土壤剖面概念范文

导语：如何才能写好一篇土壤剖面概念，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。

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关键词：土壤地理学；教学内容；实验；改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）03-04-158-02

土壤地理学是土壤学与地理学、环境科学、地球化学、生态学等多个学科的交叉学科，属于高等师范院校自然地理与环境专业、人文地理与城乡规划专业与高等农业院校农业资源与环境专业必修的主干课程之一。该课程学习的目的是使学生认识土壤圈圈层特点及其在陆地生态系统中的地位，土壤的基本特征、形成演化及土壤剖面形态特征以及土壤野外描述，不同空间的土壤分布规律，土壤景观的认识以及土壤系统分类等基本知识[2]。通过这些知识的学习，帮助学生认识土壤资源、土壤资源的变化以及人类影响下土壤资源的演化趋势进行预测。

对于师范院校来说，土壤地理学可以分为两大部分来学习，包括理论与实验实习两大部分。理论部分包括土壤学基本概念的学习，如土壤的基本理化性质、土壤的形成、分类体系等，接着是土壤的地理分布规律的学习。在试验实习部分主要涉及到土壤的李欢分析手段与方法以及土壤野外调查与制图的基本理论与方法。总的来说土壤地理学教学、实验、实习是培养学生独立分析问题和解决问题的能力，初步培养学生的科研思维，也是学生毕业后能够胜任中学地理教学以及组织学生进行第二兴趣小组，开展课外活动的能力。土壤地理学的实验、实习也为日后学生从事研究生工作、学习打下了良好的基础。

1 教学中存在的问题

1.1 传统教学模式与当今社会需求不相适应[3] 传统的土壤地理学教学内容陈旧，应与当前社会需求相适应。随着科研的不断提升，土壤方面的热点问题不断涌现，最新的科学研究热点问题、最新的研究方法应及时补充到大学教材中去。这样才会达到科研促进教学的目的。如土壤碳库变化、古土壤解译古气候、土壤中碳氮元素循环等。

1.2 传统的教学方式不能达到较好的教学效果 教学过程中，多是采用老师教授，学生听的方式[4]。尤其是在大学授课当中，两节课的大课所涵盖的内容多、知识量大，学生很难对课中所讲解的内容全盘理解和接受。并且在讲授过程中，土壤地理学的一些理论，如土壤发生学原理、土壤分类体系等，比较枯燥、乏味，很多学生对于空洞乏味的讲授毫不感兴趣，缺乏兴趣，以致学生不爱听课，或是听课当中开小差，玩手机现象较多。针对这一现象，土壤地理学在授课过程中应多增加实习授课，在实习过程中讲授理论。如土壤剖面的观察，让学生亲自参加土壤剖面的挖掘过程，并且讲授挖掘剖面所要注意的事项，如挖掘剖面方向的选择，要大致计算好太阳角度的变化，计算好剖面挖掘的时间，这样才会使得剖面挖掘完给土壤剖面照相才不会有阴影。让学生在参与土壤剖面挖掘的过程中，随着挖掘的难易程度就能感受到土壤的硬度，对剖面挖掘好后土壤层次的划分打下了基础。若只是在课堂中采用土壤剖面照片进行讲授，学生很能理解土壤的结构、颜色、质地等，在野外实习中，通过学生自己亲自挖取土壤剖面，在剖面中讲授土壤相关的物理性质，学生会理解的更加透彻，从而增加了学生的兴趣，为以后从事科研工作打下良好的基础。

2 实验教学存在的问题

2.1 实验仪器缺乏 目前各师范院校地理科学专业开设的实验课程主要包括3个项目。分别是物理性质的测定，如容重、水分、土壤颗粒组成的测定以及土壤pH的测定。而关于土壤地理学中的实验例如土壤氮、磷、钾、有机质等传统实验都没有开设。而大多数师范院校在开设地理科学专业的同时，配备的实验课非常少，远远不能满足土壤地理学实验的需求。因此，师范院校应该在土壤地理学仪器购置时，应投入一定的资金力度，比如建立一个土壤地理学实验室，不仅可以满足传统教学的需求，对于学生日后做毕业论文，也提供了一个良好的实验平台。

2.2 传统的实验教学模式

2.2.1教学模式 目前大多数院校开设的土壤地理学实验多是验证性的实验，学生只要按照实验方法、步骤去做，都可以完成，教师处于主导地位，而学生缺乏自己思考的空间，缺乏对学生创新和解决实际问题的能力的培养[5]。传统的教学模式主要是学生被动的记忆、被动的接受知识，增加了学生的记忆负担。因此，应该除了传统土壤地理学实验项目的开设以外，还应增加探究性实验，例如不同立地条件下土壤养分状况对比研究、不同区域土壤结构分析等，使得学生在掌握实验分析的同时，去设计整个实验的设计过程，初步培养和锻炼学生的逻辑思维。

2.2.2 实验的前期准备 前期的实验器材以及实验药品的配置，都是实验员准备，学生完全不知道药品怎么配，尤其是对于地理科学专业的学生，由于没有分析化学的基础，缺乏对药品试剂配置的基本能力[6]。但是土壤地理学侧重土壤与地理环境之间的关系研究，只有学生之前了解样品采集地的地理发生、发育环境，才能对实验所做的数据进行合理的分析，从而得出合理的结论。用老师准备好的实验样品，学生就不会对样品采集地的环境有所了解，学生就会对所做的数据凭空分析，造成一定的误差。因此，在开设实验分析项目之前，让学生参与样品采集的过程，样品的前处理过程以及药品的配置。

2.2.3 实验考核方式 学生完成实验后，大多数都是抄写实验报告，而我们的考核方法大多是以学生抄写的实验报告作为打分的依据。并且实验过程中，都是小组的形式，很多学生不动手，不参与实验。在实验过程中，应把实验的考核等同与基础理论课的考试，不能对实验课的考核流于形式，确实有学生实验操作能力不够或者实验过程中不参与的，可以给予挂课或者不合格处理，下学期继续补考。这样有了严格的实验考核机制，学生才会重视实验。

2.3 缺少研究性实验 基础性实验可以锻炼培养学生的基本实验操作与技能，比如实验仪器的使用，实验技能的训练等，但对于学生兴趣的培养、创新精神的锻炼确有着明显的不足。研究性实验可以围绕当前土壤地理学的科研热点，引导学生选题、进而解决问题、分析问题，最终使得学生学会研究成果的表述[7]。这样一个过程不仅培养了学生的独立思考问题的能力、解决实际问题的能力，也使学生学会了怎样去学习。

3 组织好土壤地理调查实习

土壤地理学属于交叉学科，是理论性和实践性很强的课程，学生在平时理论课讲授过程中只接受了书本上的理论知识的教育，对土壤类型的认识，土壤剖面的观察，仅限于图片，很难对土壤地理学的知识有深刻的理解。首先在野外实习过程中，要带领学生到野外观察土壤剖面，这个土壤剖面要让亲自参与挖掘过程，要在老师的严格指导下，按照专业的标准，挖取标准的剖面。其次，要划分土壤发生层次，土壤发生层次要依据土壤颜色、质地、结构、水分、新生体等进行划分。接着要按照野外土壤剖面描述手册的要求，对土壤发生层的各层次进行描述。最终采取土壤样品。这样一套土壤地理学的剖面描述、观察、采样，学生全程参与，不仅掌握了土壤地理学理论课中很多难理解的知识，而且学会了土壤样品的一种采集方法。在实习过程中，还可以利用简单的野外工具做室外实验，如利用稀盐酸看土壤样品是否有气泡冒出，进而推测该样品是否有碳酸钙的存在。

我们可以开展一些特色的教学实习，如结合伊犁本地特色，伊犁气候、水资源丰富，是盛产苹果的区域。我院地理科学专业还可以与当地林果业相关部门合作，通过老师的指导，开发一些无公害苹果、树上干杏、桃等，从而理解这些无公害生产需要怎样的土壤条件，从而使学生掌握野外土壤调查的基本技能。

4 实验与实习有机结合起来

目前大多数院校开始的土壤地理学实验课程，实验分析中所需的样品都是老师事先准备好的，学生没有参与前期样品的采集过程，或者说分析的样品与后期野外实习采样的样品不是同一个样品。这样学生在实验过程中，对所得到的数据分析中，很难对土壤所处的地理环境很好的把握与理解，势必造成一定程度的误差，因此，应把学生在野外采集的样品作为室内分析实验的样品，从而为分析结果提供准确可靠的保障。

总之，土壤地理学是地理科学专业的专业基础课程，也是学习自然地理学的基本专业知识，只有安排好教学、实验、实习，使得三者有机的结合起来，才能培养学生的专业基础知识、扎实的实验操作技能及初步的科研思维，为以后学习打下良好的基础。

参考文献

[1]李天杰，郑应顺，王云.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，1990.

