自然地理学野外实习课程建设的探索与实践

作者: 丁圆婷 韩奇 韩瑞梅

自然地理学野外实习课程建设的探索与实践0

[摘 要]自然地理学野外实习实践教学是自然地理学教学的关键环节,也是地理学专业人才培养的重要手段。海南岛拥有丰富的自然资源和独特的热带景观,是开展自然地理学野外实习的理想场所。文章以海南岛西线为例,介绍了自然地理学野外实习的路线和实习内容,讨论其存在的问题并提出建议,为相关专业在海南岛开展自然地理学野外实习提供参考。

[关键词]自然地理学;野外实习;实践教学;海南岛

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)19-0029-06

自然地理学是研究地球表层系统中自然环境的学科,其以气候、土壤、水文、地貌、生物等自然要素的空间分布特征、演变过程与地域分异规律为研究对象,是地理学相关专业的核心专业基础课,也是生态学、环境科学等相关学科的学科基础[1]。自然地理学的教学内容涉及复杂多变的地理现象及过程,特别是人类活动影响下的环境变化,其成因与演化过程变化万千,采用单纯的课堂教学无法直观地演示和说明复杂的自然地理环境与地表要素分布特征,从而影响教学效果[2]。自然地理学野外实习课程是课堂理论教学的补充与延伸,学生通过在野外实地观察调研,能够进一步理解和运用专业理论知识,提高解决实际问题的能力、野外工作技能和地理学专业素养。因此,开展野外实习教学是自然地理学教学的关键环节,也是地理学专业人才培养的重要手段。

为了提高野外实习教学质量,国内部分高校对地理学野外实习教学内容与模式进行了研究,探索出多条基于不同地域特色的实习路线。南京大学早在20世纪50年代就率先在庐山地区建立了自然地理实习基地,此举在全国高校地理学野外实践中具有重要的示范作用[3-4]。西南地区的高校则联合举办地理学野外实习,对黄土高原、四川盆地、藏东高原、云南高原等地的自然景观进行实地考察,旨在探索并开发具有地域特色的全国地理学联合实践教学实习线路和资源。西藏大学则将学科特点与青藏高原自然地理特色相结合,开拓了以拉萨为起点的系列野外实习路线[5]。新疆大学则因地制宜,围绕新疆的自然环境制定了实习路线,并开设了综合野外实习课程[2]。

海南岛属于热带海岛,拥有丰富的自然资源和独特的热带景观,是开展自然地理学野外实习的理想场所。经过多年的实践与探索,海南师范大学地理与环境科学学院形成了以热带海岛地质地貌、植物和土壤、水文、气候等观测为特色的自然地理学野外实习课程,并探索出围绕海南岛典型自然环境特征的自然地理学野外实习路线。为进一步提高自然地理学野外实习课程的教学水平和学生的实践能力,本文基于海南岛西线(海口—儋州—昌江—东方)自然地理学实习情况,总结了海南师范大学近年来自然地理学野外实习课程建设的教学目标、路线和内容等,并分析存在的问题,提出相关改革措施和建议。

一、自然地理学野外实习教学目标

自然地理学野外实习在地理学专业人才培养中具有重要作用,是专业建设的重要抓手。学生通过野外实习,能够将课堂所学的理论知识应用于实际场景,在理论结合实践的过程中深入地理解专业知识。此外,可以提高学生观察、测量、采样、独立工作和动手的能力,帮助学生掌握常用的自然地理学实地调查方法及相关实践技能,培养学生地理学综合思维和科学素养。基于海南师范大学地理学专业人才培养目标,项目组结合课程教学内容和海南岛的地域特征,特制定以下自然地理学野外实习教学目标:

(一)知识目标

通过野外实习,使学生了解海南岛西部地区的地质地貌、植被和土壤、气候、水文特征及其类型与分布规律;通过观察区域内各自然地理要素的相互作用机制、过程和发展规律,使学生认识到各要素并非相互孤立,而是相互影响、相互制约,构成一个统一的整体;通过观察各要素在不同区域、不同实习点的特征,引导学生分析其形成原因及演化规律。

(二)能力目标

通过野外实习,使学生掌握自然地理学常用的野外调查和研究的基本方法与手段,包括资料的搜集与整理,野外观测与记录,标本与样品的采集、制作、保存和鉴定,数据的综合分析等技能;能够熟练运用地形测量、气象和水文观测、土壤采样分析等相关仪器和技术;培养学生观察、分析和概括的科学思维以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。

