DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 基于OBE-CDIO的智慧空管教学团队和创新实践教学平台 4.1. 组建智慧空管教学团队 依托民航大学空中交通管理学院1个国家、3个省级空管方向重点实验室，整合面向智慧民航的交通运输类集群式课程组，凝练智慧民航环境、智慧空管、智慧运控和智慧机场运行四个课程组中的共性和特色方向，形成一批多学科融合教学团队 [ 1 ]，如图7所示。 图7. 智慧空管多学科交叉教学团队构架 围绕综合培养学生的能力、素质、思维和文化，教师需要将OBE-CDIO理念融入课堂教学设计及课堂管理，以“双师型”严格要求自己，鼓励不同学科教师去一线智慧空管运行单位挂职锻炼，不仅教会学生单一知识和技能的原理和运用，而且重点培养学生融会贯通运用多个知识点在智慧空管产品的规划、设计、研发和运行维护的全生命周期过程。在实际教学过程中，不同学科的教师围绕同一个智慧空管方向主题，需要认真准备课堂教学，包括：课前教学设计、课堂过程管理，教学成效反思，并开展线上线下混合式教学探索；同时，通过微信加强与学生之间交流、答疑与督促，让学生主动地按照预计进度学习和掌握理论和实践工程知识。通过上述过程，让学生毕业要求达到与工程认证的标准保持一致，缩短学校与社会的距离。 4.2. 智慧空管创新实践教学平台搭建 为了突出培养学生的创新工程能力，基于OBE-CDIO模式，打造实际工程项目驱动的课内课外创新实践教学平台 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]，如图8所示，围绕C、D、I、O四阶段，将教与学的思路和过程贯穿智慧空管产品的研发与运行生命周期各个环节，让学生系统地掌握智慧空管软硬件产品开发及运行过程，包括现状分析与需求提炼、系统设计与实现、运行维护等相关内容等。具体包括两个层次： 图8. 项目驱动的OBE-CDIO实践教学模式 第一，课内实践环节。探索校企资源共享模式，构建与智慧空管方向课程组相匹配的实验教学平台，其包括若干个典型真实项目，其中：将一个真实完整项目分解为若干大、中和小的众多模块，小模块适于单个知识点的训练和巩固，大和中模块通常是多个知识点的综合实验。围绕“工程师进课堂围绕项目讲工程、学生进企业参与项目练技能”的实训新机制，使学生在扎实掌握民航、计算机、自动化和通讯知识和技术的基础上，通过C和D阶段分析不同知识点组合和拓展对真实项目的作用和成效，以及I和O阶段的具体不同情形实操和效果评估，掌握如何协作将它们运用到解决实际智慧空管方向核心技术难点和问题，从而训练学生参与、熟练和掌握企业和社会环境下智慧民航真实项目的控制流程、沟通协调和团队管理。同时，以获得技能资质认证为教学目标，进一步强化智慧空管专门人才的实际动手能力，激发学生的学习兴趣和动力。 第二，课外实践环节。为了进一步提高智慧空管人才的综合能力，以大学生创新训练项目、学科竞赛活动为载体，建立交通科技、计算机、物联网、数学建模等多个活动平台，引导不同年级的学生开展多层次、有特色的大学生课外学科竞赛和训练活动。引入选题、设计、验收和评价的教学各环节，建立明确的智慧空管作品的目标、思路和操作流程。在C和D阶段，鼓励学生自主学习相关知识、查阅文献，熟悉智慧空管作品的用户需求、运行环境和技术前沿，提出改善方案。在I和O阶段，不断对智慧空管作品进行评估、改善、调整，形成一个反复提炼，持续改进提升的过程，最终让产品达到实际应用。组织上突出一个“面”字，激发学生对人工智能、交通运输类和智慧空管类活动的兴趣，提升参与率。同时，实施中强调一个“序”字，循“序”渐进，安排不同年级和能力水平的学生参加不同类型和层次的竞赛活动，以竞赛促进学习，在竞赛中培养、锻炼和提升学生的综合能力。
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user: 5. 基于OBE-CDIO的多学科融合能力达成的质量监控与评价体系 在整合上述智慧空管方向的理论和实践模块化课程体系基础上，围绕智慧空管人才的知识、能力培养达成目标，基于OBE-CDIO理念建立多学科交叉融合的质量监控与评价体系 [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]，以实际不同智慧空管方向的工程项目为线索，将多个学科的若干个课程和知识点串联，根据培养目标对每门课程的素质、知识、能力点达成等指标的要求差异，采用可量化的评分表，如表1所示，将不同学生针对若干课程知识点或完整项目的完成程度映射到考核评分表中，评价其达成情况。 显然地，将OBE-CDIO融入质量监控与评价中，可以定量地分析不同学科的教学环节与某智慧空管方向能力培养之间的内在关系，为逆向反推持续改进和完善考核和教学方法设计打下了坚实的基础。以学习成效为人才培养的最终目标，如果学生的实际能力与期望偏差较大，通过“内环滚动、持续优化”方式，不断完善或改革教学内容、方式和考评体系等，从而全面培养和锻炼学生的综合工程创新能力。 Table 1 Matching relationship between knowledge point teaching and abilit 考核指标/课程 智慧空管方向课程群 课程1 课程2 … 课程n 1.素质类 指标1.1 ¡ 指标1.2 ¡ … ¡ 2.知识类 指标2.1 ¡ 指标2.2 ¡ … ¡ 3.能力类 指标3.1 ¡ 指标3.2 ¡ … ¡ 权重 85% 95% 100% 95% 表1. 课程知识点教学对能力达成匹配关系
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user: 6. 结论 围绕民航大学交通运输一流专业建设，根据未来智慧空管的发展趋势对人才培养的目标定位，探索基于OBE-CDIO的新工科多学科交叉融合背景下的智慧空管人才培养模式改革，打破固有学科领域界限，构建以学生为中心的新工科课程体系，采取个性指导、定制学习、协同育人的线上线下混合教学模式，从传统的“以教师教授知识为主”转向“让学生主动学习知识”，主要开展工作如下： 1) 提出基于OBE-CDIO的智慧空管人才培养组织机构，可为人工智能 + 其他学科的跨学科和专业组织结构模式提供借鉴。 2) 在揭示智慧空管的内涵、本质特征基础上，探索新工科多学科交叉背景下的智慧空管人才培养模式改革，基于OBE-CDIO，引入真实项目驱动，打造与培养目标匹配的跨学科课程体系、教学模式、教学团队和实践创新平台等，培养学生的多学科交叉综合创新工程能力。 3) 围绕智慧空管人才的知识、能力培养达成培养目标，基于OBE-CDIO理念建立多学科交叉融合的质量监控与评价体系，为人工智能 + 其他学科的新工科工程能力达成评价和考核提供参考。
