廬山植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)的教學(xué)設(shè)計與思考

劉新圣　孫葉根　汪青　姚有如　汪勇　王小兵　吳立　朱永恒　張平究

摘要：野外實(shí)習(xí)是植物地理學(xué)教學(xué)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、掌握基本技能以及團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新意識的主要途徑。綜合多年的教學(xué)實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，本文對安徽師范大學(xué)地理專業(yè)廬山自然地理綜合實(shí)習(xí)中的植物地理學(xué)模塊進(jìn)行了系統(tǒng)梳理。重點(diǎn)對植物區(qū)系地理、植被地理和群落演替的實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容、組織形式、具體要求和考核方式等進(jìn)行了總結(jié)。同時，歸納了野外教學(xué)實(shí)習(xí)線路及相應(yīng)的實(shí)習(xí)內(nèi)容。最后，針對目前實(shí)習(xí)中存在的不足，以及學(xué)科發(fā)展背景下對植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)的最新要求，提出了具體的優(yōu)化或改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：野外實(shí)習(xí)；植物區(qū)系地理；植被地理；教學(xué)設(shè)計；廬山

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C文章編號：1001-2443（2024）01-0063-06

植物地理學(xué)是研究植物在地球表層系統(tǒng)中的形成演化、分布格局及其與周圍環(huán)境要素之間關(guān)系的一門科學(xué)，兩個主要分支學(xué)科分別為植物區(qū)系地理學(xué)和植被地理學(xué) ［1-2］。自200多年前德國博物學(xué)家亞歷山大·馮·洪堡（Alexander von Humboldt）創(chuàng)立植物地理學(xué)以來，其在基礎(chǔ)理論和研究方法上都呈蓬勃發(fā)展態(tài)勢，逐漸形成了系統(tǒng)且完善的學(xué)科體系［3］。根據(jù)研究對象的不同，植物區(qū)系地理學(xué)主要關(guān)注全球或區(qū)域尺度上植物種類的組成（科、屬、種）、分布、起源和演化，而植被地理學(xué)則主要研究植物群落的類型、結(jié)構(gòu)、動態(tài)及其分布規(guī)律。作為自然地理學(xué)的分支學(xué)科，植物地理學(xué)是高等學(xué)校地理科學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，該課程對提升地理師范專業(yè)學(xué)生所必需的植物地理專業(yè)知識、培養(yǎng)地理拔尖人才的學(xué)科素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，都具有極其重要的作用［4-5］。

植物地理學(xué)是一門非常倚重野外實(shí)踐的學(xué)科。作為教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，野外綜合實(shí)習(xí)教學(xué)是植物地理學(xué)理論授課的延伸和升華，其主要教學(xué)目的是引導(dǎo)學(xué)生將課本理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)和提高學(xué)生野外觀察、分析和解決問題的本領(lǐng)，訓(xùn)練基本的植物采集和鑒別技能，掌握植物生態(tài)學(xué)樣地調(diào)查及數(shù)據(jù)整理分析的方法［6-7］。此外，植物地理學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)的直觀性和綜合性特點(diǎn)也有助于提升學(xué)生的綜合地理觀和團(tuán)隊合作意識，為培養(yǎng)地理學(xué)高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。近二十多年來，安徽師范大學(xué)地理專業(yè)植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)以廬山為實(shí)習(xí)基地，與其他部門自然地理學(xué)課程聯(lián)合開展野外實(shí)踐教學(xué)［8-10］。本文以此為背景，對該校植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)進(jìn)行梳理并針對當(dāng)前存在的一些問題提出優(yōu)化措施，旨在提高植物地理學(xué)野外實(shí)踐的教學(xué)效果，從而促進(jìn)具有實(shí)踐能力的地理人才培養(yǎng)。

