土壤环境规划范文

时间:2024-02-18 17:57:01

导语:如何才能写好一篇土壤环境规划,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。

土壤环境规划

篇1

关键词: 高职 项目化教学 GIS 教学单元设计

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。通常先由教师对项目进行分解,并做适当的示范,通过示范项目让学生掌握基础的知识,然后让学生分组围绕各自的项目进行讨论、协作学习。最后以共同完成项目的情况评价学生是否达到教学目的。它非常适用于实践性较强的课程教学。《环境规划与评价GIS技术》课程是我院环境信息管理专业的一门专业核心课,属于GIS技术的应用课程,旨在培养学生利用学过的GIS软件的相关技术和环境规划与评价方面的相关知识解决环境规划与环境评价方面实际问题的能力,使学生具有从事环境规划与评价方面地理信息数据的采集、处理、分析、专题地图制作等基本能力,具有较强的分析问题、解决问题的能力和实际操作能力,其实践性较强。要想讲好这门课,达到最佳的教学效果,就必须将理论和实践有机结合起来,突出实践在教学中的作用。项目教学法正是实现这一目标的有力手段。为此,笔者对《环境规划与评价GIS技术》课程进行了项目化教学改革与实践,在此将以“基于GIS技术进行土壤环境质量评价”单元为例,具体谈谈基于项目教学的《环境规划与评价GIS技术》的教学单元设计。

一、《环境规划与评价GIS技术》的教学单元设计

(一)教学单元名称

项目五基于GIS技术的土壤环境质量评价

(二)教学目标

1.职业技能目标

(1)能熟练应用GIS软件对空间数据进行处理与分析;

(2)能熟练应用GIS软件编制专题地图。

2.知识目标

(1)掌握土壤环境质量现状评价的步骤与方法;

(2)掌握GIS软件基于栅格数据的空间分析功能(栅格插值、栅格计算、重分类等)。

3.职业素质目标

(1)培养学生良好的动手实践能力;

(2)培养学生具有较好的分析思维能力;

(3)培养学生良好的沟通交流能力和团结协作精神。

(三)教学项目的实施步骤

1.项目描述

简介项目要完成的任务,明确学生学习和实训的目的。本项目以秦皇岛市地区的地图数据为载体,训练学生利用学过的GIS技术和土壤环境质量评价知识在ArcGIS平台下编制土壤环境质量现状评价图的能力,在实际操作中掌握土壤环境质量现状评价的步骤和方法。

2.预备知识的讲解

为了能利用GIS技术完成土壤环境质量现状评价图的编制,学生需要掌握进行土壤环境质量现状评价的步骤和方法的相关理论知识及GIS软件的操作技能。鉴于学生已经学习过GIS软件的相关操作技能,教师主要使用传统教学法,利用多媒体课件向学生逐一讲解土壤环境质量评价的概念、分类、土壤环境质量标准、土壤环境质量现状评价的步骤和方法等理论知识。结合教学内容引入具体的某地区土壤环境质量评价案例讲解土壤环境质量评价的一般步骤和方法,主要包括评价因子的选择、评价标准的确定、评价方法的选择、根据计算的土壤综合污染指数确定土壤环境质量等级,编制评价专题图。通过案例分析教学,学生对实际工作项目的实施过程有一个整体的认识。在这个过程中,学生主要是倾听、思考和回答教师问题。

3.分析项目

在项目实际操作前,教师带领学生对要完成的工作项目进一步分析,让学生相互交流、讨论,确定本项目的评价因子、评价标准和评价方法等内容,明确完成项目需要哪些数据资料。本项目选择汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)等八个重金属指标作为评价因子。根据《土壤环境质量标准》的规定,本项目评价标准执行《土壤环境质量标准》二级标准中6.5-7.5范围旱地和农田内的标准值。评价方法选择单因子指数法与综合污染指数法两种评价方法,并依据完成该项目的工作过程,把项目进一步分解,具体化、任务化,形成多个学习型工作任务。本项目根据完成该项目的工作过程可分为以下4个学习型工作任务:评价因子图的编制、单因子指数图的编制、土壤环境质量综合指数图的编制、图面布局与整饰。在这个过程中,教师引导学生积极思考、相互讨论,共同探索在GIS软件中应该应用哪些操作技能实现上述任务,制定项目实施计划的步骤和过程。教师向学生提供完成项目所需的地图数据资料,包括秦皇岛市政区图、土壤环境质量的监测点及评价因子的监测值等。

4.项目实际操作

任务1:评价因子图的编制

本项目共需要编制选择的八个评价因子图。教师演示其中一个评价因子图编制的具体操作步骤,讲解如何应用以前学过的GIS软件中基于栅格数据的栅格插值空间分析功能在ArcGIS软件里完成评价因子图的编制,学生看完演示后,自己单独上机操作实践。对于其他7个评价因子图的编制步骤类似,由教师提出具体的要求,学生独立思考,对知识点进行理解,消化演示任务的解决要点,完成操作。教师随时解答学生制作过程中出现的问题,并对学生的错误操作给予指正。

任务2:单因子指数图的编制

同样本项目需要编制8个单因子指数图。教师演示其中一个单因子指数图编制的具体操作步骤,讲解如何应用以前学过的基于栅格数据的栅格计算空间分析功能、对前面生成的评价因子图根据单因子指数公式在ArcGIS软件里进行计算,生成单因子指数图。学生看完演示后,上机操作实践。对于其他7个单因子指数图由学生独立思考完成,教师对学生的操作进行及时恰当的指导。

任务3:土壤环境质量综合指数图的编制

教师向学生提出操作具体要求,应用基于栅格数据的栅格计算空间分析功能,对前面生成的单因子指数图根据综合指数公式进行计算,得到土壤环境质量综合指数图。再应用基于栅格数据的重分类空间分析功能,根据土壤污染分级标准对土壤环境质量综合指数图进行重分类,将秦皇岛市土壤环境质量分为3个等级。学生独立思考,相互交流,讨论完成该任务,教师对学生的操作进行及时恰当的指导,学生在实践过程中普遍遇到的难题由教师进行操作示范加以解决。

任务4:图面布局与整饰

最后对生成的秦皇岛市土壤环境质量等级图进行专题地图的制作,鉴于学生学过专题图制作的操作技能,由教师提出具体的要求,包括栅格数据符号化、插入标题、图例、指北针、比例尺等具体要求,学生独立思考,相互交流、讨论完成该任务,教师对学生的操作进行及时恰当的指导。

5.项目教学总结

项目任务完成后,学生和教师都要对该项目的完成情况进行认真总结。教师对于在完成项目任务中所用到的相关知识点及所需的专业操作技能进行归纳,总结项目实施过程中容易出现的典型问题和不足之处,在以后的项目实施过程中避免出现类似的问题从而提高项目质量。学生总结本项目用到的知识点、自己的不足之处和学习心得体会,最后写出项目实训报告,对整个项目的设计思路进行梳理。

6.提交项目成果

完成项目后,学生提交项目实训报告和编制的土壤环境质量现状评价专题图件。

7.项目考核

教师针对学生的项目实施过程和最后提交的报告与专题图件进行评价,了解学生对知识、技能的掌握程度。项目具体考核内容和考核标准、分值分配见表1所示。

二、项目化教学单元实施建议与对策

笔者在教学实践中已尝试过项目教学法第一轮改革,它所带来的经验与问题值得深思,今后力求在以下方面进一步改善。

(一)不断提高教师的实践能力

采用项目化教学,对授课教师的要求较高。不但要求教师具备扎实的理论知识,还要具有较强的实践动手能力。为了提高教师的实践能力,鼓励教师通过各类培训强化操作技能,取得相关专业技术职务资格证书;要求教师到专业相关的企业基地去实习,提高教师的实践教学能力和整体素质。

(二)加快项目化教材开发力度

实施项目化教学改革对专业课程教材要求较高。目前该课程还没有与之相配套的项目化教材。为了解决这一问题,笔者所在团队以自编的讲义为教材,但由于处于探索阶段,其系统性还有待提高。因此,我们必须在深入学习领会项目教学法教学理论的同时,及时总结项目教学实践中的经验,邀请行业企业专家和一线技术人员共同参与,编写符合项目教学特点的、实用型的教材,这样才能为推进项目教学法扫清教材上的障碍。

(三)加快校内外实训基地的建设

项目教学采用“理实一体”、“教学做结合”的教学方法,对教学场所硬件条件要求较高。为了体现真实的工作情境,更方便地模拟企业实际工作过程,更方便地开展以工作过程为导向的项目教学。一方面在校内加快教、学、做一体化实训室建设步伐,另一方面进一步加强校企合作,建立校外实习实训基地,将课堂延伸到现实职业岗位。

三、结语

基于项目的单元教学打破了传统的学科结构知识体系,以工作任务为依托组织教学内容,将课程的主要理论知识点和实践技能训练融入项目和任务实施中。教师带领学生在完成工作任务的过程中进行理论与实践的同步教学,课程教学边教、边学、边做,教学做一体化,使学生在实际的操作中理解知识,掌握技能,实现了理论与实践教学的有机结合,提高了学生学习的积极性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生分析问题和解决问题的能力,培养了学生的实际工作能力,教学效果良好,值得推广。

参考文献:

[1]郭朝霞.项目化教学法在《遥感基础与应用》教学中的尝试——以土地资源管理专业为例[J].武汉工程职业技术学院学报,2005(3):77-79.

[2]师杰,陈旭.高职院校GIS课程项目化教学改革探析[J].职教与成教,2011(16):200-201.

[3]吕翠华,张东明,赵文亮,等.基于工作过程的地理信息系统技术应用课程教学设计与实践[J].昆明冶金高等专科学校学报,2009(5):91-95.