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user: 摘要 令 L = − Δ ℍ n + V 为海森堡群 ℍ n 上具有Gaussian核上界的Schrödinger算子，其中非负位势V属于逆Hölder类 B q ， q ≥ Q / 2 。对于 0 < α < Q ，令 L − α / 2 为 L 的分数次积分算子。假设b属于比经典BMO型空间大的 B M O ρ θ ( ℍ n ) 空间。该文证明了交换子 [ b ， L − α / 2 ] 从 L p 1 ( ℍ n ) 到 L p 2 ( ℍ n ) 是有界的，其中 1 < p 1 < Q / α ， 1 / p 2 = 1 / p 1 − α / Q 。
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user: 1. 引言 令 ℍ n 为海森堡群， Q = 2 n + 2 为其齐次维数。令 L = − Δ ℍ n + V 为 ℍ n 上的Schrödinger算子，其中 Δ ℍ n 为 ℍ n 上的次Laplace算子且非负位势V属于逆Hölder类 B q ， q ≥ Q / 2 。 现在，我们考虑 L 2 ( ℍ n ) 上的Schrödinger算子 L ，假设 L 生成一个收缩半群 { T t L : t > 0 } = { e − t L : t > 0 } 。令 P t ( g ， h ) 表示收缩半群 e − t L 的核。 P t ( g ， h ) 满足Gaussian上界(参见 [ 1 ] Page 4)，即当 g ， h ∈ ℍ n 且 t > 0 时， | p t ( g ， h ) | ≤ C t − Q / 2 e − c t − 1 | g h − 1 | 2 (1.1) 近几年，一些与分数次积分相关的问题被许多学者广泛研究(参见 [ 2 ] - [ 7 ] )。其中X. Duong和L. Yan [ 3 ] 研究的交换子 [ b ， L − α / 2 ] 从 L p ( ℝ n ) 到 L q ( ℝ n ) 的有界性引起了我们的兴趣，这里 b ∈ B M O ( ℝ n ) 。E. Bongioanni，E. Harboure和O. Salinas [ 8 ] 引入了一类新BMO型空间 B M O ρ θ ( ℝ n ) ，它是 B M O ( ℝ n ) 的推广。本文的目的是将 B M O ρ θ ( ℝ n ) 从 ℝ n 上推广到 ℍ n 上，证明交换子 [ b ， L − α / 2 ] 从 L p 1 ( ℍ n ) 到 L p 2 ( ℍ n ) 是有界的，其 b ∈ B M O ρ θ ( ℍ n ) ， 1 / p 2 = 1 / p 1 − α / Q 。 在本文中，我们用c和C表示独立于函数的未知正常数，在不同的情况下可能代表不同的值。 A ≈ B 表示存在一个常数c使得 c − 1 A ≤ B ≤ c A 。 我们回顾一些有关海森堡群 ℍ n 的基本知识。 ℍ n 是具有底流行 ℝ n × ℝ n × ℝ 的李群，乘积为 ( x ， y ， t ) ( x ′ ， y ′ ， t ′ ) = ( x + x ′ ， y + y ′ ， t + t ′ + 2 x ′ y − 2 x y ′ ) 。它的李代数由如下左不变向量场给出 X j = ∂ ∂ x j + 2 y j ∂ ∂ t ， Y j = ∂ ∂ y j + 2 x j ∂ ∂ t ， T = ∂ ∂ t ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， n 。 它们满足 [ X j ， Y j ] = − 4 T ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， n 。次Laplace算子 Δ ℍ n 定义为 Δ ℍ n = ∑ j = 1 n ( X j 2 + Y j 2 ) 。梯度算子 ∇ ℍ n 定义为 ∇ ℍ n = ( X 1 ， X 2 ， ⋯ ， X n ， Y 1 ， Y 2 ， ⋯ ， Y n ) 。 ℍ n 上的伸缩变换为 δ λ ( x ， y ， t ) = ( λ x ， λ y ， λ 2 t ) ， λ > 0 。 ℍ n 上的Harr测度与 ℝ n × ℝ n × ℝ 上的Lebesgue测度是一致的。我们用 | E | 表示任意可测集E上的测度，那么有 | δ λ E | = λ Q | E | ，其中 Q = 2 n + 2 称为 ℍ n 的齐次维数。我们用 | g | = ( ( | x | 2 + | y | 2 ) + | t | 2 ) 1 / 4 ， g = ( x ， y ， t ) ∈ ℍ n 定义 ℍ n 上的一个齐次范数。该范数满足三角不等式且可导出左不变距离 d ( g ， h ) = | g − 1 h | 。 ℍ n 上以g为中心，r为半径的球定义为 B ( g ， r ) = { h ∈ ℍ n : | g − 1 h | < r } 。球 B ( 0 ， r ) 左平移g得到球 B ( g ， r ) ，所以我们有 | B ( g ， r ) | = α 1 r Q ，其中 α 1 = | B ( 0 ， 1 ) | 。
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user: 摘要 本文使用重心Lagrange插值配点法求解一维Sobolev方程的数值解，分别采用等距节点和Chebyshev节点进行数值计算。实验结果表明：在使用重心Lagrange插值求解一维Sobolev方程的数值解时，采用第二类Chebyshev节点可取得更高精度的数值解。