[2]朱鹤健，何宣庚.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，1992.

[3]房莉，余健.对土壤地理学传统教学方式的思考[J].教育教学论坛，2011，11（31）：99-100.

[4]华珞，王学东.关于 “土壤地理学”教学的几点思考[J].首都师范大学学报（自然科学版），2009，30（3）：44-47.

[5]李粉如，段立珍，张永峰.土壤地理学实验教学改革探讨[J].安徽农学通报，2009，15（12）：207-209.

[6]李春红，冯维波.地理专业《土壤地理学》实验教学的改革探讨[J].科技创新导报，2011，10（30）：198-199.

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[关键词] 都昌县 耕地 评价

[中图分类号] S1 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2017）05-0064-01

1 耕地地力评价的原则

1.1 综合因素研究与主导因素分析相结合原则

综合相关因素研究指的是地形、土壤理化性质、整体社会经济因素进行综合研究，分析和评价，以充分了解农田生产力的状态。主导因素是指耕地肥力，相对稳定和决定性因素，评价时应注重研究分析。

1.2 共性评价与专题研究相结合原则

都昌县耕地利用存在多种类型，如菜地农田等，土壤理化性质、环境条件，理水平均不同，所以耕地地力水平有较大的差异。考虑县域内耕地地力的系统、可比性，根据不同土地利用条件，应选择统一的共同评价指标和标准，即耕地地力的评价不针对某一特定的利用类型。

1.3 定量分析与定性分析相结合原则

为了确保客观、合理的评价结果，尽可能使用定量评价方法，对定量评价因子，如土壤有机质等养分含量和厚度根据数值计算；对非量化的定性因子，如土壤表层质地、土体构型等则进行量化处理，确定其相应的指数，并建立评价数据库，以计算机进行运算和处理，尽力避免人为随意性因素影响。

2 都昌县自然与农业生产概况

2.1 地形地貌

都昌位于武山山脉南，主要由低山、丘陵及滨湖地貌组成。境内北高南低，以大港到汪墩皱褶隆起武山延支为轴心，呈脊状形向北面和东西两面倾斜，逐步形成由低山、丘陵和滨湖组成的阶梯形排列。小地形变化复杂，在一定程度上干扰和延缓了县内土壤正常发育的过程，增加了土壤个体变异及其空间分布的复杂性。

2.2 气候

都昌县属于中亚热带向北亚热带过渡性季风气候，冬季寒冷，春末夏初多雨，盛夏、秋季多干旱，四季分明。全县年平均气温17.1℃，年平均积温6135.2℃，无霜期平均264天，日照率为47%。年平均降雨量1400毫米，年蒸发量为1177毫米。

2.3 土壤

全县境内共有7个土类，包括红壤、黄棕壤、紫色土、红色石灰土，湖州草甸土、水稻土、风沙土。下分13个亚类和47个土属，续分119个土种。

2.4 农业生产概况

至2016年末都昌县实有耕地面积619400亩，其中水田433615亩，旱地185785亩。水田占耕地面积的70.0%，旱地占耕地面积的30.0%。传统农业生产以“粮棉油猪”为主。近年来，特色产业异军突起，水产、果业、蔬菜、茶叶、药材发展势头强劲。

3 耕地地力评价指标体系的建立、因素处理及结果

3.1 耕地地力评价指标体系的建立

按照农业部的统一规程，耕地地力调查与评价包含六大指标体系，因庀筇跫仅对全国的地力评价具有参考意义，对局部区域没有很大的差异，因此不作为都昌县地力评价的参考因素。经过多轮匿名征询和意见反馈，形成最终分析结论。最终确定了立地条件、剖面性状、耕层状况、障碍因素、土壤管理等五个因素、14个评价指标作为具体的评价对象。

3.2 因素处理及结果

系统获取的评价资料可以分为定量和定性资料两大部分，为了采用定量化的评价方法和自动化的评价手段，减少人为因素的影响，需要对其中的定性因素进行定量化处理，根据因素的级别状况赋予其相应的分值或数值。定性因素主要有：成土母质、剖面构型、土壤质地、土壤侵蚀程度、障碍层类型、灌溉保证率、排涝能力等。定量化指标主要有：坡度、PH、有机质、全氮、速效磷、速效钾、有效硫等。

3.3 确定评价单元

土壤类型划分到土种，土地利用现状类型划分到二级利用类型，制图区界以都昌县最新土地利用现状图为准。以保持行政界线的完整性为原则，将耕地图斑图、土壤图和行政区划图（村界）进行叠加形成评价单元，共2636个。

3.4 建立县域耕地资源管理信息数据库

将收集好的资料按照确定的评价指标体系，将各评价因素进行整理入库。整理的标准按照数据字典的要求进行匹配，特别是将字段属性的描述、量纲按照数据字典的要求进行设置和整理。对评价单元赋评价因素属性值，共14个评价因素。整理完成后，运行县域耕地资源管理信息管理系统软件，建立都昌工作空间维护，进入空间数据维护，在图层库中设置好坐标系，再将矢量图层导入。

3.5 权重的确定

层次分析方法是把复杂问题中的各个因素按照相互之间的隶属关系排成从高到底的若干层次，根据对一定客观现实的判断就同一层次相对重要性相互比较的结果，决定层次各元素重要性先后次序。按照建立的指标评价体系建立层次结构模型，构造判断矩阵，将专家打分值录入到系统中，并最终通过了检验。

3.6 隶属度的确定

将选定的评价指标与耕地生产能力的关系分为戒上型函数、戒下型函数、峰型函数、直线型函数以及概念型5种类型的隶属函数。对于前四种类型，可以用特尔斐法对一组实测值评估出相应的一组隶属度。概念型指标其性状是定性的、综合性的，与耕地生产能力之间是一种非线性的关系，如成土母质、土壤剖面构型、质地、障碍层类型等。这类要素的评价则采用特尔菲法直接给出隶属度。

3.7 耕地地力等级评价

在专题评价模块中选择耕地生产潜力评价，选择评价单元图，以评价单元编号为属性表关键字段，再选择建立好的都昌县耕地地力评价模型，最后选择隶属度函数模型，最后进行计算。

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关键词：六十四卦方图；黄泛平原土壤

On the coincidence between the Square Diagram of the Fu Xi's 64 hexagrams

and the sectional drawing of the soil in alluvial plain by the Yellow River

WU Shi-cai1 WANG Dai-chun2

(1.Center for Zhouyi & Ancient Chinese Philosophy， Shandong University， Jinan 250100， China;

2. Learned Society of Soil of Shandong Province， Jinan 250100， China)

Abstract: The ancient classic of Zhouyi possesses profound and extensive connotations. Comparing the Square Diagram of the Fu Xi's 64 Hexagrams with the sectional drawing of the soil in alluvial plain by the Yellow River， we may find its similarity: the binary system of the 64 hexagrams in I Ching learning coincides with the sectional drawing of the soil in alluvial plain by the Yellow River， which also shed light on modern western soil science， revealing the glamour of the eastern culture.

