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农业发展潜力在科技:科技部副部长张来武解读中央一号文件

今年中央一号文件1月31日发布。一号文件提出加快发展现代农业，进一步增强农村发展活力。

为此，科技日报特邀科技部副部长张来武，解读一号文件精神。

创新驱动 构建公益性和社会化农业科技服务体系

科技日报：今年发布的一号文件是新世纪以来10个中央指导“三农”工作的一号文件，突出了组织创新主题。您认为有何重大意义？

张来武：十八大提出坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化的四化同步发展道路。并提出发展多种形式规模经营，构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系。

在2012年底召开的中央农村工作会议也强调，当前和今后一个时期，要“抓住两个关键”，即着力培养新型经营主体，着力发展多种形式的新型农民合作组织和多元服务主体。

今年的一号文件重点研究加快发展现代农业、进一步增强农村发展活力。明确了农业农村科技的战略地位和基础性、公共性、社会性地位。

亮点便是组织创新，强调大力培育服务主题，构建公益性和社会化农业科技服务体系。

十八大提出“创新驱动发展战略”。从静态的看，创新驱动要看生产要素中科技、人力资本、生态比重，如果传统的要素比如土地、人工、资本占的较多，便和传统的经济发展方式区别不大，如果经营主体改变了，比如让科技特派员来做农场，这就有了内生驱动的力量，令人耳目一新。经营方式方面，创新驱动更重视市场、品牌、现代物流等方式驱动。微观经营方式的创新，要求在市场、生产过程中充分吸引科技的要素，吸引资本，实现科技市场价值。

在农村领域创新就可以是重新组织产业、重新设计经营主体。经营主体可以是企业、准企业的形式，随着农场、大户等多种经营主体的出现农业的附加值可得到大幅度提高。

今年一号文件提出的组织创新，强调集中力量发展农业科技服务体系，就要求成体系推动城乡统筹的服务体系，这其中不仅仅包含公益性服务，最重要是要有第三产业的进入，全产业链就要求经营主体多元化、专业化、职业化。

去年，科技部同教育部一起在十所大学成立了高等学校新农村发展研究院，这是在学习美国、印度的大学推广模式基础上结合中国国情进行的新探索，目前，西北农林科技大学等有关高校已探索建立了一批综合服务基地、分布式服务站，服务地方农业、农村发展，一批高校也在积极争取加入试点。

在社会化创业服务模式中，以24万科技特派员为代表，他们在做企业在创业中，和农民一块风险共担、利益共享，领着农民干、做给农民看、带着农民赚。

现代农业是以现代服务业引领的一、二、三产业结合体

科技日报：今年一号文件再次强调加快发展现代农业，您理解的现代农业是怎样的？

张来武：现代农业不是传统的第一产业概念，而是以现代服务业引领的一、二、三产业的有机结合体。

现代农业的实质就是科技型农业，是以现代科技引领农业一、二、三产业融合、产前产中产后一体化的产业体系；现代农业的发展过程，是用先进科技改造传统农业的过程。

随着从传统农业向现代农业的快速转型，农业的核心要素将由土地、水等自然资源，转变为科技进步和人力资本；是以科技等现代生产要素的综合投入为基础，以现代物质条件、工业化生产手段和先进科学技术为支撑，以社会化的服务体系相配套，用现代经营方式和组织形式进行管理的“大农业”。

实际上，在城市，第三产业非常发达，比如在城市做产业或企业，需要市场，营销部门就可自动找上门来。

但在农村，第三产业就比较欠缺环境和配套。缩短城乡二元差距，必须转变现代农业发展方式，统筹城乡服务体系，在市场化的大潮中，必须依靠农业科技创业提高市场的附加值，首当其冲抓三产，要把农业的产业链拉开，做到高效服务、三产服务、系统服务，再在农业工业的基础上标准科技种植养殖。

产业链的拉开要做到微笑曲线的右端然后才到左端。必须解决新型的服务体系，城乡统筹的服务体系。

今年中央一号文件中说得更清楚，一定要把公益性的服务体系和社会化的服务体系结合起来。 城乡统筹、城乡一体化需要双轨道路。一条是城市向农村发展，这是传统城市发展道路；另外一条道路是在农村发展现代农业，以现代农业促进新型产业聚集，进而形成人气聚集，在三产聚集的新型的农村建立新城镇，这样一个双向、双轨的城市化发展模式是实施“四化同步”的重大战略。

科技特派员是职业农民

科技日报：目前，虽然中国拥有9亿农民，但大部分男性青壮年劳动力都在外务工，留在农村的群体被称为“386199”部队，即妇女、小孩、老人。那么未来我国谁来种田？又要怎么种田？

张来武：现代农业需要培养职业农民。国际发达国家发展农业的经验表明，改造传统农业，提高劳动效率，最直接、最有效的途径就是依靠科技提高劳动者综合经营素质，培养一批职业化和兼业化并有的现代农业劳动大军。从目前劳动力需求来看，城市化和二、三产业发展对劳动里的需求依然十分旺盛。

要高度重视农村劳动力职业化培训和技术服务工作，培养造就有知识、有技能、懂市场、懂经营的现代新型农业产业工人，使他们依靠自身技术，提高自主创业和致富的能力，既能够在农业生产季节当好生产技术工人，也能够有专业特长在农闲季节从事二、三产业。

10年前，在宁夏工作的时候我就深切体会到，中国农业是迫切需要突破的地方。2002年宁夏启动实施了科技特派员农村科技创业行动。

目前，这个行动变成了九个部委一起抓，全国24万特派员成为了职业化、专业化农民的先锋，带动了一大批新型技术农民创业，领办、创办或协办了一批小微科技企业和农业合作经济组织。截至2011年底，法人科技特派员有7298家，科技特派员组建的利益共同体有1.6万个，创办了8401家企业。

