]:每处理从苗期开始定点10株采样, 至成熟期选择生长正常的4株供检测分析。 (1) 叶片。老叶:从蔗苗期第1片真叶起, 以株为单位收集全部枯叶, 晒干直至收获期;新叶:收获期还正常生长的全部叶片。 (2) 蔗茎。取全茎。 (3) 蔗根。收集蔗根主要根系及地下茎。分别称重、烘干、粉碎, 取样分析镁含量。检测依据:全镁采用灰化-盐酸溶解-原子吸收光谱法。根据叶片、蔗茎、蔗根的镁含量计算出甘蔗养分吸收量。试验于2011年3月12日砍收甘蔗, 称取各小区甘蔗测实产。
2 结果与分析
2.1 不同镁肥处理甘蔗镁素养分吸收量
由表1可知, 各处理甘蔗根、茎、叶吸镁量为新叶>老叶>茎>根;各处理间甘蔗根、茎、叶平均吸镁量大小依次为:处理C>处理B>CK>处理A。经多重比较分析 (LSD法) , 各处理间甘蔗对镁素养分的吸收量差异不显著。该试验中, 甘蔗镁素养分吸收参数为:927.68~1 026.63 mg/kg。
(mg/kg)
2.2 不同镁肥处理对甘蔗产量的影响
由表2可知, 各处理间甘蔗产量, 从高至低依次为处理A>处理B>CK>处理C;处理A、处理B分别比CK增产3 883、1 133 kg/hm2, 增幅为1.42%~4.85%;处量C比CK减产5 217 kg/hm2, 减幅为6.52%, 说明施用适量的镁肥对甘蔗有一定的增产效果, 且以施用氯化镁120 kg/hm2效果较佳, 增产4.85%。随着施用量的增加, 产量呈明显下降趋势。经多重比较分析 (LSD法) , 各处理间差异不显著。
2.3 不同镁肥处理甘蔗镁素养分吸收量与产量的效应分析
在一定范围内, 甘蔗吸镁量与甘蔗产量呈正效应, 即产量随镁吸收量的增加而增加, 但随着镁吸收量的上升, 到达一定值后, 甘蔗吸镁量与甘蔗产量呈负效应 (图1) 。该试验中, 当甘蔗吸收镁量超过929.41 mg/kg时, 甘蔗增产幅度开始下降, 直至减产。这是由于中微量营养元素的相互作用可以在植物大量吸收一种有效养分时产生, 它在植物中的浓度可达过量或有毒水平, 以致扰乱了另一种养分的正常代谢作用[7]。因此, 甘蔗吸收过多的镁素养分会造成减产。就增产而言, 该试验甘蔗吸收镁的最高临界值为929.41 mg/kg。
3 结论与讨论
试验结果表明, 不同处理间甘蔗吸收镁素养分量的差异不显著, 试验甘蔗吸收镁素养分参数为927.68~1 026.63 mg/kg。施用适量的镁肥对甘蔗有一定的增产效果, 且以施用量氯化镁120 kg/hm2效果较佳, 增产4.85%。随着施用量的增加, 产量呈明显下降趋势。在一定范围内, 甘蔗吸镁量与甘蔗产量呈负效应。该试验中, 当甘蔗吸收镁量超过929.41 mg/kg (临界值) 时, 甘蔗增产幅度开始下降, 直至减产。已有的研究结果表明, 影响镁肥效果的主要因素是土壤交换性镁含量, 此外还有饱和度、交换性钾/镁值、钙/镁值、氮肥形态等也影响镁肥的肥效[8]。在甘蔗上, 这些影响因素还有待研究。
摘要：不同镁肥处理甘蔗吸收镁素养分参数与产量效应研究结果表明, 不同处理间甘蔗吸收镁素养分量的差异不显著, 甘蔗吸收镁素养分参数为927.68～1 026.63 mg/kg。适量施用镁素肥料对甘蔗有一定的增产效果, 施用氯化镁120、240 kg/hm2处理比不施氯化镁分别增产4.85%、1.42%;过量施用镁肥会造成减产, 施用氯化镁480 kg/hm2比不施氯化镁减产6.52%。在一定范围内, 甘蔗镁吸收量与产量呈负效应。就增产而言, 试验甘蔗吸收镁的最高临界值为929.41 mg/kg。
关键词：甘蔗,镁,吸收量,养分参数,产量
参考文献
[1]陈防.农业生产中的中量元素[J].农资科技, 1998 (5) :4-7.
