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土壤生态学野外实习改革与实践探索

发布: 2020-09-20 04:04:53   阅读: 次 【   

摘要:土壤生态学野外实习通过土壤取样对土壤生物和环境指标进行检测,促进学生认识土壤生态系统的重要作用。野外实习和室内实验结合的训练培养了学生分析问题解决问题的能力,有利于学生生态感的养成。野外实习中教师学生全员全过程参与管理,共同落实提高本科教学质量的各项制度。教师和学生合作进行野外实习计划的制订和实施,在科学研究中完成野外实习任务。

关键词:土壤生态学;野外实习;全员全过程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)02-0021-02

土壤生态学研究土壤生物与环境的相互关系,包括土壤生态系统的结构功能、土壤生态过程和格局等。土壤生态学课程出现在大学本科生态学教学体系中,在生科类本科教学中具有重要的素质教育作用。土壤生态学教学过程中越来越强调野外实习调查的作用,强调通过野外实习和实验室实验认识土壤生态系统的结构和功能特点。通过野外实习加强对土壤生态过程和格局的理解,掌握土壤生态学学科基本内容,培养土壤生态学研究的基本技能。

一、土壤生态学野外实习的必要性

土壤生态学野外实习是通过在不同的陆地生态系统进行土壤取样,对土壤生物和环境指标监测。在野外实习中,学生们在不同生态系统类型的土壤中取样,在对陆地生态系统地上部分进行物种调查和观测过程中,进一步了解地下生态系统的结构功能,从而理解陆地生态系统地上部分和地下部分的紧密联系。土壤取样是土壤生态学野外实习的重要步骤,通过对土壤剖面的认识,结合土壤物理化学性质的调查,学生能够理解土壤生物与环境的关系,进一步认识土壤生态系统作为一个整体所发挥的重要作用。

土壤生态学野外实习使学生有机会把植被—土壤—大气各界面的生物地球化学循环联系起来考察,对生态学研究热点问题如温室气体的排放、碳循环和氮循环等有了更为深入细致的理解。生科类本科学生通过土壤生态学野外实习,能够把实验室室内实验与野外调查取样结合起来,从而树立生态系统整体认识观念,对提高综合分析问题和解决问题的能力具有重要意义。土壤生态学野外实习逐渐成为大学本科生态学教学体系中的重要环节,在大学生生态素质教育中发挥着越来越重要的作用。

二、土壤生态学野外实习的内容与方法

土壤生态学是土壤学、生态学、地理学以及环境科学相互交叉的一门新兴学科。从土壤生态学这一学科特点出发,土壤生态学野外实习内容涉及广泛,包括土壤生物与土壤结构、土壤生物与生物地球化学循环、土壤生物与生产力、土壤生物与生物防治等。土壤生态学野外实习强调应用整体与局部结合的方法论,重视土壤生态环境与社会环境相结合的思路,通过野外实习观测土地利用管理和土壤管理对土壤生态系统结构功能的改变过程,探索从根本上改善与维持土壤生产力的方法。

土壤生态学野外实习主要包括土壤生物的调查和土壤物理化学性质的监测。土壤生物可分为土壤微生物和土壤动物两大类。土壤微生物包括细菌、放线菌、真菌等类群,利用磷脂脂肪酸检测、微生物纯培养、微生物生物量熏蒸测定等不同方法对土壤微生物进行分析。土壤动物包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物等,通过显微镜观察对土壤中肉眼看不见的原生动物和线虫等进行分类鉴定。野外实习样本的观测训练了学生的实验动手能力,使本科学生对土壤生物有了具体形象的认知。同时,实验室室内实验对土壤物理化学性质进行监测,包括土壤pH、土壤含水量、土壤有机碳、土壤总氮、土壤速效氮、土壤总磷、土壤速效磷等指标,做到较全面地观测对土壤生物影响的环境指标。野外实习和实验室室内实验的结合使学生从生态系统整体上认识生物与环境的关系,并在野外试验和室内操作过程中培养了生态感。

土壤生态学野外实习也关注人类活动对土壤生态系统的影响。人类活动会影响到土壤生物和非生物环境的组成和相互作用,改变土壤生物主导的生态过程。土壤生态学野外实习中引导学生观察人为干扰下土壤生态系统的退化机制,探索适宜的土壤管理方法以利恢复土壤生态系统的结构与功能。土壤生态学野外实习中学生有机会观测到土壤生物多样性和土壤生态系统服务功能之间的相互关系,有助于学生深入理解土壤生态过程的驱动因子和土壤生态系统中食物网的生态功能。野外实习把土壤生态过程与土壤生态系统格局联系起来,有助于学生从宏观和微观多角度理解生态过程和格局之间的关系。

土壤生态学野外实习内容紧密结合当地生态系统管理的需求,教学过程中结合当地生态系统定位研究站的科研工作开展生科类本科学生的野外实习工作。当地生态系统定位研究站属于北亚热带向暖温带的过渡区域,其植物群落具有明显的过渡特征,是许多物种分布的南北分界。当地生态系统定位研究站为本科土壤生态学野外实习提供了良好的平台保障。在土壤生态学野外实习过程中,注意引导学生理解当地生态定位研究站的科研工作,从而更好地理解土壤生态学基本知识,强化土壤生态学研究的基本技能训练。野外实习把多学科交叉知识运用到实践中,通过交流与合作学习的方法在学生的身体力行中提高大学生的整体素质。

