《土壤肥料學》教學過程中固碳思想的融入與加強探討

邰繼承　范富　宋桂云　蘇雅樂

摘要介紹了固碳思想產生的背景，在此基礎上提出《土壤肥料學》教學過程中固碳思想融入與加強的必要性，并從提高教師專業素質，優化課程教學內容，豐富課程教學方法，注重實踐能力培養等方面探討了實現途徑。

關鍵詞《土壤肥料學》；高等農林院校；人才培養；固碳思想

中圖分類號S-01文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2014）28-09969-02

Introducing and Strengthening of Carbon Sequestration Thought in Teaching Process of Soil and Fertilizer Science

TAI Jicheng，FAN Fu，SONG Guiyun et al

（College of Agriculture， Inner Mongolia University for Nationalities， Tongliao， Inner Mongolia 028042）

Abstract The background of carbon sequestration thought was introduced. On the basis of this， the necessity of introducing and strengthening of carbon sequestration thought in teaching process of Soil and Fertilizer Science was put forward. The realization way was discussed from aspects of improving professional quality of teachers， optimizing teaching content， enrich teaching method， pay attention to practical ability training.

Key words Soil and Fertilizer Science； College of agriculture and forestry； Personnel training； Carbon sequestration thought

《土壤肥料學》課程是針對高等農林院校植物生產類各相關專業開設的一門重要的專業基礎課程之一[1]。該課程是在20世紀90年代后，在原有《土壤學》和《植物營養學》兩門課程基礎上整合而成的。《土壤肥料學》主要研究《土壤學》和《植物營養學》的基礎理論、基本性質和相關分析測試方法與技術，使學生能夠較為全面、系統地掌握識土、用土、改土的基本方法和科學施肥的原理與技術，進而為促進農業生產和農業的可持續發展服務[2]。《土壤肥料學》在內蒙古民族大學是開設歷史最長、涉及專業最多的課程之一，主要為農學、農業資源與環境、草業科學、植物保護、園藝、園林等本科專業開設，每年修讀該課程的人數達200多人[3]。2008年《土壤肥料學》被評為內蒙古自治區級精品課程。2013年《土壤肥料學》課程教學團隊被評為內蒙古民族大學校級優秀教學團隊。

1固碳思想產生的背景

全球氣候正經歷著一場以普遍升溫為主要特征的顯著變化，已經引起了國際社會的高度關注。切實減少包括CO2在內的各種溫室氣體排放，穩定和增加陸地生態系統碳匯成為當前緩解全球氣候變化的首要任務。碳減排問題從本質上說是一個專業技術問題，但往往又涉及經濟、政治和國家主權等方面的利益關系，從而使其變得更為復雜。同時，當前社會在技術方面尚無較好的方法予以解決，因此直接減排困難重重。

土壤碳庫是海洋碳庫外地球表層生態系統中最大的碳儲庫，其中無機碳庫更新周期較長，可達千年以上的時間尺度，所以在土壤碳循環研究中主要是以有機碳庫研究為主。全球土壤有機碳庫約是陸地生物量碳庫的2～3倍，是大氣碳庫的2倍多[4]。因而，土壤有機碳庫的微小變化就顯著影響大氣CO2水平。事實上，雖然全球土壤有機碳庫儲量巨大，但其中只有農業土壤有機碳庫是受到人為短期干擾而發生顯著變化的。因此，農業土壤有機碳庫在全球氣候變化研究中顯得尤為重要，國際社會及聯合國氣候變化框架公約中也將農業土壤有機碳庫儲量及其固碳能力作為評估近期溫室氣體減排潛力的重要依據之一。

面對全球變化給人類社會帶來的巨大挑戰，歐盟、美國、日本等先后啟動了碳循環研究計劃，紛紛開展了對于農業土壤的固碳機制、潛力及其實現途徑的研究，以作為制訂國家CO2排放清單及其分配國際溫室氣體減排配額的依據。2001年，作為當時最大的溫室氣體排放國的美國就提出了固碳科學和固碳科學技術的概念，將農業土壤固碳和溫室氣體減排作為國家的核心項目[5]。我國的碳循環研究相對起步較晚，但是近些年來，特別是最近20余年的發展也十分迅速。

2《土壤肥料學》教學過程中固碳思想融入與加強的必要性

我國農業耕地面積約占國土面積的1/8，約有130 M hm2[6]。我國以占全球不到7%的耕地養活了占全球22%的人口，農業土壤利用強度大，加之由于盲目的開墾、不合理的耕作等問題，部分地區土壤退化嚴重，使得耕地土壤有機碳密度總體上較低，對我國未來的糧食安全和環境保護工作都提出了巨大挑戰。我國長期的高強度農業利用所帶來的對農田土壤有機碳庫的影響也倍受國內外學者的關注。李長生等根據DNDC模型計算結果提出我國1970年以來的土壤碳庫損失達到70 Tg a-1的規模[7]。Song等通過對《中國土種志》中土壤有機碳變化資料的統計分析，提出我國第二次土壤普查以來自然土壤開墾為耕地土壤表層有機碳庫的總損失約為2 Pg，且這種損失主要是在華北、東北和西南地區[8]。可見我國農田土壤整體仍顯碳源作用，雖然新近的研究結果顯示我國農業土壤中在近20年較普遍地出現了碳的固定趨勢，特別是水稻土固碳效應明顯[9]。