信息化让“小农民进入大市场”

科技日报：目前，城乡“二元结构”依然是我国要面临的显要问题，您认为有什么好的方法可以解决这个问题？

张来武：中国幅员辽阔，全国目前有9亿农业人口，分布在86万个行政村，信息化水平差距是城乡“二元结构”的主要差距之一，在实施工业化、信息化、城镇化同步推进农村现代化的“四化同步”战略中，发展农村信息化则是最薄弱且最重要的关键环节。

10年前，我们在宁夏农村领域率先转变发展方式、进行创业实践中，注意到农村是容易被忽略的地方，更需要系统设计和转变；注意到新农村是带有产业、生活方式特征，在信息化引领下新型城镇化；注意到只有信息化可以打破数字鸿沟，信息化程度越高，农业格局越合理，1/3投资往往可以达到3倍的效果；注意到唯有信息化才能让世界变成平的，让宁夏的小孩和美国纽约小孩接受到一样的教育，唯有在计算机领域，会有小孩超过父母、学生超过老师的案例。

宁夏建成的网络三农呼叫中心服务平台的成功案例说明，越是贫困的地方，信息化越有市场。

农产品和工业产品不同，它们更鲜活，更个性，因此对信息化要求更高，新型农民最重要的体现便是对信息和市场的掌控能力。因此，城乡“二元结构”在信息化时代有可能最终被消灭。

目前，科技部、中组部和工信部联合启动了国家农村农业信息示范省建设工程，已在山东、湖南、湖北、广东、重庆等七个省（市）组织实施并取得初步成效。未来希望通过3到5年，在全国范围内把农村信息化都做起来。

兔出血症病毒结构及其表位抗原研究获得重大突破

1月17日，国际病原学权威杂志PLoS Pathogens在线发表了中国科学院生物物理研究所孙飞研究组与其合作者题为“Atomic Model of Rabbit Hemorrhagic Disease Virus by Cryo-Electron Microscopy and Crystallography”的最新研究成果（http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1003132），是兔出血症病毒结构及其表位抗原研究的重大突破，填补了杯状病毒研究领域的一个空白。

兔出血症（Rabbit Hemorrhagic Disease，RHD），是一种急性、致死传染病，家兔在感染后48～72小时死亡。1984年，中国首次报道了兔出血症的暴发，随后在欧洲、美洲等地区逐渐流行。该病的病原体兔出血症病毒（Rabbit Hemorrhagic Disease Virus，RHDV）隶属杯状病毒科（Caliciviridae）兔病毒属（Lagovirus）。相比杯状病毒科其它病毒属，有关兔病毒属病毒的高分辨率结构研究尚属空白。

在此项研究中，科研人员在先前的研究成果基础上（Protein & cell1, 48-58.），得到了RHDV高分辨率（6.5 ）的电镜结构，以及其衣壳蛋白S结构域和P结构域的晶体结构（2.0 ，利用低温电镜的密度图作为初始相位），并通过动力学模拟的方法得到了RHDV衣壳蛋白的准原子模型。通过对RHDV衣壳蛋白的结构进行分析以及不同病毒株的序列比对，找到一段对RHDV与抗体结合起关键作用的loop区。在此基础上设计了一段包含此loop区的多肽，通过受体结合实验证明了该多肽可以和兔的组织细胞结合，且中和实验结果表明该多肽能有效刺激细胞产生抗体，利用该多肽制备的疫苗可以有效防御RHDV的感染。

该项研究成果对于研制新型的兔出血症疫苗具有重要作用，同时也将促进基于兔出血症病毒的新型抗原呈递载体的开发。

此外，本项研究综合应用了低温电镜三维重构技术、X射线晶体学和分子动力学模拟技术，最终获得了RHDV的高分辨率准原子模型，为当代结构生物学综合运用多种技术手段解析生物超大分子复合体的高分辨率结构树立了新的范例。

该研究成果由中科院生物物理研究所孙飞研究组与清华大学生命科学学院庞海教授、北京师范大学郑东副教授、中国农科院哈尔滨兽医研究所刘家森博士和美国UIUC的Klaus Schulten研究组共同合作完成，美国UCSD的Timothy Baker教授为本研究成果的撰写提出了很多宝贵的建议。孙飞研究组的硕士生王雪、孙飞研究组与北京师范大学生命科学学院联合培养的硕士生徐凤婷及中国农科院哈尔滨兽医研究所的刘家森博士为本文的共同第一作者。

内蒙古包头市集聚科技资源助力稀土镁合金等重大科技项目

近几年，包头市围绕钢铁、铝业、装备制造、稀土等优势特色产业和战略性新兴产业，集中资金、技术、人才等科技资源，组织实施重大科技项目，促进我市经济结构的调整和发展方式的转变，取得了一大批科技成果，企业核心竞争力明显提升，产业技术水平明显提高。

2012年继续组织实施了近20项重大科技项目，突破了一批产业化关键技术，研制出一批自主创新核心产品。包钢实施的百米钢轨全长在线热处理系统开发项目，在国内首次实现了百米高速轨在线热处理工艺，进一步改进了钢轨的韧性和强度，提高了生产效率，增强包钢钢轨的市场占有率和竞争力。北重集团以包头北方重工特种材料院士工作站为平台，依托世界第一的3.6万吨垂直挤压机装备，开展钛合金、高温合金等难变形金属的挤压制坯和模具制备研究，填补国内空白，为航空航天、特别是为制造大飞机高性能发动机提供优质材料；北方股份具有完全自主知识产权的“NTE240电动轮自卸车”正在进行实车试验，售价低于国外进口产品200万元左右，申报了9项专利，在技术上达到了国际一流水平，实现了国家重大技术装备的自主创新。

