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综合研究有现代过程的研究和历史过程的研究两个互相关联、互相补充的方面。地理环境中现代过程的综合研究包括:地表热量、水分的分布、转化及其在地理环境中的作用;化学元素在地理环境中的迁移过程;生物群落与其环境之间物质、能量的交换。景观学和土地科学从类型结构角度对自然综合体进行综合研究,而自然区划则从区域角度进行综合研究。
在中国近现代地理学的发展历程中,自然地理学的发展较之人文地理学更强一些。20世纪50年代以前,林超、黄秉维等就已从事自然地理的综合研究工作,如黄秉维在30年代编撰了《自然地理原理》[1] 和《中国地理》[2] 等,周廷儒在30~40年代开创对历史时期环境变化的研究。我国综合自然地理学经历了20世纪的初的西方近代地理学的传入,又继承了中国古代地理学的传统。还受到原苏联地理学思想的深刻影响,与国家的经济建设密切结合,形成和发展了具有中国特色的综合自然地理学,目前在科学之林中占居一席之地。50多年来,中国的综合自然地理学研究在古地理学、综合自然区划、景观学和土地科学、现代自然地理过程、区域自然地理等领域均取得了显著进展。
1 古地理学
自然地理学方向的古地理学,主要研究新生代以来的地理环境演变。此项研究遵循“将今论古”的现实主义原则,通过沉积、孢粉、同位素、冰芯、树木年轮、考古和历史文献记载等多种分析手段获取各种代用资料,对过去的地理环境进行复原。
我国古地理学研究是随着近代地质学、近代自然地理学、近代气候学等地球科学的出现而起步的。20世纪50年代后,古地理学研究得到了迅速发展。周廷儒于60年代初提出发展自然地理学的古地理方向,1962年在北京师范大学地理系开设古地理学课程,随后创建古地理研究室。《中国自然地理·古地理》[3] 和《古地理学》[4],分别为国内古地理研究的第一部区域性与原理性专著。80年代后,他将自然景观—受人类活动改变的文化景观—未来景观的预测联成一体进行规律的探索,以期把握未来环境变迁的方向,引领中国环境变迁研究。70年代以来,随着国际上对过去全球变化问题研究的不断深入,我国的古地理学研究也获得了重大进展。其中,最具代表性的研究成果包括:竺可桢开创的基于考古和历史文献资料的气候变化研究,刘东生、安芷生等领导的中国第四纪黄土及古季风研究[5],施雅风领导的中国东西部第四纪冰川研究[6]、以及全新世环境演变研究,汪品先等领导的中国海域第四纪环境演变研究,及其他大量区域环境演变研究[7~9]。青藏高原、第四纪黄土和考古与历史文献记载的研究是我国独具特色的研究领域,主要研究新生代以来的地理环境演变,在国际上居领先地位,备受中外学者重视。
古地理学研究的突出成果可概括为以下几方面:中国第四纪以来环境演变过程与全球变化过程在总体格局上一致;青藏高原的隆起不仅使其自身从亚热带景观向干寒方向转化,还导致现代季风环流系统的建立与加强,强化了我国西北内陆地区的干旱程度,出现荒漠环境;新生代以来我国的环流系统经历了非季风、古季风和现代季风的演变过程;第三纪是我国自然环境格局形成的关键时期,该时期我国气候普遍比现代温暖,其后随着全球性的新生代衰退,温暖程度逐渐降低;第四纪时期,随着全球性冷暖期的交替变化,我国自然地带发生多次推移;全新世暖期盛期,我国东部地区平均温度较现代高2.5℃左右,增温幅度北方大于南方;气候干湿程度变化对我国的影响,不亚于冷暖变化所带来的影响,中国西部和华北的干旱化趋势得到认证;第四纪时期,海面随冰期—间冰期的交替而升降变化,最后冰期时海面低于现代海平面130~150m,与此相应,大规模的海陆变迁成为第四纪东亚地区最显著的地理变化之一。
我国自然地理学方向的古地理研究恰与国际性的全球变化研究相接轨,积极参与了pages等国际研究计划,正进一步深入研究全球变化在中国的表现与响应、以及中国环境演变对全球变化的影响。主要是关注15万年来及两千年来两个时间尺度的环境演变,注重分析技术的改进、新代用资料的开发、高分辨率序列的建立,及定量化程度的提高。
2 中国综合自然区划研究[10]
综合自然区划研究是对自然区域的划分、研究、描述。一个国家的自然区划水平是反映对自然地理环境认识深度和自然地理研究水平的重要标志之一。
综合自然区划是从自然环境的综合特征出发进行的地域划分。综合自然区划不仅要正确认识地域分异规律,还要深入分析各组成要素之间的相互联系,是对各级自然综合体自然环境与资源的全面认识。20世纪50年代以来,随着各地综合科学考察的逐渐深入,各类观测站网的建立,比较全面地、系统地积累了许多基本科学资料,
3 景观学与土地科学研究 土地类型的研究对象是自然地理各要素(气候、水文、地貌、植被、土壤等)相互作用形成的自然综合体。它是在自然地理要素研究,以及继综合自然区划研究基础上发展起来的类型研究,因而其形成、发展被看作是20世纪综合自然地理学发展的一个重要标志。
自20世纪50年代中期起,陈述彭等[51] 就开展了大比例尺景观调查与制图的实践。此后从50年代末至60年代初在广东鼎湖山、北京怀柔、内蒙古毛乌素、甘肃民勤等地进行大比例尺的土地类型调查与制图,随后相继开展了中比例尺制图与调查研究工作。60年代以来对许多山区进行的山地垂直带研究和制图工作,也是中、小比例尺的土地类型研究[52]。自70年代起,以土地类型为基础进行土地资源评价,确定土地利用结构并开展农业区划的应用研究有较大的发展。在林超、赵松乔、陈传康的倡导和推动下,吸取德、苏景观学派和英、澳土地学派的长处,以土地类型为基础的土地资源、土地评价、土地利用、土地规划和土地管理决策的系统研究,已经全面发展为土地科学的系统研究。根据1978年制订的全国自然科学和基础科学发展规划,在全国开展了编制1∶100万土地类型图、土地资源图和土地利用图的研究工作。此期的研究成果,一是提供了宜农荒地自然类型、质量高低、开发条件和面积数量,为国家农业开垦提供了基本依据,二是在土地类型分级和土地系列制图上积累了经验,逐步完善和建立了独立的土地类型学体系,并为土地科学在我国成为一门独立的学科奠定了基础。
20世纪80年代我国土地类型调查和制图研究取得重大进展。在中国科学院地理研究所主持下,1981年1月成立了由39个科研、教学、生产单位组成的中国1∶100万土地类型图编委会(主编赵松乔),参与此项研究的专业人员200余名,至20世纪末,取得的进展包括:第一,确立了土地类型在综合自然地理学中的地位,明确其研究对象是地理环境中的类型综合体,具有反映地段综合特征和属性的功能。通过系列制图的实践,土地类型基本上可分为三级:土地类、土地型和土地单元。从中国国土辽阔、地域差异大的实际出发,中国1∶100万土地类型图编委会在土地类之上设立0级单位(土地纲),作为土地类型分级的控制单位,实际上也是综合自然区划的基本单位。土地纲划分的基本依据是水分、温度大尺度分异,将全国划分出:a湿润赤道带,b湿润热带,c湿润南亚热带,d湿润中亚热带,e湿润北亚热带,f湿润半湿润暖温带,g湿润半湿润温带,h湿润寒温带,i黄土高原,j半干旱温带草原,k干旱温带暖温带荒漠,l青藏高原。土地类为土地类型分级单位的高级单位,反映了主导分异因素地貌的变化,如滩涂,低湿河湖洼地,海积平地,冲积平地……等。适用的制图比例尺为小于1∶100万。土地型是土地类下的续分单位,表示植被型(或亚型),土壤类(或亚类)的组合匹配形式,适于1∶20~1∶50万比例尺作图。土地单元是土地类型分级的基层类型单位,表示的是植被群系(或群系组)、土壤属(或种)的组合,或局部地段的综合特征,适宜于1∶5万~1∶10万比例尺成图;第二,具有大批同一区域不同比例尺土地类型系列图件,适于满足不同管理层次级别的精度需求。至1989年,按国际分幅出版了西宁等8幅彩图,鉴定评审通过了北京等23幅,覆盖面积达国土面积的40%以上。各省(区)同期为农业区划需要编制了大量1∶20~1∶50万比例尺土地类型图件,基本制图单位为土地型。以省区级独立完成的有宁夏等19个省区,大部完成的有四川等10个省区;第三,拥有大量典型区域以土地单元为制图对象的资料、图件,是深入解析不同自然区的地域分异规律和土地合理布局的基本依据;第四,对某些特定条件下形成的土地类型,如沼泽、海涂,荒漠、绿洲等进行调查、制图,在促进区域开发和环境整治中起到了特殊作用。第五,亦有不少理论方法总结,如《土地类型结构与农业综合自然区划的初步研究——以北京市为例》[53]、《贵州省地域结构与资源开发》[54]、《雅鲁藏布江中游地区土地系统》[55] 等。
