土壤學(xué)概論精選(九篇)

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第1篇：土壤學(xué)概論范文

環(huán)境巖土工程課程作為本科高年級選修課，涉及巖土、環(huán)境、衛(wèi)生工程以及土壤學(xué)等多個領(lǐng)域，是一門新興的綜

>> 《巖土工程監(jiān)測》課程雙語教學(xué)實(shí)踐與思考 巖土工程技術(shù)課程的案例教學(xué)研究 注冊考試制度下巖土工程專業(yè)“地基處理”課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究 環(huán)境巖土工程研究現(xiàn)狀與展望 淺談環(huán)境巖土工程研究 環(huán)境工程“泵與風(fēng)機(jī)”課程教學(xué)研究 基于研究型課程理念的《環(huán)境工程概論》課程教學(xué)研究與實(shí)踐 案例式教學(xué)模式在巖土工程系列課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐 工程制圖課程教學(xué)研究與改革實(shí)踐 軟件工程課程教學(xué)研究與實(shí)踐 淺談環(huán)境巖土工程 地下工程環(huán)境巖土工程問題研究與認(rèn)識 復(fù)雜工程環(huán)境巖土工程勘察與評價 環(huán)境巖土工程的研究報告 小議環(huán)境巖土工程的分類及研究 基坑開挖中的環(huán)境巖土工程問題研究 巖土工程施工與環(huán)境的關(guān)系探討 探討巖土工程施工與環(huán)境的關(guān)系 合肥地區(qū)巖土工程優(yōu)化工作的研究與實(shí)踐 復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察實(shí)踐與研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.

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Teaching research and practice of environmental geotechnical engineering

RAO Pingping， SONG Zhongqiang， ZHANG Feixiang

（Department of Civil Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， P. R. China）

Abstract：

第2篇：土壤學(xué)概論范文

摘要：在環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境科學(xué)類課程群教學(xué)中引入Seminar教學(xué)法，通過優(yōu)化知識體系、改進(jìn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)方法、創(chuàng)新成績評價方式來提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，建立了“教師引導(dǎo)，學(xué)生自主”的雙向互動教學(xué)模式，使Seminar模式在課程群教學(xué)中的功能價值得到了體現(xiàn)，同時針對Seminar教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)的問題提出了應(yīng)用建議。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；Seminar教學(xué)；課程群

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0161-03

Seminar意為“討論課”、“研討小組”，是流行于國外的一種比較成熟的教學(xué)組織形式[1]。在現(xiàn)今大力推進(jìn)素質(zhì)及創(chuàng)新教育的背景下，近年來國內(nèi)諸多高校的眾多教育工作者著力推行Seminar教學(xué)模式，但多數(shù)研究還是集中在Seminar教學(xué)在某一門課程中的具體應(yīng)用[2-5]。雖然Seminar教學(xué)涉及的課程面較廣，但將這種研討模式應(yīng)用于一類課程群的研究很少。本校環(huán)境工程專業(yè)在“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)指引下，積極研究開辟環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境科學(xué)類課程群的本科生Seminar平臺。

一、Seminar教學(xué)核心價值

Seminar作為一種教學(xué)范式，其價值集中體現(xiàn)在教學(xué)方法、課程組織及教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計、知識獲取等各方面的創(chuàng)新上[6]。其核心主要在于“師生研討互動”，從研討內(nèi)容、研討方式鼓勵學(xué)生尋找自己所感興趣的方向及主動探索知識[7]，引領(lǐng)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的研究性思維，鍛煉學(xué)生收集、處理信息的能力，提高學(xué)生把握國際學(xué)術(shù)新思潮、互動交流、演講表達(dá)等綜合能力。

二、Seminar模式在環(huán)境科學(xué)課程群里的應(yīng)用探索

1.環(huán)境科學(xué)課程群教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問題。在本校環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中，環(huán)境科學(xué)類課程群主要涵蓋《環(huán)境生態(tài)學(xué)》、《環(huán)境生物學(xué)》、《環(huán)境土壤學(xué)》和《環(huán)境毒理學(xué)》這四門課程，從這四門課程的配備教材來看，課程之間存在章節(jié)內(nèi)容的重復(fù)問題。對于重復(fù)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中往往容易對它產(chǎn)生“毫無新意”的感覺，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。隨著教學(xué)改革的進(jìn)行，每門課程所講授的學(xué)時減少，這也對教師教學(xué)內(nèi)容的合理分配提出了挑戰(zhàn)。這些課程的教學(xué)現(xiàn)狀是由一個主講老師負(fù)責(zé)一門課程，缺少相關(guān)課程任課老師之間的交流，而且有些課程的理論課和實(shí)驗(yàn)課分離，分別由不同的教師承擔(dān)。這種教學(xué)組織形式對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識是不利的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以理論講解為主，平時作業(yè)也多以教材中的課后思考題為主，較少涉及探究性的問題，缺乏深度和廣度，整個課程群的教學(xué)內(nèi)容松散，不完整的體系難以使課程群的知識要點(diǎn)有機(jī)融合。

2.Seminar研討主題的設(shè)計。研討主題設(shè)計時既要考慮課程群里每門課程的知識要點(diǎn)及發(fā)展趨勢，又要考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和能力，還要兼顧團(tuán)隊教師的科研項(xiàng)目。根據(jù)上述不同n程教材中的重復(fù)內(nèi)容，團(tuán)隊教師經(jīng)過集體備課，反復(fù)研討，最終確定了適合本校環(huán)境工程專業(yè)的Seminar研討主題。近兩年的教學(xué)實(shí)踐中，選題主要涉及：（1）土壤重金屬污染的植物修復(fù)（超積累植物研究進(jìn)展）；（2）持久性有機(jī)污染物與環(huán)境；（3）全球環(huán)境變化；（4）水土流失及其生物控制；（5）人工濕地與水體富營養(yǎng)化防治；（6）生物入侵及生物多樣性的保護(hù)；（7）轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品及其安全；（8）環(huán)境因素對人群健康的影響；（9）食品、中藥、飲品中有害物質(zhì)的殘留。當(dāng)然，教師也可在各自課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，針對實(shí)際情況有選擇地刪減或增加研討主題。

3.Seminar教學(xué)過程的開展。首先，在課程群第一門課程開課時，會對學(xué)生詳細(xì)說明Seminar的教學(xué)特點(diǎn)、具體的實(shí)施流程和考核評價方法，然后把課程的相關(guān)選題告知學(xué)生。學(xué)生利用課余時間準(zhǔn)備材料，制作好PPT后發(fā)給教師初審，然后再返回給學(xué)生修改，最后在班級進(jìn)行研討。研討完成后，由教師進(jìn)行總結(jié)，每個小組在進(jìn)行匯報時，會由班級其他成員及老師組成評分團(tuán)，對小組的專題表現(xiàn)按下發(fā)的評分表打分，最后的分?jǐn)?shù)作為課程成績評定的一部分。但是，由于Seminar前期準(zhǔn)備時間較長，在具體教學(xué)過程中，不能頻繁作為主要的教學(xué)手段，這就要發(fā)揮教師作為教學(xué)過程的“主體”作用，在正常課堂教學(xué)過程中，教師也可以緊跟環(huán)境熱點(diǎn)問題以及突發(fā)的環(huán)境公害事件，讓大家追根溯源，找出問題的發(fā)生原因，分析會產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)，以及可采取的處理措施。比如在教學(xué)過程中，“2015天津塘沽大爆炸”、“南京放射源銥-192丟失事故”等都成為好的Seminar素材。其次，可以針對身邊生態(tài)環(huán)境具體問題開展教學(xué)。淄博市早年礦山開采活動頻繁，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，近年來淄博開始加大礦山生態(tài)環(huán)境的修復(fù)力度。因此，讓學(xué)生開展“礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)”的主題研討，極大地增加了學(xué)生對將來環(huán)保工作的熱情和信心。

再者，理論教學(xué)改革的同時，也對實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)進(jìn)行改革，具體實(shí)驗(yàn)也由任課教師來指導(dǎo)，尤其鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)。比如，在《環(huán)境生物學(xué)》和《環(huán)境毒理學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，都會涉及到毒性效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，布置給學(xué)生一個選題“在某一區(qū)域污染水體種，如何判斷重金屬Cu的形態(tài)與生物效應(yīng)的關(guān)系”，讓學(xué)生從樣品采集、處理、化學(xué)分析及毒性效應(yīng)的判斷等方面來設(shè)計實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的思維、創(chuàng)新、動手能力都得到鍛煉。

最后，在課程群每門課程結(jié)束時，任課教師要對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。從我們的教學(xué)實(shí)踐及其問卷調(diào)查結(jié)果來看，教改效果是很明顯的。

4.Seminar教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的建立。學(xué)校建有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在課程群每門課程的教學(xué)網(wǎng)站上均上傳所有研討主題的PPT課件及錄制的相關(guān)視頻，在教學(xué)資源欄里不定期上傳最新的一些研究資訊和最新的研究論文，供學(xué)生參閱；另外還會上傳一些兄弟院校的實(shí)驗(yàn)視頻，或由學(xué)生錄制的實(shí)驗(yàn)過程的視頻。開通在線問答功能，解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的問題，同時，學(xué)生的成績評定也會公開，使Seminar教學(xué)過程的考核更加透明。

三、Seminar模式的教學(xué)成果價值體現(xiàn)

1.有效整合了知識內(nèi)容體系，提高了教學(xué)效率。如前所述，環(huán)境科學(xué)類課程群的每門課程內(nèi)容均存在不同程度的重復(fù)，由于教學(xué)學(xué)時的縮減（每門課程由原來的48學(xué)時縮減為32學(xué)時，32學(xué)時里還包括了實(shí)驗(yàn)學(xué)時），重復(fù)授課必將影響教學(xué)進(jìn)度。通過對重復(fù)教學(xué)內(nèi)容的分析，確定了每門課程需略過的章節(jié)。比如，《環(huán)境生態(tài)學(xué)》、《環(huán)境生物學(xué)》和《環(huán)境土壤學(xué)》里都有土壤環(huán)境的污染和修復(fù)的內(nèi)容，由于內(nèi)容對象涉及土壤，這部分內(nèi)容在《環(huán)境生態(tài)學(xué)》、《環(huán)境生物學(xué)》里應(yīng)簡略，重點(diǎn)放在《環(huán)境土壤學(xué)》課程中來詳細(xì)講解。但是這些內(nèi)容的PPT等教學(xué)資源由每門課程的主講老師集體參與制作后都放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，供學(xué)生自由學(xué)習(xí)和參考。這種有目的地對授課內(nèi)容的刪減，極大地提高了課堂教學(xué)效率。