Key words: the Square Diagram of the 64 hexagrams; soil in alluvial plain by the Yellow River



《四库全书总目提要》有言：“易道广大，无所不包。旁及天文、地理、乐律、兵法、韵学、算术，以逮方外之炉火，皆可援《易》以为说；而好异者又援以入《易》，故易学愈繁。”可见，易学功用深远。作为“好异者”，我们经过对《伏羲六十四卦方图》“极深研几”，发现它与黄泛土壤平垂分布之象有着惊人的相似!拙文旨在祈求方家指教。

一

“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦定吉凶，吉凶生大业。”这是周易《系辞上传》中关于宇宙万物的生成的生动描述。其中，“太极”是指天地未分的混沌元气，“两仪”是指元气分化的阴气和阳气，轻清阳气上浮成天。重浊阴气下沉为地。“四象”是指老、少阴阳，相互摩荡而成万物。“八卦”是指乾(天)、坤(地)、坎(水)、离(火)、艮(山)、兑(泽)、震(雷)、巽(风)，是万物生成的八种自然要素。

黄泛之壤，阴阳分明。组元粉沙、粘粒，且排比有章。粘者性阴，沙者为阳。其理同易，象数有常。

壤中粉沙土粒其性为阳，粘粒其性为阴。黄河携带的浑沌泥沙可谓为易经的太级，是造就黄泛之壤的本源。淅出的一层沙和沉淀出的一层粘土粒可谓为易经的两仪，淅淀出二层的粘粘粒、沙粘粒、粘沙粒、沙沙土粒可谓为易经的四象；淅淀出三层的粘粘粘土粒(坤)、沙粘粘土粒(艮)、粘沙粘土粒(坎)、沙粘沙土粒(离)、沙沙粘土粒(巽)、粘沙沙土粒(兑)、粘粘沙土粒(震)、沙沙沙土粒(乾)可谓为易经的三爻八卦；八属三层土粒经渎泛交互分选、复落淅出六层63寸厚的六十四种沙粘不同比例和不同排列层次土体的土壤可谓为易经的六爻六十四卦。

二

我们通过长期观察黄泛土壤的性质、象形，农业土壤耕层深度为7寸是限；植物生长活动利用土壤深度为63寸是限；在63寸土体内，各层沙粘土粒占的比例为质地；63寸土体内出现的沙或粘土粒积聚层为土体的排列层次；63寸土体内沙粘均匀未有明显层 次的为均质土体。六十四卦中的阴爻画“--”可表示为二进制的0，并代表土壤中粘粒符号；阳爻画“—”可表示二进制的1，并代表土壤中的粉沙粒符号。六十四卦中，每一卦以六爻排比组合，破译为二进制数的六位组合，可破译为植物生长利用的六个土壤活动层中的沙粘土粒的排列组合。六十四卦中从0—63的序数破译为对应的六十四种土壤中质地含量的比例。

“爻”是个易经专用名词，指八卦或六十四卦中的任一阴阳符号。在数学中，“爻”可译成以2为底的乘方指数，2代表数学的二进制，爻可译为二进制的位数、土壤的层数。由于二进制数学的特点是从零开始，也是《易经》从无到有的无中生有的哲理。《易经》的二进制换算成十进制，如太极的20=1，两仪的21=2，四象的22=4，八卦的23=8为三爻卦，十六卦的24=16为四爻卦，三十二卦的25=32为五爻卦，六十四卦的26=64为六爻卦。在黄泛土壤中供植物生长利用的土层有六层；可组合成六十四种土壤。再以六十四卦中的初六爻、六二爻、六三爻、爻、六五爻、上六爻表示土壤的初粘层、粘二层、粘三层、粘四层、粘五层、上粘层；初九爻、九二爻、九三爻、九四爻、九五爻、上九爻表示土壤的初沙层、沙二层、沙三层、沙四层、沙五层、上沙层。易经二进制算术的特点是，变化由下层向上变化而写成，其进位是由上层向下层进位，阴爻不计实数，阳爻所处的位置不同，则1代表的实数值就不同，变化规律是用2的乘方来计算。以乾卦为例：

——1 上九实数1，代表十进制数的1．

——2 九五实数1，代表十进制数的2．

——4 九四实数1，代表十进制数的4．

——8 九三实数1，代表十进制数的8．

——16 九二实数1，代表十进制数的16．

——32 初九实数1，代表十进制数的32．

六位数相加其和为63。

以应粉沙壤之象体，上沙层厚度为1寸，沙五层厚度为2寸，沙四层厚度为4寸，沙三层厚度为8寸，沙二层厚度为16寸，初沙层厚度为32寸，植物生长活动利用土体厚度为63寸(63寸之下很难找到树木根系)。土体的排列为象，六层皆沙粒，定数质地含沙比例为63/63=100%。

通过研究《伏羲六十四卦方图》(如图)，我们可以发现各上对角是坤与乾的对角，是按九的倍数排列，否与泰的对角是按7的倍数排列，构成三十二对配，每一对配卦象的阴阳符号完全相反，实数相加都是六十三，六十三这个数是具阴阳性质的事物，以六位二进制换算成十进制的最大数，也是常数。以植物利用的活动土层为63寸，如乾之壤(粉沙壤)在63寸厚的土层中，最大含沙量为63/63=100%，震之壤(青沙壤)在63寸厚的土层中，最大含沙量为36/63=57.1428%等。从坤之壤(粘湿壤)到乾之壤(沙壤)的高差为63寸，其地面坡降约为1/6300，体现了黄泛土壤的水平和垂直分布状况，这与现实考察的结果非常近似。

六十四卦之阳升于震、离、兑，极于乾；阴降于巽、坎、艮，极于坤。黄泛土壤之沙粒升于青沙土壤、碱壤、黄沙壤，极于粉沙壤；粘土粒降于中壤，盐壤、僵壤，极于粘湿之壤。八卦之中三爻皆“—”阳，象之纯阳；土壤中三层皆“沙”，象之纯粉沙壤。三爻皆“--”阴，征之纯阴；土壤中三层皆“粘粒”，征之纯粘湿土壤。“鋔”(震)初爻“—”阳，象之以长，译为土壤初层粉沙粒，含沙4/7，象为青沙之壤；“鋖”(坎)中爻“—”阳，象之以中，译为土壤中层粉沙粒，含沙粒 2/7，象为盐壤；“鋗”(艮)上爻“—”阳，象之以少，译为土壤上层粉沙粒，含沙量1/7，象为僵壤。其阳数值位，呈“长、中、少”之别，其土壤粉沙粒数值于层，有青沙壤、盐壤、僵壤之分。“鋕”(巽)初爻“--”阴，征之以长阴，译为土壤初层粘粒，含粘粒4/7，征为中壤；“鋓”(离)中爻“--”阴，征之以中阴，译为土壤层粘粒，含粘粒2/7，征为碱壤；“鋒”(兑)上爻“--”阴，征之以少阴，译为土壤上层粘粒，含粘粒1/7，征为黄沙壤。其阴数值位也呈“长、中、少”之别，其土壤粘粒数值，也有中壤、碱壤、黄沙壤之分。是《易经》阴中育阳、阳中生阴之道，同是土壤粘中孕沙粒，沙中生粘粒之理。换言之，八重卦，正是八属土壤的生态密码。

由于经水的分选作用，静水区沉淀粘土粒，急水区淅出粉沙粒，即一沙一粘的土壤；再经渎泛串流，土粒又经水的分选、迁移、静落、淅出粘粒土壤、沙粘土壤、粘沙土壤、沙沙土壤四类土壤；续经渎泛串流分选，沙粘土粒迁移复落、淅出粘粘粘、沙粘粘、粘沙粘、沙沙粘、粘粘沙、沙粘沙、粘沙沙、沙沙沙八属土体类型的土壤；八属土体类型的土壤屡经渎泛串流分选，沙粘土粒交互复落，构成六十四种沙粘土粒比例和排列不同的土体，适应各类植物之生长。

土壤63寸土体厚度分为六个植物利用层，这六个层在土壤生态中各有其作用和功能，如各层不起其职，土壤整体就失去平衡，谓为土壤病害。上粘层的功能为土壤空气与大气交换层，粘五层的功能为日热传导层，粘四层为土壤肥料施入分解层，粘三层为营养调节离子毒性排解层，粘二层为土壤水分上布下达层，初粘层为土壤水源供给蓄存层。