以土地类型为基础进行不同利用目的的应用研究,在80年代取得了重大进展。应用最为广泛的是农业合理用地规划、调整土地利用结构方面。《中国1∶100万土地资源图》的编制(主编石玉林),基本摸清了我国宜农、宜林、宜牧土地质量与数量,并为国家制定土地利用总体规划和农业发展规划提供决策依据。在若干地区的研究中,也取得成绩。如自治区土地利用的研究[56],在相当大的范围内应用航空航天遥感技术,完成大中比例尺的现状调查,这在全国是没有先例的。服务于单项目的的土地质量评价研究,亦有很大发展,如对水稻、柑橘、茶叶、橡胶的单项土地适宜性研究,均可视为土地属性深入研究的成果。80年代后,土地的应用研究领域不断拓宽,扩展到旅游、城市用地和环境综合整治方面。旅游质量用地评价依据土地利用的历史文化价值、艺术观赏价值、科学研究价值,采用景点、景观单元、游览线和景区的结构分析方法进行评价,通过对北京旅游区、乌鲁木齐南山风景区、广东丹霞山风景区、黄果树瀑布区等的研究,初步确立了我国旅游用地评价体系。城市土地评价在90年代中国房地产业的兴起中起到了突出作用,不仅考虑土地的自然属性,更多地依据城市土地的经济价值(地租)进行评估,对于建立城市用地合理结构有积极意义。以土地类型生态属性为基础开展环境综合整治的研究,有80~90年代在中国“三北”防护林建设体系的林灌草布局规划、黄土高原重点产沙区水土流失治理设计、吉林西部退化土地恢复整治生态建设、中国脆弱生态环境综合整治等。利用土地类型空间结构分析方法进行自下而上综合自然区划的工作,80~90年代完成了北京市、贵州省、青海省、云南省、甘青宁“三北”地区、江汉平原区、关中地区、秦巴山地等区域。在土地类型与土地资源评价研究基础上,80~90年代相继开展了土地生产潜力与人口承载能力的研究。中国科学院地理研究所等单位开展了以土地评价分等单元为依据的类型等级法,进行了柴达木盆地、黄河大柳树灌区的研究。这一领域的研究,由静态研究转变为跟踪生产力发展水平和生活水准提高的动态研究,以适应动态管理决策的需求。
由于航空航天遥感资料和计算机的应用,土地研究日益向定量化方向发展。80年代,利用假彩色合成卫星图像和彩红外合成航空像片逐渐普及,解译准确性和制图精度亦渐趋成熟,90年代开展了超小比例尺航空像片的解译及应用。利用卫星像片编制1∶50万土地类型与土地资源图件在80年代已经成功,利用1∶10万tm卫星像片编制相应比例尺土地图件,已较广泛应用于若干重大项目。利用地理信息系统(gis)进行土地利用管理决策和arc/info软件制图的新技术应用,90年代亦日渐成熟。土地利用/土地覆被变化研究作为全球环境变化研究的重要方面近些年正广泛开展,并取得可喜成绩[57,58],成为土地系统分析与评价、土地质量指标体系建立与环境效应预测的重要科学基础。但是,不同驱动力的相互作用,以及不同驱动力尤其是人类活动的定量化表述存在难点,从而严重阻碍了土地利用/土地覆被变化的综合研究以及动态预测模型的建立与运行[59]。
景观作为科学名词被引入地理学,具有地表可见景象的综合与某个限定性区域的双重含义。最早是19世纪的德国地理学家洪堡倡导景观研究作为地理学的中心问题,探索由原始景观变成人类文化景观的过程。自20世纪30年代景观生态一词为c. troll首先提出,景观的概念被引入生态学,作为位居生态系统之上的一种尺度单元。景观生态学是一门在景观地理学和生态学综合研究相结合的基础上发展起来的交叉学科,它以生态学的理论框架为依托,吸收现代地理学和系统科学之所长,研究景观的结构(空间格局)、功能(生态过程)和演化(空间动态),研究景观和区域尺度的资源、环境管理,具有综合整体性和宏观区域性的特色,并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究为所长。
景观生态学的建立源于西欧20世纪30年代,在80年代进一步发展。在我国的发展大体上经历了两个阶段。1981~1988年是引入介绍阶段。1983年林超发表了c. troll的“景观生态学”和纳夫的“景观生态学发展阶段”两文的译文,在国内是首次介绍景观生态学的代表性文献。1985年陈昌笃发表“评价z. 纳维等著的景观生态学”,1986年景贵和发表“土地生态评价与土地生态设计”,陈昌笃发表“论地生态学”,对景观生态学和地生态学内涵作了有意义的探讨。1988年李哈滨等发表“景观生态学—生态学领域里新概念构架”,重点介绍美国学派的景观生态学研究进展[60,61]。80年代末,研究工作主要集中于我国景观生态学的发展方向、景观空间结构、景观异质性动态变化、景观生态类型、遥感和地理信息系统应用、生态过渡带研究、以及其他方法研究。90年代,出版了几种景观生态学教材。以后,景观生态学作为一门新兴的交叉学科被国内同行广泛接受。
4 现代自然地理过程研究
早在20世纪50年代黄秉维就提出自然地理学要分别研究地表物理的、化学的和生物的自然过程,然后加以综合。他指出,从更广阔的视野看,3个方向存在着外延部分叠合的关系,可以将不同尺度的研究结合在一个统一的体系之中,并将导致对地理环境中现代过程及其地域分异秩序的全面了解[62]。这样,就突破了描述性的、以要素为主体的传统综合研究模式,为综合自然地理学的深入和自然地理综合研究开创了新路。物理过程包括风力作用、水力作用、地表水分和热量平衡;水力作用研究包括径流的形成过程,侵蚀作用与河床过程,则与坡地利用和坡地持续生产力研究相联系,偏重解决生产实际问题,学科本身的系统研究只是在20世纪末才渐有起色。化学过程原以盐分平衡开端,水盐动态着手,后来转向与人体健康有关的地方病和环境保护研究;生物过程则与农业生产潜力相联系。后来,发展为土壤—植物—大气系统(spac)的综合研究。它包括蒸发过程、蒸腾过程、根系吸水过程、土壤水分运动、土壤水与地下水的相互交换过程以及水分在传输过程中各环节和界面上的势能变动和阻力等在内的水分传输和能量传输研究。1956年,黄秉维就提出要发展自然地理定位观测与实验。60年代初相继在石家庄、德州、衡水和延安、武功、民勤等地开展定位试验。又于1979年在山东禹城建立了禹城综合试验站,80年代筹建了北京农业生态系统试验站,对太阳辐射能、光量子能量、农田二氧化碳浓度、土壤水分状况、作物叶面温度、作物气孔阻力等进行了为期数年的测定,还对灌水定额和灌溉制度、耕作和轮作制度等方面的问题开展了研究,完全与农业生态系统研究融为一体。随后几年研究的主要进展是建立了田间试验研究网络。1988年由中国科学院直接主持的田间试验网络包括从中温带至中亚热带,湿润、半湿润、半干旱及干旱地区不同生态类型的8个试验站,在80年代进行了两整年的同步观测、其中作为农业生产潜力研究基本组成部分的太阳辐射分光谱(包括紫外、可见光、红外辐射)观测研究在国内是首次开展;建立了计算农业自然生产潜力的数学模型。这些定位观测试验的部分研究可以认为是黄秉维开创的热水平衡研究和左大康开创的太阳辐射研究的继续。但实验研究和测定技术仍然薄弱。1973年黄秉维首先提出了光合潜力的概念、计算公式及公式中各项系数的数值。认为,光合潜力是在空气中二氧化碳含量正常,其他环境因素都处于最适宜状态时,具备最适宜于接受和分配阳光的群体的,高光合效能作物充分利用阳光所能生产的植物质(包括根、茎、叶和繁殖器官含水15%的干物质)。所采用的光合潜力估算方法是将太阳总辐射〔卡/厘米[2]〕数值乘以0.124(后订正为0.123)便是光合潜力[斤/亩]数值。这个方法很简单,但每项参数的选择都经过比较仔细的考虑,又经过一些验订,总的倾向是偏保守一些。随后又完成了光温潜力、光温水潜力的分析计算方法,并就全国各区域的情况分别予以讨论。此后,农业生产潜力研究被广泛应用到不同自然区域的综合研究工作中。过去几十年,点上的观测试验、方法论研究和过程模拟已经相当深入,还可以继续深入下去,深入是无止境的,但工作内容过细,学科比较单一,已经不像综合自然地理意义上的试验研究。似应建立更加综合的试验基地,开展自然地理、地貌、水文、气候、生态等多学科的综合研究,才是正确的方向。同时,物理过程、化学过程和生物过程的综合显得十分不够,亦需要予以解决[63]。
