土壤学的概念范文

导语：如何才能写好一篇土壤学的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

数学概念是现实生活中某一数量关系和空间形式的本质属性在人的思维中的反映。学生学习概念是从感知学习对象开始的，经过对所感知材料的观察、分析或通过语言文字的形象描述所唤起的回忆，在头脑中建立学习对象的正确表象后才引入概念。小学生对事物的认识是从具体到抽象、从感性到理性、从特殊到一般的逐步发展过程，思维还处于具体形象思维阶段。小学数学中的许多概念，都是从学生比较熟悉的事物中抽象出来的。描述性概念的讲授方法必须从学生现有的生活经验出发，坚持直观形象的原则。

下面，我以“公顷”一课教学为例，谈谈如何运用好概念教学的土壤——现实这一重要素材。

“公顷”是一个比较大的面积单位，这一知识属于“图形与几何”领域中的内容。《数学课程标准》中强调：“在教学中，应注重使学生通过观察、操作、推理等手段，逐步认识简单几何体和平面图形的形状、大小、位置关系及变换；应注重通过观察物体、认识方向、制作模型、设计图案等活动，发展学生的空间观念。”教学“面积”之前，学生在实际生活中虽然对“面积”已经有了初步的体验，但并没有转化到知识层面上，所以对“公顷”的概念以及1公顷有多大等仍然是比较陌生的。而且，在量与计量中，“认识公顷”既是学生可以感知，又是比较难体验、更难形成表象的一个内容。看似我们熟悉的地方不一定能熟知，感受到了也不一定能具体化。那么，如何从学生的实际出发，借助学生已有的知识与生活经验，引导学生认识1公顷到底有多大呢？我在教学中采取了一系列的教学策略，反思其利弊，觉得最关键的是要引导学生以现实为基点，感悟“公顷”。

一、在情境中引出“公顷”

任何知识要具有生命力，都必须作为一个“过程”存在于一定的生活场景、问题情境或思想语境之中，知识自身的产生过程也证明了这一点。但是，知识一旦被定位为结论并给予确定陈述，它就失去了最初的生存境域，因而也没有了当初的生命活力。

为了激发学生学习“公顷”的需求，教师可以从学生已有的认知水平和生活经验出发进行教学。课堂教学中，我先引导学生复习已经学习过的面积单位——平方厘米、平方分米、平方米，并且引导学生运用合适的面积单位测量相关物体表面的面积，如测量邮票的面积用平方厘米做单位、测量数学报的面积用平方分米做单位、测量教室的面积用平方米做单位等。然后我提问：“那测量我们学校旁边的小区——新丰苑的占地面积，用什么做单位比较合适呢？”通过创设情境，引出这节课的主要学习内容“公顷”，使学生产生认知冲突——学过的面积单位都已经不合适了，这样就自然地激发了学生学习“公顷”这个面积单位的内心需求。接下来通过多媒体展示无锡影视基地、鼋头渚、梅园、灵山大佛等地，在介绍它们的占地面积中又用到了“公顷”，使学生兴趣盎然地深入探究。

二、在比对中走近“公顷”

“公顷”这个面积单位实在太大了，离学生的实际生活太过遥远，而1平方厘米、1平方分米、1平方米、1公顷、1平方千米等大小的规定是有据可依的，分别以边长为1厘米、1分米、1米、100米、1000米的正方形大小进行测量。这样既为学生认识“公顷”提供了具体的参照标准，又为具体的1公顷大小经验的获得和表象的形成找到了路径。

为了让学生找到理解的依托，我暂时抛开由线成面的固有模式，以边长10米的正方形为切入点，组织学生进行课前活动——28个学生围成一个边长约为10米的正方形，让学生在活动中感受100平方米的大小，从而为学生走近1公顷埋下伏笔。然后以此为依据，通过累加、比对等活动，引导学生走近“公顷”。为了丰富学生对100平方米大小的感知经验，教师可以就地取材，在教室或学校附近找到100平方米的地方，让100平方米呈现在学生的眼前。接着，在教师语言的引导以及多媒体课件的配合下，学生开始以100平方米为基本元素进行叠加式想象，一步一步地感知1公顷的大小。教师也可以学生列举的家庭住房面积大约为100平方米为教学资源，引导学生想象100个同学的家庭住房面积合起来大约是1公顷。这样使学生在头脑中形成了1公顷的概念，对1公顷大小的感知不再是空中楼阁。

三、在实际中触摸“公顷”

由于学生在日常生活中对“公顷”这个面积单位接触得较少，且教师难以像教学平方厘米、平方分米、平方米一样制作教具或学具使学生直观感受1公顷的大小，所以学生与教师两方面的原因加大了此部分内容教学的难度。

华罗庚曾经说过：“对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。”因此，教师在数学学习材料的选择上要注意联系学生的生活实际，注重实效性。通过现实的生活材料，不仅使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关，而且激发了学生学习数学的兴趣，使学生认识到现实生活中隐藏着丰富的数学问题。所以，在教学中我们可以现实为基点，寻找学生熟悉的场地进行教学。于是，我找到了学生每天生活学习的地方——四栋教学楼以及它们之间的花圃，它们的占地面积大约是1公顷。

如课始，我先通过课件出示学生熟悉的100米长的跑道或水泥道，让学生由此体会100米的长度，再引导学生以校园的四栋教学楼以及它们之间的花圃的面积为基础，告诉他们像这样边长为100米的正方形土地面积就是1公顷。然后再通过多媒体课件的演示，让学生产生初步的体会，推算出边长是100米的正方形土地面积是1公顷。因为学生对100米的长度是比较熟悉的，知道有多长，因而会进一步想象边长100米的正方形大小，这是学生对1公顷的第一次感知。因此，教师教学时不仅要告诉学生什么是1公顷，而且要让他们结合实际场景想一想相应的正方形大小，获得对1公顷的初步体会。

此外，教师还可以找一找学校附近大约是1公顷的地方，如幼儿园的占地面积、居民小区的占地面积、大型超市的占地面积等。这些生活中熟悉的地方，平时学生一般是不会关注它们有多大的，在学习1公顷后，教师可带领他们通过多媒体再现生活场景，唤起记忆，再一次用眼睛、用心体会1公顷的大小。现实生活场景的再现与比较也让学生明晰：面积是1公顷的土地形状可能是正方形的，也可能是其他形状的，只要面积是10000平方米的土地面积就是1公顷。

四、在计算中体会“公顷”

“公顷”是个相对抽象的面积单位，由于1公顷表示的面积较大，学生在课堂中清晰地认识并建立表象并不容易，但这又是教学能否取得成功的关键。为了架起现实与1公顷之间沟通的桥梁，教师可以现实为基点，让学生在计算中进一步体会1公顷的大小。这里有一个基本要求，那就是学生熟悉的现实。如篮球场是学生熟悉的，通过计算知道它的面积是875平方米；上课教室是学生身临其境的，它的面积大约是72平方米，大约139个这样的教室面积合起来是1公顷。从熟悉的场地出发，通过计算进一步体会1公顷的大小，能加深学生对1公顷的记忆。学生只要在众多事例中记住最喜欢的一件，再通过计算知道1公顷与它们之间的关系，那么1公顷有多大就印象深刻了。这些活动与学生的生活经验建立起丰富的联系，让知识主动走向学生的生活，使我们的教学走向开放，向学生靠近。这样的教学，能形成一种将学习者“卷入”其中的力量。

五、在生活中运用“公顷”

在学生对“公顷”这个面积单位熟练掌握之后，对所学知识进行巩固练习很重要。于是我引入与学生生活联系紧密的事物，以居民小区的占地面积、无锡新动物园和太湖游乐园的占地面积的单位换算以及菜地面积的计算等为素材进行习题设计。因为有生活经验的引导，所以通过面积计算，不仅可以满足学生巩固知识的需要，而且可以使学生计算时有切身的体会，对“公顷”的掌握也更牢固。最后，我还设计一个春游野炊的实际问题：“在1公顷的土地上，100个班级进行野炊活动，每个班级可以分得多大的地方活动？”这个实际问题的解决看似简单，实则隐含深意。

纵观学生面积单位的建构，可以发现面积单位的呈现顺序是平方厘米平方分米平方米公顷，且在引出“公顷”的过程中，也是引导学生由100或若干平方米逐步累加得出10000平方米（即1公顷）的。也就是说，学生学习1公顷要经历一个面积从小到大累加的过程。所以，在练习中如果设计一道面积由大到小的分割题目，能使学生对“公顷”这个面积单位的建构更加完善。

建立“公顷”这样一个比较大的面积单位，学生需要经历一个从模糊到清晰的过程，需要不断累积表象的认识。一个正确的数学概念，对学生而言无疑是一个复杂的思维过程。1公顷的大小如果仅通过教师的描述、讲解，那么学生建立的1公顷概念是浅显的。唯有以学生的生活作“底板”，以现实为基点，并结合学生熟悉的事物做具体的描述，才能帮学生感悟“公顷”，建立起对“公顷”的正确表象。

篇2

Abstract： In order to meet the needs of modern teaching in soil science courses and cultivate high quality talents with innovative consciousness and innovative ability， and based on inquiry teaching method as an example， this paper mainly introduced the connotation of inquiry teaching method， and the concrete application in soil science course， and obtained good results.

