一、地质-生态理论认识和体系的形成
国际上现阶段地质-生态学研究与环境地质研究有相当程度上的相似性,但已经逐步体现出其研究特色,并有逐渐强化地质生态研究的发展趋势。但到目前为止相关研究成果还不够丰富,还不能认为系统的地质生态学作为独立学科已经建立。许多理论问题和应用技术方法尚不够完善。由于社会需要的推动,地质-生态学作为新兴的交叉学科发展方向,正在逐步成为研究热点和活跃点,但其内涵和研究范畴还没有形成广泛共识,地质生态指示性指标的研究、多目标的评价技术方法、地质生态设计与治理系统工程技术等许多方面需要进一步研究。
虽然地质-生态学作为一门独立存在的学科尚未成立,但作为一种学科交叉现象具有很大的发展空间,将来能否产生独立的地质生态学科,取决于能不能取得合理的、有广泛认可的学科定位。但无论形成独立学科,还是保持学科交叉的混合特色,都需要就其理论基础、研究范畴取得一定的共识,否则又会出现如同环境地质学形成后的“广义”概念与“狭义”概念的争论,难以在学科认同上统一。因此,需要对地质-生态理论认识和学科体系进行研究和讨论。
卢耀如先生将地质-生态环境的研究方向根据目的的不同分成如下几个方向:
综合性研究方向:该方向主要研究地质-生态环境的演变,需要在探索自然界存在的有利与不利这两方面的条件与因素的基础上,密切结合人类活动影响与工程效应,而加以综合的研究,这是研究地质-生态环境的最基本的准则与最重要的研究方向。
全球性的研究方向:地质-生态环境问题涉及到地球的自然演化、各种灾害的发生与发展,以及人类活动对环境的效应,这样,就需全球性的研究方向。
宇宙性的研究方向:对地球这一生态系统的演化与起源还不很了解,所以应用现代科学技术以研究宇宙中星球,特别是太阳系的起源和演化,这对探索和研究地球自身的形成与演化,也是非常主要的研究途径。
石建省认为,地质-生态学的系统发展应考虑在如下几个方面推进:基础地质-生态学理论研究、区域地质-生态学与比较地质-生态学研究、实验地质-生态学研究、专门地质-生态学(脆弱带地质-生态学、农业地质-生态学、城市地质-生态学等)研究、地质-生态经济与规划研究、地质-生态系统控制研究与工程实践。
二、地质环境-生态系统相互关系研究和剖析
水-土-生态三大要素(三个子系统)的存在形式、利用现状、形成演化规律、要素之间的相互作用以及对人类社会经济发展的制约和影响是地质-生态研究的主要对象。但目前对地质要素的生态意义和生态保护的地质依据都缺乏系统和科学的认识。地质环境-生态系统的相互作用应是地质-生态学研究的重要内容。
以地下水为例,以往的水文地质研究主要揭示地下水的来源、运移演化规律,地质-生态学研究则要探讨水对生态系统的控制,即“生态水位”的问题。“生态水位”是维持区域生态系统稳定所需的地下水位区间,高于这个水位区间上限临界值,地表土壤就会发生盐渍化,低于这个水位区间下限临界值,就很容易触发沙漠化。但这一水位区间又是一个复杂要素集合的函数,同时是一个时空动态变化的函数,它受到地质结构、地貌单元、气候条件、土壤类型、种植结构、植物种群特性、人为影响程度等的影响,需要进行系统相应分析。
三、地质一生态指标体系研究
脆弱性判别的实施是建立在利用科学的指标体系对脆弱地质生态环境进行结构表述的基础上的。指标体系选取指标的原则是以最少指标达到完整描述系统特征的目的,既要谋求科学性原则、完备性原则和独立性原则,大致需要如图10-3的步骤。
图10-3地质-生态指标体系的选取过程
地质-生态指示性指标体系的筛选是进行地质-生态分析的基础和关键,也是目前研究较少,需要予以重视的主要方面。国外曾经组织过国际间合作计划,集中探讨了为多目标可持续发展服务的“地质指示指标”筛选问题,并认真分析了这一问题的复杂性和深入研究的必要性,在他们的初步成果中,提出如下地质指示指标:珊瑚化学和生长方式、沙漠表面结皮和裂缝、沙丘的形成和再活动、尘暴的规模/延时和发生频率、地表冻融作用、冰川波动、地下水水质、非饱和带地下水化学、地下水位、岩溶作用、湖泊水位和盐度、相对海平面、堆积物层序和成分、地震、海岸线位置、边坡失稳(滑坡)、土壤和堆积物侵蚀、土壤质量、溪流、水流、通道形态、水流堆积的存储和运载、地下温度体系、表层转运、地表水水质、火山活动、湿地的扩张/结构和水文学、风力侵蚀,并且认为一些其他指标也应考虑在内,如:地磁场及其他地球物理参数、岩石应力状态、岩石风化、岩石-微生物相互作用、土壤/粘土膨胀、地表过火、湖泊/海洋堆积物的放气作用、非可再生资源指标等。这些成果的研究思路值得借鉴,但它的目的和对象与本文所要讨论的并不一致,尚需进一步研究总结。
四、尺度问题和时空演化研究(古地质-生态学研究)
由于地质-生态系统的复杂动态特征,在研究中必须注意其尺度效应,重视时空演化分析,加强对古地质-生态特征的研究,用地质历史演化的眼光看待我们目前的地质-生态状况。
1.尺度效应问题
自然过程和人为作用,都是在一定的空间和时间尺度内发生的,在不同的尺度上,其表现和描述的特征具有明显差异,描述其特征的指标也不一定一致。所以必须注意尺度问题。在上述分析中(见表10-1),曾论述过在不同区域尺度上控制地质-生态脆弱性的主导要素的不同,如在大的区域范围内,主导要素是大地构造单元,而在局部区域范围内,主导因素可能是气候条件和地貌单元等。同样,由于几十年来地质-生态环境的巨大变化,其时间尺度的对比也应高度重视,把不同年代的资料混合起来作为现状分析是不科学的。
2.时空演化研究方法
动态复杂系统的研究,要立足于几个基本观点:系统的观点,综合的观点,信息的观点。采取如下策略:
“以静表动”:抓住时空演变中有限个特征时期的静态状态,达到系统描述其动态特征的目的;
“由点到面”:突出深入研究空间中具有典型意义和带动作用的若干个点上的特征,来刻划面上的轮廓和规律;
“将古论今”:通过系统研究地质时期的地质-生态演化,认识当前所处演化阶段,推测其自然发展趋势,结合人为影响的强度,预测系统的变化趋势;
“时空融合”:将时间上的认识和空间上的认识集合起来,利用现代信息处理技术,进行时空总和分析和建模研究。