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user: 1. 引言 本文讨论如下Sobolev方程的数值解： { u t − u x x = f ( x ， t ) ， ( x ， t ) ∈ ( 0 ， 1 ) × ( 0 ， 1 ] u ( x ， 0 ) = 0 ， x ∈ ( 0 ， 1 ) u ( 1 ， t ) = u ( 0 ， t ) = 0 ， t ∈ [ 0 ， 1 ] (1) 其中 ε 和 γ 为两个正常数， f ( x ， t ) ， φ ( x ， t ) 和 u 0 ( x ) 为三个已知函数。 Sobolev方程在许多实际工程领域中都有着广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。近几十年来，Sobolev方程一直受到密切的关注，目前已经有许多关于Sobolev方程的数值研究 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。 1990年，Yanping Lin研究了二维齐次Dirichlet边界条件下非线性Sobolev方程解的Galerkin逼近，得到了连续Crank-Nicolson和外推Crank-Nicolson逼近的误差估计 [ 4 ]。郭会和芮洪兴于2006年提出将最小二乘Galerkin有限元法应用于Sobolev方程，并通过误差估计表明该方法在L2范数意义下具有最优收敛阶 [ 5 ]。2013年，李宏和周文文从时间二阶精度的Crank-Nicolson时间半离散格式出发，构造出了Crank-Nicolson全离散化的有限元格式，并导出了误差估计 [ 6 ]。2017年，经鑫在文献 [ 7 ] 中建立了Sobolev方程的一个两层隐格式，证明了Sobolev方程在该格式下解的存在唯一性，并通过数值实验进行验证。以上介绍的这些方法均为有限差分法和有限元素法。但在实际求解过程中，这些方法不易实现，数值模拟也比较困难，尤其在使用有限元求解偏微分方程时，很难构造出满足特定条件的有限元格式。而且当方程维数为二维甚至三维的时候，数值模拟实验也比较复杂。本文我们所要求解的Sobolev方程是与时间t有关的一类方程，使用差分法和有限元法更会增加求解的难度。 W. J. Taylor于1945年发现了计算插值多项式的重心公式 [ 8 ]。2004年，J. P. Berrut和L. N. Trefethen等人将Lagrange公式改为重心公式的形式，得到了重心Lagrange插值公式 [ 9 ]。2007年，Michael S. Floater和Kai Hormann提出了重心有理插值 [ 10 ]，该方法操作简单，已经应用于许多偏微分方程的求解，都得到了精度较高的数值解 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。重心插值配点法在求解二维或者三维偏微分方程的数值解时，数值模拟难度也不是很大。因此，本文将分别采用重心Lagrange插值配点法和重心有理插值配点法求解一维Sobolev方程，并对这两种插值法所得数值结果进行比较与分析。
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user: 2. 重心Lagrange插值与重心有理插值 给定 n + 1 个不同插值节点 x i ( i = 0 ， ⋯ ， n ) 及其相应的一组实数 f i ，那么Lagrange插值多项式公式可写为 p ( x ) = ∑ i = 0 n l i ( x ) f i (2) 其中 l i ( x ) = ∏ k = 0 ， k ≠ i n ( x − x k ) ∏ k = 0 ， k ≠ i n ( x i − x k ) (3) 定义重心插值权： ω i = 1 ∏ i ≠ k ( x i − x k ) ， i = 0 ， 1 ， ⋯ ， n (4) 则可将(2)式重写为 p ( x ) = ∑ j = 0 n ξ j ( x ) f j ， j = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， n (5) 其中 ξ j ( x ) = ω j x − x j ∑ j = 0 n ω j x − x j (6) 公式(5)即为重心Lagrange插值公式。 重心有理插值是用有理函数进行插值。我们需要考虑，对于给定的节点分布及其相应的函数值，是否存在满足插值条件的有理函数。将式(5)重新定义为： ω k = ∑ i ∈ J k ( − 1 ) i ∏ j = i ， j ≠ k i + d 1 x k − x j ， k = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， n (7) 此处d为一给定的正整数，且 0 ≤ d ≤ n 。 I = { 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， n } ， J k = { i ∈ I : k − d ≤ i ≤ k } 。 从而得到重心有理插值公式： r ( x ) = ∑ j = 0 n ω j x − x j f j ∑ j = 0 n ω j x − x j (8) 在使用重心有理插值法求解偏微分方程时，参数d的选取非常重要，它会直接影响计算精度。
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user: 3. 一维Sobolev方程的计算 对方程(1)，采用第二类Chebyshev节点，将空间方向和时间方向分别离散为m，n个插值节点 a = x 1 < ⋯ < x m = b ， 0 = t 1 < ⋯ < t n = T ，共有 m × n 个张量型插值节点 u ( x i ， t j ) ，其中 i = 1 ， 2 ， ⋯ ， m ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， n 。则 u ( x ， t ) = ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n L i ( x ) T j ( t ) u i j (9) 其中 u ( x i ， t j ) = u i j 。 L i ( x ) ， T j ( t ) 分别为x方向和t方向的插值基函数。 将上式代入Sobolev方程(1)得到 ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n ( L i ( x ) T ′ j ( t ) − ε L ″ i ( x ) T ′ j ( t ) − γ L ″ i ( x ) T j ( t ) ) u i j = f ( x ， t ) (10) 记 f ( x i ， t j ) = f i j ， L j ( x i ) = δ i j ， T k ( t j ) = δ j k ，用 ⊗ 表示矩阵的Kronecker积，则可将(10)式写为 ( I m ⊗ T ( 1 ) − ε ( L ( 2 ) ⊗ T ( 1 ) ) − γ ( I m ⊗ T ( 1 ) ) ) U = F (11) 其中 L ( r ) 为插值节点 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x m 的r阶微分矩阵， T ( r ) 为插值节点 t 1 ， t 2 ， ⋯ ， t l 的r阶微分矩阵。且式(11)中的U和F分别为如下形式 U = [ u 11 ， u 12 ， ⋯ ， u 1 n ， u 21 ， u ， 22 ⋯ ， u 2 n ， ⋯ ， u m 1 ， u m 2 ， ⋯ ， u m n ] F = [ f 11 ， f 12 ， ⋯ ， f 1 n ， f 21 ， f 22 ， ⋯ ， f 2 n ， ⋯ ， f m 1 ， f m 2 ， ⋯ ， f m n ] 令 L = I m ⊗ T ( 1 ) − ε ( L ( 2 ) ⊗ T ( 1 ) ) − γ ( I m ⊗ T ( 1 ) ) ，则方程(21)可以写为 L U = F (12)