[2]曹恭, 梁鸣早.镁-平衡栽培体系中植物必需的中量元素[J].土壤肥料, 2003 (3) :47-50.
[3]杜承林, 谭宏伟.镁肥在桂中地区旱地土壤上的肥效[J].土壤, 1995, 27 (1) :49-53.
[4]谢如林, 谭宏伟, 周柳强, 等.广西兴宾蔗区土壤养分善分析[J].中国糖料, 2004 (1) :22-25.
[5]白由路, 金继运, 杨俐苹.我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景研究[J].土壤肥料, 2004 (2) :3-5.
[6]恽绵, 朱秋珍, 苏群忠.广西旱地甘蔗养分吸收参数研究[J].广西蔗糖, 1996 (1) :13-15.
[7][美]J J莫尔维德特, P W吉奥尔达诺, W L林赛.农业中的微量营养元素[M].中国农业科学院土壤肥料研究所, 译.北京:农业出版社, 1984:194-195.
吸收特征参数 篇4
1 水稻氮高效基因型的筛选
作物对氮的吸收和利用是农业生态系统中氮循环的两个重要过程。充分挖掘作物吸收、利用氮的遗传潜力, 从而在一定的氮肥投入下获得较高的产量, 并减少氮在土壤中的残留, 是提高氮肥利用率的重要途径之一。遗传改良的先决条件是了解控制作物高效吸收、利用氮素的关键生理过程。大量研究表明, 水稻对氮的吸收、利用方面存在显著的基因型差异。在氮吸收方面, 氮高效的水稻品种吸氮较多是由于具有较大的根系。在水稻生产中根系形态参数可能是决定其是否高效吸收和利用氮营养的决定性因素;在水稻氮效率育种方面, 我国水稻氮营养高效种质资源的收集、筛选和鉴定工作和氮效率的生理生化基础研究和氮高效的遗传工作做得很少。但是氮高效品种的选育需要耗费大量的时间与精力, 如果在选择产量的同时加上一些与产量密切相关的次级性状, 则可以大大增加选择效率。因此, 从我国可持续农业角度出发, 挖掘水稻氮高效的种质资源, 进一步研究氮效率的生理系列化基础, 并通过遗传改良培育氮高效品种已成为当务之急。
将氮素利用效率定义为籽粒产量与土壤供氮水平之比, 且将氮素利用效率分解为吸收效率和生理利用效率, 氮素吸收效率是作物成熟期地上部植株含氮总量与土壤供氮水平之比, 氮素生理利用效率是作物籽粒产量与成熟期地上部植株含氮总量之比, 故氮素利用效率等于吸收效率与生理利用效率的乘积。当介质供氮量 (包括土壤有效氮和肥料氮量) 比较难以计算时, 在相同试验条件下氮素利用效率可相对地表征为同一供氮水平下的水稻产量;而通过作物产量与土壤供氮水平之比计算出的氮素利用效率的绝对值可用来比较不同供氮水平下的不同水稻品种的氮素利用效率, 同时也可估算水稻基因型和供氮水平之间的相互作用。氮素吸收效率的情况也如此。
氮素利用效率的定义和类型的划分是一个复杂的问题, 许多研究者对多个作物品种进行了研究。由于作物对氮肥的反应不同, 那么可能出现作物在不同的供氮水平时出现氮素利用效率不一致的现象, 容易造成混淆, 因此在评价作物的氮素利用效率时应同时考虑静态和动态两个指标。静态指标是指介质供氮量较低时作物的氮素利用效率或产量;动态指标是指介质供氮量增加时作物的氟素利用效率或产量。两个指标包含了在动态的供氮水平下作物生物量或产量的变化情况, 这样氮素利用效率的概念才比较完整和科学。
2 水稻一生的氮素需求特征
研究表明, 我国主要产稻区每公顷产7500kg稻谷 (谷草比为1:1) 需要氮112.5-187.5kg。同其他作物一样, 氮素过多或不足均会给水稻生长发育带来不利影响。同时, 水稻对氮肥的两个最大效应期是分蕖期和幼穗分化期。稻体一生的含氮量以苗期最高, 移栽期暂时下降, 以后迅速上升, 分类时又渐趋下降, 尤其是幼穗形成后下降急剧。不同基因型水稻对氮素吸收、利用的能力差异较大。
从表1看出3个氮高效基因型水稻从分蕖期到拔节期的氮素累积占总氮积累的比例最大, 大约占到总吸氮量的35%, 以后随着生育期的推进氮素积累量的比例逐渐降低。