主导研究方法包括:实验、监测、调查与3S技术相结合。
3.古地质-生态分析的重要性
“将古论今”是地质-生态研究的重要手段。由于我们所处的自然环境是地质演化过程的阶段性表现,其今后发展趋势必然首先受制于地质演化规律,我们对现今地质-生态系统的认识也是非常零散的,很难形成时间序列,从而建立演化规律的认识。因此,开展古地质-生态研究显得格外重要。
五、脆弱带地质-生态系统研究
对地质-生态环境的认识是复杂的系统科学问题,涉及具有动态结构的多维信息体,尤其是脆弱地质生态环境的敏感性特征,决定了需要对多因素关系及其易变性进行研究,这种多因素关系构成“链式”结构,一种因素的变化可以触发相关联的其他因素发生变化,并且具有明显的临界值。认识地质生态环境的复杂性、“链状”关联结构是对其特征进行表述的重要前提。
确定描述这些内容的指标体系、分类标准、参数获取方法和精度控制要求是重要的前期工作,需要专门开展研究。赵跃龙认为,脆弱生态环境的成因,包括自然因素和人为因素两个方面,自然因素又分为地质脆弱因子、地貌脆弱因子、气候脆弱因子、水文脆弱因子,人为因素主要是不合理开发利用资源和环境产生的影响。但这些因素的脆弱表现和具体指标,特别是地质脆弱因子的表述研究的还十分不足。
对脆弱地质-生态环境进行评价的关键是脆弱性判别。这种判别体现在不同空间和时间尺度上,服务于不同的目的。单指标脆弱性判别一般适用于小的空间尺度和比较具体的服务目标,而综合脆弱性判别主要适用于较大空间尺度和多目标综合需要的判别,如脆弱地质生态环境对区域经济发展综合影响程度的判别。
六、地质-生态系统评价方法模型
1.地质-生态系统研究步骤
从研究阶段和程序上看,地质-生态系统研究的步骤见表10-2。
表10-2地质-生态工作划分与工作方法
2.地质-生态研究的方法体系
在地质-生态研究中,除了需要把3S技术与传统工作方法有机结合,大规模采用野外原位测试快速取得信息等技术支撑条件外,在多源信息综合评价过程中需要采用许多数学计算方法,通过这些计算方法及其组合应用,对地质生态类型做出量化判别,对地质生态状况做出综合评价。这些方法主要包括:
(1)加权综合指数法。根据实测值和评价标准求取分指数,然后由分指数计算总指数。计算综合指数的方法有叠加法、均方根法、权重法等。
(2)模糊综合评判。利用地质生态环境质量分级中间过渡的模糊性,按不同分级标准通过建立隶属函数在闭区间[0,1]内连续取值来进行评价。
主要步骤有:对单项指标分别建立隶属函数,求出隶属度;建立模糊关系矩阵;计算各因子的权重;进行模糊聚类,综合评判,取聚类系数最大者为该评价点所属级别。
(3)灰色系统分析。基于地质生态环境系统的灰色性,考虑多因子的综合影响,利用灰色系统理论进行因子之间的灰色关联分析、灰色聚类(等斜率法、倍斜率法)、灰色预测、灰色控制等操作。
(4)层次分析(AHP)。AHP是一种系统工程方法,它根据各类指标及各类指标诸因子在环境中的相对重要性,经过层次结构、构造判断矩阵、层次单排序、层次总排序、一致性检验等步骤,分别算出指标之间的相对重要性,以此作为“权”。
(5)有限元与有限差分。进行参数场模拟和环境稳定性分析,在参数比较充分的情况下可以使用有限元等数值法。通过分析调研、模型抽取、模型建立、模型计算与检验等步骤进行分析应用。
(6)神经网络模型。可以应用误差反向传播人工神经网络模型(B-P网络)。它包括有多个节点的输入层(多要素)、多个节点的中间层(相互关联)、一个或几个节点的输出层组成。利用该模型解决地质生态环境评价分析中的模式识别和系统辨识问题。人工神经网络理论通过对代表性样本的学习自学习、自适应,掌握事物的本质特征,易于作出客观、正确的判断。B-P网络的学习过程就是一个网络权系数的自适应、自调整过程,通过反复训练后,网络具有对学习样本的记忆、联想的能力。
(7)分形计算。地质生态环境系统中的一些分析对象,可能具有自相似性几何特征,而且这种自相似性可以用分数维(D)来表示。
(8)多元统计分析。统计分析是常用、成熟的计算机数值处理方法,考虑到本系统对统计分析的要求,将在系统开发中融入必要的数据处理和回归分析功能,如一元线性回归分析、多元线性回归分析、逐步回归分析、平滑与拟合、主成分分析、排序等。
(9)人工智能与可信度分析。地质生态环境系统的不确定性决定了在分析过程中需要一定的非确定性专家知识的支持,需要以决策支持系统的思路,通过人机对话方式进行智能处理。一些模型运算结果或中间处理过程需要进行可信度分析。
3.综合地质-生态模型分析体系
(1)农业地质-生态适宜性分析模型。农业是我国最重要的基础产业,随着人口增长,经济发展,国家对农业的发展越来越重视。农业地质生态作为地质生态环境研究的重要方面,主要研究农业生态与地质环境的相互关系,研究开发农业地质资源及其利用、改造和调控的措施,研究农业地质生态环境污染与防治、农业地质灾害防治及农业地质环境区划等问题。
作为农业地质-生态分析的辅助分析工具,本模型应提供一系列分析方法,使用户能够对所研究的区域农业环境问题的各种影响因素进行分析,尤其是对表层地质结构、岩土元素地球化学、生物、水文地质特征等与农业生产的关系进行系统分析,取得对控制性因子的认识。然后选择综合评价方法,进行农业地质生态适宜性综合评价,生成适宜性分区图。
(2)地质-生态质量综合评价模型。地质-生态质量综合评价是一个复杂的分析过程,由于地质生态环境系统的复杂特点,难以用一种统一的方法和规范的计算过程进行评价。从实际需要的灵活性出发,这方面的模型分析采取优化组织的方法集合方式,通过与信息系统数据库和图形库的紧密连接,以人机对话方式由用户选择模型运行机制、计算方法、参数提供方式、结果输出方式与流向等,进行模型实际运作。
(3)区域地质-生态环境承载力分析研究。区域地质-生态承载力表征模型与求解;区域地质-生态承载力综合评估;区域地质-生态承载力饱和度;区域地质-生态综合敏感度与触发因素分析。
(4)土地质量退化与侵蚀控制分析模型。