(三)情感目标

通过实地调研,使学生更好地与自然环境建立情感联系,树立人与自然和谐共处的可持续发展观;通过小组协作完成任务,培养学生的人际交往能力、团队合作意识以及克服困难的信心;通过对地理现象的探索,激发学生的好奇心和求知欲,进一步培养学生对自然地理学的兴趣和热情。

二、海南岛西线自然地理学野外实习路线设计

(一)实习区域自然地理概况

海南岛西线自然地理学实习路线在行政区划上涵盖海口市、儋州市、昌江县、东方市,地貌类型主要为台地和平原,按地貌成因划分有熔岩台地、阶地平原、花岗岩丘陵台地和花岗岩山地丘陵等[6]。气候类型主要为热带季风海洋性气候,年平均气温22.5℃~25.6℃,年降水量约1300~1800毫米,水热条件优越,植被类型丰富,有热带季雨林、热带雨林、红树林等热带及热带岛屿植被分布。水系自海岛中央向四周呈辐射状分布,实习区内主要河流有南渡江、昌化江和珠碧江等。

(二)实习路线设计及实习点选择原则

自然地理学野外实习点的选择直接影响实习目标的达成。基于自然地理学教学大纲,野外实习的路线设计要紧密结合课堂教学内容,涵盖各地理要素的典型地段、现象和剖面的观测,能够较好地阐释要素之间的相互关系与作用机制。海南岛西线实习路线设计综合多个自然地理要素,学生要对地质地貌、土壤和生物、气候、水文等要素进行详细调研,通过观测、分析、取样、对比等方式,了解海南岛西部地区乃至整个海南岛的自然地理环境的特征、发展及演变过程,如图1所示。

(三)实习路线具体安排

结合自然地理学野外实习教学目标与实习地点的自然条件,海南师范大学海南岛西线自然地理学野外实习路线与内容的具体安排如表1所示 。

三、海南岛西线自然地理学野外实习的主要内容

(一)地质地貌实习

1. 雷琼海口火山群世界地质公园

雷琼海口火山群世界地质公园位于海口市西南部,是海南岛新构造运动迹象发育最集中的地区,为40座火山构成的第四纪火山群。多期次的火山喷发形成了典型的火山—玄武岩丘陵地貌,并保存了典型的玄武岩绳状构造、流纹构造、玄武岩柱状节理等地质特征。实习内容包括:认识火山地貌的典型特征,了解雷琼火山群的形成过程和地质作用;观察玄武岩的成分、结构和构造特征,分析绳状构造、流纹构造、玄武岩柱状节理的形成原因及其地质意义。

2. 峨蔓火山海岸

峨蔓火山海岸位于儋州市峨蔓镇西海岸,为第四纪玄武岩火山海岸地质遗迹,地质类型丰富,包括火山地貌、海岸地貌和水体地貌等[7]。在海岸、潮间带分布多个时期的火山喷发和熔岩流入海景观以及海蚀拱桥、海蚀柱、海蚀穴、海蚀崖、海蚀平台等典型海岸侵蚀地貌。实习内容包括:观察火山海岸地貌,分析峨蔓火山群形成的地质背景;描绘海岸侵蚀地貌的典型特征,分析龙门激浪景观的形成机理;探讨如何合理地开发和保护地质遗迹资源。

3. 石花水洞

石花水洞位于儋州市八一总场,由地上石林、地下溶洞和地下河等景观组成,发育有我国乃至世界罕见的卷曲石、文石花、单晶方解石石花,为典型的喀斯特地貌。实习内容包括:观察地表喀斯特和地下喀斯特地貌特征,分析喀斯特作用及其喀斯特地貌的形成过程,理解喀斯特水的分层;观察石花的形态特征,阐释其形成机理。

4. 棋子湾

棋子湾位于昌江县古昌化城的北部,分布有花岗岩基岩海岸、砾石滩和砂质海滩。花岗岩海岸垂直节理发育,形似棋盘,基岩之间分布着砾石滩,砾石大小不一,磨圆度高,形似棋子。砂质海滩沙质细软,周边还发育着沙丘、沙坝等地貌。实习内容包括:观察不同类型海岸地貌特征,分析砾石滩和砂质海滩沉积物的特性;观察花岗岩的矿物成分、结构和构造等特征,分析花岗岩发育的节理并测其产状;了解棋子湾土地荒漠化治理措施与成效,讨论人类活动对生态环境的影响。