国内首条高水平稀土材料中试实验基地在包头稀土院开工建设，将开展稀土镁合金、高纯稀土金属等稀土功能材料制备生产的工程化技术研究，突破产业发展的技术瓶颈，加速产业技术进步和产业结构优化升级。稀奥科采用新的叠放和装配工艺研发的新一代大容量方型镍氢动力电池，容量达到100AH以上，是现有普通镍氢电池容量10倍；包头市稀宝博为医疗系统有限公司成功地将钕铁硼应用于核磁共振仪上，开发出国际领先的核磁影像先进技术，拥有21项专利，已生产销售40多台。

中国深冰芯钻机在南极完成第一钻试钻探

1月21日上午，中国深冰芯钻机在我国南极昆仑站安装完成后进行了第一钻的试钻探，成功钻取了一支长达3.83米的冰芯，达到了该钻设计的最大钻取冰芯长度。

这也意味着我国深冰芯科学钻探工程取得了关键性突破。

当天上午10时（北京时间13时），中国深冰芯钻机第一钻试钻探正式启动。随着深冰芯钻塔架缓缓竖起，司钻队员熟练地操作着控制器，将深冰芯钻机送入深冰芯钻探先导孔。

然而，第一钻没有想象中那么顺利。由于反扭装置的松紧度需要反复调整才能达到最佳状态，队员们进行了几次调试，但钻机仍没有达到理想状态。随后队员又不断完善孔底参数，反复微调，钻机最终达到了理想钻进状态。

11时30分，根据深冰芯钻机系统的控制器显示，钻机第一回次的钻进深度已经达到单次钻进极限深度，完全符合深冰芯钻机设计的最大取芯要求。

随着深冰芯钻探项目现场负责人史贵涛的一声令下，司钻队员果断提钻，钻机被徐徐提起，钻塔被慢慢放平，队员小心翼翼地将冰芯取出，一支长达3.83米的完整冰芯呈现在大家面前。

随后队员们一鼓作气，又接连进行了两个回次的钻探，分别取出长达3.57米和3.59米的完整深冰芯。

“这是中国深冰芯钻机钻取的第一钻，也是个起点。”史贵涛说，在南极昆仑站钻取地下约3200米处的深冰芯，开展100万年时间尺度内的全球变化研究是南极昆仑站考察的一项重要科研目标。

通过钻取和研究穿透冰盖的冰芯，重建地球系统百万年时间气候变化序列，阐明地球气候变化的机制，揭示冰盖底部性状及其底床的基本性质。

同时，通过冰芯样品可以研究气候变化过程地球生物界的影响，也有可能发现地球历史上曾经出现的生命以及生态系统。

据第二十九次南极考察队副领队、昆仑站队队长孙波介绍，冰芯科学钻探是地球科学的前沿，是当今地学界举世公认的深化冰盖科学研究，也是探究过去全球变化和未来气候环境变化理论、解决人类可持续发展的必由之路。“中国在昆仑站成功钻取深冰芯是一个标志性成果，标志着我们实现了深冰芯钻探工程零的突破，也为加强冰盖科学研究提供了重要机遇。”此次钻取冰芯的位置将是未来获取更深冰芯的钻口。

专家称因大豆纳入统计致粮食安全问题被夸大

近年来，我国粮食生产在实现“九连增”的同时，谷物进口量也呈现增长趋势，引发社会对我国粮食自给水平的担忧。我国粮食自给率水平如何？粮食安全是否有保障？记者就这些问题采访了国家发改委产业经济与技术经济研究所姜长云研究员。

如何衡量一个国家的粮食安全水平

姜长云认为，通常用粮食自给率，也就是当年粮食产量占当年粮食消费量的比重，来衡量一个国家的粮食安全水平。一般认为，一个国家或地区的粮食自给率在100%以上，就是完全自给；在95%～100%之间，属于基本自给；在90%～95% 之间，是可以接受的粮食安全水平；一旦小于90%，粮食供求的风险就会增大。

这里需要澄清一个概念，英文翻译时，通常将“food”译为粮食，实际上“food”准确的意思是“食物”，它比我国常说的“粮食”概念要宽得多。按照我国的统计口径，粮食包括谷物、豆类和薯类。在国际上并不存在与我国口径完全一致的粮食概念，我国统计中真正能与国际比较的，既不是食物(food)，也不是粮食，而是谷物。按照联合国粮农组织的口径，谷物包括小麦、稻谷和粗粮，粗粮又包括玉米、大麦和高粱等。在我国，谷物主要是稻谷、小麦和玉米三大类，以2011年为例，稻谷、小麦、玉米产量合计占谷物总产量的98.4%。因此，在比较我国与国外的粮食安全水平时，采用谷物自给率代替粮食自给率，更具有统计上的可比性。我国的粮食生产以谷物为主，谷物产量一般占粮食总产的90%左右。

目前我国粮食自给率处于什么水平

姜长云认为，在计算粮食自给率时，如果按照国际可比的谷物概念作为粮食口径，上世纪90年代中期以来，我国粮食平均自给率达到100.5%。近几年，尽管粮食连年增产，但由于需求大幅增加，特别是饲料用粮和工业用粮需求增加较快，粮食自给率有所下降。2009年、2010年、2011年分别为99.6%、99.1%和99.2%，2012年下降至97.7%， 但仍在95%的基本自给线以上，当前中国粮食安全的基础是牢固的。