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user: 4. 数值算例 算例4.1 方程(1)的精确解为 u ( x ， t ) = ( 0.5 x 2 − 0.5 x ) t 下面分别用这两种插值法求解方程(1)的数值解，节点类型选取第二类Chebyshev节点和等距节点，将 x ， t 离散化， 0 = x 1 < ⋯ < x m = 1 ， 0 = t 1 < ⋯ < t n = 1 ，其中m，n为剖分节点数。通过数值模拟，所得绝对误差如表1和表2所示。 Table 1 Absolute error of Lagrange interpolatio m × n Chebyshev节点 等距节点 7 × 7 2.2814 × 10 − 15 1.5813 × 10 − 15 9 × 9 9.2082 × 10 − 15 4.7452 × 10 − 15 11 × 11 1.3126 × 10 − 14 2.4736 × 10 − 13 13 × 13 3.6560 × 10 − 14 4.7531 × 10 − 12 15 × 15 6.6838 × 10 − 14 1.0601 × 10 − 10 17 × 17 7.0478 × 10 − 14 4.7634 × 10 − 9 19 × 19 9.8388 × 10 − 14 3.3461 × 10 − 7 21 × 21 2.1366 × 10 − 13 5.8004 × 10 − 7 表1. 重心Lagrange插值的绝对误差 由表1的结果可以看出，在计算一维Sobolev方程的数值解时，当所选节点数目较小时，采用等距节点逼近效果较好，但随着节点数目增加，会出现“龙格现象”。整体来看，采用第二类Chebyshev节点所得数值解逼近效果更好。因此，在使用重心Lagrange插值配点法求解偏微分方程数值解时，为了取得较高精度的数值解，通常会选取第二类Chebyshev节点进行数值计算。 由表1结果可知，选取等距节点产生的结果并不理想。并且通过参考大量文献，可以发现选取等距节点所得实验结果往往都是病态的，所以在使用重心有理插值求解Sobolev方程时，我们将只选取第二类Chebyshev节点，其所得结果见表2。由于参数d的选择对结果的精度影响很大，所以需谨慎选择参数d。此处我们令d = 5。 Table 2 Absolute error of rational interpolatio m × n Chebyshev节点 7 × 7 8.4926 × 10 − 16 9 × 9 3.9883 × 10 − 15 11 × 11 8.0178 × 10 − 15 13 × 13 1.1072 × 10 − 14 15 × 15 4.9401 × 10 − 14 17 × 17 5.4267 × 10 − 14 19 × 19 1.1817 × 10 − 13 21 × 21 2.4902 × 10 − 13 表2. 重心有理插值的绝对误差 表2结果表明，在求解Sobolev方程时，重心有理插值也有很好的逼近效果。将表2结果与表1的第二列比较，可以发现，这两种插值方法在选取第二类Chebyshev节点时都可产生较高精度的结果，且重心有理插值产生的数值解精度要略高一些。由表1和表2结果还可以发现，不仅节点类型对数值结果有影响，节点数目的大小对计算结果也有较大的影响。随着节点数目的增大，数值精度反而在逐渐下降，最终趋于稳定。由表1第三列可以看出，节点数目的大小对结果的影响非常大，从整体来看，选取等距节点产生的结果是很不稳定的。因此，具体的方程数值解求解过程中，一般不选取等距节点。
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user: 5. 结论 采用这两种插值方法求解一维Sobolev方程时，为了获得逼近效果好的数值解，通常建议选取第二类Chebyshev节点。本文中有理插值所产生的数值结果精度略高，但并不能因此说明重心有理插值一定能够获得比重心Lagrange插值精度高的数值解。可将这两种插值法推广到二维和三维Sobolev方程，甚至其他偏微分和常微分方程的数值求解，并分析比较这两种方法各自的优势。
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user: 摘要 采矿污染在全球范围内对生态环境构成了严峻挑战。酸性矿山排水由于其高浓度的硫酸盐含量和较低的pH值使其成为了采矿污染的主要污染之一。本文对矿产开采过程中形成的酸性矿山排水原因进行总结分析，并阐述了酸性矿山排水的危害，同时论述了针对酸性矿山排水基于微生物的一些治理方法，为改善矿产开采环境，解决矿山开采生态污染问题提供理论参考和科学依据。
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user: 1. 引言 矿山开采会产生大量的固体和液体废弃物，矿山废弃物是一类不经济材料，包括岩石、沉积物、尾矿、焙烧的矿石或加工化学品等。估计每年的废物产生量约数十亿吨，而且由于需求量的日益增加和低品质的矿床开采，废物产量呈现指数增长趋势 [ 1 ]。在对矿山开采缺乏严格管理的情况下，这些废弃物是造成环境污染的关键因素，尤其是由于存在剧毒污染物，例如铅，汞，砷和铀等放射性元素。许多重金属具有致癌性、细胞毒性和致基因突变性，对人体健康和环境保护构成了严重威胁 [ 2 ]。
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user: 2. 酸性矿山排水的形成及危害 采矿业面临的一个主要环境问题就是酸性矿山排水(Acid Mine Drainage， AMD)。自然条件下许多金属会以硫化矿石形式存在，当硫化物与氧气和水接触时，会产生AMD。尽管AMD是自然发生的，但采矿作业增加了硫化物与水、氧气和微生物的接触面积，加速了该过程 [ 3 ]。 AMD的主要特征是含有高浓度的硫酸盐和低pH值(一般低于4)，由硫化矿石中的废料与氧气和水接触形成。AMD如此低的pH值促进了金属离子的移动，增加了其在水中的扩散程度 [ 4 ]。在矿山关闭后的数百年内，AMD仍然可能产生，使地下水、溪流、湖泊或河口受到影响。尾矿除了是AMD的主要来源外，还含有大量颗粒性有毒金属，这些细小颗粒受到风力和水力的侵蚀，无法形成植被覆盖 [ 5 ]。