Key words： inquiry teaching method； soil science； teaching reform

土壤是农业生产的重要自然资源，是人类赖以生存的物质基础。土壤学不仅是与农业生产密切相关的一门学科，而且还是高等院校农林类专业的一门重要专业基础课。伴随着社会经济发展引起的自然资源日益短缺、食品安全和环境保护问题（这些都是土壤学服务的领域），学习土壤学知识显得尤为重要[1-2]。

由于土壤学课程内容丰富，涉及知识面广，概念繁多，知识抽象，理论性和实践性强，而长期以来土壤学课程以传统的“教师主导+学生被动”为特征的灌输式教学方法为主导，形式单调，只注重对学生以授为主的单向知识传递，因而造成学生完全是被动地接受教师理解和整理过的土壤学相关理论知识，缺少师生教学互动，也谈不上让学生主动发现、思考和解决遇到的实际农业生产问题，更不能培养和增强学生的好奇心和求知欲，同时也束缚了学生的个性发展，学生缺乏主动探索土壤学学科领域知识的精神，这不利于学生自主学习、科研素养和创新实践能力的提高[3]。与此同时，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（[2015]36号）文件也要求深化高等学校创新教育改革，改革传统教学方法，以适应现代社会对高素质人才需求。因此要想克服以上土壤学课程的传统教学缺点，只有通过引入先进的教学方法，充分提高和激发学生对土壤学课程学习的主动性和积极性，真正使教学成为学生好学、教师乐教，培养和提高学生对土壤科学探究和创新解决实际问题的能力。为此，在土壤学课程中运用了探究式教学方法。

1 探究式教学法内涵

探究式教学法又称发现法、研究法。它不同于教师“传道、授业、解惑”和学生“聆听、接受、模仿”的传统教学方法，而是以学生为主体的教学模式，其宗旨是培养创造性人才。主要教学过程是在教师根据课程内容精心设计科学问题的诱导下，在学生掌握现有知识基础上，引导学生在通过独立自主学习和相互广泛合作讨论，为学生创造探索疑问、自由表达、深入讨论问题的空间，使学生能自主完成探究学习、与本课程相关知识内容学习以及解决实际生产生活中问题的一种教学形式[4-5]。

探究式教学法突出以培养学生创新精神、创新能力、自学能力为教育理念，发散学生创新、创造性思维，引导学生利用现有知识通过自我探究学会学习的一种方法，培养他们终身学习能力以及为日后创新性工作奠定良好基础。作为探究式教学引导者的教师，在充分驾驭相关学科知识背景前提下，依据教学要求筛选科学合理具有挑战性的问题，启发引导学生思考，激发学生学习兴趣，充分调动学生获取新知识的积极性，培养学生“生疑、质疑和释疑”的能力。与此同时，教师还要为学生积极营造融洽的探究气氛，促使探究顺利开展，把控探究广度和深度，客观、公正评价探究的得失经验。另外，学生作为探究式教学的主人，在按照教师教学要求的基础上，明晰探究目标，提高探究自觉性，主动思考探究问题，掌握探究方法，深入交换探究意见和建议，及时总结探究成果。由上可知，在探究式教学的过程中，既突出了学生的主体地位，又增强了学生的自主能力。可以说，探究式教学是教师为“导师”和学生为“主人”的双方都参与的教学活动，是师生携手探索新知识的学习过程。在整个教学过程中，学生不但学到了知识，而且更为重要的是学到了获得新知识的途径。它不但满足培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才这一高等教育任务，而且也符合当前国内外教育发展的新趋势和当今社会对人才需求的标准[4，6]。

2 探究式教学在土壤学课程中的具体应用

2.1 科学合理创设问题情境，激发学生自身求知欲

探究式教学活动紧紧围绕着探究问题展开。创设一个科学合理的探究问题情境，主要是让学生形成问题意识，明确探究目标。这就要求教师科学设置一些既符合课程教学内容，又不越过学生知识面难度的适中问题情境。教师主要利用多媒体技术、网络资源、实验观察、查看数据等方式，引导学生主动提出与土壤学课程内容有关的实际问题，比如种植绿肥为何能培肥土壤？小麦等作物为何要在春季追施氮肥？油菜为何会出现“花儿不实”[3]，这些都能使学生在疑难情境中产生困惑，从而激发学生的求知欲，提高探究积极性，与此同时，也培养学生独立思考和积极解决问题的能力，并进一步培养学生的创造性思维和创新能力[6-7]。例如，在讲解土壤有机质时，提出“土壤有机质对土壤肥力水肥气热有何影响？”这一问题。起初一看，可简单地认为土壤肥力因素包括水肥气热，土壤有机质矿质化为植物提供养分就满足土壤肥力“肥”这个因素；此时教师可以实时引导下一个问题“土壤有机质在土壤肥力中的作用还要考虑到改良土壤方面”，这就使得学生在学习过程中产生了“土壤有机质是如何改良土壤”的疑问，让学生明确下一步探究的任务，顺其自然就产生了深入探究兴趣，激发学生的探究欲望，主动地进入自学探究阶段，主动通过各种途径查阅相关资料，这样不但培养学生解决实际问题的能力，拓宽学生的知识面，也会给自学探究增添无限的动力和乐趣。

2.2 围绕探究目标，充分挖掘学生自主探究潜能，最终完成主体探究

探究式教学的关键在于让学生对开放性科学问题进行自主探究。对于充当“导演”角色的教师来说，应当积极正确引导和帮助学生根据已有经验和知识水平对探究的问题展开相互讨论，集思广益，鼓励学生提出不同假设和猜想。在教学过程中，积极营造和谐的探究教学氛围，让学生认为自己在学习过程中就是主导者，从而提高学生学习的积极性和创造性，鼓励学生对提到的问题做出大胆假设，如种植绿肥的原因是肥料所含的作物所需营养元素比较多；油菜会出现“花而不实”是因为没有蜜蜂的传粉等。接下来，教师在制定详细探究教学计划的基础上，帮助学生明确如何寻找科学合理收集证据的资料方法，引导学生通过试验、观察、查阅文献、调查数据等多种途径和形式围绕问题收集有利于问题解开的相关资料。如小麦在不同生长期的需肥特点以及施入到土壤中氮肥的转化和损失等，下一步，引导学生对所收集的相关资料进行综合整理并对假设做出科学的解释，比如小麦春季追施氮肥是由于小麦此时处于拔节期，需要大量氮肥，而氮肥在施入土壤后损失量比较大，所以必须分不同时期施给小麦等。最后引导和帮助学生再次检查和思考探究计划是否周密、资料收集是否完整和解释是否科学，并对最后的结论做出可靠性评价。若结论与预先假设不符， 此时教师应引导学生重新确定探究方向，再次重新制定探究方案。比如根据油菜需肥特点，油菜会出现“花而不实”和蜜蜂的传粉没有关系，和油菜缺硼元素有关系；种植绿肥不仅是因为绿肥肥效高，而且能使土壤中难溶性养分转化并有利于作物的吸收利用，改善土壤的物理化学性状，促进土壤微生物的活动，最终引导学生明确种绿肥不仅是增辟肥源的有效方法，对改良土壤也有很大作用。再例如，学生对前文提到的“土壤有机质对土壤肥力水肥气热有何影响？”这个问题，主要提出了“土壤有机质是否可以提供植物生长所需要的养分？”、“土壤有机质是否可以改良土壤？”及“土壤有机质是如何改良土壤的？”这三个问题。教师要善于抓住时机，积极引导学生从以下2方面去加以探索：（1）土壤有机质给植物提供哪些生长所需要的养分？（2）土壤有机质改良土壤是改善土壤的水分物理性质及物理化学性质吗？如果是，如何改善？进一步引导学生探究土壤有机质矿质化释放植物所需营养元素，包括哪些养分元素？是否能满足一季作物生长需要？若不能满足，如何解决？与此同时，诱导学生弄清楚土壤水分的物理性质和土壤物理化学性质有哪些？它们是如何影响土壤肥力的？这样既可以发散学生的思维，又能引人入胜，再加之学生自身具有强烈解决问题愿望，问题的释疑也就水到渠成。这些对于对培养学生的综合思维分析能力、提高应变能力等都有着非常重要的作用[7-8]。

2.3 归纳总结，科学评价探究得失，引深探究

归纳总结，不但是对学生先前探究过程的总结，而且也是对探究成绩的评价，其主要作用是了解学生是否掌握探究式教学方法。同样在上面的问题中，问题的关键在于学生能否领会土壤肥力四大要素（水、肥、气、热）之间的辩证统一关系，也就是土壤有机质通过土壤有机质矿质化和土壤水分物理性质、物理化学性质来间接影响土壤肥力的四大要素。又如小麦在春季因为土壤中氮肥的转化和损失要追施氮肥，那么磷肥、钾肥是否也需要追施呢？学生很自然地联想到土壤中磷、钾肥的转化和损失。也就是说通过这样简单的科学归纳，概括出要点，让学生掌握分析问题、解决问题的方法，然后努力让学生对自学和探究获得的新知识真正运用自如，引深探究，学会举一反三，能独立解决类似问题。这样学生既能收获成就感，又能激发探究热情，为日后探究学习打下坚实基础。当然也要科学评价学生自主探究过程中的优点和缺点，学生或各组可以进行自评和互评，教师评价时要注重对学生在探究过程中的评价，不仅看最后的结果，也要给学生在探究活动中的表现给出有建设性的意见，这样可以为学生今后解决类似或相关问题指明方向[7-9]。

篇3

关键词土壤退化；概况；进展；方向

中图分类号S158.1

文献标识码A

文章编号1000－3037(2000)03－0280－05

鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实，从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化，特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策，已成为研究全球变化的最重要的组成部分，并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是，迄今为止，有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚，还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此，及时了解国际土壤退化研究的最新动向，并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作，具有重要的学术价值和现实生产意义。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然，特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质量及其可持续性下降（包括暂时性的和永久性的）甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程，包括过去的、现在的和将来的退化过程，是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况，特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力，其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果，带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性；另一方面，人类活动也深刻影响着自然成土过程，改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此，土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式，土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程（有些甚至是短暂的）可导致明显的退化结果，后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间，但尚未导致明显的退化结果。

2全球土壤退化概况

当前，因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题，已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计，全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看，地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出，约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲；就土壤退化类型来看，土壤侵蚀退化占总退化面积的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等级来看，土壤退化以中度、严重和极严重退化为主，轻度退化仅占总退化面积的

38%[3～6]。

全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3～6]显示，土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蚀影响占56%，风蚀占28%；至于水蚀的动因，43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理，而风蚀的动因，60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏；全球受土壤化学退化（包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等）影响的总面积达240万km2，其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%)；全球物理退化的土壤总面积约83万km2，主要集中于温带地区，可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3我国土壤退化状况

首先，我国水土流失状况相当严重，在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7]，1996年我国水土流失面积已达183万km2，占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2，占该区土地总面积的1/4[8]。同时，对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明，在过去的30年中，其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形势不容乐观。

其次，从土壤肥力状况来看，我国耕地的有机质含量一般较低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有机质含量较水田低，＜1%的就占31.2%；我国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省（区）严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上；缺磷土壤面积为67.3万km2，其中有20多个省（区）有一半以上耕地严重缺磷；缺钾土壤面积比例较小，约有18.5万km2，但在南方缺钾较为普遍，其中海南、广东、广西、江西等省（区）有75%以上的耕地缺钾，而且近年来，全国各地农田养分平衡中，钾素均亏缺，因而，无论在南方还是北方，农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道，就东部红壤丘陵区而言，选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响，处于中、下等水平，高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和33.3%，在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外，其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例，约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥；化肥、农药施用量逐年上升，地下水污染不断加剧，在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l；同时，在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4土壤退化研究进展

