土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)改革與實(shí)踐探索

于成德

摘要：土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)通過(guò)土壤取樣對(duì)土壤生物和環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要作用。野外實(shí)習(xí)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)合的訓(xùn)練培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，有利于學(xué)生生態(tài)感的養(yǎng)成。野外實(shí)習(xí)中教師學(xué)生全員全過(guò)程參與管理，共同落實(shí)提高本科教學(xué)質(zhì)量的各項(xiàng)制度。教師和學(xué)生合作進(jìn)行野外實(shí)習(xí)計(jì)劃的制訂和實(shí)施，在科學(xué)研究中完成野外實(shí)習(xí)任務(wù)。

關(guān)鍵詞：土壤生態(tài)學(xué)；野外實(shí)習(xí)；全員全過(guò)程

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）02-0021-02

土壤生態(tài)學(xué)研究土壤生物與環(huán)境的相互關(guān)系，包括土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能、土壤生態(tài)過(guò)程和格局等。土壤生態(tài)學(xué)課程出現(xiàn)在大學(xué)本科生態(tài)學(xué)教學(xué)體系中，在生科類(lèi)本科教學(xué)中具有重要的素質(zhì)教育作用。土壤生態(tài)學(xué)教學(xué)過(guò)程中越來(lái)越強(qiáng)調(diào)野外實(shí)習(xí)調(diào)查的作用，強(qiáng)調(diào)通過(guò)野外實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。通過(guò)野外實(shí)習(xí)加強(qiáng)對(duì)土壤生態(tài)過(guò)程和格局的理解，掌握土壤生態(tài)學(xué)學(xué)科基本內(nèi)容，培養(yǎng)土壤生態(tài)學(xué)研究的基本技能。

一、土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的必要性

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)是通過(guò)在不同的陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行土壤取樣，對(duì)土壤生物和環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)。在野外實(shí)習(xí)中，學(xué)生們?cè)诓煌鷳B(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的土壤中取樣，在對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)地上部分進(jìn)行物種調(diào)查和觀測(cè)過(guò)程中，進(jìn)一步了解地下生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，從而理解陸地生態(tài)系統(tǒng)地上部分和地下部分的緊密聯(lián)系。土壤取樣是土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的重要步驟，通過(guò)對(duì)土壤剖面的認(rèn)識(shí)，結(jié)合土壤物理化學(xué)性質(zhì)的調(diào)查，學(xué)生能夠理解土壤生物與環(huán)境的關(guān)系，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)土壤生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體所發(fā)揮的重要作用。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)使學(xué)生有機(jī)會(huì)把植被—土壤—大氣各界面的生物地球化學(xué)循環(huán)聯(lián)系起來(lái)考察，對(duì)生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)問(wèn)題如溫室氣體的排放、碳循環(huán)和氮循環(huán)等有了更為深入細(xì)致的理解。生科類(lèi)本科學(xué)生通過(guò)土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)，能夠把實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與野外調(diào)查取樣結(jié)合起來(lái)，從而樹(shù)立生態(tài)系統(tǒng)整體認(rèn)識(shí)觀念，對(duì)提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力具有重要意義。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)逐漸成為大學(xué)本科生態(tài)學(xué)教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié)，在大學(xué)生生態(tài)素質(zhì)教育中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