篇2

[关键字] 环境 有机污染物检测 发展趋势

[中图分类号] X53 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-157-1

随着国民经济的快速发展,我国加快了工业化的进程。在这一过程中,环境污染等问题越来越突出,已经成为了制约经济发展、影响人们生活水平的最为严重的问题之一,而随着科技的发展,有机污染物、尤其是持久型的有机污染物本身所具有的含量低、毒性高等突出特征,已经越来越受到人们的重视。加强环境的有机污染物的监测,对保护环境、发展经济具有重要意义。

1 环境中的有机污染物特点以及监测情况概述

有机污染物最为突出的特点在于,通常都具有持久性,在土壤、水以及大气环境之下不容易降解,具有高毒性、能远距离进行迁徙以及具有生物积累等特征。为了实现有机污染物的削减以及淘汰,2001年5月下旬,联合国环境规划部门在瑞典组织缔结《斯德哥尔摩公约》,在公约中,12种环境有机污染物被划入受控制的范围之中,其在我国国内正式生效的时间为2004年的11月[1]。接着在2009年5月上旬,缔约会议将全氟辛基磺酸等其他9种有机污染物划入控制范围之中,这一公约对实现有机污染物的监测发挥了重要作用,对环境监测工作的探索展开进行重要指导。

当前,经过发展,我国环境的样品之中,主要的几种有机污染物的执行标准内容如表一。

如图表所示,该执行标准中的地表水的质量标准将其他执行标准类别中的环境有机污染物都囊括在了69大项目的有机物之内,事实上,除了东部较为发达的省级环境监测站之外,国内最近几年才能对该69项的环境有机污染物实现分析,包括河北省围场某少数民族自治县的环境检测站仍须全面提升监测和分析的能力。

2 有机污染物的主要监测趋势探析

2.1有机物检测控制的介质多样化发展趋势

在实现对环境有机污染物的监测过程中,各级部门除展开对废气、废水等方面检测外,已将监测范围拓展至对危险废物、农用的污染泥土以及土壤的范围之内[2]。如,自2006年开始,国家就已经成立了土壤污染情况调查与防治项目小组,对国内的土壤环境进行监测,评估关键地区的土壤污染的程度、类型,并对污染原因以及污染导致的风险进行全面分析,同时加强了对污染土壤的修复工艺的研究,建立起与国情实际较为符合的标准体系,实现对土壤环境的监测能力。

在实现对土壤污染监测过程中,相关环境监测范围在国内设置了8km×8 km类型的土壤污染情况普查点,其中监测的有机物的项目包括酞酸酯、有机氯农药等,石油烃以及多氯联苯则为选测的有机项目。为了提升监测质量,在污染较为严重的企业周围的牲畜养殖中心、蔬菜基地等地点做重点监测,对草甘磷、氯丹、艾氏剂、灭蚁灵、氯苯、敌稗以及二恶英类等有机物进行选测,另外,可以按照《危险废物鉴别标准》所规定的12种有机物、监测有机污染物的方法等内容,对环境有机污染物实施有效监测。这一发展趋势说明,当前控制危险的废弃物、土壤环境等多种介质中包含的有机污染物,受到环境监测部分的高度重视。

除此之外,食用产品、生物、植物等介质之内的有机污染物监测虽然属于环保体系不同部门的管辖范围,比如分属于药监、检疫、农林等部门,但是随着环境保护工作全面的开展,环保部门对土壤、空气或者水环境等介质内有机污染物的监测已经达成共识,朝着有效监测方向不断发展。

2.2监测有机污染物的种类逐渐增多

受国内排放标准以及环境方面的限制,能够实现控制的有机物种类比较有限,当前控制种类最多的为地表水环境之中的有机物[3],在《斯德哥尔摩公约》执行的过程中,我国的环境监测事业不断发展,能够控制的有机物种类正日益增多。在最新修订的土壤以及地表水环境质量执行标准中,有望增多有机污染物的控制类型。

在公约之中,将持久有机污染物定义为人类合成并在环境中持久保存,利用食物链积累,对人体健康造成损害的、难以降解的化学成分或者物质。在2001年,首次公布了12种持久有机污染物种类,包括灭蚁灵、氯丹、狄氏剂、滴滴涕等,在2009年,增加了9大种类,包括了3类杀虫剂以及3类阻燃剂等,我国不断深入分析有机污染物的种类,为提升监测质量提供坚实技术前提。

2.3监测设备自动化水平得到提升

环境中有机污染物的含量一般都比较低,必须提升提取手段除去不必要的干扰物质,实现定量监测。传统的物质提取技术会耗费较多溶剂量,难以掌握监测的可靠程度,随着科技的不断进步,监测仪器实现了自动化,有效解决传统技术带来的问题。如在提取水环境样本之中,使用自动化的吹扫设备、顶空仪器等,保证采集样品处于密封状态,提升监测可靠度,而在对沉积物、土壤等固体环境取样过程中,超声波或者微波萃取等技术的应用范围不断扩大。

3 结语

随着科技的进步和发展,环保部门加强对有机污染物监测的手段技术的研究,增多了监测种类,利用先进的自动化技术降低了监测难度,全面提升环境中的有机污染物的实时监测质量。当前还需在现有成果基础上,加强监测手段研究,对有机污染物检测数据进行分析,得出不同环境下的科学结论,有针对地控制有机污染问题。

参考文献

[1]郝英群.环境监测科研管理相关问题探讨[J].环境监测管理与技术,2003(03):45.

篇3

【关键词】酸雨;潜在影响;植物生态;土壤;建筑物

1.酸雨的成因及引起的重视

水是自然界珍贵且可更新的资源,它不但是所有生态系统中最基本的组成,也是推动生态系统运转的重要媒介。生态系中的水源,追溯到终点应当是雨与雪,两者合称为降水。对我国来说,除极少高海拔地区外,雨是最常见的降水形态。由于人为活动的影响,“酸雨”这个十几年前还鲜为人知的名词,目前却已经成为最严重的世界性环境问题。探究“酸雨”一词的出现应追溯到一百多年前,1872 年英国科学家史密斯发现工业城市曼彻斯特日渐污染的空气,可能与雨水中的酸度有着某种关系存在。因而在他的著作《空气与雨水》中,首创“酸雨”一词。当时英国正值产业革命期间,因而并未重视此问题,事隔百年后的今天,酸雨已严重的威胁到我们的生存空间,以及自然界的生态体系。1972 年联合国成立环境规划署(UNEP),随即在瑞典斯德哥尔摩召开第一次人类环境会议,发表《人类环境宣言》,以实现世界更适合人类居住,及人类在这个环境中享有尊严的愿景。然而,在第一次会议的道德性宣言后,温室效应、土壤酸化、物种绝灭、酸雨、森林砍伐、臭氧层破坏等现象日益严重。1988 年,时代周刊选出的年度风云人物,竟然是伤痕累累、濒临毁灭的地球。自产业革命以来,工业界大量使用石化燃料,所释放的SO2和NO2,在云雾或大气中经过一连串反应后,转变成硫酸或硝酸,并卷入雨水中形成酸雨。通常所说的酸雨是指PH

2.酸雨的潜在影响

2.1酸雨对植物生态的潜在影响

森林受到直接伤害,而土壤、河川、湖泊等酸性化的结果,使整个生态系受到破坏。如欧洲及美国东北部等高度工业化地区,自1950 年起湖泊的酸化已造成大量水中生物的死亡;同时因为酸雨的为害,使邻近的森林活力衰退,自1980 年起酸雨就被认为是造成生态环境恶化的主因。酸雨对植物叶部外表蜡质及角质层的直接化学反应,导致组成成分发生性质改变,间接影响则改变植株的生理代谢作用。特别是叶片浸润后,雨滴保持时间增长,叶片通透性增加,使组织成分溶脱增加,叶片表层扩散抵抗性降低,蒸散速度加快,将使植物体干燥。此外,气孔阻塞造成气孔蒸散率低,间接影响光合作用的衰退。虽然酸雨对作物生产的冲击程度仍无明确的结果,有待进一步探讨。但是减少人为的污染,减轻酸雨的危害,使作物生产的损失降至最低,却必然是未来我们共同努力的目标。

2.2酸雨对土壤的潜在影响

酸雨对土壤环境的污染,首先是酸化土壤,其具体过程大致是,酸雨中的氢离子与土壤胶体表面上吸附的盐基性离子进行交换反应而被吸附于土粒表面,被交换下来的盐基性离子随渗漏水淋失。土粒表面的氢离子又自发地与矿物晶格表面的铝迅速反应,转化成交换性铝。这就是土壤酸化的实质。酸雨在使土壤酸度提高的同时也使土壤中某些重金属元素的活性增大,这是由于锰、铬、铜、铅、镉、锌等有毒重金属离子在低pH下溶解度升高造成的。如锰离子,当土壤pH降至5左右时,其浓度即可达到毒化水平。高浓度的有毒重金属元素便会沉降和积累在表土层,使土壤成为有毒性的环境介质,进而影响植物的生长。

2.3酸雨对城镇建筑物的潜在影响

一是酸雨对于建筑物的外部涂料会产生腐蚀作用,使得涂料的涂膜产生破坏。一般情况下,外部墙壁收到酸雨的腐蚀之后,其涂料表面会粉末化,进而产生脱落的现象,这将大大降低外墙涂料的使用寿命,也使得建筑物外墙装饰水平降低。从其原理来看,主要是由于外墙涂料对于水分的控制程度不高,当酸雨所带来的湿气透过墙面进入涂料内部之后,这些水蒸气是很难得到完全的排放,从而在墙面与涂料层之间形成水煮凝露。由于酸雨中含有腐蚀性极高的硫酸根离子,因而这些凝露直接导致涂料从内部发生腐蚀与脱落。二是酸雨对于建筑所采用的石材也具有不同程度的影响,如对于花岗岩、大理石等石材会产生腐蚀,从而使得在石材上出现斑点、黄锈等现象。这种腐蚀作用也基本是由于酸雨所带来的湿气透过细微空隙进入石材内部所致。三是酸雨对于混凝土产生影响。当酸雨直接淋到建筑物上之后,建筑物的砂浆混凝土就会受到腐蚀。这种腐蚀的最初表现是混凝土部分出现黄色的斑点,随着腐蚀的深入,混凝土的基本结构将发生松动,并有可能是水泥发生缓慢的溶解,出现缝隙或孔洞,这严重影响建筑物的安全性。

3.结语

酸雨产生的不良环境影响不容忽视,已经危害了我国很多地区的湖泊、水域、森林、土壤、建筑材料及人体健康,应重视酸雨和大气污染问题,以政府为主导,倡导全社会节能减排,制定经济激励政策,使用先进生产工艺,采取烟气脱硫,开发利用型煤、改造锅炉等系列污染防治措施,从源头上减少SO2和NO2排放,有效控制酸雨影响。

【参考文献】

[1]张军林,申进玲,李晓玲,袁龙刚.我国酸雨的危害及控制现状[J].中国农村小康科技,2006(10).