2.教學(xué)氛圍改善，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，專業(yè)成績提升。Seminar教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)選題在準(zhǔn)備的過程中通過查閱資料，逐步改變了傳統(tǒng)教學(xué)死板生硬的形式，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。教師和學(xué)生作為Seminar共同的教學(xué)主體，以研討的方式組織教學(xué)，創(chuàng)造了和諧寬松自由的學(xué)習(xí)氣氛，師生的互動增強(qiáng)。這種模式給予學(xué)生充分思考的空間和時間，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。經(jīng)過2年的Seminar教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的每門課程成績都有了明顯提高，由于考核方式的改變，成績不及格率極大降低，專業(yè)學(xué)習(xí)興趣也隨之提高，帶動了其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。接受過Seminar教學(xué)的學(xué)生在院校、省市及國家級各類科技比賽活動中的參與度大大提高，在教師引導(dǎo)下，大部分學(xué)生的科研積極性明顯增強(qiáng)，大三年級的學(xué)生有近50%都參與到教師的各類科研項(xiàng)目中，部分學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極申報校級及國家級大學(xué)生研究項(xiàng)目。本團(tuán)隊老師指導(dǎo)的學(xué)生近2年共獲得大學(xué)生國家級項(xiàng)目立項(xiàng)4項(xiàng)、校級項(xiàng)目6項(xiàng)。在這種濃厚的科研氛圍下，低年級學(xué)生也被帶動起來，積極要求參與到科研課題及實(shí)驗(yàn)工作中來。

3.學(xué)生綜合素質(zhì)及能力增強(qiáng)，身心全面發(fā)展。通過Seminar教學(xué)的選題，學(xué)生查閱資料、文獻(xiàn)檢索及閱讀文獻(xiàn)能力及書面表達(dá)能力得到了提升，為其今后更高層次的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。本課程群里的Seminar題目注重聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生根據(jù)地區(qū)發(fā)展特點(diǎn)，選擇“采石礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)”為Seminar課題，拍攝實(shí)地照片按照學(xué)科知識制作PPT，又引證最新的文獻(xiàn)資料和工程案例，講演時引起教師、學(xué)生的廣泛興趣和深入探討，取得良好的教學(xué)效果。在暑期社會調(diào)查實(shí)踐中，又進(jìn)一步補(bǔ)充和豐富了研究內(nèi)容，撰寫的調(diào)查報告獲學(xué)校暑期社會實(shí)踐優(yōu)秀項(xiàng)目。另外，Seminar教學(xué)中的宣講和答辯環(huán)節(jié)也提高了學(xué)生的論文答辯和表達(dá)能力，對后續(xù)的課程設(shè)計及畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)表現(xiàn)會提供幫助，良好的口頭表達(dá)能力也會使學(xué)生在今后的工作學(xué)習(xí)中受益。這些訓(xùn)練能不斷提升學(xué)生持續(xù)發(fā)展的信心和能力。再者，通過Seminar教學(xué)，學(xué)生擁有了自由的話語權(quán)，教師會尊重學(xué)生不同的觀點(diǎn)，鼓勵學(xué)生要有自己的主見，學(xué)會思辨，學(xué)會從多個不同的角度看待事物和思考問題。通過Seminar教學(xué)，還培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)探索能力和團(tuán)隊合作精神。許多Seminar任務(wù)需要以小組的形式分工合作完成，學(xué)生以小組為單位，共同選題、獨(dú)立查詢資料，最后再共同探討提出研究方案，完成書面報告。這種獨(dú)立探索、合作研究的學(xué)習(xí)形式，使學(xué)生學(xué)會服從、傾聽和分享，能夠獲得啟發(fā)，成員之間互相影響、互補(bǔ)和合作，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神和集體榮譽(yù)感。受過Seminar教學(xué)訓(xùn)練的?！皾嵱瞽h(huán)保社”成員已經(jīng)成功組織了很多環(huán)境類的比賽和活動，極大地提升了專業(yè)的影響力，使學(xué)生的身心得到全方位的提升。

四、Seminar模式的應(yīng)用建議

1.Seminar的組織形式可以多樣化。一般Seminar的組織操作流程如下：教師明確選題、個人或小組搜集整理并分析資料、學(xué)生制作PPT、課堂展示、主持討論、評委打分、教師總結(jié)、撰寫書面報告。這種操作模式可靈活運(yùn)用在不同的專業(yè)課程中，可采取“個人熱點(diǎn)問題演講”、“小組主題辯論賽”、“團(tuán)隊專題研討”、“個人課后調(diào)查報告”、“優(yōu)秀論文研讀”等多種組織形式，可以提高Seminar教學(xué)模式的新穎性，增加學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣。對于短學(xué)時的課程來說，由于各種不可控因素，課上宣講研討模式會較多耽誤教學(xué)進(jìn)度，另外，有部分學(xué)生由于性格原因可能不適合這種公開的研討方式，針對這種情況，可以以學(xué)生宿舍為單位，讓學(xué)生自主在課余時間組織研討并錄制微視頻，上傳教學(xué)平臺，讓其他學(xué)生學(xué)習(xí)并參與評價，也有利于Seminar的開展。

2.引入研究生助教體系。隨著學(xué)校研究生招生規(guī)模不斷加大，研究生參與到教師教學(xué)科研的可能性會逐步提高。過去研究生參與導(dǎo)師的教學(xué)過程的機(jī)會較小，僅僅可能局限于課程作業(yè)的批改，近年來，研究生在教師科研項(xiàng)目中的作用越來越明顯，很多學(xué)生都有較強(qiáng)的獨(dú)立完成科研任務(wù)的能力。另外，研究生對自己研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展都有相當(dāng)掌握，而在Seminar的教學(xué)過程中，教師的科研項(xiàng)目是優(yōu)質(zhì)選題，讓研究生適時參與到Seminar的主題研討中，會起到較強(qiáng)的引領(lǐng)作用。因此完善學(xué)校的研究生助教體系，特別是津貼資助體系，讓研究生助教作為研究生培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)真正落到實(shí)處和具有可操作性，對將來全校范圍內(nèi)seminar教學(xué)模式的推廣有巨大的推動作用。

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第3篇：土壤學(xué)概論范文

關(guān)鍵詞：濱海新區(qū)；重金屬；土壤污染；綜合評價

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013

土壤環(huán)境的安全問題是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全的核心，土壤污染與防治已成為環(huán)境科學(xué)和土壤科學(xué)共同關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。土壤重金屬污染具有潛伏性、滯留時間長、移動性差等特點(diǎn)，從遭受污染到產(chǎn)生后果有一個逐步積累的過程，因此，對于土壤重金屬污染的監(jiān)測已成為農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。分析監(jiān)測土壤重金屬元素的含量變化和分布特征，可為調(diào)控土壤重金屬的活性與毒性、制定合理的控制標(biāo)準(zhǔn)及選擇修復(fù)技術(shù)提供必要的理論依據(jù)[2-4]。天津市濱海新區(qū)原來是農(nóng)業(yè)區(qū)，自20世紀(jì)80年代以來，郊區(qū)開始出現(xiàn)較大規(guī)模的企業(yè)，其產(chǎn)生的廢水、固體廢棄物數(shù)量明顯增加，污水排放及工業(yè)固體廢棄物的擴(kuò)散，導(dǎo)致水環(huán)境不斷惡化。地下水污染、污水灌溉及堿渣擴(kuò)散也使得污染物直接或間接進(jìn)入土壤，影響到土壤環(huán)境質(zhì)量，成為該地區(qū)土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年來，隨著濱海新區(qū)的快速發(fā)展，土地利用轉(zhuǎn)型使得原有的土壤污染壓力得到一定的緩解，但現(xiàn)有的基本農(nóng)田中依舊存在污染的風(fēng)險。因而，系統(tǒng)地開展農(nóng)田重金屬污染狀況的調(diào)查具有重要的理論和實(shí)際意義。目前，在濱海新區(qū)的環(huán)境監(jiān)測部門中，針對大氣、水體和固廢的監(jiān)測已積累了豐富的資料，而對于土壤污染的數(shù)據(jù)還相對較少。所以，適時地補(bǔ)充該地區(qū)土壤中污染物含量與分布的信息顯得十分必要。本研究以濱海新區(qū)現(xiàn)有的部分基本農(nóng)田、果園、菜地和濕地土壤為研究對象，擬通過分析土壤中重金屬含量，了解其主要污染物的分布特征，以期為正確認(rèn)識該地區(qū)的土壤環(huán)境現(xiàn)狀提供必要的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

按照土壤的利用現(xiàn)狀選擇了農(nóng)田、蔬菜地、果園及濕地4種類型的土壤。土樣采集于2009年8月，采樣點(diǎn)分布如圖1所示。采集0～20 cm的表層土壤樣品，自然風(fēng)干后磨細(xì)，過0.25 mm土壤篩。土壤理化性質(zhì)參見文獻(xiàn)[8-10]。不同土壤樣品的pH值分布為：農(nóng)田土壤中6.5～7.5之間和>7.5的樣品各占50%；菜地土壤均為6.5～7.5之間；果園土壤均>7.5；濕地土壤90%為6.5～7.5之間，10%為>7.5，并以此作為選擇土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

1.2 測定方法

土壤中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析測定按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB l5618―1995）[11]和《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166―2004）[12]規(guī)定的步驟進(jìn)行。所用試劑均為優(yōu)級純或分析純。土壤中銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鉻采用鹽酸―硝酸―氫氟酸―高氯酸體系消解，原子吸收及分光光度法測定；土壤總砷和汞采用硝酸―高氯酸消解，原子熒光光度法。

1.3 土壤污染評價因子及方法

研究區(qū)土壤為城郊土壤，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量：無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》（GB/T 18407.1―2001）[13]、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618―1995）[11]，選取國標(biāo)中的8種元素（Cu，Zn，Pb，Cd，As，Hg，Cr和Ni）作為評價因子。評價方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)和Nemerow綜合污染指數(shù)法[14]。依據(jù)土壤樣本pH值測定結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)限值采用土壤二級指標(biāo)中相應(yīng)的pH值要求（pH 6.5～7.5及>7.5的數(shù)值），農(nóng)田和蔬菜地以農(nóng)田的標(biāo)準(zhǔn)比對，果園土壤采用對應(yīng)的果園標(biāo)準(zhǔn)，濕地土壤采用國家標(biāo)準(zhǔn)中相近的稻田土壤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。土壤污染等級劃分參照夏家淇[15]及姜芝萍[16]報道的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用方式土壤重金屬分布特征

天津市濱海新區(qū)不同利用狀況下土壤中8種元素含量測定結(jié)果如表1所示。由表1可以看出，研究區(qū)域內(nèi)土壤重金屬含量較天津土壤重金屬背景值[17]有明顯的增加，Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的測定平均值分別為背景值的2.19，2.30，2.39，1.66，12.46，2.47倍，Hg的增加量最大；Cd和Cr為背景值的0.87和0.99倍，與背景值相當(dāng)。

