土壤学总结范文

时间:2023-12-06 17:52:37

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土壤学总结

篇1

关键词:农业科技创新;研究创新性教学;科研型;应用型;创新能力

中图分类号:H191

目前,国际经济形势复杂严峻,全球气候变化影响加深,我国耕地和淡水资源短缺压力加大,农业发展面临的风险和不确定性明显上升,巩固和发展农业农村好形势的任务更加艰巨[1]。在如此严峻的形势下,土壤学可能将成为关系我国国民经济可持续发展的重要学科。2011年,浙江农林大学基于“生态性创新型大学”的理念,把环境科技学院更名为环境与资源,就是为了让本学院更好地以土壤学硕士学位点为基点,把农业资源与利用专业的本科生更多地培养成应用型人才,研究型人才,创新型人才。通过对《土壤学》的多年教学改革和创新探索经验,笔者认为面对社会时代的进步和科技的发展,为了让当代农林院校农业资源与利用专业的大学生适应社会的需求,应该对《土壤学》教学进行以下的改革和创新。

一、课程教学内容改革坚持的基本原则

自1985年建校开始,土壤学课程就是本校的重点建设课程,在其教学内容更新、课程实验改革、实习内容安排以及授课方式创新等方面都积累了十分重要的教学经验,同时也成功申请了国家级精品课程,并且取得了良好的成绩。但是,随着当今社会的快速发展以及科学技术的突飞猛进,也给我们人类来赖以生存的物质基础和宝贵财富的源泉——土壤,带来了一系列新的环境质量问题。因此,土壤学的地位也日益显得十分重要。新的变化形式和当代大学生对新知识的渴求,也不时地督促着我们对土壤学教学内容的改革和创新[2]。土壤学是农业资源与利用专业的最主要专业基础课,也是一门综合性和应用性较强的学科。农业资源与利用专业的学生是当代农业科技创新人才的主要源泉,他们在这门课程学习过程中,不仅要扎实地掌握土壤学重要的基础知识,也要认真的学习农业土壤研究最新成果(如,土壤污染治理,土壤污染修复和土壤肥力提高等),同时也要重点掌握它们的应用和推广技术等方面知识。面对目前的情况,我们在对农业资源与利用专业的土壤学课程改革与创新中,始终坚持“夯实基础,强调现代应用,突出前沿热点,各种学科交叉灌输”的原则,增加其适应性,同时拓宽学生的知识范围,发挥学生的创造性思维,促进学生自学的积极性和主动性。

二、教学内容的合理改革和设置

教师授课的目的是通过课堂、实验和实习来让学生更好地巩固和加深对课本基本知识的认识和理解,提高专业技术分析和应用能力,因此在上《土壤学》的基础理论课、实验课和实习课之前是同学们对本堂课的知识范围和目的有个初步的了解是非常重要的。因此笔者采取了一下措施。

首先绪论的认真讲解和让学生养成上课之前必须预习的习惯。绪论是支撑这门课程成功的关键开端,它涵盖了整本书意义的精华,同时也是激发学生学习兴趣的关键之门。任课老师一定要详细的阐明《土壤学》在农业资源与利用专业的所起到的作用,表明该课程内容与其它学科的关联性,所涉及的知识对当代农业和社会可持续发展所起的重要作用。同时也要表达出这门课程对将来毕业直接走向社会的和从事科研机构的学生所起的关键作用。这样会大大的启发每个学生学习的积极性。

其次教学方式的合理运用。土壤学是一门综合性很强的学科,为了使学生对此学科产生浓厚的兴趣,笔者根据《土壤学》不同的教学内容进行分类的讲解和阐述。例如,在上土壤重金属污染与土壤环境污染修复、土壤有机污染与土壤自净能力和环境土壤学研究方法章节属于应用性比较强的内容的课程之前,笔者会把班级想毕业直接参加工作的学生5~6个人,分成一个组,每个组的成员分别搜集3~4个不同研究方法,做成PPT的形式,再派出一个代表在讲台上进行系统的分类讲解,然后小组之间进行对比和讨论,最后小组再写出一个报告总结,作为本堂课的作业,算入平时的考核分数。另外例如对土壤中非污染元素生物地球化学循环与大气环境质量的关系等学术研究性较强的内容,也采取上面类似的教学方式。这对于激发学生从主动学习土壤科学知识到被动学习的兴趣有很大的帮助。

最后明确教学内容知识的现代性,与科学研究相结合,体现教学内容的实用性。教学内容与时俱进,确立教学的基本点和切入点,提高学生把基本的理论知识与科学研究和目前社会适用技术相结合的水平。针对土壤肥力的衰减和提高内容,我们常常利用常规的土壤化验分析来指导施肥进行讲解和分析。但是教师可以结合自己的最新科研工作进行讲解。比如我们可以把最近科研动态热门的生物质碳(Biochar)作为一个学术成果较好的例子进行讲解,从实验的设计、样品的采集化验、数据的记录分析以及归纳总结进行一个完整的剖析,使学生科学地认识到从教学内容学习的知识所应用的方向,与现在农业科技结合的创新点,突出教学内容的基础性、实用性、创新性和科学性。

三、实验和实习教学内容的合理改革

实验和实习课程教学可以促进学生更好地吸收消化课程的基本理论知识,提高学生的学习兴趣,增强学生的实际操作和应用能力。实验和实习的合理组织安排对学生真正的学习效果有很大的帮助[3]。以前实验和实习不仅与课程内容脱节,同时学生的积极性不高,很多学生多是应付为主。这样就无法让实验课和土壤学课程内容有很好的融合,也不能保证让所学的基本理论知识得到合理的应用验证。

针对以前的情况,我们把实验、实习环节与土壤学课程内容进行了有机的结合。首先实验课程尽量安排在课堂的基础理论课之后,保证不脱节。同时实验课程组织安排分成“基础型”、“科研型”和“应用型”的分析测试系列实验组,每组4~5之人,并且每组实验内容尽可能与教师的科研创新项目、大学生的创新科研项目、研究生论文工作及生产单位土壤资源分析调查任务结合起来;而且每个小组的实验设计、样品采集与处理、数据分析、实验报告写作等环节均让其学生参与并独立认真的完成。此外鼓励每个小组学生发表成功的小论文可以作为本组成员的毕业论文。这样可以大大的激发学生的学习兴趣和实际动手的操作应用能力。最近几年的改革实践成果表明有很好的成效,学生也一致反映良好。

其次对于每次的实习课程,要求每位学生写出一份实习心得报告。这样可以有效地把实习与土壤学知识和实验内容更好地融合,显著地提高教师的教学成果和学生分析问题、解决问题的能力,同时也能满足了社会生产及一些科研单位项目的需求。

四、考核制度的适度改革

教师对农业资源与利用专业学生土壤学课程成绩的科学和客观考核,会一定程度上直接影响每个学生对该课程学习的态度和积极性[4]。土壤学课程在实际的教学中,多数的学生反映该课程总体上难度不强。大学生的考试本来就是主要考察其的思维创新能力、分析问题和解决问题能力。为了引导学生掌握学习的方向,提高其学习的积极性,采取基础知识充分理解的前提下,让其运用实验和实习过程掌握科学思维方式去分析、归纳和总结做题。为了让学生更好地在以后社会和科研单位中,提高动手操作的能力和自学的主动性,在土壤学考试课程中也应该加大实验课程内容和实习过程的技术能力的测试。学生课堂问题提问和讨论气氛的活跃性和平时学习过程旷课、迟到、早退现象,以及其实验和实习过程表现和实验内容实习报告的质量程度,也应该作为学生考核的一个重要部分,不能让学生养成一种“平时松,考试严”的心里状态。

因此该课程学生成绩的考核应该包括基础理论测试,实验课程内容和实习过程等的实际应用能力考核,学生课堂及其平时学习过程中表现评价。其中考试占据考核分数的60%,实验实习能力考核占据30%,学生平时态度变现占据10%。这样综合的科学评价方法对学生课程理论基础的学习,实验实习技术应用操作能力,以后社会工作和科研态度都能有较好的体现。

五、总结

土壤学是各高校农业资源与利用专业最基本的重要专业课,有着较强的科研和实际运用价值,对学生以后的社会工作和科研学习肩负着重要的任务。目前,面对社会科学技术的日新月异,各种新型农业科学技术人才的需求,及一系列新的农业资源环境问题的出现。授课教师应该及时的对土壤学课程做出更新和改革,来满足学生对知识渴求和时代的需求。合理的组织安排教学内容,改革教学方法,更新教学手段,加强学生实验实习的教学内容,科学负责的对待学生的考核结果,夯实学生基础知识和真正地提高学生分析问题、解决问题的能力,让其能迅速地适应和融入到以后的社会和科研工作中。

参考文献:

苏德纯.土壤重金属污染与食品安全[J].世界环境,2010,(5):18~19.

