基于水土之美的生態文明研學旅行開發研究
——以武漢市蔡甸西湖流域水土保持科技示范園為例

李星明，雷 雯，陳芷涵，李家成

(1.華中師范大學地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，武漢 430079；2.華中師范大學地理科學省級實驗教學示范中心，武漢 430079；3.湖北省發展和改革委員會/華中師范大學武漢城市圈研究院，武漢 430079)

十八大以來，我國把態文明建設放到現代化建設全局的戰略地位給予了高度重視[1].十九大報告重點提出要加快生態文明體制改革，建設美麗中國[2].習近平主席圍繞生態文明建設提出了“生態興則文明興，生態衰則文明衰”的論斷.中共中央國務院《關于加快推進生態文明意見》提出生態文明建設堅持把培育生態文化作為重要支撐，將生態文明納入社會主義核心價值觀體系，加強生態文化的宣傳教育，提高全社會生態文明意識[3].教育部、國家發展改革委等11個部門發布的《關于推進中小學生研學旅行的意見》，提出研學旅行正處在大有可為的發展機遇期，要大力推動研學旅行健康快速發展.這一系列政策的實施表明加快推進生態文化教育與生態文明建設已刻不容緩.生態文明的基本含義包括生態意識文明、生態制度文明和生態行為文明.生態制度文明是從國家層面關于生態文明建設提出的政策方針，而如何建設生態文明需要從人的意識和行為出發培養生態文明的認知.教育是培養和提高生態文明認知的重要措施，教育需從“娃娃”抓起，生態文明也需從“娃娃”抓起.青少年和兒童正處于教育的關鍵時期，因此可通過培養他們的生態文明意識和規范生態文明行為來推進生態文明建設.研學旅行可以讓學生將課本中獲取的關于生態文明的知識與生態文明建設實踐體驗融合，實現生態文明科普教育的目標.

學術界對水土資源與生態文明建設及旅游業的關系展開了多維度的研究.水土資源與生態文明建設的研究主要集中在兩者的關系、水土保持與生態文明建設的措施和內容等方面.水土資源及水土保持問題是生態文明建設的關鍵，是生態文明的基礎[4].鄉村水土資源的保護與治理是美麗鄉村生態文明建設的重要途徑[5-6]，亦是推動鄉村生態文明建設的核心和基礎[7].水土保持與生態文明建設措施和內容的研究主要從水土流失與退耕還林措施、水土保持措施、水土保持監測、生態文化建設等方面展開.水土流失生態脆弱區的治理應根據生態文明建設和水土保持的先進思想與方法，注重分區的防治規劃，形成長效治理機制[8].此外，應重點保護林地資源，加大植樹造林、退耕還林和飛播造林等措施的實施力度[9].水土保護措施應充分發揮生態系統的自然修復功能，輔之以相應的人工建設，加快水土流失的治理，增加修復區的林草面積和質量，提升其生態服務價值，實現水土資源的可持續利用和生態環境的可持續保護[10].水土保持監測是通過觀測水土流失數據，以探索水土流失規律，并發揮水土保持監測在政府決策、社會經濟發展和社會公眾服務中的作用[11].對于水土保持生態文化建設，要注重創作進行科普教育、反映水土保持的文化作品，并形成特色水土保持行業文化[12].水土資源與旅游業關系的研究主要集中在旅游開發與水土資源及水土保持的相互影響、水土資源與生態旅游、水土資源的旅游開發等方面.旅游開發中，風景區產生經濟效益的同時也可能造成水土資源流失等問題[13].水土流失是降低旅游區質量的重要因素[14].因此，旅游開發中要處理好與水土保持的關系.以水土保持為基礎發展生態旅游產業，振興地方經濟；同時以生態旅游為經濟支撐，開展水土保持工作[15].旅游資源開發與水土保持工作互相促進[16].水土資源與生態旅游的研究主題更多地關注水土保持與生態旅游的關系[15，17]、生態旅游開發[18]、水土流失與生態旅游的關系[19]、小流域生態旅游資源的評價[20]等方面.此外，甘枝茂提出水土保持技術、過程與成果是可以作為旅游吸引物和開展旅游活動的旅游資源進行綜合開發利用的[21].可見，水土資源保護是生態文明建設的關鍵一環，也是旅游開發的生態基礎.