2.1.1 土壤中Cu含量變化 在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中銅含量的平均值達(dá)到50.10 mg?kg-1，菜園土壤中為58.59 mg?kg-1，果園土壤中為71.33 mg?kg-1，濕地土壤中為53.90 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量變化如圖2所示。由圖2可以看出，農(nóng)田和濕地土壤中不同采樣點(diǎn)之間差異較大，而在蔬菜地之間差異較小，果園土壤中總體上大于其他類型的土壤。濕地中的S19樣點(diǎn)含量最高，達(dá)到128.83 mg?kg-1，這與其處于堿渣堆附近的位置有關(guān)。農(nóng)田采樣點(diǎn)中的S5～S7和濕地中的S25及S26的銅含量相對較低。

2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量變化 不同利用類型土壤中，農(nóng)田土壤中鋅含量的平均值達(dá)到104.3 mg?kg-1，菜園土壤中為160.1 mg?kg-1，果園土壤中為127.0 mg?kg-1，濕地土壤中為156.6 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤鋅含量變化如圖3所示。由圖3可以看出，農(nóng)田中除S3和S4樣點(diǎn)含量較高外，其他樣點(diǎn)集中在80 mg?kg-1上下；5個菜地土樣的總體含量較高，含量分布在142.87～182.26 mg?kg-1之間；2個果園土壤中鋅含量分別為109.5～144.5 mg?kg-1，顯著低于菜園土壤中的含量；10個濕地土壤中含量差異較大，含量在106.1～247.4 mg?kg-1之間，其中S19樣點(diǎn)的含量最高。

2.1.3 不同土地利用方式土壤Pb含量 不同土地利用方式的土壤鉛含量變化如圖4所示。由圖4可以看出，農(nóng)田土壤中的平均值達(dá)到29.71 mg?kg-1，但S3和S4樣點(diǎn)的含量顯著高于于其他樣點(diǎn)；菜園土壤中平均為49.23 mg?kg-1，各采樣點(diǎn)的鉛含量在40.15～53.74 mg?kg-1之間，總體上含量較高；果園土壤中為35.14 mg?kg-1，盡管2個樣點(diǎn)分布在海河南北，但二者之間差別較?。粷竦赝寥乐衅骄鶠?4.01 mg?kg-1，除S17和S19樣點(diǎn)的鉛含量達(dá)到73.84和85.67 mg?kg-1外，其他點(diǎn)的含量均在20.08～49.35 mg?kg-1之間。

2.1.4 不同土地利用方式土壤Cd含量 不同土地利用方式中土壤鎘含量變化如圖5所示。由圖5可以看出，農(nóng)田土壤中的平均值達(dá)到0.086 mg?kg-1，菜園土壤中為0.325 mg?kg-1，果園土壤中為0.131 mg?kg-1，濕地土壤中為0.137 mg?kg-1。在全部25個采樣點(diǎn)中，鎘含量在0.060～0.336 mg?kg-1之間，平均值為0.139 mg?kg-1，低于天津市土壤鎘背景值（0.16 mg?kg-1）。農(nóng)田土壤的含量均較低，菜園土壤中有4個樣點(diǎn)超出背景值且含量較高（在0.228～0.303 mg?kg-1之間）、果園和濕地土壤中，除S19樣點(diǎn)含量較高外（0.336 mg?kg-1），其他樣點(diǎn)均低于土壤背景值。

2.1.5 不同土地利用方式土壤As含量 不同土地利用方式的土壤砷含量變化如圖6所示。在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中的砷含量平均值為14.97 mg?kg-1，菜園土壤為15.92 mg?kg-1，果園土壤為13.54 mg?kg-1，濕地土壤的砷含量最高，達(dá)到18.36 mg?kg-1，但除S19樣點(diǎn)含量較高（31.51 mg?kg-1）外，其他樣點(diǎn)在11.71～20.51 mg?kg-1之間?？傮w上看，土壤砷含量分布比較均勻，但超出了土壤背景值。

2.1.6 不同土地利用方式土壤Hg含量 不同土地利用方式的土壤汞含量變化如圖7所示。在4種土地利用類型中，農(nóng)田土壤中Hg含量平均值為0.360 mg?kg-1，菜園土壤的砷含量為0.707 mg?kg-1，果園土壤為0.271 mg?kg-1，濕地土壤的砷含量最高，達(dá)到0.768 mg?kg-1。由圖7可以看出，農(nóng)田超出背景值的有3個樣點(diǎn)，菜園和果園中超出背景值的有4個樣點(diǎn)，而在濕地土壤中，90%的樣點(diǎn)超出背景值，表明濕地土壤中汞的累積比較顯著。

2.1.7 不同土地利用方式土壤Cr含量 不同土地利用方式的土壤鉻含量變化如圖8所示。4種不同土地利用類型中，菜園土壤中鉻的平均濃度最高，達(dá)到75.26 mg?kg-1，其次為農(nóng)田73.24 mg?kg-1，果園土壤中為71.06 mg?kg-1， 濕地土壤中為69.22 mg?kg-1。在25個樣點(diǎn)中鉻含量超出背景值的點(diǎn)占38.5%，但總體的平均值為71.86 mg?kg-1，低于背景值72.65 mg?kg-1，不同樣點(diǎn)之間的Cr含量分布比較均勻。

2.1.8 不同土地利用方式土壤Ni含量 不同土地利用方式的土壤鎳含量變化如圖9所示。4種土地利用類型中，菜地土壤的鎳含量平均濃度達(dá)到最高76.10 mg?kg-1，其次為濕地土壤71.90 mg?kg-1，農(nóng)田和果園土壤含量分別為59.36 mg?kg-1和50.28 mg?kg-1。與天津市土壤背景值比較，在供試的25個土樣中Ni含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出背景值，反映出土壤Ni含量的變化是影響該區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量的要素之一。與其他元素類似，在農(nóng)田中的S3～S4樣點(diǎn)、菜地中的S10～S13樣點(diǎn)及濕地中的S17～S25樣點(diǎn)檢出的Ni含量顯著高于其他樣點(diǎn)，反映出其污染途徑具有相似性。

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量狀況評價

以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，通過計算單項(xiàng)污染指數(shù)和Nemerow綜合污染指數(shù)，得出濱海新區(qū)不同土地利用方式下不同重金屬對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響現(xiàn)狀（表2）。依據(jù)土壤樣本pH值測定結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)限值采用土壤二級指標(biāo)值，農(nóng)田和蔬菜地以農(nóng)田的標(biāo)準(zhǔn)比對，果園土壤采用對應(yīng)的果園標(biāo)準(zhǔn)，濕地土壤采用國家標(biāo)準(zhǔn)中相近的稻田土壤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

從單項(xiàng)污染指數(shù)來看，采樣區(qū)的25個土壤樣本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1，表現(xiàn)為清潔；除濕地土壤中S19樣品外，Cd和As在其他24個樣本中也達(dá)到清潔水平。樣品S19的PCd和PAs分別為1.121及1.260，屬于輕度污染，這與該采樣點(diǎn)位于過去的曬鹽場地附近有關(guān)。Hg和Ni是該地區(qū)污染率較高的元素，在25個樣本中有16個達(dá)到輕度以上的污染水平，污染率均為64%，其中S19的Hg污染達(dá)到中度污染水平，表明該地區(qū)的Hg和Ni存在較大的污染風(fēng)險，并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。從不同利用類型土壤中的分布來看，農(nóng)田的輕度污染率為37.5%，蔬菜地為80%，果園屬于清潔，濕地土壤中為90%。分析其污染的原因，Hg和Ni污染與該地區(qū)污水中Hg和Ni排放有密切關(guān)系。濕地土壤主要分布在鹽場、河口區(qū)域，排污河及海河水質(zhì)污染是導(dǎo)致超標(biāo)的主要原因。蔬菜地灌溉量大，灌溉水污染可導(dǎo)致土壤中累積量增大。從樣點(diǎn)分布看，農(nóng)田中的S3和S4、菜地中的S10～S13均分布在海河附近，所以存在較大的污染風(fēng)險。

從綜合污染指數(shù)看，25個樣本中8%屬于輕度污染，包括菜園土壤S10和濕地土壤S19；綜合指數(shù)超過警戒級閾值（>0.7）的樣本數(shù)占52%，包括了農(nóng)田中的S3和S4樣本，菜地土壤中的S11～S13，濕地土壤中的S17、S20～S26樣本；樣本中達(dá)到安全級別的占40%，以農(nóng)田和果園土壤為主。

3 結(jié)論與討論

土壤重金屬的來源受成土母質(zhì)、氣候、人類活動等多種因素的影響，不同地區(qū)、不同種類的土壤、特別是人類活動較為頻繁、容易受到擾動和污染的各種農(nóng)用土地[18]。在針對土壤環(huán)境問題的研究和管理過程中，我國相繼公布了土壤元素背景值和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8種重金屬和類金屬元素的含量限值，為土壤污染評估提供了必要的判別參考依據(jù)。由試驗(yàn)結(jié)果可知，除Cd和Cr外，其他元素的平均值均超出公布的天津市土壤元素背景值，其原因一方面與這些元素在土壤中的現(xiàn)存濃度或許較30年前有所增加有關(guān)，另一方面也與當(dāng)年背景值測定時選取的采樣地點(diǎn)和土壤類型有關(guān)。本研究主要是以濱海新區(qū)的土壤為研究對象，而背景值可能包括天津市較大的土壤范圍，其土壤類型會有一定差別，因此，利用背景值僅僅是一種評估污染狀況時的參考，而更主要的是以國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

在監(jiān)測的數(shù)據(jù)中，濱海新區(qū)不同類型土壤中Hg和Ni存在較大的污染風(fēng)險，在25個樣本中的污染率均為64%，污染分布具有同步性，并且主要分布在菜地和濕地土壤中。這一現(xiàn)象或許與人為活動導(dǎo)致的水污染有一定關(guān)系。在濱海新區(qū)特定的土壤環(huán)境下，其土壤以砂質(zhì)為主，土層薄，導(dǎo)致水與土壤交換過程加劇，海河水系帶入的污染物及過去曬鹽過程引起的水與土壤中物質(zhì)交換增加也許是其土壤中Hg和Ni元素積累量變化的重要原因。同時土地利用類型對土壤重金屬含量分布的影響具有一定差異，農(nóng)田的輕度污染率為37.5%，蔬菜地為80%，果園屬于清潔，濕地土壤中為90%。綜合污染指數(shù)評價的結(jié)果表明，25個樣本中8%屬于輕度污染，超過警戒級閾值的樣本數(shù)占52%，達(dá)到安全級別的樣本占40%?？傮w上表現(xiàn)為農(nóng)田和果園土壤比較清潔，而蔬菜地和濕地土壤中存在一定的污染風(fēng)險。