1 廬山地區(qū)植物及植被類型概況

廬山地處中亞熱帶東南季風(fēng)區(qū)，年均溫11.7 oC，年降水量1900 mm，最高海拔1474 m。廬山擁有豐富的植物多樣性，植物區(qū)系組成為泛北極植物區(qū)、中國-日本森林植物亞區(qū)，生長的維管木本植物超過2千種，分布于187科843屬［11］。同時，巨大山體垂直落差使得廬山擁有亞熱帶地區(qū)相對完整的植被垂直帶譜：在海拔700 m以下廣泛分布著常綠闊葉林，即中亞熱帶地區(qū)的地帶性植被，隨著山體的升高，植被類型依次轉(zhuǎn)變?yōu)槌＞G落葉闊葉混交林、落葉闊葉林和山地溫性針葉林［12-13］?？傊瑥]山是亞熱帶地區(qū)罕見的自然地理各要素較為齊全的區(qū)域，能夠基本滿足植物區(qū)系地理學(xué)和植被地理學(xué)的野外實(shí)習(xí)需求，這也是眾多高校地理類專業(yè)前來開展自然地理要素綜合教學(xué)實(shí)習(xí)的主要原因。

2 廬山植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)的教學(xué)設(shè)計

2.1 野外實(shí)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)

通過植物地理野外綜合實(shí)習(xí)達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)：（1）通過植物標(biāo)本的采集與鑒定準(zhǔn)確識別亞熱帶常見植物，掌握標(biāo)本壓制的基本技能，分析植物區(qū)系的組成，了解物種的習(xí)性、地理分布及其資源利用價值；（2）識別亞熱帶主要植物群落類型及其建群樹種，掌握亞熱帶山地植被帶的海拔分布規(guī)律，初步具備植物群落調(diào)查和數(shù)據(jù)整理分析的能力，并掌握常規(guī)植物群落調(diào)查儀器的使用方法；（3）認(rèn)識亞熱帶山地植物群落的演替類型及演替趨勢。

2.2 野外實(shí)習(xí)線路

綜合兼顧植物地理學(xué)和其他部門自然地理學(xué)野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容及要求［8-10］，優(yōu)化并選擇了八條實(shí)習(xí)線路（表1）。其中，除鄱陽湖畔和廬山東麓的實(shí)習(xí)路線外（線路8），其余路線均位于廬山山地區(qū)域（圖1）。植物群落演替實(shí)習(xí)主要在線路2和8開展。就植物區(qū)系地理實(shí)習(xí)而言，每條線路均可開展物種識別和植物標(biāo)本采集，以下將重點(diǎn)介紹各條實(shí)習(xí)線路在開展植被地理實(shí)習(xí)（植被類型及建群種、山地植被帶和群落調(diào)查）方面的情況（表1）。

由于缺少連續(xù)的海拔梯度用以觀察完整的廬山植被垂直分布，且考慮到廬山山地存在一定面積的人工植被，因此我們在實(shí)習(xí)路線中盡量選擇以自然植被分布為主的區(qū)域?qū)ι降刂脖粠нM(jìn)行觀察。幸運(yùn)地是在部分實(shí)習(xí)線路可以明顯地觀察到常綠闊葉林分布的上限或山地針葉林的下限（表1），這對于學(xué)生準(zhǔn)確識別常綠闊葉林和落葉闊葉林的分布邊界十分關(guān)鍵，從而得出廬山植被帶垂直分布的一般規(guī)律。考慮到代表性和可操作性，植物群落調(diào)查主要安排在“含鄱口”附近（線路3，無樣地調(diào)查），“如琴湖—大天池”（線路6，7；森林樣方）和“王家坡”（線路2，灌草樣方）。

2.3 野外實(shí)習(xí)的組織形式

參加實(shí)習(xí)的學(xué)生較多，野外實(shí)踐教學(xué)應(yīng)盡量關(guān)注到每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求。為此，建立以“小組-個人”相結(jié)合的實(shí)習(xí)組合模式，實(shí)習(xí)前明確小組的任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)（表2），提前探究實(shí)習(xí)內(nèi)容并做好組內(nèi)分工。