近几年我国大豆进口量较多，2010年以来，进口量都在5000万吨以上，去年进口量5800多万吨。按我国的粮食统计口径，大豆纳入粮食中的豆类统计。按此口径算，我国粮食的自给率水平就低了一些。但大豆是主要的食用植物油原料和蛋白饲料的重要来源，按照国际惯例，都是统计在油料作物中。多年来，我国大豆产量徘徊在1500万吨上下，大豆进口量已接近国内产量的4倍。如果抛开豆类和薯类，按照国际可比的谷物概念，我国在2008年及以前基本呈现粮食净出口状态，只是从2009年开始才出现谷物少量进口。可见，把大豆纳入粮食统计，往往明显夸大了我国粮食安全问题的严重性，甚至会形成不必要的恐慌。我们应把粮食安全的重点放在口粮和饲料粮的安全供给上，就是要大力发展稻谷、小麦、玉米等谷物生产，增加有效供给。

2012年，我国谷物进口虽然增量较大，但占国内谷物生产、消费总量比例较小，并未改变我国谷物供需基本平衡的局面，对全球粮食市场运行也未产生明显影响。据测算，2012年我国大米进口231万吨，占国内产量的1.6%、占全球贸易量的6%左右；小麦进口369万吨，占国内产量的4.4%、占全球贸易量的2.7%左右；玉米进口521万吨，占国内产量的3.6%、占全球贸易量的4%左右。进口增加的主要原因是国内粮食价格高于国际市场，进口粮食的价格优势明显，同时适度进口部分高端优质大米、优质强筋弱筋小麦、饲料用玉米等满足国内多样化需求，在很大程度上具有余缺调剂性质。

如何看待进口粮食

姜长云认为，我国人多地少，人均水资源较少，适度进口粮食，有利于缓解国内耕地、水资源紧张压力。但粮食作为经济发展、国家自立的物质基础，对一个大国来讲，决不能依赖进口。从世界范围看，多数大国粮食自给率都在90%以上。其中，澳大利亚、阿根廷自给率超过200%；美国、加拿大、法国、德国等自给率在100%～200%之间；俄罗斯、印度、巴西等自给率在90%～100%之间。粮食自给率低于90%安全线的国家主要集中在非洲。

从我国国情看，粮食只能适当进口，不能大量依靠进口。因为我国人口多、粮食需求量大，大量依靠国际贸易无法保障我国粮食安全。

首先，全世界粮食还不够吃。联合国粮农组织预测，2012/2013年度全球谷物产需缺口约640亿斤，反映全球粮食供求状况的库存消费比从2002/2003年度的25%下降到了2012/2013年度的20.5%，接近18%的粮食安全警戒线。其次，国际贸易量很小。每年全球谷物贸易在23500万～31500万吨，仅为我国粮食总产量的一半左右。国际市场大米贸易总量也就是3500多万吨，仅占我国大米消费量的25%左右，通过国际市场调剂的空间十分有限。第三，我国大国效应明显。买什么什么贵，卖什么什么贱。还存在运输成本问题。大量进口粮食从上海、广东到岸后再转运到贵州、甘肃，尤其是偏远的农村，成本太高，消费者吃不起。

国防科技大学成功研制人体静脉特征识别系统

经过近10年攻关，由国防科大电子科学与工程学院研制的人体静脉特征识别系统，目前已取得7项专利授权，即将投入实际运用。

近日，该系统得到有关安防专家肯定，称其填补了国内高级安保系统的空白。这是我国生物特征识别技术取得的又一重大突破。

静脉识别系统，是根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质，将具近红外线感应度的小型照相机对着手指进行摄影，即可将照着血管的阴影处拍摄出图像来。将血管图样进行数字处理，制成血管

图样影像，依其结构特征作为身份识别的依据。在国防科大试验室，记者看到了跟指纹识别机器外形类似的静脉识别机器，只要事先录入静脉数据，无须指纹接触，将手指悬空放入其中，照样能打开与之相连的保险箱。

据介绍，目前正在应用的生物目标识别安防技术主要有指纹识别、虹膜设别和人脸识别。

但它们都存在缺陷：指纹识别易被复制、被窃取，指纹特征很难做到活体特征，安全性能较低；虹膜识别图像采集设备非常昂贵，设备尺寸也很难做到小型化，而且对识别距离和眼睛状态要求严格，使用起来很不方便；人脸识别容易被人脸照片、人脸视频等攻击和欺骗，难以做到活体识别。

手指静脉识别全能避免这些缺点。国防科大谢剑斌说：“静脉藏匿在身体内部，肉眼无法看到，也不会像指纹那样在使用过程中留下印痕，不易被复制；是真正的活体检测，安全性能很高；其次，静脉是流动的血液形成的，只有活体才存在静脉，静脉特征不易被窃取。”此外，还具有漏登录率极低、非接触采集、设备成本较低，体积较小等特点，适宜推广。

中石化承认对雾霾天气有责任 称因国家标准不够

雾霾天气的数次来袭，将中国的石油企业推上了风口浪尖，而中石化在否认祸首质疑之后，又将矛头指向了国家油品标准。

1月31日，中石化董事长傅成玉在京表示，炼油企业是雾霾天气直接责任者之一，但这并非因油企质量不达标，而是我国标准不够，只有北京推行含硫量在10ppm以下的欧Ⅴ，但全国普遍为150ppm的欧Ⅲ，标准不提高，设备改造就上不去。

1月份中国大部分地区多次出现大范围的雾霾天气，北京更是连续四次遭遇侵袭。而雾霾的形成和空气污染的加剧息息相关。监测数据显示，机动车尾气是PM 2.5颗粒的重要来源之一。在尾气的污染物中，以含硫排放物为主。

油品质量问题再次成为关注的焦点。按照我国成品油排放标准，以硫含量来看，京Ⅴ标准硫含量要低于10ppm，国Ⅳ标准要低于50ppm，国Ⅲ标准要求低于150ppm。但据了解，目前除了北京使用了京Ⅴ标准汽柴油，上海、珠三角、江苏等地也实施了国Ⅳ标准油品外，全国大部分地区的油品实施的仍是国Ⅲ标准。