徐秋芳,孙向阳,姜培坤,等.高等林业院校土壤学课程的创新改革与实践[J].高等农业教育,2008,9(9):56~59.

篇2

关键词: 《环境土壤学》 教学内容 教学方法 改革

1.引言

实验教学是高校教学中的重要环节。《环境土壤学》作为高校环境科学专业重要的专业基础课程,是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科[1]。它是土壤学和环境科学交叉融合的综合性学科,是现代土壤学发展的新特点。在我国,随着经济的发展,土壤污染加重,其对人类的健康带来了很大的威胁,因此以土壤为核心的环境土壤研究是环境科学领域的重要方向之一。《环境土壤学》实验教学是本课程的重要组成部分,对于加强课程的系统实践训练,提高学生对土壤环境问题的综合分析与解决能力,培养学生的创新能力具有非常重要的作用。而目前我们的实验教学多以验证性的、孤立的基础实验为主,这对于提高学生对本门知识的综合运用能力非常有限,因此,其改革的目的旨在提高学生对本门知识实践应用的能力,以及独立思考、自主创新的能力。

2.实验课程体系和教学内容的改革

精选和确定合适的实验内容,并按照教学规律、知识层次科学的组织,是搞好《环境土壤学》实验教学的基础。在制定教学内容时,我们应本着加强基础、拓宽口径、增强专业地区适应性的理念,以提高学生的基本技能,提高学生分析、解决实际问题的能力,提高学生的自我思考与创新能力为目标。在实验教学中我们进行了一系列的改革试探,努力使体系和内容趋于完善和科学化。

2.1加强专业的基础训练。

《环境土壤学》的研究是以土壤为基础,从环境的角度关注土壤问题。环境专业的学生对相关的环境研究手段比较熟悉,但对土壤研究的一些基础方法比较陌生,因此,在设计实验与教学时,我们加强了相关土壤研究的基本方法的教学内容,如针对不同的测试项目土壤的采集、处理与保存,使之占到整个内容的20%,为以后相关实验的操作理解打下坚实的基础。

2.2减少重复性实验,增加适应性实验。

目前,由于实验条件的限制和实验课体系设置的问题,各实验课程的设置都比较独立,对不同课程之间的衔接和结合重视不够,造成同一专业的不同课程的实验课内容重复或相似。为此我们在选定实验内容时首先会了解学生所学的其它实验课程,对里面有重复或相似的地方进行修改或删除。

在设计实验内容时,我们除参考全国其他高校相同课程的设计外,同时针对天津地域的特点,设计相应的实验内容,如:盐渍土壤盐分测定分析,城郊土壤重金属测定分析,集约化菜田土壤硝态氮测试分析,等等。

2.3削减验证性实验,增加综合性、设计性实验。

在实验教学中引入验证性实验,可使学生从实验现象、过程上深化对《环境土壤学》课程理论知识的理解,是一种重要实验教学手段。但是,“照方抓药”[2]式的验证性实验过多,容易导致学生失去对科学实验的兴趣,不利于学生独立思考、自主创新能力的培养,因为实验指导书或教材中对许多经典验证性实验的实验过程、步骤、习题等写得很详尽,学生只要按部就班就可以了,往往忽视对实验现象、结果的深入思考。因此,我们在设计课程时只选取其中具有代表性的实验内容,将验证性实验数量控制在所开出实验的30%左右;同时,改进验证性实验,在其中融入探索和研究的成分,增加学生思考和探索的内容,使学生通过操作达到对基本知识、技能的系统化、完整化。如,我们在设计盐渍土含盐量测定实验时,给每组学生不同土壤,测试完后,要求学生结合所给土壤的实际情况,总结土壤的盐渍化程度,以及相应的改良方案。

综合性、设计性实验是要求学生运用某一课程或多种课程知识,依靠掌握的基础理论知识和基本操作技能,完成实验全程操作的实验教学。实验题目具有一定的综合性、探索性。综合性、设计性实验教学方案的精心设计与组织实施,营造了适宜培养学生创新能力和提高素质的良好环境[3][4][5],它着重培养学生的独立解决实际问题能力、创新能力的组织管理能力。如在环境土壤学实验中教师要求评价某一个区域土壤的环境质量现状,学生可以首先根据实验室条件,从土壤采集、处理、分析方法、过程等方面共同讨论确定实验方案,然后进行分工,确定小组和任务,最后完成任务后一起汇总来完成一个目标。在实验过程中,学生始终是实验活动的主体,充分发挥主观能动性和创造性;教师给学生提供较宽阔的思维空间和选择余地,使学生独立解决实际问题的能力和创新能力得到提高。综合性、设计性实验内容占所有实验学时的40%。

2.4增设研究性实验。

研究性实验是由教师从整体科研计划中抽出小课题,或者由学生根据所学理论课程自己设置研究题目,制定试验研究方案,开展试验分析。如学生设计施磷肥对土壤磷环境风险研究性实验,首先制定某集约化区域磷肥施用与生产性调研,在集约化区域采集不同土壤层次样品,测试土壤的Olsen-P、吸附态磷和CaCl2-P的含量,然后综合考虑地表状况,评价土壤磷环境风险状况。此类实验使教与学、学与做融为一体,能充分发挥学生的智慧。这类实验约占开出实验的10%。

3.实验教学方法的改革

传统的实验教学方式一般是以教师为中心的“传授式”,教师准备好实验所需的一切材料,讲清楚实验步骤,有时还做演示实验,然后由学生按照操作步骤机械地完成,实验报告也是一个模式,学生做完实验没有什么收获,教师也很难评定学生的实验成绩。因此教学方法的改革对于提高整个实验课程体系效果非常重要。

3.1实验教学过程的改革。

改变过去实验准备阶段由教师完成、学生进行课上操作的模式,由教师提供实验指导,药品、仪器的准备由学生在教师的监督、指导下独立完成,可以分组轮流准备实验所需材料,让每个学生都有机会独立完整完成一个实验过程。在实验课堂中教师不讲述具体的实验过程,只强调实验过程中的关键注意事项,把时间留给学生。同时在实验过程中教师深入到每一实验小组去观察、指导学生的每一个动手、操作方法、规范程度等,发现问题及时纠正,切实保证每个学生实验基本功达标。

3.2实验考核指标的改革。

实验报告作为一种考核手段,其目的是检验一个学生实验完成过程与效果,检验实验教学效果,完善教学内容与方法。但以往存在完全依赖实验报告作为评定学生实验成绩的问题,这样并不能完全反映出一个学生的真实成绩。在《环境土壤学》实验中我们将每个学生的平时实验操作计入成绩,占到40%,实验报告和笔试各占30%,这样更能反映出一个学生的综合实验成绩。

4.结语

在《环境土壤学》实验的教学改革过程中,我们对课程体系内容、实验教学方法、考核指标进行了探讨,调动了学生的主观能动性,结合天津地区土壤研究特色,发挥了其创新性能力,训练了他们的科研意识,拓宽了思路,实现了我校的培养目标,使他们能真正为天津都市型农业发展,以及未来的环境保护作出应有贡献。

参考文献:

[1]陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005.

[2]周重益,郑剑峰,孙玉强.综合性实验教学对学生的创新意识和研发能力的影响[J].福建电脑,2006,(1):54.

[3]李志涛.高校综合性、设计性实验与高素质创新人才的培养[J].今日科苑,2008,14:257.