自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化"专著以来，土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEP)又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化（即荒漠化）评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议，决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER（土壤和地体数字化数据库）试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上，土壤退化，尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视，不少科学家指出，今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地，117个国家粮食将大幅度减产，呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究，并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家决策系统等研究方面有了新的发展。国际水土保持学会也于1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会，从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且，国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议，并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化，在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视，并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识，并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时，在亚洲，由UNDP和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来，国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展：①从土壤退化的内在动因和外部影响因子（包括自然和社会经济因素）的综合角度，研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系；②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手，研究土壤退化的过程与本质及机理；③从历史的角度出发，结合定位动态监测，研究各类土壤退化的演变过程及发展趋向和速率，并对其进行模拟和预测；④侧重人类活动（特别是土地利用方式和土壤经营管理措施）对土壤退化和土壤质量影响的研究，并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合，进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广；⑤注重传统技术（野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等）与高新技术（遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等）的结合；⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。

我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图（特别是土壤资源清查）；土壤基本物理、化学和生物学性质（特别是土壤肥力性状）；土壤资源开发利用与改良（特别是土壤培肥，盐渍土和红壤的改良等）等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关，但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年，其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入，并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制，完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来，中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务，将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合，将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合，将自然与社会经济因素相结合，将时间演变与空间分布研究相结合，将退化机理与调控对策研究相结合，对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索，并在以下方面取得了重要进展[8、13]：①初步定义了土壤退化的概念，阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面，利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图，并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上，编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图；对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定，并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程，计算我国南方主要类型土壤可蚀性K，编制了相关图件。③在肥力退化机理方面，建立了南方红壤区土壤肥力数据库，初步提出了肥力退化评价指标体系，进行了土壤肥力退化评价的尝试，并绘制了红壤退化评价有关图件；将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系，认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因；应用遥感手段及历史资料，编制了0～20cm及0～100cm土层的土壤有机碳密度图，探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律；提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散，解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面，研究了红壤的酸化特点，根据土壤的酸缓冲性能，建立了土壤酸敏感性分级标准，进行了红壤酸敏感性分级和分区，首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图；采用MAGIC模型，并进行校正对我国红壤酸化进行预测，揭示红壤酸度的时空变化规律；并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面，利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估，建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法，对不同地区的污染状况进行了评估，绘制了重金属污染概图；应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式，阐明了土壤农药污染的机理；在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明，重金属污染可降低土壤对钾的保持能力，促进钾的淋失；而对氮和磷而言，主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面，提出了区域治理调控对策，“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等，并对一些开发模式进行示范和评价。

然而，我国幅员辽阔，自然和社会经济条件复杂多样，地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题，有些问题是全区共存的，有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区，而对其它地区触及较少。而且，在研究工作中，也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白，对退化过程的相互作用研究不够。同时，在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学，特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究，对耐酸（铝）作物品种的选择研究也亟待加强。此外，对其它土壤退化问题，如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题，尚未开展系统研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域，不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学，而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而，迄今为止，国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价，而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且，在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。

我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展，但整体上还处于起步阶段。为此，作者认为，今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究，并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说，应加强以下几个方面的研究工作：

(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性，定量化的和综合的评价方法与评价模型等；

(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络，对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价，并进行分类区划，为退化土地整治提供依据；

(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式（如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等）的发生条件、过程、影响因子（包括自然的和社会经济的）及其相互作用机理；

(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点(Benchmarksites)的选建、3S(GIS、GPS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作；

(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等；

(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术，研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式，主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作，为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板；

(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究，协助政府制定有利于持续土地利用，防治土壤退化的政策。

参考文献

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7中国农业年鉴编辑委员会．中国农业年鉴[Z]．北京：中国农业出版社，1997.

8张桃林．中国红壤退化机制与防治[M]．北京：中国农业出版社，1999.

9红黄壤地区农业持续发展战略研究专题协作组．红黄壤地区农业持续发展研究（第一集）[C]．北京：中国农业科技出版社，1993.

10鲁如坤．土壤—植物营养学[M]．北京：化学工业出版社，1998.

11孙波，张桃林，赵其国．我国东南丘陵区土壤肥力的综合评价[J]．土壤学报，1995,32(4)：362～369.

12CAnecksamphant,CCharoenchamratcheep,T

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篇4

关键词：环境工程；双语教学；教学效果

一、环境工程专业双语教学的目标与定位

随着我国经济的快速发展、国际交流日益频繁，社会对既有丰富专业知识、又有高水平外语能力的“复合型”人才需求量大大增加，从重点高校到普通高校纷纷推行双语教学。所谓双语教学，是指在非外语类课程的教学过程中应用母语和第二语言授课的一种教学模式，既包括教师应用两种语言讲授，也包括师生应用两种语言交流。当前，我国政府和民众对环境问题日益重视，环保概念渐入人心，环保产业不断向前发展，国内部分高校相继开设环境工程类专业，环境工程专业双语教学也在这些高校开展起来。在我国，环境工程专业双语教学通常就是选择汉语和英语两种语言讲授环境工程专业课程的教学模式。高等学校环境工程专业双语教学正是要对原有的英语教学和专业课教学模式进行改革，使本科生能有效掌握环境工程专业术语和英语表达能力，培养英语思维方式，有效地促进学生综合素质的提高，拓宽学生在专业领域的国际视野。

二、环境工程专业双语教学的内容和手段

环境工程专业双语教学作为培养高级复合型人才的有效手段，其教学内容要体现英语语言教学与环境工程专业学科教学的高度融合，从而使它成为培养高级复合型人才的有效手段。双语教学使学科专业知识从以汉语为标识变成以英语为标识，要求教师和学生能同时以汉语和英语两种形式对专业知识进行国际交流。这就要求根据合理的教学目标选择合适的教学内容，因此，环境工程专业双语教学内容要符合学科发展方向，并且课程难度不应低于采用汉语进行教学的标准。近年来，我国高校环境工程专业所开设的双语教学课程主要有环境化学、环境监测、环境土壤学、环境微生物学、环境生物技术、环境生态学、环境生态毒理学、水处理微生物学、环境学导论、环境科学概论、环境工程概论、环境经济学、仪器分析等。南京工程学院环境工程专业选择环境土壤学和环境微生物学两门课程作为双语教学课程。环境工程专业双语教学的模式要求改变我国高校一直以来形成的以教师为主导的“填鸭式”教学方式，增加课堂上师生之间的互动，并优先使用英语。教师要充分运用计算机网络和多媒体技术，制作多媒体双语教学课件，用英文列出专业课程中的重点内容，再选用一些合适的图片用以增加课件的直观性和生动性，并搜集一些英文视频资料，提高学生学习的积极性，使其较快理解和掌握所学专业知识。同时，任课教师应通过互联网或其他方式搜集一些英文资料，根据教学内容让学生利用课外时间阅读相关的英文资料，并在课堂讲授时向学生提问或布置随堂作业，了解学生阅读的效果。双语教学适合采用小班教学的形式，一般以40人左右为宜。双语教学要求学生必须具备一定的英语水平，故环境工程专业双语教学不应该强制性地要求环境工程专业所有学生都参加，而应该在设置一定英语语言和环境工程专业标准的基础上，由学生根据自己的情况选择组成双语教学班。目前，国内多数高校已实行学分制，这就为双语教学的分类开展创造了条件。我校环境微生物学是本科生的专业基础课，有两位任课教师可供学生选择，分别采用双语教学和汉语教学；环境土壤学是专业选修课，学生可以根据自己的兴趣来选择。

三、环境工程专业双语教学的问题及解决方法

1.环境工程专业双语教学的教材建设。目前国内环境工程类专业对于实行双语教学的各门课程还没有统一的教材，因此，一般都是各个高校根据自身的实际情况来选择外文原版教材或者自编教材。因此，对那些采用双语教学的环境工程专业课程，组织国内有关专家编写双语教材就显得非常必要。编写环境工程专业课程双语教材的专家应为该领域的专家，英语水平高，有国外学习或工作经历，并从事过环境工程专业双语教学。双语教材应尽量在不侵犯知识产权的基础上，综合不同外文原版教材，进行节选和编辑，既要保持原版教材的风格，又要使内容符合我国高校的要求。在编写双语教材时，还应列出一些优秀的原版教材作为参考书目，指导国内出版社出版这些书目的影印本，供一些学有余力的学生作为阅读书目选用，拓展他们的国际视野，提高其专业竞争力。

2.环境工程专业双语教学的师资培养。合格的双语教学师资是制约我国高校双语教学向前发展的瓶颈，双语教学师资的建设和培养是提高环境工程专业双语教学水平的关键。我国高校双语教师大致可分为两类：一类是一些英语能力强的专业课教师，环境工程专业双语教师一般属于这一类，他们由于缺乏语言教学方面的系统训练，难以用外语充分表达自己的专业思想和开展互动式教学；另一类是英语专业教师通过较为简单的专业知识进修后转而进行双语教学或者是英语专业的本科生攻读了非外语专业的研究生，他们专业知识不全面，无法深入浅出地讲解环境工程专业知识。作为环境工程专业双语教师，不仅要求专业知识精深，还要求英语水平高、能灵活运用英语来表述环境工程专业知识、解析专业词汇等。因此，环境工程专业双语教学的师资培养和建设是一项系统工程，不可能一蹴而就，应该有步骤、有计划地进行，采用自己培养和引进相结合，国内培训和国外培训相结合，短期培训和长期培训相结合的培养模式。

3.双语教学课程的考核及教学效果。环境工程专业双语教学要灵活采用多种考核、考试形式，促使学生主动学习，注重双语教学的效果。环境工程专业双语教学的考核应借鉴欧美国家的一些先进经验，灵活采用笔试、口试、开卷、闭卷等多样化的考查形式，并将学生平时在课堂上的表现情况纳入综合成绩评定。考核的主要目标是考查学生双语应用和专业知识应用能力，尽量通过设计案例来考查学生解决实际环境问题的能力。环境工程类专业知识性比较强，有的课程对学生来说本来就有一定难度，采用双语教学的模式，加重了学生的学习负担，使得部分外语水平较差的学生更难理解和适应。大学本科生虽然已经过了多年的英语学习，但是他们学习的内容一般以日常用语为主，对科技英语不熟悉，且很多本科生还没有形成使用英语进行交流的习惯，英语听力和口语能力非常薄弱。因此，用汉语讲解环境工程专业课程教学中的重点和难点是必要的，可以避免学生对于课程中难点的学习存在语言障碍，能在一定程度上保证环境工程专业双语课程的教学效果。

参考文献：

[1]刘廷凤,李红艺,丁克强.“环境土壤学”双语教学模式的探索[J].高教论坛,2011(2):56-58.

