城市地質實踐教學路線內容設計

李紅 齊露鷺 尹婧博

摘? 要：實踐教學是地學專業人才培養過程中的重要組成部分，城市地質實習又是基礎認識實習中不可缺少的內容。通過城市地質實習，分析地質地貌條件對城市空間形態的限制及對城市功能組團布局的影響程度，理解城市地質與城鄉規劃相結合對促進城市可持續健康發展的意義，培養學生的工程實踐能力和創新能力，使學生對城市地質行業有更加全面的理解和認識。文章結合地學相關專業野外實踐教學需要，以吉林市為例，從宏觀、中觀和微觀三個層面，設計城市地質環境與地貌特征對城市發展影響的野外教學觀察路線。具體內容包括：宏觀上觀察地質地貌條件對城市空間發展格局的影響;中觀上實地考察松花江階地及兩側丘陵地質條件對城市功能組團的影響;微觀上深入理解城市工業點（區）選址的影響因素與限制條件。教學內容既可以作為地質學專業一年級基礎地質認識實習教學路線，也可以作為地理科學專業三年級城市地理專業實習路線。

關鍵詞：城市地質;城市景觀;城市發展;實踐教學;吉林市

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）04-0108-04

Abstract： Practice teaching is an important part in the training process of geoscience professionals， and urban geology practice is the basic knowledge， the indispensable content of practice. The paper analyzes the restriction of geological and geomorphic conditions on urban spatial form and the influence degree of the group layout of urban functional through the practice of urban geology， to understand the significance of the combination of urban geology and urban-rural planning to promote the sustainable and healthy development of the city， which can cultivate students' engineering practice ability and innovation ability， and makes students have a more comprehensive understanding and awareness of the urban geology industry.Taking Jilin City as an example in combination with the field practice teaching of geology related majors， this paper designs the field teaching observation route of urban geological environment and geomorphological features and influences on urban development from the macro， meso and micro levels. The details include： on the macro level， we can observe the influence of geological and geomorphic conditions on urban spatial development pattern; on the meso level， we can investigate the influence of geological conditions of Songhua River terraces and hills on urban functional groups; on the micro level， we should deeply understand the influencing factors and constraints of urban industrial site （District） location. This route can be used not only as a teaching route for geology freshmen， but also as a professional practice route for grade three of geography science.

Keywords： urban geology; urban landscape; urban development; practice teaching; Jilin City

一、城市地質認識實習在地學實踐教學中的位置

（一）野外實踐教學的重要性

野外實踐教學是地學相關專業人才培養的關鍵環節[1]，是培養學生邏輯思維能力、理論聯系實際、了解國情、熟悉社會、提高思想政治素質和業務水平的重要形式，對于引導學生成才，推進一流學科建設，具有重要作用[2]。新時代背景下，野外實習不僅要使學生增強對地學知識的感性認知，還要增加地球科學與人類生存、社會發展相聯系的教學內容，對傳統地質實習內容作進一步探索和發展[3]。

（二）吉林大學地質學實踐教學內容設置

吉林大學地質學專業突出理工相結合的特色，以優良的教學傳統、科學的實踐教學體系和豐富的實踐教學資源，培養掌握地質專業基礎知識、基本理論、基本技能，具備從事地質行業基礎研究、生產實踐、科技創新、行業管理等基本能力的高素質地質類專業人才。地質學專業獨立實踐教學包括一年級認識實習（長春周邊）、地質實踐技能培訓、二年級地質教學實習（興城）、地質填圖方法與技術、三年級專業實習、畢業實習及畢業論文寫作等環節，現有長春周邊、遼寧興城兩個穩定的本科生實習基地。其中長春周邊地區地質認識實習基地建于2000年，經過20年野外調查及深入挖掘，已經發展成為吉林大學重要野外實踐教學基地之一，是面向地質學、地理科學、資源勘查工程（固體礦產勘查方向和石油與天然氣勘查方向）、土地資源管理專業建立的專業實習基地，具備完善的實踐教學體系，設有伊通火山群自然保護區旅游地學路線、營城子煤炭資源開發與環境保護路線、西營城河流地質作用與沉積巖路線、松原王府河谷地貌與新構造運動路線、四平山門巖漿巖及變質巖路線、新立城侵入巖與地貌路線、四平石嶺地層構造與風化路線、四平山門銀礦路線、雙陽油氣資源開發路線、吉林市區城市地質教學路線以及豐滿水庫工程地質教學路線等固定實習路線11條，實習內容涵蓋外動力地質作用的風化作用、地面流水地質作用、下坡運動及產物，內動力地質作用的巖漿作用、變質作用、構造運動及產物，固體礦產，油氣資源，城市地質，工程地質，旅游地質，環境地質以及災害地質等諸多方面。