篇3

关键词:植物环境学;教学改革;探讨

《园林植物环境》是中职园林、花卉等专业一门重要的专业基础课,是在原来的气象学、土壤学和植物生态学三门课的基础上重新整合而成的一门新的学科。整合后的教材,内容多而杂,系统性差,这对于长期习惯于按学科进行单一教学的任课教师提出了新的要求。如何尽快适应新课程要求,掌握新课程特点,开展扎实有效的教学,讲出特色、讲出风格,是摆在主讲教师面前不可回避的课题。带着这些问题,笔者通过认真思考,结合教学实践,不断总结经验、教训,探索出一些有益的做法,与大家共勉。

熟悉教学内容,理顺思路

要教好植物环境课,前提是对所教课程的内容做到熟练掌握,要做到这一点并非易事。因为构成植物环境课的三部分:气象学、土壤学和植物生态学三门课过去由三位教师分别讲授,整合后全部内容则要由一位教师完成,这无疑大大增加了教学的难度,对教师提出了新的挑战,即要求任课教师尽快实现由单面手向多面手的转变,不仅要通晓气象学,还要通晓土壤学和生态学。我的做法是加强学习、补课,将课程的三部分内容融为一体,融会贯通;对疑难知识向专业教师、老教师请教,通过“传、帮、带”,取长补短;要多做实验,在实践中学,逐渐丰富自己的知识内涵,努力做到用“一桶水”应对“一碗水”。

要讲好环境课不仅要求教师熟悉教材内容,还要理顺好各组分间的关系,做到纲目清晰、有条不紊。组成植物环境的三部分中,生态学是核心,气象、土壤是基础。必须牢牢抓住这个中心,围绕生态学来开展教学,以生态学知识为主线,以环境因子的变化规律及其与园林植物的相互关系为重点,使生态学、气象学和土壤肥料学知识有机地整合在一起,融会贯通,形成完整的、综合的课程结构。同时要处理好植物学、气象学、土壤学与生态学之间的衔接问题,避免教学内容的重复,根据生态学知识的教学要求,以“必须、够用”为原则,决定气象学与土壤学内容的取舍。这就要求教师必须打破传统的学科框框,善于从整体上系统地把握知识的内在联系。正确处理整体与部分、局部与全局、主要矛盾与次要矛盾的关系,防止主次不分,甚至主次颠倒。

明确教学目的,有的放矢

搞好园林植物环境教学,首先要明确教学目的,只有如此,才能抓住讲课的重点,提高效果,完成教学任务。根据教学大纲和课程的要求,《园林植物环境》的教学目的,一是使学生初步了解园林植物环境各要素的特点、变化规律,掌握基本知识和基本技能;二是熟悉植物与环境间的相互关系以及植物主要生态因子调节在园林绿化中的应用;三是树立生态观点,学会从生态学的角度观察问题、分析问题,增强解决实际问题的能力。目的明确了,教学就有了方向和尺度。因此,我们在教学中要注重两基,做到“三突出”:即注重基本知识和基本技能的掌握与提高,突出实践性、实用性,理论联系实际;突出环境教育,强化生态观念;突出实践环节,加强能力培养。通过我们的教学,使学生有所感悟、有所收获、有所提高。

重视绪论课,讲好开场白

俗话说得好:万事开头难,好的开端,便是成功的一半。绪论课讲得好与否,对以后的教学将会产生重大的影响。因此,我十分重视绪论课教学,力求讲好开场白。

首先,根据绪论课在全部课程中的特殊地位和重要性,我将绪论课的授课时间由大纲规定的2学时增加至4学时,为讲好、讲透绪论提供了时间上的保证。

其次,明确绪论课的教学目的。绪论课的教学目的是,通过学习,着重解决学生对一门新课所关心的两个问题,即这门课“讲什么,有什么用”,要让大家明白这门课在我们日常的生产、生活中的实际应用价值,了解该课程在园林绿化、生态建设中的地位和作用,使学生一开始就对这门课产生浓厚的学习兴趣,提高学习的积极性。

再次,抓住学生对新课程既陌生又好奇的心理,围绕这门课“讲什么,有什么用”这个中心议题,重点采取提问题设悬念的方法,以日常生产生活中的实例为素材,让大家带着问题去思考、去听课。例如,我以“鱼儿离不开水,瓜儿离不开秧,万物生长靠太阳”等谚语引出植物与环境之间是相互作用、相互影响的关系;以“怎样在‘五一’、‘十一’使百花齐放?怎样利用温室进行花卉促成栽培?越冬树木如何防寒?怎样进行城市防风林建设?”等问题引出园林植物环境在生产实践中的应用,凸显课程的应用性。以我国为什么实行可持续发展战略,为什么开展全民义务植树活动,为什么实施天然林保护工程和进行三北防护林建设、退耕还林和京津风沙源治理工程等指出植物环境与社会科学的关系,凸显其基础性和渗透性。通过对绪论课的学习,使学生明白“植物环境学是阐述构成植物环境各要素的特点变化规律,植物与其生存环境间相互关系以及主要生态因子调节在园林绿化中的应用”的基础学科。学好植物环境课将对今后专业课的学习及辩证思维和生态意识的养成将有十分重要的作用,从而自觉、主动地投入到今后的学习之中。

把握教学重点,巧妙处理教材

园林植物环境学是一门综合性强、涉及面广的边缘学科,内容丰富、知识点多。在教学过程中,我根据内容,分别情况,采取不同的处理方式,或删或增,有所讲,有所不讲,做到详略得当,突出重点和难点,便于学生理解和掌握所学的知识。如对教材中关于中国植被分区一节中关于亚热带、热带植被及青藏高原植被等作为选学内容供学生参考,课堂上不再讲述。补充了河北省南、北城市园林树种及绿化树种的引种、驯化实例等内容。园林植物环境理论对专业实践具有指导作用,学理论的目的是为了应用,因此,我们把各种环境因子的调控在园林绿化中的应用作为各章节的重点内容加以讲述,突出实用性和应用性。对教材中用以佐证的图表、数据等尽量采用我省城建园林部门的实测数据,以贴近实际、贴近生活,突出地方性,从而大大激发了学生求知的积极性和主动性。

因材施教,改进教学方法

教学有法,但无定法。在教学过程中,我根据内容,分别情况,采取不同的处理方式和教学方法,每一节课,因内容定方法,或以讲为主,或以自学为主,或以讨论为主,或以调查实验为主等等。具体方法是:对教材中的重点、难点以及补充的内容,以教师讲解为主,学生自学为辅;对易懂易学的章节,如城市环境的特点等内容,只要点到即可,无需多费口舌,以学生自学为主,教师讲授为辅;对有实验实习的内容,则结合实验实习,边实践、边提问、边讲解。对生产实际或现实生活中的热点问题则以讨论为主,如针对近年来石家庄市热岛效应加剧,夏季气温位居全国前几位,城市环境污染严重,广大市民反应强烈这一社会现象,我组织学生进行分组讨论。在小组讨论中学生结合所学专业知识,畅所欲言,课堂气氛活跃。在以讲授为主的课堂教学中,对基础理论部分,我是这样做的:根据每一章节内容,出若干思考题,让学生带着这些问题进行预习,上课时再就这些问题进行提问,根据回答情况给被提问学生打分,最后由我根据学生理解程度做总结。对于环境因子在园林绿化中的应用部分,则改变由老师“一言堂”的做法,先由学生根据自己生产、生活中的实际经验谈应用,最后由老师做补充和完善,开展互动教学,达到教学相长。

理论联系实际,提高学生应用知识的能力

园林植物环境是园林、花卉等专业一门重要的专业基础课,对园林生产具有重要的指导作用。因而,理论联系实际是学好该课程的主要方法。产学结合则是实现这一目的的有效途径。我们的做法是:

篇4

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?耐嘶峁?/P>

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?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9仕帘3盅Щ嵋灿?nbsp;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,?芯扛骼嗤寥劳嘶难荼涔碳胺⒄骨飨蚝退俾剩⒍云浣心D夂驮猓虎懿嘀厝死嗷疃ㄌ乇鹗峭恋乩梅绞胶屯寥谰芾泶胧┒酝寥劳嘶屯寥乐柿坑跋斓难芯浚⒔寥劳嘶睦砺垩芯坑胪嘶寥赖闹卫砗涂⑾嘟岷希型恋馗录际鹾屯寥郎δ鼙;氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋敫咝录际酰ㄒ8小⒌乩硇畔⑾低场⒌孛娑ㄎ幌低场⒛D夥抡妗⒆蚁低车龋┑慕岷希虎薮由缁峋醚Ы嵌妊芯客寥劳嘶酝寥乐柿考捌渖Φ挠跋臁?/P>

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。

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12CAnecksamphant,CCharoenchamratcheep,T