而美国、欧洲实施的成品油排放标准硫含量分别是低于30ppm、10ppm。这意味着，北京油品质量与欧洲相当外，大部分地区(国Ⅲ)油品的硫含量确实是欧洲的15倍，是美国的5倍。

在雾霾天气的压力之下，国家开始加快油品升级的脚步，要求自2013年起全国车用汽油需置换至国Ⅳ标准，过渡期至年底12月31日；而从2013年7月起国内流通的国标柴油需全部升级到国Ⅲ标准。

具体来看，国家计划于4月1日起，在海南全省封闭推行国Ⅳ汽柴油。2013年6月底前，在浙江全省封闭施行国Ⅳ标准的汽柴油。另外，从2013年7月1日起，南京市场中石化、中石油下属加油站或全面销售国V标准柴油。上海计划在2013年推行沪Ⅴ标准汽柴油。

“虽然金陵石化炼厂和上海的两家炼厂达到了生产国V标准柴油的能力。但实际推行或遭成本价格上涨的阻碍。从国Ⅲ质量标准升级为国V标准，成本价格将会有大幅提升。如果届时国家不上调国内汽柴油零售价格，油品质量升级的时间或将有所推迟。上海推行国Ⅳ标准汽柴油及南京推行国Ⅳ标准汽油时就曾遇到这个问题。”息旺能源分析报告指出。

中宇资讯分析师高承莎持相同的看法，她认为，除了这个阻碍，市场接受也需要时间。油品升级之后，对应的销售价格上涨，消费者消费负担加大，一定程度上抑制其消费积极性，且高价打压业者操作热情，市场投机性需求也相应减少。从众多因素考虑，国内成品油升级大业仍任重道远，需要各方利益的平衡。

京津冀1月共5次强霾污染仅4个晴天

据中国科学院大气物理研究所监测数据统计，2013年1月京津冀共发生5次强霾污染过程。

整个1月份，共计22天PM2.5超过国家拟于2016年实施的环境空气质量标准的二级标准(75微克/立方米)，27天超过国家一级标准(35微克/立方米)，只有4天晴好天气，北京及京津冀空气污染形势十分严峻。

中科院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”的科学家们2月3日下午在北京向媒体介绍专项科研进展情况称，2013年元月，罕见的连续高强度大气灰霾污染席卷了中国中东部、东北及西南共计10个省市区，受害人口高达8亿以上，其中污染最严重的为京津冀区域。

京津冀1月5次强霾污染分别是：第一次在6-8日，北京PM2.5小时浓度最高值320微克/立方米，大于300的时间为1小时；第二次在9-15日，北京PM2.5最高值680，大于300超过46小时；第三次在17-19日，PM2.5最高值320，大于300的时间为1小时；第四次在22-23日，PM2.5最高值400，大于300超过21小时；第五次在25-31日，PM2.5最高值530，大于300超过50小时。

“大气灰霾追因与控制”专项科学家、中科院大气物理所研究员王跃思指出，本次席卷中国中东部地区的强霾污染物化学组成，是英国伦敦1952年烟雾事件和上世纪40-50年代开始的美国洛杉矶光化学烟雾事件污染物的混合体，并叠加了中国特色的沙尘气溶胶，是人为粗放式排放和自然生态被破坏的直接后果。

就北京而言，机动车为城市PM2.5的最大来源，约为1/4；其次为燃煤和外来输送，各占1/5。

油气挥发和餐饮近年来有快速上升趋势，应加紧控制，工业和地面扬尘应进一步改善。京津冀区域应重点控制工业和燃煤过程，重点在于燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘；同时要高度关注柴油车排放和油品质量。“防止北京及京津冀强霾污染事件的发生，北京市重点要解决机动车道路拥堵问题；周边区域重点解决燃煤的脱硫、脱硝和除尘及其挥发性有机物排放的控制”。

“大气灰霾追因与控制”专项科学家、中科院遥感与数字地球研究所研究员陈良富说，卫星监测研究分析表明，华北地区2013年1月雾霾事件，是在浮尘和水汽共同作用下，加速成霾过程，放大人为排放污染效果的一次自然因素和人为因素共同作用事件。

中科院大气物理所利用自主发展的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)，针对此次灰霾事件进行模拟，并对预报预警能力进行评估，表明预告模式能够预报区域大气灰霾的生成趋势和覆盖范围。该所研究员、“大气灰霾追因与控制”专项科学家王自发呼吁，建立国家尺度大气PM2.5数值预告业务模式，提前3-4天预告高浓度灰霾事件的发生时间、范围和强度，以有效遏制重灰霾事件发生。

“大气灰霾追因与控制”专项共设有灰霾追因模拟、大气灰霾溯源、大气灰霾数值模拟与协同控制方案、灰霾监测关键技术和设备研制、灰霾重点污染物控制前沿技术等研究5个项目25个课题。专项首席科学家、中科院生态环境研究中心研究员贺泓表示，预期用5-10年时间，以环渤海、长三角、珠三角为研究区域，阐明区域灰霾形成的关键物理化学机制，识别典型区域灰霾形成的关键污染物，确定区域大气污染物跨区、跨界输送量，发展具有中国自主知识产权的大气污染预测、诊断及控制决策模型，研发致霾关键污染物的源控制和过程控制技术，进行区域应用示范，为控制灰霾污染提供科学可行的技术和政策解决方案。