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user: 3. 基于微生物的酸性矿山排水的治理 AMD的治理在全球范围内对此进行了广泛研究。由于金属不可降解，在土壤中转化为毒性较小或溶解性较低的形式，或者可以通过沉淀从溶液中去除。当前，考虑到废物量和长期处理的需求，通常采用化学或物理方法处理尾矿中的AMD，成本高且效率较低 [ 6 ]。 AMD形成受多种因素控制，包括气候条件、尾矿的特征和微生物类型。因此，AMD的处理方法较多样化。目前，大多数AMD都采用氢氧化物或石灰石沉淀法处理。但是，沉淀剂的成本可能会增加，且通常只会去除部分硫酸盐。利用微生物反应过程的生物处理，是替代物理化学方法的一种更经济、更环保的处理技术。 微生物对于地球上各类生命活动十分重要，具有较强的代谢活性，在生物圈中起着核心作用。微生物为养分、有机物和金属矿物质的生物地球化学循环做出了重要贡献 [ 7 ]，其在金属氧化还原转化，甲基化或脱甲基化，有机金属络合物的形成等方面起关键作用，这可能会影响金属元素的迁移性和毒性 [ 8 ]。矿山开采导致的环境恶劣条件，矿山垃圾场中的植物生长通常非常有限。微生物具有促进植物在尾矿和污染的土壤上生长或将污染物固定在土壤中的能力。因此，对微生物群落的研究能够提供高效、可持续和生态友好的环保技术 [ 9 ]。测序技术的飞速发展极大地加速了微生物学的研究进程，宏基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方法的使用无疑也提高了采矿环境中微生物研究工作的精密程度。 3.1. 依赖铁氧化的生物处理工艺 有氧湿地可以最大程度地促进铁的氧化物和氢氧化物沉淀所涉及的氧化反应。铁的氧化会导致酸度增加，此过程需要与另一个系统结合以提高pH值，例如缺氧石灰石排水。大多数有氧湿地都种植了大型植物，这些植物可作为微生物群落的栖息地，使水流减缓以增加停留时间。例如，芦苇具有将氧气从大气中转移到根际的能力，增强铁的氧化作用。氧气扩散是影响铁氧化重要因素。因此，梯田和瀑布也具有促进AMD自然衰减的作用。进一步研究微生物群落结构和其对处理效率的影响，可以改善需氧湿地的功效 [ 10 ]。 3.2. 依靠硫酸盐还原的生物处理工艺 减少硫酸盐细菌的使用是处理AMD的一种行之有效的技术，并且如不同研究中所述，已经对该过程进行了许多研究 [ 11 ]，该工艺能够去除金属元素，例如铜、铅、锌、镉、镍、铁和硫酸盐。因为微生物催化的反应产生碱度，这些系统可用于修复酸性AMD。生物地球化学过程的基础是硫酸盐还原活动，该活动由有机碳为燃料的异养微生物群落介导或加速。湿地或生物反应器中充满了有机物，以促进硫酸盐还原细菌的生长和活性 [ 12 ]。
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user: 4. 结论 历年来，采矿业及其加工行业产生了大量的固、液废弃物，引起了社会各界的广泛关注。针对AMD的排放及后处理问题，利用微生物反应过程的生物处理，是替代物理化学方法的一种更经济、更环保的处理技术，是矿产绿色开采，实现绿色可持续发展是一项重要突破。
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user: 摘要 全球气候变化及其可能造成的影响已成为世界各国普遍关注与重视的热点问题。我国北方地区水资源紧张，澄清气候变化对作物需水影响十分重要。但目前对气候变化影响作物需水情况的结论不甚一致，甚至互相矛盾，因此，本文对有关研究资料进行了搜集和分析，以期明确气候变化对北方作物需水的影响特征。分析的主要结论：1) 北方不同地区不同作物的需水量对气候变化响应不同，在华北地区，主要作物的需水量变化不确定或继续呈下降趋势，西北主要呈上升趋势，东北则上升和下降情况均有；2) 华北作物需水量减少的气象原因主要是日照时数减少和风速下降影响；3) 随着温室效应加剧，气温变化对作物需水量的影响也存在不确定性，可能增大也可能减少；4) 气候变化对水资源和水分利用的影响是多方面的，应该全面考虑作物的需水和农业生产技术的进步等因素进行分析，避免采用单一要素，得到的研究结果才会客观。
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user: 1. 引言 全球升温已是显而易见事实，并且极端天气越来越多，热带地区降水量增多，而干旱及荒漠地区降水更少 [ 1 ]。在过去的100年间，全球平均气温已升高0.6℃~0.7℃，而且最温暖的时间段都在20世纪90年代以后。越来越多的现象表明，人类活动排放的温室气体在全球变暖这一变化中起着关键作用 [ 2 ]。人们对未来气候变化所带来的影响十分关注，农业遭受的影响首当其冲，很多国家和地区都对此做了认真研究，以便及时采取对策对农业做出相应调整。 气候变化主要影响降水和蒸发，它们与土壤水之间存在着相应的平衡关系，同时，湿度和风速等变量也与气温的变化有一定的联系 [ 3 ]，作物的需水量会受到各种因素的交互影响，因此从这种趋势上看，气候变化会影响和改变未来作物的需水格局。全球气候变化背景下，降水、温度的变化会对作物需水产生什么样的影响，作物需水将会如何变化，将直接影响作物生产，从而关系到我国粮食安全。因此，研究气候变化条件下的作物需水变化规律，揭示作物需水对气候变化的响应机理，对于更好地评价气候变化对作物生产的影响，减少气候变化对作物生产的负面影响，保障中国粮食安全具有重要的科学意义。 很多人对于气候变化对作物需水量影响进行了研究，但得出的结果并不一致，本文就这方面的研究进行了梳理。
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user: 2. 作物需水量及其计算方法 作物需水量作为衡量农作物水分供应状况的一种指标平衡的重要参量，联合国粮农组织(FAO)定义作物需水量为“一种作物生长在开阔的田地中，土壤条件(水、肥)不受限制，在给定的生长环境中充分发挥生产潜力的状况下，满足作物蒸散耗水所需的水分”。 对作物需水量的计算，几十年以来都是农业上研究的重点问题，其计算方法多种多样。有经验公式法 [ 4 ]、水量平衡法 [ 5 ]、能量平衡法 [ 6 ]、作物系数法 [ 7 ] 和地学方法 [ 8 ] 等。