Wenwu Zhao*, Bojie Fu, Yang Qiu. An Upscaling Method for Cover-Management Factor and Its Application in the Loess Plateau of China. International Journal of Environmental Research and Public HealthQiang Feng, Wenwu Zhao*, Yang Qiu, Mingyue Zhao,Lina Zhong. Spatial Heterogeneity of Soil Moisture and the Scale Variability of Its Influencing Factors: A Case Study in the Loess Plateau of China. WaterHailiang Xu, Wenwu Zhao*, Yinhui Zhang, Mingyue Zhao, Xiaoyan Liu. Price Differential Characteristics among Major World Grain Products from 1961 to 2009. Journal of Agricultural Science and Applications.房学宁,赵文武*. 生态系统服务研究进展. 生态学报钟莉娜,赵文武*. 2013年European Geosciences Union国际会议述评. 生态学报刘源鑫,赵文武*. 未来地球⁃全球可持续性研究计划. 生态学报杨德伟,赵文武,吕一河. 景观生态学研究:传统领域的坚守与新兴领域的探索. 生态学报徐海燕,赵文武*,赵明月,丁喜莲,王强. 陕西省安塞县生态退耕后农村经济转型及路径选择. 水土保持通报钟莉娜,赵文武*. 基于NDVI的黄土高原植被覆盖变化特征与空间自相关关系分析. 中国水土保持科学.胡莹洁,赵文武,徐海亮. 国际土地争夺发展现状与影响因素分析.世界地理研究. 2013,4安艺明,赵文武*,姜广辉,霍荟阁,靳婷 . 基于MapGIS地价系统的城镇土地定级研究——以德州市城区商服用地定级为例. 中国农学通报 W. W. Zhao, B. J. Fu*, L. D. Chen. A comparison of the soil loss evaluation index and the C-factor of RUSLE: a case study in the Loess Plateau of China. Hydrology and Earth System SciencesYiming An, Wenwu Zhao*, Yinhui Zhang. Accuracy assessments of the GLOBCOVER2008 land cover dataset using statistical inventories and FLUXNET site data at global scale. Acta Ecologica Sinica.赵文武. 世界主要国家耕地动态变化及其影响因素分析. 生态学报陈利顶,赵文武,王计平. 土地利用、水土流失及其尺度效应. 见陈利顶,吕昌河等著,黄土丘陵沟壑区土地利用与水土流失的尺度效应研究. 北京:科学出版社安艺明,赵文武*. 全球气候变化下的粮食安全研究. 生态学报徐海亮,赵文武*,安艺明. 1961-2009年国际粮食价格时间变化特征分析. 世界地理研究解纯营,赵文武*,徐海亮,安艺明. 世界食物消费变化和经济发展关系分析. 世界农业赵明月,赵文武*,安艺明,靳婷. 青海湖流域土壤侵蚀敏感性评价. 中国水土保持科学赵明月,赵文武*,靳婷,安艺明,徐海亮. 青海湖流域土地沙漠化敏感性评价.中国农学通报靳婷,赵文武*,赵明月,徐海燕.黄土丘陵区缓坡地不同土地利用方式的产流效应.中国水土保持科学,靳婷,赵文武*,赵明月,徐海燕.坡面尺度土地利用空间配置的产沙效应—以陕北黄土丘陵沟壑区为例.中国农学通报赵文武. 研究型教学模式设计——以土地资源管理课程为例. 教育技术期刊 Bojie Fu, Dong Niu, Yihe Lu, Guohua Liu, Wenwu Zhao. Land degradation and ecological restoration in China. Francisco A. Comin. Ecological Restoration: A Global Challenge; Cambridge UniversityYinhui Zhang, Yi Luo, Wenwu Zhao*. Land use dynamics and landscape change pattern in Hetao irrigation district, Inner Mongolia, China. Sixth International Symposium on Digital Earth.赵文武. 土地利用研究的国际比较. 地球环境学报赵文武,朱婧. 我国景观格局演变尺度效应研究进展. 中国人口.资源与环境徐海燕,赵文武*,解纯营,靳婷. 组件式GIS技术构建的多尺度土壤侵蚀评价模块. 水土保持研究 Zhao Wenwu, Xu Haiyan, Jiang Guanghui, Zhang Yinhui. Land resources and sustainable utilization in China. PIAGENG2009. Remote Sensing and Geoscience for Agricultural Engineering. Proceedings of SPIEZhao Wenwu, Xu Haiyan, Zhang Yinhui, Xie Chunying. Analysis on the rural house reconstruction agreement in the earthquake disaster rural areas. PIAGENG2009. Remote Sensing and Geoscience for Agricultural Engineering. Proceedings of SPIE VolZhao Wenwu,Zhang Yinhui. Effects of land use pattern change on soil loss at catchment scale: a case study in Loess Plateau of China based on GIS and SEDEM. 