5 区域自然地理研究
区域研究是自然地理学的重要研究方向之一。全国性的自然地理研究成果主要有:20世纪50年代的中国自然区划(初稿)丛书、70~80年代的中国自然地理丛书的《总论》、任美锷主编的《中国自然地理纲要》、《中国自然区域及开发整治》,赵松乔的《physical geography of china》以及各大学地理系编撰的《中国自然地理》教科书等。
区域性的自然地理研究成果丰硕。《中国干旱区自然地理》[64] 从综合自然地理、地貌、气候、水文、地下水、土壤地理、植被以及动物地理等方面对干旱地区分别进行了概要分析和探讨。《新疆综合自然区划概要》[65] 分析了新疆自然地理特征、自然资源概况,并对区划划分的各个单元进行综合研究,阐明其基本特征及其利弊,以及开发利用中的问题,和相应的建设性意见。《自然地理》和《中国的青藏高原》[66] 全面阐述了青藏高原基本自然特征、组成自然地理环境的诸多要素,揭示了高原区域的自然地域分异规律。其中,《自然地理》是我国第一部重视从生态学角度进行区域地理阐述的著作,受到国内学术界的关注和赞扬。《横断山区自然地理》[67] 讨论了横断山区地域分异特点、垂直自然带谱、地形因素以及区划界线等问题,进行了综合自然区划。《雅鲁藏布江中游地区土地系统》探讨了高原山地地区土地系统的整体性和综合性特征,分析了土地类型、土地结构、土地分区、土地评价、土地生产潜力、土地发展规划和土地人口承载潜力等子系统,并讨论了它们之间的联系和作用。《中国绿洲》[68] 比较全面系统地论述了中国干旱荒漠区的基本自然地理过程,绿洲地域系统及其类型、特征和演变,绿洲结构及其功能,绿洲经济与文化,绿洲发展规划与管理体系建设等。《中国天山自然地理》[69] 是对我国境内天山全面系统论述的自然地理著作。此外,较具代表性著作还有《湖南自然地理》[70]、《湖北省自然条件与自然资源》[71]、《河南自然条件与自然资源》[72]、《青海省自然地理》[73]、《黄土高原地区自然环境及其演变》、《青海可可西里地区自然环境》[74]、《南迦巴瓦峰地区自然地理与自然资源》[75]、《喀喇昆仑山—昆仑山地区自然地理》[76]、《广东自然地理》[77] 等。可见,区域自然地理研究大多与综合考察相结合,始于边远、资料缺乏的地区,而后才逐渐向较发达、人口较多的地区延伸。同时,研究亦从单纯的自然地理学向自然地理学与人文地理学相结合的方向发展。此外,综合自然地理学的研究工作还包括资源合理开发利用、退化土地的整治与恢复、坡地改良与利用、土地利用与土地覆被变化、景观生态规划与设计、自然灾害的综合研究以及环境脆弱与环境冲突研究等领域亦都取得成绩[78~80]。
区域地理学新的发展趋势包括综合研究与区域整合、新区域地理学的兴起、全球环境变化及其区域响应、区域地理研究的信息化以及区域可持续发展研究等几个方面。强调自然与人文的结合,关注人在区域性质的产生、延续与演变时所起的作用[81]。
关键词:城市化 发展 规划
中图分类号:TU984文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)23-0098-01
一、城乡规划的现状
众所周知城市化的发展主要是从最初的工业化的发展产生出来的。最开始是因为工业化的诞生,使很多企业需要大量的劳动力,并且因为这些劳动所带来的就业机会、报酬和生活环境这些因素都有非常大的诱惑力和吸引力,从而导致了农村的很多劳动力开始向城市进行转移。由于工业的不断发展。导致了城市的规模不断扩大,许多城市的面积也在不断扩大。这些原因被认为是近代城市规划的开端原因。
西方国家在工业化的发展演变过程中出现了很多贫民阶层的问题,可是这些问题在中国并没有出现,也可以说,中国并没有发生贫民窟的现象。这并不是说中国没有贫民窟,只是中国的贫民窟并没有集中的出现,只是分散的出现而已。
中国的社会发展最重要的就是解放农夫群体。只有农民的经济被解放了,才能够进一步地进行城市化的改革。很多农民都是在城市和乡村的结合部位生活,他们是社会的最底层,依靠着辛苦的劳动赚取微薄的收入。他们在生活上并不稳定并且十分闲散,不能说这个人群没有受到政府的关爱,可是这些人群正在生活水平不断提高的压力之下,出于种种原因,他们的生活相对拮据。
二、城乡规划的发展
理想的城市和乡村的结合和结构主要隐含了两个主要的特点。其中一个是将地方上的邻居作为城乡的最原始最初级的组织单位。可是这些原始的组织也拥有一定的资质的权利,就好像是城市里的村庄。这种思想所包含和关注的焦点是组成部分的地方性。最好的社区生活主要是通过合理的低密度的小型社区构建而成的。理想的城市应该是干净、整齐、有序、清晰的。
农村并不能够因为城市的发展,就成为城市的牺牲品,因为很多的乡村从美学的角度来看,乡村的人文环境和自然环境在某些方面要比城市的质量高出很多。城市里面的很多优势并不能够因为分散的一点好处就对乡村进行舍弃。目前不管是就业还是上学,人口的密集可以让设施和联系变得更加的多样化。
从一个更深层次的制度层面来讲,城市和乡村的二元结构的形成,是依靠着城市的规划所能够解决和发展的,从这个角度来分析问题、看待问题。我们可以发现,城市和乡村的规划和建设之间的很多矛盾都是由于社会、经济和历史原因造成的,城市和乡村之间因为缺少了很多的信任和合作,从而导致了他们之间的裂痕越来越大。因此,如果要达到城市和乡村的一体化的目标,城市和乡村的规划必须能够符合以下几个要求。首先要加强经济的发展,不管是城市经济的发展还是农村经济的发展都要进行不断的融合,完善城市和乡村之间的经济网络。其次要强调城市和乡村之间的发展的整体性,使城市和乡村加强相互之间的资源上面的分配和布局方面大的整体规划,使土地能够得到充分的利用。必须强调城市和乡村发展的全面性和整体性。只有这样才能够让城市和乡村进行有机结合。
理清发展的头绪和脉络,才能进一步地发展市场经济的活力,实现整体上面的宏观调控,可以让城乡发展和规划达到整体的协调。城市和乡村的总体布局应该具有良好的可操作性和可实施性,不能够盲目规划,在进行城乡规划建设的时候,一定要立足城市和乡村的布局现状,符合乡村和城市的发展规划。严格地控制耕地占用。同时也要考虑到城市和乡村整体规划和建设的前中后三个阶段。避免城市乡村在发展过程中产生冲突。要优势互补,相互协调。建立竞争和合作的关系,尽可能地充分利用各种资源,增强城市和乡村之间的联系和发展以及它们之间相互带动的作用。
三、结语
城市和乡村的规划不能仅仅是依靠国民经济的发展,而是要完全地改变静态的计划经济的观念和理念。让城市和乡村的整体规划更加的综合,结合城市和乡村的经济发展也结合社会发展的综合的观念和理念,只有这样才能够更好地树立从一定的区域范围来研究和探索城市和乡村发展的观念和理念。
参考文献:
[1]赵珂.城乡空间规划的生态耦合理论与方法研究[D].重庆:重庆大学,2007.
[2]赵珂,冯月.城乡空间规划的生态耦合理论与方法体系[J].土木建筑与环境工程,2009(1):94-98.