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user: 3. 北方不同区域作物对气候变化的响应 3.1. 华北地区 华北地区指西南部以黄河为界，北起滦河流域，东临渤海与黄海，包括京津两市、河北、山西两省和豫北、鲁北及胶东地区，华北地区处于东亚季风区，是我国重要的粮棉主要产区之一。据资料统计 [ 9 ]，华北地区小麦、玉米、棉花播种面积分别占全国总播种的56.7%、37.7%、37.5%，相应产量分别占全国总产的46.9%、35.4%和42.4%。播种面积和产量均居全国首位，但华北地区水资源短缺，干旱频发，农业用水占比很高。 刘晓英，林而达 [ 10 ] 等认为不同作物的需水量对气候变化的响应程度不同。其中冬小麦的需水量的受影响最大，其次是棉花，而夏玉米受影响很小。气候变化对作物需水量的影响也存在地域性差异，其中济南受影响最大。未来气候变化将使华北地区本就缺水的农业条件雪上加霜。 而周迎平 [ 11 ] 等提出了不同观点，指出棉花、小麦、花生和玉米的需水量都呈现减少的趋势，其分析了各气象因子与需水量的相关性发现：作物需水量与平均风速呈现显著正相关的关系，由于平均风速的下降，一定程度上抵消了因其他气象因子变化引起的需水量增加趋势，使主要作物生育期的需水量减少。“阎苗渊 [ 12 ] 等通过实验研究得出玉米、棉花、花生和水稻作物需水量均显著减少的结论。小麦和油菜的作物需水量增加但不显著，各类作物灌溉需水量变化均不显著。作物需水量主要影响因子是日照时数(正相关：玉米、棉花、花生和水稻与日照时数相关系数分别为0.86、0.82、0.81和0.82，并均达到极显著水平)、平均相对湿度(负相关：玉米、棉花、花生和水稻与平均相对湿度相关系数分别为−0.55、−0.58、−0.58和−0.53，并均达到极显著水平)；作物灌溉需水量的主要影响因子为降雨量(负相关：玉米、棉花、花生、水稻、小麦和油菜分别为−0.84、−0.87、−0.86、−0.89、−0.86和−0.85，并均达到极显著水平)。 邢万秋等 [ 13 ] 研究未来气候情景下华北的海河流域参考蒸发蒸腾量预测也为增加趋势，但过去50年虽然气温升高但蒸散量主要呈减少趋势。因此气候变化对华北作物需水影响存在不确定性，考虑历史实际情况，很可能维持降低趋势。 3.2. 西北地区 西北地区的水资源极度匮乏，而西北干旱区农田灌溉占用水总量的很大比例，近些年来随着社会经济的发展、人口的增长，耕地面积进一步扩大，对水资源的需求也进一步增加。水资源已经成为西北干旱地区经济与社会发展的主要限制条件。 王鹤龄等 [ 14 ] 在极端干旱区敦煌和干旱区武威，通过假定不同的温度情景对该区主要作物需水量进行了研究，得出气候变化对不同作物需水量的影响程度不同的结论，其中对棉花和玉米的影响最大，对小麦的影响次之，其均呈现不同程度的增加。气候变化将使河西绿洲灌区农业用水的供需矛盾更加突出。 王新华，李应海等 [ 15 ] 利用增量情景法和大气环流模型(GCMs)模拟气候因素，研究了未来气候变化对张掖地区主要农作物需水量的影响。结果表明，在增量气候情景下，作物的需水量与温度呈线性正比例关系，气温每升高1℃，作物需水量预计增加4%~4.5%，其中春小麦的相对增幅最大、而夏玉米的绝对增幅最大。 范文波等 [ 16 ] 研究了未来石河子垦区气温分别上升1℃和2℃对主要作物需水量的影响。结果表明随气温上升，棉花、玉米、春小麦和冬小麦四种作物需水总量显著增加，且灌溉次数有所增加，尤其气温上升2℃时，四种作物都会增加1~2次灌溉。 3.3. 东北地区 中国东北三省是中国玉米的主产区和重要的商品粮基地，近年来，由于气候变暖和不合理的土地资源利用，导致水资源短缺，限制了本地区农业的发展；另外，东北三省处于高纬度地区，是气候变化敏感区，气候变化响应更加明显，因此探讨其需水量变化问题更具有重要的现实意义 [ 17 ]。 张建平等 [ 18 ] 在对中国东北三省近26年来生育期内参考作物蒸散量的变化和玉米需水量的基础上，模拟未来气候情景，探讨了在此气候条件下中国东北三省玉米需水量的变化趋势。结果显示东北三省玉米需水量距平百分率大多表现为增加的趋势。不同地理环境及气候差异下，各地空间分布上也不尽相同。增量情景法能够给出不同作物需水对温度增加的敏感性和相关关系，但这种人为假定的温度增加并不能反映出气候因子变化的大气环境物理基础。
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user: 4. 影响要素分析 以上方法中有很多方法是通过气候的变化趋势对作物需水量变化进行分析。趋势分析对于认识作物需水量变化规律具有重要意义，然而在机理方面存在着不足，难以预测未来气候变化带来的影响。增量情景分析主要是通过在假定未来温度变化情景下模拟作物需水量的变化 [ 19 ]，具有一定的参考价值。 计算参照作物需水量的方法有很多种，比如有部分研究选择了只需要温度资料就能计算参照作物耗水量的Hargreaves公式 [ 20 ]，如下所示： E T 0 = 0.0023 R a * ( T + 17.8 ) * ( T max − T min ) 0.5 上式中： E T 0 为参考作物需水量；T为平均温度 T max 为最高温度； T min 为最低温度； R a 为大气边缘太阳辐射。 即使在此经验公式的基础上进行了了修正，但考虑的因素只有气温和降雨变化，得出气候变暖使作物需水量显著增加的结论。这样显得片面，即使在气温增加和降雨减少的情况下，日照和风速同时也对研究结果产生了重要影响。这也是很多关于华北地区的研究出现了很多需水量减小情况的重要原因。此外，由参考作物蒸散量来计算作物实际需水量时，作物系数法是重要方法之一，已有的研究很多是参考FAO推荐的作物系数，在我国这个系数未必适用，由此得出的结论会存在一定的误差。在估测作物需水量时，不要只考虑 E T 0 还需要同时考虑降雨。计算ET与降雨的差较合理。如康西言等 [ 21 ]，使用全生育期蒸降差计算水分亏缺程度。
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user: 5. 结论与讨论 1) 通过研究分析，北方不同地区不同作物的需水量对气候变化产生了不同的响应。对华北地区而言，主要作物的需水量变化不确定性较大，可能继续保持下降趋势；而东北主要作物需水量上升和下降情况参半；西北地区主要呈现上升趋势。 2) 当前，温室效应加剧，气温升高，极端灾害的发生也应该成为我国农业生产和发展考虑的重要因素 [ 22 ]。气温的升高，导致作物蒸发量加大，抑制其对CO 2 的吸收，影响了光合作用的进行，理论上使作物耗水量加大。而气温升高，导致农作物的生育期缩短，生长量减少，而可能导致全生育期需水量减少。因此，气温变化对作物需水量的影响不能只从单方面考虑 [ 23 ] [ 24 ]。 3) 对华北作物而言，全生育期需水量减少的气象原因主要是日照时数减少和风速下降，最低气温也对其有一定程度影响。随着气候变暖，全球有些地区出现了水面蒸发和参考作物蒸发下降的趋势 [ 22 ] [ 23 ]。 4) 气候变化对作物需水量的影响是多方面的。因此，在研究气候变化对作物需水量的影响时，不能仅从水分供需的角度考虑，而应该全面考虑作物的生长发育和各项生理指标以及品质的影响，这样才可以避免得出片面的结论。只有不断加强研究，对气候变化进行科学细致的分析，才能及早防范，更好地促进农业的发展，更好地造福于社会和人民。