2009 1st International Conference on Information Science and Engineering, ICISE 2009Zhao Wenwu,Zhang Yinhui. GIS-based application of erosion management tool at Loess Plateau of China. 2009 1st International Conference on Information Science and Engineering, ICISE 2009程琳琳,赵文武*,张银辉,徐海燕.集水区尺度降雨侵蚀力空间分布对土壤流失的影响.农业工程学报.徐海燕,赵文武*,朱恒峰,朱婧.黄土丘陵沟壑区坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征.中国水土保持科学赵文武,徐海燕.灾区农村恢复重建面临的问题与对策.中国国土经济学会.全国经济地理研究与微区位前沿学术研讨会赵文武,刘敏,徐霖,李红梅.新时期大学生思想政治状况调查.见刘川生主编.高校基层党建工作创新研究(第2卷).北京:北京师范大学出版社张正峰,杨红,赵文武.全国城镇土地等别调整更新研究.中国土地科学徐海燕,聂宜民,赵文武,陈永智.寿光市土壤养分特性及空间变异性分析.农业现代化研究 . Li, . Zhao , . Song, W. Wang, . Zhang. Rainfall harvesting on slopes using contour furrows with plastic-covered transverse ridges for growing Caragana korshinskii in the semiarid region of China. Agricultural Water Management. 2008,95:529-544.De Wang, Bojie Fu, Wenwu Zhao,Huifeng Hu, Yafeng Wang . Multifractal characteristics of soil particle size distribution under different land-use types on the Loess Plateau, China . Catena. 2008, 72:29–36 .Liding CHEN, Bojie FU, Wenwu ZHAO. Source-sink landscape theory and its ecological significance. Front. Biol赵文武,徐海燕,解纯营.黄土丘陵沟壑区流域尺度降雨侵蚀力估算.农业工程学报朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.水土保持地区人类活动对汛期径流影响的估算.水科学进展赵文武,傅伯杰,郭旭东.多尺度土壤侵蚀评价指数的技术与方法.地理科学进展赵文武,徐海燕,朱 婧.对灾区土地利用总体规划的几点建议.见:汶川地震社会管理政策研究.北京:科学出版社赵文武,刘学敏,李晓兵,宫阿都.对高校兼职辅导员工作的几点认识与想法.见刘川生,郑萼主编.新时期高校辅导员工作理论与实践.北京:北京出版社东野光亮,赵文武.中国土壤地质学研究进展与展望.土壤学报朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.延河流域输沙时变过程的显著干扰点分析.人民黄河朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.延河流域土地利用格局时空变化与驱动因子分析.干旱区资源与环境.徐海燕,赵文武*,刘国彬,朱恒峰,朱婧,解纯营.黄土丘陵沟壑区坡面尺度土地利用格局变化对径流的影响.水土保持通报徐海燕,赵文武,朱婧.灾后重建中土地利用政策合理运用的思考.农村经济.朱婧,赵文武*,徐海燕.黄土丘陵沟壑区径流、输沙相关性的尺度效应分析.水土保持研究李洁,赵文武,荆瑛,徐培玮.“城中村”改造与城市土地集约利用研究——以济南市为例.资源开发与市场.吴建寨,李波,张新时,赵文武,姜广辉.天山北坡生态经济的脆弱性.应用生态学报 赵文武,朱婧,郭雯雯.基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法.中国水土保持科学赵文武,郭雯雯,朱婧,徐海燕.耕地总量动态平衡与耕地动态平衡.农业经济王德,傅伯杰,赵文武.陈利顶.土壤侵蚀模型研究中的几个问题.干旱区地理朱恒峰,康慕谊,赵文武.郭雯雯.水利水保措施对延河流域侵蚀、泥沙输移和沉积的影响.水土保持研究.王德,傅伯杰,陈利顶,赵文武,汪亚峰.不同土地利用类型下土壤粒径分形分析——以黄土丘陵沟壑区为例.生态学报徐广才,康慕谊,赵从举,赵文武,秦艳红.阜康市生态敏感性评价研究.北京师范大学学报:自然科学版徐广才, 康慕谊, 赵从举, 冯文利,赵文武.英国强制征购土地的补偿制度及其借鉴.