综上所述, 在本试验条件下, 水稻齐穗后的氮素积累量占总氮积累量的1%-37%。这表明水稻齐穗期后从土壤中吸收的氮素只占水稻全生育期的很小一部分, 其中的原因可能是水稻根系活力下降的缘故。不同氮效率的水稻品种齐穗后的氮素积累量差异明显。
3 水稻植株体内的氮素再利用
在生育后期, 水稻根系活力下降, 水稻的养分吸收能力也随之下降。另外, 进入齐穗后叶片已完成生长发育, 但其仍然保留着库的本质属性。当稻穗氮需求量大于植株吸氮量时, 叶片内部蛋白质降解酶活力提高, 表现出叶片对外输出氮素;而当稻穗氮需求量小于植株吸氮量时, 叶片内部蛋白质合成重新旺盛, 叶片接受氮素, 表现出强劲的生长特征。
水稻对氮素的高效利用最终体现在水稻老叶向新叶和营养器官向生殖器官 (水稻籽粒) 转移氮素的效率。在籽粒形成的前两周由于籽粒中储存蛋白的合成极快, 因此对氮的需求非常大。水稻灌浆期根部吸收的氮素并不多, 仅占0%-30%, 其他就靠水稻茎叶等营养器官的氮素转移, 其中64%的氮来自于叶片, 16%的氮来自于叶鞘, 20%来源于茎秆。就水稻籽粒而言, 叶中可迁移态氮的作用非常大, 水稻抽穗后既要保持倒一、倒二和倒三叶的光合作用持续长, 又要尽快调动下层叶片中的氮素使之向籽粒转移更快和更完全。水稻齐穗后氮素转运量占齐穗期前氮积累量的19%-51%, 相关分析的结果表明, 水稻的产量和氮素生理利用效率与齐穗后的氮素转运量有极显著的正相关关系。
施肥增加了水稻齐穗后的氮素转运量, 从理论上也能增加水稻产量和氮素利用率。然而施用氮肥实际上降低了氮素生理利用效率。氮肥和氮素生理利用效率理论和实际相矛盾的原因可能在于水稻植株吸收氮素的动力学特征。这就意味着水稻吸收氮肥是以极快的速度在极短时间内完成的。这容易导致水稻齐穗期已经吸收了大量的氮素。于是齐穗后大量碳水化合物的积累和氮素的转运就显得非常重要。当水稻齐穗后干物质的积累和氮素的大量转运不能弥补齐穗期大量氮的积累时, 氮素生理利用效率就不可避免地下降了。
摘要：水稻是我国种植面积最大、产量最高和氮肥用量最多的粮食作物之一。本文对水稻氮素吸收累积特征与氮素利用进行分析。
关键词：水稻氮素,吸收利用,累计特征
参考文献
[1]殷晓燕, 徐阳春, 沈其荣.直播旱作和水作水稻的氮素吸收利用特征研究[J].土壤学报, 2004 (6) .
[2]路兴花.旱作水稻水氮利用特征研究[D].杭州:浙江大学, 2006.
吸收特征参数 篇5
本试验尝试使用高频炉红外吸收法测定石灰石、白云石中的硫。经认真分析,影响分析结果稳定性的主要因素有:样品的前处理、样品的称样量、助熔剂的加入量、样品、助熔剂的叠放次序、坩埚、氧气等,经仔细优化,形成一种快速、准确、稳定的分析方法。
1 实验部分
1.1 主要仪器设备
高频红外碳硫分析仪:美国LECO公司CS230,分析精度S≤1.5%RSD(固体样品指标),灵敏度为0.1ppm;分析天平:MET-TLER TOLEDO XP205,可读性0.01mg;马弗炉:洛阳博莱曼特BLMT-XB,控温范围≤1300℃,控制精度±1℃;瓷坩埚:美国LECO公司。
1.2 试剂及标准物质
石灰石标准物质:1、YSBC28704a-2013,硫含量0.015%,山东省冶金科学研究院;2、YSBC28701a-2013,硫含量0.025%,山东省冶金科学研究院;3、YSBC28709b-2013,硫含量0.035%,山东省冶金科学研究院;4、GBW07214a,硫含量0.043%,武汉钢铁公司钢铁研究所;5、GBW07215a硫含量0.302%,武汉钢铁公司钢铁研究所。
白云石标准物质:1、YSBC28722a-2013,硫含量0.007%,山东省冶金科学研究院;2、YSBC28724-2013,硫含量0.013%,山东省冶金科学研究院;3、YSBC28723a-2013,硫含量0.019%,山东省冶金科学研究院.