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篇5

关键词:桉树;人工林;生态效益

中图分类号:S7

文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)11010502

1 引言

进入21世纪以来,广西桉树每年以200万亩(13.33万hm2)的速度快速发展,广西已成为我国速生桉树的重要生产基地。“十一五”以来,广西实施南方速生丰产林工程,桉树人工林得到迅速发展,造林面积逐步扩大。2010年,广西全区桉树人工林面积达到165万hm2,桉树商品林高达30.5%;总蓄积量高达6000万m3,为全部树种蓄积的20.9%。桉树人工林面积、生长量、蓄积量继续稳居全国第一位[1]。近年来,国家意识到了物种多样性逐渐退化的问题,并投入了大量资金进行物种多样性保护,且制定了多项法律条规限制森林的砍伐。因此,综合国内广大林业工作者研究成果,对桉树人工林生态效益展开评述,并总结桉树人工林生态效益的作用。

2 桉树人工林生物多样性研究进展

随着人类活动对自然生态系统影响逐渐加剧,伴随着森林的生物多样性也随之降低,国内外广大学者已将生物多样性研究作为了主要研究方向。桉树是我国华南地区发展最为迅速的人工林,也是人工林发展中争议最多的树种[2]。近年来,我国南方主要引种种植了速生桉,种植面积逐年大范围扩大。速生桉在高速生长的过程中伴随着大量的生态问题,社会大量人员将桉树定义为“吸肥树”、“抽水机”,由于桉树无性系人工林中林木生长较为平均,高度一致,且林下植被较少,可形象为“远看绿油油、近看光溜溜”,同时桉树人工林多为抚育造林,林下物种多样性较低,经常观测到“林下不长草、林上不飞鸟”,结合实际,将桉树人工林种植说成了“绿色沙漠”;但许多林业工作者则表示速生桉是一种效益好的战略性林木,是造纸业的绿色黄金[3]。

张顺恒[4]对闽东南桉树人工林展开林下植被调查发现,通过对桉树人工林合理经营管理可有效提升桉树人工林林下植被的生长,经松土、施肥等经营管理措施,可有效提升土壤肥力,促进林下多样性指数的提高。刘平等[5]针对云南西南部桉树人工林生态演替研究,发现演替的过程有助于桉树人工林林下物种多样性的提高,其中演替观测中发现草本层的物种丰富度最高,个体数也居多。邓荣艳等[6]对广西地区的巨尾桉人工林展开了林下植物样方调查,桉树物种的丰富度低于灌木林,但物种的Shannon-Wiener、Pielou均匀度相对灌木林林下物种种类提升了8.9%、27.5%;在进行草本层观测得出,Shannon-Wiener指数(1.56)和Pielou均匀度指数(1.89)相对灌木林分下降了12.32%和21.83%。邓荫伟等[7]将林龄10年生的广西主要造林树种桉树、马尾松、杉木人工林下的植被与土壤调查进行对比,桉树林内植被种类的平均值为45.66,高于马尾松林的20.19%,高于杉木林的 61.21%。温远光[8]在广西东门林场桉树人工林进行长期监测,结果表明:第1代林分(78种)>第2代(39种),连栽人工林物种种类下降了一半,连片栽植对种子繁殖的木本植物影响较大。以上研究为我国南方及广西地区桉树人工林种植提供有效的理论依据,可正确指导桉树的可持续发展策略。

3 桉树人工林土壤理化性质研究进展

3.1 桉树人工林土壤物理性质研究

在桉树人工林发展中,不同的立地条件对桉树人工林土壤结构造成了巨大的影响。如赵筱青[9]在对云南山地种植的尾叶桉人工林的土壤物理分析过程中发现,尾叶桉林相比常绿阔叶林,土壤总孔隙度下降了6.77%,毛管孔隙度下降了11.96%,土壤含水量下降了10.98%,土壤容重增加了10.14%,表明了桉树人工林的种植显著降低了林地的保水和涵养水源能力。刘月秀等[10]对桉树人工林土壤分析得出,桉树人工林受到海拔和坡度影响显著,表层土壤的物理性质随海拔升高而降低。李国平等[11]研究桉树林和针阔混交林对土壤理化性质的影响认为,桉树l代和2代容重与孔隙度间差异不显著。

3.2 桉树人工林土壤化学性质研究

森林土壤化学性质主要分析土壤水分的变化趋势,在肥力研究中,主要探讨土壤氮的变化动态,并且会对人工林和天然林的肥力基质展开分析研究[12]。近年来,广大学者还探讨了生物量与土壤化学性质之间的关系,分析影响土壤化学性质的主要器官。杨繁松[13]曾对云南澜沧县的桉树人工林分析研究得出,结合当地的立地条因子的限制,总结了土壤水分因素受到了该地区森林种类的限制,土壤肥力高的地区,土壤水分含量就较高;刘涛等[14]对桉树人工林土壤养分和化学性质的时空效应进行了研究。

土壤肥力主要作用是给森林植株提供营养物质的输送,保证林分正常的物质循环过程。土壤的养分维持林分正常生长需求的有机物、营养元素等,同时也受到环境和气候因子的限制[15]。国内许多学者已开展了土壤肥力的研究。其中,段文军等[16]结合广西喀斯特和红壤地区的立地条件的限制,分析了抑制桉树人工林生长的生长环境条件,调查结果发现了喀斯特地区种植桉树对土壤养分需求不高,可在土壤比较瘠薄地区生长,但在土壤肥沃的红壤区肥力较大,同时促进桉树人工林不同层分的增长。谭宏伟[17]对广西红壤区不同人工林展开土壤微生物分析,其中,桉树人工林的土壤微生物种类高于广大种植阔叶树种人工林的土壤微生物,其中土壤肥力大小为:天然阔叶树种>桉树>马尾松。南方广泛种植的桉树林,通过对土壤施肥,来提供桉树在短时间快速生长需要的有机物质,保证林分正常的物质供给,目前运用广泛的是氮肥肥料。李睿达等[18]对桉树林生长季土壤温室气体通量测定,结果表明:土壤N2O排放量随着施肥措施的介入呈显著的提升,而CO2排放随着氮环境的增加得到提高。

4 桉树人工林生态综合评定研究进展

桉树人工林生态效益综合评定需要结合生态学、植物学、土壤学、统计学等多元化角度分析种群间的搭配关系,可有效的对特定区域植物群落的组成进行诠释,生态系统多样性主要研究内容为生物圈内不同类型生物相互限制与相互促进的生长变化过程[19]。叶绍明等[20]根据土壤理化性质和林下物种多样性指标,采用灰色关联度法探讨不同连栽代次两者之间的相关性,结果发现在土壤物理性质方面,Shannon-Wiener多样性指数、物种丰富度与土壤总孔隙度的关联性最大。李昌荣[21]对21个尾巨桉展开分析评价,结合生长特性、木材指标和林下物种形态指标,采用主成份分析方法,分析得出DH32-28、 DH33-27这两个无性系桉树人工林综合效益较好。

5 结语

综合桉树人工生态效益研究可见:林地随着桉树的种植生态效益随之降低,林地涵养水源和土壤肥力也随着降低,相比各地区乡土树种生态效益略差,为此,可通过结合乡土树种混交经营,可有效改善桉树人工林生态效益水平。

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篇6

作者:颜晓,吴建富,卢志红,魏宗强

关键词:农业资源与环境;专业英语;调查问卷

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)01-0060-03

《农业资源与环境科学专业英语》是农业资源与环境专业(以下简称资环专业)本科生的一门专业选修课程,通过该课程的开设,旨在让学生掌握基本的专业词汇及术语的英文表达,初步培养学生阅读、翻译专业英文资料、文献及著作的能力,使资环专业的毕业生能更好的迎合市场需求。但是,笔者在课堂教学中发现该课程的教学效果并不理想,具体表现在学生的厌学情绪上。据此,本文以江西农业大学2011级和2012级农业资源与环境专业本科生为对象展开问卷调查,尝试对该课程教学实践进行优化和调整。

一、问卷基本情况

《农业资源与环境科学专业英语》课程的授课对象为资环专业本科大三学生,开课学期为第6学期,共讲授16学时。问卷的调查对象为已修过本课程的资环专业大四(2011级)和大三(2012级)在校学生。问卷共发放63份,收回有效问卷55份。分别从学生对专业英语课程的重要性认识,对课程时数、开课时间及整体教学效果的满意度、对教学方法、模式以及教学内容的预期等几个方面展开调查,以摸清学生的学习心理,以便根据学生的学习习惯和需求及时地调整课程规划和教学方法。