中国土地科学 Fu Bojie, Zhao Wenwu, Chen Liding, Lü Yihe, Wang De. A multiscale soil loss evaluation index. Chinese Science BulletinBo-Jie Fu, Qiu-Ju Zhang, Li-Ding Chen, Wen-Wu Zhao, Hubert Gulinck, Guo-Bin Liu, Qin-Ke Yang, Yong-Guan Zhu. Temporal change in land use and its relationship to slope degree and soil type in a small catchment on the Loess Plateau of China. Catena.傅伯杰,赵文武,陈利顶,吕一河,王德.多尺度土壤侵蚀评价指数.科学通报傅伯杰,赵文武,陈利顶.地理—生态过程研究的进展与展望.地理学报赵文武,傅伯杰,吕一河,陈利顶.多尺度土地利用与土壤侵蚀.地理科学进展赵文武,傅伯杰,陈利顶,吕一河.SEDEM及其应用初步.自然地理学与生态建设. 北京:气象出版社.赵文武,吕一河,郭雯雯,徐广才.陕北黄土丘陵沟壑区NDVI与气象因子的相关性分析.水土保持研究.朱婧,赵文武*.资源节约型城市土地利用评价指标体系研究.中国科技论文在线. 2006年12月. B. J. FU, W. W. ZHAO, L. D. CHEN, Q. J. ZHANG, Y. H. LU¨ , H. GULINCK AND J. POESEN. Assessment of soil erosion at large watershed scale using RUSLE and GIS: a case study in the Loess Plateau of China. Land degradation and development. 2005, 16: 73-85Bo-Jie Fu, Wen-Wu Zhao, Li-Ding Chen, Zhan-Feng Liu, Yi-He Lü. Eco-hydrological effects of landscape pattern change. Landscape and Ecological Linlin, Dongye Guangliang, Zhao Wenwu , Wang Mingmei, Li Chuanrong. Hazard assessment of debris flows based on GIS: A case study in Xiajiang county of Shandong province, China. . In Li Shengcai, Wang Yajun, Huang Ping (eds).Progress in safety science and technology. Beijing: Science . Zhao Wenwu, Fu Bojie, Meng Qinghua, Zhang Qiuju, Zhang Yinhui, 2004. Effects of land-use pattern change on rainfall-runoff and runoff-sediment relations: a case study in Zichang watershed of the Loess Plateau of China. Journal of Environment ScienceB. J. FU, Q. H. MENG, Y. QIU, W. W. ZHAO, Q. J. ZHANG AND D. A. DAVIDSON. Effects of land use on soil erosion and nitrogen loss in the hilly area of the Loess Plateau, China. Land Degradation & Zhang, Bo-Jie Fu, Li-Ding Chen, Wen-wu Zhao, et and driving factors of agricultural landscape in the semiarid hilly area of the Loess Plateau, China. Agriculture, Ecosystems & Environment赵文武,傅伯杰,陈利顶,吕一河,刘永琴.黄土丘陵沟壑区集水区尺度土地利用格局变化的水土流失效应.生态学报张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区县域耕地粮食生产力和粮食自给能力变化差异.资源科学张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程与区域可持续发展.土地变化科学与生态环境建设.北京:商务印书馆 赵文武,傅伯杰,陈利顶.景观指数的粒度效应.第四纪研究赵文武,傅伯杰,陈利顶.陕北黄土丘陵沟壑区地形因子与水土流失的相关性分析.水土保持学报张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区县域耕地变化驱动要素研究.水土保持学报.傅伯杰,陈利顶,王军,孟庆华,赵文武.土地利用结构与生态过程.第四纪研究 Meng Qinghua, Fu Bojie, Qiu yang and Zhao wenwu.Land Use Effects on Soil Erosion and Phosphorus Loss in the Hilly Area of the Loess Plateau, China. Proceedings of 12th ISCO Conference,Process of Erosion and Its Environment Effect (Volume Ⅱ).Beijing:Tsinghua University Press.赵文武,傅伯杰,陈利顶.尺度推绎研究中的几点基本问题.地球科学进展东野光亮,赵文武,张银辉,刘洪义.农业开发区可持续土地利用系统结构模型研究.农业工程学报.东野光亮,赵文武,张银辉.基于MAPGIS的土壤制图研究.土壤通报张银辉,赵庚星,赵文武.县级耕地遥感动态监测方法研究.测绘通报 赵文武,东野光亮,张银辉.农业开发区可持续土地利用系统分析.农业经济.2001,2:13-15.赵文武,东野光亮,张银辉,贾炳浩.3S集成技术及其应用研究进展.山东农业大学学报.2001, 赵文武,东野光亮,张银辉,胡业翠.MAPGIS在土地适宜性评价中的研究.国土资源科技管理赵文武,东野光亮,许武强.土地持续利用评价指标体系建立的理论框架.山东农业管理干部学院学报.赵文武,东野光亮,张银辉.土地资源可持续发展评价系统设计初步.土壤与土地资源-中国土壤地质与土地资源可持续利用学术研讨会论文集.地质出版社,北京东野光亮,赵文武.山东省增产100亿公斤粮食的土地对策.山东省农业科学.2000.增刊.*通讯作者