纯铁助熔剂:碳含量<0.0005%,硫含量空白值<0.0005%,无锡杰博电器科技有限公司;纯锡助熔剂:碳含量<0.002%,硫含量空白值<0.002%,无锡杰博电器科技有限公司;钨粒:碳含量<0.0003%,硫含量空白值<0.0002%,无锡杰博电器科技有限公司。
氧气:纯度>99.95%;氮气:纯度>99.5%。
1.3 试验方法
1.3.1 瓷坩埚预处理
瓷坩埚使用前应预先在高于1200℃的马弗炉中灼烧4h,以去除污染物,降低空白值,冷却后置于未涂油脂的干燥器备用。
1.3.2 样品预处理
石灰石或白云石样品使用前在105℃~110℃干燥2h,置于干燥器中冷却至室温。
1.3.3 分析测定
CS230仪器开机稳定后,烧空白3-5个,待空白值稳定后进行空白校正,烧标样(仪器校正标样均为LECO公司提供,选用时以含量与试样接近的标样为宜)进行漂移校正,校准完后,称取合适样品进行试样。
2 结果与讨论
2.1 瓷坩埚的空白值
沈鸿[5]报道称进口坩埚的空白值来源于外界污染,国产坩埚空白值来源于制造和外界污染,但两种坩埚空白值差别不大。如果陶瓷坩埚处理得不好,也将使分析结果产生波动。平均重约18克,样品分析时通常称1克,有时更轻。这意味着如果坩埚中含碳或硫1ppm,将会使分析结果增加0.018mg。实际上,这种沾污并不稳定,有些坩埚基本不含碳和硫,而有些可能超过0.025mg。如果直接用手拿坩埚,沾污更严重,测定结果波动更大。基于这一考虑,坩埚需要预烧或焙烧:通常要求将坩埚置于马弗炉或管式炉中,在至少1000℃处理8小时,或1200℃处理4小时乘热取出,冷却后置于干燥器中;使用时用干净的夹钳一个一个从干燥器中取出使用,处理过的坩埚不能暴露在空气中太长的时间,因为空气中粉尘将再次沾污坩埚。
2.2 氧气纯度的影响
氧气是熔样过程中起提供燃烧和携带气体的,它在分析过程中起重要作用,却常常被忽略。一般级别的氧气中所含有的杂质能够影响碳的准确测定,有时包括硫。氧气中杂质如CO2可以通过碱石灰(氧化铜)(Na OH与粘土的混合物)除去,而杂质中的主要成分甲烷却无法被除去。在燃烧反应进行时,甲烷将氧化生成CO2和H2O,而氧化的程度取决于坩埚和样品的温度以及分析时间,这对于准确测定低碳和低硫产生严重的影响,因此氧气纯度选用大于99.95%。
2.3 样品水分的影响
张斌等[6]报道了水蒸气对石灰石/白云石循环吸收CO2能力影响,由于水也会吸收释放的二氧化硫,为了降低石灰石、白云石中的水分对红外碳硫分析仪分析结果的影响,样品测试前应该进行烘干除水。
2.4 样品的称样量
分别称取0.05、0.10、0.15、0.2、0.3、0.5、0.7、0.9g试样进行分析比较。称取试样0.7g和0.9g时,燃烧不完全,增大助熔剂添加量后,试样在分析过程中喷溅,导致分析失败;称取0.3g和0.5g时,燃烧较剧烈,有飞溅现象,测定结果不好;称取0.05g和0.10g时,由于称样量较小,测定结果稳定性差,故称样量以0.15~0.20g为宜。
2.5 助熔剂
助熔剂的使用能加速无机材料的燃烧反应,它主要起点火、助燃的作用,同时能熔解样品表面的氧化物,并使熔体具有良好的流动性,有助于在短时间内氧化样品中的碳、硫。常用的助熔剂有金属钨粒、铁屑、锡粒、铜屑等这些材料中碳、硫含量应很低,并且均匀。金属钨粒容易被氧化成三氧化钨,三氧化钨属酸性氧化物,它的生成有利于二氧化碳和二氧化硫的释放,三氧化钨的一个重要特性是温度在900℃以上有,显著的升华,有部分三氧化钨挥发,由于三氧化钨的逸出,增加了碳、硫的扩散速度,使试样中碳、硫充分氧化,挥发的三氧化钨在700~800℃又转化为固相,覆盖在管道中尚存的三氧化二铁上,阻止了二氧化硫催化转化为三氧化硫,防止了管道对硫的吸附,从而保证了碳、硫分析结果的可靠性[7]。铁屑主要增加分析时的感应量;锡粒在燃烧时能产生大量热,同时降低熔体的温度;铜屑的作用与锡粒相似。每一种助熔剂各有优势,在多数情况下,将它们混合使用能获得最佳的效果。基于此在本试验中,我们选择使用纯铁、锡粒和钨粒混合助熔剂.