篇4

说到我学的这个“资源环境与城乡规划管理”专业,可算得上国内本科专业中名称最长的了,为了方便,我们一般叫它“资管”。

不过,从2013年开始,填报高考志愿时就看不见它的身影了。因为在2012年,教育部将这个专业拆分为“人文地理与城乡规划”和“自然地理与资源环境”两个专业,从2013年开始招生。

拆分前的“资管”属于人文地理学的范畴,研究的是资源环境以及城镇规划、土地管理、环境检测等。拆分后,“人文地理与城乡规划”专业仍旧属于人文地理学,侧重对城乡规划与管理的研究;“自然地理与资源环境”专业则属于自然地理学的范畴,侧重对自然资源管理及环境保护的研究。

作为“资管”专业倒数第二届的毕业生,看见自己所学的专业“消失”了,不免有些伤感,但对今后报考的同学来说,拆分后的专业方向划分更细,专业学习自然也会更有针对性。

如果大家对“人文地理与城乡规划”和“自然地理与资源环境”这两个专业感兴趣,不妨听我描述一下它们的前身:“资源环境与城乡规划管理”专业。

两个“不是”: 不是“城市规划”,不是文科专业

经常会有同学把“资管”专业同“城市规划”专业弄混,我自己填志愿时也是,一直纠结填哪个,不清楚它们之间有什么差别。

首先,两者的学科属性不一样。“资管”属于理科,是地理科学类专业,4年制,主干课程为地理学、环境学和管理学。而城市规划专业则属于工科,是土建类专业,5年制(个别院校是4年制),主干课程是城市规划设计学和建筑学,对美术基础有要求。

说到这儿也许你会觉得奇怪,地理在高中时明明是文科生学的,怎么到了大学会变成理科专业?在我们的课堂上你甚至可以听到这样的“呼喊”:“我们在高中学的是理科啊,地理基础约等于0啊,老师你讲得再详细点吧,跪求啊,老师!”

实际上,高中阶段的学习只是让我们对地理学有基本的认识,可以说,那时候学的很多内容是“常识”,是每个人都应该知晓的,而大学的学习则会更深入。据我所知,勘探、石油工程、岩石力学等自然地理学的专业,招收的都是理科生;只有少部分人文地理学的专业,比如地理教育、旅游地理、区域地理等,是文理兼招的。所以,如果你将来想从事地理相关行业,一定要慎重考虑自己在地理及其他文理科目上的成绩水平。

其次,两者学习研究的侧重不同。虽然“资管”和城市规划都有规划方面的培养目标,有一些课是相通的,比如区域规划、城市地理学,但相对而言,“资管”更侧重于学术研究,城市规划则更偏向实践。

可以说,“资管”研究的是如何对一整片区域的资源和环境展开合理规划――是留作农用还是建设城镇、怎样最大化合理利用该区域的资源;而城市规划更为实际,研究的是怎样合理建设一座城镇,比如市政设施和道路交通如何排布、住宅与工商业功能区如何划分等。

“三驾马车”: 地理、规划和建筑

地理、规划和建筑三方面的课程,可以说是“资管”专业的“三驾马车”。

其中,地理方面的课程,如“地理信息系统”“遥感应用”,可以算是整个专业的基础。

地理信息系统(GIS),是用来输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。比如江西某县脐橙种植区划,就是通过GIS分析该区域土壤性质特点、农林业分布情况及土地利用情况后,生成的种植区划图。

遥感技术就是从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行观测,形成的图像能够体现地质、地貌、土壤、植被、水文、人工建筑物等地物的特征。遥感应用课上,除了了解遥感技术的原理,我们还会学习如何处理遥感图像、分析遥感数据。这是我个人特别喜欢的课,因为坐在电脑前看着那些图像,就好像自己悬在空中观察神州大地,感觉十分奇妙。

规划方面的课程,如“城市规划原理”“区域规划”,结合了经济学和地理学的知识。因为在对一片区域进行规划时,一定是立足当地的资源条件,并充分结合经济发展状况进行的。

建筑方面的课程主要安排在大学前期,学得不深。所以看到课表中有“建筑制图”“建筑工程制图”时,“手残”的同学千万别害怕,课上学的都是比较简单的徒手作图,没有美术基础也能“Hold住”。

除了这些主干课程,学校还开设了大量选修课,将来想从事房地产行业的可以选修“不动产估价”,想研究环境科学的可以选修“环境规划”“环境影响评价”。总之从兴趣出发,学自己想学的。

一大特色: 大量实践机会

除了课堂学习,“资管”专业的学生还有很多外出实践的机会,比如环境规划实习、土地规划实习、城市规划实习、居住区域规划实习等,这可以说是这个专业的一大特色。

大二那年暑假,由老师和研究生学长带队,我们进行了江苏九市农村生态文明和城镇化建设情况调研,我去了扬州、泰州和苏州三个地方。

问卷调查是调研的主要手段。我们挨家挨户造访农户,记录每户人家的人口数量、收入情况、土地数量和土地性质,以期了解在土地整理前后当地生活环境、水质、土壤环境的变化。

为了做好调研,我们一队六人真是拼了。大家对农村都不熟,有些地方比较偏僻,根本见不到什么人,想问路都问不着,常常一天就在各种找路中过去了。而让我印象非常深的是村子里的老人们,一听说我们是来调研的农业大学的学生,特别热情,非要拉我们去家里坐坐,说我们是为老百姓做事的,还让我们给当地政府提意见,少规划不合理的建筑用地。

除了进村开展问卷调研,我们还走访了区政府和乡政府,搜集能够反映这个地区城镇化建设情况的数据,比如镇上人口的迁移变化情况以及土地使用情况――是用作耕地还是建造房屋。之后我们还查阅了2000年到2013年江苏省关于新农村建设的政府文件、会议记录等,结合调研成果汇编成册,并在省级会议上作了汇报。

有时候我会想,理论知识学得再多,也得在这样的实地调研中去深入体会和应用,才有踏实的收获。我也听到过同学抱怨我们专业学得太杂,有些课程只是略微涉猎,不利于将来找工作,可是有个学长的经历让我受益匪浅。他在四年里跟着导师做了很多项目,村镇规划、旅游规划、水源地保护等,还以本科生的名义发表了两篇论文,这对他后来找工作发挥了极大的作用。所以,学的课程都一样,关键还是看个人能力,抓住每一个学习、实践的机会才是王道。

关于未来: 想要专业对口的工作,考研吧

现在,我即将毕业了,不过我不打算工作,准备继续读研,班上大部分同学也是一样的想法,这与我们专业的就业情况有关。

与“资管”专业对口的就业方向主要是各省、市、县的规划、环保、国土、建设等政府部门或事业单位,这些单位在招考时大多需要研究生及以上学历,所以想从事这方面工作,就得继续深造。

那么,考研可以考什么方向呢?

本专业的硕士研究生主要有三大方向,分别是:研究水文、地貌、气候、土壤等的自然地理学,研究城市规划、区域经济、人口资源与环境等的人文地理学,研究遥感技术与应用、摄影测量与遥感等的地理信息系统方向。相对来说,选择地理信息系统方向将来就业会更好些,当然这个方向的考研难度也大些。

你也可以选择跨专业考研,比如城市规划专业。虽然某些课程与我们专业相通,但城市规划专业考研很重要的一部分是绘图考试,徒手作图能力较弱的话,考起来会比较辛苦。

【院校链接】

开设“人文地理与城乡规划”专业的院校有:

南京大学 武汉大学 中山大学 华东师范大学 南京农业大学 华中师范大学

中国矿业大学 云南大学 济南大学 西南林业大学 南通大学

开设“自然地理与资源环境”专业的院校有:

篇5

关键词:土壤;镉;污染;修复技术

1 引言

土地是人类生存和发展的主要资本和物质基础,为人类生存和发展提供了重要的物质和数量基础。随着工农业的迅速发展,人类把带有大量有毒有害的物质排入到环境中。这在相当多的领域造成了大量的土壤污染,土壤环境污染的问题越来越严重。

2 国内外土壤镉污染状况

镉是生物生长和发育过程中的非必需元素,它也是自然界中最有害的重金属之一,它在土壤中与Hg、As、Cr和Pb一起称为“五毒元素”[1,2]。Cd在自然环境中分布极广,地壳中的平均含量为0.2 mg/kg,广泛存在于岩石、沉积物及土壤中[3]。近年来,由于在环境中Cd的含量增加,在许多国家中已经广泛关注,由于这些国家对食品中重金属的安全性的普遍了解,已经为农田土壤作物制定了一套严格的标准见表1[4]。

在我国土壤重金属污染事件频繁发生,土壤Cd污染状况也一直较为严重。例如2013 年5月“镉大米”事件、2014年广西大新县重金属污染事件等[5]。土壤重金属污染问题威胁到人民群众“舌尖上的安全”,成为全社关注的焦点。据不完全统计,我国农田重金属镉污染面积已达2万hm2,年产量镉含量超标的农产品达14.6亿kg,且有日益加重的趋势[6]。2014年4月17日环境保护部和国土资源部联合的《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤重金属的超标率为16.1%的重金属,西南、中南地区土壤重金属镉、汞、砷、铅4种无机污染含量的范围从西北到东南,从东北到西南方增加。在所有污染物中,镉的超标率最高,占7.0%,是我国耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[7]。依据《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中规定A适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤中Cd的质量标准应在0.3~0.6 mg/kg范围内,但是我国有些地区土壤中的Cd含量超标,Cd污染土壤状况比较严峻[8]。我国部分地区污染农田土壤和农作物镉含量见表2[9]。