生态学的产生和发展经历了漫长的历史过程。下面是我为大家整理的生态学论文 范文 ,供大家参考。
《 教育 生态学视角的高校教师专业发展 》
[摘要]教师专业发展指教师在教育生涯中,通过终身学习,不断融入新知识,提高专业技能和从教素质的发展过程,其过程侧重自主性、持续性、动态性。但教师专业发展的传统培养模式倾向教育理论的灌输,往往与教育实践相脱节。因此突破教师发展集中在教育学领域的局限,构建符合教师专业发展的生态化培养模式成为现实的需要。
[关键词]教育生态学;教师专业发展;制约因素
教育生态学最早于20世纪60—70年代由美国劳伦斯•克雷明在其著名的《公共教育》一书中正式提出,主要指运用生态学的相关理论来研究教育领域的种种现象和成因,探讨教育构成要素,掌握教育发展规律,是一门教育学和生态学的交叉学科。我国教育学者范国睿认为教育生态学的目的是揭示教育生态系统发生、发展的规律,促进教育生态系统的健康发展。该理论的核心在于用系统观、整体观、平衡观来看问题,而高教教师专业发展也是一个兼具整体关联和动态持续的研究课题,与教育生态观彼此契合。教育生态观为高校教师专业发展的生态化培养模式提供了有力的理论支持。因此,可透过教育生态学视角分析制约高校教师专业发展的因素,并提出相应的解决对策。
一、教育生态学视角下阻碍高校教师专业发展的制约因素
(一)知识结构单一, 教学 方法 陈旧
为满足如何教的需求,高校教师的知识结构不仅仅应该包括所从事学科的专业知识,同时应具备一定的教育学和心理学知识。而现实是部分高校教师仅仅具备自己专科领域的单一知识,教育学和心理学的知识严重匮乏。职前培训也只能帮助教师掌握其皮毛,难以全面深刻理解所学知识,在具体教学情境中,无法做到将适宜的教学方法和教学内容相融合。另外,培训教材本身有一定的滞后性,教师难以做到应用最先进的教学理论去灵活指导教学实践,导致理论和实践相脱节。在职后教学过程中,由于高校过分强调科研学术研究而忽视教学,导致教师并不注重教育理论技能的探索,教学水平难以提高。教师生态主体长时间占据课堂的统治地位,过分强调知识点的讲解和考试内容的灌输,忽视学生生态主体的参与性和主动性,严重影响了课堂生态系统中的主体平衡。
(二)教师专业发展意识淡泊
高校教师专业发展的内动力就是其专业发展意识,然而,一些高校教师自我专业发展意识淡薄,主要体现在科研意识缺乏, 反思 能力不足和专业情意枯竭。科研意识缺乏表现在部分教师对科研重视不足,无法正确把握科研和教学相辅相成的关系,科研投入不足;或是受到功利化倾向的引导,为实现晋升评职的短期利益,不惜花钱制造学术垃圾。导致学术研究有数量无质量,学术乱象导致的学术腐败广为诟病。反思能力不足主要表现在反思形式单一,集中在课后反思;反思过程流于形式,基于行政化的命令要求将反思过程机械化,缺少对课堂教学真实问题的认真思索;反思方式封闭化,很多高校教师孤军作战,相互排斥和隔离。教师专业情意指教师在教学过程中所形成的情感倾向,情意越高,越能促进教师专业能力的发展。目前高校教师专业情意枯竭主要体现在:一,职业倦怠感强。由于教学任务繁重,科研压力大,工资收入水平低,发展前景迷失,很多高校教师处于职业发展的休眠期,缺乏工作积极性和事业进取心。二,职业伦理道德感差。少数教师缺少敬业爱岗精神,对于教学敷衍了事,个别的受功利主义刺激,学术上伪造数据,败坏了学术风气。
(三)师资引进和聘任制度的阻隔
导致高校教师专业发展生态失衡的外部因素是制度阻隔。高校引进教师后普遍推行名义上的聘任制,实则是“终身制”,除非教师主动退出,否则被动淘汰的几率很低。尽管有些高校仿制“非升即走”制,尝试推行“有限聘期”和“有限次晋升”制度,但大多流于形式或中途腰斩,很难有实质性的突破。而固若金汤的“终身制”所导致的直接后果就是高校教师不完善的流动机制。教师流动性呈现两种趋势:一是高校教师中高学历、高职称教师的向上流动,导致优秀人才向经济发达地区倾斜,造成高校教师资源分布不平衡。二是近年来我国高校教师的校际互访呈现下降趋势。长期不更换工作环境,调整工作内容,必然导致高校教师缺乏竞争意识和工作激情,导致教学质量的下降和教师创造力的枯萎。(四)教师评价管理体系失衡影响高校教师专业发展的另一个外部因素就是管理失衡,表现在评价体系的内在冲突:一是评价理念偏差,主要表现在工具性价值和人本主义关怀的冲突。高校教师评价体系视教师为提高教学水平和效率的工具,以严格的 规章制度 来控制和管理教师的行为,通过奖励和惩罚的方式来评价教师的好坏,漠视教师专业发展的内动力,忽略教师也是一个有情感、有尊严、有个性的自然人,扼杀教师专业发展的内在需求。二是评价标准缺乏科学性,表现在量化和质化的冲突。高校教师评价体系往往过分依赖量化指标:教学工作过分依赖数量化,简单考虑教学工作量的多少,忽视教学质量的提高,教学方法的改进,教学内容和教学技术的更新,否定教师在教学过程中投入的主动性、创造性等隐性因素,削弱了教师的工作热情。科研工作过分依赖量化标准直接导致教师“重量轻质”,一味用论文的数量来衡量教师、评判教师科研效果,忽视论文的级别,课题的实际应用价值,变相地助长了学术功利化的不正之风。三是评价方式单一。高校教师评价管理大多采取“自上而下”的考核评估方式,根据聘任合同的责任细节对教师进行业绩评定,行政化色彩浓厚。而教师对于评价过程的公开性无法质疑,无法全面把握自己的不足和优势所在,无法明确长远发展的方向。这样一种完全“他评”的考核方式,剥夺了教师的知情权,助长了教师对于评价考核体系的排斥心理。教师评价管理体系的失衡令大部分高校教师失去了专业发展的动力,造成目前教师专业发展停滞不前的困局。