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user: 摘要 农业农村农民问题是关乎我国国计民生的问题，也是贯彻实施乡村振兴战略，实现全面建成小康社会面临的首要问题。随着新一轮的农村土地承包经营的展开，以落实集体所有权、稳定农户承包权、放活土地经营权为导向的农村土地承包经营权“三权分置”改革也随之拉开序幕。在现行农村土地承包经营权制度下，我国的农村土地承包经营权在流转、抵押和确权登记方面以及随之引发的耕地闲置荒芜等问题上仍然面临着诸多现实困境。在未来的农村土地承包经营权制度改革中，重新构思土地承包经营权制度以解决现实困境，并以此推动农村的地权制度改革，为日后的农村改革提供学术参考则显得尤为重要。解决农村土地闲置问题，最终仍要以提高农村土地流转率、推动农业产业化为着力点。面对农村土地承包经营权面临的现实困境，应考虑回归农村土地承包经营权的权利本质以解放农村生产力，推动农村经济发展。
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user: 1. 引言 由家庭联产承包责任制逐渐演变而来的土地承包经营权伴随着新中国走过了四十一个年头，为新中国的改革开放注入了强大动力，在提高粮食产量、释放农村劳动力和改善农村人居环境方面取得了重大的历史成就。党中央、国务院在2019年的《关于农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》中明确提出了“完善落实集体所有权、稳定农户承包权、放活土地经营权(三权分置)”为核心的改革目标，为新一轮的土地承包经营以及未来的农村土地经营权改革奠定了基调。然而，在乡村土地承包经营权的厘革过程中，仍然面临着产权不清，入股、抵押和流转等实现困难以及有关农村土地承包经营权的纠纷解决机制不完善、大量农村耕地荒芜闲置等诸多现实问题。为此，我们理应重新审慎思考农村土地承包经营权的权利体系以及相关制度以应对上述面临的现实困境。
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user: 2. 文献综述 2.1. 研究现状 关于农村土地承包经营学界主要持两种观点：大多数学者认为农村土地承包经营权表现为农民对土地等物享有的直接支配和一定的排他权利，理应属于物权。农村土地承包合同是由期限的，期满后原承包人在同等条件下依然享有优先权，加之农作物生长的长期性带来的巨大投入，农村土地承包经营权更符合物权的权利外观。部分学者则认为农村土地承包经营权理应属于债权，毕竟国家和集体才拥有土地的所有权，土地承包必须依附于家庭联产承包责任制且承包人并不享有自主转让的权利，须经发包人同意才可转让。不难看出，农村土地承包经营权在物权与债权之间的界限并不十分清晰，更多地表现为一种综合性的权利。当前国家与学界都支持农村土地进行流转，但是关于流转制度的设计却众说纷纭。目前农村土地承包经营仍然面临着诸多现实困境，我国的地权制度改革之路依然任重道远。 2.2. 学术价值及现实意义 研究农村土地承包经营权当今面临的实际困境，意在完善我国的《物权法》和《土地管理法》的相关法律制度，为农村土地承包经营权未来的发展提供一些学理参考和启发并以此来推动农业农村农民改革。当今中国，三农问题始终是关乎我国国计民生的关键，也是全面建成小康社会的最大阻碍。在中共中央提出的新一轮三权分置改革中，农村土地承包经营权正经历着前所未有的权利体系重塑。解决好农村土地承包经营制度当前面临的现实困境，对推动实施乡村振兴战略、激发我国经济发展活力意义非凡。农村土地承包经营权是关乎农业农村农民的基本问题，完善农村土地承包经营权制度对于推动三农工作的开展，加快全面建成小康社会具有举足轻重的意义。
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user: 3. 农村土地承包经营权的历史成效 农村土地承包经营权是在坚持国家、集体土地所有权的基础上，由集体经济组织成员无偿取得集体土地使用权并进行流转、收益的一种综合性权利。一般认为，农村土地承包经营权具备优先性、追及性，理性属于用益物权。从20世纪70年代至今，农村土地承包经营权在我国走过了四十一个年头，为推动我国农村经济发展，保障农民生活起到了不可或缺的作用。农村土地承包经营权自成立以来，对于农村经济发展和农民生活都有着极为重要的意义。在全面建成小康社会的大背景下，农村土地承包经营权在充分有效利用耕地、解放农村劳动生产力，改善农村人居环境方面功不可没。 3.1. 有效激发了耕地活力 3.1.1. 提高耕地利用效率 根据农业农村部《农办议(2019) 114号文件》可知，目前我国家庭承包耕地流转面积5.3亿亩，约占家庭承包经营耕地的1/3，意味着这5.3亿亩的未充分利用地通过承包经营权流转获得了高效利用。农村土地承包经营权不仅有利于促进农民收入的增长，额外获得土地流转收益，还有利于提高农业的集约化、专门化程度，推动农业产业化、集群化发展。农村土地承包经营权对耕地效力的释放充分激发了耕地利用的活力，推动农村经济深入发展。 3.1.2. 推动粮食产量稳定增长 1978年，我国的粮食总产量仅有6000多亿斤，1999年时已经增长至9000亿斤，增长率为50%。此后，在农村土地承包关系稳定的前提下，我国的粮食总产量在2012年达至12，000亿斤，在2017年甚至达到了13，232亿斤。从2002年到2018年，我国的粮食产量从45，750万吨增长至65，789万吨，增长率约为43%。得益于农村土地承包经营对耕地效力的激发，我国的粮食产量一直保持着稳定的增长态势，创造了以世界上7%的耕地养活了世界上22%人口的奇迹 [ 1 ]。这充分说明，我国现行的农村土地承包经营制度总体而言是符合我国国情的，能够有效刺激耕地的活力，推动粮食生产能力不断提高以保证我国的粮食安全。 3.2. 释放了大量农村劳动力 从国家统计局的2019年的人口普查数据可知，从1982年到2018年，我国的城市人口从21，480万人增加至81，347万人，而农村人口却从80，174万人降至56，401万人。