由于样品称样量最大0.20g,助熔剂总重控制在样品称样量的10倍左右,考虑到钨助熔剂能促进二氧化硫的释放,试验设计钨粒所占偏大为好,基于此,我们设计组混合助熔剂配比(见表1)分别对石灰石、白云石进行测定,结果表明,使用3号、4号配比是,样品燃烧较彻底,分析结果稳定且重复性好,有报道称锡粒量较大时会影响二氧化硫的释放,故选择4号比例更为合适。
试验中,我们还发现样品、助熔剂的叠放次序对试验的影响,铁粉打底,燃烧剧烈,易飞溅,钨粒打底,样品燃烧不太完全,最终我们选择的叠放次序为锡粒、纯铁、样品、钨粒。
2.6 标准样品分析
在优化出最佳试验条件后,我们在该条件下分析了5个石灰石标准样品和3个白云石样品,并与标准物质的认定值进行比对,结果见表2。
3 结语
本实验采用高频燃烧红外吸收法测定石灰石、白云石中硫含量,并对影响检测结果的因素如瓷坩埚空白值、氧气纯度、样品称样量等进行分析,筛选出可靠试验参数,并用标准物质验证了方法的准确性和可靠性,该方法快速高效,能很好的指导工业生产快速分析。
参考文献
[1]李穆武、沈玉明.石灰石矿白云石的综合开发利用[J],矿业快报,2001,5:1-3.
[2]化学工业部化工矿山设计研究院.HG/T 2504-1993化工用石灰石.
吸收特征参数 篇6
一、东道国发展水平
东道国对FDI的吸收利用程度与其自身的发展水平成正相关关系。东道国较高的发展水平意味着较为成熟的市场结构和竞争机制、较为完善的基础设施和金融体系、较高的人力资本存量和技术水平, 这些因素使东道国在对技术及外来资本的转化吸收上更具优势。相反, 如果东道国的发展水平较为低下, FDI的技术溢出效应就不显著, 甚至会阻碍东道国的技术吸收和技术进步。
1、东道国的经济发展与技术水平
一般而言, 只有当某个地区的经济总量达到一定水平时, 才会形成较强的竞争承受能力和消化吸收能力, 但是大多数发展中国家的经济发展水平大幅度落后于技术扩散方, 所以对来自发达国家的技术没有良好的吸收机制, FDI的技术溢出效应并不明显。
(1) 东道国的总体经济发展水平
FDI渠道传递的外国R&D资本对技术进步的促进作用与当地经济、科技发展水平有着密切关系, 这是陈继勇 (2008) 通过分析研究中国29个省 (直辖市、自治区) 1992—2006年的面板数据得出的结论。何洁 (2000) 考察了1993—1997年FDI对我国工业部门外溢效应的影响, 发现FDI外溢效应的发挥受当地经济发展水平的门槛效应制约, 外溢效应对当地经济的正向促进作用必须建立在经济发展水平的提高、基础设施的完善、自身技术水平的提高以及市场规模扩大的基础上。方友林、冼国明 (2008) 利用中国大陆29个省 (直辖市、自治区) 1994—2006年的面板数据, 实证检验FDI对中国国内资本形成的挤入挤出效应, 发现FDI对中国中东部地区的国内投资不存在显著的挤入挤出效应, 但对西部地区的国内投资存在显著的挤出效应, 而中东西部地区的经济发展水平差异是其中一个重要的影响因素。
(2) 东道国的人均收入、基础设施建设水平
发达国家在人均收入水平、基础设施建设等方面显示出比发展中国家更加优越的FDI技术吸收条件, 发展中国家在吸收能力的提高上, 往往受制于上述条件的限制。Blomstrom和Wolf (1994) 通过对101个国家的比较分析, 发现FDI的溢出效应主要发生在中等收入水平的发展中国家, 而在最贫困的发展中国家却没有发现能够证明这种溢出效应存在的证据。Balasubramanyam (1998) 认为FDI可以成为推动经济发展的强有力工具, 但前提是东道国必须具备稳定的经济环境、完善的基础设施以及充足的人力资源。因此, 只有富裕的发展中国家才可能从中受益。
(3) 东道国企业与外资企业的技术差距