二、教育生态学视角下高校教师专业发展的策略
(一)更新知识结构,理论与实践相结合
教育生态学强调整体观和开放观。整个教学活动被视为是一个有机联系的整体。生态主体、生态客体、生态环境之间存在着和谐共生的关系,任何一个联系的割裂开都会影响教学的整体价值。因此,高校管理层及高校教师需要用动态、平衡和关联的理念去看待教学活动。将教育生态观的整体平衡理念渗透到教学中,就需要高校教师充分考虑各教学要素之间的相互联系和有机结合。针对高校教师知识结构单一的弊端,教师需要通过教学实践主动整合人文社科知识、专业专科知识和教育心理学知识。职前教育要注重课堂实践的重要性,职后教育要注重教育知识的巩固和积累,在教学中把理论和实践相结合。坚持开放、平衡的原则,积极更新教学理念,综合运用多样化教学方法,如讨论式教学、合作式教学、自主学习等教学组织形式,鼓励学生作为课堂生态主体的参与性、能动性和体验性,努力营造和谐共生的课堂生态环境,建立平等的师生 文化 氛围,缩小学生与教师之间的距离感,在彰显课堂整体性的同时尊重学生主体的个性差异,满足学生个性化教学的需求。
(二)建立高校教师学习共同体
针对高校教师自我发展专业意识淡泊,科研动力不强、反思意识不足和专业情意枯竭等问题,最理想的解决方式就是组成高校教师学习共同体。教育生态学认为,生态个体不能脱离系统而单独存在,个体间的竞争和协作才能促进生态系统的发展,生态系统又反过来推动单个教师生态主体的成长。生态系统的整体价值并不是个体价值的简单叠加,而是大于个体价值之和,这符合生态论中共生的思想。而高校教师学习共同体恰恰能满足这一需求。教师学习共同体是指教师在共同愿景的引领下,在学校组织或是教师自发的情况下,通过对话、合作、协商、反思等一系列实践活动,共同分享信息和资源,以开放、平等、合作、互信的方式来促进个体教师专业化成长为目标所建立的一个学习组织。教师共同体打破了教师间的生态地域的限制,以教师专业发展为共同愿景,通过合作对话的方式增加交流,挖掘群体的共同资源,在讨论分享的基础上进行有效的自我反思。科研上共同分享科研最新动态,打破教师间的“花盆效应”,使教师围绕所研究的课题共同探索,唤醒教师学科专业自觉性,激发教师专业发展的愿望,推动了教师专业发展的自主性。
(三)教师聘任打破终身制,引进竞争淘汰机制
一,打破教师聘任终身制的壁垒,进一步完善高校教师流动机制。鉴于我国高校教师助教、讲师人员数量最为庞大,可以首先实施对助教、讲师推行非终身制,给予他们相对长时间的任期考察,并借此机制来遴选青年优秀教师人才。二,引进“有进有出”的竞争淘汰机制,促进教师的合理分流,推动高校教师专业发展的生态平衡。具体就是引进竞争机制,如公开招聘制、末位淘汰制、非升即降制等。在淘汰竞争机制的引导下,形成一种竞争、合作、互助互利的自然生态环境,在“物竞天择,适者生存”理念的指引下,激发高教教师的生存发展能力。正如殷世东所言,“教师专业发展中的生态竞争是教师个体专业发展的最直接动因和最有效工具。”淘汰竞争机制能够极大地增强高校教师的危机意识和竞争意识,不断提高学术科研生产力,有效地促进教师在优胜劣汰中实现互生互利,实现高校教育环境的生态平衡和教师的全面发展。
(四)完善多维评价体系
教育生态系统中制约教师专业发展的很重要的一个生态因子就是学校管理因子,将这些管理因子调试到适合教师专业发展的耐受范围内,这些因子就由限制因子变成促进因子。从教育生态学视角来完善高校教师评价管理因子可以从以下三个层面展开。
第一,建立以人为本,尊重个性和差异的评价理念。教师评价的主要目的是引导教师实现个人专业发展,而不是把教师培养成可操控的工具。学校组织管理部门所实行奖励、惩处手段虽然可以调动教师工作积极性,却是一种外部激励手段,无法促进教师长期的个人专业发展。因此构建教师评价体系首先应该坚持“以人为本”的理念,尊重教师的个体情感,尊严和生命价值,推行教师个体自我价值实现的内部激励手段。另外,针对不同高校定位不同,学科、专业类型不同的特点,摒弃一刀切的统一评价模式,尽可能制定不同学科,不同专业的多元教师评价职称体系,尊重教师个体之间的差异性。根据不同专业、学科的特点,帮助教师制定符合他们个性化需要的长期发展规划,突出其个体专业发展的层次性。
第二,教师职称评价体系应注重量化和质化的结合,对于能够量化的指标尽可能量化清楚,如教师工作量。对于科研成果不仅要结合课题或论文的级别进行量化打分,更应该注重科研或论文的实际应用价值和影响因子,在考核量的同时更注重质的提高。
第三,采用多维评价方式,推行教师自评,教师互评,学生评价和领导评价相结合的多维动态评价方式。强调多层次、多角度全面了解教师的教学质量和效果,为教师专业发展获取全面信息提供保证。同时也更增加了评价体系的真实性、公开性和科学性。教师自评处于核心地位也凸显了教师作为评价主体的重要性,因为只有教师自己最清楚教学中所付出的努力和改进,体现了教师作为生态主体的参与主动性,帮助教师通过认识自我,分析自我从而达到自我的突破。高校教师发展是一个复杂的综合过程,突破制约高校教师专业发展的瓶颈并非是一朝一夕的事情。只有充分了解造成目前高校教师发展的内因和外因,采取合理有效的 措施 使教师专业发展处于良好的生态平衡,才能为教师专业发展的持续性提供现实的保证。
参考文献:
[1]潘懋元.中国高等教育的定位、特色和质量[J].中国大学教学,2005,(12).
[2]范国睿.教育生态学[M].北京:人民教育出版社,2000,28.
[3]朱旭东,陈兰枝.构建教师教育学科体系推动教师教育事业发展———访北京师范大学教师教育研究中心主任朱旭东教授[J].教师教育论坛,2014,(2).
[4]殷世东.生态取向教师专业发展的阻隔与运作[J].教师教育研究,2014,(5).