關(guān)于土壤污染狀況的評估問題，目前學(xué)者們也有新的認(rèn)識和共識，污染物在土壤中的含量（總量）高低不僅僅是判別土壤是否被污染的唯一依據(jù)，而要結(jié)合污染物受體是否產(chǎn)生危害及危害性的大小進(jìn)行全面評估[19-20]。生物是土壤中的主要受體，污染物是否對生物產(chǎn)生毒害效應(yīng)也需要結(jié)合土壤中污染物的存在形態(tài)、生物的蓄積量和毒性表現(xiàn)形式等多方面因素綜合評判[21-22]。因此，監(jiān)測土壤中重金屬的現(xiàn)存量對于評價土壤可能存在的環(huán)境污染風(fēng)險具有一定的意義。依據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限值可知，其超標(biāo)量越大則污染的風(fēng)險亦越大。

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第4篇：土壤學(xué)概論范文

1.1測土配方施肥內(nèi)涵

測土配方施肥是以土壤測試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng)，在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上，提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用品種、數(shù)量、施肥時期和施用方法。該技術(shù)的核心是協(xié)調(diào)作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，有針對性地補(bǔ)充作物所需的營養(yǎng)元素，在滿足作物均衡吸收各種營養(yǎng)，維持土壤肥力水平的同時，避免浪費(fèi)肥料、破壞土壤環(huán)境以及污染大氣、水環(huán)境，使化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的正面作用最大化，負(fù)面效應(yīng)最小化。

1.2理論依據(jù)及主要技術(shù)工作

測土配方施肥技術(shù)遵循土壤、作物、肥料三者之間的相互關(guān)系，以養(yǎng)分歸還學(xué)說、肥料三大定律，即最小養(yǎng)分律、同等重要律、不可替代律，肥料報酬遞減律及生產(chǎn)因子綜合作用等理論為依據(jù)。以上學(xué)說和理論表明：作物在整個生長發(fā)育過程中要從土壤中帶走大量養(yǎng)分，而土壤中的養(yǎng)分并不是取之不盡的，因此必須通過施肥這一措施把作物吸收的養(yǎng)分“歸還”土壤，以防止土壤肥力下降，提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)；作物生長需要吸收多種養(yǎng)分，無論是大量元素或微量元素，都是同等重要，不可替代的，且其會受土壤中最小養(yǎng)分的制約，若忽視這個限制因素，即使其它養(yǎng)分含量很充足，也難以提高作物產(chǎn)量；以施肥的方式“歸還”養(yǎng)分要注意投入量，因?yàn)榉柿鲜┯昧窟^高，會導(dǎo)致肥效下降乃致減產(chǎn)；協(xié)調(diào)好選種、水肥管理、耕作制度及氣候條件等影響肥效的諸因素之間關(guān)系，肥料施用才能發(fā)揮出應(yīng)有的增產(chǎn)效果。而測土配方施肥技術(shù)正是以肥料施用與綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)相配合為指導(dǎo)原則，處理肥料（有機(jī)與無機(jī)肥料）投入與作物產(chǎn)出、用地與養(yǎng)地的關(guān)系，消除作物生長的限制因子，特別是滿足作物對中微量元素的要求，確定最高產(chǎn)量對應(yīng)的施肥量，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、培肥土壤、提高肥料利用率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的綜合目標(biāo)。根據(jù)農(nóng)業(yè)部辦公廳2011年印發(fā)的《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》修訂版，測土配方施肥技術(shù)主要圍繞“測土、配方、配肥、供肥、施肥指導(dǎo)”5個環(huán)節(jié)開展野外調(diào)查、采樣測試、田間試驗(yàn)、配方設(shè)計、配肥加工、示范推廣、宣傳培訓(xùn)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、耕地地力評價、效果評價、技術(shù)研發(fā)等11項(xiàng)技術(shù)工作。此次修訂應(yīng)新形勢下測土配方施肥工作發(fā)展的需要，重點(diǎn)細(xì)化了蔬菜、果樹測土配方施肥技術(shù)內(nèi)容，增加了肥料利用率田間試驗(yàn)、配方肥料供應(yīng)等內(nèi)容，調(diào)整和修改了肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)、樣品采集與制備、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立、肥料配方設(shè)計、配方肥合理施用和耕地地力評價等方面的內(nèi)容，使測土配方施肥中的技術(shù)行為規(guī)范化。

1.3測土配方施肥的核心技術(shù)

測土配方施肥的核心技術(shù)是建立科學(xué)的施肥指標(biāo)體系，即在開展實(shí)驗(yàn)室相關(guān)研究和田間校驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出不同土壤類型、不同作物種類的推薦施肥量、施肥方法和施肥時期的過程。施肥指標(biāo)體系是所有與決定施肥量、施肥方法、施肥時期等有關(guān)的作物、土壤、肥料及環(huán)境等方面參數(shù)的總合。因此，建立不同區(qū)域、不同土壤類型、不同作物的適宜測土方法、土壤測試指標(biāo)及相應(yīng)的推薦施肥指標(biāo)是非常必要的，這為配方設(shè)計、施肥建議卡制定和施肥指導(dǎo)提供依據(jù)，使作物能夠吃上“營養(yǎng)套餐”，也是長期推廣應(yīng)用測土配方施肥的技術(shù)支撐。實(shí)際上，自第二次土壤普查以來，各地已針對當(dāng)?shù)刂饕寥李愋秃椭饕筇镒魑锝⒘送寥鲤B(yǎng)分分級指標(biāo)，然而現(xiàn)階段中國大田作物品種特性、產(chǎn)量水平、栽培制度、農(nóng)民施肥方式和土壤肥力等要素均發(fā)生了很大變化，蔬菜、果樹等經(jīng)濟(jì)作物面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已由單一地追求高產(chǎn)向?qū)崿F(xiàn)作物高產(chǎn)、肥料高效、環(huán)境友好和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變，原有的指標(biāo)體系已不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)要求。因此，必須通過大量的基礎(chǔ)研究工作對原有的大田作物測土配方施肥指標(biāo)體系進(jìn)行更新和完善。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心一直將通過田間試驗(yàn)，建立推薦施肥指標(biāo)體系作為十分重要的工作來抓，“3414”試驗(yàn)設(shè)計是其主推的田間試驗(yàn)方案，它是陳倫壽等在國外“3411”多點(diǎn)肥料試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，加了12~143個處理后得到的方案，該方案設(shè)計集合了回歸最優(yōu)設(shè)計處理少、效率高的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足肥料試驗(yàn)和施肥決策的專業(yè)要求。各地借助全國性測土配方施肥行動對農(nóng)業(yè)發(fā)展改革的東風(fēng)，加強(qiáng)了測土配方施肥指標(biāo)體系研究，建立起具有各地特色的測土配方施肥指標(biāo)體系，如孫義祥等以山東省冬小麥為例，通過“3414”完全及部分實(shí)施試驗(yàn)建立了磷、鉀施肥技術(shù)指標(biāo)體系，并說明了如何有效利用該試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸方程的擬合，揚(yáng)長避短；楊俐蘋等建立了內(nèi)蒙古海拉爾地區(qū)油菜土壤的指標(biāo)體系，就“3414”試驗(yàn)方案實(shí)施條件以及不同數(shù)學(xué)模型在肥料效應(yīng)函數(shù)計算中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，指出各地不應(yīng)不加區(qū)分的使用統(tǒng)一的“3414”試驗(yàn)方案，要先了解土壤養(yǎng)分限制因素，而且采用數(shù)學(xué)模型模擬的肥料效應(yīng)函數(shù)除了要符合數(shù)學(xué)模型要求外，還要求符合肥料報酬遞減率等農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本理論和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。吳永斌等依據(jù)相對產(chǎn)量分組建立了隴東黃土丘陵區(qū)馬鈴薯的土壤速效氮磷鉀養(yǎng)分含量豐缺指標(biāo)，基于肥料效應(yīng)函數(shù)、最佳施肥量與相對產(chǎn)量回歸方程建立了馬鈴薯推薦施肥指標(biāo)。章明清等建立了以肥料效應(yīng)函數(shù)——養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法為主體的福建甘薯的氮磷鉀施肥指標(biāo)體系。從實(shí)際操作來看，測土配方施肥指標(biāo)體系的建立是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的長期性工作，需要較強(qiáng)的技術(shù)力量和財政投入作支撐，同時需要省、市、縣3級土肥技術(shù)部門協(xié)同配合，分級承擔(dān)。

2測土配方施肥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1測土配方施肥的2條線路

現(xiàn)行的測土配方施肥主要有2條路線：一是按照區(qū)域劃分，在中國的測土配方施肥以“縮小包圍圈”的測土配方施肥方式，在1個省市或地區(qū)建立1套配方，針對不同的區(qū)縣進(jìn)行特殊化處理，在基本配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，范圍由省市地區(qū)縮小到行政村不等；二是按照不同作物開展的，以作物生長發(fā)育規(guī)律和作物養(yǎng)分吸收規(guī)律、土壤養(yǎng)分供應(yīng)規(guī)律為基礎(chǔ)的作物測土配方施肥方式。按照區(qū)域劃分的測土配方施肥的地方省市有很多，以河北鹿泉市為代表，通過測土配方施肥逐步摸清了全市耕層土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，根據(jù)土壤耕層養(yǎng)分化驗(yàn)數(shù)據(jù)、“3414”田間試驗(yàn)結(jié)果、肥料校正試驗(yàn)結(jié)果、采樣點(diǎn)的基本情況等資料進(jìn)行匯總分析，建立了鹿泉市專家咨詢系統(tǒng)并安裝在30個配肥站的系統(tǒng)內(nèi)供廣大的農(nóng)民朋友進(jìn)行查詢。這提高了農(nóng)民對配方肥的認(rèn)識，健全完善了縣、鄉(xiāng)、村3級技術(shù)服務(wù)網(wǎng)。在新疆維吾爾自治區(qū)、河南永城市、寧夏自治區(qū)、江西奉新縣、江蘇省、吉林榆樹市等多個省市自治區(qū)通過測土配方施肥，取得了顯著成效。按照不同作物進(jìn)行的測土配方施肥也在多個領(lǐng)域取得了良好收效。蔬菜地實(shí)施測土配方施肥，實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分的均衡，達(dá)到蔬菜生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和培肥地力、保護(hù)環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)溫室蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。聊城等市對冬小麥的測土配方施肥，通過化肥減量使用和合理搭配，提高了單產(chǎn)，顯著減少了冬小麥生命周期資源消耗與污染物排放量，環(huán)境效益年際間總體上呈下降趨勢的良好收效。對于糖料作物則達(dá)到了提高甘蔗產(chǎn)量、糖分含量及經(jīng)濟(jì)效益；改善甘蔗的農(nóng)藝性狀；改善蔗田土壤環(huán)境，培肥蔗田土壤；提高肥料的利用率，保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)資源的目的。不同作物進(jìn)行的測土配方施肥更是涉及玉米、油茶等多種作物。2條線路各有優(yōu)勢并均達(dá)到了測土施肥的最初目的。