Kokko (1994) 研究了技术条件对产生溢出效应的影响。通过对墨西哥1970年的行业横截面数据进行分析, 发现只有在跨国公司采用相对简单的技术、跨国公司与当地企业之间的技术差距较小时, 技术溢出效应才会变得明显。Kokko认为, 当跨国公司与当地企业技术差距过大时, 后者对技术难以消化和吸收。陈涛涛 (2003) 引入了“内外资企业能力差距”的概念对FDI溢出效应进行经验研究。结果表明, 当内外资企业的能力差距较小时, 有助于FDI的技术溢出, 技术的吸收能力也会得到相应提高。
2、东道国的经济开放程度
东道国的经济开放程度直接关系到该地区能否吸引到高水平的跨国公司进行投资, 从而也必然影响到跨国公司技术外溢效应能否得到有效发挥。
第一, 外商直接投资技术溢出效应的大小随着该国开放度的提高而增加。原因在于外资比重越大, 当地企业与其接触的机会就越多, 示范—模仿效应发生的可能性就越大 (Findley, 1978) 。较高的开放程度还意味着国内企业本身的技术能力达到了一定程度, 可以同跨国公司在海外市场进行竞争 (蒋殿春、张宇, 2006) 。对外开放程度的提高使得当地企业面临更为广阔的全球市场, 当地企业可以在不断扩大的生产规模中获取规模经济、降低生产成本、缩小内外资企业的能力差距, 使得当地企业在激烈的市场竞争中占据更为有利的位置 (邹志新、赵奇伟, 2008) 。
第二, 开放程度的提升扩大国内出口, 出口的扩大使国内企业获得更多利润, 从而为国内企业的技术革新和设备引进提供资金来源 (何洁、许罗丹, 1999) 。东道国对外开放程度的提高使得当地企业可以从全球范围内进行融资和招募人才, 更有可能通过示范模仿、人员流动等途径获取FDI溢出技术, 提高技术吸收能力。
第三, 提升东道国的对外开放程度可以扩大企业的市场规模、降低成本、提高竞争力, 从而提高自身对FDI的技术吸收能力。Findley (1978) 、Koizumi (1977) 、Wang (1990) 、Rivera Batiz (1991) 曾分别从人力资本积累和中间投入品多样化的角度, 对FDI规模的扩大对东道国经济增长的促进作用进行严密理论分析, 证实了对外开放规模与FDI技术外溢效应之间的正相关关系。特别是在经济全球化和跨国公司全球战略背景下, 跨国公司的投资区位选择往往倾向于开放程度较高的地区。包群、赖明勇 (2003) 的实证结果也表明中国经济开放度的提高、基础设施的建立与完善等因素都有助于促进外商投资企业的技术外溢效果。
二、东道国的研发水平
FDI技术溢出效应受东道国自身所具备的研发存量和研发投入的影响。东道国拥有的较高研发水平和知识存量不仅意味着东道国企业 (行业) 有较强的研发能力, 能带来新的技术成果, 而且还增强了东道国对外来技术的模仿、学习和吸收能力。
1、宏观层面
(1) 东道国整体研发存量对技术吸收能力的影响
东道国所具有的研发存量对FDI技术的吸收有着重要影响。Keller (2001) 发现在1983—1995年间, G-7 (包括:美国、英国、法国、德国、日本、意大利、加拿大) 国家间的技术外溢对经济增长的促进作用要远大于发展中国家。发达国家具有较高的研发水平, 更加完善的吸收机制, 在吸收外来技术上比发展中国家更具优势。刘志铭、申建博 (2006) 在对吸收能力的文献总结中指出, 知识产品的生产具有很强的自我累计性和路径依赖性, 任何新知识都是在已有知识的基础上开发出来的。
(2) 东道国研发投入对技术吸收能力的影响
Kinoshita (2000) 将研发的作用分为两部分:一是创新作用, 二是学习效应。他对捷克制造业的研究表明国内研发学习、增进吸收能力的作用要远大于创新作用。Griffith et al (2003) 对OECD国家技术趋同假设的研究结果也表明, 用研发投入作为指标的技术吸收能力是决定国际技术扩散的关键因素, 而技术落后国家自身的技术能力并不能有效地利用发达国家的技术外溢效应。
2、微观层面
东道国企业的研发水平影响FDI的溢出以及对FDI溢出技术的吸收。Cohen&Levinthal (1989) 在分析企业研发投入对其技术进步的作用时, 提出了吸收能力 (absorptive capability) 的概念。他们认为企业研发投入对其技术进步的影响主要表现在两方面:一是研发成果直接促进技术进步;二是企业研发投入增强企业对外来技术的吸收、学习与模仿能力, 使得企业拥有更强的技术能力去吸收外部技术扩散。本文将更多关注后者的影响。