《 恢复生态学的理论与研究发展 》
摘要:生态是人类历史发展过程中的一个重要课题,恢复生态学是生态研究领域中的一个重要组成部分。 文章 对恢复生态学进行分析和探讨,对一些常用的术语以及当前的研究进展进行阐述。
关键词:恢复生态学;研究进展;理论研究
随着经济的快速发展,自然环境受到的影响越来越大,人口增加、工业产业化急剧发展,使生态环境的压力越来越大,而且人类在经济建设过程中,对资源进行过度利用,使很多资源都受到不同程度的损坏,一系列生态环境问题成为摆在人类面前的重要挑战,实现可持续发展,就必须加强解决各种生态环境问题,协调人类的活动和生态环境,使人类在加强经济建设的过程中也可以逐渐实现对生态的恢复和保护,促进生态环境与人类社会的全面发展。
1恢复生态学的定义和理论基础
恢复生态学的定义
恢复生态学是生态研究领域中的一个新词,主要针对生态问题产生,致力于恢复已经受到破坏的生态环境,由于这个领域涉及的学科很多,因此也叫做综合生态学。简单来讲,恢复生态学是一门有关于生态的修复的学科,指的是通过人们对生态系统的研究,从而不断对那些已经受损的生态环境进行重建和恢复的过程,使生态环境能够发挥出相应的生态功能,而且能够使自然生态环境实现可持续发展的一项科学。在这个研究领域中最关键就是恢复,对已经受到破坏的环境进行恢复,这种恢复可以分为广义上的恢复和狭义上的恢复,狭义来讲,就是一种将其恢复到初始状态的工作,广义的恢复是人类社会需求意义上,要依据生态工程的相关技术,对于一些被损坏的自然系统进行重建。由此可见,恢复生态学在加强生态系统的建设以及优化管理和生物多样性的保护上具有重要的意义。
恢复生态学理论基础
恢复生态学相对应的是已经受到破坏的生态环境,生态的破坏可以理解为生态系统的结构发生变化、功能出现退化、生态自然的关系出现紊乱。所以这个恢复的过程就是要将自然还原到一个协调的关系上。由于自然条件的复杂性以及人类社会对自然资源利用的取向影响,生态恢复并不能做到将被破坏的环境恢复到最原始的状态,只能在现有的基础上进行尽量恢复和还原,使生态自然系统能够维持一定的生态功能。生态恢复是在生态环境受损之后必须要进行的一项活动,通过各种物理、生物、化学等手段,对生态系统的发展方向以及演变的过程进行控制,从而实现重建的过程。
2恢复生态学的发展
国外关于恢复生态学的研究发展概况
人类开始对恢复生态学进行研究已有多年的历史,有学者认为生态恢复只是恢复中的第1步,一个生态系统想要保持整体性和稳定性,就需要进行全局思考。从20世纪50~60年代开始,欧洲以及北美的很多国家都开始注意自己国家内的环境问题,也开始有一些研究,利用一些工程和生物措施对水土流失等环境问题进行整治,从20世纪开始,就已经有很多国家在加强生态修复,比如欧美的一些发达国家在加强对水体以及热带雨林的恢复,日本加强对一些退化植被的恢复。关于生态恢复的研究一直都没有停止,20世纪70年代中期,在美国召开的“受损生态系统的恢复”国际研讨会,就生态系统受损的问题进行深入的研究和探讨,而且同期还出版相应的书籍,科学家从不同的角度对生态恢复问题进行探讨。1984年又召开恢复生态学研讨会,对恢复生态学理论以及实践的统一性进行分析和探讨,并且提出恢复生态学在经济发展以及自然环境保护过程中的作用,生态恢复的首要功能是完成生态环境的恢复,使生态环境能够维持原来的平衡,其次,也能够促进经济社会的发展,因为人们的经济活动与生态环境分不开,经济社会的发展离不开生态环境的支持。1985年,美国成立“恢复地球”组织,使生态恢复工作实现组织化和系统化。1996年,在瑞士召开第一届世界恢复生态学大会,会议强调恢复生态学在生态学领域中的地位,使恢复生态学的研究更进一步。但是每个地区的侧重点不相同,比如欧洲更倾向于对矿地的恢复,北美更倾向于对水体以及林地进行恢复,我国更强调农业资源综合利用。
国内关于恢复生态学的研究概况
我国的生态环境在经济社会的发展过程中受到的损坏也十分严重,加强生态恢复学的研究,也是我国生态环境恢复和保护过程中的一个重要内容。我国在发展过程中也意识到生态恢复的重要意义,因此开始生态恢复已经有较长的历史时间。比较典型的是内蒙古锡林郭勒盟草原在过大牧压下退化后封育恢复退化的过程,这个研究从退化的草原群落的基本特征、恢复的动力等为基础建立退化的数学模型,并且借助该模型对草原恢复的策略进行探讨,从而使当地的草原生态系统得到有效的保护。在我国西南部,也有学者对贵州省茂兰喀斯特退化群落进行恢复,从退化的生态环境着手,对具体的生态环境进行研究和分析,并且结合生态恢复学的理论,使恢复生态学的研究工作得到有效的进展。包维楷等对眠江上游大沟流域人为干扰体类型、干扰强度、频度、时空格局等研究的基础上,对生态系统的群落结构以及物种的组成进行分析和探讨,并且对人为影响进行分析,还有的学者对土壤结构、土壤动物、土壤微生物等进行研究,提出常绿阔叶林生态系统恢复力,对我国的森林生态系统的恢复有很大的帮助。我国的地域十分广阔,森林资源也比较丰富、森林植被的恢复工作是恢复生态学研究的一个重要内容,对植被恢复的理论与实践研究也比较多,而且也都取得很大的进步。比如对黄土高原植被恢复的探讨、矿山废弃的植被恢复与重建、沙漠植被的恢复工作进行探讨等,使我国的多种类型的生态环境系统都得到有效的恢复,而且在恢复工作不断进行的过程中,还出现很多研究文献,这对后代的生态恢复以及生态保护都有很大帮助。自然生态系统自身有一定的修复能力,但对于受损比较严重的生态系统,加强人为修复是一个重要途径,对此,我国也积极加强各种修复技术的研究,利用人为的生态工程可加速生态系统恢复,尤其被极度破坏的生态环境,更需要利用人工修复技术。
3结语
综上所述,生态环境与人类的发展息息相关,在人类加强经济建设的过程中,对自然生态环境的破坏也越来越严重,生态恢复是维持自然界和谐发展的一个重要过程。恢复生态学主要针对生态环境的恢复,这个研究领域涉及的内容比较广泛,国内外关于这个领域的研究正在不断增多,对于生态系统的可持续发展有重大意义。
参考文献
1蒲扬.恢复生态学的理论与研究进展[J].生物技术世界,2015(12)
2高彦华,汪宏清,刘琪璟.生态恢复评价研究进展[J].江西科学,2003(13)
3黄传响,亢新刚,崔秋华.恢复生态学研究与应用浅析[J].河北林果研究,2009(5)
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