[关键词]:野生动物管理 教学 实践 对策
野生动物管理利用现代科学理论和方法尝试平衡野生动物的需求和人对野生动物资源的需求。野生动物管理可以包括运动狩猎、野生动物保护和疾病防治。同时,野生动物管理已成为一个包括数学、化学、生物学、生态学、气候学和地理的综合性的学科,以期获得最佳的管理效果[1]。目前,野生动物管理学已经是是我国高校野生动物与自然保护区管理、生物学、林学、环境科学、自然资源管理等学科培养方案中一门重要的专业课程。开设这门课程的主旨在于探索如何将国际野生动物管理学领域的科学积累和学术成果适时融合于相关教学实践,有效地将研究前沿成果转化为优质教学资源,培养未来领军于野生动物与自然保护区管理等相关领域的勤于思考、勇于创新和长于实践的优秀人才。
野生动物是生态系统中活跃的组成元素,发挥重要的生态服务功能。野生动物是自然生态系统的有机组成部分(Chapman J I, and Reiss M J.),是维系生态系统的能量流动和物质循环的重要环节。管理是野生动物发挥服务功能的根本保证措施(蒋志刚,2001)。
野生动物管理是应用生态学知识,控制野生动物种群及其生境,以协调动物和人类需求,永续利用野生动物资源的一门科学和技术;是应用现代的知识和技术,保护发展和合理开发利用野生动物资源,全面增加野生动物及其生境的价值,使人类获得最大效益的理论与技术(马建章,2004);是为达到人类所需要的特定目的,利用野生动物资源,通过精心调节种群、生境及之间的相互关系,做出决策并采取行动的科学和艺术( Stanley H. Anderson,2002)。
鉴于野生动物管理学在我国的教学历程相对较短,应用范围和实践过程有所局限,野生动物管理学教学过程中还存在一些加深理解和亟待解决的问题。
一、野生动物管理学理念的形成和演变
在远古时代很长一个时期里,人类对于野生动物的一个根深蒂固的主流认识是 “野生无主,谁猎谁有”。产生和维系这样的理念当然与当时的社会基础密不可分,狩猎工具简陋,方法原始,步行使移动能力受限,生产力低下,无法获取更多的猎物;同时,由于人口规模小,自给自足并无资源竞争导致的生存压力,加之储存能力低微,因此避免了大量狩猎的发生。但这种原始却合理的生活理念很快便受到了社会变革的冲击和挑战,随即形成了野生动物资源管理诞生的土壤。
早在黄帝时期中国就已经萌发了野生动物管理的理念,这在世界上应当是比较早的。当时由于不断增减的人口以及生产工具的进步,作为重要生产资料的野生动物在一定程度存在过度猎捕的现象。据《商子画策》记述:“昔者昊英之世,以伐木杀兽,人民少而木兽多。黄帝之世,不不卵”,黄帝要求百姓不得猎取幼兽,不捡鸟卵,以保障野生动物种群的生息繁衍。即便是现在看来,这种可持续地利用自然资源的理念依然足够先进,是人类顺应自然万物生长规律和谋求共存的和谐发展理念。
我国历代遗留的典籍中不泛与野生动物保护与管理的文献记载。至尧舜之世,《尚书尧典》记述舜帝任命伯益为虞官,即当今自然保护机构任职的过程;《国语》、《吕氏春秋》、《管子》、《孟子》、《苟子》等书中均涉及“野生动物关系国计民生”的论述,西周时期野生动物保护管理涉及建立保护制度、田猎制度和行政管理制度(杨林元,2010)。
此后,早期的欧洲也逐步形成了禁猎和野生动物管理的理念,古雅典曾颁布禁止百姓狩猎的法规,英王朝对于狩猎方法、季节、动物性别和年龄以及栖息地都实行了不同形式和不同的控制。
现代野生动物管理于20世纪30年代出现在美国。追溯到1839年,罗得岛(Rhode Island)规定了从五月到十一月禁止狩猎白尾鹿,这应当美国最早的关于限定狩猎季节的狩猎法规。在此期间,管理主要集中在限制狩猎的相关法规。当时立法者还没有考虑人口规模或需要保存和恢复野生动物栖息地[8]。
Aldo Leopold于1933年出版了他的专著《狩猎管理》, 这是该领域的第一本教科书,他还成立了野生动物学会,从而奠定了野生动物管理学科的基础,并将野生动物管理学定义为“使土地生长可以每年收获野生猎物并实现可持续土地利用的艺术”。Leopard认为现代科学和技术可用于恢复和改善野生动物栖息地,从而产生丰富的“作物”- 野鸭、鹿和其他有价值的野生动物。
自20世纪70年代以来,野生动物管理学的一些原理和方法开始受到动物权利活动家和环保主义者的挑战,同时保护生物学的上升也使其独立存在的地位有所动摇。尽管野生动物管理依然保持着实施“濒危物种法”和其他野生动物保护政策的核心地位,生物学家已经把野生动物管理的重心从关注单一物种的保护和恢复转向了维护生态系统和生物多样性。
近代野生动物保护研究发展迅速,开展野生动物资源分布调查的研究,建立野生动物资源保护与管理制度的相关法令。尤其建国以后,国家对野生动物资源保护与管理重视度提高,通过颁布野生动物保护法,建立野生动物重点保护名录和自然保护区,加大科研力度等措施,促进野生动物保护步入健康发展的轨道。世界各国的野生动物管理逐步实现了政府主导、公众参与、依法而治和科学管理,野生动物管理与保护在平衡野生动物需求和人类需求和新理念上实现了高度一致和融合。
二、野生动物管理学教学的时代特征
野生动物管理不仅需要扎实的理论知识,还需要丰富的实践,把理论知识灵活应用到保护实践中。野外实习主要是要掌握适宜的野外研究技术,培养学生野外科研素质,全面、规范地掌握保护区建设、科研管理、生态旅游管理、社区管理等方面内容。本课程在教授的过程中将穿插多次课堂情境模拟实践和外业实习,深入保护区了解当地保护管理部门的组织结构,管理方法和模式,根据已学内容,对保护区管理方式和技巧提出科学、有效和可行的管理建议,在实践过程中加强理论知识的积累和应用。
随着全球信息化时代的到来,网络已成为人们交流的首选方式,在人们生活中扮演着举足轻重的角色,日趋多样的媒体为教学媒体的多元化和优化带来了新的契机。若把网络的优势作用扩展到野生动物管理中,将为保护行动的强化,信息及时有效的交流和信息覆盖面的拓展发挥积极地推动作用。网络教育克服了课堂教育地点条件的限制,满足更广泛受教育者的需求和便利进行知识传递的需要,也为其他形式的教育模式如能力培训带来新的发展契机。同时,在不同情况下和一定范围内制定适宜的规范,加强网络信息管理,约束信息传播范围,避免造成重要信息泄漏和共享信息的非合理利用也至关重要。
野生动物管理学教学可充分利用校园网的信息传播优势,在课程结束后将课件等教学资源共享于班内每个同学可以登录的网络信息平台,以帮助学生复习准备考试内容,巩固和强化学习内容的吸收,提升教学效果。
同时我们不可忽略教育受体价值取向的多元化对教学的影响。众所周知,教育不仅仅局限在应试教育和素质教育中,而是多角度、多领域发展,针对教育受体的自身特点,采用不同的教育模式,提高受教育者参与野生动物保护与管理实践中的积极性,使教育满足不同群体的不同需要,教育面广泛,手段鲜活,效果更加突出。
三、解决野生动物管理学教学问题的综合对策
笔者认为应把全面提升“野生动物管理学”教学水平,有效地将研究前沿成果转化为教学资源优势,显著提高“野生动物与自然保护区管理”学科本科生的专业理论水平和实践技能,契合造就未来领军于野生动物与自然保护区管理领域的勤于思考、勇于创新和长于实践的优秀人才作为教育的主要培养目标。
因此课程建设可分为不同层次,多样化,包括教学大纲、课件制作、教材建设、试卷习题、授课过程、教学录像,教学评价等。采用丰富多样的多维教育模式,包括课程教育和远程教育,能力培训,不同媒介如在动物园、自然保护区等地野生动物管理的知识教授和技能培训,公共媒体的介入,网络建设,以及随着时代的发展和科学技术的日益更新,应运而生的各种全新的模式。不同的模式针对不同水平的学生,形式灵活多样。不同的模式之间可以相互结合,优势互补,共同提升野生动物管理教育的效率,实现教育效果的优化。不同层次的实施模式将分别阐述。
(1)教学大纲:在充分调研国内外现有相关课程教学理念、理论和方法的基础上,结合野生动物管理领域前沿动态和发展现状,充分考察我国野生动物保护与管理的实际需求研究制定教学大纲。
(2)课件制作:遵循教学大纲确定的基本原则和内容,体现野生动物管理学知识、理论和技术的系统性、完整性、先进性和实用性等原则,运用形式多样、生动活泼的表现手法制作精品课件。
(3)试卷习题:逐步充实完善本课程习题和试卷库,充分体现教学知识点和热点问题,采取点面结合、难易结合等题型配置,在夯实基础知识和基本理论基础上,激发学生的创造性思维和专业兴趣,使考试成为提高教学效果和质量的关键环节。
(4)授课过程:根据学生的专业结构和知识需求,灵活运用课件等教学资源,采用启发式教学方法,充分互动,力求获得最佳教学效果。
(5)教学录像:对教学过程进行全程录像,以便于进行教学评价和教学反思,逐步调整完善教学的各个环节,形成高质量教学影像资料,提供优质教学信息服务。
(6)教学评价:对教学过程实行全程跟踪,建立科学适用的教学评价体系,采取教研组内讨论、组外专家评审以及学生评价等方法,及时总结教学经验,改进不足,推进精品课程建设顺利进行。
参考文献:
[1] Chapman J I, and Reiss M J. Ecology, Principles and Applications- Cambridge; Cambridge University Press 1999
[2] Potter, Dale R.; Kathryn M. Sharpe, John C. Hendee (1973) Human Behavior Aspects Of Fish And Wildlife Conservation - An Annotated Bibliography. U.S. Dept. of Agriculture. p. 290.