二、专业英语课程教学调查问卷结果统计与分析

1.学生对专业英语课程重要性的认识。由问题1、2的作答来看(表1),学生对专业英语在其职业规划及专业素养培养中的重要性已经有了一定的客观认识。但在公共英语与专业英语课程作用区分或教学目标区分方面,学生的意见不尽相同。由第3个问题的统计结果看出,有相当部分的大三学生,并没有意识到专业英语区别于公共英语的重要性。相反,大四学生更能认同专业英语在其专业素养培养中有别于大学公共英语的独特作用。

2.学生对专业英语课时数及开课时间的满意度。

对于目前课程的课时数安排,多数学生持“偏少-正常”的态度;在课程开设时间方面,大多数学生认为最好将专业英语与专业主干课程同期开设。据此,问卷进一步问及“是否可以尝试进行专业主干课程的双语教学”时,绝大多数学生选择了“可以”,问及理由,多数学生的回答是“实施专业课程的双语教学更利于专业知识的学习,利于专业英语的理解与记忆,可以将专业英语学以致用”;另外一些学生认为双语教学可以提高学习兴趣,提高英语综合水平,利于考研等等。而仍有16%的学生认为最好不要尝试双语教学,因为自己英语水平太差,怕太难,听不懂。

3.学生对专业英语课程教学效果的满意度。调查结果显示,多数学生对该课程的整体教学效果持“满意或较满意”的态度,部分学生认为效果“一般”或“不太满意”。在被问及“你对本课程教学最不满意的地方是?”时,30%的学生认为最不满意的地方是“没有教材”,另有30%回答是“课程听起来较吃力,尤其是全英文课件”,有20%的人回答是“课时太少,讲课太匆忙”,另各有10%的人认为最不满意的地方是“老师讲课太死板”及“课程应用性不强”。

4.学生对专业英语课程教学方法、模式及教学内容的预期。调查中,多数学生认为采用“以阅读与翻译为主,辅以听说”的教学方法更有效;在教学模式方面,多数学生认同“老师引导,学生参与讨论的互动式教学”,另外相当一部分学生认为也可以尝试“任务教学法,即学生自主查找资料,并进行讲解,老师进行总结”。对课程教学内容的调查统计分析显示(表2),多数学生认为应在目前教学内容的基础上增加与专业知识相关的听说读写译训练及学术英文技能的训练。而对于是否应用全英文课件授课,学生意见相对分散,有的学生希望使用全英文课件、用英文授课,另外部分学生希望使用中英文对照课件,中英文授课,还有部分学生希望使用中英文对照课件,中文授课。

另外,学生还单独提出了一些意见和建议,例如增加课堂师生互动,多讲一些实际应用,增加课程的趣味性,带动学生积极性;适当增加课时,增加听力、口语及写作训练,多提供一些专业相关的英文文献供大家阅读,充实教学内容;希望有配套教材,方便大家课下学习等。

三、对农业资源与环境科学专业英语课程教学的几点思考与建议

1.适当延长教学课时,充实教学内容。调查显示,相当部分学生反映目前该课程的课时数偏少,老师讲课太匆忙,教学内容不丰富的问题。事实上,笔者在这2年的教学实践中也切实体会到课时数太少带来的诸多问题。首先,资环专业英语课程的教授内容需包括土壤学、土壤地理学、植物营养学、作物栽培学等多门专业课程的专业术语、词汇及理论的英文表达,另外还要涉及一些学术英文写作的知识。此次调查中,学生还有强烈需求在课程中增加一些听说练习。如此繁多的课程内容,仅仅16学时的课堂教学空间,难免捉襟见肘,难以保证教学质量和确保教学内容的完整性;其次,学生更乐于接受的“互动式教学”及“任务式教学”模式,要比以“老师讲解为主”的传统教习模式需要花费更多的课堂时间,尤其是在目前我们还无法采取小班式教学的条件下。而且,同一个课堂的学生基础英语水平参差不齐,以“学生参与课堂讨论并主动讲解”的课堂教学模式,难免需要争取更长的课堂时数。

2.调整开课时间,增设专业课程的双语教学。在该课程的课堂教学中,笔者发现,由于学生对前面学期已修完的专业课程知识有遗忘和生疏,或有些专业课知识还未讲授,在遇到专业理论知识的英文表述时,理解有较大难度,往往需要老师先用中文来引导回忆专业知识,这就大量占用了课堂时间。在调查中,学生也认为通过该课程的学习受益最大的地方首先是“对专业知识的认识更加深刻”,这与专业英语教学初衷是不符的。专业英语的教学首先应该是以教授专业英文语言为主要目的,而并非是专业课程的拓展或延续。调查中,多数学生认为最好将专业英语与专业主干课程同期开设。但是,资环专业涉及土壤学、土壤地理学、植物营养学、作物栽培学等多门主干课程,同时放在一个学期开设是不现实的。因此,笔者认为可以考虑在专业主干课程中增设双语教学。专业英语以专业英文语言学习为主要教学内容,专业知识是教学载体;而专业课的双语教学是以专业知识为教学内容,英文表达仅是教学的语言载体[3]。如此,两者相互配合,相辅相成,既可以提高学生学习专业英语语言的效率,又可以提高学生学习专业课的兴趣,也能让学生真正的体会到专业英语应用到专业课程学习中的真正“学以致用”,从而提高其学习的热情和积极性。3.选择合适的教材,以保障专业英语教学的实施。调查发现多数学生对课程教学最不满意的地方是“没有教材”。目前农业资源与环境专业英语课程缺乏合适的教材,是国内多数农林院校资环专业面临的共同问题[4,5]。笔者查阅发现,国外的英文原版教材,大都是专业课程的英文原版,如土壤学、土壤化学、土壤肥料、植物营养及作物栽培等有针对性的教材,而将这些学科的基础知识包罗在一起的英文书籍还未见到。另外,这些英文书籍主要属于学术专著,内容涉及面较窄,专业性强,不太适合进行本科生教学使用。虽然在教学预习和复习环节中大量使用了多媒体课件,也尽可能多的在课件中填充内容,但课件毕竟只是提纲,不能对某些问题进行具体阐述和分析,严重影响了课程的教授和学生的学习效果。因此,解决专业英语的教材问题刻不容缓。学校应加大对专业英语教学的支持力度,鼓励教师出版符合本专业教学规律的教材,以保障专业英语教学的进一步实施。

篇7

地貌学

考察地点:新铺地质公园花江大峡谷北盘江大桥龙宫格凸河

考察时间:10月28日——31日

考察目的和要求:

1,通过实习,使学生初步了解安顺主要地貌类型,基本特征及其分布规律,并分析其成因。了解地质、水文、气候、土壤与植被对地貌发育,地貌灾害与防治的影响。

2,使学生学习掌握地貌野外考察全过程的程序和方法,包括资料收集、野外观测、标本与样品的采集等

3,通过实习,使学生将理论知识与实践相结合,培养学生实践能力。了解掌握有关一起和工具(罗盘,海拔仪等)的使用原理和方法。

考察内容;

(一),区域地貌观测实习

1,认识安顺主要的地貌类型及其特征。

2,通过对地形图地貌的判读,观察安顺地貌的分布规律。

3,认识地貌灾害(水土流失、土地荒漠化、滑坡等)及防治。

4,初步分析地貌对农业产业布局的影响。

(二),北盘江河流地貌观测实习

1,观测河流侵蚀地貌特征。

2,观测河流阶地地貌特征。

3,观测河流凹凸岸的流水作用特征。

4,观测河流干流交汇处的地貌特征。

(三),喀斯特地貌观测实习

1,观测地表喀斯特地貌特征和分布规律。

2,观测地下喀斯特地貌特征和分布规律。

3,观测喀斯特地貌对农业发展的影响。

实习心得:通过者一次的野外考察,同学们不仅讷讷挂钩亲自动手来操作实验,而且还置身于不同的地质,地貌类型之中使我们的理论知识与实际得到了联接,补充了我们平时在学校学习生活中的空缺。其次,通过这样的考察,提升了同学们的学习热情,不管杂实习前和考察后,我们的同学都认真的投入到准备资料和收集数据成果的过程中,学习气氛更加浓厚。第三,在考察过程中,同学们不仅能够互相帮助,而且还能在考察,实验中互相协作,这使得同学们之间的感情得到了增强,集体感更加强烈,对我们以后的学习和生活都是很好的帮助。