我国研制出世界上第一个量子路由器并成功演示

1月21日在京开幕的第16届量子信息处理国际会议上，我国在全量子网络研究领域取得关键技术突破，研制出世界上第一个量子路由器并在实验室成功演示。

量子路由器是全量子网络中一个重要的量子器件。该研究基于973计划重大科学问题导向项目全量子网络项目，由著名计算机专家、图灵奖得主、清华大学交叉信息研究院教授姚期智领军。据悉，前不久，姚期智团队首次在实验中演示了全量子路由器，实现了量子控制信号控制量子信号所经的路径。美国《连线》杂志称，科学家利用基于纠缠光子的量子路由器展示量子网络，清华大学的科研人员建造了世界上第一个量子路由器。

据了解，在全量子网络项目中，姚期智团队采用基于离子阱的全量子网络方案。在全量子网络、离子阱量子存储器和计算节点、远程离子纠缠等方面开展研究工作并有很好进展。量子网络对于量子通信、大型量子计算的实现具有至关重要的作用。他透露，将在未来两年建成基础性全量子网络雏形。此外，他的团队还基于离子阱技术，提出一种实现新型的时空晶体的方案，即使在能量最小态，这个晶体也会永远转动。来自美国的诺贝尔物理奖获得者维尔切克称：“这一工作探索了一种新的物质形态，可能会带来出乎意料的研究方向。”

量子信息处理国际会议是量子信息领域的顶级国际会议，1998年首次在丹麦奥胡斯大学举办，每年召开一次。今年是该会议首次在中国举办，展示了我国在国际量子信息领域的地位。来自中国、美国、瑞士等国的300余位学者参加了为期5天的会议。大会议题涵盖量子计算的理论问题、量子密码相关领域的热点议题以及其他延伸涉及的相关物理问题。

专家解析京津冀重污染原因：北京的车 天津的油 河北的煤

今年北京共出现4次雾霾天气过程，在一月份中仅仅5天不是雾霾天。雾霾涉及我国中东部、东北及西南部分地区，其中污染最为严重的京津冀区域。

严重雾霾的成因何在？弥漫在空气中的污染物又有哪些来源？京津冀何以成为重污染区？雾霾消散后，治理的脚步仍不会停止。

雾霾污染重灾区的京津冀区域应采取怎样的应对方式？问诊雾霾，等待在弥漫的雾霾中找到答案。

成因

漩涡中心的静稳天气让污染频频爆表

健德桥西南角，一座高325米的铁塔矗立着。仰头向上，厚厚的雾霾中，已经看不到铁塔的顶端。

中科院大气物理研究所铁塔分部就在院内，这座监测空气质量的铁塔静静地记录下大气PM2.5及其前体物在不同高度的浓度变化。忙碌的研究员们口中念叨最多的就是“PM2.5”和“雾霾”。

王跃思不停地穿梭在办公室与实验室间，作为中国科学院大气物理研究所研究员，中国生态系统研究网络大气分中心主任、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室副主任，大气边界层物理和大气化学是他的研究方向。

与这些看似复杂的专业词汇相比，“大气灰霾追因与控制”专项组之“大气灰霾溯源”外场观测项目组负责人则是他与此次北京雾霾现象联系最紧密的头衔。

“京津冀2013年元月中旬强霾污染事件成因及应急对策建议”的报告也已形成。

在王跃思的全程追踪观测分析中，他发现极其不利于污染物扩散的天气过程和气象条件是大面积雾霾污染形成的客观原因。“欧亚大陆大气环流异常，造成中国中东部地区出现静稳天气。环流的中心在包括了京津冀的中国中东部地区。大气中出现了左右两个均压场，大气便水平方向不流动。

王跃思说，平日中，混合层的高度可以达到两三公里，便可以形成对流风。在静稳天气下，混合层的高度只有二三百米，“相当于一个房顶从两三千米高变成二三百米高，相当于屋顶降低了10倍。由于混合层高度低，上下也不流动，污染物便被死死地闷在了大气中。在高湿环境配合下造成PM2.5浓度爆发式增长，表现为前所未有的高强度空气污染。”

在1月10日至1月14日的雾霾天气中，西北沙尘气溶胶叠加是京津冀区域污染物浓度爆表的重要原因之一。王跃思认为：“虽然混合层中空气上下不流通，但是因为北方地区处于西风带中，在几千米的高空中就有从西北部吹来的风。西北部的沙尘在风的作用下，便会向东南部移动。”

沙尘为什么会对雾霾形成影响？

王跃思解释道，在静稳的天气中，下沉的沙粒被排放在大气中的二氧化硫、硫酸盐、硝酸盐包裹起来，而外层的排放物又吸收空气中的水，使得沙尘变胖，就在空气中可以看见了。沙尘也对雾霾天气起到了加强的作用。

此次雾霾天气是否与沙尘有关，王跃思正在对采集的样本进行分析，“从迹象上看，这次雾霾时地面都是潮乎乎的。应该受沙尘的影响不大，因为沙尘是吸水的，如果要是高空中有沙尘就会将空气中的水汽拔走，空气就会运动起来，雾霾也会随之扩散。”

外来

北京大部分二氧化硫是河北燃煤输送的

市民徐铄在网上买了5个口罩，在地铁上时，她仍旧戴着口罩，“总感觉空气刺鼻，呛嗓子。”许多人与徐铄有同样的感受。

王跃思也注意到了这一点，在他们监测的数据中可以看出，一月中旬的雾霾天气，北京白天均出现了二氧化硫的峰值，达到了60微克/立方米。

北京五环内很少燃煤，为什么在中午会出现峰值？王跃思比对数据发现，北京城区白天空气中二氧化硫出现高值，少部分来自于局地排放，大部分来自于外地输送。

“原因在于，白天对流输送将高空二氧化硫输送到地面，造成北京空气二氧化硫浓度上升。夜间对流终止，二氧化硫形成酸雾，并被其中的氧化剂转化为硝酸盐颗粒。”王跃思认为，白天时混合层高度相对晚上要高，扩散条件也优于夜间。但是二氧化硫浓度却出现了一天中的峰值，说明二氧化硫是在高处对流下来的。如果是本地排放，由于燃煤的原因晚上也应该是高值,基于此判断空气中大部分的二氧化硫并不是北京排放的。“在常年观测的结果中发现，在300米的高空中二氧化硫的浓度总高于地面二氧化硫的浓度。说明大量的二氧化硫是由周边地区输送的。本次污染事件突发的一个重要原因，是以河北燃煤排放为主的二氧化硫一夜之间转化成了硫酸盐。”