[2]樊云慧.对高等学校开展法学双语教学的思考[J].高教探索,2013(1):95-99.

[3]谈多娇.高等学校双语教学的关键环节[J].教育研究,2010(10):91-94.

[4]李英华,王丽敏,魏薇,等.环境科学专业课程双语教学的研究与实践[J].吉林化工学院学报,2012,29(2):94-97.

篇5

关键词：水土保持；方案编制；水体损失；土地保育

水土保持方案编制应考虑的问题，究竟是一些什么问题呢？由于人们对水土保持概念理解的偏差，在编制水土保持方案时仅着眼于防治土体损失的机械固定，仅仅限制在使用工程措施，从字面上理解植物措施，没有意识到防治水体损失方面的保持利用，忽略对风力侵蚀的防治，不考虑植物侵蚀和化学侵蚀等。

要讨论这些内容的不合理问题，首先得搞清水土保持概念的内涵与外延。

1水土保持概念的内涵与外延

由水土保持的概念看来，要弄清水土保持的内容，还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念，根据一些学术专著，它的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。

然而什么又是土壤侵蚀呢？土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语，国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同，即水、风、重力等作用下土壤的流失。国内定义是指土壤在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程。

当然，随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入，土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动，逐步发展到土壤在内外因力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程，水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举，从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系，如水土流失与水环境的联系，水土保持与全球气候变化的联系等，即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源，而是任何在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源，水土保持的内容已不只是防治水土流失，而是维护和提高土地生产力，建立良好生态环境。

由此看来，水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外，还赋予了利用水土资源，绿化美化环境等。其中，防治水土流失涉及防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀，慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林，慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简单地把水土资源固定在某一个区域。

2问题根源的解析

前面已经说了方案中存在的问题。为什么会出现这些问题呢？我想最根本的是把水土保持单纯地理解为水土保护，而没有意识到水土保护的根本目的。现结合前面给出的概念来解析这些问题。

2.1仅把“保持”理解为“保护”

保持含义不仅限于保护，而是保护、改良与合理利用。由于一部分人把水土保持单纯地理解为水土保护、土壤保护，甚至与土壤侵蚀控制等同起来，没有意识到土壤的改良以及土壤合理利用于农、林业生产，即没有考虑到对土地生产力的提高，因此，在方案设计的时候，仅着眼于防治土体的损失，进行机械地“固定”处理，夸大甚至是盲目使用工程措施，从字面上理解植物措施。

2.1.1没有着眼于提高土地生产力。有人认为，用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围，这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。有的就是忽视植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效，在方案编制中忽视植物措施，至少不对石料场、石渣场采用植物措施，加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化，而是随意采用复垦措施，使土地越垦越穷。相对次要一点的是，在方案中没有提及风力的扬尘等对土地的沙化。也许有人会问：为什么要提高土地生产力呢？因为他们只知道土地是农业生产发展的重要因素之一，不知道中国仅有10.20%的土地面积适于农业，37.10%适于畜牧,且风与水冲刷严重。因此必须考虑土地资源的可持续发展。

从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看，把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后，能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平（一般情况下是不可能的），但弃渣场本身占压了肥沃的土壤，让其退化，变得难以利用。据科学测算，自然风化1cm表土层需要400年时间，而风化成30cm耕作层，则至少需要1.20万年。但破坏这1.2万年才风化成的耕作层，却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间

上的巨大浪费。因此，强烈反对占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案。

2.1.2对绿化、美化环境认识浅薄。由于没有意识到绿化、美化环境，一部分人没有考虑植物措施，或乱用植物措施，或没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来，是对绿化、美化环境的认识没有深入。没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中，不在乎植物措施，认为在工程措施的防护下，已经能够达到防治目标，采用植物措施纯属多余。

乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争，只知道植物对土壤的改良，不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力（即植物侵蚀）。要么是简单的进行混交造林，没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系，对各树种不进行优化配置；要么乱用植物种造林，使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质，降低土壤肥力，造成植物侵蚀。

没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计，没有考虑立地条件；要么是简单设计，没有考虑混交造林；在简单的进行混交造林设计中，没有考虑造林密度对生长量的影响；当然，他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用（其实，植物措施常常是和生物措施相互通用的）。

2.2仅从定义上理解，没有注意到事物的发展

早期，人们只提出了土壤保持这一概念。而今，还有很大一部分停留在这一概念上，认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是，他们没有注重水体的保护和利用，没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说，没有水忧患与水战略的意识。当然，这些还与水体保护的具体定义有关，因为在这一方面大家还持不同的意见：如有人把入渗作为一种水体保护措施，但有人认为，入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。

因此，在方案编制中少了很多内容，让编制方案的根本目的落空。没有了“维护和提高土地生产力”这一内容，好多东西也就空荡起来，更别说水土资源的可持续发展了。个人认为，水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发，做好库存，同时进行防污染处理。

篇6

关键词：污染生态学；理论与实践；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0115-02

《污染生态学》是一门以生态系统理论为基础的边缘交叉学科，该课程的教学目的是使学生掌握污染生态学的基本理论、基本知识，了解污染物在生态系统中的迁移、转化规律及解决方法，培养学生分析和解决问题的能力，为继续读研深造或从事污染生态研究、环境保护等相关工作打下基础。笔者根据在教学实践过程中发现的一些问题，对《污染生态学》的教学内容和实践环节改革进行了若干探索。

一、优化教学内容

1.课程特点与知识体系。污染生态学是生态学和环境科学相融合、相交叉的产物，其课程内容涉及广泛，包括化学、土壤学、物理化学、植物学等。在学习本课程前，学生应该具备一定的相关课程基础，因此本课程安排在大三下学期。但是，教师在授课过程仍应注意回顾与补充相关概念，以帮助学生更好地理解与把握本课程知识。

污染生态学的课程知识体系如图1所示，大体可分为基础篇和应用篇两部分，基础篇主要介绍生物系统与被污染的环境系统之间相互作用的机理和规律，即污染物在生物体内的生物过程。具体包括生物体对污染物的吸收与迁移、生物富集、污染物对生物体的危害、生物体对污染物的抗性及生物在长期污染条件下的生态效应与适应进化。这几个部分分章节讲述，但相互联系紧密，并且可在生物生命过程中同时发生，应从整体把握。应用篇主要是基于生态学原理和方法对污染环境进行控制和修复，重点是大气、水和土壤污染的生物修复技术。此外，污染环境的生物监测与评价也是污染生态学中不可分割的一部分。在讲授过程中，要注意将基础篇和应用篇有机结合起来，使理论联系实际，两者互相印证，形成完整的知识体系。

2.结合学科特色，突出教学重点。污染生态学是生态学中实践意义较强的一个分支，将该课程与学科优势和特色结合起来，有利于生态学综合人才的培养。南京林业大学生态学科于1989年成为首批教育部国家级重点学科，经过多年的建设，已形成自己独特的研究方向与特色。主要是以森林、湿地等生态系统为研究对象，以生物与环境之间的关系及其相互作用机制、生物地球化学循环等生态学理论为基础，重点探讨退化生态系统植被恢复机理与技术，土壤生态学过程及其对全球气候变化的响应，湿地濒危物种生境恢复与生物多样性保护，环湖植被缓冲带与水生植物的生态功能，湖泊富营养化治理技术等。因此，结合该课程的教学目标与学科特征，该课程的教学重点主要有：污染物的生态过程的基本理论、水体富营养化的概念、危害、评价及修复对策、水污染的土地处理系统修复原理、土壤污染的植物修复技术。而且，在授课过程中，可将本学科教师的研究成果与案例融入理论知识中，激发学生的兴趣，培养学生解决实际问题的能力。

二、实验实践的设计与实施

本课程在原教学大纲中理论讲授学时数为48学时，并未设置实践学时。针对本课程的现实性、综合性和研究性特点，将学时调整为理论讲授32学时，实践教学16学时。实践教学与理论课同步开设，使理论与实践结合，加深学生对理论知识的理解，并学以致用，提高学生的综合分析能力和实际动手能力，培养创新能力。本课程拟开设的实验实践内容具体如下：

1.重金属对植物种子发芽和根伸长的影响（4学时）：将上课学生分成若干组，分别进行不同重金属（Cd、Cr、Pb）对不同植物（小麦、白菜）种子发芽和根伸长的影响，考察不同重金属对不同植物种子的毒性效应，加深对效应浓度、安全浓度等概念的理解。通过不同组的实验结果比较，还可了解不同重金属的毒性大小和不同植物对重金属胁迫的敏感性。

2.人工湿地对城市尾水的处理效果研究（6学时）：参观人工湿地尾水处理厂，调查人工湿地的植物种类配置和运行参数，采集人工湿地的进水和出水，了解人工湿地对主要污染物，如有机物、N和P的去除效果。在对实验结果进行分析的过程中，要求学生查阅资料，了解不同湿地植物如芦苇、香蒲等对污染物的吸收去除能力，综合分析理解人工湿地去除污染物的原理。

3.采用观赏植物修复土壤重金属污染的实验研究（6学时）：分组查阅资料，选择合适的观赏植物，研究观赏植物对土壤重金属的吸收和富集量，评价观赏植物修复土壤重金属污染的性能。该实验一方面可让学生深入了解植物对重金属的吸收和生物富集的概念，掌握生物富集系数和转移系数的计算，另一方面也可帮助学生理解重金属污染土壤的植物修复技术原理，掌握超积累植物的筛选方法。

三、教学方式的应用

1.多媒体与板书相结合的讲授方式。讲授法是教学中最基本、最常用的方法，特别是对于理论基础概念、专业性基础知识点的讲解。多媒体技术是指将文字、图像、声音等承载信息的载体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制的技术。利用多媒体教学可以将抽象的知识形象化，给学生以视、听新感觉，调动联想思维，提高学生的学习兴趣，如在讲污染物对植物超微细胞结构的损伤时，可以通过直观的照片展示不同浓度的污染物胁迫下，植物细胞的细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器的损伤情况，能够激发学生的学习兴趣，更利于学生对相关知识点的掌握。但是多媒体技术也存在一些弊端，如播放速度快，信息量大，不利于学生对知识的接受，缺乏足够的时间消化和记笔记，因此，应根据具体知识内容，将多媒体教学和板书有机结合起来，特别是重点概念，通过板书的形式，放慢讲授速度，加深学生对相关知识点的理解。