水文学

沿贯城河考察:

地点:玉碗村污水处理厂宁谷

水温:15.05度15.73度15.64度

ph值:888

透明度:22.2厘米28厘米26厘米

经过分析此水为劣五类水,造成贯城河污染的原因有:

(1)大气降水

(2)农田排水

(3)城市生活污水

(4)工业废水

(5)工业废渣和城市垃圾淋溶水

龙宫风景区

测水深:用一根绳子吊一个大石头沉入水流底部,然后读取数据

测透明度:先套上盘子再吊上石头沉入水中直到看不到盘子为止

第7小组测量结果:水深2米,透明度1.17米

实习心得:通过者一次的野外考察,同学们不仅讷讷挂钩亲自动手来操作实验,而且还置身于不同的水文条件之中使我们的理论知识与实际得到了联接,补充了我们平时在学校学习生活中的空缺。其次,通过这样的考察,提升了同学们的学习热情,不管杂实习前和考察后,我们的同学都认真的投入到准备资料和收集数据成果的过程中,学习气氛更加浓厚。第三,在考察过程中,同学们不仅能够互相帮助,而且还能在考察,实验中互相协作,这使得同学们之间的感情得到了增强,集体感更加强烈,对我们以后的学习和生活都是很好的帮助

地质学

实习地点:关岭国家地质公园,花江大峡谷

试验方法:罗盘的使用方法

罗盘的使用主要是中央的磁针,天池外的内盘是钢制的,天池底色一般是白色的,底部划有一红色直线,有一端是有两个红点在红线的左右,红线是以南北定位的,有红点的一方是子方(正北方),另一端是午方(正南方),上面有一根很灵敏的磁针,磁针有一端是有一个小孔的。使用罗盘时,双手分左右把持着外盘,双脚略为分开,将罗盘放在胸腹之间的位置上,保持罗盘水平状态,不要左高右低,或者前高后低。然后以你的背靠为坐,面对为向,开始立向。这个时候,罗盘上的十字鱼丝线应该与屋的正前、正后、正左、正右的四正位重合,如果十字线立的向不准,那么,所测的坐向就会出现偏差的了。固定了十字鱼丝的位置之后,用双手的大拇指动内盘,当内盘转动时,天池会随之而转动。一直将内盘转动至磁针静止下来,与天池内的红线重叠在一起为止。有一点是非常重要的,就是磁针有小孔的一端必须与红线上的两个小红点重合,位置不能互掉。这时显示坐向方的鱼丝线(是横的那一条)与内盘各层相交。我们要找寻的各种数据和资料,就显示在这条鱼丝线所穿越和涵盖的区域上。然而,罗盘上有十多二十层,究竟那一层才是坐向呢?就是二十四山那一层了。它就在天池附近。鱼线向方上的那一个“山”,我们用它表示向,鱼丝坐方上的那一个“山”,我们用它表示坐。譬如说,向山是子,坐山是午,我们便称之为坐午向子。知道自己宅中的坐向后,将罗盘放在全屋的中心点,便可以由坐向求出全屋的方位(或宫位)。

关岭国家地质公园:

关岭国家地质公园位于安顺以西100公里,花江大峡谷北岸新铺乡,是世界上第一个以展示2.2亿年前(晚三叠世)海生爬行动物和海百合化石为特色的国家地质公园。200多平方公里范围内普遍出露的三叠纪海相地层中,埋藏有2.2亿年前古生物海百合、菊石、蚌类、海龙、鱼龙、楯齿龙等化石,共同构成了极其丰富、美妙的古深海系统。出土化石的种类多而且数量大,体形完整,形态精美,具有极其重要的科研价值和观赏价值。龙化石经专家研究,首次用“中国龙”、“关岭鱼龙”、“瓦窑龙”、“新铺鱼龙”、“贵州鱼龙”等地名命名龙的种属。

实习心得:通过学习我了解到,产生地质作用的力。来自地球内部的称为内能,主要有地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能。来自地球外部的称为外能,主要有太阳辐射热、位能、潮汐能和生物能等。

更重要的是罗盘的使用方法,为以后的实习打好了基础。

土壤学

实习地点:花江大峡谷板贵乡

实习内容:板贵乡土壤的测定与取样

土壤的容重:1,用环刀取土,两边用刀削平。

2,用天平称出环刀和土的质量;404.5克

3,用天平称出环刀和石子的质量,67.5克

4,算出环刀的体积,石子体积,201.816立方厘米

最终算出结果为:1.8克/立方厘米

土壤质地:成细条,易断裂,为中壤土

酸碱度:8

土壤结构:土壤结构是土壤固相颗粒(包括团聚体)的大小及其空间排列的形式,不仅影响植物生长所需的土壤水分河养分的储量与供应能力,而且还左右土壤中气体交流、热量平衡、微生物活动及根系的延伸等。

。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础实习心得:通过学习我认识到土壤学的主要研究内容包括土壤组成;土壤的物理、化学和生物学特性;土壤的发生和演变;土壤的分类和分布;土壤的肥力特征以及土壤的开发利用改良和保护等。其目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理论依据和科学方法。

总结:经过为期五天的实习考察,我对综合自然地理的了解更为深刻,不仅更好的完善了野外知识,而且更是对课堂知识做了更好的补充。更多的了解地质地貌,水文土壤在现实生活中的形态特征,完善了我们的知识体系,让我们明白了地理科学研究的价值所在,意义深刻,终生难忘!

建议:1,希望每个学年都能有这样的实习考察机会。

2,在以后的野外考察中能多做点不同的实验,以及给我们多讲解不同的机械仪器的原理和使用方法。

3,以后的考察地点能更具有代表性。

4,以后的试验希望能够很好的带动同学的集体,协作意识。

展望:1,能够延长考察时间,使同学们更好的掌握考察知识。

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【关键词】农业微生物学 教学改革 启发教学

【项目来源】土壤学自治区重点学科资助。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0223-02

农业微生物学是微生物学的一个重要的分支学科,主要研究微生物在农业上的应用和相关理论[1]。农业微生物学是一门基础学科,教学目标是使学生对农业微生物学有一个全面的了解,掌握农业微生物学的基本知识,并对试验操作技术进行基本的训练。我校农业微生物学教学具有学时少、知识面广的特点。因此,如何在30学时的授课时间内让学生接受应该掌握的基本理论知识, 以及如何让学生真正掌握学科的基本实验技能是这门课程教学过程中必需要解决的基本问题。笔者经过多年教学实践, 在农业微生物学的理论教学和实验教学方面进行了一些探索与改革。

1.教材选择

当前国内本科层次优秀的微生物学教材较多,我校选择的是中国农业大学出版社出版的由袁红莉,王贺祥主编的《农业微生物学及实验教程》。该教材的编写参考了国内外的最新进展,围绕微生物形态、生理、遗传、生态和分类,对微生物学的基本理论和基础知识,做了比较系统的阐述,概念论述准确,叙述简明,兼顾了微生物学的系统性,特别是加强了微生物在农业上应用的内容。近几年学生反映较好。

2.优化教学方法

2.1启发式为主导的课堂教学

教学活动包括教与学,二者相辅相成才能得到满意的教学效果。要让学生成为教学活动的主体,使学生具备独立探索和掌握新知识的能力[2]。教学中以启发式教学式为主, 辅以讨论式和提问式,强化互动环节, 落实以学生为主体、教师为主导,教学相长。如在讲到细菌格兰氏染色的机理时,先让同学们回忆格兰氏阳性菌和格兰氏阴性菌细胞壁结构及组成的差异,提示同学们乙醇对生物体细胞起的是脱水和溶解脂肪的作用,让同学们积极动脑思考,用五分钟讨论,然后以提问的方式让同学们回答,这时,同学们对该问题有了一定的思考,对正确答案有着期待,老师在总结大家的结论后,再补充同学们没有回答完全的部分。这样同学们延续自己的思考,加之老师的补充,就牢固掌握了该知识点。启发式教学不仅被恰当的应用在课堂上,同时也被应用到课堂外。因为该课程课时限制,微生物在具体应用方面的实例只能在课堂中点到为止,可同学们还对该应用领域抱有深厚的兴趣,针对这种情况,教师在备课中提前准备相关知识在应用领域中的文献资料,可供同学们在课下阅读。例如在讲到古菌这一节时,课堂上老师会讲授古菌的细胞结构、主要类群,概括介绍对极端微生物的研究有助于人类对重大问题(生命起源及演化)和生命本质的认识。课下,布置文献《极端环境下的微生物及其生物地球化学作用》的阅读作业,既满足同学们对知识的渴望、扩大同学们的专业知识面,也加深了同学们对该课程学习的浓厚兴趣。