(二)植被土壤实习

1. 东寨港国家自然保护区

东寨港国家自然保护区位于海口市美兰区东北部,是我国现存最典型、红树植物种类最多的红树林分布区之一,分布有红树植物20科36种,主要有海桑、海莲、红海榄、秋茄等种类[8]。实习内容包括:观察东寨港红树林植物种类组成、生境和分布特点;对红树植物的根、茎、叶、花、果实等器官的形态特征进行观察和描述;采集与分析人工种植红树林和天然红树林地的土壤样品,了解红树林土壤的理化性质;了解红树林在净化海水、防风消浪、固碳储碳、维护生物多样性等方面的重要作用。

2. 海南热带植物园(儋州园区)

海南热带植物园(儋州园区)位于儋州市西郊,是我国重要的热带作物物种基因库和科研基地,园内有来自40多个国家的2600多种热带、亚热带植物,包括水生植物、香料植物、药用植物、经济林木、热带果树、观赏植物等。实习内容包括:观察和识别不同种类的热带植物,了解其形态特征、用途和价值;了解海南主要植物类型的基本特征及一些代表种类;学习植物样方调查的基本方法和过程,了解植物标本的采集和制作方法;探讨热带地区农业的可持续发展模式。

3. 霸王岭国家森林公园

霸王岭国家森林公园位于昌江东南部,为大陆性岛屿型热带雨林,是我国热带生物多样性和遗传资源的宝库。林区内野生动植物资源丰富,有保存完好的热带雨林、濒危动物海南长臂猿等。林区地形复杂,主要以山地为主,土壤以花岗岩、砂岩为母质发育而成的砖红壤为代表类型,随海拔的增加逐渐过渡为山地红壤、山地黄壤和山地草甸土[9]。实习内容包括:了解霸王岭地区的地理环境特征;观察热带雨林中的不同植物和动物物种,探索热带雨林中物种的相互作用和生物多样性的维持机制;观察山地红壤典型土壤剖面,分析其形成条件和土壤属性。

(三)水文实习

1. 昌化江中下游至入海口处

昌化江是海南岛第二大河流,源头位于五指山山脉北麓,流经琼中、通什、乐东、东方、昌江等市县,最终于昌化港口流入北部湾。根据西线实习路线安排,主要组织学生观察昌江县和东方市境内昌化江中下游岸段及入海口处。实习内容包括:观察中下游区域河流地貌的主要特征,分析河漫滩的二元结构;了解昌化江中下游岸段的水文特征;观察昌化江河口区的地貌及水文特征,分析河口区的河流作用和海洋作用特点;了解昌化江流域的水污染现状与治理措施。

2. 大广坝水库

大广坝水库位于昌化江中游东方市境内,水库湖面面积约100平方公里,是海南西部地区重要的水源,是承担发电、农业灌溉、供水任务的综合利用水库。实习内容包括:观察大广坝水库周边的地貌特征,分析其地貌基本类型及成因;观察水工建筑的外观、规模及结构,了解其工作原理;掌握水位基站的水文观测作用及相关水文数据情况;讨论水坝建设带来的效益及存在的问题。

(四)气候实习

气候实习主要是培养学生对气候和气象数据资料收集与分析的能力。通过气候气象调查,引导学生掌握野外气候各要素值的观测和采集方法,熟悉各种观测仪器的使用,能正确地分析实习区域气候、局部环境变化下的小气候特征,理解气候要素与其他要素之间的相互关系,加深对专业知识的理解。因此,在本路线中,结合其他要素实习内容,项目组选择在棋子湾和霸王岭国家森林公园两处实习点进行气候观测实习。在棋子湾,在防护林前的近海岸处与防护林后的停车场区分别设置观测点,通过观测空气湿度、温度、气压、风速和风向等要素,对两组数据进行对照,分析防护林对局部气候的调节作用。而在霸王岭森林公园,则在林内外和不同林型、不同结构的森林群落中设立观测点,通过对比观测,分析森林群落对局地气候的影响,引导学生了解热带雨林的气候特征,并探讨热带雨林与气候条件的相互作用。