2.案例教学与学生演讲相结合的方法。污染生态学的课程内容是以生态学原理为基础，通过大量的案例分析污染生态过程中植物、动物和微生物等有机体的生态响应机制和其毒害表现，探讨污染控制和污染修复生态工程的学科。但是环境中污染物种类众多且对生物具有不同的毒性效应，课堂学时有限，仅能挑选比较经典的案例进行讲解。另一方面，传统的“教师讲、学生听”的授课方式作为主要的教学方式在调动学生积极性方面效果欠佳。因此，对于比较重要的知识点，可指定阅读材料或要求学生自己查阅最新资料与案例，做成PPT在课堂上进行讲解，教师给予针对性点评并引导学生讨论。如生物对污染物的吸收和迁移章节中，比较经典的案例是铅和镉在玉米根系中的吸收和迁移，可以引导学生查阅铅镉等在其他植物或土壤-植物体系中的迁移规律，并在课堂上讲解、讨论植物吸收重金属的途径。该方法不仅能够调动学生学习积极性、提高学生的表达能力，活跃课堂气氛，也能使学生了解学科最近的研究进展，加深对相关知识的理解，拓展知识面。

3.专题讲座。污染生态学具有现实性、综合性和研究性，是一门发展中的学科。随着学科之间不断交叉渗透，其学科内涵更加丰富。而且，随着研究的深入，对于污染生态学中出现的新污染物、新问题的认识也不断深入。因此，有必要开展污染生态学的研究前沿与展望的专题讲座。专题讲座主要介绍目前污染生态学和环境科学领域一些热点问题的研究进展，如药品与个人护理用品、内分泌干扰物、生态风险等。这些新兴污染物和人类生活息息相关，通过专题讲座，可以使学生了解环境中的新兴污染物对人类身体健康的影响，培养学生的环保意识，同时激发学生对科研的兴趣，吸引一批学生投身于科研事业中。

四、结语

《污染生态学》是生态学专业的重要专业课程，具有现实性、综合性和研究性的特点。在教学过程中，应结合本课程的特点与学科优势特色，优化教学内容，并合理设置实验实践环节，使理论与实践有机结合起来，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力和发现问题解决问题的能力，培养学生的创新意识、科研能力和综合素质。

参考文献：

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1.1更新和优化教学内容

目前国内外仍然没有一本专业的《葡萄生态学》教材。虽然2009年以后西北农林科技大学葡萄酒学院主要参考了张光伦教授主编的《园艺生态学》教材，并结合葡萄生态学自身的特点制作了课件和讲义。但是，生态学的研究日新月异，分支也越来越多。因此在教学过程中，在讲授葡萄生态学基本理论的基础上适当拓展理论视野，密切关注葡萄生态学领域科学研究前沿和动态，将最新研究成果引入课堂教学中，保持教学内容的新颖性。过去5年的教学改革与实践发现，《园艺生态学》教材能系统地为学生提供生态学的一些基本理论和基础知识，课程组则结合最新的葡萄生态方面的研究成果不断进行补充和优化。如在葡萄气候区划方面，授课老师根据研究结果补充了我国大陆性季风气候条件下葡萄区划指标体系的构建。再如我国优质葡萄酒产区主要位于干旱缺水、生态脆弱的区域，保护生态环境一直是葡萄与葡萄酒产业发展坚守的重要目标。在葡萄生态学的讲授中不断更新了沙漠产区、戈壁滩产区、盐碱地较为严重的产区等发展葡萄酒产业的生态需求。另外，根据不同生态因子对葡萄与葡萄酒质量的影响不同，课程组采用了区别于园艺生态学、森林生态学等课程的授课架构和顺序，对涉及重要生态因子的章节加强了学时和内容。例如目前水分缺乏和低温冻害已经成为影响我国葡萄与葡萄酒产业发展的重要因素，对这两章的讲授则更为详细。最后，在教学过程中课程组注重基本概念、基本理论和基本技能的训练，以及学生独立思考能力和意识的培养。只有深刻掌握了这些基本知识，对葡萄原料质量、葡萄酒质量和风格等方面的评价才能更加客观和深入。

1.2改革与创新教学方法

1.2.1提高教学过程的师生互动过去由于没有参考教材，并受“注入式”教学思想的影响，上课时主要是老师讲解，学生忙于记笔记，强调讲授的作用。课程教学改革以来，在教学过程中经常穿插提问、增加小测验，这样既可以集中学生上课的注意力，同时又促进了学生对教学内容的温习和思考。另外，在每节课的前5分钟鼓励学生向老师提出问题，由授课老师和同学们共同思考，在下课前5~10分钟进行解答和评论。既提高了学生探究知识的热情，又能最大程度地调动全班同学共同思考，相互学习。改革实践中另一种互动的方式是提前定向生态学热点主题，如气候变化对葡萄与葡萄酒产业的影响、环境污染与葡萄生产等，让学生自己查阅文献，同学们经过准备后在课堂上进行讨论。这些教学方法的改革把过去以教为主变为教与学互动，充分发挥了学生的主观能动性，教学效果良好。

1.2.2增加学生主导的课程讨论课课堂讨论是教学过程中一个重要的辅助环节，有利于活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣和热情，提高教学效果。葡萄生态学课程教学改革以来，一直安排4个学时进行学生为主导的课堂讨论。具体做法为首先按照我国行政区划的31个省、直辖市、自治区，将每个年级全体同学分为31个小组，通过查阅文献、数据统计，并结合生态学课程讲授的内容，对每个区域进行生态评价，并结合当地葡萄与葡萄酒产业进行论述。所有讨论内容需制作成幻灯片，并上台讲解5分钟。同时，随机挑选5名学生作为评委，授课老师辅助点评，其它同学进行交流和质疑。整个课堂以学生为主导，授课老师主要进行引导和辅助点评，最大程度提高学生的积极性、主观能动性和创造性。实践证明讨论课不仅提高了同学们的团队协作意识，也锻炼了材料收集与组织能力、演讲能力等。另外，各小组通过查阅文献、上台讲解，对该产区的生态条件有了非常深刻的认识。所有小组通过集体交流，使得全年级的每一个同学对全国的生态条件都有了全面的了解和独立的思考，为以后葡萄栽培学、葡萄品种学学习，以及进入产区工作奠定了良好的基础。

1.2.3加强现代化教学手段的应用葡萄生态学课程教学的手段已完全实现多媒体教学，但是由于该课程涉及的知识面较广、概念较多，所以仅依靠幻灯片进行讲解有时仍显得较为枯燥和抽象。因此，授课老师在尽量制作更为优美的幻灯片的同时，根据章节内容，收集整理大量实地照片、视频进行讲解。授课老师利用科研活动、考察等机会，分别在新疆、辽宁、山东、吉林、四川等产区从生态学的角度拍摄了大量实地照片和视频，如土壤类型、植被类型、地形地貌、园地建设等，为学生提供了许多真实而直观的例子。另外，课程组还积极下载和制作各种视频，补充说明各个知识点，让学生更加容易理解和记忆。课程组在新疆北疆地区拍摄了戈壁滩产区从原地选择、葡萄园管理到酒厂生产全过程的视频，以生态学知识为切入点，为学生详细介绍了北疆产区的生态条件及其对葡萄酒质量的影响，让学生更加容易理解我国干旱地区葡萄与葡萄酒的特点及其生态学基础。

2改革考核方式，重视学生综合素质的培养

采用考试、课堂讨论以及小论文撰写等多种考核形式，可以综合评定教学效果。葡萄生态学课程教学改革以来，从以前的成绩构成仅为期末试卷考试加上平时考勤改为讨论课成绩、平时考勤成绩、实验成绩、期末成绩4大块，而且期末试卷成绩的比例由原来的80%降为65%，更加注重了对平时讨论、实验、实践能力的考核，导向性地培养学生独立思考和动手的能力。

3展望与建议

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多孔介质中土壤溶质迁移课程研究的是溶于水体或多孔介质中的溶液的过程、规律和机理。多孔介质中的液相部分并非纯水，而是含有根中无机与有机溶质的溶液。溶质在多孔介质中的运移不仅与水的流动相关，而且与溶质的理化性质以及在水力驱动过程中所发生的物理、化学和生物过程等密切关系。多孔介质中土壤溶质迁移这门课程所包括的内容已不仅仅局限于土壤物理学，同时也包括了土壤化学的研究。因此，多孔介质中的土壤溶质运移这门课程所涉及的学科范围属于土壤学科，是土壤物理和土壤化学的交叉学科。而进一步从水文和水文地质学科角度分析，则属于土壤水文学或包气带水文学的范畴。从环境科学角度，则属于环境土壤或环境水文学的研究对象。因此，通过这门学科的学习可以有效地掌握多门课程的基础理论，对地下水环境污染的预测防治理论及应用均有重要意义，同时该门课程中提出的理论和方法，亦可提高地下水中污染物运移监测的准确性，使之符合野外大区域尺度的实际情况。

一多孔介质溶质迁移课程的改革实践与创新

多孔介质中的溶质迁移课程是我校水利水电学院农业水土工程专业基础课程之一，教学目的以掌握多孔介质中的溶质迁移理论知识为主要目的。但近年来由于工业迅速发展，农业化肥农药的大量投入，土壤、地下水的污染日益严重，为我们土壤及地下水环境保护敲响警钟。因此，对于本课程知识的掌握就不能仅仅限定在教材的范围中，应该教会学生在实践中学以致用，只有这样才能体现本课程所述理论的“实践性”价值。

对于多孔介质溶质迁移课程，由于本课程知识理论抽象、枯燥，模型方程难理解，难求解，是学生普遍认为不仅难学而且用处不大的课程。因此，在教学实践中，我们期望改变目前的现状，探索并建立了以学生能力培养为主，理论与实践联系的教学方法体系，吸收国内外先进的、基础性、前沿性和时代性的教学实践范例；提出了采用与研究型教学理念相适应的学习资料，以及授课与课堂讨论形式，课后作业类型、试验技能和考核方法；授课环节中采用中英文双语授课，课程讲授过程中将专业英语穿插授课环节，并加强传统教材，网络多媒体和电子教材的建设；同时注意培养学生开展创新试验素质，强化研究型实验，完善实验方法，提升创新思维与科研实践能力。

多孔介质溶质迁移作为农业水土工程专业的基础理论课程与主干课程，课程知识面广，知识点较多和综合性强。因此，在授课环节中应注重基础理论的讲授，结合目前科研过程中已开展或正在开展的科研实践举例来充实课程内容，并采用启发式教学，提出一些与实践相关的思考问题以供学生积极主动思考，拓展学生的思维能力。在讲授课程内容过程中，培养学生从整个课程章节的系统组成出发，了解每章在该课程中的作用以及各章之间的内在联系，达到系统理解本课程的全部内容。在重点阐述基本测试理论和测试技术的基础上，介绍学科前沿发展方向和最新的实验技术，如新的测试新方法、新型传感器、数据记录仪与自动采集系统、虚拟测试技术和“3S”技术等，开拓学生的视野、丰富学生的知识面。