上沙层的功能为水、气、热运行传导层，沙五层为肥料施入层，沙四层为土壤酶分解层，沙三层为养分供给吸收上布层，沙二层为多余成分离子下泄层，初沙层为水分调节上布下泄层。

观黄泛平原土壤之征象，探析易学之数理，黄泛平原土壤层次排列剖面之象与各八卦之重卦之象相符，土体含沙粘之量与《伏羲六十四卦方图》的卦序数相符。

在植物利用土体中，六层(爻)皆粘粒者，应于坤卦(鋑)之象，划属为坤属之壤，五行属土，象征粘湿之壤，耕层之状，湿之粘手，干而如粟米，上下悬泽，耕性异常，种粮宜稻，植树适榆与桑。五行之性，其性湿粘，其色暗黄，育色黄而白，育形方而圆，植味甜而辛之物为尚土。

三爻9寸深处有沙层，初爻、二爻18寸深处下有粘粒层者，应于艮卦(鋗)之象，划属艮属之壤，五行属土，象征僵土之壤。耕层之状，湿泽粘手，干而刚僵，质地含沙粒为1/7=9/63，种菜宜菜豆，植木适藤攀，藤柄有细刺，叶齿五裂如掌。

三爻9寸深处有粘粒层，初爻32寸深处有粘土层，二爻18寸深处有沙层者，应于坎卦(鋖)之象，划属为坎属之壤，象征盐土之壤，盐土之状，坚而不骼，气水通畅，土壤质地，含沙粒2/7=18/63，润时地出卤潮，燥时地起白霜，含卤水、芒硝之物，极至植物患病，病发于寒，叶而枯黄，根锈似铁，根溃黑烂，绣穗为糠，唯有耐盐寒之物(适生甜菜、油菜、猪毛菜等物，柳木等)容华有形。五行之性，其性寒，其色黑，育色黑而青，育形长而徒，植味咸而酸之物为尚土。

二、三爻9寸—31寸深处有沙层，初爻32寸深处下有粘土层者，应于巽卦(鋕)之象。五行属木，划属为巽属之壤，象征中壤之象，中壤土之状，淖而不粘，干而不坚，不泞足不污手，沥水保墒，土壤质地含沙粒3/7=27/63，种织编物类，宜棉及麻、箕柳、白腊。五行之性，其性温，其色青，育色青而白，育形徒而圆，植味酸而辛之物为尚土。

初爻层至上爻层皆沙土粒者，应于乾卦(*7)之象，划属为乾属之壤，五行 属金，象征粉沙之壤，粉沙壤之状，华然如粉，风刮以尘，失墒极甚，土壤质地含沙粒7/7=63/63，宜植木果之树，防风护墒，苹果、李、杏、柿、梨、桃、柳、石榴。五行之性，其性燥凉，其色白，育色白而黑，育形圆而长，植木果味辛而凉之物为尚土。初、二爻(层)18—63寸深处，有沙土粒层，三爻(层)9寸深处有粘土层者，应于兑卦(鋒)之象，可划属为黄沙属之壤，五行属金，象征黄沙壤之象，黄沙壤之状，粉然刚糠以脆，通气沥水，泽光，土壤质地，含沙粒6/7=54/63。种植辛凉植物，宜葱与蒜，芫荽、茴香、辣椒、薄荷，其味辛香。五行之性，其性湿凉，其色白，育色白黄，育形圆长，植味辛而咸之物为尚土。

初爻层32寸深处有沙土层。二爻层16寸深处有粘粒层，三爻层8寸深处有沙粒层者，应于离卦(鋓)之象，可划属为碱土之壤，碱土之状，遇水泥泞，土粒分散，干时固结，坚实不暄，水气不通，土壤质地含沙粒5/7=45/63，植不耐碱作物，熔化植物之卫脂，蚀植物之根系，蒸植物之内水，甚者绝生，轻者，伤植物之容貌，枝梢焦枯，叶片变小，五谷厌生，百木有疾。五行之性，其性火热，其味涩苦，其色赤，育色赤黄，育形尖方，唯有耐碱盐植物，容华以生，植味咸而甜之物为尚土。

初爻层32寸处有沙土层，二、三爻层8寸以下深处有粘粒层者，应于震卦(鋔)之象，可划为青沙属之壤，青沙壤之状，沥水保墒，土暄气畅，宜根深扎，土壤质地含沙粒4/7=36/63，宜生不果徒木，为人栖宿防风，取火御寒，生活煮食，适种香椿、梧桐、楝、杨。五行之性，其性温，其色青，育色青，育形徒尖，植味酸苦之物为尚土。

凡初爻层有粘土粒层者为阴性土壤，凡初爻层有沙土粒者为阳性土壤，具先天之易理。

古代对黄泛平原土壤的分类比现代西方地质学分类法科学的多，使土壤分类既有定性又有定量的概念，而今天用《伏羲六十四卦方图》理论对黄泛平原土壤分类仍具有现实意义。

目前，西方学说把土壤看成是静止的土粒机械组成，忽视了土壤是一个有机的整体，土壤排比组合的不同，是不同土壤内在各层职能之间协调联系的生态平衡密码，是土壤质与量相互转化的内因和条件。

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1.1样品的采集

本分析根据重金属的空间变异性,采用非均匀性布点方法,在贵州省部分地区(包含9个地区的34个县市)采集1014个土壤样品(样品采集点位置见图1),每个样品从10m×10m正方形4个顶点和中心共5处各采集1kg表土(0~20cm),均匀混合后,用四分法选取1kg作为该点样品。另按土壤发育层次在土壤剖面采集耕作层、心土层和母质层每层29个样品,三层共87个。

1.2样品制备

土壤在室内风干,过100目尼龙网筛,为防止采样人为因素影响,样品混合、装袋、粉碎、研磨等处理过程均使用木头、塑料、玛瑙等用具。

1.3评价因子

选择生物毒性显著的汞(Hg)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)以及类金属砷(As)作为评价因子。

1.4样品分析

土壤样品采用美国国家环保局相关标准(USE2PA)[4]抽提消煮,用原子荧光测定砷(As),用冷原子吸收法测定汞(Hg),石墨炉原子吸收光谱仪(AASVario6)测定镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)。分析过程加入国家标准土壤样品(GSS22、GSS25)进行分析质量控制,分析样品重复数10%~15%。所用水均为二次去离子水,试剂采用优级纯。测定结果精密度满足所用方法的允许值,准确度符合95%置信水平下置信区间要求。

2数据处理

2.1统计分析

分析数据采用Crabbs检验法进行异常值的剔除,对选出的有效样点数据作对数转换并进行正态分布检验:所采集的样品除铬(Cr)含量符合正态分布外,砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)含量并不符合正态分布,但经过对数转换之后,5种重金属元素含量均符合正态分布。同时计算重金属砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)5%和95%统计量及平均值等。

2.2污染评价方法

土壤重金属污染评价通常采用尼梅罗(N.L.Nemerow)综合污染指数法[5]:P综=(1n∑Pi)2+P2i最大2(a)式中,P综为尼梅罗综合污染指数;Pi为土壤中i元素标准化污染指数,Pi=Ci/Si,Ci为i元素的实际浓度,Si为i元素的评价标准,此值依据GB1561821995[5]的土壤质量标准(表3)的二级旱地标准中各元素含量上限确定;n为样品个数;Pi最大为所有元素污染指数中的最大值。但上式过分强调了极大值的作用,易造成评价结果的失真。为克服此缺点,采用姚志麒对平均值赋予较大权系数(x/y)的方法[7]。其中:x表示单一指数的最大值;y表示单一指数的平均值。本文的评价方法是:首先计算单项污染指数,然后根据单项污染指数,采用(b)式分别计算各个元素的综合污染指数(称之为单因子污染指数)及土壤的综合污染指数。