2.2辅以参观式教学方法

启发式为主导的课堂教学,辅以参观式教学方法,明显地提高了教学效果。所谓参观式教学, 就是组织学生到工作现场去看、去听、去观察、去感受、去总结提高。参观式教学是学生了解实际和认识专业的重要途径, 是教师深化课堂知识, 教好教活的一个补充形式[3]。在制定该课程的教学计划时,安排在课堂讲授结束后,组织同学们到新疆农科院微生物所进行参观教学。该研究所从事新疆特殊环境微生物资源及相关的生物制品开发等研究工作。设有发酵工程、基因工程、生物化工及微生物菌种保藏等专业研究室。请科研项目负责人讲解生产用菌种、发酵工艺、设备、原理等。把研究所作为课堂,将书本与现实联系起来, 使学生较好地认识并理解了各种仪器的结构、工作状态、工作原理、工艺流程, 达到了事半功倍的效果。例如在课堂上给同学们讲授重组DNA技术的实施环节时,因理论比较抽象,学生们很难将用于DNA扩增的多聚酶链式反应―PCR技术的原理与具体操作联系起来,通过参观教学,同学们在进一步听讲解及具体的观摩PCR仪的使用步骤后,掌握该仪器的基本操作,对PCR仪的工作原理有了进一步的认识。又如在讲授微生物诱变育种的理论环节时,同学们认为诱变育种工作难以实施,可当同学生们亲眼目睹了科研人员现场进行紫外线诱变育种工作后改变了同学们起初的看法,缩短了理论与实际操作之间的距离。可见,开设参观式教学这个环节, 对提高大学生的专业基础课教学质量具有实际意义。

2.3 引导学生参与相关科学研究

高校大学生的教学应该是以知识传授与探索相结合,形成师生良性互动,以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性为教学目标。通过大学生普遍参与科研创新实践,让大学生充分体会到只有从基础实践做起,才能更好的理解什么是研究。通过搜索文献、制定计划、论证完善、制作调试、报告总结等系列训练,让学生真正感受实践研究带来的乐趣和收获。

我校从事农业微生物学教学的老师还同时做相关领域的科学研究。为让同学们能深入贯穿理论与实践的结合,渗透微生物在农业领域中的应用,在农业微生物学理论教学环节中穿插教师所做的相关研究。例如在讲授菌根菌知识的同时,教师可以把自己从事这一领域的科研意义、目的及研究内容传授给学生。感兴趣的同学还可在教师的指导下利用课余时间完成相应的科学研究,这也是大学生科研创新能力培养体系构建具体实施过程中的重要环节,对于培养大学生今后的科研素质,启发创新意识定能起到良好的促进作用。

3.利用现代化手段, 提高微生物学教学水平

20 世纪90 年代以来, 多媒体技术作为先进教学手段,被广泛使用[4]。一个优秀的教学课件可以使课堂教学更加形象化,图文结合更加有利于学生加深对知识点的理解。特别是在微生物的教学中,不仅内容丰富, 涉及面广, 发展迅速, 而且研究个体微小, 学生对它的认识远不如对动物和植物。再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂, 学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解[5]。针对这种情况, 我们将多媒体技术应用到微生物学课程的教学中, 受到了学生的普遍欢迎。 在课件的制作过程中, 参考从因特网上下载的优秀微生物教学软件, 结合教研室科研成果, 自己动手制作PPT 教学软件, 把优真和清晰动感的画面及图表转移到教室, 使微观世界宏观化、教学内容情景化。

在讲授微生物学形态知识时, 把原核微生物、真核微生物、及具有非细胞形态的病毒所生存的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的画面展示给学生,有助于学生的理解与接受, 而且可突破教学中的难点, 加大教学的信息量, 提高讲课的效率[6]。同时在制作课件时,可以借助发达的网络视频资源,在课件中穿插相关的视频、动画。以立体的形式表现出鞭毛的运动、T 4 噬菌体的增殖、营养物质进入细胞的方式、基因转移和重组的过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,而且加深了学生对知识点的形象化理解。让学生能享受课堂时光。

4.合理安排实验教学

按照大纲要求, 学生在该课程的学习结束后,需要掌握无菌操作技术、纯培养技术和灭菌技术。结合实验教学6个学时数,本课程实验课教学是安排让学生完成一个综合实验:土壤微生物的分离与观察。实验安排为:首先让学生自己动手配制培养基, 改变以往培养基都是由教师准备的惯例;接着让学生对自己制备的培养基进行灭菌,掌握灭菌锅的使用步骤及注意事项;最后利用自己配制的培养基, 分离纯化土壤样品中的微生物并经培养一段时间后对培养物进行观察,将土壤中的主要微生物类群通过显微镜辨别出来。之所以这样安排实验课,是让学生在完成了这一综合实验后,对试验的设计形成系统的认识,将每一个试验有机的联系起来。避免以往实验教学实验内容结合不紧密的弊端。这也是在提倡素质教育的今天尤其需要倡导的。

5.结语

农业微生物学课程是一门非常重要的基础理论课程,其适用广泛性决定了需要针对不同的教学对象及教学目的进行合理的调整。让学生逐步提高专业水平是我们进行课程改革的最终目标。在教学过程中, 虽然我们取得了很好的效果,但是,随着科学技术不断进步,对我们的教学也提出了更高、更新的要求。作为高校教育工作者,我们只有顺应时代要求,进一步深化教学改革,摸索出一套适合于新疆农业高等院校人才培养模式的农业微生物学教学体系, 才能造就适应21 世纪需要的新型人才。

参考文献:

[1]龙中儿,黄云红,付学琴.高校微生物学实验课考核内容和方法的创新研究,微生物学通报[J]. 2007,34,(3)595-597

[2]梁如,玉陈强.农业微生物学教学改革的点滴体会,中国林业教育[J],1999,S1,93-94

[3]李庆华.抓好参观式教学环节提高专业课教学质量,实践与探索[J],2000,08(10) 44-46

[4]刘仁华,黄小云,胡廷章等.微生物学课程教学改革初探,安徽农学通报[J],2007,13(9)220-221

[5]秦华,李永春,徐秋芳.农业资源与环境专业微生物学理论课程的教学改革与实践,安徽农业科学[J],2012,40(30)15067-15069

[6]章跃陵,黄通旺.推进微生物教学改革,培养合格人才,高教论坛[J],2005,6(3) 65-67

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关键词:遥感 土壤水 定量 反演

中图分类号:TP7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0001-02

土壤水分是表示一定深度土层的土壤干湿程度的物理量,是监测土地退化和干旱的重要指标,同时也是水文学、气象学、土壤学、生态学以及农业科学等研究领域中的一个重要参数。一方面它影响地表与大气界面的水分和能量交换,其变化会引起土壤热学特性、地表光学特性的改变,从而影响气候的变化;另一方面它是植物和作物赖以生存的主要源泉,其大小决定着植物或作物根系的发育,对进行大尺度精准农业的水分调节,节水灌溉具有重要意义。

遥感技术不仅能对农作物长势进行大面积、实时、非破坏性监测,从而实现精准农业的发展对地表土壤水分信息快速、及时的掌握,还能为精准农业的发展提供动态监测和分析作物的健康状况与影响作物产量等必要的技术支持。目前获取土壤水分含量的方法主要有田间实测法、土壤水分模型法和遥感法三种。其中传统的田间实测法和土壤水分模型法,因测点稀、速度慢、范围有限,无法满足精准农业中对土壤水分信息快速获取的需求。而遥感估测土壤水分的方法原理是通过测量土壤表面发射或反射的电磁能量,研究遥感信息与土壤水分含量之间的关系,并建立相关的信息模型,从而反演出土壤水分情况,恰恰克服了前二种估测方法的实时性差、单点测量空间变异性差、不能宏观表现等缺陷,为精准农业中大面积快速获取土壤水分信息、实时准确监测提供科学依据。