二实验课程的组织和实验教学的改革与创新

在多孔介质溶质迁移课程的部分章节中，如溶质穿透曲线概念及研究方法、土壤溶质随坡面径流中，由于其溶质迁移物理过程复杂、研究机理抽象，学生较难理解。因此，我们将课程地点安排设置在实验室内，改变传统的课堂教学模式，挣脱教室的束缚，把实验室同样作为学习的场所，以学生亲自动手、实际模拟、实验观测和后期数据处理为主要手段，让学生充分理解什么是孔隙体积，什么是相对浓度及相对体积，什么是相对混合深度，通过课内穿插的现场实验教学，大大提升了学生对于本门课程的兴趣，同时亦使学生认识并掌握试验研究的程序、内容与方法，以提高学生的综合分析能力，为以后的科研工作进行系统的方法、思路、综合能力和科研报告撰写等的训练，以期提高学生的科研工作能力。

同时依据本门课程的难点、重点，将本门课程的重要研究理论与相关动手实验相结合，学生通过前期实验准备充分了解本研究理论的影响因素；通过实际的实验过程操作，继续加深对本理论的理解，克服学生接受复杂理论的恐惧心理，激发学生的学习积极性，进而提高学生对知识的吸收程度。

三课程的研究性教学方法的创新

对于农业水土工程专业选修课程体系的选择，我们在充分讲授本课程基础知识点的前提下，首次建立了以教师命题为主，学生自己兴趣爱好相结合的方式。授课环节中设立子专题，给学生较多的空间，使学生在课余时间利用各种渠道收集与研究专题相关的资料，获取与本课程相关的知识点，并严格按照科技论文的形式撰写读书报告，阐述对本课程的理解（学科发展综述、存在科学问题以及自己的认识等），转变老师作为知识权威和垄断者的角色，变“学科教师”为学生“导师”，引导鼓励学生自主学习、合作学习，向社会学习、向他人学习。教学方式的改革不仅能培养学生独立查阅中英文文献和综合分析文献资料的能力，还能锻炼与培养学生形成相关科学研究的方法和技能。通过对课程教学方法的改革，一定程度上改变了传统的教学体系与教学方式，增强本科学习阶段的研究性教学环节，提高学生的素质与综合能力。

四通过多媒体课堂教学实现软件模拟教学的创新

由于本门课程公式、参数较多，一个模型有时甚至可以有数十几个参数，在授课过程中，若仅以简单的多媒体传授为主，那么就会导致学生对于本门课程的一知半解，其教学也不能取得较好的效果，对学生本专业发展也极为不利。因此，在本门课程理论偏多的章节，我们将能够处理相关模型，求解参数的模型、说明书及其相关已有的研究数据提前拷贝给学生。同时在授课时，安排4名学生携带笔记本电脑一台，在课堂上通过与教师同步软件操作处理实验数据，来用于课堂模型模拟学习。通过一步步教授学生如何学会使用相关软件求解复杂溶质迁移参数及溶质迁移过程模拟，获取独立处理相关问题的能力，同时处理数据的过程又进一步加深了学生们对于本课程基础知识的理解与认识。几堂课下来，学生基本能够将复杂问题简单化，抽象问题具体化，课堂效果较好。

五课程评价体系和考核方法的改革与创新

从2005年起，我们就本课程的教学借鉴了国外一流大学、中国科学院及国内重点大学多孔介质溶质迁移课程相关的教学内容与方法。我们通过调研，发现国外大学相关专业的教学以启发型、自主型和开放型的教学方法为主，更加注重学生创新能力的培养。在考核方面尤为重视，多采用开放式题目，学生可自选与课程内容相关的题目，来进行专业课程考核，注重培养学生团队协作完成命题的精神和意识，且日常作业以大作业为主，着重培养学生的探究与创新意识。

在此基础上，围绕创新型人才培养的目标，借鉴国内外相关专业领域教学的先进经验，结合西安理工大学本科专业教学中的实际情况，探究与改革教学的考试方式了。传统考试形式多以一次性定时闭卷考试为主。传统考核方法具有诸多弊端。首先学生以临时突击应付考试为主，平时课堂学习及课后复习较少；二是对学生综合运用所学知识解决实际问题的能力考查，不利于创新性思维的发挥。采用新的教学评价体系，可以改变传统的一考定终身评价方式，注重对学生学习过程中的评价与激励。总成绩由平时作业、课堂讨论表现、实验研究和研究性创新、期末考试共4部分组成，分别占总成绩的10%、10%、20%、60%。

为考察学生掌握基础知识的程度，期末考试时我们采取闭卷考试方式，确保学生熟练掌握本课程的基础理论和重点理论。而对于理解性的内容，以课程实验研究与创新性考核为主。通过考核学生制订实验方案和设计实验过程的合理性与可行性、实验过程中的逻辑性性和完整性、实验结果进行理论分析的逻辑性、正确性与可靠性，以及分析仪器操作步骤的合理性、对掌握仪器使用方法的熟练程度；实验报告编写的规范性、条理性与整洁性，图表数据的准确性与规范性；对实验思考问题解答的正确性与创新性等。同时考核中，我们还设立了创新性实验的考核，考察学生在创新实验中所展示的创新能力、理论联系实际能力、总结归纳能力、科研实践技能以及团队协作能力等。

与此同时，为增强课堂讲授的效果，根据本课程的特点，把本专业教师的相关科研成果引入实验教学活动中，以提高学生的实验兴趣，培养开展研究型实验的创新能力。注重学生的创造精神培养，扩展学生自主研究思考空间。以达到使学生由“要我学”转变成为“我要学”的主动接受事实的目的，注重学生的理论推理的逻辑思维、实践能力与创新精神的培养。此外也进行了考核评价方式改革等实践，如开辟了免试通道，鼓励学有余力的学生参加国内外的创新型竞赛项目等多种考核方式来获得本课程成绩。为学生提供宽松的学习氛围，充分调动学生的积极性，促进了学生从应试性学习研究型学习方式转变，有利于学生实践能力培养。

总之，多孔介质溶质迁移课程教学改革是具有伟大意义的。尽管我们已经做了多年的尝试，取得了一些成绩，但我们能感受到，高校的课程改革创新之路还很长，还有很多需要我们进一步努力的事情。我们将遵循教学规律，不断改革创新，建立创新人才培养模式，为社会培养大量学生和家长认可、企业需要、就业前景良好、创业意识强的高素质应用型人才。

参考文献

[1]杨承运，张大良.地学教育总体改革研究报告[M].北京：高等教育出版社，2003：101.

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关键词：有机肥；土壤重金属；生物有效性

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.02.006

Abstract：With the increasing concern of soil heavy metal pollution， it is necessary to do the research on reducing the heavy metal toxicity of soil， while the bioavailability of heavy metals is an important index for researching. There were many researchers have done the researches on the effects of fertilization and tillage on bioavailability of heavy metals， however only a few have been focusing on the effect of organic fertilizer.This dissertation have referenced many literatures in relation to organic fertilizer and soil heavy metals in recent years， the conception of soil heavy metals bioavailability， and the related infecting factors of bioavailability， as well as the effects of fertilization on bioavailability of heavy metals was conclused. It also gave a conceivable prospect of relationship between organic fertilizer and the soil bioavailability to improve the research on organic fertilizer and soil heavy metals bioavailability.

Key words：organic fertilizer；heavy metals in soils；bioavailability

随着工业化和城市化的快速发展，各种工业污染、人为活动以及不合理施肥等原因导致的有毒有害重金属（Pb、As、Cd、Hg等）通过各种途径进入土壤，使重金属污染程度不断加深。调查显示，全世界各国的土壤都存在着不同程度的污染。土壤中重金属含量的上升，使土壤发生质量退化、农产品的产量和品质降低，并且经食物链等方式被带入到人的身体内，影响危害着人类的身体健康[1-2]。在关于土壤重金属有效性的研究方面，科学家们更加关注的是添加改良剂与修复改良等，而对施用有机肥与重金属生物有效性方面研究较少。本研究主要综合了现有有机肥对土壤重金属有效性研究的相关文献，从土壤重金属生物有效性的概念、影响因素、有机肥对土壤性状及重金属有效性的影响3个方面进行了归纳总结。

1 土壤重金属生物有效性的概念

关于土壤重金属生物有效性的定义，第一次被提出是基于物理化学的概念，它是指污染物在水体中生物传输或生物反应被利用的程度。后来，又被应用到固体环境，例如土壤和污泥以及大气环境中的生物可给性问题[3]。环境化学概念中，生物有效性是指能够被生物所吸收利用的那部分物质。而生物学概念中的生物有效性，则是指能够经细胞膜而进入生物体，并参与生物新陈代谢过程的物质[4]。除此之外，由于研究对象和研究环境的不同，生物有效性的定义也不相同，如生物吸收物质的途径和方式，生物吸收物质的量，潜在的能被生物吸收的部分[5]。土壤重金属生物有效性不仅与土壤环境有关，也与生物自身的特征有关，这也就导致了土壤重金属生物有效性概念的复杂性。

2 影响土壤重金属生物有效性的因素

影响土壤中重金属生物有效性的因素很多，主要有重金属形态、总量，土壤理化性质和土壤环境条件等。除此之外，土壤类型、土壤生物等因素都会对其产生一定影响。

2.1 土壤重金属形态

土壤重金属形态是最重要的因素。重金属和土壤中的不同成分结合成不同的形态，各个形态的含量影响着重金属生物有效性。重金属在土壤中的存在形态研究主要有以下几种。Tessier 等[6]在1979年提出可以把重金属在土壤或者沉积物中的形态划分为5种形态：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态。这种划分也是到现在为止学者们所认为的最常见、最有代表性的。Shuman[7]在1985年提出把其划为交换态、水溶态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态、紧结合有机态、不定性氧化铁结合态、松结合有机态、硅酸盐矿物态。Gambrell[8]则将其划分为水溶态、易交换态、大分子腐殖质结合态、无机化合物沉淀态、硫化物沉淀态、氢氧化物沉淀吸收态（吸附态）和残渣态等7种形态。它们中有的形态如残渣态，其迁移性较小，不被植物所吸收，因此，它的生物有效性小；有的能与土壤有机质、铁锰氧化物吸附结合，形成结合态沉淀物，在土壤l件发生改变时，迁移活性较大；有的吸附于土壤颗粒表面，与土壤液相离子进行吸附解析化学活动，属于可交换态重金属，迁移活性强，容易被植物所吸收利用。