（三）城市地質認識實習的主要內容與作用

城市地質認識實習可增加地學野外實踐教學環節的知識性與趣味性，使學生深刻理解傳統地學與城市規劃相結合的意義，可以解決城市發展的重要實際問題，進而明確學習地質學，不僅可以服務于傳統地學研究領域，也可以在城市地質調查、城市規劃等領域大有作為，增加專業學習信心與動力，提高野外實踐教學成效，完成實踐教學實習內容，培養新興交叉學科人才。城市地質教學實習是吉林大學地質學專業一年級長春周邊認識實習的教學內容之一，主要針對城市地質對城市發展、城鄉規劃影響展開的實踐教學路線的內容安排，目的是使學生深入理解發揮城市地質調查工作的先行性與基礎性作用，為城市防災減災、城市規劃以及城鄉可持續發展提供強有力的基礎與保障。吉林市位于東北長白山區向松嫩平原過渡地帶，中心城市四面環山，三面環水，低山丘陵地貌，自然環境優越。松花江與周圍群山對吉林市城市空間形態的演變過程發揮著重要作用，從實習地點、地質地貌實習資源與素材方面，均是吉林省內城市地質環境影響城市發展教學路線的理想之選。

二、吉林市地質地貌概況

（一）吉林市地理位置

吉林市下轄昌邑區、船營區、龍潭區、豐滿區等4個區、1個縣（永吉縣）、代管4個縣級市（舒蘭市、磐石市、蛟河市、樺甸市），總面積27 120 km2，建成區面積189.04 km2，戶籍人口411.6萬人，城鎮人口218.1萬人，城鎮化率53%。吉林大學地質學專業認識實習在吉林市的教學路線包括市區內部城市地質教學路線、北山花崗巖風化觀察路線、豐滿水庫大壩工程地質教學路線，其中城市地質教學路線位于吉林市區內部，主要包含昌邑區、船營區、龍潭區、豐滿區的沿松花江地區。吉林市區位圖如圖1所示。

（二）吉林市地質環境

吉林市坐落于第二松花江中游河谷盆地內，盆地海拔180～200 m，松花江大斷裂形成于華力西晚期，呈北西-南東向延伸。第二松花江自東南向西北呈倒“S”型流經市區，一級階地相對高度10 m左右，為吉林市建筑主要坐落部位，表層為第四紀沖積物，高階地相對高度20～40 m，多切割成緩坡崗梁狀。階地周圍環繞丘陵和低山，海拔260～1 000 m，北山、龍潭山、長蛇山及小團子山合稱吉林市四大名山。河谷平原沉積了較厚的松散沉積物，厚度一般為6～12 m，地耐力一般為9～29 t/m2，地質基礎比較穩定，吉林市區奧陶系以來各時代的地層均有出露[4]。吉林北山花崗巖中節理和斷層十分發育，產狀多變，并可以見到脈巖充填在斷裂中的現象，除部分是巖漿巖的原生節理外，大部分是構造運動形成的斷裂。

（三）吉林市地貌特征

地貌條件直接影響著城市的分布位置、平面結構和空間布局，地貌類型主要影響各項建設用地的選擇和建筑物的穩定性。吉林市的區域自然地理條件有兩大特點，其一是長白山區與松嫩平原的過渡帶，其二是松花江由山區進入平原的流經點。從整體地貌上看，四周環山，松花江在其中蜿蜒而過，進而沿松花江流向形成南北縱向的河谷平原。松花湖地區自海西運動以后，由于地殼斷裂，大量巖漿上涌，形成大批侵入花崗巖，陸地一直趨于抬高，到第三紀有大量玄武巖噴出，形成準平原。第四紀陸臺逐漸被河水侵蝕切割，上覆一層厚厚的沉積物，組成多為沙礫和黃土狀黏土。地球內外力的完美結合，造成現在的山地和河谷。境內地形起伏較大，相對高差上百米[5]。由于不同時期的大地構造運動，以及江河的侵蝕、剝蝕和堆積形成的流水地貌，地勢由東南向西北逐漸降低，形成中山山區-低山丘陵區-峽谷湖泊區-河谷平原區四大地貌景觀，平均海拔196 m。吉林市區遙感影像如圖2所示。