[3] Bolen, Eric G., Robinson, William. (1999). Wildlife Ecology and Management. Prentice Hall.
Stanley H. Anderson,(2002) the art and science of manipulating populations and habitats for the animals and for human benefit.
[4] Eric G. Bolen, William L. Robinson, 2003,the application of ecological knowledge to population of vertebrate animals and their plant and animal associates in a manner that strikes a balance between the needs of population and the needs of people
[5] Wildlife Ecology, Conservation and Management. 2006, A. Sinclair et al. Blackwell.
[6] Principles of Wildlife Management. 1984, James A. Bailey, Colorado State University
Clark E Adams,Kieran J Lindsay,Sara J Ash. Urban wildlife management:Human dimensions of wildlife management in North America:Daniel J Decker,Tommy L Brown,William F Siemer,Wildlife Society.
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[8] 《野生动物管理学》马建章等, 2004, 东北林业大学出版社;
水是生命之源,水是支撑地球社会经济系统发展不可替代的资源。但是,由于全球变化、人类活动的负面影响,地球上水的循环在发生变化,许多地区正在发生严重的水的问题与危机,如洪水、干旱和江河水体污染,而成为限制国家河区域可持续发展的关键性因子,水科学问题也成为国际地球科学发展中的一个重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建设的荷兰王国连续举办了两个直接与水科学有关的大型国际科学大会。一个是7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹(Amsterdam)由国际地圈生物圈计划(IGBP)、国际人文计划(IHDP)和世界气候研究计划(WCRP)联合举办的“全球变化科学大会(GlobalChangeOpenScienceConference)”。国际地圈生物圈计划(IGBP)是国际著名的全球变化科学研究计划,受到国际地球科学届广泛的关注和参与。在跨入2000后的IGBP首次重要国际学术活动-“全球变化科学大会”云集来自国际的100多个国家的全球变化研究的专家学者、管理者约1600多人。大会主题是:一个变化的地球的挑战(ChallengesofaChangingEarth)。中国派出以科学院为主体的约60多人的代表团,进行学术交流和讨论,其中除了碳循环和土地覆被变化是大会主要议题外,水循环及水资源是大会重要内容之一。
另一个是7月18-27日在荷兰的马丝特里特(Masstricht)举行的第6届国际水文科学大会。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。这是一次专门针对国际水文科学进展的回顾和研讨大会,来自国际60多个国家的500名代表出席了大会。第6届国际水文科学大会的主题是:一个干旱地球新的水文学(ANewHydrologyforaThirstyPlanet)。
受国家自然科学基金委员会地球科学部的部分资助,笔者应邀参加这两个大会,并担任第6届国际水文科学大会第二学术研讨会的分会主席。本文是对这两个国际会议中关于水科学研究进展的综述,希望介绍水科学方面一些新的进展,提出我国对国际水科学的贡献和存在的问题与挑战。
二.全球变化与水文科学问题
全球环境变化(简称全球变化)是目前和未来人类和社会发展面临的共同问题。全球变化既包涵全球气候变化又包括了人类活动造成环境变化的影响。了解自然变化和人类活动的影响是国际地球科学发展最为关系的问题。
7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹举办的“全球变化科学大会”,内容十分丰富。但都围绕有两大主专题,即:(1)一个不断变化的地球的挑战:对全球变化的科学理解。(2)展望未来:地球系统科学与全球可持续性。大会邀请若干专家学者做报告,在大会研讨中设立一系列专题研讨会和招贴展示论文。
大会专题报告内容有:
·一个不断变化的地球的挑战:对全球变化的科学理解(BerrienMoore)
·土地变化的集中性与复杂性:虚构与现实(B.L.Turner)
·气候变化与海洋生态系统动力学:可持续资源利用的内涵(MichaelJ.Fogarty)
·21世纪中的粮食:全球气候的差异性(MachendraShah)
·人类时期的大气化学(PaulJ.Crutzen)
·火与薄雾:东南亚空气质量的社会与政治因素上的不均性(SimonS.C.)
·海洋和陆地碳动力学(IanR.Noble)
·碳与科学政策的联系:京都的挑战(RobertT.Watson)
·对CO2挑战的工业响应(CharlesNicholson)
2.水与全球变化的关联:世纪资源的挑战?(LeenaSrivaatava)。
·我们会有足够的高质量的水吗?(HartmutGrassl)
·水会满足人们的需要吗?(PeterD.Tyson)
·大坝对渔业的影响:三峡大坝实例研究。Chen-TungArthurChen教授,台湾,国家SunYat-Sen大学,海洋地理和化学学院。
·澳大利亚大陆上的水,碳和氮:气候和土地利用变化的影响(MichaelRaupach)
3.全球生物地球化学:星球新陈代谢系统的理解(PamelaMatson)
·海洋生物地球化学:变化的海洋(DavidM.Karl)
·陆地上碳的过去、现在和未来(RobertJ)
·大气酸雨、臭氧损耗和气候变化的案例分析(OranR.Young)
4.陆地—海洋的交互作用:区域与全球的联系。(RogerHarris)
·生物地球化学的交互作用与反馈(TimJickells)
·沿海地区的全球变化:东南亚的实例研究(LianaTalaue-McManus)
5.气候系统:预报、变化和可变性
·以前和以后的气候变化:我们究竟去何处(ThomasF.Pedersen)
·气候变化的1000年(RaymondS.Bradley)
·正在变化的寒区:高纬区全球变暖的影响(OlegAnisimov)
·耦合气候系统:可变性和可预测性(AntonioJ.Busalacchi)
6.土地利用变化的热点地区和地球系统:区域和全球的联系
·陆地表面与气候有联系吗?北非:撒哈拉沙漠;
·东南亚1:理解变化的亚洲季风系统:大规模植被和土地利用在水循环和气候中的作用
·东南亚2:人类引导的陆地覆盖的变化能对亚洲季风有多大的改变?
·亚马逊河流域和土地利用的变化:未来能平衡吗?