2.2 土壤重金属总量

土壤重金属总量对生物有效性的影响虽然不能与形态相比，但总量更能够说明重金属富集程度和潜在危害等，因此，总量的研究被普遍应用到各国的土壤环境质量标准中。第一，土壤中的重金属形态和重金属总量两者之间有着相互关联及影响。例如，Sauve等[9]对几种不同类型的土壤进行了试验研究，元素Cu的全量与可交换态的Cu、水溶态Cu都有着很好的相关性，并且发现全量也是影响土壤中Cu2+活度的因素之一。Sauve等人[10]还对某铅矿周围的不同类型（88种）的土壤进行了研究，在对元素铅进行分析时发现，影响土壤中水溶态和可交换态铅以及铅离子活度的重要因素之一就是元素铅的总量。第二，在一定的条件下，土壤重金属的生物有效性可以用重金属总量来评估。

2.3 土壤理化性质

2.3.1 有C质土壤的理化性质 能够影响重金属的生物有效性的因素中，土壤中有机质的含量是主要的影响因素[11]。土壤中的有机质和重金属元素形成的络合物，影响土壤重金属的迁移性以及生物有效性。有机质对生物有效性的影响主要有以下两个方面。一是通过加入有机质来影响对重金属元素的吸附能力。有机质作为一种天然的吸附剂，能够在很大程度上降低离子活度。二是土壤中有机质含量的多少改变着土壤中重金属元素各形态的分布，能够影响重金属元素的迁移性。例如王浩等[12]通过研究发现，受到铅和铜污染的土壤在加入有机质后，随着有机质积累的增加，会使土壤中水可提取铅和铜的含量显著减少，这一结果说明有机质可稳定土壤中的铅和铜。同样，钟晓兰等[13]也发现，除了元素Cr，其余重金属元素的各个形态和土壤有机质之间都有着显著相关性。

2.3.2 pH值 土壤溶液的pH值影响了土壤溶液中的各种离子在固相上的吸附程度，各种土壤矿物质的溶解度及其元素离子活性。因此，土壤pH值是土壤重金属元素解吸、吸附、溶解、沉淀离子化学过程的重要控制条件。如廖敏等[14]研究发现，随着土壤pH值升高，元素镉的吸附能力及其吸附量都明显增强，并且最终会产生沉淀。赵雅婷[15]研究发现：随着土壤pH值的上升，土壤中元素Zn的铁锰氧化物结合态及碳酸盐结合态含量增加，而可交换态Zn的含量减少；随着pH值的升高，土壤铁锰氧化物结合态Cd、碳酸盐结合态Cd的含量增多，而可交换态Cd含量减少。句炳新[16]研究发现，Cu的可交换态量会随着pH值的升高而减少，Cu的碳酸盐态则会随着pH值的升高而增加，这与廖敏、赵雅婷等研究相同。

2.3.3 氧化还原电位 土壤氧化还原电位是通过影响重金属在土壤中的价态来影响重金属的形态和分布的。土壤中重金属元素在氧化环境下，一般处于较高的氧化态。例如汞元素可以从单质汞转化为汞离子，从而甲基化成为甲基汞，大大地增强了它的有害性[17]。曹媛媛等[18]研究水稻田中重金属情况发现，土壤在还原环境中含有大量的二价铁离子，能和还原态的硫离子结合形成FeS。FeS再和CuS /ZnS反应产生沉淀，CuS /ZnS在土壤中大量累积，以此来降低重金属Cu或Zn的生物有效性。

2.3.4 粘土含量 在理化性质中，土壤中的粘土含量也影响其生物性。粘土矿物主要是通过进行离子交换来吸附溶液中的重金属离子，因此，粘土含量对重金属生物有效性影响深远。有研究发现，土壤中粘土含量影响着锌元素的生物有效性，但是这种影响会因为时间的长短而发生变化，而且有学者对土壤矿物学进行了相关研究，发现可交换态Cd的含量和粘土含量有较好的相关性[19-20]。因此，可知在研究重金属生物有效性时，粘土含量这一内容也是不可忽视的。

2.4 其他因素

除以上的因素之外，影响因素还包括重金属元素的种类、土壤类型和生物种类差异、农业活动等。如不同的耕作强度也影响着土壤的结构，不合理的耕作方式会使有机质大量的流失，从而产生重金属毒害；同种植物种植在不同类型的土壤中，所吸附重金属能力也有着很大差异，相同的植物对不同的元素的富集吸收能力又不相同。并且，各影响因素之间也存在相互关联，因此，在研究土壤重金属生物有效性时，应当综合考虑各个影响因素，进行全面的研究分析。

3 有机肥对土壤重金属生物有效性的影响

有机肥的施用不仅可以改善土壤的理化性质，增加土壤营养元素，减轻土壤次生盐渍化[21]，提高作物产量和品质[22-24]，增加土壤中的有益微生物种类[25-26]，还可以对土壤重金生物有效性产生影响。有机肥对生物有效性产生影响，最主要的方面是通过改变土壤中的有机质和pH值。

3.1 有机肥对有机质的影响

一般土壤中有机质的含量范围约在0.5%至20%之间，它影响土壤的理化性质，同时也是植物所必需营养元素的重要来源[27]。大量的研究显示，长期施用有机肥或者有机无机肥配比施用都会促进土壤中有机质的积累。如汪红霞等[28]采用10年长期肥料定位试验后发现，单施有机肥或P肥与有机肥混合施用能使土壤有机质增加，增加范围在8.4%～17.3%之间，而单独施用P肥反而会引起土壤有机质的下降。王彩绒等[29]采用6年定位试验后发现，在单施有机肥或者与无机肥配施下，都能明显地促进耕作层土壤有机质的积累。田小明等[30]对3种类型的土壤施用有机肥后发现，不同类型及有机质含量土壤中的有机质组分含量与不施有机肥相比，都有不同程度的提高。同时随着施肥量的增加，土壤有机质总量和活性有机质组分（活性有机质、中活性有机质、高活性有机质） 都有所增加，这与汪红霞等[28]研究结果大致一致，有机肥对土壤有机质确实有着深远的影响。

3.2 有机肥对pH值的影响

在当今世界，土壤酸化已成为一个严重的环境问题，引起了全世界人民的广泛关注。大量的研究表明，由于当今农业施肥缺乏科学合理的指导，并且施入的肥料品种过于单一，偏爱无机肥，且投入量较大。这一现象不仅使肥料被大量浪费，并且使土壤溶液中pH值下降及次生盐碱化[31-33]。蔡泽江[34]等研究发现，单独施用有机肥或有机无机肥配施后，土壤的pH值与试验之前相比，呈现出稳定或者有所升高。其中，以单施有机肥的处理pH值升幅最大，升高了1.0个单位。Wang 等[35]研究结果显示，施用玉米秸秆能改善土壤酸度。丁玉梅等[36]在研究不同施肥对烟株根际土壤pH值的影响时发现，在不同土质条件下，不同油菜含量的有机肥对植株根际土壤的pH值具有一定的调节作用。肖辉等[37]研究得出，设施土壤施用化肥降低了土壤的pH值，而施用鸡粪等有机肥能够使土壤的pH值适当上升，从而避免土壤酸化。

3.3 有机肥对生物有效性的影响

有机肥料在农业中的施用，常被当作控制以及改良土壤重金属污染的重要方法，其主要表现为两个方面。

3.3.1 有机肥对土壤重金属形态的影响 土壤中重金属形态是研究生物有效性时最为主要的指标。有大量研究表明，有机肥能影响土壤中重金属的形态。大部分研究表明，施用有机肥能降低土壤重金属的有效性，如张琴[38]连续施用有机肥后发现：土壤中重金属Hg、Zn、Cd的有效态含量较试验前都有所降低，并且各处理之间呈显著性差异；重金属Hg、Zn、Cd的有效态含量随着有机肥施用量的增加逐渐减少，各个处理之间差异均达到显著水平，并且连续施用有机肥料还会增大重金属有效态的含量的递减率。PEREZ-DE-MORA 等[39]向受到重金属污染的土壤中施加生物堆肥，Y果显示随着土壤中有机质的含量增加，有效态重金属的比例降低。胡星明等[40]研究得出，在土壤里施用稻草能够改变重金属元素铜、镉、锌和铅在土壤中的化学形态分布。华珞等[41]在受Cd、Zn污染的土壤里施入了不同数量的有机肥后，发现土壤中有效态Cd、Zn的含量明显降低，Cd、Zn的总量也明显下降，所以可以显著地减少Cd2+和Zn2+对农作物的毒害。这与张琴[38]、胡星明等[40]研究结果相一致。同时，也有少部分研究指出，有机肥对重金属生物有效性没有产生作用甚至会加重重金属污染风险。如谭长银等[42]、王开峰等[43]研究发现，在稻田土壤长期施用有机肥会提高Zn和Cd 的有效性，增加土壤重金属污染风险。Zhang 等[44]研究发现，在东北地区的农田土壤中施用了畜禽粪便后，反而增加了该地区土壤受重金属元素铜污染的风险。宋琳琳等[45]施用有机肥后发现，土壤中生物有效态的Cd和Zn 含量显著增加，生物有效态Pb含量显著下降，残渣态Pb的含量也有所增加。出现这一结果的原因可能是，地区差异和各类型的土壤对重金属的富集吸附水平也存在着差别，另外，同一土壤对不同重金属元素的富集吸附能力也不相同，所以在研究重金属有效性时，要结合当地实际情况综合考虑。