農田土壤有機碳庫的變化有諸多影響因素，是土壤、氣候、植被覆蓋、人為干擾等各種因素綜合影響下土壤有機碳輸入與輸出之間動態平衡的結果，但其中最主要的還是管理者或是使用者自身認識的提高。我國作為世界農業文明的發祥地之一，歷來注重有機肥料的投入，逐步形成了用地與養地相結合的耕種傳統。只是新中國成立以來，特別是20世紀70年代后，化肥工業得到快速發展，化肥使用量逐年增加，且逐漸取代了有機肥而占主導地位。然而，在大力發展化肥工業的過程中也產生了各種問題，重無機、輕有機的不科學施肥方式污染生態環境，最終導致人類生存發展受到威脅。與此同時，大量的有機肥資源被浪費，其中絕大多數未被利用而直接進入環境，成為環境污染的一個主要來源。在化肥成為肥料主體的背景下，高效利用有機廢物資源，發揮有機肥在現代農業生產中的作用，促進現代農業的可持續發展已成為各國關注的一個焦點。減少化肥投入、加快并鼓勵有機肥投入將成為我國今后一段時期農業發展亟待解決的重要問題之一。

大學生群體是一個特殊的社會群體，在同齡人中具有較高的文化素養，他們思維敏捷，富有創造力，代表著先進的社會生產力，是未來社會主義現代化建設事業的主力軍。大學生承擔著傳承和發揚人類文明的重要歷史責任，是中華民族偉大復興的希望。高等農業教育作為我國高等教育的一個重要組成部分，具有很強的行業針對性和發展的特殊性，擔負為農業現代化提供人才支持和知識貢獻的雙重使命。《土壤肥料學》作為在高等農林院校植物生產類各相關專業開設的一門重要的專業基礎課程，在教學過程中將固碳思想融入與加強有利于提升作為未來我國農業管理或從業人員的農科大學生的理論認識，從而在日后的工作中自覺維護農田生態系統良性循環。我國農田土壤有機碳水平普遍低于歐美國家，農田質量整體較差，抵抗外界干擾和適應能力不強；同時也說明了在未來氣候變化的大背景下，通過因地制宜的合理利用和良好的田間管理，我國農田土壤仍具有巨大的固碳潛力。在這種潛力的發揮下，農科大學生群體必將是重要的一支力量。

3《土壤肥料學》教學過程中固碳思想融入與加強的措施

3.1提高教師專業素質大學最基本、最重要的職責就是通過教學和教育達到培養人才的目的。教師不僅要具有堅實的理論功底，廣博的知識背景，還要適應時代發展，不斷加強新理論、新知識學習，適時更新與補充，努力提高自身專業素質。因此，授課教師首先要在當前全球碳循環研究領域上有一定了解和認識。只有這樣，在教學過程中才會有的放矢，做到游刃有余。在此基礎上，大學教師還要加強相關學術研究，否則就與中、小學教師沒什么區別了。大學教師如果沒有一定的學術水平，教學質量自然就不會太高，也難以對大學生進行指導。

3.2優化課程教學內容

《土壤肥料學》課程內容繁雜，這就需要授課教師通過融會貫通的辦法，盡量減少相關內容之間的重復，并盡可能做到舉一反三。教學中，授課教師還需要根據學科發展的前沿動態，適當引進部分新的科研成果，豐富和充實教學內容，可以結合相關章節的內容進行介紹。比如土壤有機碳的分組、土壤有機碳固定潛力與容量、土壤有機碳保護及其穩定性的機制等。通過上述措施，一方面使學生對全球變化下土壤碳循環研究的熱點問題和發展動態有初步的了解；另一方面也可以激發學生學習的積極性和主動性，為日后考研和進一步深造打下堅實基礎。

3.3豐富課程教學方法

根據要求并結合《土壤肥料學》課程的特點，為有效調動學生學習的積極性，激發學習興趣，使學生掌握《土壤肥料學》課程的基本知識和基本技能，達到理論與實踐相結合，在教學方法上積極進行探索，采用多種教學方法和教學手段，融知識傳授與能力培養為一體，以期獲得良好的教學效果。比如發現法，授課教師在課堂上隨時提出問題，并引導學生去思考并尋找問題答案，其目的是鍛煉學生發現、分析和解決問題的綜合能力。再比如討論法，可以圍繞土壤固碳的某一中心問題，收集相關資料，各抒己見，通過討論或辯論活動，獲得相關知識，同時還可以培養合作精神。

3.4注重實踐能力培養

根據人才培養目標的要求，在制訂教學計劃時加大實踐性教學環節所占的比例，結合《土壤肥料學》實驗、實習內容，充分利用校內外教學實踐基地，授課教師要經常帶領學生深入田間地頭，去解決生產中遇到的實際問題，真正實現理論與實踐的結合[10]。比如為實現土壤固碳而開展作物秸稈還田技術的試驗、少免耕技術的試驗、肥料配比試驗、生物黑炭施用試驗等。教師在科研活動中也可以直接吸收一部分感興趣的高年級學生參加，或是組建相關研究小組、協會等，這樣不但提高他們的科研素質和創新能力，而且也提高了他們解決生產實際的能力。

總之，土壤固碳研究已經趨向于形成一個以固碳與溫室氣體減排潛力為目標，以農田和團聚體為主要研究尺度，過程和機理研究為主要內容的新興土壤學分支學科。在高等農林院校植物生產類各相關專業《土壤肥料學》課程教學過程中融入和加強固碳思想的教育，利于提升農科大學生的理論認識，利于實現農田土壤固碳潛力，從而達到農田固碳減排和保障國家糧食安全雙贏的目的。

參考文獻

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