3结果分析与讨论

3.1重金属的分布特点

对样品的各种重金属含量散点图分析可见:贵州省土壤重金属镉(Cd)含量在地域上呈非均匀性分布特征。贵阳市砷(As)、铅(Pb)及铬(Cr)含量明显高于其它地区。Hg>0.5mg/kg分布地区主要在贵州汞矿区域,有明显的地理特征。

3.2重金属元素统计对比从表2可见:贵州省土壤中砷(As)含量平均值为17.5mg/kg、铅(Pb)为45.0mg/kg、镉(Cd)为0.34mg/kg、铬(Cr)为48.2mg/kg、汞(Hg)为0.201mg/kg。本研究结果中砷(As)、铅(Pb)含量比较接近前人研究的土壤背景值(平均值),差异在-30%~20%之间;镉(Cd)及铬(Cr)的含量低于前人研究的土壤背景值,差异约达50%;汞(Hg)含量及最大值远远高于前人研究的土壤背景值和最大值。全球土壤镉(Cd)含量背景值为0.35mg/kg[6,7],中国土壤镉(Cd)背景值为0.074mg/kg,通过《农用环境监测实用手册》(参考文献[5])可见全国其它地区镉(Cd)土壤背景值均低于0.30mg/kg,而贵州镉(Cd)背景值为0.659mg/kg。陈同斌等人[8]和Li等人[9]分别对全香港地区的土壤样品(其中包括未受到污染的自然保护区土壤)进行了相对独立的取样和分析测定,两者的测定结果中镉(Cd)的数值基本相同,但是却明显高于80年代所测得的深圳市(毗邻香港)土壤镉(Cd)含量背景值以及全国土壤镉(Cd)含量背景值[6];1999年开始,陈同斌等人[10]对北京市土壤重金属含量进行了大规模的系统取样研究,测定结果中北京市土壤镉(Cd)背景值与夏增禄等人[11]调查北京市226个农业土壤后所得土壤镉(Cd)含量平均值完全一致,但也明显高于80年代所测得的北京市土壤镉(Cd)含量背景值。国外土壤镉(Cd)分析结果明显高于我国80年代所测定的土壤镉(Cd)含量背景值。从本研究中贵州省土壤中的镉(Cd)含量平均值与前人研究的土壤中的镉(Cd)含量背景值的巨大差异来看,笔者同意陈同斌等人的推测[10]:这可能是由于以前我国土壤背景值调查中镉(Cd)含量的测定方法和取样方法(样点)不同所致,并且应对我国土壤中的镉(Cd)含量从取样方法、测定方法等进行深入的、系统的研究。

3.3土壤各层重金属环境质量分析

土壤作为开放的缓冲动力学体系,在与周围的环境进行物质和能量交换过程中,不可避免地会有外源重金属进入这个体系。外来重金属多富集在土壤表层[12]。从概念上理解,土壤元素背景值就是不受或者很少受人类活动影响,保持土壤原来固有的元素含量水平,故心土层和母质层受人类活动影响较小,能近似地反映原生环境元素分布、赋存状态,而耕作层是20cm浅层土壤,与生态环境联系密切,受人类干扰最严重。然而在分层采集的样品中,只有镉(Cd)元素符合这一规律,耕作层含量普遍高于心土层和母质层。从表5可见:从含量上看,铅(Pb)和铬(Cr)在三层中的含量几乎相等,而砷(As)和汞(Hg)母质层含量却高于耕作层及心土层,含量最低的是心土层。

3.4贵州省重金属污染状况

a)贵州省综合污染指数为2.81,污染等级为中污染。b)从单因子污染指数看,全省无铬(Cr)污染;除贵阳市外其余地区无砷(As)污染;除黔南州及安顺市有铅(Pb)的轻污染以外,其余7个地区均无铅(Pb)污染。贵州省主要污染物为镉(Cd)和汞(Hg)。污染物超标率镉(Cd)的最大,占45.48%,其次为汞(Hg),占20.24%。镉(Cd)污染尤其严重,全省无一地区未遭受镉(Cd)污染,其中贵阳市及黔南州的镉(Cd)的单因子污染指数超过了3.0,污染等级为重污染,镉(Cd)最高,含量达4.52mg/kg,超标倍数达14.07倍。六盘水市镉(Cd)的污染等级为中污染,其余各地区均为镉(Cd)的轻污染地区。全省镉(Cd)超标率达到36.79%,所有地区镉(Cd)超标率都在20%以上,黔南州的镉(Cd)超标率达到了73.91%。汞(Hg)污染主要存在于贵阳市、黔东南州、铜仁地区以及黔南州。c)从各地区的综合污染指数看,全省只有毕节地区综合污染指数0.79<1.0,污染等级为警戒级,污染水平为尚清洁。贵阳市、黔东南州和黔南州的综合污染指数都大于2.0,污染等级为中污染,污染水平为土壤、作物受到中度污染。贵阳市综合污染指数为3.03,污染等级为重污染,污染水平为土壤、作物受污染已相当严重。其余地区污染等级为轻污染,土壤、作物开始受污染。d)从全省的各种重金属的单因子污染指数看,汞(Hg)单因子污染指数为2.19,污染等级为中污染,污染水平为土壤、作物受到中度污染;贵州省重金属污染状况中镉(Cd)的污染最严重,单因子污染指数达到了4.05,远大于3.0,说明贵州省属于镉(Cd)的重污染区。

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关键词：地理信息系统；地统计学；多学科融合

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0083-03

随着计算机、网络和通信技术在科学交流中的广泛应用，不同学科间的纵横交叉与相互渗透已成为现代科学发展的趋势。学科之间关系的动态发展往往通过知识流动的形式来维系，正是这些动态变化的知识流动促进了学科发展，加强了学科联系，同时也传导着学科变化。另外这些新兴技术越来越完善的理论体系化与应用广泛性逐渐影响着一些传统的专业学科，实现多学科融合，多学科相互促进共同发展正成为目前学科发展的主要趋势之一[1]。这一发展结合了传统专业雄厚的知识背景与新兴专业的科学技术优势，实现传统学科与新兴技术共同发展与进步的双赢局面。而《土壤地理学》课程正是其中受到影响的学科之一。《土壤地理学》是研究土壤与地理环境相互关系的学科，是土壤学和自然地理学之间的边缘学科，它是以土壤与地理环境之间的特殊矛盾为对象，研究土壤的形成、分类、分布规律、土壤资源的评价与开发利用以及土壤资源保护的科学[2]。随着现代空间信息技术的高速发展与扩张，特别是近年来空间数据的急剧增长，不论是自然地理数据或者社会经济数据都以井喷式的速度涌现出来，能够合理利用现代空间信息技术和空间数据可以会为《土壤地理学》课程的学习和研究提供便利。

一、传统土壤地理学概况

1.土壤地理学自身特点。土壤地理学是土壤学中最早出现的一个分支学科，它主要研究土壤形成分类、调查制图、分布规律、土壤资源的评价和开发利用以及土壤资源的保护等，是综合性大学、高等师范院校地理专业和高等农业院校农业资源与环境专业的基础课程之一。土壤地理学是土壤学与自然地理学之间的边缘科学，它以土壤与环境之间的这一特殊矛盾为研究对象，研究土壤的发生、发展、分异和分布规律，为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据，具有较强的区域性和综合性[3]。为此土壤地理学自身的特性要求学生不仅掌握基础的土壤学知识，还应该具有一定的空间探索性与属性信息的空间化，而对于土壤属性信息的空间化是传统土壤学所不具备的知识，为此需要学生在掌握好传统土壤信息的基础上应该更好地理解与应用地理信息系统的知识以及地统计学的知识，从而使学生摆脱纯粹性学习和接收知识的阶段，进入自我学习与探索的过程，为学生以后从事科学与科研工作奠定基础。因此，从土壤地理学自身的特性以及学科发展的趋势和教学的目标来说，立足于传统土壤学基础上，实现多学科融合，从更全面合理的角度来教授土壤地理学课程是势在必行的，并且反过来可以让学生更好地掌握土壤信息的空间化以及土壤发生、发展、分布的规律性。