3.3.2 有机肥对土壤重金属植物有效性的影响 因为各种植物对各重金属元素的吸附能力也存在着差异，所以研究重金属生物有效性，在研究土壤重金属形态之外，植物的有效性也是不容忽视的重要内容。近年来“镉米”等事件的发生，使水稻的重金属污染状况备受关注，谢运河等[46]把施用有机肥3 000，6 000 kg・hm-2和单独施用无机肥的稻米中镉的含量进行了对比，发现两个有机肥施用水平镉的含量分别下降了14. 3%和21. 4%，虽然施用有机肥对土壤有效态镉含量并无显著影响，但有机肥使镉在水稻中的分配率发生明显变化。唐明灯等[47]通过对生菜进行有机肥与化肥混合施用后发现，不管是单施有机肥或与化肥配施，花生麸及鸡粪处理都降低了生菜地上部镉的含量，并且施用鸡粪能够有效地降低生菜地上部铅的含量。牛粪和花生麸配比施用对降低生菜中铅含量的效果，要远远超过单独施用任何一种有机肥。祖艳群等[48]在对两种作物施用有机肥后发现，施用有机肥（猪粪）能导致小花南芥中铅和锌的含量增加，在施用猪粪14 g・kg-1时的含量及累积量达到最大。而施用猪粪后使中华山蓼里铅的含量和累积量上升，锌的含量和累积量减少。吴清清等[49]研究发现：在潮土中施入鸡粪或者垃圾有机肥后，潮土中苋菜内铜和锌的含量增加数分别为26.3%至36.0%和 1.2%至20.3%，但它们的含量都在国家食品卫生标准对铜和锌的规定含量之下；同时植株中镉、铅的含量与对照试验相比，都有所下降。红壤中苋菜植株中Zn、Cd和Pb分别下降 42.7%～59.9%，0～48.9%和4.1%～71.3%，达到显著水平。从以上的研究数据可知，虽然各种植物与土壤对重金属元素的吸收富集存在着差异，但都证明了有机肥的施用对植物有效性的影响。在研究有机肥与植物有效性的相关性问题上，要充分考虑土壤类型和作物的自身特性。

4 总结与展望

综上所述，有机肥对土壤性状和土壤重金属生物有效性都有着不同程度的影响，有机肥是现代农业中减少或防止土壤重金属污染的重要手段，国内外学者也做了相关方面的研究，也取得了一定成果。但由于受到地区差异、土壤类型、有机肥种类等差异，样品分析方法的多样性、影响因素的复杂性的影响，得出的研究结果也不尽相同，导致许多研究数据之间缺乏对比性。对有机肥与重金属污染防治方面也远没有其它措施研究得多，有机肥对土壤重金属的影响研究停滞不前。有机肥对不同类型土壤、生物及元素种类的作用，各种影响因素之间的相互影响等问题，都还需要进行更深入的研究，以推动有机肥对土壤重金属生物有效性研究的发展。

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篇10

关键字：彩叶植物；园林绿化；概念；应用；原则；

Abstract: This paper starting from the concept of colorful plants, a comprehensive analyzes the leafed plants the application of the principles and the application analysis of the common coleus plants, and colorful plants made ​​constructive suggestions.Key words: coleus plants; landscaping; concept; applications; principle;

中图分类号：S731.2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02

彩叶植物能季节性地呈现出鲜艳的色彩，并具有成景快、栽培容易、观赏期长等特点，在现代城市园林绿化中发挥着越来越重要的作用。如何运用彩叶植物丰富景观色相、提高景观质量，是园林工作者共同探索的课题。

1.彩叶植物的概念

彩叶植物主要是指以植物色彩器官(非绿色)作为观赏特性的植物，通常包括观叶、观花、观果等几种，主要是以观叶植物为主。许多彩叶植物因叶色绚丽而倍受人们欢迎，成为目前城市园林绿化、景观美化的新宠。

2. 一些常见的彩色树木应用分析

2.1银杏，大型乔木。

银杏树具有很强的观赏性。其树干高大，干形通直。叶片玲珑奇特，大部分时间呈现鹅黄色，集树叶美、冠形美、干形美于一身，融自然景观与人文景观于一体。银杏具有抗污染、抗烟火、抗尘埃等功能。银杏抗病虫害，被公认为无公害的种树，是观赏绿化最理想树种。可在公园、工业区、住宅小区、城镇、人口密集地、休间小区等按一定比例种植银杏树，形成银杏林区，银杏林带，自然净化空气，减少大气层悬浮物含量，提高空气质量。银杏具函养水源，防风固沙，保持水土等功效。在森木被伐，水土流失，风沙侵蚀地带，栽培银杏防护林区、防护林带，护路林、护岸林、护滩林、防沙林等，以保持水土，改善生态环境。

2.2金叶国槐，国槐的变种，填补了我国没有黄叶乔木的空白。

金叶国槐叶片金黄，娇艳醒目，树冠丰满，枝条下垂，极具观赏效果，是园林绿化中“红、黄、绿”三个主色调中黄叶乔木代表。金叶国槐喜光，对土壤要求不严，酸性、中性微碱性的土壤均能正常生长，根系深，萌芽力强，耐干旱、寒冷，高抗二氧化硫、硫化氢等污染，适生区域广泛，北至辽宁、内蒙古，南至广东、广西及西南各省，均可种植。

2.3金叶女贞，半常绿小灌木，单叶对生，椭圆形或卵状椭圆形，先端尖，全缘，初生叶片金黄色，色彩鲜明，老叶呈绿色，有光泽。圆锥花序，小花白色，花期6月至7月，花后结椭圆形果实，成熟果实紫黑色。性喜光，稍耐阴，耐寒能力较强，抗病力强，很少有病虫危害。它萌蘖力强，生长快，耐修剪，故在栽培中很容易培养成球。枝叶茂密，宜栽培成矮绿篱，每年修剪两次就能达到优良观叶的效果。金叶女贞整个生长季节内其叶片呈金黄色，美丽别致，因此在园林配置上可以与金叶黄杨、红叶小檗、紫叶矮樱、铺地龙柏、扶芳藤、蜀桧苗等植物搭配，成群成片地种植。在“街头绿饰”中或雕塑四周，种上成片的金叶女贞，其醒目的色彩，起到锦上添花的效果，既丰富了景观色彩，又活跃了园林气氛。适应性强，对土壤要求不严格，在我国长江以南及黄河流域等地的气候条件均能适应，目前各大城市的绿地中，几乎都有它的倩影。

3.彩叶植物的应用原则

3.1 遵循生态适应的原则

按绿化地所处的地理纬度、地形地势、光照、水分、 土壤等生态条件和配置的景观类型，科学合理地选择彩叶 植物。将乔木、灌木、草本和藤本等彩叶植物配置为一个群落，使种群间相互协调，有复合的层次和相宜的季相色 彩，具有不同特性的植物又能各得其所，构成一个和谐有序、稳定的园林绿化系统。

3.2遵循美学的原则

完美的植物景观设计必须具备科学性与艺术性的高度 统一，彩叶植物色彩突出，在园林中的配置更应遵循植 物造景的美学原则：多样与统一、协调与对比、韵律与节 奏、均衡等。只有不同色彩的彩叶植物与背景合理搭配， 与周边环境协调一致，才能充分发挥彩叶植物独有的色彩美，创造优美的景观。

3.3 季相变化原则

在配置彩叶植物时应考虑树木花草的季相变化，使园 林景观随四季而变换。要根据不同彩叶植物季节物候变化而产生的色、形、姿态等的变化，将不同花期、不同色相、不同形态的植物协调搭配，以延长观赏期。

3.4突出主题原则

不同彩叶植物的配置方式都要因景观主题的需要而选择。孤植于重要位置或视线的集中点，并注意与周围景观的强烈对比，以取得“万绿丛中一点红”的效果。

4.彩色树种的种植形式

4.1孤立栽植。

彩叶植物的叶片色泽艳丽、五彩缤纷，景观性能相对稳定，本身就是一道靓丽的风景，可以作为中心景观处理，能达到引导视线的作用。孤立栽植经常出现在草坪内，运用树冠高大、树形丰满的彩叶植物较为适宜。比较常见的有紫叶红栌、金叶复叶槭、金叶黄栌、金边复叶槭等，均可立地成景。而对于庭院、花池等小景观来说，则以株型紧凑的彩叶植物为主，如中华金叶榆球、红叶乔木紫薇、紫叶矮樱、美人梅等，栽培的效果也很明显。

4.2组团栽植。

组团栽植在园林景观中的应用较为广泛，通常为彩叶落叶花灌木或能修剪成球的植物。组团栽植时最好有背景衬托，或以浅色建筑物为背景，或以绿色乔木为背景。以组团式群落做前景处理，附以地被植物，给人比较强的层次感，增加景观的色相和空间结构变化。如将红叶复花矮紫薇、红叶寿星桃、红叶碧桃等彩叶植物组团栽植，景观效果比较明显。

组团栽植密度不宜过大，品种间要留有一定的空间，以便于植物个体特性的发挥。同时，也能够保证植物的正常生长。

4.3彩篱或模纹花坛。

如今很多景观都采用耐修剪的彩叶植物作为彩篱材料与绿色植物搭配，应用较为广泛的有红叶石楠、红叶小檗、金叶黄杨、金叶锦带、紫叶锦带、紫叶风箱果等，可拼组出富于变化的色彩图案。这种应用方式既大气又美观实用，适用于公共绿地、分车道、立交桥、游园，小区绿化等区域，能丰富园林造景的层次感。彩色绿篱和模纹花坛，应充分考虑品种的植物学特性以及色泽的季节性变化，进行合理搭配。不同植物品种间的高度差不易过大，以便于形成一个整体图案。

5.彩叶植物问题讨论

5.1 彩叶植物遗传稳定性的评价

彩叶植物已经开始广泛地应用于园林造景,然而许多彩叶植物的呈色机理, 特别是遗传稳定性尚不清楚 如果彩叶植物构成的风景游憩林的彩叶是由病毒引起的, 在成林的 情况下,植株一旦表现出健康的状态, 整个林分的彩 色特征就会消失 应加强对彩叶植物遗传稳定性的研究

5.2彩叶植物生理生态特性研究

加强对彩叶植物的生理生态研究, 特别是外界条件如光照气温土壤等因素对彩叶植物色彩表达的影响 加强对那些 既有经济价值又有观赏价值的彩叶药用花卉 彩叶观赏蔬菜等的光合效率及与生长速率的关系的研究。

5.3加强彩叶草本植物的应用

观赏草本植物是 可广泛用于各种生境造园的以禾本科植物为主的植物统称, 也包括部分莎草科和灯心草科等植物 其中有许多彩叶种类, 其茎干姿态优美叶色丰富多彩 花序五彩缤纷植株随风飘逸, 即使在萧瑟肃杀的秋季,它们也可给生境带来无限生机 目前, 观赏草已经成为欧美国家建设中的新宠, 预计不久的将来也会在我 国园林植物中占据一席之地

5.4彩叶游憩林的抚育研究 由彩叶植物构成的 风景游憩林, 以其景观的丰富 物种的多样种群的独特来吸引游客, 同时通过抚育可以改善林内环境，减少森林病虫害等森林景观干扰斑块,强化环境斑块，积极引入斑块,消除残余斑块，我国在风景林抚育方面的研究尚属空白,只是提出了风景林抚育的指导思想。

5.5彩叶树种的适地适树研究

由于树种的多样性和立地条件的分异性原则, 以植物学、土壤学、气象学、生态学为基础, 因为天然植被是长期适应该地区气候条件的结果。

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