2.4 野外實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容

考慮到地理專業(yè)學(xué)生在植物學(xué)或生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識上的差距，我們對廬山植物地理學(xué)實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容、要求、實(shí)習(xí)方案和成果體現(xiàn)進(jìn)行了規(guī)范設(shè)計（表2）。

2.4.1 植物區(qū)系地理實(shí)習(xí)內(nèi)容 物種采集與鑒定：在每條實(shí)習(xí)線路采集至少20～30種不同植物（所有線路植物種類總數(shù)150～200種）、同時記錄植物的形態(tài)特征（葉、芽、花、果、莖等）、物候期和生長環(huán)境、分布海拔等信息；返回駐地后通過查找植物志對物種進(jìn)行核實(shí)并制作植物標(biāo)本。

植物區(qū)系組成：綜合全班實(shí)習(xí)小組在所有實(shí)習(xí)線路采集的植物標(biāo)本，以及往年的植物標(biāo)本信息，按科屬種建立廬山植物區(qū)系表，分析不同類型植物的資源利用價值。

2.4.2 植被地理實(shí)習(xí)內(nèi)容 山地植被帶：在實(shí)習(xí)線路上選擇代表性植物群落，讓學(xué)生觀察群落的建群樹種及其在不同群落中的差異。例如，在白鹿洞的常綠闊葉林建群種為青岡或石櫟，而大月山的山地針葉林建群種則為黃山松（表1）。另外，在實(shí)習(xí)線路中選擇觀測點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并講解特征植被類型的分布邊界（如龍首崖和三疊泉可觀測到常綠闊葉林的分布上限或落葉闊葉林/黃山松林的分布下限）（圖1）。最后，在視野范圍內(nèi)能夠觀測到廬山山地植被全景的地點(diǎn)（如五老峰、含鄱口、虎背嶺）（圖1），引導(dǎo)學(xué)生觀察植被類型的海拔分異，探討亞熱帶山地植被分布規(guī)律及其與氣候的關(guān)系。

植物群落調(diào)查方法：選擇代表性的森林樣地（黃山松或日本扁柏），以小組為單位分別開展無樣地和樣方調(diào)查，掌握中心點(diǎn)-四分法和固定樣方的植物群落調(diào)查方法，采集植物標(biāo)本、并詳細(xì)記錄群落調(diào)查數(shù)據(jù)［包括：樣地環(huán)境調(diào)查表、喬木層每木檢尺記錄表、灌草層/層間植物調(diào)查表、無樣地法（中心點(diǎn)-四分法）每木調(diào)查表、種群個體空間分布格局調(diào)查表和種群年齡結(jié)構(gòu)調(diào)查表］。在內(nèi)業(yè)工作中，整理群落調(diào)查數(shù)據(jù)，計算或統(tǒng)計植物群落特征指標(biāo)［包括：植物種類組成和地理成分分析表、群落葉的性質(zhì)分析表、群落重要值或優(yōu)勢度分析表、群落植物蓋度-多度系數(shù)分析表、無樣地（中心點(diǎn)-四分法）調(diào)查重要值分析表］，掌握植物群落調(diào)查數(shù)據(jù)的整理和分析方法。

植物群落調(diào)查儀器使用：結(jié)合植物群落樣地調(diào)查，使用植物觀測儀器測量植物或環(huán)境參數(shù)，掌握葉面積儀、光照度計、溫濕度計等儀器的使用方法。

2.4.3 群落演替實(shí)習(xí)內(nèi)容 在廬山滑雪場附近（線路2）調(diào)查人為砍伐等經(jīng)濟(jì)活動影響下，原生黃山松林演替為次生林、次生灌叢和草地的進(jìn)展，掌握“逆行演替”的特點(diǎn)。另外，在廬山東麓識別常綠闊葉林被破壞后正在發(fā)生“次生演替”的森林群落，以及認(rèn)識到廬山常綠闊葉林經(jīng)過長期的保護(hù)和恢復(fù)正在向氣候頂級群落進(jìn)行演替。