（四）地質環境對城市發展的影響

地貌、地質、水文和氣候等自然環境條件與城市規劃、城市建設用地的使用有著密切關系[6-7]。地貌條件直接影響著城市的產生、城市形態以及城市功能區布局格局;地面高程及地勢高差，是城市規劃中對城市制高點利用、城市用地豎向規劃、城市地面排水及防洪防澇等方面必須要考慮的因素;地基承載力、地下水以及地震、滑坡、崩塌等城市地質條件還會影響到各項建設用地的選擇以及建筑物的穩定性[8-9]。可見，地質條件和地貌特征是城市規劃設計中不可或缺，必須要考慮的必要因素[10]。

城市內部及周邊的地表水資源，例如江河湖泊等自然水體，不僅是城市居民生產生活所需的重要水源，同時承擔著調節小氣候、稀釋污水、排除雨水等生態功能。但某些地區由于局地水文條件限制，會給城市發展帶來不利影響。因此在進行城市規劃、城市工程選址甚至在城市建設實施過程中，都非常有必要對水體的流量、流速、水位等水情要素資料進行調查分析。

三、城市地質教學內容設計

（一）教學目的

1. 了解吉林市城市空間形態及各功能組圖的空間分布，分析地貌、地質、水文、氣候特征對吉林市城市建設的影響，使學生對城市地質行業有更加全面的理解和認識。

2. 通過野外實習與觀察，理解城市地質與城鄉規劃相結合促進城市（區域）可持續健康發展的意義，培養學生的工程實踐能力和創新能力。

（二）教學路線內容設計

1. 北山頂觀察點——從宏觀上觀察地質地貌條件對城市形成與空間發展格局的影響

在實習過程中，采用講授法與觀察法相結合的教學方法，要求學生站在北山之上鳥瞰吉林市，結合區域遙感影像與城市總體規劃圖，觀察吉林市的地形、市區分布及城市規劃特征，引導學生分析地質、地貌、水文和氣候等自然條件對吉林市城市規劃和建設用地使用的影響，觀察松花江、牛軛湖和階地的分布及其與城市形成發展之間的關系，了解河流側蝕作用及地殼運動與河流地質作用的關系。

300多年以來，吉林市城市發展一直以松花江作為城市中軸，以四周群山作為天然屏障，城市空間發展格局以及整個城市形態演變，均遵循沿江發展的自然展布狀態，既有對歷史的傳承，也是城市功能選擇的必然。城市擴展過程可以分為古城（點）-沿江（帶）-跨江（組團）三個階段[11]。吉林市古城東有龍潭山，西有小白山，南有朱雀山，北有玄天嶺，形成“左青龍，右白虎，前朱雀，后玄武”之勢[4]。古城所在的松花江上游北岸，屬松花江河谷盆地，由于東西均有山體阻隔，基本沒有擴展空間，長時間以來城市發展一直以緩慢地向東側和西南方向發展為主，新中國成立之前松花江和鐵路成為城市空間向外拓展的雙重“門檻”。直至新中國成立后城市順利實現跨江發展，新建的哈達灣工業區和江北工業區位于松花江下游河谷平原的東西兩岸，至此沿江狹長城市的空間形態得以形成，吉林市城市空間發展格局發生重大轉變。松花江兩岸成為城市景觀、生態和文化建設的重點地帶。

2. 松花江邊——從中觀上考察階地及兩側丘陵地質條件對城市功能區影響

教師帶領學生沿松花江邊步行，采取實地考察法與講授法相結合的教學方法。考察過程中教師結合沿途所見展開講解，學生結合實地所見質疑問難，深入理解地質地貌等自然要素與城市特色景觀之間的密切關系，要求學生細心觀察、做好記錄，考察結束后根據教師講解和實地考察過程，寫出總結報告，將感性認識升華為理性知識。