2.2初步摸索出測土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用模式

圍繞為農(nóng)、支農(nóng)、護(hù)農(nóng)目標(biāo)，各地在全面推廣測土配方施肥的過程中，從促進(jìn)產(chǎn)銷結(jié)合入手，積極探索測土配方施肥技術(shù)的推廣運(yùn)行機(jī)制，并探索出“一張卡”、“站廠結(jié)合”、“測土、配方、生產(chǎn)、供肥、施肥指導(dǎo)”、“開方抓藥”等4種應(yīng)用模式。其中，“一張卡”模式，即前期由農(nóng)技人員提供免費(fèi)采土、化驗(yàn)、配方服務(wù)，然后農(nóng)民根據(jù)“測土配方施肥建議卡”選購與自家土壤養(yǎng)分狀況相對應(yīng)的肥料；“站廠結(jié)合”模式是農(nóng)業(yè)部門土肥站為農(nóng)民選擇合格的肥料生產(chǎn)企業(yè)并提供配方，配肥生產(chǎn)企業(yè)與一定區(qū)域的農(nóng)民建立產(chǎn)供合約并按約供肥；“測、配、產(chǎn)、供、肥”技術(shù)推廣模式，即集測配站免費(fèi)測土配方、肥料生產(chǎn)企業(yè)配肥、經(jīng)銷服務(wù)網(wǎng)供肥及農(nóng)民施肥指導(dǎo)于一體，物化測土配方施肥技術(shù)；“開方抓藥”為市場化運(yùn)作的推廣模式，即大中型肥料生產(chǎn)經(jīng)銷企業(yè)以農(nóng)資連鎖店為媒介，根據(jù)農(nóng)民需求或與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣單位合作提供測土配方服務(wù)。測土配方施肥推廣機(jī)制的創(chuàng)新使農(nóng)戶能夠根據(jù)土壤類型和作物特點(diǎn)針對具體田塊選擇肥料，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營由粗放化向標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變。

3基于測土配方施肥技術(shù)的人才需求趨勢

測土配方施肥技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，也為各高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)帶來了福音。測土配方施肥工作的深入開展必將帶動與科學(xué)施肥相關(guān)的技術(shù)推廣、配肥加工、配肥產(chǎn)品銷售服務(wù)等行業(yè)的發(fā)展，需要更多具有專業(yè)技能的人員從事本職業(yè)。未來的人才需求主要體現(xiàn)在以下5個方面。

（1）隨著全國范圍內(nèi)掀起測土配方施肥以來，中央及地方政府大規(guī)模實(shí)施了測土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目，用以組檢測配站、建立規(guī)范的測土配方施肥專用實(shí)驗(yàn)室。而自二次土壤普查以后，由于缺少經(jīng)費(fèi)，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都處于癱瘓、半癱瘓狀態(tài)，專業(yè)土壤測試人才缺乏，“有編無人”現(xiàn)象普遍。雖然在測土配方施肥項(xiàng)目的帶動下有所改善，但就全國范圍來看，空缺仍然很大。這為農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生（尤其是有土壤學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生）提供了一定數(shù)量的基礎(chǔ)性工作崗位。隨著各級測配站機(jī)構(gòu)的不斷完善，該職位需求會趨于飽和，不過這還需經(jīng)歷較為漫長的時間。

（2）肥料配方設(shè)計是配肥加工、供給的基礎(chǔ)，而中國幅員遼闊，土壤資源類型多，各地區(qū)土壤性質(zhì)差異大，不同區(qū)域或縣域的優(yōu)勢農(nóng)作物的種植情況不同等因素決定了配方設(shè)計的工作量大，對肥料配方師需求量高。因此，農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，如植物營養(yǎng)專業(yè)畢業(yè)生可以通過考取國家級肥料配方師職業(yè)資格證，進(jìn)入全國省、市、縣土肥技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)及肥料配制加工行業(yè)。

（3）配方肥的銷售環(huán)節(jié)是連接企業(yè)與農(nóng)民的橋梁，也是測土配方施肥的技術(shù)成果能否落地生根的關(guān)鍵，而以上發(fā)展出的新模式也對肥料銷售環(huán)節(jié)提出了更高的要求。銷售人員自身需具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識，能夠了解農(nóng)民的需求，為農(nóng)民購買配方肥提供指導(dǎo)意見，使廣大農(nóng)民逐步掌握合理施肥量、施肥時期和施肥方法，自覺選擇購買配方肥。因此，相關(guān)人員可以利用專業(yè)優(yōu)勢進(jìn)入肥料銷售企業(yè)或網(wǎng)點(diǎn)，為農(nóng)企有效對接服務(wù)，同時提高技術(shù)到位率。

（4）開展測土配方施肥技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)，并深入田間地頭，與農(nóng)民共話科學(xué)施肥等都需要農(nóng)技推廣人員的參與?，F(xiàn)階段國家越來越重視源于農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)技推廣人才培養(yǎng)，致力于培養(yǎng)一批專業(yè)知識扎實(shí)、愿意扎根基層、服務(wù)農(nóng)村的農(nóng)技推廣隊伍，改變以往基層農(nóng)技推廣體系“人走、線斷、網(wǎng)破”的局面。當(dāng)然，這需要決心做農(nóng)技推廣的農(nóng)校畢業(yè)生培養(yǎng)吃苦耐勞、奉獻(xiàn)農(nóng)村的精神。

（5）為滿足新階段測土配方施肥工作的要求，開展田間試驗(yàn)、土壤養(yǎng)分測試、肥料配方、數(shù)據(jù)處理、專家咨詢系統(tǒng)等方面的技術(shù)研發(fā)工作勢在必行，這也是不斷提升測土配方施肥技術(shù)水平的必經(jīng)之路。對此，相關(guān)領(lǐng)域人才可根據(jù)自身專業(yè)知識背景，選擇不同的研究方向，如改進(jìn)測土方法及所使用的試劑、開發(fā)測土配方施肥信息管理與專家推薦系統(tǒng)以及建立相應(yīng)的地理空間數(shù)據(jù)庫等，為測土配方施肥技術(shù)的推行提供了技術(shù)支撐和輔助決策。一般來說，對技術(shù)研發(fā)人員的技術(shù)要求較高。

4測土配方施肥技術(shù)存在問題剖析

作為中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的頂層設(shè)計，起步于2005年的測土配方施肥項(xiàng)目經(jīng)過8年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了由試點(diǎn)到鞏固再到普及的歷史性跨越，可謂收益頗豐。除了比較明顯的作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入“雙增”、生產(chǎn)資料與資源消耗“雙節(jié)”及減排效果外，還恢復(fù)和重建了之前處于半癱瘓狀態(tài)的全國土壤肥料技術(shù)推廣隊伍，初步摸清了1857個項(xiàng)目縣（場）9.33×107hm2耕地的土壤養(yǎng)分狀況，建立了主要作物（特別是大田作物）新的測土配方施肥指標(biāo)體系和縣域耕地資源管理系統(tǒng)，逐步形成了教學(xué)、科研、推廣和企業(yè)相結(jié)合的測土配方施肥工作平臺。雖然從試點(diǎn)之初至今全國范圍內(nèi)測土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用取得了顯著成效，并在一定程度上強(qiáng)化了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但依然存在一些嚴(yán)重制約該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用范圍及效果的問題。

4.1農(nóng)企對接不暢

測土配方施肥技術(shù)普及率低的主要原因，重點(diǎn)不在于科研環(huán)節(jié)，而在于推廣環(huán)節(jié)。測土配方施肥技術(shù)推廣環(huán)節(jié)薄弱，關(guān)鍵在于農(nóng)企對接不暢。在中國化肥產(chǎn)業(yè)整體產(chǎn)能過剩的情況下，配方肥市場占有率卻十分有限。全國測土配方施肥技術(shù)推廣面積還不及農(nóng)作物種植面積的1/2，其中配方肥施用到田面積僅為3.33×107hm2，不及技術(shù)推廣面積的一半。因此，測土配方施肥技術(shù)的入戶率、到位率并不和其覆蓋面積呈正比。從中國現(xiàn)行的農(nóng)技推廣體系找尋原因，就是在“最后一公里”出現(xiàn)了問題，現(xiàn)有的很多科研成果與農(nóng)業(yè)技術(shù)都滯留在縣以上農(nóng)業(yè)單位，往往到不了農(nóng)民手中。因?yàn)樵趯?shí)踐中，農(nóng)民認(rèn)識水平有限，一下子完全改變施肥習(xí)慣有難度；技術(shù)力量不足，指導(dǎo)服務(wù)完全到位有難度；肥料品種繁多，農(nóng)企對接不暢，市場供應(yīng)有難度等等因素往往導(dǎo)致土壤肥料技術(shù)推廣部門配好方、把施肥建議卡發(fā)到農(nóng)戶、技術(shù)指導(dǎo)到位，農(nóng)民也不一定會“按方施肥”。因此，如何把專家設(shè)計的紙上配方變成農(nóng)民地里的配方肥，打通這“最后一公里”是目前亟待解決的首要問題。這涉及到“配方”究竟為誰做的問題，雖然農(nóng)民是施用配方肥料的主體，是測土配方施肥技術(shù)的落腳點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，也是測土配方施肥技術(shù)能否取得最大效益的關(guān)鍵，但農(nóng)民這個群體只是在選擇肥料種類上具有主動性，而對“配方”產(chǎn)品的使用是被動的，肥料生產(chǎn)企業(yè)才是將紙上配方轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的實(shí)際執(zhí)行者。因此，配方是為肥料生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計的，而其又以施用地的土壤養(yǎng)分狀況為基礎(chǔ)。實(shí)際上，產(chǎn)肥的商家和用肥的農(nóng)民都沒有測土配方施肥技術(shù)，而技術(shù)推廣部門又不生產(chǎn)肥料這種肥料與技術(shù)相互分離的狀態(tài)，成為制約測土配方施肥技術(shù)應(yīng)用的最大障礙。故2012年農(nóng)業(yè)部2次召開會議研究測土配方施肥工作，確立將測土配方施肥工作重心轉(zhuǎn)移到配方肥推廣應(yīng)用上來，要求農(nóng)企對接，將配方肥推廣做細(xì)做實(shí)。其中，3月底農(nóng)業(yè)部采取“百企連百縣”方式開展配方肥的推廣應(yīng)用試點(diǎn)，選擇100家化肥企業(yè)與農(nóng)業(yè)部門對接，在100個縣（場）、1000個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1萬個村開展農(nóng)企合作推廣配方肥試點(diǎn)，嘗試解決技術(shù)落地、企業(yè)參與問題。補(bǔ)齊了企業(yè)這塊“短板”，政府還應(yīng)在扶持和引導(dǎo)提方面下功夫，而不是簡單地將社會化服務(wù)與市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)作等同起來，任期自由發(fā)展，具體需要做好以下幾個方面的基礎(chǔ)工作：面向社會公布肥料配方，嚴(yán)格篩選配方肥生產(chǎn)供應(yīng)企業(yè)，引導(dǎo)肥料企業(yè)生產(chǎn)配方肥，合力促進(jìn)配方肥推廣應(yīng)用。但由定點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)配方肥供給市場，容易違背市場規(guī)律，形成市場壟斷，因此要建立起針對供肥企業(yè)的監(jiān)督體系；通過層層對接提高配方肥的入戶、到位率，并為配肥生產(chǎn)、入庫和銷售設(shè)立臺賬，做好配方肥追溯體系的督促工作；為合格企業(yè)構(gòu)建和完善配肥經(jīng)銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供所需服務(wù)，以豐富配方肥供應(yīng)渠道，方便企業(yè)供肥及農(nóng)民選購；引導(dǎo)肥料生產(chǎn)企業(yè)建立配肥供肥網(wǎng)點(diǎn)，利用智能化配肥設(shè)備為農(nóng)民提供現(xiàn)配服務(wù)，同時提供施肥指導(dǎo)服務(wù)。最終，對企業(yè)的服務(wù)要求實(shí)現(xiàn)以“實(shí)質(zhì)性對接”為目的的“兩個服務(wù)”，即依托農(nóng)企對接，一方面服務(wù)企業(yè)，一方面服務(wù)農(nóng)民。