2.4.4 課程思政教育 開展課程思政教育也是植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)的內(nèi)容之一。作為第一座亞熱帶山地植物園，廬山植物園由老一輩植物學(xué)家（胡先骕、秦仁昌、陳封懷）建立。在廬山植物園內(nèi)開展植物地理學(xué)課程思政教育，介紹我國近現(xiàn)代植物學(xué)者如何在艱苦的條件下克服困難創(chuàng)建植物園的奮斗歷程，以及中國植物地理學(xué)發(fā)展歷史，從而培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和追求科學(xué)真理的精神。

2.5 野外實(shí)習(xí)的教學(xué)評價

檢驗(yàn)實(shí)習(xí)效果也是植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)的主要目的之一。考核方式采用學(xué)生參與及討論、實(shí)踐動手能力考察、檢查實(shí)習(xí)材料（植物標(biāo)本、野外記錄冊和統(tǒng)計分析表等）和小組匯報答辯等多元評價指標(biāo)體系。在探究式實(shí)踐教學(xué)過程中，帶隊老師指導(dǎo)學(xué)生觀察記錄植物（或植被）的形態(tài)、外貌特征，就一些關(guān)鍵或共性問題引導(dǎo)小組所有學(xué)生參與討論，通過討論提高學(xué)生的參與度以加深對植物種類或植被類型識別要點(diǎn)的理解。在內(nèi)外業(yè)工作過程中，帶隊老師對學(xué)生實(shí)踐動手能力（如植物標(biāo)本的壓制和群落調(diào)查基本方法等）進(jìn)行考察，并每天聽取小組學(xué)生的實(shí)習(xí)小結(jié)。實(shí)習(xí)材料的評判標(biāo)準(zhǔn)為：植物標(biāo)本的多樣性及準(zhǔn)確性、調(diào)查記錄表的完整性、統(tǒng)計分析表及植物區(qū)系的完成度等?？紤]到野外實(shí)習(xí)的時空跨度較長，不利于形成完整的知識體系。因此，要求實(shí)習(xí)小組圍繞一個主題，以自己調(diào)查獲取的第一手資料對野外實(shí)習(xí)進(jìn)行總結(jié)和反思，同時其他小組進(jìn)行提問和討論。實(shí)踐證明，以上方法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生植物地理學(xué)的思維方式及科學(xué)素養(yǎng)。

3 對廬山植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)的思考及改進(jìn)

3.1 繼續(xù)完善植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)的教學(xué)方式及評價機(jī)制

作為植物學(xué)、生態(tài)學(xué)和地理學(xué)交叉的學(xué)科，植物地理學(xué)的知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具體。在復(fù)雜的野外環(huán)境下，部分學(xué)生僅依據(jù)表象而簡單地套用植物地理學(xué)相關(guān)理論和知識，不能做到融會貫通。因此，在野外實(shí)踐教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)習(xí)線路的特點(diǎn)，利用好周邊的植物地理現(xiàn)象和特征，將植物地理學(xué)的主要知識體系串聯(lián)起來。例如，在講解亞熱帶山地植被帶時，引導(dǎo)學(xué)生思考“植被帶位置是否固定不變？氣候變化通過哪些生物和非生物過程會影響植被的分布？”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入地思考和討論，從而培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)綜合思維能力。

植被填圖（或植被制圖）是對某一區(qū)域植被分布最直觀的總結(jié)，但由于條件和時間限制現(xiàn)有的植被地理實(shí)習(xí)缺少這一過程。在今后的實(shí)習(xí)中應(yīng)該結(jié)合遙感數(shù)據(jù)輔以野外觀測，開展相關(guān)方面教學(xué)實(shí)習(xí)工作，完善和豐富植被地理的實(shí)習(xí)內(nèi)容。