3 土壤中镉的来源

土壤中的Cd主要有天然来源和人为来源两种[10]。天然来源主要是指含Cd的矿物或岩石通过长期风化释放到土壤中,这构成了土壤中Cd的背景值。土壤中镉在不同地区的背景值差异很大,世界范围内土壤中镉的背景值含量为0.01~2.0 mg/kg,平均水平约为0.35 mg/kg[7]。我国土壤中Cd的背景值低于世界平均值,约为0.097 mg/kg[11]。

人为来源较为广泛,包括采矿、选矿、有色金属冶炼、电镀、合金制造、含镉蓄电池生产等行业的生产,以及污水、污泥、大气沉降、农药化肥固体废弃物等,预计排放的镉(Cd)约有82%~94%进入到了土壤[12,13]。众多研究关注了土壤镉污染的人为来源[14],陈怀满,郑春荣等学者研究表明我国因污灌受到污染的耕地约占总污灌面积的45%,其中以Cd和Hg的污染尤为严重;王初,邵莉等研究发现受交通尾气和污染物排放影响,公路沿线农田土壤重金属污染呈现距离公路越近的地方污染越严重的规律,交通对土壤环境的影响距离从几十米到数百米不等[15~17];颜世红等通过对矿区土壤中重金属镉来源的研究发现矿区附近土壤主要受矿石挖掘与加工产生大量的粉尘、污水、废气、固体废弃物排放镉污染影响[13,14,18]。

4 土壤中镉的危害

对于植物,其会抑制植物的光合作用以及植物的酶活性等。植物的光合作用降低使得植物对养分和水分的吸收受到阻碍,导致植物的营养代谢失调,使得植物生长和产量降低。

对于动物和人类,镉元素通过食物链进入人和动物体内富集。镉元素的吸收对人体骨骼、肾、肝、免疫系统和生殖系统具有毒害作用,会引发骨痛、糖尿病、肺气肿以及高血压等病症,严重的会引发癌症等疾病[19]。联合国环境规划署(UNEP)也将镉列为12种具有全球性的危险物质中的首位危险物质[20](图1)。

5 土壤镉污染修复技术研究现状

土壤中镉污染危害的严重性及解决的迫切性在国内外被广泛的研究[21]。土壤修复是指使用能让土壤中的污染物转移、吸收、降解和转化的物理,化学和生物等的修复方法,将其浓度降低到可接受水平,或将有毒和有害的污染物转化为无害的物质[22]。目前,对含重金属土壤的修复技术主要有物理、化学、电动法、生物和农业生态修复等技术[21]。

5.1 物理修复

土壤物理修复通常用于镉污染的修复。如客土法、换土法、翻土法等。通过加入净土,除去旧土和深土,以便减少土壤镉污染。Wang等进行了土壤深度改良实验,使白菜镉的平均浓度降低了50%~80%[23]。目前,这种方法的应用已经在英国、美国、荷兰和日本实现。但是成本高,易于二次污染和降低土壤肥力,难以广泛推广[24]。镉污染土壤的物理修复方法简单和快速,但它不能真正从土壤中清除镉污染。这种方法有潜在的危险,此种方法需要大量的资金,人力和物质资源,不适合大规模镉污染的土壤治理。

5.2 化学修复

化学修复是指在污染土壤中使用化学改性剂将重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离,减少污染土壤中的重金属,改变土壤环境条件。化学固定、淋洗和提取是对土壤镉污染进行化学修复最常见的方法[25]。例如,硅肥、钙镁磷肥、石灰和骨炭粉可以不同程度地抑制玉米对镉的吸收[26]。

较为常用的镉污染修复化学材料有碱性改良剂(石灰、钙镁磷肥等)、黏土矿物(沸石、海泡石等)、拮抗物质(硫酸锌、稀土镧等)和有机质(泥炭、有机堆肥等)[25,27];除此之外,一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复[28]。化学修复的治理效果和费用都适中,且简单易行,但它没有起到真正意义上去除镉污染的作用,只是改变了土壤中镉存在的形态,可能由于土壤环境的变化,有可能再次活化,造成二次污染危险。此外,化学方法也可能导致化合物造成的微量元素损失和造成土壤的复合污染,而不能作为一种永久的修复措施。

5.3 电动修复

电动修复是一个多学科的研究领域,其原理是将电极插入污染土壤和适当大小的DC,发生土孔隙水和带电离子迁移,土壤污染物在外电场作用下取向并积聚在电极附近,电极进行常规处理,从而清洁土壤[21,29]。Apostlols G等探讨了添加十二烷基硫酸钠和天然表面活性剂腐殖酸对动电修复污染土壤修复的影响,得出的结果表明,两种试剂可以促进修复过程中镉污染的去除[30]。电动修复是通过向污染土壤的两侧施加直流电压以从污染的土壤中去除重金属,使得土壤中的污染物在电场的作用下在电极的两端富集。该技术已应用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金属污染土壤修复[25]。该技术具有采用的化学试剂少、消耗低,修复完善的优点,是具有良好发展前景绿色修复技术。但是受影响的因素比较多,例如土壤的类型、电流的大小、电极材料和结构等,会在一定程度上影响修复的效率和速度。

5.4 生物修复

生物修复是指利用生物的某些特征,来吸收、降解、转化、抑制和改善重金属污染。镉污染土壤的生物修复一般分为动物修复、植物修复和微生物修复三种类型[31]。

5.4.1 动物修复

动物修复是利用土壤中的一些低等动物,如蚯蚓和啮齿动物,可以吸收土壤中的重金属,并在一定程度上减少污染土壤中重金属的比例。这项技术达到了重金属污染土壤的游镄薷吹哪康摹8梦廴拘薷醇际跹芯咳匀痪窒抻谑笛槭医锥[32]。敬佩等通过重金属污染土壤接种蚯蚓发现:蚯蚓具有很强的富集能力,富集量与蚯蚓培养时间成正比[33]。但由于动物生长环境等因素的影响,修复效率一般,并不是理想的修复技术。

5.4.2 微生物修复

微生物修复是指许多微生物与重金属具有很强的亲合性,对重金属进行吸收、沉淀、氧化还原作用,可以降低土壤中重金属的毒性[25,34]。许多学者研究发现这项修复技术主要通过改变土壤中重金属离子的活性,微生物细胞吸附富集和促进超富集植物对重金属的吸收。微生物修复作为绿色环保的修复技术,引起了国内外相关研究机构的极大关注,具有广泛的应用前景,但修复见效速度慢、修复效果不稳定等,使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室阶段,能应用到的实例很少。

5.4.3 植物修复

植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化,或固定土壤、沉积物、污泥、地表、地下水中有毒有害污染物的技术的总称[35]。植物修复技术是由Chaney R.L在1983年首先提出[25]。植物修复主要包括植物的提取、挥发、降解、根滤和根际微生物降解。植物修复涉及使用超累植物的特性来修复重金属污染的土壤是最广泛使用的。超积累植物的概念首先由Brooks等在1977 年首先提出,目前文献报道的超积累植物有近20科、500种,其中十字花科、禾本科居多,主要集中于庭芥属、芸苔属及遏蓝菜属[36,37],人们更常见的超积累植物[38~44]见表3。

印度芥菜吸收200 mg/kg的镉,当黄化现象出现时,镉富集达52倍;英国的高山属类,可以吸收高浓度的镉[45]。生物修复的优点是更简单的实施,更少的投资和更少的对环境的损害。缺点是治疗效果不明显,治疗时间太长,效果太慢。

5.5 农业生态修复

农业生态恢复措施是指根据当地条件选择农业管理系统,减少重金属危害,包括农艺修复措施和生态恢复措施。农艺修复措施通常通过改变作物系统,通过植物物种的间作、轮作,或通过向镉污染的土壤中添加有机肥料以形成游离形式的有机络合物,从而减少土壤中镉含量的目的,实现镉在土壤中的迁移,吸收和降解[46,47]。在我国,有许多关于生态修复措施的研究。一般来说,是通过调整土壤含水量等生态因子来控制污染物的环境介质[48]。农业生态恢复措施不仅能保持土壤肥力,而且能促进自然生态循环和系统协调的运行。它易于操作和低成本,但是存在许多缺点,如修复时间长缓慢的效果。

6 展望

国内外在土壤Cd污染修复技术研究取得了一些进步,但是我国的土壤Cd污染面积仍有增加的趋势,切实有效的污染修复技术亟待开展。物理修复、化学修复、电动法修复方法投资昂贵,所需设备复杂。生物修复中的植物修复技术因其保护环境,经济性和有效性而受到高度推崇。但是,植物修复技术仍有一些缺点,如植物在Cd污染胁迫下,经常生长缓慢,生物量低,而且经常受到竞争性杂草的威胁。如果能将现代分子生物学方法相关的富集基因的分离和分子克隆应用到植物修复技术上,产生大量适用于Cd污染土壤的恢复转基因植物,这对于土壤Cd污染的研究具有深远的意义。此外,应进一步研究修复过程中的影响因素,寻找土壤Cd污染的来源,从污染源头、污染特征、污染程度等方面进行治理;在已有的修复方法中,总结经验,开发新技术;每一个修复技术都有优缺点,在土壤Cd污染中注重多项技术联合修复土壤镉污染的研究。

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Present Situation and Prospect of Soil Cadmium Pollution and

Remediation Technology at Home and Abroad

Wang Weiwei1,2,3,Lin Qing1,2,3

(1.Key Laboratory of Environmental Change and Resource Utilization of Ministry of Education,

Guangxi Normal University, Nanning,Guangxi 530001,China;

2.College of Geography Science and Planning, Guangxi Normal University, Nanning,Guangxi 530001,China;

3.Guangxi Key Laboratory of Surface Processes and Intelligent Simulation, Guangxi Normal University,