据统计，北京每年燃烧2300万吨标准煤，天津每年燃烧7000万吨标准煤，河北省每年燃烧2.7亿吨标准煤。

二氧化硫在夜晚转化成硫酸盐，使得硫酸盐颗粒数值达到40微克/立方米。超过即将在2016年国家实行的PM2.5一级标准35微克/立方米，“同二氧化硫一起传到北京的还包括细粒子、黑炭、挥发性有机物等。而硫酸盐单项就达到40微克/立方米，就已经使PM2.5超标，所以必须控制燃煤。”

本地

北京有机物主要来自机动车、餐饮、采暖排放

在一月中旬的雾霾天气中，北京城区典型的机动车排放源一氧化氮在1月12日夜间一度高达310微克/立方米，是平日的4.5倍；机动车和燃煤直接排放的一氧化碳浓度高达12微克/立方米，是平时的8倍；油气和餐饮直接排放的挥发性有机物增加2倍以上。

在数据的变化中，王跃思发现，交通早高峰时，氮氧化物的数值很高，同时形成硝酸盐颗粒，导致其数值也在攀升。在静稳高湿的条件下，粒子难以扩散，并且迅速增长，“增长到400纳米以上，便从不可见变成了可见的颗粒，形成了‘霾’。”

“以此可以判断，空气中硝酸盐的颗粒大部分是由北京的汽车产生的物质转化的。在一月中旬的雾霾天气中，硝酸盐颗粒的指数也达到了40微克/立方米至50微克/立方米，也超过了PM2.5的日均值35微克/立方米的标准线。”

王跃思取样分析后发现，北京机动车为城市PM2.5的最大来源，约为四分之一；其次为燃煤和外来输送，各占五分之一左右。

餐饮近年来有快速上升趋势，占到13%。“北京重雾霾污染过程引发于外来燃煤排放的二氧化硫向硫酸盐的爆发式转化，而持续污染过程有机物的上升表明北京本地机动车、采暖和餐饮排放。

根据对颗粒物PM2.5和PM1化学成分的分析，三种排放相加占到超过50%的比例。

京津冀区域应该重点控制工业和燃煤过程，重点在于燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘，同时要高度关注柴油车排放和油品质量。

未来

一地无法独善其身京津冀必须联防联控

北京、天津、河北属同一气候带，大气污染表现出明显的区域协同特征。

“由于经济模式的巨大差异，三省市主要排放源的差异也很明显。简单归结为北京的汽车，天津的油气，河北的燃煤。”王跃思分析道，交通拥堵造成机动车怠速或低速运行时污染物排放量增加5至10倍。河北省是工业重镇，燃煤产生二氧化硫和粉尘排放。天津石油储量丰富，与其相关的行业挥发性有机物排放量巨大。“解决交通拥堵、控制油气生产中每环节的排放、控制燃煤中脱硫脱硝除尘。如果政策执行得好，污染可以下降一半。”

京津冀治理污染不能单靠一地减排。“调控方案并不是一个城市或者一个单位就能独立完善制定的，彻底解决问题也不能单凭自己的力量。”

在王跃思的设想中，京津冀地区的相关负责人由更高级别的领导召集在一起，共同应对大气污染问题。

形成一个组织，并让科学家在其中起到作用，制定科学可行的方案。“方案既然确定，就应该严格执行。

专项资金方式来解决治理污染所需钱的问题。

比如对工业企业进行检查，可以在专业人士的技术指导下进行脱硫脱硝除尘，让工厂的排放量削减到一个合理的程度，组织应该对工业企业进行技术支持，也对他们进行相应检查，如果发现偷排偷放的现象，第一次进行高额罚款，第二次提高罚款额度，第三次发现便关停企业。让企业感受到违规的成本很高。欧盟曾经用这样的方式控制了污染物的排放。”

窗外仍旧一片灰色，王跃思站在窗前沉思片刻，说：“北京的空气已经不仅仅是看不到、摸不着、闻不到的物质了！”

台湾成功克隆全球首例“迷你猪”

台湾当局科技主管部门近日宣布，由台湾中兴大学特聘教授朱成志等人组成的研究团队已研发成功一项新式克隆技术，成功克隆出全球首例“迷你猪”。相比传统克隆技术，这项技术操作更简便、效率更高。

据台湾媒体报道，朱成志团队历时3年研发出手工卵子分切克隆技术，并利用该技术成功克隆出两胎花斑迷你猪，其中一只已成功繁衍后代，显示技术已成熟。

全球第一头克隆羊“多莉”以体细胞核移植技术在1997年诞生，但这项技术门槛高、仪器昂贵，且人才技术训练不易，在农场实务中推广难度大。

朱成志表示，他们的新技术设备费用仅需约50万元（新台币，下同），而传统的体细胞核移植则需200至300万元。这将有利于推广至“田间地头”，再加其制造效率提高，可显著增加产值。

据介绍，体细胞核移植技术以玻璃微吸管将受核卵子去核，以移除遗传物质（染色体），再将供核体细胞移入卵子透明带内融合。而手工卵子分切克隆技术是直接将卵母细胞分切为二，丢弃含有细胞核的一半，将留下的另一半与供核体细胞融合，接着再用另一批去核的卵子与其进行第二次融合。