4.2測土配方施肥技術(shù)的農(nóng)作物覆蓋范圍窄

隨著測土配方施肥項(xiàng)目的推進(jìn)，農(nóng)民舊的施肥觀念已經(jīng)有所改變：過去重?zé)o機(jī)輕有機(jī)、重氮肥輕磷鉀肥和微肥、重底肥輕追肥，而今重視有機(jī)肥的投入，實(shí)行氮、磷、鉀平衡施肥，根據(jù)土壤特點(diǎn)補(bǔ)施微肥；過去盲目施肥，現(xiàn)下會根據(jù)地力基礎(chǔ)和目標(biāo)產(chǎn)量，確定氮、磷、鉀和微肥的施用數(shù)量，并合理確定底追比例與追肥的最佳時期，一定程度上改變了過去“一炮轟”的施肥習(xí)慣。但由于中國人多地少，以僅占世界不到9%的耕地養(yǎng)活世界近20%的人口，長期以來中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥依賴程度高，因此化肥過量施用現(xiàn)象仍然較為普遍，尤以蔬菜、果樹等園藝作物較為突出。據(jù)統(tǒng)計，全國6000萬hm2經(jīng)濟(jì)、園藝作物的化肥使用量約等于1.1億hm2糧食作物的化肥使用量，蔬菜、果樹的平均施肥量分別為糧食作物的2~3倍、3~5倍。而與開展測土配方工作較早、歷史久遠(yuǎn)的棉糧油等大宗作物相比，測土配方施肥在蔬菜、果樹、茶葉等園藝作物上的應(yīng)用才剛剛起步，測土配方施肥技術(shù)體系尚未完全確立。因此，要在強(qiáng)化大田作物測土配方施肥工作的同時，因地制宜地開展設(shè)施農(nóng)業(yè)及園藝作物的土壤測試、肥效實(shí)驗(yàn)，逐步建立起對應(yīng)的施肥指標(biāo)體系并加大其在蔬菜、果樹等園藝作物上的推廣力度，尤其是生產(chǎn)條件較差的地區(qū)，技術(shù)推廣難的空白、邊遠(yuǎn)地區(qū)，不斷提高測土配方施肥技術(shù)的覆蓋面。

4.3粗放施肥方式改觀不大

農(nóng)民普遍文化程度不高，對測土配方施肥的認(rèn)識有限，雖然“一炮轟”的施肥習(xí)慣有所改變，但肥料撒施、表施、淺施等粗放施肥方式還較為普遍，導(dǎo)致肥料損失較為嚴(yán)重，實(shí)際上總的化肥施用量還在增加。因此，要推進(jìn)測土配方施肥技術(shù)進(jìn)村入戶，必須探索、建立有效的技術(shù)指導(dǎo)、服務(wù)模式。一方面，集成創(chuàng)新科學(xué)施肥技術(shù)，探索農(nóng)藝農(nóng)機(jī)結(jié)合的有效途徑，因地制宜地推廣水肥一體化和機(jī)械化深施技術(shù)；另一方面，積極發(fā)展農(nóng)化服務(wù)組織，幫助農(nóng)民施肥到田，解決施肥難問題。在此方面，山東金正大公司推廣的“種肥同播”技術(shù)是一個很好的探索，實(shí)現(xiàn)了良種良法配套、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合，為機(jī)械化施肥奠定了基礎(chǔ)。

5測土配方施肥產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)需求

測土配方施肥的5個環(huán)節(jié)中，測土、配方、施肥指導(dǎo)是公益性的，需要國家的專項(xiàng)財政補(bǔ)貼、政策上的引導(dǎo)和扶持作保障。而配方肥料生產(chǎn)及供應(yīng)等環(huán)節(jié)具有明顯的經(jīng)營性，屬于市場行為。因此，在推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的普及過程中，既要明確政府和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門索要承擔(dān)的公益性職能，又要考慮企業(yè)的利益?，F(xiàn)階段，測土配方施肥的農(nóng)化體系獨(dú)立走向市場，進(jìn)行企業(yè)化運(yùn)作還面臨很多困難，比如測試實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化、配方設(shè)計的合理性等，但測土配方施肥技術(shù)的全覆蓋，配方肥的規(guī)?；a(chǎn)是科學(xué)進(jìn)步、政策完善、市場成熟的必然趨勢。基于國家政策對測土配方施肥技術(shù)的公益性定位，其產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)需求主要集中在以下3個方面。

5.1土壤測試儀器設(shè)備研發(fā)技術(shù)需求

擇優(yōu)篩選的配方肥生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)農(nóng)業(yè)推廣機(jī)構(gòu)公布的配方生產(chǎn)肥料，但由此生產(chǎn)的配方過于單一，不能滿足具體到不同肥力田塊的個性化需求，因此一部分配方肥生產(chǎn)企業(yè)自己完成測、配過程。目前很多企業(yè)使用速測儀器進(jìn)行測土配方施肥，但速測儀器不具有可持續(xù)性，不能批量處理土樣，易受環(huán)境影響，且無法測出微量元素，因此需要研發(fā)出更適合的田間測土儀器設(shè)備，保證對樣品的規(guī)范化和批量化分析，不僅要滿足pH值和氮、磷、鉀等大量元素的測定，還應(yīng)能夠測定微量元素，以便為農(nóng)民提供針對性的個性化測土服務(wù)。

5.2小配方肥研制及針對性施用的技術(shù)需求

大配方肥主要針對大的生態(tài)區(qū)或作物種植帶，由大中型企業(yè)組織完成，但由于不同地理位置的土壤質(zhì)地、作物類型、耕作制度、農(nóng)業(yè)管理設(shè)施及肥料效益等不盡相同，統(tǒng)一使用大配方違背了測土配方施肥技術(shù)“缺什么，補(bǔ)什么”的初衷，所以根據(jù)以上影響因素對大配方做出調(diào)整，生產(chǎn)有針對性的配方肥極其必要，尤其應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件。為方便對配方肥種類的選擇，應(yīng)開發(fā)智能終端配方施肥技術(shù)專系統(tǒng)，對肥料配方的關(guān)鍵因素予以統(tǒng)籌管理，整合配肥設(shè)備和計算機(jī)于一體，以滿足農(nóng)民對配方肥小批量個性化的需求。

5.3農(nóng)化服務(wù)機(jī)制創(chuàng)新技術(shù)需求

在整個農(nóng)化服務(wù)體系的測、產(chǎn)、施等諸環(huán)節(jié)中，施用環(huán)節(jié)其實(shí)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是該技術(shù)能否發(fā)揮效益的關(guān)鍵。而如上所說，如今的粗放施肥方式還較為普遍，因此解決“施什么肥，怎么施肥，誰來施”的問題非常重要，尤其是在農(nóng)業(yè)的老婦幼化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)勞動力的操作技能明顯下降的今天。另外，測土配方施肥技術(shù)只有同其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施（耕作、灌溉、病蟲害防治）密切結(jié)合起來，才有好的效果。因此，提供類似“套餐施肥、綜合管理”的農(nóng)化服務(wù)，探索農(nóng)藝農(nóng)機(jī)有效結(jié)合方式，有益于推動配方肥施用到田，同時也解決了農(nóng)村勞動力不足和農(nóng)民施肥習(xí)慣等問題。

6運(yùn)用資源環(huán)境管理手段推進(jìn)測土配方施肥技術(shù)

即使政府做好引導(dǎo)和扶持工作，補(bǔ)齊了企業(yè)這塊“短板”，也不等于配方肥能夠順利的落戶下田。因?yàn)闇y土配方施肥技術(shù)的推廣模式是一個不斷摸索、完善的過程，難以迅速成熟；農(nóng)化服務(wù)的創(chuàng)新成果需進(jìn)行不斷檢驗(yàn)、修正，難以一步到位；某一個地區(qū)普及性應(yīng)用的成功范例也不可能直接在另一地區(qū)復(fù)制，各地區(qū)農(nóng)化服務(wù)水平及配方肥推廣速度參差不齊。更為重要的是，農(nóng)民受可支配資金及階段性生產(chǎn)預(yù)期的約束，為追求投資利潤最大化，決策平衡中更高投入?yún)s無法直接看到相應(yīng)回報導(dǎo)致測土配方施肥技術(shù)選擇常出劣勢被否定，故大面積推廣的實(shí)現(xiàn)依然面臨不小的阻力。這就需要運(yùn)用恰當(dāng)?shù)馁Y源環(huán)境管理手段作為配方肥到田下地的推手，使農(nóng)民自愿選擇配方肥。從農(nóng)民的角度出發(fā)，配方肥相對于普通化肥的節(jié)本增效、培肥土壤優(yōu)勢需在施用后方可體現(xiàn)出來，在施用前由于其價格較高，駐足觀望的農(nóng)民不在少數(shù)。由于測土配方施肥技術(shù)能夠減少化肥使用量及損失量，從而減少農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放量，因此它為溫室氣體減排提供了一種可能的碳交易產(chǎn)品?；谠摷夹g(shù)的此項(xiàng)附加收益，可計量施用配方肥的減排量，對將施用配方肥的農(nóng)民給予相應(yīng)的報酬，同時適當(dāng)提供專項(xiàng)資助、稅收減免優(yōu)惠等鼓勵性、引導(dǎo)性的財政補(bǔ)貼，由此變相提高了農(nóng)民應(yīng)用測土配方施肥技術(shù)投資的經(jīng)濟(jì)回報，成為扭轉(zhuǎn)決策平衡的關(guān)鍵。程琨等已提出了一套用于測土配方施肥項(xiàng)目的固碳減排計量方法。利用“碳減排交易”的市場激勵手段引導(dǎo)農(nóng)民施用配方肥進(jìn)行減排，不僅為高邊際減排成本排放源提供全新的減排途徑，也為應(yīng)用測土配方施肥技術(shù)的農(nóng)民創(chuàng)造了特定的贏利模式，反過來又?jǐn)U大了配方肥的推廣面積，助推傳統(tǒng)高碳農(nóng)業(yè)向低碳農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。