·陆地表面与气候有联系吗?一种综合。
7.模拟和观测地球系统(DavidCarson)
·处理地球系统的复杂性和不确定性(H.J.Schellnhuber)
·监视地球系统的短期不稳定性和长期的趋势:一个空间的挑战(JoseAchache)
·虚拟现实的过去、现在和未来(JohnMitchell)
8.地球系统需要生物多样性吗?(AnneLarigauderie)
·为什么地球系统科学需要海洋生物多样性?(KatherineRichardson)
·生物多样性是如何影响陆地生态系统的过程与功能(SandraDiaz)
9.科技能够补偿星球吗?(MikeBrklacich)
·自然的回归:为什么和怎样进行(JesseH.Ausubel)
·工业变革:生产与消费中的探测系统变化(PierVellinga)
10.面向全球可持续性(HansOpschoor)
·区域和全球可持续性的挑战和障碍(JuliaCarabias)
·转向可持续性的研究系统(WilliamC.Clark)
·可持续性科学起源讨论:什么是可持续性科学?为什么要可持续性科学?(JaneLubcheno)
·可持续科学和气候变化(BertBolin)
·重新概念化自然-社会的交互作用:将环境和发展结合起来理解(RobertW.Kates)
·雅基盆地资源的可利用性、脆弱性和持续性:环境与社会交互作用中不可持续的发展趋势(P.A.Matson)
·人与环境相互作用的脆弱性:尤卡坦南部事例(B.L.Turner)
·各学科间的可持续性科学(RobertW.Corell)
大会专题讨论内容十分丰富,有:A1-全球碳循环;A2-大城市与全球变化;A3-南厄尔尼诺的摆动同过去、未来气候变化的联系;A4-地球系统的演化;A5-生物多样性的全球变化;A6-全球变化与火;A7-海岸区人类活动;B1-食品生产和环境间的平衡;B2-理解土地利用的变化,以致重建、描述或预测土壤覆盖度;B3-冰雪层和全球变化:制度和指标;B4-地球系统分析;B5-陆地生物圈与全球变化;B6-社会转化过程;B7-海洋与气候变化;C1-水资源对环境变化的脆弱性:一种系统方法;C2-把人放入地球系统中:受害者或是破坏者,扰乱者或是解决者?C3-大气和全球变化;C4-全球变化非线性变化和惊讶;C5-生态系统管理可持续发展的展望;C6-科学和政策过程:IPCC;C7-全球变化与山地区。
大会报告集中在水科学问题的主题有:全球变化中的水问题-21世纪资源的挑战,尤其值得提到的是7月12日下午,大会专门针对水循环水资源问题,举行了“环境变化的水资源脆弱性系统分析”学术研讨会。WCRP/GEWEX北美主席、美国地理学会水文专业委员会主席、亚利桑那大学水文水资源系的SorooshSorooshian教授介绍“WCRP/GEWEX和SAHRA计划中水问题的研究:半干旱区流域水文循环与可持续性”。德国的CharlesVorosmarty教授报告了“地球系统科学对全球水评估的贡献”。WolframMauser教授研讨欧洲GLOWA项目的核心“完整的流域管理”经验。JosephAlcamo教授指出全球“水危机区与脆弱性”。JimWallace教授强调“防洪安全与水资源问题”。ClaudiaPahl-Wostl教授研讨“面向社会经济可持续性:水管理部门职能的转变过程挑战”。
三.水文科学与水资源安全
7月18-27日第6届国际水文科学大会在荷兰的马丝特里特(Masstricht)举行。大会对过去水文水资源研究进行总结,对未来水文科学的发展进行展望。会议由4个专题学术大会(Symposium,简写为S)和6个学术研讨会(Workshop,简写为W)组成。会议主要集中在水文科学基础研究和社会经济发展与水资源研究两个方面:
1.水文学基础研究
S4.土壤-植被-大气转化方式和大尺度水文模拟
WS4.高山地区水文过程与冰圈作用
WS2.水文长期变化与气候影响
S3.人类活动对地下水动态的影响
WS6.海岸湿地水文的演化
2.社会经济发展与水资源研究
S1.社会经济发展与水危机
S2.区域水资源管理
WS1.全球变化与洪水预报
WS3.信息技术在可持续水管理的作用
WS5.GIS&RS在土壤侵蚀和水质变化的应用
特别需要指出,由于全球变化、社会经济发展,水资源问题愈来愈突出,给水文科学研究提出新的课题,即变化环境下的水资源形成与演化规律问题。IAHS会议的S1-S2,主要研讨这些国际国家和区域尺度急迫的问题。关于S1和S2的研讨内容题目摘录如下:
S1:水胁迫下的社会经济发展(E.Servat)
水源丰富,资金缺乏,水工业能否继续生存尚未可知。
·健康部门希望从水文学家那儿得到什么?
·河流生态系统的研究和管理中对水文数据的需求。
·多学科综合研究—对水危机的响应。
·食物保障中的水资源及管理。
·洪水控制与城市排水系统管理。
·全球水协作计划
S2区域水资源管理
S2-1过去水管理的经验与教训(A.SchumannM.C.Acreman,M.Marino):
·可持续发展的度量及其在实际水管理计划中的实现。
·可持续水库发展—津巴布韦实例研究。
·Yamuna河流域的可持续区域水管理:Delhi区域的实例研究。
·Limpopo河:逐步走向可持续发展和一体化的水资源管理。
·中国新疆博斯腾湖流域的水资源可持续性发展管理经验的启示。
·印度干旱地区过去管理实践经验总结。
·水坝功能新探——一个不应忽略的问题。
·Dehli区域水资源管理的一体化进程:问题与展望。
·北尼日利亚半干旱区域的Hadejia河上建坝的影响:对未来管理的建议。
·可持续发展的特征及供水管理模型。
·澳大利亚富营养化进程的现阶段研究。
·城市水计划书——印度班加罗尔的实例研究。
·水资源系统中相对可持续发展实现的框架。
S2-2可持续发展与水资源管理(夏军,D.Rosbjerg,G.Schultz)
·为保护水生态系统的整合水质与水量的数学生态模型的发展。
·欧洲地下水可持续发展管理的指导方针。
·清除河岸异生植被是否为一种有效的水资源管理策略。
·地表水和地下水的联合管理。
·河流管理可视化中的变换系统边界。
·改善环境中被忽视的因子——监控。
·加入风险基金平衡流域经济、社会、环境压力之间的冲突。
·使用风险分析提高水资源系统模型的效率和精度。
·整合水资源管理中的角色分配。
·Volta流域的水资源竞争。
·复杂水环境管理中的空间适应方法。
S2-3水资源管理的方法(R.Davis,S.Walker)
·流域水平上的水资源管理整合模型。
·提高以决策支持系统为基础的模型的精度——水管理中的一种好的建模实践。
·持续性水系统的水力学标准。
·人工神经网络系统实现的河流洪水预报。
·气候变化影响评估中的不确定因子的概率特征。
·研究城市化对区域水资源影响的一种流域水文模型。
·水、氮循环的一种大尺度评估模型——在Elbe河流域的基础研究。
·基于地形学和土壤水文学的湿地重建计划方法的发展。
·英格兰西南部Dartmour地区放牧对水文的影响。
四.21世纪水文科学的发展机遇与展望
传统的水文学研究只考虑水量的自然变化,现代水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划(IGBP)代表国际地球学科发展前沿,水文循环的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle,简称BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题,以科学地解释:植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的?改变陆面生态过程的直接原因是什么?是大尺度人类活动改变了陆面覆盖?还是大气中二氧化碳浓度增加的缘故?这些影响变化的水文后果如何?通过这些研究,为认识自然变化和人类活动影响下的土地利用/土地覆被变化与陆地表层生命物质过程,评估人类对生物圈的影响,保护环境和资源可持续利用提供科学的基础依据。
通过7月在荷兰举行的IGBP和IAHS国际学术大会可以清楚看出,变化环境(即全球变化与人类活动影响)下的水文循环研究成为21世纪水科学研究的热点。根据二十一世纪IGBP发展方向,国际上的BAHC研究重点也相应地进行了调整,主要有以下8个方面:
·小尺度水、热、碳通量研究;
·地下过程作用的评价;
·陆地-大气相互作用的参数化;
·区域尺度土地利用与气候的相互作用;
·全球尺度植被与气候的相互作用;
·气候变化和人类活动对流域系统稳定与传输的影响;
·山区水文学与生态学;
·开发全球数据集;
此外,还有两个交叉研究问题:
·设计、优选和实施综合的陆地系统实验;
·情景发展与风险/脆弱性分析。
变化环境下的水文循环及其时空演化规律研究,是国际国内地学领域积极鼓励的创新研究课题。结合土地利用/土地覆被变化与陆地碳循环过程的水循环研究,是一个新的交叉方向。研究的热点问题有:
问题1:全球变化与水文循环问题
它需要研究回答:全球变化对区域水循环规律?过去对气圈-水圈-生物圈的相互联系/作用是如何认识?现在又是如何认识水资源的演变?其规律是什么?