Nanning,Guangxi 530001, China)

篇6

关键词:环境监测;现状;对策

中图分类号:B82文献标识码: A

1 环境监测解析

1.1环境监测的含义

环境监测是环境保护的基础工作,是环境保护工作的重要组成部分,是环境科学的一个重要分支。环境监测是指人们对影响人类和其他生物生存和发展的环境质量状况进行监视性测定的活动。它是通过对环境质量某些代表值进行长时间监视、测定,以掌握环境污染状况和判明环境质量的好坏。通过物理测定、化学测定、仪器测定、生物测定等手段,连续或者间断地测定环境中污染物的性质、浓度,观察、分析其变化及对环境影响,有计划、有目的地对环境质量某些代表值实施监测的过程。其主要内容包括:大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、固体废弃物监测、环境生物监测、环境放射性监测和环境噪声监测等。环境监测的过程一般为:现场调查、监测计划设计、优化布点、样品采集、运送保存、分析测试、数据处理、综合评价。

1.2环境监测的目的

环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。具体可归纳为:

(1)根据环境质量标准,评价环境质量。

(2)根据污染特点、分布情况和环境条件,追踪寻找污染源、提供污染变化趋势,为实现监督管理、控制污染提供依据。

(3)收集本底数据,积累长期监测资料,为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。

(4)为保护人类健康、保护环境,合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等服务。

1.3环境监测的特点

环境监测就其对象、手段、时间和空间的多变性、污染组分的复杂性等,其特点可归纳为:

1.3.1 环境监测的综合性

环境监测的综合性表现在以下几个方面:

(1)监测手段包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学及生物物理等一切可以表征环境质量的方法。

(2)监测对象包括空气、水体(江、河、湖、海及地下水)、土壤、固体废物、生物等客体,只有对这些客体进行综合分析,才能确切描述环境质量状况。

(3)对监测数据进行统计处理、综合分析时,需涉及该地区的自然和社会各个方面情况,因此,必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。

1.3.2环境监测的连续性

由于环境污染具有时空性等特点,因此,只有坚持长期测定,才能从大量的数据中揭示其变化规律,预测其变化趋势,数据越多,预测的准确度就越高。因此,监测网络、监测点位的选择一定要有科学性,而且一旦监测点位的代表性得到确认,必须长期坚持监测。

1.4环境监测的分类

11.4.1按其目的可以分为三类:

(1)研究性监测

主要是研究确定从污染源排出的污染物的迁移变化趋势和发展规律,以及对人体和其他生物体的影响和危害程度等。

(2)监视性监测,亦称常规监测

主要是对在不同功能区内的水、气等环境要素,进行长期的定点、定期监测,从而了解和掌握环境污染情况,评价治理效果和判断环境质量的好坏。

(3)特定目的监测

主要是指污染事故的监测和污染纠纷的仲裁监测。前者为污染事故的判断和处理提供监督义务;后者为解决污染纠纷提供技术依据。

1.4.2按其对象可以分为两类:

(1)环境质量监测

由环境监测机构通过对环境中各项要素进行经常性的监测,掌握环境质量状况及其发展趋势,并编报各种环境监测报告和环境质量报告。

(2)污染监督监测

是为了加强对污染源的监督管理,对污染源的排污情况进行监测。包括对污染物排放出口的排污监测,固体废物的产生、贮存、处置,利用排放点监测,防治污染设施运行效果监测,“三同时”项目竣工验收监测等。

环境监测还可按照污染物存在的空间分为大气监测、水质监测和土壤监测等。

1.5环境监测的意义

环境监测是整个环境保护工作和环境科学研究的基础。制定国家和各级地方政府的环境政策、法律、环境管理规定和环境质量标准,必须要以环境监测获得的各类数据为科学依据。环境监测还可作为执行环境保护法的技术仲裁,为环境管理的决策环境规划、排污收费、环境指标考核、环境工程验收服务,发挥其监督职能。环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段。环境监测是正确处理环境污染事故和污染纠纷的技术依据。通过环境污染事故的监测和污染纠纷的仲裁监测,可以确定环境是否受污染、污染危害程度、受何种污染物污染等,这就为正确处理环境污染事故和污染纠纷提供技术依据。

2 环境监测发展状况

2.1环境监测的发展历程

从20世纪50年代,环境监测主要采用分析化学的方法对污染物进行化学分析,以确定其组成和含量。但由于环境污染物含量低(通常是ppm或ppb级别)、变化快,并且基本复杂,流动性变异大,又涉及空间分布及变化,所以对污染的灵敏度、准确度、分辨率和分析速度等提出了很高的要求。

到了70年代,随着科学发展,人们逐渐认识到环境质量因素不仅包括化学因素,还有物理因素,所以用生物的生态、群落、受害症状等的变化作为判断环境质量的标准更为准确可靠。这一阶段的环境监测手段主要包括:化学监测、物理监测、生物监测等,同时从点源污染的监测发展到面源污染的监测以及区域性的监测。

80年代至今,环境监测技术进入自动化、计算机化,发达国家开始建立了自动环境监测系统,并使用遥感、遥测的手段,监测用计算机遥控,数据线有线或无线传输的方式送到监测中心控制室,经过计算机处理职冻绘制出图表,表示污染态势、浓度分布等。

2.2我国环境监测的发展历程

从80年代中期到90年代,我国制定了环境监测工作基本方针。监测站实施站点网络化、采点布点规范化、分析方法标准化、数据处理计算机化和质量保证工作系统化。监测系统还先后开展了创优质实验室和计量认证工作。目前,我国环保系统已形成多级隶属于政府环保主管部门的环境监测站2223个,全国其他行业和部门建立的环境监测机构约有2634个,从业人员达到57万人[1]。

4.环境监测的发展对策

4.1加强对环境监测重要性的认识

环境监测是环保工作的重要基础和支撑力量 ,环境监测水平的高低直接关系到环境管理的科学化程度 ,关系到环保部门依法行政的水平 ,关系到人民群众的切身利益 ,关系到环保部门在政府中的地位和社会上的形象。这几个关系很重要 ,我们要很好地理解、贯彻 ,以强烈的事业心和责任感 ,做好环境监测工作 ,才能使我们的工作上台阶、上水平 ,以适应时代的需要。环保工作一刻也离不开环境监测。

4.4 强化公共服务职能

“强化公共服务职能、弱化市场服务职能”原则,推进环境管理体制改革,增强监测能力,完善监测体系,拓展监测领域,提高监测质量,强化监测效率[3]。积极为环境监测工作创造条件,在人、财、物各方面给予保障,积极争取相关部门在人、财、物方面对监测工作的支持,从根本上解决目前部分环境监测站“以副养主”和工作“错位”的现象。

结束语

随着经济社会的发展和人民生活水平的提高,环境问题越来越受到关注,环境监测数据的准确性也受到广泛关注。监测人员应努力提高监测技术水平,提高自身素质,提高监测数据处理能力,更好的为行政和监督管理提供数据支持。

参考文献:

篇7

[关键词]环境科学基础;教学探索

为解决资源短缺和环境污染这两大国民经济发展面临的根本问题,国家教育部于2010年批准设立了一个新兴交叉学科专业——资源循环科学与工程专业。环境科学基础是资源循环科学与工程专业的重要基础课,该课程涉及面广,既有化学、生物学、生态学、工程学、法学、社会学等自然科学的知识,又有社会科学和技术科学的知识[1]。而且由于该学科发展极为迅速,课程内容的理解差异较大,如何紧跟时展的步伐,全面体现该课程的科学内涵,是环境科学基础教学中应该时刻思考的问题。

1教材的选择

自20世纪80年代中后期以来,国内陆续出版了多部关于环境科学的教材,比如北京师范大学刘培桐主编的《环境学概论》、清华大学何强主编的《环境学导论》、中山大学唐永銮主编的《环境学导论》、东北师范大学盛连喜主编的《现代环境科学导论》、南京大学左玉辉主编的《环境学》等。其中刘培桐主编的《环境学概论》被多家院校选为教材,因为该书理论体系较完整,既包括环境污染,环境评价、环境规划,又涵盖人口、资源、能源与环境的关系等内容。何强主编的《环境学导论》是以环境问题为导向,更偏重于环境问题的具体解剖和解决技术。唐永銮主编的《环境学导论》比较重视基本理论与基本方法,有一定深度,较适合研究生教学。盛连喜主编的《现代环境科学导论》则以生态环境为主线,淡化了环境污染问题。左玉辉主编的《环境学》引入了人居环境和景观环境,在基本原理上有所突破[2]。1992年联合国环境与发展大会以后,可持续发展思想得到普遍接受。关于环境科学的一些教材也比较重视人口、资源及其生态问题,涉及面更广。通过考察国内的多本教材,结合资源循环科学与工程专业的特点,我们最终选定的教材是南开大学鞠美庭教授主编的《环境科学基础》。该书教学内容以环境基本规律为主线,分别从全球环境问题、资源与环境、人口与环境、大气环境、水环境、土壤环境、固体废物处置与管理、物理环境、生态城市建设以及可持续发展等方面,多方位、多层次、多角度地阐述了人类与环境之间的相互作用原理。本教材中添加一些环境科学基础理论的近期研究成果,同时重要概念均配英文解释,这更加适应21世纪社会经济发展对环境类人才培养的需要,也能为后续专业课程的学习打下必要的环境研究技能基础。

2教学模块的构建

以鞠美庭教授主编的《环境科学基础》为基本教学内容,我们设置了三个教学模块,第一大模块包括绪论、全球环境问题、资源、人口及生态系统与生态保护;第二大模块分述大气、水、土壤、固体废物、物理污染等方面的环境保护问题;第三大模块是生态城市建设以及可持续发展理论的探讨与实践。通过第一模块的教学使学生对环境科学学科有综合、系统的认识,明确环境科学的研究范畴、任务和当前人类面临的主要环境问题。通过第二模块的学习使学生进一步了解环境污染和环境破坏的机制以及污染物的危害,了解环境污染防治的基本途径和环境管理体系。通过第三模块的探讨进一步提升学生对环境科学的认识,增强学生对资源循环科学与工程专业的认识,激发学生的环保使命感。此外,我们在教学内容的选择和呈现上有深有浅、有详有略。比如,考虑到本专业学生后续课程中会深入学习固体废物资源化,因此讲授固体废弃物时资源化部分则略讲。鉴于学生对资源和生态系统等方面的部分知识已在中学掌握,这些方面的部分内容也略讲。而对全球环境问题的探讨,则不仅限于教材内容,还就书本上未涉及的海洋污染等问题进行了阐述。