2.土壤地理学多学科融合的必要性。土壤学作为一个传统的基础学科有其深厚的学术背景知识，土壤地理学作为一个跨学科的专业需要在保留原有的土壤学的基础之上尽可能地发挥多学科的优势，使其为科研与学术研究而服务。土壤地理学作为土壤学与自然地理学的边缘学科有其自身的优势所在，为尽可能地发挥其优势并培养全能型的人才，需要学校进行合理的课程设置，并制定合适的、具有应用性的课程目标，从而为社会提供适应性强的人才，为科研院所提供多学科背景知识的学生。目前随着地理信息技术的迅速发展以及其应用的广泛性，运用GIS技术来进行数据管理与图形可视化显示，以及运用地统计学知识进行空间分析与统计分析是土壤地理学自身学科发展的需求，同时也是满足社会和科研院所人才需求的重要选择。由此可见，多学科融合在土壤地理学中起到重要的作用，是其自身发展与人才培养的必经之路。

二、多学科融合对土壤地理学发展的优势

1.GIS技术在土壤地理学中的地位。地理信息系统简称GIS，是20世纪60年代中期开始发展起来的新技术，主要是指在计算机软硬件支持下，把地理数据以一定的格式输入、编辑、存储、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。地理信息系统具有强大的处理空间数据的能力，如图形数字化、地理数据的空间分析、地形数据的三维模拟、虚拟场景、地图输出等。地理信息系统这一技术自问世以来，便得到了迅速的发展和广泛的应用，近几年该技术已经突破地学的范畴，在管理学、交通运输、医学、军事等领域具有广阔的应用前景[4]。GIS技术的发展和日益成熟的理论体系为研究性教学提供了技术支持，它的数据管理、图形显示、空间分析等知识可以很好地应用到土壤地理学的教学和研究中，实现土壤图等专题地图的制作与空间显示，从而可以更好地辅助学生对于土壤学知识的理解和认识，从空间角度上理解土壤自然地理特性，同时可以进一步结合不同地理位置的自然条件（气候、植被、地形和母质）来理解土壤属性的空间差异性，进而结合土壤属性的空间异质性和变异性来理解土壤属性空间分布的特性。

2.地统计知识在土壤地理学中的应用。地统计学是以具有空间分布特点的区域化变量理论为基础，研究自然现象的空间变异与空间结构的一门学科。它是针对像矿产、资源、生物群落、地貌等有着特定的地域分布特征而发展的统计学。地统计学的主要理论是法统计学家G.Matheron创立的，经过不断完善和改进，目前已成为具有坚实理论基础和实用价值的数学工具[5]。地统计学的应用范围十分广泛，不仅可以研究空间分布数据的结构性和随机性、空间相关性和依赖性、空间格局与变异，还可以对空间数据进行最优无偏内插，以及模拟空间数据的离散性及波动性。地统计学由分析空间变异与结构的变异函数及其参数和空间局部估计的Kriging（克里格）插值法两个主要部分组成，目前已在地球物理、地质、生态、土壤等领域应用。土壤地理学作为一门结合自然地理学的学科，而且由于土壤空间属性的存在，结合地统计学的知识对其进行一定的空间探索、模拟与预测具有重要的意义，可以根据已知的变量进行未知变量的预测和模拟，可以在一定程度上减少人力和物力，并能对土壤属性空间分布规律的研究有一定的帮助。为此将地统计知识应用到土壤地理学的教学中可以帮助学生具有更多的科研与创新精神，在一定程度上从单纯的学习知识上升到自我探索与研究的阶段，具有不可忽视的意义。

3.多学科融合在土壤地理学教程中的优势。土壤地理学因其区域性、综合性的特点，为研究性学习提供了广阔发展空间。在土壤地理学的教学中可以先从理论到实践，然后从实践再到探索，再从探索回归理论。首先分析区域文献资料并通过野外观察对成土环境、土壤剖面及其诊断特性、土壤利用进行研究，运用地理比较法和相关分析法，把握区域土壤地理分异规律，绘制区域土壤图，采集土壤标本、分析样品。在此过程中若引用GIS技术与地统计技术则主要表现为以下几个优势：首先利用GIS技术可以管理土壤空间属性数据，并且可以根据自然地理数据资料生成不同的专题地图，以此来辅助对区域土壤地理分异规律的研究。其次，借助于GIS软件可以有助于学生根据实地调查资料绘制区域土壤图，以此来形成土壤属性分布空间上的概念，从而加深对于土壤地理分布规律的理解和应用。第三，借助于地统计知识可以使学生独立思考土壤属性空间分布规律的原因，并结合已知观测点来预测未知区域的土壤属性，同时可以进一步分析土壤属性空间分布具有变异性和异质性的原因。通过以上的分析可以得出，若基于多学科融合的知识进行土壤地理学的教授课程可以使学生能够更加直观形象地理解土壤地理分布规律，并且增强其动手能力和思考能力，从而为社会输送适应性强的人才，为科研单位培养具有创新性和多学科知识背景的学生。

三、土壤地理学研究性教学理论方法

1.传统土壤地理学教学理论方法。传统土壤地理教学方式比较单一，以教师的讲述为主，简单地辅以地图挂图和多媒体资料介绍，不能有效帮助学生建立土壤地理空间概念和深入理解土壤的发生、发展、分异和分布规律，学习往往流于机械性记忆，很大程度上影响了土壤地理的教学质量与效果。有鉴于此，应用研究性学习理论方法，进行土壤地理教学改革研究具有积极的现实意义

2.基于GIS的应用性土壤地理学教学方法探讨。GIS技术主要的优势是可以呈现土壤属性资源的空间特征，借助于深厚的土壤学背景与一定的自然地理资源可以帮助学生方便地制作出不同的土壤属性专题地图，实现土壤属性的空间图形化。为此在此教学过程中主要注重学生的软件操作与地理信息知识的学习过程。目前在GIS行业中可以应用的软件较多，主要为ArcMAP，MAPGIS，SurperMAP等，鉴于目前应用较多和可操作性强的特点，建议在课程中选择ESRI公司的ArcGIS软件，课程的主要目的是使学生学会基本的地理信息技术，掌握基本的空间数据的编辑与专题地形图的制作。因此可以以某一个案例作为研究对象，选取一个区域进行土壤自然特征属性的调研，并通过所拥有的土壤背景知识以及自然地理资料进行区域土壤类型的诊断，然后画出粗略的土地利用现状图以及土壤类型图，然后通过GIS软件转绘，通过进行坐标的校正以及文件的编辑，制作专题地图，从而实现土壤属性专题地图的掌握。这一案例的实现不仅可以帮助学生了解GIS软件的基本操作以及在土壤地理学方面的应用，同时可以使学生掌握多背景知识，通过探索GIS软件的其他功能来辅助土壤地理学课程的学习。

3.基于地统计学的科研性土壤地理学教学方法探讨。地统计学的主要用途是研究对象空间相关结构（或空间变异结构）的探测以及变量值的估计和模拟。由于土壤属性具有较强的空间依赖性和变异性，会受到自然地理位置以及周围景观特征的影响而产生不同的特征。为此在进行土壤地理学的土壤属性的研究时可以根据已知观测点的数据资料来完成未知点的预测和模拟以及土壤属性之间关系的探索。运用地统计学进行空间分析包括以下几个步骤，即数据探索性分析，空间连续性的量化模型，未知点属性值的估计，对未知点局部及空间整体不确定性的预测。学生在掌握了基本的地理信息技术之后，可以实现基本的地统计知识的探索以及简单模型的构建，通过地统计模型的模拟与预测实现简单的土壤属性专题地图的制作。这一学习过程的掌握不仅可以帮助学生对土壤属性整体空间特征的把握，而且还可以更好地实现根据自己的需求完成土壤属性的预测和模拟，从而也可以培养学生的自我探索与学习过程。