1978年，我国乡村人口占全国人口的比重高达83.4%，农业从业人员占全社会从业人员比重达70.5%；在2008年，乡村人口占全国人口比重降至39.6%，农业从业人员占全社会从业人员人员占比降至32.0%。即使不考虑此期间内我国不断增长的人口数量，短短三十年，一半以上的农村劳动力开始从农业生产中释放，开始用于大规模的城市建设。目前，我国仅有大约20%的人口从事农业生产，却满足了剩下80%人口的粮食需求。截至2018年，人口流动每年仍然保持在2.4亿以上的规模，这其中大部分人都受益于农村土地承包经营制度，在获得土地收益的同时将自身劳动力生产力从农业生产中解放出来投身城市建设 [ 2 ]。 3.3. 改善了农村人居条件 农村土地由于缺少规划，极易导致宅基地对耕地的侵占以及政府在农村土地征收征用时对农民权益的损害。农村承包地的确权给广大农民吃上了“定心丸”，加强了农村土地的规划利用，防止耕地被肆意侵占，从更广阔的层面维护农民权利。 农村土地承包制度加强了乡村土地规划利用的同时，也大力推动了新农村建设的步伐。农村环境“脏、乱、差”的问题一直成为制约农村发展的瓶颈，在土地承包改革的带动下，农村的环境治理成效显著提升，农民对于乡村环境的满意度不断提升。根据财政部官网数据显示，在2014年至2018年间，中央拨付乡村环境治理资金每年稳定在60多亿元，累计达300亿元。农村厕所整治工程，农村污水处理，农村垃圾分类等措施不断出台，农村旅游也进行得如火如荼，这些都极大地促进了农村环境的改善。
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user: 4. 农村土地承包经营权的现实困境 4.1. 流转效率偏低 在三权分置的背景下，受到多重因素的影响，经营权的流转并不理想：首先，加强农地集体所有权的占有、使用与放活土地经营权本身是存在一定矛盾的。加强农地集体所有权的占有、使用意味着村集体将更大范围影响农民个体对农村土地承包经营权的流转，必然会加强对集体土地利用的规划。而放活土地经营权则要求赋予农民个体更加广泛的权利行使空间，从而实现自身的最大收益。在加强农地集体所有权的占有、使用与放活土地经营权之间并没有一个清晰的边界，容易导致农村土地承包经营权流转困难。其次，我国尚未搭建统一的土地经营权交易市场平台。在土地流转过程中，由于我国尚未建立统一的土地经营权交易市场，导致各个地方的流转价格悬殊，带来流转成本上升等问题 [ 3 ]。再加上农民在获取流转信息时所处的弱势地位，导致我国的土地经营权流转率至今仍然不高，不利于盘活我国的闲置农地，给农民带来收益。最后，农民自身力量薄弱。若与村集体组织发生分歧，由于村组织集体掌握着对集体土地的所有权以及对集体土地的占有、使用、处分的权利不可避免地弱化本就力量渺小、信息相对闭塞的农民的权益。我国法律明文规定农村土地经营权实行依法、自愿、公平的原则，但是也难以保证在实践中真正享有行使权利的自由。 按照中央三权分置推进农村地权改革的要求，未来我国的农村土地承包经营权将形成集体所有权—土地承包权—土地经营权三权并立的局面。然而，对于这三者之间的联系与区别，法律并未明文给予解释。首先，在同一土地产权上同时存在所有权、经营权和承包权，而三者之间的概念又含混不清导致农村土地承包经营权产权不明，给土地经营权的使用、流转等带来了巨大困难。其次，农村土地承包经营权是在集体成员资格的基础上获得的，即包含财产权的内容也包含着人身权的内容。因此，很难说承包经营权属于单纯的用益物权或者债权，其更多地表现为一种综合性权利。最后，农村土地承包经营权是建立在我国以往的所有权—承包权权利结构基础上演化而来，对于新出现的土地经营权并没有相应的法理构造阐释，更多地像是一种凭空而设的权利。虽然设立土地经营权是基于推动三农工作的现实需要，但是它并未在法理上获得相应的认可。 在上述种种问题难以厘清的情况下，所有权—承包权—经营权的权利构造并未真正区分三者之间的区别和联系，反而使得原本就不太清晰的农村土地承包经营权的产权变得更为复杂和模糊。在产权不明晰的情况下，我国的土地经营权流转和确权登记并不理想，集体经济组织和个体农户之间的矛盾时有发生。 4.2. 弃耕抛荒严重 2012年，我国的粮食种植面积为11，437万公顷，此后一直保持着稳定增长，在2016年的时候达到历史最高水平11，923万公顷。然而，我国的粮食种植总面积在2017开始减少为11，799万公顷，在2018年时再次减少95万公顷。相比2016年，我国的粮食种植总面积在两年间减少了0.18% [ 4 ]。目前，我国约有200万公顷农村耕地处于闲置荒芜状态。如此庞大的耕地闲置，背后是由诸多现实因素造成的。 4.2.1. 农村人口大量流失 随着我国城镇化进程的深入推进，越来越多的农民开始向城市迁移，导致大量的农村劳动力流失并由此引发了大量的农村土地荒芜。根据国家统计局的数据可知，2011年，我国的农业人口为65，656万人，此后一直在不断减少，在2015年的时候减少为60，346万人，在2018年时仅有56，401万人，在此期间农业人口已经减少了9255万人，减少幅度约为14%，预计在2020年底将减少为5300万人左右 [ 5 ]。大量流失的农村劳动力直接导致了农村的耕地无人耕种，直至荒芜。此外，匮乏的乡村教育资源加剧了农村人口的流失。在广大偏远的农村地区，由于交通闭塞，经济落后，无法留住优秀的教师人才，极度落后的乡村教育导致越来越多的人选择向城市迁移以谋求更丰富的教育资源。 4.2.2. 农业耕作零散，效益低下 我国的农业机械化水平并不高，诸多农业耕作需要人工完成，耗时费力。受历史条件的制约，在现行农村承包经营体制下，我国的农业耕作仍然是以农户为单位的家庭生产模式。在家庭生产模式下，耕作零散，难以形成规模，且由于耗费实力、耕作物所获得的效益低下，很大程度上仍然需要依靠政府的农业补贴。农作物的收获期长，耕作辛劳再加上效益低下，导致诸多农户将家庭的承包地闲置，任其荒芜。 4.3. 抵押权实现困难 虽然党的十八届三中全会《关于全面深化改革若干重大而问题的决定》提出赋予农民对承包经营权抵押、担保权能并且中共中央在2019年的《关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》中也明确指出允许承包土地的经营权担保融资，但是家庭承包土地经营权的抵押仍为我国法律所禁止。我国的立法中期望巩固农村土地承包经营权的保障性地位与现实中期望加强土地利用效能增加农民收入促进农业专业化、集约化存在着不可避免的矛盾，而家庭承包经营权抵押恰恰体现了两者之间的矛盾。首先，我国对于农村土地承包经营的价值并无统一的评估标准，若就此进行抵押，由于农民作为个体自身力量弱小，其权利容易受到侵害。再有，抵押作为一种担保物权银行需要承担一定的风险，加上农民自身的经济状况，银行将面临更大的风险。最后，允许家庭承包地进行抵押会使农民面临着失去土地的危险，容易引发严重的社会问题 [ 6 ]。