值得指出的是,过去在气候系统与陆地水文循环之间存在一个误区,即长期以来,水文学者把气候看作是静态:一个地区的气候是指某种统计的平衡,WMO规定系列30年的平均作为准平均,用极差/标准差描述气候变异。对陆地水文过程研究方面,认为长序列水文均值是稳定不变的,年径流出现的丰、枯现象,被看作围绕均值的周期变化。水利(水资源)工程设计:要求的水文计算都是以几十年-几百年时间尺度的水文过程稳定不变为前提。未来被看作是过去的重复或外延。例如,水资源的保证率有W75%,W50%等;设计洪水有千年设计和万年校核等。另一方面,在气候/天气过程研究中,长期以来气候学者把陆地水文看作是静态,气候/天气过程研究仅仅到降水为止,较少研究流域水文循环动力机制与反馈作用。例如,天气模式研究中仅设置若干参数代替水文过程变化和空间分布,认为陆面水文-生态的作用也是稳定不变的。例如,许多GCMs对水文循环作用过程考虑相当粗糙,平面无径流联系与循环过程。但是,现在人们业已认识:一个地区的气候/水文循环过程并不处在统计的平衡状态,而是以不同尺度变化(年际、十年际、百年际-千/万年际变化)。决定气候变化因子不仅仅是大气内部的过程,还有大气上边界(太阳行星系统)和下边界(陆地水文-生态、海洋系统)的各种物理化学过程。20世纪科学研究与进展显示:陆面生态系统对大尺度水文循环有十分重要的反馈作用。因此,全球变化对水文水资源的影响是21世纪水文科学研究的前沿问题之一。因此,特别需要大力加强水文学家与大气物理学家的联系与合作,积极开展“全球-陆地-区域-流域尺度水文循环”科学基础的研究。
问题2人类活动对水循环水资源的影响
人类活动对水循环及水资源有那些主要影响?人类活动如何对水的变化规律产生影响?有什么地区、区域特征规律?如何量化人类活动对水循环水资源的变化及影响?这是近代水科学面临的主要科学问题。在IGBP科学大会上,特别强调土地利用/覆被变化与水循环、碳循环的关系。需要研究从“点”-“典型流域“的水循环机理、水文循环与生态系统的相互作用、地表水与地下水交换的相互作用,“大气-土壤-植被”界面过程中的物质与能量转化规律;开拓流域水文循环过程中的非线性机制研究;创新“分布式流域水文循环模型”,量化区域水文循环演化与土地利用/土地覆被影响关系,为认识陆地表层生命物质过程的提供重要的基础科学支撑。
结合中国的实际背景,人类活动影响是惊人的。例如,在中国南方的长江流域,建国后洞庭湖围垦1700余平方公里;鄱阳湖围垦1400余平方公里;荆北所有通江湖泊被堵闭,减少调蓄长江洪水面积约5700余平方公里。建国后,长江中下游地区约有1/3以上湖泊面积被垦殖;损失湖泊面积13000余平方公里,相当于五大淡水湖泊面积总和的1.3倍;损失湖泊容积500亿立方米左右,相当于三峡水库调蓄库容的5.8倍,淮河年径流1.1倍。建国后,中游长江干流河道内的江洲河滩几乎全部被围垦。据不完全统计,围垦面积约1213平方公里;城陵矶至螺山江段河床变迁剧烈,泥沙淤积问题严重。98洪水后,国家提出治理长江32字方针:“封山育林、退耕还林、移民建镇、以工代赈、退田还湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是,如何退田还湖?如何平垸行洪?认识人类活动(湖区开发、三峡工程)对水循环关系影响水科学基础问题,都是十分重要又十分现实的问题。
在中国北方,人类活动剧烈。例如,在华北地区,水文循环机理比较复杂,它不仅与陆地表层系统中各种自然地理要素时空分布密切相关,而且与农业开发、都市化等土地利用/土地覆被直接相联。由于社会经济发展,人类活动改变了水循环自然变化的空间格局和过程,加剧了水资源形成与变化的复杂性。过去有关部门在华北水资源方面做了相当的工作。但是,在华北地区究竟缺多少水等基础方面仍分歧较大。有人认为在华北通过自身的节水和提高用水效率可以解决水资源的需求问题;有人认为即使南水北调也不能从根本上解决北方缺水问题。争论问题的科学问题焦点是:在自然变化和人类活动的综合影响下华北地区水循环演化规律是什么?如何科学测算华北地区可供水资源量?华北地区节水的潜力究竟有多大?如何保障华北地区的水资源安全?争论的原因是:自然变化和人类活动加剧情况下的华北地区水循环演变格局与过程机理,有待重新认识;受人类活动影响等变化环境下的华北地区水资源可利用量的测算科学依据不很充分;水资源安全与生态需水、节水潜力、国民经济发展之间的量化关系需要研究。因此,开展自然变化和人类活动影响下的水循环及水资源安全研究,具有十分重要的科学意义和研究价值。
总之,21世纪水科学的挑战问题是:迫切需要回答的科学问题是陆地水循环演化格局、过程与机理,即:
·如何对水、碳和能量在土壤~植被~大气界面交换中的变化进行认识?
·变化环境下的水文循环时空演化有哪些特征规律?如何识别和量化?
一、陇右文化:独具价值的课程资源
地域文化之所以能成为地方课程资源开发的源泉,首先是因为我国历史悠久、幅员辽阔,是一个个独具特色的地域文化共同构成了中华民族的灿烂文化宝库;其次,是因为丰富多彩的地域文化使得课程资源呈现出多样性、具体性和差异性的特点,提高了不同地区、不同学校、不同学生对于课程资源的适应水平。
陇右文化,萌芽于新石器时代早期以农耕文明为主的大地湾文化,历经千百年来的流变整合与融通积淀,浸润了深深的地域性烙印,具有鲜明的地域特征。陇右是古丝绸之路的必经之地,位于古代中西文化交流的交通要道,所处的特殊地理位置造就了其相对完整和独立的自然和人文地理,形成了独特的陇右地域文化。它既不同于西域,又不同于中原,其本质内容至今影响着陇右人的思想、意识、信仰。陇右文化博大精深的文化体系,在几千年的演变过程中经历了深刻变革,许多文化因素已被历史的浪潮所淹没,但它的基本文化形态、人文精神和民风民俗却长期保存下来,成为陇右地域丰富的文化资源。
地方课程作为基础教育宏观结构的中间环节,起着承上启下的作用。地方课程的建设对我国新一轮课程改革目标的实现以及课程模式多样化的形成至关重要。地域丰富的文化资源只有经过开发才能转化为可利用的地方课程资源。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出,“深入推进课程改革,全面落实课程方案,保证学生全面完成国家规定的文理等各门课程的学习。创造条件开设丰富多彩的选修课,为学生提供更多选择,促进学生全面而有个性的发展”。地方课程是课程资源的重要组成部分,包括文化、历史、地理和自然资源等,学校要根据当地社会经济、科技、文化发展需要和学生的兴趣开设若干地方选修课程,供学生选择,增强课程对地方、学校及学生的适应性。
开发地方课程有利于激发学生对家乡的热爱。陇右地域内的江、河、山、水等自然特色,体现着陇右地域历史变迁和传统文化特色,具有极大的开发价值。陇右地区在其发展过程中所保留的诸如节日、风俗、方言、工艺等有特色的内容,有的底蕴十分深厚,开发这些文化资源,让学生发现家乡如此深厚的文化底蕴,从而激发学生了解家乡,热爱家乡。
二、地方课程开发:陇右地域文化研究与开发的现状
陇右地域文化是陇右人民在社会实践中创造的物质财富和精神财富的总和,是历史地形成的当地人们的政治态度、价值观念、思维方式、、风俗习惯、生存状态及人文积淀。陇右文化以其丰富性及独特性在整个中华文化中居于重要地位,并对中华民族文化的发展作出了自己卓越的贡献。
(一)陇右文化研究的现状