3教学模式的探索

环境科学是一门多学科交叉渗透而成的新兴学科。由于本课程是在学生大一第一学期开设,所以整个内容的讲解既要考虑到学生的学习背景,又要激发学生的专业认同感,还要让学生掌握环境科学的基础知识及其应用研究的发展领域,了解环境学科发展的新动向和新成果。针对上述基本要求,为了实现由“专业对口”观念向“专业适应”观念的转变,由“应试教育”模式向“知识、素质、能力”并重教育模式的转变,我们在本课程的教学别注重对学生科技素质的培养,从以下几方面做了有效地探索。首先,注重学生专业兴趣的培养。备课过程中我们广泛收集、筛选、归纳相关材料,通过列举大量的案例来吸引学生的关注力,通过案例分析梳理专业知识,通过分享国内外前沿的科研动态让学生了解环境科学领域最闪光的前瞻性思想和环保领域尚未解决的难题,培养学生的专业兴趣,激发学生的专业热情,使学生真正感受到学习这门课的意义。其次,综合运用多种教学手段。课堂讲授中充分运用多媒体的优势,通过图片、动画和视频展现案例。注重课堂互动,将案例分析、专题讨论、项目调查有机结合起来,实现师生互动、教学相长的作用。可以设置与教学内容相关的辩题,通过辩论的方式激发学生去查阅资料、深入思考,培养学生的表达能力和团结协作的精神。再次,角色互换模式。分配部分章节让学生搜集资料,分组讲解。通过收集资料、甄选资料、制作课件、讲解阐述等环节,锻炼学生制作PPT课件及口头表达的能力,激发学生对课程的兴趣。通过角色互换模式,在培养学生个人素质的同时还有助于增进班级团结,有助于建立更融洽的师生关系。综上所述,环境科学基础的教学须不断探索,优化组合教学内容,充分利用多种教学手段,从而进一步提高课堂教学质量,实现环境科学基础的教学目标。

参考文献

[1]梁红,郭硕.当代高等院校环境科学专业教学改革[J].教育教学论坛,2015(51):93-94.

篇8

关键词:环境科学;基本理论;

中图分类号:B82-058 文献标识码:A 文章编号:

环境科学是一门跨专业、跨领域、跨学科的科学,它的内容包括了地理学、地质学、生物学、物理学、化学、工程学、资源技术科学以及经济学、伦理学、政治学、人口统计学、资源管理保护科学等等。本文就环境科学中的基本理论问题进行简单的总结、分析和讨论,从而使人们更加清晰、全面的了解和认识环境科学,促进和推动环境科学的进一步完善和发展。

一、环境科学的概述

1、 环境科学的定义

所谓环境科学,主要指的是包含了生物、化学、物理三个部分的以研究环境为主要内容的综合类学科。它能够用定量、综合以及跨学科等多种方法来进行环境系统的研究。对环境科学的研究大部分都涉及到人类的活动,法律、经济、人伦等社会学知识也常常应用在其中,因此,环境科学也是一门以研究人类社会发展以及它同环境演化之间互相作用关系,寻求人类与环境持续发展、协同演化的方法和途径的学科。

2、 环境科学的学科构成

环境科学主要是由以下几类学科构成的,即

1)大气科学。主要以研究地球大气层以及它同其他系统之间关系为主。

2)生态科学。主要是通过环境科学的相关知识研究生态系统。

3)环境化学。主要是研究水污染、土壤污染等涉及到化学领域的环境问题。

4)地球科学。主要研究土壤环境学、环境地质学、地壳进化以及火山现象等等。

3、 环境科学的研究内容

环境科学主要的研究内容包括:环境评价、环境背景值、环境影响评价、环境质量评价、自然资源保护、环境容量、环境质量监测、环境监测、环境污染控制、污染源监测、清洁生产与污染预防、环境规划以及环境政策、标准等的制定。

二、环境科学的基本理论

环境科学作为一门综合性的独立学科,其基本理论主要包括以下几个方面的内容,即:

1、 人与环境共生理论

所谓“共生”,主要指的是两个或者两个以上的生物在其生理上的相互依存度能够达到平衡的状态。这一概念是由德国的真菌学家Antonde Bary最早提出来的,并被人们引申到各个学科当中。环境科学中的“共生”,主要指的是人类发展同自然界中的各种植物、动物的发展之间能够相互和谐发展、共生共荣。

人与环境共生理论主要包括两大方面的内容,即:

1)人类与自然环境的共生其目的是人类与自然环境的共同和谐发展。人类在研究自然环境问题的发生、发展以及防治的过程中,逐渐认识和掌握到一条基本规律,即人类同自然环境的共生,且最终以人类同自然环境的共同生存、和谐发展为根本目的。

2)人类与自然环境的共同发展其前提是人类与自然环境的共生。人类在进行发展规划时,要考虑到自身的发展利益,同时,还要对自然环境的可持续性进行综合的考虑。必须要对人类发展规划对自然环境系统的多样性和稳定性是否造成改变,是否会对环境容量造成突破,是否会对自然环境生态系统的可持续发展造成影响等情况进行慎重的审视。当人类的活动有可能对自然环境生态系统产生危害时,就必须要考虑到自然环境生态系统的反馈机制对人类生存发展的反作用结果。

2、 环境系统性理论

在自然环境生态系统的内部结构中,包括着诸多的子系统,它们虽然级别不同,但都具有着相同的原理和性质,这一理论就是环境系统性理论。

环境系统性理论主要包括四个方面的内容,即:

1)环境系统的多样性。这一特性主要表现为物质组成上的多样性、环境结构上的多样性以及环境功能上的多样性。

物质组成上的多样性主要体现为:自然环境生态系统主要是由非生物和生物构成的。非生物主要包括水体、大气、岩石、土壤等各种各样的天然物质以及人工合成的物质等等;生物主要包括微生物、植物、动物等等。

环境结构上的多样性主要体现为:自然环境生态系统中的河谷、高山、平原、盆地等各种地貌结构;草原、森林、荒漠等各种生物结构以及乡村、城市、郊区等各种人居结构等。

环境功能上的多样性主要表现为:自然环境生态系统随结构的不同而具有不同的功能。

2)环境系统的整体性。这一特性主要指的是自然环境生态系统中,各个要素之间能够通过能量流、物质流以及信息流等进行相互之间的联系,当其中一种要素发生变化时,就可能引起其他的要素甚至是整个自然生态系统发生性质上的变化。

环境系统主要分为四个圈层,即大气圈层、土壤圈层、水体圈层和生物圈层。这四个圈层之间是相互制约、相互联系、不可分割的整体,任何一个圈层出现变化,都会对其他圈层造成不同程度的改变,严重的甚至会导致整个自然生态系统的变化。

3)环境系统的动态性。这一特性主要指的是自然环境生态系统的状态会随着时间的变化而发生相应的性质改变。例如,在城市工业化当中,某一地区的最初工业化水平会较低,所排放的废水、废气、废渣等的数量也较少,并且通常是以生活污水为主。但随着该地区工业化水平的提高,废水、废气、废渣等的排放量会不断增加,生活的污水排放量也会不断加大,其该地区的水体环境质量就会出现恶化,当污染物的排放数量达到某一临界值时,自然环境生态系统就会出现质变。

4)环境系统的开放性。这一特性主要指的是人类能够在自然环境中不停的获取有用能量和物质,同时,又不停地将其生产生活中的多余能量和废弃物质排放到自然环境中去。

3、 环境容量理论

环境问题的产生大多是因为人类社会活动改变自然环境生态系统的状态突破了自然环境的容量所导致的。自然环境生态系统的结构组成决定了环境容量的大小,结构组成越复杂,其容量就越大。

自然环境容量的主要特点三个方面,即可调控性、变化性和有限性。

1)环境容量的可调控性。这一特点主要是指人类能够在自然环境生态系统的外部条件、内部结构、内部功能、变化规律等基础上,通过对某一个或某一些环境因素的改变,而对整个自然环境容量进行调控,从而让自然环境生态系统的转变能够有利于人类的生存发展。2)环境容量的变化性。这一特点主要是指在某一特定条件下,自然环境生态系统的容量是定值,随着空间和时间的改变,会对环境容量造成影响,进而使其发生变化。

3)环境容量的有限性。这一特点主要是指任何自然环境生态系统的容量都有一定的限度,当人类活动对自然环境生态系统的干扰在这个范围之中时,其自然环境能够同人类和谐发展,当人类活动对自然环境生态系统的干扰超出了这个范围时,自然环境生态系统的质量就会发生改变。这也是我们进行环境管理、环境评价、环境立法等的基础理论。

结语:

总之,环境科学主要是研究人类活动对自然环境造成的影响以及对自身生存发展的危害情况,根据人与自然系统的关系以及环境系统的运动变化规律,可以将环境科学的基本理论概括为四大方面,即人与环境共生理论、环境系统性理论、环境容量理论以及熵理论。环境科学研究人员在研究过程中,要充分理解并严格遵守基本理论,从而更好的促进和推动环境科学的建设发展。

参考文献:

[1] 唐永銮,曹军建.中国环境科学理论研究及发展[J].环境科学,2011(04)

[2] 赵锡斌.企业环境研究的几个基本理论问题[J].武汉大学学报(哲学社会科学版),2012(01)

[3] 仝致琦,谷蕾,马建华.关于环境科学基本理论问题的若干思考[J].河南大学学报(自然科学版),2012(02)

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关键词:园林绿化;以花代草;体会

中图分类号:TU986文献标识码: A

Abstract: landscape "to spend on behalf of grass" to beautify the landscape and greening and landscaping, more can bring good feelings, make people in the garden to enjoy the ecological environment to bring fresh, comfortable, harmonious, quiet feeling. Can say, "to spend on behalf of grass" in landscape mode can meet the needs of a garden, it is widely used in landscaping. In this paper, the principle of green "to spend on behalf of grass" experience on the one hand, a detailed analysis and discussion.