二、土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容與方法

土壤生態(tài)學(xué)是土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)相互交叉的一門(mén)新興學(xué)科。從土壤生態(tài)學(xué)這一學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)內(nèi)容涉及廣泛，包括土壤生物與土壤結(jié)構(gòu)、土壤生物與生物地球化學(xué)循環(huán)、土壤生物與生產(chǎn)力、土壤生物與生物防治等。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用整體與局部結(jié)合的方法論，重視土壤生態(tài)環(huán)境與社會(huì)環(huán)境相結(jié)合的思路，通過(guò)野外實(shí)習(xí)觀測(cè)土地利用管理和土壤管理對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的改變過(guò)程，探索從根本上改善與維持土壤生產(chǎn)力的方法。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)主要包括土壤生物的調(diào)查和土壤物理化學(xué)性質(zhì)的監(jiān)測(cè)。土壤生物可分為土壤微生物和土壤動(dòng)物兩大類(lèi)。土壤微生物包括細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌等類(lèi)群，利用磷脂脂肪酸檢測(cè)、微生物純培養(yǎng)、微生物生物量熏蒸測(cè)定等不同方法對(duì)土壤微生物進(jìn)行分析。土壤動(dòng)物包括環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、線(xiàn)形動(dòng)物和原生動(dòng)物等，通過(guò)顯微鏡觀察對(duì)土壤中肉眼看不見(jiàn)的原生動(dòng)物和線(xiàn)蟲(chóng)等進(jìn)行分類(lèi)鑒定。野外實(shí)習(xí)樣本的觀測(cè)訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，使本科學(xué)生對(duì)土壤生物有了具體形象的認(rèn)知。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)土壤物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括土壤pH、土壤含水量、土壤有機(jī)碳、土壤總氮、土壤速效氮、土壤總磷、土壤速效磷等指標(biāo)，做到較全面地觀測(cè)對(duì)土壤生物影響的環(huán)境指標(biāo)。野外實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合使學(xué)生從生態(tài)系統(tǒng)整體上認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境的關(guān)系，并在野外試驗(yàn)和室內(nèi)操作過(guò)程中培養(yǎng)了生態(tài)感。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)也關(guān)注人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。人類(lèi)活動(dòng)會(huì)影響到土壤生物和非生物環(huán)境的組成和相互作用，改變土壤生物主導(dǎo)的生態(tài)過(guò)程。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生觀察人為干擾下土壤生態(tài)系統(tǒng)的退化機(jī)制，探索適宜的土壤管理方法以利恢復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中學(xué)生有機(jī)會(huì)觀測(cè)到土壤生物多樣性和土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能之間的相互關(guān)系，有助于學(xué)生深入理解土壤生態(tài)過(guò)程的驅(qū)動(dòng)因子和土壤生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)的生態(tài)功能。野外實(shí)習(xí)把土壤生態(tài)過(guò)程與土壤生態(tài)系統(tǒng)格局聯(lián)系起來(lái)，有助于學(xué)生從宏觀和微觀多角度理解生態(tài)過(guò)程和格局之間的關(guān)系。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)內(nèi)容緊密結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)管理的需求，教學(xué)過(guò)程中結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)定位研究站的科研工作開(kāi)展生科類(lèi)本科學(xué)生的野外實(shí)習(xí)工作。當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)定位研究站屬于北亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡區(qū)域，其植物群落具有明顯的過(guò)渡特征，是許多物種分布的南北分界。當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)定位研究站為本科土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)提供了良好的平臺(tái)保障。在土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生理解當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)定位研究站的科研工作，從而更好地理解土壤生態(tài)學(xué)基本知識(shí)，強(qiáng)化土壤生態(tài)學(xué)研究的基本技能訓(xùn)練。野外實(shí)習(xí)把多學(xué)科交叉知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，通過(guò)交流與合作學(xué)習(xí)的方法在學(xué)生的身體力行中提高大學(xué)生的整體素質(zhì)。

土壤生態(tài)學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了土壤生態(tài)學(xué)科學(xué)研究的進(jìn)展，使得人們對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到更深入的層次。在土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中，針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中存在的土壤退化和土壤污染等現(xiàn)代文明病的解決提出了更多的技術(shù)方案。野外實(shí)習(xí)過(guò)程注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境實(shí)際問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估和土壤管理的角度綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)作為生態(tài)學(xué)本科教學(xué)課程體系中的重要一環(huán)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)素質(zhì)起著不可替代的重要作用。土壤生態(tài)學(xué)揭示的土壤生態(tài)過(guò)程和格局是自然界長(zhǎng)期演化的結(jié)果，人類(lèi)活動(dòng)的干擾特別是工業(yè)革命以來(lái)的大規(guī)模土地開(kāi)發(fā)威脅到土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康，減少了土壤生物多樣性，破壞了土壤生態(tài)環(huán)境。土壤生態(tài)學(xué)對(duì)土壤環(huán)境和土壤生態(tài)過(guò)程調(diào)控機(jī)制的深入觀察是野外實(shí)習(xí)的重要內(nèi)容。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)廓清了土壤生態(tài)環(huán)境的重要問(wèn)題，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到土壤健康的重要性，對(duì)土壤退化和恢復(fù)的復(fù)雜性有所了解，進(jìn)一步提高保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中強(qiáng)調(diào)聯(lián)系土壤生態(tài)學(xué)理論知識(shí)，在實(shí)習(xí)過(guò)程中深化理解土壤生態(tài)功能。土壤生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生以土壤成土因素學(xué)說(shuō)的形成為標(biāo)志，生態(tài)學(xué)知識(shí)仍強(qiáng)調(diào)土壤作為生態(tài)系統(tǒng)組分、作為植物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)所起的作用，但往往忽略土壤的其他功能。在土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中，通過(guò)實(shí)地考察強(qiáng)調(diào)了擴(kuò)展土壤生態(tài)學(xué)知識(shí)范疇的重要性，突出了土壤生態(tài)學(xué)交叉學(xué)科的特色。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)把生物因素—非生物因素共存的自然存在物即土壤作為一個(gè)整體研究對(duì)象，揭示了土壤生物和周?chē)h(huán)境介質(zhì)相互作用的過(guò)程。