土壤生态学研究技术的发展促进了土壤生态学科学研究的进展,使得人们对土壤生态系统的认识进入到更深入的层次。在土壤生态学野外实习中,针对现实生活中存在的土壤退化和土壤污染等现代文明病的解决提出了更多的技术方案。野外实习过程注意引导学生关注当地生态环境实际问题,指导学生从生态系统服务功能评估和土壤管理的角度综合分析问题和解决问题。土壤生态学野外实习作为生态学本科教学课程体系中的重要一环,对培养学生的生态素质起着不可替代的重要作用。土壤生态学揭示的土壤生态过程和格局是自然界长期演化的结果,人类活动的干扰特别是工业革命以来的大规模土地开发威胁到土壤生态系统的健康,减少了土壤生物多样性,破坏了土壤生态环境。土壤生态学对土壤环境和土壤生态过程调控机制的深入观察是野外实习的重要内容。土壤生态学野外实习廓清了土壤生态环境的重要问题,使学生认识到土壤健康的重要性,对土壤退化和恢复的复杂性有所了解,进一步提高保护生态环境的意识。

土壤生态学野外实习中强调联系土壤生态学理论知识,在实习过程中深化理解土壤生态功能。土壤生态学的产生以土壤成土因素学说的形成为标志,生态学知识仍强调土壤作为生态系统组分、作为植物的营养基质所起的作用,但往往忽略土壤的其他功能。在土壤生态学野外实习中,通过实地考察强调了扩展土壤生态学知识范畴的重要性,突出了土壤生态学交叉学科的特色。土壤生态学野外实习把生物因素—非生物因素共存的自然存在物即土壤作为一个整体研究对象,揭示了土壤生物和周围环境介质相互作用的过程。

很多情况下,土壤生态学野外实习对土壤生态过程观察的失效往往是因为缺乏对土壤生态过程发生影响的人类活动的理解。土壤占据着地球大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的中心地位,这个事实本身就说明了对土壤进行多学科交叉研究的必要性。土壤退化影响着地球表面的系列生态过程,对人类社会具有巨大影响。土壤生态学野外实习使学生对土壤在自然界和人类社会中的作用有机会进行全面深入的调查。野外实习调查中强调了土壤对生物提供栖息地和养分的功能,认识到土壤食物网和土壤养分循环的关系。野外实习使得学生认识到土壤生态系统和地上生态系统一样,存在着食物链和食物网,存在着生物对环境的适应,存在着生物之间不同类型的种间关系。土壤食物网中复杂的土壤生物种间和种内关系是野外实习关注的一个重要内容。野外实习中设计实验认识土壤的清洁功能,验证土壤具有的限制病原微生物生长的抗菌作用,了解土壤生物降解土壤表面有机质的过程。土壤生态学野外实习过程中,通过分析全球各种类型土壤的功能,使学生深刻理解土壤和岩石圈、水圈、大气圈、生物圈乃至各民族文化的相互作用。野外实习使学生认识到土壤在生物圈中的重要作用,初步认识土壤形成和岩石圈表面部分矿物质的关系、水循环过程和土壤对古老生命形式的保藏。虽然这些知识只是在野外实习中简单应用,但对学生以后独立从事相关方面的研究工作具有重要的启发意义。

三、土壤生态学野外实习管理

土壤生态学野外实习管理强调全员全过程的系统管理。参与野外实习的每一位教师和学生都参与到实习的管理过程中。本着提高本科生教学质量的目标,野外实习从野外采样到实验室室内实验,同一批教师和学生同时参加同一批的各项工作。从联系实习基地到学习落实实习基地管理规章制度,教师和学生合作完成实习计划的制订和实施。

土壤生态学野外实习过程中,实习指导教师每天按时填写野外工作日志,落实实习基地常规管理措施,组织当天实习计划和具体安排。野外实习过程中,实行学生选择科研题目进行实习的方式,落实野外实习科研化,野外考核常规化的奖惩制度。野外实习中实施分组合作,保证土壤生态学基本内容和基本技能训练到位。野外实习在本科教学体系中占有必要学时,结合学校三学期制落实野外实习的课时安排。按照野外实习时间和进度安排,组织实习研讨课对野外实习内容进行学术讨论和交流,引领学生进入土壤生态学科学研究的殿堂,激发学生的科研兴趣。

参考文献:

[1]刘俊华,夏江宝.生态学野外实习教学模式的改革与探索[J].安徽农学通报,2014,20(22):148-150.

[2]徐驰,刘茂松,杨雪姣,张明娟.生态学野外实习的多样化教学模式探讨[J].实验室研究探索,2012,31(5):158-161.

[3]朱慧,马瑞君.地方性师范院校生态学野外实习方案的构建[J].教育与教学研究,2013,27(4):73-78.

 

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