4.多学科融合对土壤地理学教学的影响。教学的重点是使学生能够在掌握基础知识的同时，能够做到举一反三，培养良好的发散性思维，并且能够做到学以致用，使自己学习到的知识应用到以后的科研或者工作中，这样才能实现教育的价值。而本文关于土壤地理学的教学探讨在基于基础的土壤知识不变的前提下，结合最新最先进的GIS技术在土壤地理学中的应用，让学生接触到更多关于新兴技术在自身专业中的应用，同时结合地统计学知识在土壤地理学中的应用，发挥学生独立学习、思考与创新的精神，真正做到学以致用。本课程的改革具有以下几个特性：

（1）以学生为主，重视学生的独立性。实现多学科融合之后的土壤地理学，不再是单纯的灌输式教学模式，而是集动手、思考与创新于一体的新兴教学模式，这样可以尽可能地发挥每个学生的最大特点，让他们选择自己喜欢的方向进行探索，同时该课程也不仅仅局限于一方面，而是创造多元化的学习环境与提供多种教学平台，使学生能够根据自己的特点与喜好选择自己的研究方向，如果动手能力操作性强可以注重在GIS软件方向的发展，如果对于科研知识感兴趣，可以在地统计学基础的前提下进一步进行探索与研究。

（2）多种模式相结合，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识。课程改变了以前只是老师单纯教授的模式，重新融合了多种案例在课程中，既可以从野外土壤属性调查中学习怎样在实践中进行课程的学习，也可以通过课堂上软件的操作实现通过GIS软件来制作专题地图，还可以通过多种案例来发挥学生独立思考、创新的意识。在此种模式下让学生所学的知识不单纯是为了应付课程考试或者是专业知识的学习，而是尽可能地扩大了知识的应用面，让学生通过多元化的思考与学习，可以在掌握基础知识的同时，更多地选择自己以后要从事的方向以及发展规划。

四、结束语

经过多学科融合之后的土壤地理学不再是传统的、一味灌输的教学模式，结合了野外实习调查、室内软件操作以及案例分析等特征，帮助学生从多方面来掌握土壤地理学的基础知识。优化了土壤地理教学过程，提高了学生对土壤地理信息的收集、处理能力，帮助学生学会分析土壤地理信息，应用信息解决土壤地理问题，提高其地理信息素养，同时加强学生对土壤地理中空间概念的感知，加深了学生对土壤的发生、发展、分异和分布规律的认识，培养学生的空间想象力等地理核心能力，值得在土壤地理教学领域推广。同时将目前国内外应用较为广泛的地理信息技术以及地统计学的知识运用到土壤地理学的课堂中，充分发挥学生动手能力、思考能力，培养多元化、创新型的人才，为社会和科研单位输送更多合适的人才。

参考文献：

[1]丁子涵，王芹，蒋卫荣.从引文分析看档案学与图书馆学、情报学的学科融合[J].档案学通讯，2012，（2）：25-29.

[2]张芳.《土壤地理学》教学中的拓展与探索[J].科教纵横，2012，（6）：209.

[3]张甘霖，史学正，龚子同.中国土壤地理学发展的回顾与展望[J].土壤学报.2008，45（5）：792-801.

[4]边馥苓.GIS地理信息系统原理与方法[M].北京：测绘出版社，1996.

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1“湿地农业”的提出

“湿地农业”的概念是在“湿地”概念的基础上发展起来的。多水（包括地下水、地表水）是湿地的基本特征。国际上提出湿地的概念，主要是鉴于该类自然资源对调节自然环境和保护生物物种的绝对重要性，即所谓“大地之肾”的特点提出来的，其核心是要加强对湿地的保护[6～7]。但对我国江汉平原乃至长江流域来讲，近600年来，已有大片的湿地被开垦成了以水稻田为主的人工湿地，该湿地的主要功能已转变成农业经营的基础条件、生产农产品的功能上来。在该地区农业经营中，除要保护好依然存在的部分自然湿地、发挥湿地的生物和生态功能外，农业的经营本身还或多或少受到本区湿地特征的影响，如何根据其特点进行农业经营、处理好湿地开发、利用与保护之间的关系，是湿地农业所要解决的关键问题。很早以前，我国劳动人民针对南方多雨的特点，在有效排水和农业利用上就创造了一套成功的方法，在珠江三角洲形成了著名的“桑基鱼塘”系统，在长江下游地区则有所谓“圩田”利用方式。而在长江中游的两湖平原，则是以湖垸形式的土地利用方式占优势。而且这部分地区在我国农产品生产上的地位十分突出。相对于我国北方干旱地区的干旱农业而言，我国南方湿地季风气候条件下湖泊湿地地区的湿地农业，还面临着一系列特有的问题与挑战。开展湿地农业研究意义十分重大[8～13]。

2江汉平原湿地农业的特点

在低湿地上之所以短期内发展了出色的农业，固然与人口压力密切相关，但也与其具有独特的优点息息相关。江汉平原地势平坦，土地肥沃；光热水资源丰富，雨热同季，宜于农作；交通发达，综合经济实力雄厚，湖北省综合经济实力百强县大都位于江汉平原地区之内。但是在20世纪50～80年代期间，江汉湖泊数量和面积急剧减少，耕地面积骤增，生态环境日益脆弱化。农业灾害，包括洪、涝、渍、干旱、病虫、冷热等日益严重，农业耕作和生活的设施水平与条件十分恶劣，农业的结构单一，劳动生产力与土地生产力徘徊不前，农业资源浪费严重，比较效益低下。形成了江汉平原湿地农业的基本背景[10，12]。江汉平原的湿地农业还具有一些具体特点。

2.1垸田特征

江汉平原湿地垦殖所产生的直接结果是大量垸田的产生。所谓垸田，就是人为地由湖边向湖心通过建立堤坝、排干湖水，建立相应的水利设施，即所谓“围湖造田”形成的农田。最后在地貌上就自然形成了一个个由人工开挖形成的水系相对独立的垸落。从大的方面来看，垸田由于开垦历史不同，所属各异，因而垸落与垸落之间形成各种人为的隔离和阻碍，道路和水系混乱，不利于农田作业以及灌溉、排水与行洪。每逢5～10年一遇的大雨，往往形成大面积内渍[1，14]。

垸田的另一特征是土壤长期接纳河流冲积物和湖渍物，因而表现为土体深厚、有机物丰富、土壤潜在肥力高但有效肥力低。由于其土地平整与水利设施大都不充分，因而排水不良。春季土壤升温慢，形成所谓“冷渍田”。此外，还有一部分低湖田表现为土壤粘粒成分含量高、土壤结构不良。从土壤营养上来看，该地区土壤严重缺磷和缺锌[4，15]。

2.2地貌和生态上的分异特征

江汉平原的农田多由湖泊开垦形成，在地貌和生态上呈现出有规律的变化。王克林等在对洞庭湖湿地进行探讨时指出了洞庭湖区具有碟形盆地圈带状立体景观结构的特点。并将该湿地归纳成3个圈次，即1）内环敞水带；2）中环季节性淹没带；3）外环渍水性淹没带[2，8]。蔡述明等在江汉平原四湖地区监利新兴垸进行的研究阐明了四湖地区“湖垸同体”，从湖边到湖心可分为9种农业利用地貌类型的规律[4]。我们通过对典型碟形洼地——高场示范区的剖析，观察到一个没有彻底完成垦殖过程的低湖地在多个土壤特征上（地下水位、土壤剖面结构、土壤机械构成、土壤营养、土壤温度和综合土地质量）存在明显的梯级递变，因而其适宜的农业利用价值也是不同的。

2.3灾害加剧与生态脆弱化特征

由于本地区独特的地理气候特点，近几十年来自然灾害的频率和程度日益加剧。主要灾害有洪灾、涝渍、干旱和病虫灾害等[16～18]。叶柏年等在分析湖北省旱涝发生情况时，论述了进入上世纪80年代以来，灾害日益加重，如1980、1982、1983、1991、1993、1995、1996、1998年均为特大洪涝年，每年因洪涝使农田成灾面积均超过66.7万hm的标准，平均两年就遇一次，其中1991年农作物受灾174.97万hm，农业损失55亿元。80年代与50年代相比，旱灾面积增加1.28倍，涝渍面积增加1.67倍。