走近神奇的3D打印——在天津市快速成形技术工程中心“科普”记

航天英雄杨利伟专用的航天座垫、传真机的外壳、车用汽油机的铸造蜡模、造型复杂的精密铸件，一个个通过3D打印技术开发的精品陈列在天津市快速成形技术工程中心大厅里。1月28日，记者来到这家天津最早从事3D打印技术推广应用的单位采访。

走进这家中心大厅的里间，有两台两米多高的3D打印机正在工作。中心主任、天津大学研究员崔国起掀起一台机器的侧面挡板，让记者一睹3D打印机内部工作状态：一层白色的粉末均匀的撒开，一束红色的光线迅速扫过，一幅精美的画面隐约展现在记者眼前，又是一层白色的粉末均匀的撒过，红色的光线再次扫描，精美的画面再次出现。

崔国起告诉记者，白色粉末是一种树脂材料，在计算机控制下激光扫描过的地方树脂就会固化，一次次扫描、一次次固化，层与层之间在激光的作用下实现了无缝连接。如此往复叠加，最终就会形成人们设计的立体构件，这就是3D打印。构件的形状是我们根据用户需求提前设计好的，每一次扫描的画面都是根据提前设计的数据展开的。

若是金属材料是否也可以直接打印出来？崔国起说，也可以，但激光器要有足够的能量，且成本很高。不过我们若做金属零件一般采用激光制模和精密铸造联动，先用3D打印工艺做一个铸造模具，然后通过石蜡铸造工艺，生产出所需的金属物件。用这种工艺制造的金属零件的强度要比普通铸件强度高，制造成本也比直接打印金属零件要便宜得多。

什么是3D打印？现场的科技人员给记者进行了一回“科普”：3D打印技术是近30年来兴起的一项集光机电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。其与传统的制造方法不同，是通过将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体，就好像一层层打印上去一样，为此人们称其为“3D打印”，又称“快速成形”，学名称为“增材制造”。

记者好奇地问，如果使用这台打印机，按1∶1的比例，打印一个1.7米高的成人，需要多长时间？费用如何？现场的科技人员回答：大约需要3天时间，1万元左右。如果按1∶1的比例打印真人，能分辨出人的毛孔，如果这个人脸上有青春痘，也能够清楚地打印出来。

崔国起告诉记者：他们这个中心隶属天津大学，早在1998年就被科技部确定为全国最早的5个推广3D打印技术的“生产力促进中心”之一。

大家熟知的神九飞船中每个宇航员的坐垫，就是他们利用这项技术制造模型，并最终制造出成品的。15年来他们已为全国25个省市的单位提供过2000多次的3D打印服务。这里的3D打印机，平均每台全年工作时间3000小时。

3D打印技术离我们有多远？崔国起说，3D打印技术在我国的应用领域十分广泛，其应用目前主要在三个方面，一是高端应用，如航空航天产品精度要求比较高，结构比较复杂，且产量极小的产品。二是中端工业应用，如企业新产品开发，在其开发设计阶段，常常需要样品，这时采用3D打印技术比较快捷、经济。譬如，他们制造一套三缸汽油机的铸造蜡模仅需两天时间，制造一套三缸发动机进气歧管的铸造木模仅需三天，制造一件传真机的塑料外壳仅需一天。三是民用，如在医疗领域，打印人造关节，3D技术可以根据具体人的关节尺寸，量身打印。这不仅在尺寸精度上做得更好，而且比传统的方法更快捷、经济。此外，有报道称现在还出现了为大众服务的3D 打印照相馆。

天津市的3D打印关键技术开发与应用起步于九十年代末，经过十余年的持续发展，在材料成型与工艺优化、激光熔覆、光固化快速成型成套设备与工艺等方面具备了一定的基础，在三维信息获取、高功率固态激光器、超精密机构、智能控制技术等交叉学科领域具有较强的研发实力。目前，全市有约500家单位应用了3D打印技术，形成了天津市快速成形技术工程中心、天津职业技术师范大学机械学院等数个为全市提供3D打印技术服务的机构。

中国教授又破半导体量子芯片世界纪录

中科院量子信息重点实验室郭国平教授半导体量子芯片研究组及其合作者又破世界纪录，通过实验成功实现世界上最快速量子逻辑门操作，取得半导体量子芯片研究的重要突破。

众所周知，世界上第一台计算机埃尼亚克占地170平方米，功率达174千瓦，可是其运算速度还不如普通计算器。随着半导体产业的飞速发展，电子产品的尺寸越来越小，晶体管集成度越来越高，单个晶体管的尺度也越来越小，由尺寸效应等导致的量子效应也越来越明显。

据介绍，由摩尔定律推算，大概到2020年，每个晶体管将小到只有一个电子。

此时单个电子的运动将满足微观世界中量子力学的物理规律。信息的这种量子化趋势将极大地影响未来信息处理中的编码方式、运算规律和读取方式等各个环节，甚至彻底改变目前半导体信息产业的格局。

郭国平教授介绍，研究组从可大规模集成化的半导体单电子晶体管的设计制备出发，在砷化镓铝异质结中制备出一种集成了双路量子探测通道的栅型双量子点复合结构，并且通过调节加载在栅电极上电秒冲的高度和宽度，成功实现了世界上最快速的皮秒量级单比特超快普适电控量子逻辑门，比国际上公开报道的电控半导体逻辑门的运算速度提高近两个数量级，相关研究成果发表在最新一期权威学术期刊《自然通讯》上。

更快和更大规模的集成始终是芯片技术的核心梦想。郭国平教授说，更快的量子逻辑门操作，才有可能将量子计算从小规模的实验室演示推向真正的实用化。