關于研學旅行的研究，學者們從研學旅行的目的出發，研究如何將“學”和“行”結合起來[22]，并作為學校教育的一種有效補充[23].研究主題更多地關注研學旅行的教育功能，研究內容集中在研學旅行的教育內涵[23]和特點[22，24]、研學旅行與地理教育[25]、研學旅行的價值[26]和實施[27]、研學旅行基地建設[28-30]等方面.農場研學旅行通過農場活動的研學，讓下一代或城市居民了解農民的生產與生活，達到對農業相關知識的科普效果[31]；森林研學旅行可以讓學生了解森林保護知識，有利于形成森林保護意識[32].對于研學旅行開發的研究，邱濤將研學旅行基地分為自然景區、文化遺產等類型[30]，并利用自然和人文資源優勢建設研學旅行基地，如地質、礦業遺址地質公園[33]、世界文化遺產地[34]等.吳清等還構建了古村落研學旅行的產品體系[35].綜上，現有研究鮮有關注水土資源保護利用與生態文明教育的結合，更缺少應用水土保持的生態功能開發生態文明研學旅行的相關研究.

鑒于此，本研究以武漢市蔡甸西湖流域水土保持科技示范園為例，將水土資源的保護利用實踐與生態文明教育相結合，應用水土保持技術與措施的生態治理、知識普及和景觀體驗等功能開發研學旅行項目，以發現并體驗水土之美，這對于生態文明研學旅行基地開發并探索生態文明教育和生態文明建設的途徑與方法具有重要的理論與實踐價值.

1 水土之美的內涵

水土資源是水資源和土地資源的合稱.中國是水土流失最嚴重的國家之一，水土流失已經成為中國主要的環境問題[36].因此，推進生態文明建設離不開水土流失防治與水土保持等問題.我們知道，水土保持主要技術與措施包括工程措施、生物措施和蓄水保土措施.工程措施是為保護水土資源修筑的各項工程措施，包括治坡過程、治溝工程和小型水利工程；生物工程是采取造林種草及管護的辦法，維護和提高土地生產力的一種措施，包括造林、種草和封山育林、育草；蓄水保土措施是保土蓄水、改變坡面微地形、增加植被覆蓋、改良土壤以提高農業生產的措施與方法.水土保持是一個綜合的系統工程，具有生態性、科技性和教育性的特性，水土保持技術與措施及特性形成水土保持旅游資源[21].天然而優美的水土環境以及采取水土保持技術與措施而形成的生態化景觀形成水土之生態美；水土保持的工程技術、生物技術和蓄水保土技術與方法的科技性形成水土之科技美；水土保持的生態思想、生態知識以及水土保持技術的科普教育形成水土之知識美.根據水土之美的內涵構成(圖1)開發研學旅行，進行生態文明科普教育，讓學生領略生態美、科技美和知識美，感受水土旅游資源的魅力，進而形成生態保護思想和意識，以促進生態文明建設.

圖1 水土之美的構成Fig.1 The composition of the beauty of water and soil

1.1 水土之生態美

水土是構成生態系統的重要物質，人類的生產生活離不開水土.韋昭注：“水氣不潤，土枯不養，故乏財用”，因此，潤水養土具有重要的經濟價值和生態價值.清潔的水資源是水域生態系統的基礎，不同的“水”景觀如河流、湖泊、海洋和瀑布等，既能秀美如“樹陰照水愛晴柔”，又能壯美如“黃河之水天上來”.肥沃的土地資源是地域生態系統的基石，多樣的“土”如黃土、濕地、沙漠等形成多種多樣的地形地貌景觀，自然界中的土地美在“汗滴禾下土”的滋養萬物.天然水土景觀都彰顯了水土資源原生的美學價值.因此，水土之生態美首先美在天然水土景觀.其次，水土之生態美美在水土保持技術實施后形成的生態化景觀.運用工程技術治坡、治溝和建立水利工程形成梯田、山溝和水池等生態化景觀；運用生物工程造林種草和改善水土環境形成山林、草地和水體等生態化景觀；運用蓄水保土技術等高耕作形成農田等生態化景觀.利用水土保持主要技術與措施實現山、水、林、田、湖、草的綜合治理，還原水土生態系統，體現水土之生態美.