7結(jié)論與討論

第5篇：土壤學(xué)概論范文

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；甘肅省；≥0 ℃年積溫；空間插值

中圖分類號：P 409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：10095500（2014）02002305

地表是連續(xù)分布的曲面，但地面觀測的數(shù)據(jù)是離散的，不能完全覆蓋地表范圍，目前尚沒有很好的辦法找到一個曲面來覆蓋地表[1-4]。以地面觀測的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來模擬連續(xù)地表曲面，傳統(tǒng)上多采用建立數(shù)字地面模型來實(shí)現(xiàn)，即在現(xiàn)有的站點(diǎn)基礎(chǔ)上直接利用空間插值算法來進(jìn)行插值。但存在站點(diǎn)較密集的地方插值效果好，精度高，而站點(diǎn)較少的地方則誤差較大的缺點(diǎn)[5]?？梢圆捎孟冗M(jìn)行站點(diǎn)加密，再進(jìn)行空間插值的方法解決這一問題。辜智慧等[6]在錫林郭勒盟利用地統(tǒng)計學(xué)分析方法進(jìn)行了站點(diǎn)的加密研究，認(rèn)為增加站點(diǎn)是解決插值問題的手段之一。

中國西北地區(qū)氣象站點(diǎn)總數(shù)量少，分布不均勻[7-10]，因而直接利用站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值效果較差?！? ℃年積溫是重要的氣象要素，是草原綜合順序分類中的重要指標(biāo)[11-14]，試驗(yàn)以西北地區(qū)的甘肅省為研究區(qū)，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，對≥0 ℃年積溫站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值加密，以期改善西部地區(qū)由于氣象站點(diǎn)數(shù)量少、分布不均勻帶來的氣象要素空間插值結(jié)果誤差較大的問題。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

研究采用甘肅省及陜西、寧夏、青海、新疆、內(nèi)蒙古周邊地區(qū)202個氣象站點(diǎn)1960～2009年逐日氣溫資料（圖1），各項(xiàng)數(shù)據(jù)來源于美國國家氣候數(shù)據(jù)中心（National Climatic Data Center，NCDC）第7版數(shù)據(jù)集（http：∥ncdc.noaa.gov/）以及中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（http：∥/satellite/）。

2 研究方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network，ANN）不要求對事物機(jī)制有明確的了解，輸出結(jié)果取決于系統(tǒng)輸入和輸入輸出之間的權(quán)重，而權(quán)重的數(shù)值通過訓(xùn)練樣本的學(xué)習(xí)獲得[15]。這種方式對解決機(jī)理尚不明確的問題特別有效，非常適合用來解決區(qū)域插值問題[16，17]，該方法在氣象要素的插值方面已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，被認(rèn)為是一種可行的方法[18，19]。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有三層或三層以上的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。最基本的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即一個輸入層、一個隱含層（中間層）和一個輸出層。輸入層的功能是向神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)提供信號，通常把模擬的感覺輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；隱含層是輸入與輸出層之間的層次，為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)提供記憶和計算功能；輸出層輸出神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的計算結(jié)果，也輸出處理元素實(shí)現(xiàn)其功能（圖2）。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行可分成2個階段即網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)（或訓(xùn)練）和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想。

根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和信息流的傳遞方式，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分為前饋網(wǎng)、反饋網(wǎng)和混合網(wǎng)3種形式。BP（Back Propagation）網(wǎng)絡(luò)是1986年由Rumelhart和McCelland為首的科學(xué)家小組提出，是按誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ㄓ?xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，是目前應(yīng)用最廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之一。

3 研究區(qū)年積溫的擬合

3.1 數(shù)據(jù)處理

其中，輸入層有3組數(shù)據(jù)，分別是經(jīng)度、緯度和海拔；輸出層一組數(shù)據(jù)，為擬合值。第1隱含層有10個神經(jīng)元，第2隱含層有20個神經(jīng)元。

處理步驟：數(shù)據(jù)的歸一化處理用mapminmax函數(shù)將輸入數(shù)據(jù)集和目標(biāo)數(shù)據(jù)集分別作歸一化處理（映射到[0，1]），以提高網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練效率和去量綱。

數(shù)據(jù)分類：用dividevec函數(shù)打亂數(shù)據(jù)順序，抽取正常訓(xùn)練用數(shù)據(jù)（train data），變量數(shù)據(jù)（validate data），以及測試數(shù)據(jù)（test data），可以使數(shù)據(jù)更加具備典型性和更優(yōu)良的泛化能力。

建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：用newff函數(shù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層數(shù)，每層的節(jié)點(diǎn)數(shù)，隱含層的傳輸函數(shù)等。

指定訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練：設(shè)置最大訓(xùn)練次數(shù)，訓(xùn)練目標(biāo)，學(xué)習(xí)率、訓(xùn)練算法等參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。完成訓(xùn)練后，用sim函數(shù)調(diào)用訓(xùn)練結(jié)果，輸入測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行測試。

數(shù)據(jù)反歸一化處理：用mapminmax函數(shù)將結(jié)果進(jìn)行反歸一化處理。

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別對分區(qū)已有站點(diǎn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過多次訓(xùn)練試驗(yàn)和調(diào)整參數(shù)，得到網(wǎng)絡(luò)輸出值與實(shí)測值擬合效果好的網(wǎng)絡(luò)；然后，用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對加密的站點(diǎn)進(jìn)行≥0 ℃年積溫擬合。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 分區(qū)與站點(diǎn)加密

為提高插值精度，根據(jù)甘肅省地形和氣候特點(diǎn)，以六盤山和烏鞘嶺為分界線，將研究區(qū)劃分為東部，中部和西部，東部以隴東黃土高原為主，中部以隴中黃土高原為主，西部以河西走廊戈壁荒漠、沙漠為主。

通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，西區(qū)加密站點(diǎn)202個，中區(qū)加密站點(diǎn)102個，東區(qū)加密站點(diǎn)65個， 這樣將用于插值的氣象站點(diǎn)數(shù)量由202個增加為571個（圖4）。加密方法為隨機(jī)選點(diǎn)加密。

3.2.2 圖表分析

用散點(diǎn)圖和曲線擬合圖從總體上來衡量網(wǎng)絡(luò)輸出值與實(shí)測值的吻合情況。

以訓(xùn)練樣點(diǎn)的實(shí)測值為橫坐標(biāo)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出值為縱坐標(biāo)做出散點(diǎn)圖。圖4中散點(diǎn)的擬合直線越接近45°方向上的直線，則表明輸出值越接近實(shí)測值，結(jié)果越理想。

以訓(xùn)練點(diǎn)為橫坐標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)輸出值和實(shí)測值為縱坐標(biāo)，畫出各點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)輸出值與實(shí)測值的擬合曲線圖5。兩條曲線越相似，說明網(wǎng)絡(luò)輸出值與實(shí)測值越接近，結(jié)果越理想。

通過分析，東部要明顯好于中部和西部，而西部的精度最差，查看氣象站點(diǎn)的分布可以看出，東部的氣象站點(diǎn)分布密度明顯高于其他區(qū)域，而西部的氣象站點(diǎn)又為三者中最少。其中，相差最大的是MAE，東部要比西部低79.30 ℃。

將甘肅省劃分為東、中、西3個區(qū)域，利用氣象站點(diǎn)地面觀測≥0 ℃年積溫數(shù)據(jù)，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，擬合得到571個地面點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對3個區(qū)域結(jié)果精度進(jìn)行了圖表及指標(biāo)分析。結(jié)果表明：東部的插值精度明顯好于中部和西部，西部的插值精度最差，主要原因是氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)過于稀疏。

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Study on annual accumulative temperature spatial

interpolation of Gansu Province based on

artificial neural network

WU Jing1，2，ZHANG Degang1，LI Chunbin2

（1.College of Pratacultural Science，Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem，

Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/SinoU.S.Centers

for Grazingland Ecosystem Sustainability，Lanzhou 730070，China； 2. ）

第6篇：土壤學(xué)概論范文

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南昆明650201）

摘要：在分析大學(xué)專業(yè)課教學(xué)中板書與PPT使用情況的基礎(chǔ)上，以“水土保持工程學(xué)” 課程的教學(xué)為例，統(tǒng)計分析了7年221名大學(xué)生的課程成績。結(jié)果顯示，在教學(xué)過程中教師運(yùn)用板書與PPT的能力對學(xué)生的成績有影響，且板書和PPT結(jié)合教學(xué)，相比過分依賴PPT教學(xué)能顯著提高學(xué)生的成績。借此提出教師授課時不能過分依賴PPT課件，應(yīng)注重兩種教學(xué)手段優(yōu)點(diǎn)的充分發(fā)揮，來激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 ：板書；PPT；水土保持工程學(xué)；教學(xué)效果

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1004－390X （2015）04－0098－05

專業(yè)課是高等學(xué)校學(xué)生實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育的載體，其教學(xué)效果的好壞直接關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)主動性的提高，而學(xué)生學(xué)習(xí)成績的好壞又直接影響到學(xué)生分析解決本專業(yè)范圍內(nèi)一般實(shí)際問題能力的高低。水土保持工作作為生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，對水土保持專業(yè)人才提出了新的更高要求。而“水土保持工程學(xué)”是水土保持與荒漠化防治專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的骨干課程之一，其教學(xué)效果的優(yōu)劣，不僅決定著大學(xué)生的就業(yè)質(zhì)量，同時也決定著他們畢業(yè)后對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)程度。所以，專業(yè)課的教與學(xué)尤為重要。

一、大學(xué)專業(yè)課教學(xué)中板書與PPT的使用狀況

（一）單純板書教學(xué)