(1) 东道国企业的研发存量
东道国原有的研发存量不仅是其创新能力的源泉, 而且是影响技术吸收能力的重要因素之一。Kokko (1994) 通过对墨西哥和乌拉圭两国制造业的研究, 发现FDI溢出效应的大小在很大程度上依赖于东道国企业对新技术的吸收能力。吴建军、仇怡 (2007) 结合国内外的相关研究成果, 对R&D存量与技术进步的关系进行理论分析, 认为一国只有具备较好的研发基础, 才能对世界先进技术做出理智判断, 才有能力对引进的技术进行模仿、改进和创新。
(2) 东道国企业的研发投入水平
Blomstrom&Kokko (1996) 研究发现, 企业的研发投入反映了企业对先进技术的开发学习, 对东道国企业吸收FDI的外溢效果影响十分重要。当地企业对自身“学习活动”进行的投资越多, 就越能从跨国公司的溢出效应中吸收到更多新技术。Redding and R eenen (2000) 对研发活动的两面性进行了实证研究, 他们采用12个OECD国家1974—1990年的产业数据研究了生产率增长的决定因素, 发现在低生产率工业国家中, 如果有重要的R&D投入, 则它们赶超的速度就明显加快, 从而得出了创新作用R&D和吸收作用R&D同样重要的结论。蒋殿春、黄静 (2006) 从微观层面出发采用Kokko (1994) 在分析墨西哥FDI溢出效应影响因素时采用的方法, 考察吸收能力对FDI溢出效果的影响。认为中国国内企业的研发投入对提高技术吸收能力有着积极作用, 企业的研发投入越大, 与外商的技术差距就越小, 外商与国内产业的联系就越密切。
(3) 东道国企业自身的规模、技术以及管理水平
东道国企业的技术、管理水平、规模大小, 对企业的研发水平也会产生相当影响, 进而对FDI的技术吸收能力产生影响。刘志铭、申建博 (2006) 认为, 如果东道国企业吸纳能力不足 (包括东道国企业的管理水平、技术条件等) , 就不能与外资企业形成有机关联。若外资公司与当地企业的技术差距和管理能力差距达到一定限度, 则很难形成合作关系, 外资公司进而会选择在国外进口配套产品, 最终形成外资公司“两头在外”的经营活动, 从而很难对东道国产生明显的技术外溢效应。
三、东道国的人力资本水平
1、“人力资本门槛”效应
东道国的人力资本水平对FDI技术的吸收能力有很大影响, 人力资本水平是组成东道国吸收能力影响因素的重要部分 (Narula, 2004) 。人力资源条件对FDI的技术外溢产生很大影响。大量研究表明, 只有当东道国人力资源达到一定水平时 (人力资本门槛) , 才能很好地吸收外资和技术。
XU (2000) 对东道国的吸收能力与溢出效应进行研究, 发现随着人力资本存量的增加, FDI的技术溢出效应明显增大。当东道国人力资本存量 (受中学教育程度以上) 低于1.3年时, 回归结果显示FDI技术外溢效应为负值;介于1.3至2.4年之间时, FDI技术外溢效应为正值, 但统计意义不显著;只有超过2.4年时, FDI的技术外溢效应才有显著的统计意义。Borensztein、Gregorio和Lee (1998) 在研究了69个发展中国家的增长实践后发现, FDI具有鲜明的人力资本特征, 即只有与人力资本相结合时, FDI的溢出作用才显著, 而且这一作用要远大于单纯的资本积累作用。同时, FDI的技术外溢作用存在“临界水平”, 即只有当东道国人力资本存量足够充足时, 东道国才能吸收FDI的外溢技术。王志鹏、李子奈 (2004) 重新构建FDI外溢效应的内生增长模型, 利用我国1982—2001年29个省 (直辖市、自治区) 的数据, 发现人力资本门槛假说 (Threshold) 在我国是成立的, 即只有人力资本大于25.07% (大中专学生占所有在校生的比例) 的地区才能从FDI的增加中获得好处。