1 国内外研究进展

如何快速、准确地获取区域地表土壤含水量信息是定量遥感研究的热点之一,也是目前遥感技术应用研究的前沿领域。国内外用遥感技术监测土壤水分的方法有很多,目前在该领域的研究主要集中在光学遥感(即可见光-近红外、热红外遥感)和微波遥感波段进行。主要方法有:基于可见光-近红外土壤水分光谱法、基于热红外遥感的温度法、植被指数法、基于可见光及热红外遥感的植被指数-冠层温度法、微波遥感监测土壤水分法、高光谱遥感监测土壤水分法。

1.1 基于可见光-近红外土壤水分光谱法

Bowers等人早在1965年就发现裸地土壤湿度的增加会引起土壤发射率的降低,这为后来利用土壤水分光谱法方法进行土壤水分的遥感监测研究提供了理论依据。土壤水分光谱法正是应用遥感估算光学植被度,分解象元排除法来提取土壤水分光谱信息。国内外学者在这方面做了大量工作,有的根据水的吸收率曲线提出使用中红外波段来监测土壤湿度,采用MODIS数据并结合实地调查资料,建立了MODIS第7通道的反射率与地面湿度的线性光学。另有学者利用遥感资料估算“光学植被覆盖度”,然后利用像元分解法分离植被与土壤信息,提取土壤水分光谱信息。该方法需要根据不同环境、不同土壤组分建立相应的遥感反演模型,应用比较局限,大面积推广较难。

1.2 基于热红外遥感的温度法

热红外遥感最重要的应用之一是反演土地表面温度。具有代表性的有热惯量法、区域蒸散法、亮温指数法(LST)、温度状态指数法(TCI)、条件温度指数法和归一化温度指数法。热惯量法反演土壤水分的模型研究,主要集中在对于土壤热惯量的解析式计算、从热平衡与热传导方程的化简与计算、环境因子的影响等多方面着手,得到了大量的热惯量模式,建立了较为完善的土壤水分反演模型。蒸散法根据能量流的传输原理,对实际蒸散(E)与潜在蒸散(Ep)的比值与土壤水分的关系进行研究,其理论基础来源于P-M彭曼公式。针对不同的下垫面情况发展了单层、双层和多层模型。利用卫星一次过境观测的辐射温度值,计算地表辐射温度以及蒸散,结合当地气象台站数据计算出作物缺水指数(CWSI),建立了土壤水分与作物缺水指数的回归方程。随后又有DSI指数、区域缺水指数(RWSI)相关研究,在遥感的定性及半定量阶段估算地表蒸散和干旱程度的精确估算上做了相关探讨。温度状态指数(TCI)和亮温指数(BTI)强调了温度与植物生长的关系,提出了亮度温度,以通过对NDVI、亮温与土壤水分的统计分析来建立三者间的数理关系,从而利用遥感反演的亮温和NDVI计算土壤水分含量,建立了土壤相对湿度和NDVI、亮温的回归模型。归一化温度指数(NDTI)可消除地表温度季节变化的影响,通过能量平衡一空气动力学阻抗模型计算,需要卫星过境时刻的气温、太阳辐射、相对湿度、风速和叶面积指数等数据。该方法也主要适用于裸地或植被生长早期。

1.3 植被指数法

植被指数法是研究土壤湿度与遥感植被信息相互关系的重要手段。研究表明归一化植被指数(NDVI)、距平植被指数(AVI)、植被状态指数(VCI)、标准植被指数(SVI)等都与土壤湿度有一定关系。一般来讲,当作物缺水时,作物的生长将受到影响,植被指数将会降低。国内学者也利用VCI研究了我国土壤湿度状况,应用VCI结合常规资料进行综合分析,对我国干旱状况进行宏观动态监测。但该方法较适用于高植被覆盖区域,仍有很多限制性因子和条件。

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关键词:保护性耕作;概况;定义;模式;优点

一、保护性耕作发展概况

保护性耕作是一种新型旱地耕作法,主要包括免耕播种施肥、深松、控制杂草、秸秆及地表处理等4项内容。其核心是免耕播种,主要作业均使用来完成。20世纪初,由于人类过度耕作,植被遭到严重破坏不,导致了震惊世界的“黑风暴”,“黑风暴”横扫美国大陆,成千上万的农田表土被刮走,几千万亩的粮田遭到破坏。1942年美国成立了土壤保护局,土壤学家、农学家、农机专家共同努力,总结开发出了保护性耕作法,即收获后把作物秸秆和根茬留在地上保护土地、防止风吹、水蚀的方法。目前美国、加拿大和澳大利亚等国已基本采用了以机械化为支撑的保护性耕作。我国北方地区一直沿袭传统的以铧式犁翻耕土壤、休闲耕作法,由于实行深耕细耙,破坏了土壤结构,降低了土壤的水肥含量,的耕地表土也加剧了沙尘暴的肆虐。中国大学课题组在山西省经过近9年的连续试验研究,初步研究出一套适合中国国情的保护性耕作技术体系,可以增加休闲期土壤储水量,提高水肥利用效率,减少作业工序,增加农作物产量。近年来,农业部在北方地区推广“保护性耕作”项目,通过重点建设核心项目区,并结合国家实施的防护林工程、退耕还林还草工程等生态建设措施,使我国北方旱作地区的农业生态恶化状况有望得到改善。

二、机械化保护性耕作的定义

机械化保护性耕作是通过免耕、少耕来减少农田耕作。在满足作物生长条件的基础上尽量减少田间作业,通过农作物秸秆还田覆盖地表(以下称残茬覆盖),残茬覆盖率应不小于30%,采用机械化和半机械化措施保证播种质量,将耕作减少到只要能保证种子发芽即可,并且主要用农药来控制病虫害的一种新型耕作技术。其技术实质是通过残茬覆盖地表和简化耕作,来降低风、水等对土壤的侵蚀,从而达到培肥地力,保护农业生态环境,提高土壤肥力的耕作技术。

针对保护性耕作的基本要点,也可用4句话来概括:秸秆覆盖、免耕播种、以松代翻、化学除草。

三、机械化保护性耕作主要采用的几种模式

1.浅旋:玉米人工收获后,用机械将秸秆粉碎还田,用联合整地机浅旋6 cm~7 cm。

2.圆盘耙处理:玉米人工收获后,用机械将秸秆粉碎后,用圆盘耙处理残茬和覆盖物。

3.联合收获浅旋:采用玉米联合收割机收获玉米,粉碎秸秆,浅旋6 cm~7 cm。

4.高留茬,联合整地:玉米收割时留高茬30 cm,秸秆运出或部分运出,用综合整地机进行灭茬、旋耕。从保护性耕作实际来看,秸秆粉碎还田后,浅旋的这种模式,地表覆盖率能达到70%以上。秸秆粉碎圆盘耙处理的这种模式,地表覆盖率能达到90%以上。高留茬综合整地的这种模式,地表覆盖率能达到45%以上。这几种技术模式都能达到保护性耕作技术要求,也符合农艺的技术要求,都有大面积推广的价值。

四、实行机械化保护性耕作的优点

我们对机械化保护性耕作方式与传统的耕作方式地块各项指标进行了对比测定,通过各项指标的测试结果,可以看出实行机械化保护性耕作具有以下几点好处:

1.保护性耕作具有增强土壤的蓄水保水能力,提高降水利用率的特殊功能。土地是农业生产的根本,传统的耕翻作业不仅增加生产成本,而且破坏土壤结构,增加土壤风蚀和水蚀,降低土壤的生产能力。大量的秸秆残茬覆盖地表,减少了地表水分蒸发,增强了土壤的蓄水功能,保护性耕作地表植被覆盖,减少径流(水分流失)60%,水蚀(土壤流失)80%左右;减少风蚀(农田扬沙)60%。降水利用率好,既节水又降低了生产成本,是实现农业可持续发展的一项先进耕作技术。

2.保护性耕作能增强土壤有机质、提高土壤能力。传统的秸秆焚烧,乱堆乱放和大量施用化肥,严重污染环境。保护性耕作地块土壤养分增强,土壤有机质含量,每年相对增加0.04%以上,增加休闲期土壤贮水量14%~15%,提高水分利用率15%~17%;增加土壤肥力,土壤有机质提高0.03%(一年一作);速效氮、钾提高。通过秸秆还田后形成肥沃的腐殖层,营造出良好的作物生长环境,减少化肥的施用量。同样施肥,保护性耕作地块,出苗齐、长势好,是发展循环农业、节约型农业和保护环境的重要举措。