1.2 水土之科技美

科技應用是中性的，而科技與真、善結合卻是美的，科技揭示真實世界內在的深層的美，人類把握科技美的能力有限，反而印證科技美展現的超越性的完善的美[37].應用水土保持主要技術與措施，防治水土流失，保護水土資源.科技應用于水土保持形成水土之科技美.根據水土保持的三大技術與措施，水土科技美主要表現為工程技術美、生物工程美和蓄水保土技術美.首先，工程技術美美在各類治坡、治溝和小型水利工程，工程本身具有科技美感與美學景觀價值.修筑梯田、等高挖截流溝和溝壑治理等工程措施科學防治水土流失，保護和利用水土資源，彰顯科學技術的魅力；其次，生物工程美美在造林、種草和封山育林、育草以及利用生物凈化水土環境等.按不同地形營造不同的林田景觀，育林、育草形成豐富、多樣的植被景觀，利用生物凈化水土環境形成多類型的水體景觀.因地制宜地運用生物工程營造良好水土環境，以充分發揮生物工程技術美；第三，蓄水保土技術與方法包括改變坡面微地形、增加植被覆蓋、增強土壤有機質抗蝕力以及提高農業生產的技術措施等，應用科技手段模擬水土流失過程和展現蓄水保土過程，運用等高耕作等科學措施提高農業生產能力，展示蓄水保土之科技美.

1.3 水土之知識美

羅曼·羅蘭說“大自然一直是萬書之本，知識的源泉”.水土保持的生態思想、生態知識以及水土保持技術的科普教育形成水土之知識美.水土之知識美，是水土之美的深層表達.首先，水土之知識美美在生態思想.與水土資源相關的生態理論和生態觀念構成生態思想.生態理論是人們為了防治水土流失、解決生態環境破壞等問題提出的與水土資源相關的理論體系，生態理論應用能指導水土保持實踐；生態觀念是人們尊重水土生態系統，形成的對水土環境的生態保護思想以及和諧共處的生態發展觀念.其次，水土知識美美在生態知識.生態知識是人們在長期探索水土保持研究與實踐中形成的大量成熟的生態技術、方法與內容.水土保持的工程技術、生物工程和蓄水保土技術，本身就體現了水土保持豐富的生態知識.具體表現為農、林和水利等修筑工程、封山育林、蓄水保土、等高耕作和等高截流等防治水土流失，保護水土資源等生態知識.第三，水土知識美美在科普教育.對學生和游客進行水土保持生態理論、生態思想的科普教育，激發人們產生保護水土資源的生態意識，培育人們形成保護水土的生態觀念與生態思想；應用先進的科學技術模擬水土保持的工程技術、生物工程和蓄水保土技術，不僅能讓學生和游客身臨其境地體驗與認識到水土保持的生態效果及其重要性，更能激發學生學習與探索水土保持技術的強烈愿望，引導學生未來積極從事水土保持的生態文明建設的研究與實踐.

2 水土之美的研學旅行開發——以武漢市蔡甸西湖流域水土保持科技示范園為例

2.1 案例地概況

蔡甸西湖流域水土保持科技示范園位于湖北省武漢市蔡甸城區的玉賢街鴿翅嶺村，依蔡甸區西湖水系而建，總面積為185.8 hm2.園區地處江漢平原東部淺丘區，東靠炎山，南依西湖.山上林木蒼翠，山下農田連片分布，水域面積廣闊.多年來，園區致力于水土保持工作，采用現代科學技術積極探索與創新水土保持路徑，現已建成水土保持監測室、人工降雨區、小型溝道觀測站等水土保持研究項目，并分為科研實踐、科普教育、生態能源示范、生態修復等功能區.園區于2011年被命名為全國第三批水土保持科技示范園區.在2019年蔡甸西湖流域水土保持科技示范園旅游規劃中，將蔡甸西湖流域水土保持科技示范園與研學旅行相結合進行旅游開發，并致力于打造國家級中小學生研學實踐教育基地.因此，基于水土之美，以蔡甸西湖流域水土保持科技示范園為生態文明研學旅行開發的案例地，借鑒深圳市水土保持科技示范園建立水土流失模擬試驗區、邊坡防護展示區、模擬水土危害等多維開展水土保持科普教育戶外課堂的經驗[38]，研究開發體現水土之生態美、水土之科技美和水土之知識美的研學旅行基地，以探索進行生態文明教育與建設的可行路徑.

2.2 園區研學旅行項目設計與開發

2.2.1 水土生態之美與研學項目開發 根據水土體現的天然景觀美和技術應用后形成的水土景觀，結合案例地山水生態條件和技術手段，打造體現水土生態美的研學旅行項目.