很多情況下，土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)對(duì)土壤生態(tài)過(guò)程觀察的失效往往是因?yàn)槿狈?duì)土壤生態(tài)過(guò)程發(fā)生影響的人類(lèi)活動(dòng)的理解。土壤占據(jù)著地球大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈的中心地位，這個(gè)事實(shí)本身就說(shuō)明了對(duì)土壤進(jìn)行多學(xué)科交叉研究的必要性。土壤退化影響著地球表面的系列生態(tài)過(guò)程，對(duì)人類(lèi)社會(huì)具有巨大影響。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)使學(xué)生對(duì)土壤在自然界和人類(lèi)社會(huì)中的作用有機(jī)會(huì)進(jìn)行全面深入的調(diào)查。野外實(shí)習(xí)調(diào)查中強(qiáng)調(diào)了土壤對(duì)生物提供棲息地和養(yǎng)分的功能，認(rèn)識(shí)到土壤食物網(wǎng)和土壤養(yǎng)分循環(huán)的關(guān)系。野外實(shí)習(xí)使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到土壤生態(tài)系統(tǒng)和地上生態(tài)系統(tǒng)一樣，存在著食物鏈和食物網(wǎng)，存在著生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，存在著生物之間不同類(lèi)型的種間關(guān)系。土壤食物網(wǎng)中復(fù)雜的土壤生物種間和種內(nèi)關(guān)系是野外實(shí)習(xí)關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。野外實(shí)習(xí)中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)土壤的清潔功能，驗(yàn)證土壤具有的限制病原微生物生長(zhǎng)的抗菌作用，了解土壤生物降解土壤表面有機(jī)質(zhì)的過(guò)程。土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)分析全球各種類(lèi)型土壤的功能，使學(xué)生深刻理解土壤和巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈乃至各民族文化的相互作用。野外實(shí)習(xí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到土壤在生物圈中的重要作用，初步認(rèn)識(shí)土壤形成和巖石圈表面部分礦物質(zhì)的關(guān)系、水循環(huán)過(guò)程和土壤對(duì)古老生命形式的保藏。雖然這些知識(shí)只是在野外實(shí)習(xí)中簡(jiǎn)單應(yīng)用，但對(duì)學(xué)生以后獨(dú)立從事相關(guān)方面的研究工作具有重要的啟發(fā)意義。

三、土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)管理

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)管理強(qiáng)調(diào)全員全過(guò)程的系統(tǒng)管理。參與野外實(shí)習(xí)的每一位教師和學(xué)生都參與到實(shí)習(xí)的管理過(guò)程中。本著提高本科生教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)，野外實(shí)習(xí)從野外采樣到實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，同一批教師和學(xué)生同時(shí)參加同一批的各項(xiàng)工作。從聯(lián)系實(shí)習(xí)基地到學(xué)習(xí)落實(shí)實(shí)習(xí)基地管理規(guī)章制度，教師和學(xué)生合作完成實(shí)習(xí)計(jì)劃的制訂和實(shí)施。

土壤生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師每天按時(shí)填寫(xiě)野外工作日志，落實(shí)實(shí)習(xí)基地常規(guī)管理措施，組織當(dāng)天實(shí)習(xí)計(jì)劃和具體安排。野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，實(shí)行學(xué)生選擇科研題目進(jìn)行實(shí)習(xí)的方式，落實(shí)野外實(shí)習(xí)科研化，野外考核常規(guī)化的獎(jiǎng)懲制度。野外實(shí)習(xí)中實(shí)施分組合作，保證土壤生態(tài)學(xué)基本內(nèi)容和基本技能訓(xùn)練到位。野外實(shí)習(xí)在本科教學(xué)體系中占有必要學(xué)時(shí)，結(jié)合學(xué)校三學(xué)期制落實(shí)野外實(shí)習(xí)的課時(shí)安排。按照野外實(shí)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度安排，組織實(shí)習(xí)研討課對(duì)野外實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)術(shù)討論和交流，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入土壤生態(tài)學(xué)科學(xué)研究的殿堂，激發(fā)學(xué)生的科研興趣。

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