Keywords: landscape; with flowers on behalf of grass

引言:

在我国大力倡导绿色环保的今天,园林绿化越来越受到国家和人们的重视。而提高园林绿化水平给人创造更舒适的生态环境是今天园林工作人员的责任和义务。“以花代草”的园林绿化方式在当下是一种非常有效的措施,这是将园林美化和绿化结合在一起,即能够提升园林的景观又达到园林绿化的目的。园林绿化“以花代草”构建后能够满足人们对美的需求、给人以视觉享受以及沁人心脾的感受。笔者结合园林绿化、花草在园林绿化中的作用以及如何在园林中实行“以花代草”,从而详细的说明园林绿化“以花代草”的体会。

一、园林绿化

园林绿化是为人们提供一个良好休息、文化娱乐、亲近大自然、满足人们回归自然愿望的场所,是保护生态环境、改善城市生活的重要措施。早在我国古代就有“园林”一词的记载,泛指各种游憩境域,与今天的“园林”几近相似。在我国改革开放以来,我国工业生产逐渐扩大,造成严重的环境污染,促使广大民群众生活在恶劣的环境中。为了改善我国的环境问题,发展园林绿化越来越重要。在我党的十报告中将“美丽中国建设”、“生态文明建设”写入中,这大大促进园林绿化的发展。园林绿化当然少不了植物,如生长健壮、便于管理的乡土树种;树冠大、枝叶茂密、落叶阔叶乔木;有季相变化的常绿树和开花灌木等等,也少不了草坪,这是进行园林绿化最基本的组成部分。一些设计人员为了美化园林,还会在园林中种植各种种类的花圃。总体来说,园林绿化是以坚持生态优先的原则,展开一系列绿化工作,提高生态效益。

二、花草在园林绿化中的作用

在园林中种植花草主要的作用是“花草造景”,就是充分的发挥草本植物的特点,营造和谐、美丽、动人的园林景观,供人欣赏。能够种植在园林中的草本花卉有很多,主要分为传统品种和引进栽培优良品种两大类,其中传统品种的花草多为大家所熟知的,而引进栽培的新品种特别的美观深受人们的喜爱。然而,要想应用花草进行园林绿化,打造美丽的园林景观,需要遵循以下原则:

(1)统一性。应用花草造景一定要遵循统一性这一原则,才能够达到美观的效果。这里指的统一性是在彩色、线条、质地、相似程度、外部环境等方面达到统一,形成完整的、协调的一幅画卷。

(2)协调性。在应用花草造景时利用相似的花或草,进行协调的搭配,能够产生意想不到的效果,冲击人们的眼球,是人们感受到欢乐、热烈的氛围。

(3)合理布局。在进行花草造林的过程中进行合理的布局能够凸显园林的艺术感,提高园林的整体的美感

(4)考虑花草的特性。一些花草具有特别的特性,如喜阴、耐干、忌热等等。在应用花草进行园林绿化的过程中充分的考虑花草所具备的一些特性,合理的应用花草,从而保证花草能够正常的生长,又达到美化园林的目的。

三、园林绿化中如何实现“以花代草”

在人们审美观不断提高的今天,进行园林绿化需要迎合广大人民群众的审美观,促使人们在园林中感受自然环境的同时欣赏园林景观。 而提出园林景观的有效措施就是“以花代草”。笔者以野花组合为例来说明“以花代草”的园林绿化。

所谓野花组合通常是由多种1-2年生草本花卉按照一定的配方混合组成的,配方混合的野花组合中通常包含了多种春夏秋三季花卉种类,且花色丰富多彩,一般包含红、橙、黄、篮、紫、粉、白等色彩。将色彩斑斓的野花组合合理的、协调的布局在园林中能够达到美化园林的目的。之所以用野花组合来代替草坪,主要是野花组合中绝大多数花卉野生能力强,适应能力强、繁殖能力强、生存能力强等特点,与草的特性差不多。除此之外,将各种不同色彩的野花铺设在园林中,能够有效的达到美化园林环境的特点。

进行野花组合种植的时候注意三部分,即种植地的选择、播种方式、播种时间。

(1)种植地的选择。尽管野花种植对种植地的要求较小,但是相对营养的、肥沃的土壤种植野花有利于野花生长,尤其是不同种类的野花种植在同一土地上,提高土壤土质非常必要。因此在进行种植地选择的做法是对园林土质进行检测,确定土壤的成分、养分、有机物等,有效的进行土壤调试,从而为土壤创造良好的环境。

(2)播种方式。野花播种方式要依据种植面积大小和地形而定。野花组合种植在园林中就种植面积大小合理的进行播种即可。

(3)播种时间。对于野花组合的种植通常在春季、夏初、晚秋时节进行。而野花组合最佳的的种植时间为春季和夏初,此种环境下能够为野花组合提供充足的水分、适宜的温度,促使植物更好的生长。

四、园林绿化“以花代草”的体会

在园林绿化中实施“以花代草”的方式进行园林建设,是一种非常好的措施,即满足广大人民群众审美观点又达到绿化园林的目的。笔者结合以上在园林中以野花组合代替草的绿化方式有以下几点体会

1.满足人们对美的需求

随着人们生活水平逐渐的提高,基本生活需求已经无法满足人们,人们越来越注重“美”的需求。“以花代草”的园林绿化方式正是从“美”出发,改善单一色调的绿化方式,实现园林的美化和绿化,促使人们在园林中感受园林之美、自然之美。

2.给人以视觉享受

“以花代草”的园林绿化方式能够将人们代入一片花海中, 给人以视觉享受, 净化人们的心灵。 由于在园林进行“以花代草”绿化的过程中是以统一性、协调性、合理布局等原则进行种植,能够体现整个园林的完整性,升华园林的艺术感,促使人们一步入园林就能够领略唯美的鲜花,从而达到视觉享受的效果。

3.沁人心脾的感觉

“以花代草”的园林绿化方式还能够给人以沁人心脾的感受。因为百花盛开所散发的芳香飘散在园林中,只要人们步入园林中就能够闻到花香,使人们心旷神怡。

五、园林绿化“以花代草”的重要意义

在当下环境污染尤为严重的今天,进行园林绿化尽管无法对改善环境问题起到决定的作用,但是它也为改善环境做出了努力,尤其是通过“以花代草”的方式进行园林绿化,其不仅能够达到绿化环境的目的,还能提升园林的美观。真要说明园林绿化“以花代草”的重要意义,笔者认为通过真实的案例来说明,体现的将更为清晰和真实。

胜利油田地处东营盐碱地,雨水不充沛,杂草生长茂密。在这样的环境下种植草坪可以说是非常不明智的决定。首先,在油田发生改革的当下,胜利油田地区的劳动用工不足,相应的草坪管理难度较大。其次,在盐碱地进行草坪种植,需要加强对草坪的养护,才能够保证草坪正常生长,这需要投入大量的人力、物力以及财力。处理此种情况最佳的办法就是“以花代草”,选择易种耐活、花期长、有繁殖能力、养护成本低的草本花卉,如百日草、半枝莲、大丽花、美人蕉、景天科等等都可以。由于东营地区属北方气候,渤海湾盐碱地区,种植花草树木所用的土壤均为客土,所以不是所有的植物都能够在此种土壤环境下良好的生长,而以上提到的草本花卉都有较强的适应能力。另外,这些草本花卉的种植所需劳动力和成本都比较少,非常适合当下的胜利油田地区,可以达到“三季有花、四季常绿”的效果。总体来说,园林绿化“以花代草”能够美化园林景观、降低绿化成本、减少劳动力、改善当地环境,值得在东营和油田地区广泛实施。

结束语:

构建一个良好休息、文化娱乐、亲近大自然、满足人们回归自然愿望的场所是非常符合当下生活于现代社会中人们的一种生活寄托,而这个场所正是园林绿化。为了更好的满足人们的需求,进行“以花代草”的园林绿化方式是非常必要的,能够使人们在园林中体会到沁人心脾的感觉、给人以视觉享受以及满足人们对美的需求。因此,加强园林绿化“以花代草”是非常必要的。

参考文献:

[1]丁晓娟.浅谈园林绿化中的园路设计[J].安徽农学通报,2007(21).

[2]杨春平,汪珞,曾光明,钟袁元,谢更新.环境规划中植物的景观功能及其应用[J].城市环境与城市生态,2002(03).