1) 欣賞水土之天然景觀美.案例地臨近武漢西湖流域的索子長河，區內湖水清澈，是天然形成的優美的濕地景觀，體現了多樣的自然水土生態系統.良好的生態環境和優美的濕地景觀充分體現了自然水土景觀之美；2) 體驗水土保持技術應用后的生態化景觀.利用工程治污，變污水為凈水，設計與建設無邊泳池、垂釣池及其他生態凈化池灣，既讓人們了解與學習污水處理過程，又能通過開展游泳、垂釣項目體驗污水治理的成果；利用蓄水保土的等高耕作技術規劃設計農田景觀，如建設張灣等高耕作農田景觀.不僅讓學生現場了解“等高耕作是在坡面上沿地形等高線實施耕犁、作畦及栽培等作業，形成等高溝壟和作物條壟，是保持水土、提高抗旱能力的保土耕作方法”等知識，而且，讓學生領略到通過技術實施后形成壯美的梯田等耕作景觀，以調動學生對生態文明建設的興趣與熱情.

表1 水土生態之美研學旅行項目
Tab.1 The study travel projects of the ecological beauty of water and soil

2.2.2 水土科技之美與研學項目開發 依據案例地多年以來采用現代科學技術積極探索與創新水土保持路徑的優勢，通過科技與水土保持主要技術與措施的結合，基于水土之科技美進行工程技術美、生物工程美和蓄水保土技術美的研學旅行項目的開發.

1) 應用水土保持工程技術設計科普研學項目：結合高科技手段，建設模擬水土流失產生與治理過程展示系統，給學生展示最逼真的三維水土流失與治理過程，了解水土流失的成因與治理技術.設計白湖小型水利工程模型項目讓學生知曉水利工程在控制水流、調節和分配水量、防洪防澇等的作用；2) 應用水土保持生物工程開展研學項目：建設3D動態全方位模擬水土保持工程項目，還原樹木的水土保持作用，同時育林育草種樹和凈化周圍水體，規劃炎山西湖生態圈，充分展現生物工程治理的核心，讓學生了解樹木對水土保持的重要性，感受水土之生物工程技術美；3) 應用水土保持蓄水保土技術開展研學項目：建立蓄水保土VR展示廳.應用VR技術使學生了解蓄水保土的過程和技術方法，讓學生感受水土之蓄水保土技術美.

表2 水土科技之美研學旅行項目
Tab.2 The study travel projects of the scientific beauty of water and soil

2.2.3 水土知識之美與研學項目開發 根據水土保持的生態思想、生態知識和科普教育等水土之知識美，開發研學項目，以豐富學生生態知識、提高學生生態保護意識.

表3 水土知識之美研學旅行項目
Tab.3 The study travel projects of the knowledge beauty of water and soil

1) 生態思想與研學項目：根據水土保持的生態思想與生態理念建設“土到農家”農家小院等項目.農家小院采用清潔能源、保土用土進行有機蔬菜生態種植，不施農藥和化肥，構建零污染的生態環境，讓學生知曉應用生態技術對提高農業生產效益及對生態環境保護的重要性，真正領會將水土知識的生態思想理念應用到實踐中的價值；2) 生態知識與研學項目：根據水土保持工程設施的治溝知識建設全自動監測徑流小區項目，以不同的水保措施進行水土流失監測試驗，分析在坡度相同的多種水土保持狀態下水土流失的產生過程及強度，以及氮、磷、鉀的流失量，讓學生了解水土流失的危害.設計護坡展示區展現水土保持中工程技術的應用，采用景觀帶沿主干道布設的水土保持綜合護坡技術，通過牌示和語音等解說系統讓學生了解水土保持綜合護坡生態知識；3) 科普教育與研學項目：前文所述項目實際上均為科普而建的研學項目.另外，建設蔡甸西湖水土流失博物館和科普知識長廊，介紹蔡甸所在的江漢平原等的水土保持工作，科普推廣水土流失的產生、類型、危害及其治理等相關知識，培育學生水土保持的生態思想與生態理念，鼓勵學生積極投身生態文明建設.

3 結語

水土資源是人類賴以生存與可持續發展的基礎，研究與發現水土之美，對于探索生態文明教育和進行生態文明建設具有重要的理論與實踐意義.文章根據水土保持的工程措施、生物措施和蓄水保土耕作措施的研究與實踐，將水土之美分為生態美、科技美和知識美.

基于水土之美，以湖北省武漢市蔡甸西湖流域水土保持科技示范園為生態文明研學旅行開發的案例地，研究開發體現水土之生態美、水土之科技美和水土之知識美的研學旅行項目，對于探索依托水土資源進行生態文明研學旅行基地的建設具有重要理論與實踐指導意義.研究水土之美并開發設計研學旅行項目表明，將諸如水土保持科技示范園等科研基地與研學項目結合進行研學旅行基地建設，不僅能充分發揮科技示范園的科普教育等綜合功能，更能有效培養學生的生態文明思想與意識，引導學生積極從事生態文明建設的研究與實踐.