吉林市城市功能組團分布模式，與人類活動對松花江的利用與感知程度密切相關，現已形成南部文化科技區，中部生活、商業區，北部工業區的整體布局。三個功能組團均發育在沿松花江狹長的一級階地上，周圍丘陵和山地成為城市向外圍擴展的屏障[12]。其中，江北地區主要布局工業;中部地塊相對較大，由南北狹長的長方形和一個扇環形組成，起到了承接江南、江北兩岸，并構筑整體城市形態的重要作用，是城市發展中心，容納著居住、商業、服務業、城市公共空間等活動用地，是混合型城市功能區;江南地塊主要布局科技、文化、會展等朝陽產業，對松花江的自然景觀、公共開放空間、城市綠地等方面有強烈要求，并且對城市生態環境影響較弱[12]。

3. 江北工業區——微觀尺度理解工業區選址的影響因素與限制條件

實習過程中，結合吉林市遙感影像與城市總體規劃圖，教師可采用講授法與討論法相結合的教學方法，與學生就城市工業區選擇必須要考慮的因素展開討論，學生以小組為單位，各抒己見，不僅可以激發學生的學習興趣，還能深入理解吉林市江北工業區選址的必然性。

作為北方重要的化工城市，如何布局城市工業用地對吉林市城市發展尤為重要。可以說，吉林市空間形態布局的跨江發展主要問題集中在工業用地的選擇和分布上。選擇江北地區布局工業，從吉林市所處自然地理環境而言，存在著一定的必然性。首先，從生態系統與環境保護角度，江北處于松花江區段的下游，同時也處于吉林市主導風向的下風向，江北地區是吉林市跨江發展工業的首選用地;其次，從松花江穿越市區形成的地塊形態來看，江北地勢相對平坦，而且存在大規模可供工業開發的城市用地;最后，化工產業發展需要充足的水源保證，生產污水亦需有合適的排放渠道，化工產業選址不能遠離松花江。因此，位于松花江下游的江北地塊，是吉林市工業區位的理想選擇[13-14]。吉林市總體規劃圖如圖3所示。

四、結束語

野外地質實習與考察是高校地學專業人才培養過程中不可缺少的重要組成部分，作為課堂教學的延續，是培養學生科學世界觀、人生觀、價值觀的重要渠道，可以讓學生掌握地學基本理論與研究方法，也是進一步豐富大學生知識領域、激發學生學習興趣的重要手段。吉林市是北方山水城市的典型代表，城市形成發展過程、城市空間結構、城市功能組團、城市工業區位選址均受到地質環境條件的限制或影響，加上周邊松花江河谷地貌、豐滿大壩水利工程選址等，是理想的地質學教學路線。具體到吉林市城市地質與城市發展的教學路線，要達到的教學目標包括：認識吉林市的地質概況與城市發展歷史;深入理解地質地貌環境因素對城市形成發展的影響，體會自然要素與城市特色景觀之間的密切關系;掌握城市工業區選址的影響因素與限制條件。在實習過程中，帶班老師可以根據專業和年級對實習內容進行補充或調整。

參考文獻：

[1]汪利民.基于勘查技術與工程（勘查地球物理方向）專業特色的野外基礎地質實踐教學方法探討[J].教育教學論壇，2020（12）：237-240.

[2]邱昆峰，王根厚，張宏睿，等.地質學專業本科生研究型野外實習教學[J].中國地質教育，2020，29（2）：79-82.

[3]于福生，周子勇，梁婷，等.北京周邊地區基礎地質認識實習基地教學資源評述[J].教育教學論壇，2019（47）：25-26.

[4]齊佳偉.吉林市城區地質災害綜合評價與分區研究[D].長春：吉林大學，2017.

[5]王義強，單玄龍.地學認識實習指南[M].長春：吉林科學技術出版社，2015.

[6]洪艷.自然河流對提升城市景觀功能的價值研究——以吉林市松花江為例[D].北京：北京林業大學，2008.

[7]化建新，張蘇民，黃潤秋，等.城市環境與地質問題研究現狀與發展[J].工程地質學報，2006（6）：739-742.

[8]韓文峰，宋暢.我國城市化中的城市地質環境與城市地質作用探討[J].天津城市建設學院學報，2001（1）：1-5.

[9]劉飛，萬力，胡伏生.城市環境地質學[M].北京：知識產權出版社，2011.

[10]吳志強，李德華.城市規劃原理[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[11]李大偉.吉林市近現代城市形態演變研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[12]于洋.吉林市城市空間形態依江演變與未來發展研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[13]夏朝旭.吉林城市空間發展演變研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2012.

[14]吉林市城市總體規劃（2011-2020）[Z].吉林市人民政府，2015.