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关键词:镉离子;草坪草;胁迫;生理特性

中图分类号:S 688.4;Q 945.78文献标识码:A文章编号:1009-5500(2015)02-0065-05

随着工业化进程的不断加快,环境污染成为日益突出的生态问题之一。重金属在土壤中的不断积累与富集也对环境造成严重危害。Cd是毒性很强的一种重金属,也是农田受污染最普遍的重金属之一,被联合国环境规划局和国际劳动卫生重金属委员会认定为重点环境污染物,被美国毒物管理委员会列为第6位危害人体健康的有毒物质[1]。Cd在自然界中主要来自岩石和矿物中的本底值,岩石圈中Cd的含量在0.1~0.2 mg/kg[2],不会对人体及生态系统构成危害。但是随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展,大量含Cd废水排入河流。同时,某些磷肥含有大量的Cd,在使用过程中会造成Cd在土壤中的累积。另外,由于Cd在生物体内迁移性比较强,在人体中累积达到一定程度,会造成慢性中毒[3-5]。

重金属对植物产生胁迫后,植物会发生一系列生理生化反应来抵御这种逆境。以4种草坪草种为对象,通过盆栽试验研究了Cd2+对草坪草脯氨酸含量、MDA含量和抗氧化酶活性等抗逆生理特性的影响,探讨草坪草对Ca2+耐受能力,为研究草坪草抗重金属胁迫机制和筛选抗性草种提供数据。

1材料和方法

1.1供试材料

供试草种:草地早熟禾 (Poa pratensis)品种百斯特(Barrister),多年生黑麦草(Lolium perenne)品种首相(Premier),高羊茅(Festuca elata)品种锐步(Barrera),白三叶(Trifolium repens)品种海发(Haifa),由百绿公司提供。供试金属离子: 3CdSO4・8H2O分析纯试剂。

1.2重金属离子处理梯度设置

重金属离子以溶液形式加入到培养皿中,重金属离子浓度依据中华人民共和国国家土壤环境质量标准(GB15618-2008)3级土壤环境标准量进行配制[6],结合预试验结果设置Cd2+浓度,其浓度梯度依次为Cd2+(1,50,100,150 mg/kg)。同时设置对照处理。

1.3试验方法

将供试种子弃去杂质和有虫蚀及成熟度较低的种子,用0.1% KMnO4溶液浸泡15 min,用自来水冲洗数次,至无红色为止,再用去离子水冲洗3次,用滤纸将水吸干。直接播入以蛭石为基床、直径12 cm花盆,发芽方法按GB/T 2930.4-2001,待草坪草幼苗长出2片展开叶时按照1株/cm2的标准剔除多余幼苗,根据培养基70%持水量每天注入Hoagland’s营养液并将重金属无机盐溶液按梯度施入,当幼苗长出第4片叶时进行生长发育指标的测定。

1.4草坪草抗逆生理指标测定

1.4.1脯氨酸含量测定

采用酸性茚三酮法[7]。

单位鲜重样品中脯氨酸含量=(x×5/2)/(样重×106)×100%

MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法,称取各供试草坪草叶片材料1 g,加入2 mL 10%的三氯乙酸(TCA),研磨,最后用TCA定容10 mL。

MDA(μmol/L)=6.45×D532nm-0.56×D450nm

酶的提取:取0.1 g叶片与预冷研钵中,加入1 mL酶提取液以50 mmol/L pH7.8的磷酸缓冲液配制,含有0.1 mmol/L EDTA、质量浓度为0.3%Triton X-100和质量浓度为4%聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP),在冰浴上研磨成匀浆,加酶提取液使终体积为5 mL。在冷冻离心机中4 ℃下,10 000 r/min,离心20 min,取上清液用于酶活力测定。

SOD活性的测定采用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性的测定采用愈创木酚法测定。

1.5数据统计分析

运用Excel整理数据、制作相关图表,用SPSS统计软件进行数据统计分析。

2结果与分析

2.1Cd2+胁迫对草坪草脯氨酸含量的影响

Cd2+胁迫下4种草坪草脯氨酸含量均显著高于对照(图1),且随离子浓度的升高而升高。其中,高羊茅和草地早熟禾脯氨酸含量在不同浓度Cd2+胁迫下差异显著(P

图1Cd2+胁迫下草坪草脯氨酸含量

Fig.1Effect of Cd2+ on proline content of turfgrass

2.2Cd2+胁迫对草坪草MDA含量的影响

Cd2+各浓度处理下,4种草坪草MDA含量随着离子浓度的升高而不断增加(图2),均与对照差异显著(图2)。其中,高羊茅和草地早熟禾MDA含量在Cd2+各浓度处理之间差异显著(P

图2Cd2+胁迫下草坪草MDA含量

Fig.2Effect of Cd2+ on MDA content of turfgrass

2.3Cd2+胁迫对草坪草抗氧化酶活性的影响

随Cd2+浓度增加,草地早熟禾SOD活性均与对照差异显著(P

表1Cd2+胁迫下草坪草SOD的活性

Table 1Effect of Cd2+ on SOD activity of 4 turfgrasses

浓度/mg・kg-1SOD活性/(U・g-1)

多年生黑麦草高羊茅白三叶草地早熟禾

0100.18±0.87a150.39±0.93a100.32±2.51a259.93±0.82a

198.47±0.55a150.75±0.62a100.73±1.27a262.10±1.00b

50101.17±3.14a157.12±0.85b104.24±1.04b265.74±0.62c

100111.19±2.55b160.81±1.51c109.13±0.88c273.10±0.81d

150115.89±0.68c170.37±0.91d117.58±0.91d279.89±1.21e

Cd2+胁迫对草坪草POD活性会产生不同程度的影响(表2)。其中,Cd2+处理下高羊茅和草地早熟禾POD活性急剧上升,在低浓度处理下显著高于对照,而且随着离子浓度的升高而逐渐升高;Cd2+浓度为1 mg/kg时,多年生黑麦草和白三叶POD活性与对照差异不显著,稍有升高,当Cd2+达到50 mg/kg及更高时,2种草坪草POD活性急剧升高,显著高于对照,且随着离子浓度的升高而不断升高。

表2Cd2+胁迫下草坪草POD活性

Table 2Effect of Cd2+ on POD activity of 4 turfgrasses

浓度/mg・kg-1POD活性/U/g・min-1

多年生黑麦草高羊茅白三叶草地早熟禾

080.04±0.46a50.62±1.25a80.12±0.60a180.04±0.44a

180.20±0.89a51.91±0.77b79.12±0.74a182.18±0.93b

5087.26±1.35b55.59±1.97c87.22±1.53b188.19±0.47c

10094.57±0.34c65.74±0.86d94.79±0.55c194.56±1.22d

15097.89±2.17d69.66±0.26d96.84±1.87c199.93±0.49e

3讨论与结论

脯氨酸是植物蛋白的组成之一,一方面作为细胞内重要的渗透调节物质,起着调节细胞渗透平衡、增强细胞结构稳定性和组织氧自由基产生的重要作用[8];另一方面由于脯氨酸具有偶极性,其疏水端与蛋白质联结,而亲水端与水分子相结合,从而使蛋白质束缚更多的水,防止在渗透胁迫条件下蛋白质脱水,增强了细胞膜结构的稳定性[9,10]。研究表明,在逆境条件下,植物为了防御伤害,维持正常的生理生化功能,体内必然相应地产生一系列物质代谢变化,游离脯氨酸含量的大量积累就是这些变化之一[8,11]。从试验结果可以看出,不同浓度Cd2+处理对4种草坪草都产生了一定程度的胁迫。其中,高羊茅和草地早熟禾脯氨酸含量在不同浓度Cd2+胁迫下差异显著,多年生黑麦草在Cd2+浓度为0,50,100 mg/kg处理时脯氨酸含量差异显著,但是在Cd2+浓度为100和150 mg/kg 处理下脯氨酸含量差异不显著,说明Cd2+胁迫对多年生黑麦草有一定影响,但是当Cd2+浓度达到较高水平时多年生黑麦草脯氨酸含量差异不显著;白三叶在Cd2+浓度为0,1,50 mg/kg脯氨酸含量差异显著,在50,100,150 mg/kg处理差异不显著,可能是白三叶对Cd2+较高浓度胁迫反应不敏感,对Cd2+有较强耐受性,也可能情况刚好相反,Cd2+较低浓度处理就已经达到白三叶能够耐受的最大范围,从而导致不能正常分泌脯氨酸。

细胞膜是植物细胞的保护组织,各种逆境胁迫对细胞的危害首先作用于细胞膜[12]。重金属是细胞脂质过氧化的诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基产生和消除之间的平衡受到破坏,导致大量活性氧自由基产生,进而引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏细胞膜结构和功能[13,14]。不饱和脂肪酸所发生的一系列活性氧反应的产物丙二醛(MDA)成为反应细胞膜损伤程度的重要指标[8,15]。在重金属离子胁迫下,细胞膜受到伤害,胞内离子和有机物大量外渗,外界有毒物质进入细胞,最终导致植物体内一系列生理生化过程失调[13]。大量研究证明,重金属离子浓度越高,丙二醛累积越多[16-20]。

结果表明,Cd2+对4种草坪草细胞膜影响较大,草坪草MDA含量随着离子浓度的升高而不断增加,且与对照差异显著;其中,高羊茅和草地早熟禾MDA含量在Cd2+各浓度处理之间差异显著;多年生黑麦草在Cd2+浓度为1,50 mg/kg时其MDA含量差异不显著,在50,100和150 mg/kg时其MDA含量差异显著,说明多年生黑麦草细胞膜对一定浓度的Cd2+胁迫有相应的耐受性,但是随着离子浓度的升高,对细胞膜的胁迫影响越大;白三叶MDA含量在Cd2+浓度为0,1,50,100 mg/kg时差异显著,但100和150 mg/kg处理下其MDA含量差异不显著,这是在这一浓度处理下,对白三叶细胞膜的影响已经超出了植物所能耐受的最大范围,细胞正常生理代谢受到影响,植物已丧失了基本的代谢功能,也可能是草坪草细胞逐渐适应了高浓度重金属离子处理,诱导了植物体内抗氧化系统酶类活性增加或抗氧化物质积累,从而促进了植物清除超氧离子自由基的能力,从而在重金属离子高浓度处理下其MDA含量不再继续升高。

SOD是一种重要的活性氧防御酶,在消除超氧物自由基、减轻脂质过氧化作用和膜伤害方面起着重要作用[21]。POD是植物体内清除活性氧伤害的酶保护系统,清除超氧自由基,控制膜脂的过氧化作用,保护细胞膜的正常代谢[22]。SOD和POD酶活性的变化与植物体内氧化胁迫有关系[23,24]。

Cd2+对草地早熟禾抗氧化酶活性影响均较大;Cd2+处理对多年生黑麦草、高羊茅和白三叶抗氧化酶系统表现出低浓度影响较小,高浓度影响较大的趋势,出现这种情况的原因可能是Cd2+在低浓度时产生轻微刺激作用,在低浓度时对草坪草的正常生理代谢功能影响不大,但是当浓度达到一定程度后,反而会对植物机体造成一定程度的伤害,从而造成抗氧化酶活性的升高来对抗胁迫反应。

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