王学雷等对江汉平原的生态脆弱性进行过专题论述[19]。除上述以洪涝为主体形成的各种自然灾害外，江汉平原还面临严重的生态脆弱化问题。包括，1）耕地面积日减，人口骤增，土地的承载压力越来越大；2）土壤有机质含量逐年下降，物理结构劣化，生产性能下降；3）生物多样性下降，时有暴发性或毁灭性病虫害发生；4）水体面积减小，湖水水质下降，渔农矛盾日渐突出；5）农业内部结构单一，农业经营比较效益低，农业经济再生产难以完成；6）农业设施老化，基本建设严重落后，农民生活得不到应有保障，等等，应该说湿地地区的农业面临着一系列严峻的挑战。

3湿地农业技术体系探讨

局部性、季节性水环境恶化是南方低湿地的一个带普遍性的问题。位于该地区的以湖泊为主体的自然湿地既是当地农业的重要环境，又在该地区整体的水资源调度和控制中发挥着越来越重要的作用。必须从整体上来认识南方低湿地区存在的各种问题，大力开展湿地农业技术研究（图1）。

附图

图1　“湿地农业”构成图

3.1湿地农业关键技术的探讨

“九五”期间，我们对农业湿地中的主体——涝渍地合理开发利用技术进行了较深入的研究，关键技术包括：

（1）涝渍地农业小区综合整治开发规划与实施研究建立了两个分别代表典型“湖积地”和“冲积地”的涝渍地改良综合开发示范区，在示范区的综合整治与开发规划中提出了以“单元水系”为基本单位整治涝渍地的观点，将农田基本建设作为整治涝渍地的先决手段。规划中还引入了日本区域排水规划的数理模型与土地分析的“数量化理论Ⅰ”，实践证明上述两种方法对江汉平原湿地地区微地域特点的分析具有较好的适用性。研究还将高场示范区的开发模式总结为“农田整备+梯级开发”，岑河示范区的开发模式为“农田整备+优化模式”[22～24]。

（2）涝渍地排水改良技术

湿地农业中农田的排水是一项关键技术[25～27]。研究开发和引进了适合于湿地农业小区排水的数学模型以及农道、沟渠、土地平整的工程技术参数。深入探讨了农田涝渍相随的作用过程和主要作物棉花、大豆、油菜在关键生育期的排渍标准和涝渍排水综合控制指标[28]。

（3）涝渍地土壤肥力特征及改良技术

选择典型地域对近20年来大范围的江汉平原湿地农田土壤肥力动态演替进行了分析和评价，采用土壤系统分类法，对涝渍地的土壤类型进行了重新划分，找出了不同类型涝渍土壤的特征与利用方法。探讨了涝渍地土壤的分布与肥力演变规律。

（4）适生生物种质资源的发现、引进与鉴定

对多种水生经济植物莲藕、芡实等的适宜特性进行了鉴定。发掘并开发了新鱼种——月鳢，继续扩大了对适宜于湿地的早熟西、甜瓜品种的筛选，选出适合于大面积推广的新品种“黄宝石”、甜瓜“丰甜1号”。引进筛选出“两优培九”和“丰两优1号”等品种作为湿地高产优质水稻换代“组合”。

（5）主要作物抗涝渍的机理及抗渍高产栽培

重点对水稻、油菜等作物不同抗（耐）性品种间差别产生的机理进行了探讨，并总结出一套本地区水稻的抗渍栽培技术体系。研究认为栽培上应重点抓好品种筛选和育苗技术两个环节[29]。

（6）涝渍地作物病虫草害的发生规律及综合防治技术

重点对涝渍地上易发生的稻飞虱、稻螟和纹枯病、白叶枯病的发生特点进行跟踪调查，以有效排水和节水灌溉为出发点，探讨了病虫草害综合防除策略。（7）涝渍地生态环境异化评价及生态恢复技术

湿地环境异化程度在日益加重，环境异化的根源在于人类对湿地资源的过度和不合理的利用。环境治理策略既要注重缓解环境压力，也要注意照顾当前经济发展，要做到二者的良性互动。

（8）涝渍地高效农业模式研究

湿地良好的土壤潜在肥力和充裕的光、温、水等自然资源为本地区农业的主体产品开发和农田多熟制提供了十分难得的自然条件[5，30～32]。以“麦—瓜—稻”模式为基础，面对新的农村形势，新创了4种高效农业模式。这4种模式是系统针对本地区爽水型高产水田、旱田、农牧肥结合以及保护地栽培方式分别形成的，在生产中已得到迅速推广。

3.2湿地农业综合开发典型模式探讨

湿地农业模式总体上可分成农田高效农业模式，农林间（混）作模式，水体养殖模式，种养加一体化模式和碟形地域梯级开发模式等5类。每一类有若干种形式的模式。主要模式可以归结为如下几种：

（1）适宜于中小水面的分层混养模式；

（2）适宜于连片池塘的鱼、猪—禽复合混养模式；

（3）适宜于大中型水面的网箱养鱼与流水围栏精养模式；

（4）野生水生植物人工种植园模式；

（5）适宜于河滩湖滩季节性淹水带的耐渍经济植物模式；

（6）低湖田鱼—稻—藕共生模式；

（7）湖区生态公园观光农业模式；

（8）适宜于大面积低湖田的一季中稻模式；

（9）适宜于典型碟形洼地的梯级开发模式；

（10）适宜于高产爽水区的多种农田高效种植模式，包括：麦—瓜—豆—稻模式；油—瓜—稻模式；菜—甜瓜—杂交棉模式；大麦=玉米+绿豆—晚稻—畜禽模式。

优化模式的实施产生了良好的生态、经济和社会效益。其中经济效益尤为显著[3，5，33～36]。

3.3湿地农业的若干技术难题

纵观江汉平原过去几十年来的研究，湿地农业的技术研究多集中在点、区或者局部技术环节上，成绩很大但有所偏颇。今后应加强如下重大关键问题的研究。

（1）关于湿地农作区国土综合整治，即生产、泄洪和湖区水面面积的合理比例及其规划建设问题。进入20世纪90年代以后，湖泊面积还在继续减少，减少的部分主要用来作渔业养殖用。与低湖农田的利用方式相比，渔业养殖兼顾了蓄水、生产和调节生态环境等多方面功能，生态与经济效益显著，因而显示出较大的优越性。但江汉平原全域内土地面积如何在生产、泄洪和湖区水面之间分配出一个合理的比例，并通过具体地规划、布局（该布局还应该与相关的水利、农业设施相匹配），是今后湿地农业中必须要解决的一个首要问题。应该学习日本“土地改良区”的做法，大范围统一规划，整体分区建设；通过立法，集中来自于国家、地方和农业经营者的有效投资；规划与建设必须遵循统一的技术规范，做到资源的可持续利用与开发、保护的有机结合。

（2）关于拳头产业的选择与培育。要在减轻涝渍为害的同时，充分发挥湿地地区多水与土地肥沃的优势，培育特色产业，建立相应的优质、名牌商品基地。而这一方面恰好是江汉平原湿地农业过去的薄弱环节。具体来讲，需水较多的水稻、油菜，水生动物（鱼、鸭、鹅等）养殖，水生经济植物产品是本地区农业发展的潜在优势，但一直以来未形成相应的产业和产品优势，今后应重点研究其从基地化生产到加工、包装和销售一体化的技术，形成湿地农业的特色。

（3）关于恢复优美环境与确保食物安全。江汉平原的地理特点决定了该地区各种用水可能在不同区域之间产生多次循环使用，而且人畜饮水、农业灌溉用水与生活排水之间极易相互混杂。以水作媒介，农药、化肥及有机污染物容易得到迅速传播与分布，从而导致对环境的大面积污染，进而导致对农产品的污染。在江汉平原这个传统的农业集约区和国家农产品生产基地，如何保证农村广大土地以及农产品免遭污染，改善农业从业者的生产与生活环境，将是今后湿地农业技术体系中的一个难点。

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