陇右文化研究,开始于19世纪50年代,尤其是近30年间取得了丰硕的研究成果。一是以甘肃省考古研究所、省博物馆为代表的国内、省内学者对陇右地区进行的考古发掘、文博调查研究。二是对甘谷毛家坪、礼县大堡子山、圆顶山、天水放马滩秦人墓葬遗址的考古发掘研究。三是省志、各县市新地方志的编修,对陇右地区古代文化资料进行了系统整理和初步研究。四是一大批陇右文化学术论著的出版,代表性的著作有《陇右文化丛谈》、《陇东风俗》、《伏羲庙志》、《大地湾考古研究文集》等,涉及陇右人物、文学、艺术、民俗、宗教、石窟、经济、教育、文物、古迹名胜诸方面。五是编辑出版一系列陇右文化研究丛书,主要有《陇文化丛书》(10册),“爱我平凉丛书”(10册)等。六是陇右文化研究资料整理成绩突出。七是形成了一批陇右文化研究队伍和研究基地。西北师大、甘肃省社科院、甘肃省博物馆等单位都有一批主要从事陇右文化研究的专家学者。陇右典型文化、陇右民间艺术研究,都已形成规模并有高质量的成果。这些研究勾画了陇右文化的轮廓,展示了陇右文化的丰富内涵,文史相融、史地结合、文理交叉、多学科渗透,涉及文化学、历史学、地理学、民族学、文学、艺术、旅游、宗教、民俗等多学科与方向,构成了一个系统而立体多维的完整体系,为陇右地区本土课程资源开发提供了丰富的文化资源。
(二)课程资源开发的现状
陇右文化研究至今,在地方课程开发上取得了一些可喜的研究成果,开发出了一些有影响的校本课程,主要的有《杜甫陇右诗研究》、《天水武术》、《天水古民居》、《秦安民间小曲研究》、《伏羲文化概论》、《陇右文学概论》、《陇右文化概论》等。这些“校本课程”对地方课程的开发影响很大。但是,基于陇右文化的中小学地方课程开发研究尚属空白,有着很大的开发空间和开发需求。
第一,2009年出台了《甘肃省义务教育学校课程开发与实施指导意见(试行)》。对于地方课程开发,从建立开发组织、进行现状分析、设定课程目标、编制方案、课程审议、实施与评价等方面做出了明确指示。陇右自古人杰地灵、人才辈出,以文化底蕴深厚著称。而这些丰富的课程资源在基础教育课程开发中还没有得到很好的开发和利用,学生对陇右文化知之甚少,陇右地域本土课程资源开发有待我们去研究、去行动。
第二,在理论研究上,很多学者强调概念层面的分析和理论的构建,在研究方法上基本是思辨的,缺乏实证性和可操作性。而在理论的构建上,又多从地方课程开发的概念、程序、价值、评价等角度去分析,对地方课程开发中的文化重建、社会文化支持及课程管理的研究还不够。
第三,地方课程开发的实践也面临很多困难。地方课程的推行受外部评价的影响很大;教师缺乏课程观念和地方课程开发的综合知识与能力;学校经费不足,教育资源缺乏;学校缺乏民主、开放的管理制度;家长缺乏课程决策的意识和素养;高考压力的负面影响,地方课程的开发缺乏有效的指导与评估。
第四,在地方课程开发的推广阶段,在那些偏远的、条件很差的农村地区进行地方课程开发相对来说难度更大。怎样调动起开发地方课程的积极性、怎样充分利用教育资源,特别是本土的教育资源问题,有待所有教育者的不断探索。
三、开发与利用:实现地域文化转变为地方课程资源的策略
开发课程资源,实质上就是探寻一切有可能进入课程、能够与教育教学活动联系起来的资源。利用课程资源,实质上就是充分挖掘被开发出来的课程资源的教育教学价值。陇右地域文化的课程资源是极为丰富的,既有自然的,也有社会的;既有显形的,也有隐形的。它的教育价值也是多方面的,有人文性的,也有科学性的;有德育的,也有美育的;有人力的,也有物力的;有实物的,也有活动的和信息化的,等等。对陇右地域文化资源的开发与利用,必须站在课程建设的角度,审视各种文化资源的课程价值,精心选择、系统设计、认真实施,使其真正发挥扩充课程资源的重要作用。从目前情况来看,可从以下几个方面入手:
(一)确立课程资源开发意识
教师在新课改中要逐步确立起课程资源意识,认识到教材仅仅是课程实施的一种文本性资源,而且是可以超越、可以选择、可以变更、可以补充的,教材仅仅是课程的一种重要载体,但不是课程的全部。任何课程的实施,都需要利用和开发大量的课程资源。因此,在对教材处理方式上,广大教师要善于结合学生的实际,联系学生经验和社会实际,“用”教材,而不是“教”教材,紧扣课标,而不是紧扣教材,根据学习内容与目标灵活、有效地利用学生身边的地域文化资源,为学生发展提供更为实际、更为真实的学习情境,将书本知识、学生生活、社会实际有机地整合起来。
陇右地方课程资源的开发是以陇右地区的文学、地理、历史等知识为内容的补充教材,它需要传承、分析陇右光辉的过去和崭新的未来,有利于学生从实际出发,理论联系实际,认识陇右、了解和热爱陇右,立志将来为建设陇右贡献自己的力量。因此,从陇右当代社会、地域特色出发开发地方课程,充分挖掘陇右文化的教育功能,开发陇右地方课程,意义十分巨大。
(二)明确陇右地方课程资源开发的思路
地域文化的广泛性和丰富性,形式的多样性,对其进行梳理、开发,形成能够反映地方文化特点和带有明显区域特征的课程资源。开发陇右地方课程资源,应立足于陇右本土文化,根据陇右人物、文学、艺术、民族、民俗、宗教、石窟、长城、经济、教育、文物、古迹名胜诸方面,依据《基础教育课程改革纲要》关于地方课程开发的理念,按照中小学课程设置思想,分门别类地开发以下几门陇右地域的地方课程资源:
第一门:陇右历史名人课程资源。陇右有着漫长而悠久的发展历史,这片神奇的土地上诞生了许多卓有贡献的历史名人。通过对地方文献、史志著作,从汉至清末历代纂修的历史文献进行较系统的梳理,探寻陇右地域在不同历史时期的发展脉络;介绍陇右历史名人,通过追寻伏羲、女娲、黄帝和西王母等人文始祖的种种神话、传说,追寻诞生于陇右大地的历史名人,让学生感受陇右地域悠久丰富而璀璨辉煌的历史篇章,认识这片神奇土地所孕育的对人类发展做出巨大贡献的历史名人。
第二门:陇右文学课程资源。陇右人在漫长的发展历程中,创造了辉煌而灿烂的文化,通过介绍陇右方言、民歌、神话故事、传说、宗教、信仰及文学、诗歌,梳理我国历代学者在陇右地域所创作和保存下来的文学作品,帮助学生认识和了解陇右文化的魅力,以丰富学生的人文素养,提高学生的审美能力,帮助学生深入认识和理解陇右人的文化品位,产生对陇右人的敬仰情愫。
第三门:陇右戏曲课程资源。陇右地域诞生了丰富多彩的地方戏曲,主要有陇西云阳板、天水旋鼓、高山剧、玉垒花灯戏、陇南影子戏、太平歌、号子、“花儿”、滑稽戏、傀儡戏、陇东道情、皮影戏和陇剧等几十种民间大小戏曲。通过介绍诞生于陇右地域的地方戏剧,让学生了解陇右戏曲所蕴含的陇右人的精神状态,有利于学生认识和把握陇右人的精神秉性,丰富学生的人生阅历。
第四门:陇右民俗饮食课程资源。由于独特的地理环境和生活观念,形成了陇右人特有的风俗习惯,不同的礼仪、禁忌、娱乐方式。陇右人有着不同的节日习俗、婚丧嫁娶习俗,有着不同的风土人情和饮食习惯,感受陇右饮食文化的鲜明特色,了解陇右人的生活方式及传统习惯。
第五门:陇右地理名胜课程资源。陇右这片神奇的土地养育了一代又一代陇右人,留下了大量的地理名胜和人文古迹;通过对陇右的伏羲文化、大地湾文化、放马滩文化、周秦文化、三国文化、石窟文化、临夏马家窑和齐家文化,甘谷毛家坪、礼县大堡山、圆顶山等的介绍;通过对陇右的丝绸之路、秦人古遗址、古长城,近代革命文化如腊子口、会宁等的传承,让学生了解陇右地理名胜的发展渊源,增进学生热爱陇右、建设陇右的思想情感。
第六门:陇右民间工艺课程资源。陇右人在生活过程中,创造了独特而丰富的民间工艺,为人类社会的发展做出了卓越的贡献。通过对陇右的绣荷包、剪纸、皮影、面塑、炕围画、卷轴画、寿材彩绘、墓葬壁画、百寿图、留青竹刻、乱针锈、刻纸、汉画砖刻屏、梳篦、根雕、建筑等的介绍,丰富陇右人的精神世界,保存和发展陇右人的非物质文化遗产。
参考文献:
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