據(jù)調(diào)查，在大學(xué)專業(yè)課教學(xué)中還有少數(shù)教師堅持著傳統(tǒng)板書的教學(xué)方式，傳統(tǒng)板書的“傳統(tǒng)”二字并不意味著落后，其對教師的教學(xué)基本功的要求比純粹的多媒體教學(xué)更高更嚴(yán)格，布局與設(shè)計合理的板書能靈活方便地實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動， 能輕松及時地展示教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)［1－4］，同時還可以讓老師在學(xué)生中樹立起威信。（二）過分依賴PPT課件進(jìn)行教學(xué)PPT課件以圖片、文字、動畫、聲音、影像等的方式呈現(xiàn)出比板書信息容量更多的教學(xué)內(nèi)容，通過視覺的增強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)空間印象與理解，通過圖文并茂的形式將抽象的內(nèi)容具體化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣［1－4，6］，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。故在以往教學(xué)中，出現(xiàn)這樣的現(xiàn)狀：教師一堂課講完，只是在黑板上零星地寫上幾個字，甚至有的老師一字不寫［2，5］，根本談不上板書的布局與設(shè)計。而PPT課件具有課堂信息容量大，教師的講解速度相對較快等特點(diǎn)，部分學(xué)生對教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)、公式的推導(dǎo)、習(xí)題的計算等知識的理解容易出現(xiàn)困難；同時，不以教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)的改變而靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段，只是為了PPT課件的使用而使用，PPT課件獨(dú)霸課堂，所有的教學(xué)內(nèi)容，甚至是一個小小的提問環(huán)節(jié)，都使用PPT來完成；再加上有的老師PPT課件制作中出現(xiàn)這樣那樣的問題，如只有文字信息，或是簡單的文字加圖片，或是顏色過于鮮艷或文字和底色對比不明顯，或是幻燈片版式和背景顏色搭配不合理，文字過小過密等等，這樣的狀況時間久了，有意無意地拉遠(yuǎn)了學(xué)生和知識的距離，削弱了教師和學(xué)生的交流，進(jìn)而削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與興趣。

（三）板書和PPT結(jié)合［7－10］

PPT課件是提前設(shè)計制作的，相比板書來說，對課堂的教學(xué)內(nèi)容缺乏預(yù)見性和靈活性，尤其在討論式、問題式等教學(xué)活動中，應(yīng)用效果欠佳。所以，老師在實(shí)際教學(xué)過程中，應(yīng)結(jié)合各自專業(yè)課的特點(diǎn)，根據(jù)每堂課教學(xué)內(nèi)容與形式的不同，采用相應(yīng)的教學(xué)手段，板書和PPT兩者結(jié)合使用，各取其長［1］，來提高教學(xué)質(zhì)量。

二、案例分析

“水土保持工程學(xué)” 與氣象學(xué)、水文學(xué)、地貌學(xué)、土壤學(xué)、林學(xué)、水力學(xué)、土力學(xué)、工程力學(xué)、農(nóng)田水利學(xué)、泥沙動力學(xué)等課程密切相關(guān)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的水土保持與荒漠化防治專業(yè)的主干專業(yè)必修課。本文以云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)2004、2005、2007～2011級221名學(xué)生作為樣本，分析了筆者在教學(xué)過程中板書和PPT課件的不同使用對這些學(xué)生課程成績的影響。

筆者在“水土保持工程學(xué)” 的教學(xué)過程中，經(jīng)歷了以下三個階段：一是以單純的板書進(jìn)行教學(xué)，樣本為2004、2005和2007級共128名學(xué)生；二是過分依賴PPT課件，很少寫板書，樣本為2008級28名學(xué)生；三是結(jié)合課程特點(diǎn)，板書和PPT課件結(jié)合的探索階段，樣本為2009～2011級共65名學(xué)生。

（一）板書與PPT課件使用情況對“水土保持工程學(xué)”成績影響統(tǒng)計［11］

由表1可以看出，通過板書和PPT課件相結(jié)合，測試樣本的學(xué)生學(xué)習(xí)成績高分段（優(yōu)等和良好）的人數(shù)較板書教學(xué)或過分依賴PPT課件教學(xué)時有增加，且過度依賴PPT課件教學(xué)時不及格學(xué)生人數(shù)較其他兩種教學(xué)手段上升，不及格人數(shù)占比21?4％，而板書和PPT結(jié)合教學(xué)不及格人數(shù)較板書教學(xué)的不及格人數(shù)占比多1?3％，但是板書和PPT結(jié)合教學(xué)低分區(qū)（及格和不及格）的學(xué)生人數(shù)較板書教學(xué)減少13?8％。這一事實(shí)說明板書和PPT課件結(jié)合教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績是有提高的。

通過對板書教學(xué)時學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、過分依賴PPT課件教學(xué)時學(xué)生的學(xué)習(xí)成績以及板書和PPT課件結(jié)合后學(xué)生的學(xué)習(xí)成績比較得出（見表2），使用板書教學(xué)學(xué)生的平均成績?yōu)?8分，過分依賴PPT課件教學(xué)時學(xué)生的平均成績?yōu)?4分，板書和PPT課件結(jié)合后學(xué)生的平均成績?yōu)?1分，比單純板書教學(xué)的平均成績高3分，比過分依賴PPT課件教學(xué)的平均成績高7分。結(jié)果表明，板書和PPT課件結(jié)合教學(xué)可以提高“水土保持工程學(xué)”課程的教學(xué)效果。

表3顯示了板書教學(xué)、過分依賴PPT教學(xué)以及板書和PPT結(jié)合教學(xué)中兩兩教學(xué)手段之間對學(xué)生成績均值的比較結(jié)果。由比較結(jié)果可以看出，過分依賴PPT教學(xué)與板書和PPT結(jié)合教學(xué)對學(xué)生成績影響的概率P值（0?011） 小于顯著水平，即這兩種教學(xué)手段對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異。而板書教學(xué)與過分依賴PPT教學(xué)以及板書教學(xué)與板書和PPT結(jié)合教學(xué)之間對學(xué)生成績的影響均沒有顯著差異。

表4顯示了三種教學(xué)手段（板書教學(xué)、過分依賴PPT教學(xué)以及板書和PPT結(jié)合教學(xué)） 對不同年級中兩兩年級學(xué)生成績均值的比較結(jié)果。結(jié)果表明，2004級的板書教學(xué)與2008級的過分依賴PPT教學(xué)對學(xué)生成績影響的概率P值（0?010）小于顯著水平，即2004級的板書教學(xué)與2008級的過分依賴PPT教學(xué)對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異；同時，2008級的過分依賴PPT教學(xué)與2010級的板書和PPT結(jié)合教學(xué)對學(xué)生成績影響的概率P值（0?013）小于顯著水平，即2008級的過分依賴PPT教學(xué)與2010級的板書和PPT結(jié)合教學(xué)對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異。而三種教學(xué)手段在其余兩兩年級之間對學(xué)生成績的影響均沒有顯著差異。

（二）案例結(jié)果原因分析

以上的統(tǒng)計分析結(jié)果大致可以歸于以下五點(diǎn)：（1）過分依賴PPT課件教學(xué)時平均分最低、不及格學(xué)生人數(shù)也最多，其原因是過多地依賴PPT，與下面的學(xué)生就不能進(jìn)行很好的互動，以及PPT設(shè)計制作時存在無關(guān)信息過多，重點(diǎn)、難點(diǎn)不突出等問題。

（2）測試結(jié)果顯示的板書和PPT結(jié)合教學(xué)不及格人數(shù)較板書教學(xué)不及格人數(shù)多，這可能與不及格學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、曠課多少等方面有關(guān)，對于這部分學(xué)生，只從改進(jìn)教學(xué)手段，即板書和PPT課件結(jié)合來提高其學(xué)習(xí)成績，效果并不理想，還得在以后的教學(xué)活動中采用提問式、討論式等互動教學(xué)以及關(guān)愛教學(xué)（課外交談、輔導(dǎo)等）來實(shí)現(xiàn)。

（3）板書和PPT課件結(jié)合教學(xué)學(xué)生的平均成績較板書教學(xué)以及過分依賴PPT課件教學(xué)時學(xué)生的平均成績都有一定的提高，但提高的幅度并不大，原因在于影響教學(xué)效果或教學(xué)質(zhì)量提高的因素是多方面的，除了根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容與形式，不斷優(yōu)化教學(xué)手段（板書和PPT課件的使用情況）之外，還有如互動式等教學(xué)方法的運(yùn)用、課上教學(xué)與課下教學(xué)的結(jié)合、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合以及以能力為導(dǎo)向考試方法的改革，等等。（4）過分依賴PPT教學(xué)與板書和PPT結(jié)合教學(xué)對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異，而板書教學(xué)與過分依賴PPT教學(xué)以及板書教學(xué)與板書和PPT結(jié)合教學(xué)之間對學(xué)生成績的影響均沒有顯著差異。這充分說明了PPT僅僅是教學(xué)中的一種輔助設(shè)備，過度使用會造成“過猶不及”的現(xiàn)象。要達(dá)到最好的教學(xué)效果，應(yīng)該將PPT和板書結(jié)合起來，揚(yáng)長避短。（5）2004級的板書教學(xué)與2008級的過分依賴PPT教學(xué)對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異；2008級的過分依賴PPT教學(xué)與2010級的板書和PPT結(jié)合教學(xué)對學(xué)生成績的影響存在顯著性差異。三種教學(xué)手段在其余兩兩年級之間對學(xué)生成績的影響均沒有顯著差異。再次說明過度使用PPT進(jìn)行教學(xué)會影響教學(xué)效果。這一影響沒有在所有年級中顯示出差異，原因可能與各年級學(xué)生的人數(shù)、學(xué)習(xí)能力、教師的教學(xué)方式方法等不同有關(guān)。

三、結(jié)束語

筆者探索分析了板書與PPT課件使用情況對“水土保持工程學(xué)” 課程教學(xué)效果的影響，結(jié)果證明板書和PPT課件結(jié)合教學(xué)較過分依賴PPT課件教學(xué)能顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，進(jìn)而提高課程教學(xué)效果；所以在日常的教學(xué)過程中，應(yīng)學(xué)會集中運(yùn)用PPT與板書的優(yōu)點(diǎn)，選擇合理的、與時俱進(jìn)的教學(xué)手段與方法來提高教學(xué)效果。而要真正地實(shí)現(xiàn)板書與PPT的合理運(yùn)用，全面可持續(xù)的提高教學(xué)效果［7－8］，是一個長期的過程，應(yīng)從以下四個方面來努力： （1） 改進(jìn)和提高板書水平（包括書寫、布局與設(shè)計等）；（2） 以教學(xué)內(nèi)容最直觀、最明了的方式來靈活的使用板書和PPT課件；（3）加強(qiáng)教師之間的交流學(xué)習(xí)；（4） 可借助校級一類課程建設(shè)以及相關(guān)的科研、教改課題，在實(shí)際的教學(xué)活動中探索成長。

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