2、人力资本分布
人力资本的分布状况从另一个角度分析了东道国人力资本水平对自身吸收能力的影响。Lankhuizen M. (2001) 从人力资本分布结构角度研究了人力资本与FDI效应的关系问题, 进一步探讨了人力资本在生产与非生产部门的分布对吸收能力的影响。作者认为, 所谓人力资本分布结构是指一个国家或地区人力资本与经济活动结合的程度。他用两类指标表示这种结合程度:一是研发人员 (工程师、科学家) 占总人口比重, 来代表人力资本的绝对值;二是直接参与生产活动的研发人员占全部研发人员的比重, 来代表人力资本的内部结构。实证结果表明:与人力资本的存量水平相比, 人力资本分布结构能够更有效地衡量人力资本对FDI效应发挥的影响以及对FDI技术吸收能力的影响。杨蓉、赵曙东和刘正良 (2006) 对中国30个省市自治区1999—2002年的科技人员与经济活动结合的程度 (以此代表各地区人力资本分布结构) 进行研究, 发现中国人力资本在总体层面上的提高对经济增长具有正向促进作用, 但对提高FDI溢出效应的影响甚小;而人力资本在企业层面 (科技人员下企业的比重、企业员工中科技人员比重) 的提高对经济增长的促进作用不大, 但对FDI效应的促进作用明显。
3、关于人力资本的其他研究
除了对人力资本门槛和人力资本分布的研究外, 还有一些关于人力资本的研究是从其他方面入手的。较有代表性的是:David L.Carr、James R.Markusen and Keith E.Maskus (2002) 通过计量分析得出结论认为, 美国公司对外投资除了看中当地的市场规模、人均收入水平等指标外, 劳动力技能、基础设施的质量也是关注的重要因素。某些发展中国家的劳动力价格虽然偏低, 但却技能不高, 从而导致没有吸引FDI的能力, 或者吸引FDI的能力非常有限。Borensztein&Gregorio&Lee (1995) 的理论模型, 首次运用人力资本作为吸收能力的代理指标将东道国的吸收能力量化。结果表明FDI与东道国的人力资本存量结合起来对经济增长起着显著的推动作用, 而且这一作用要远大于单纯的资本积累作用。同时, FDI的技术外溢作用存在“临界水平”, 即只有当东道国人力资本存量相对充裕时, 东道国经济才能享受到FDI的技术外溢效应。Eaton和Kortum (1996) 发现, 国际专利度量的流入所引致的技术扩散随着东道国的人力资本水平而增长。Lee (2000) 利用横截面数据检验了计算机使用的资本—技术互补关系, 发现居民受教育程度是计算机技术使用的重要影响变量。
四、东道国的制度因素
东道国制度方面的完善程度对技术吸收能力也会产生较大影响, 其中最重要的则是东道国的知识产权保护问题。知识产权具有两大特点:一是非排他性, 二是消费的非竞争性 (张宗庆, 2002) 。这两个特点决定了东道国必须具备比较完善的保护制度。有效的知识产权保护环境, 给予知识产权投资方较高回报率的预期, 合理的保护会降低技术提供方对侵权的担忧, 使之有较高意愿转让先进技术。
1、东道国企业层面的知识产权保护
知识产权作为一种可以通过交易和管理实现经济回报和升值的财产, 被世界上越来越多的企业及机构视为关键性经济资产, 并采取积极主动措施和战略加以开发、管理和利用。在经济全球化愈演愈烈的环境下, 掌握竞争对手无法获得的创新技术, 是众多企业在惨烈竞争中获胜的核心竞争力。知识产权是跨国公司核心经济资产和竞争力的主要来源, 在其进行投资时通过内部贸易大量转移到东道国的分支机构, 成为主要的投资标的 (裴秋蕊、卢进勇, 2006) 。Sherwood (1990) 的研究表明, 国外的高技术企业不愿意把最新技术转让给知识产权保护较弱的国家的企业。此外, Sherwood的另一项研究显示, 在377个跨国公司中, 有80%表示如果有更好的法律保护, 他们将会在研发上投入更多, 为本地雇员提供更多培训, 这都说明知识产权保护对于吸引外资的重要性, 尤其是涉及技术转让和高新技术产业的投资。
2、东道国政策保护