由于目前的廬山植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)與其他部門自然地理課程聯(lián)合開展，因此在野外沒有充足的時間完成植被樣地調(diào)查數(shù)據(jù)的整理分析，這有悖于植被地理實(shí)習(xí)的初衷。今后，在實(shí)習(xí)完成返校后，我們將強(qiáng)化對這一環(huán)節(jié)的評價考核，以提高學(xué)生數(shù)據(jù)整理分析的能力。

3.2 加強(qiáng)與其他部門自然地理學(xué)的野外實(shí)習(xí)聯(lián)動

盡管廬山自然地理教學(xué)是一個多學(xué)科聯(lián)合野外實(shí)習(xí)，但實(shí)際操作過程中由于不同學(xué)科關(guān)注的重點(diǎn)存在差異，很難有效地開展植物地理學(xué)與其他部門自然地理的實(shí)習(xí)聯(lián)動。事實(shí)上，植物的生長和分布受周圍環(huán)境要素（如土壤類型和養(yǎng)分、氣候等）的制約，并非孤立存在。因此，開展植物地理學(xué)與其他部門自然地理的聯(lián)動實(shí)習(xí)對于幫助學(xué)生深刻理解植被生長及其垂直分布規(guī)律的生態(tài)成因具有重要意義。建議今后在實(shí)習(xí)中，設(shè)置一定的聯(lián)動實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，例如從氣候和土壤的角度解釋為什么亞熱帶常綠闊葉林分布在700 m以下山地。此外，為增強(qiáng)植物地理學(xué)實(shí)習(xí)的專業(yè)性，建議加強(qiáng)野外教學(xué)團(tuán)隊的實(shí)習(xí)前培訓(xùn)。

3.3 開展“面向植物地理學(xué)前沿”的野外實(shí)習(xí)探索

當(dāng)前的植物地理學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)模式雖能夠在鞏固植物地理學(xué)基礎(chǔ)知識和訓(xùn)練必要的野外工作技能等方面產(chǎn)生良好的教學(xué)成效，但在培養(yǎng)學(xué)生植物地理科學(xué)的前沿思維和創(chuàng)新能力的方面仍存在不足。近年來，國內(nèi)外植物地理學(xué)研究的廣度和深度都取得了一系列進(jìn)展［14］。在今后的野外實(shí)習(xí)安排中，應(yīng)考慮在參與實(shí)習(xí)的學(xué)生中選拔出有興趣且有能力的部分學(xué)生，由專業(yè)老師帶隊指導(dǎo)，并為室內(nèi)分析提供必要的保障，開展“面向植物地理學(xué)前沿”的系統(tǒng)采樣和調(diào)查，以期達(dá)到在實(shí)踐教學(xué)中體現(xiàn)植物地理學(xué)最新研究進(jìn)展的目的。例如，開展實(shí)習(xí)區(qū)域代表性植物關(guān)鍵結(jié)構(gòu)或功能指標(biāo)的海拔梯度調(diào)查、山地植被帶的邊界變化/植被分區(qū)及其與氣候變化的關(guān)系等。這種植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)模式的探索能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也能起到積極的示范作用，有利于高素質(zhì)地理科學(xué)人才的培養(yǎng)。

4 結(jié)語

根據(jù)植物地理野外綜合實(shí)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)，長期以來同時開展植物區(qū)系地理、植被地理和群落演替野外實(shí)習(xí)是我校廬山植物地理學(xué)綜合實(shí)習(xí)的最大特色之一。本文對廬山植物地理實(shí)習(xí)的教學(xué)設(shè)計、野外實(shí)習(xí)線路的設(shè)置進(jìn)行了全面地梳理和歸納，同時針對目前實(shí)習(xí)中存在的不足提出了具體的建議或改進(jìn)方案。希望今后能夠就植物地理學(xué)的野外實(shí)踐教學(xué)與國內(nèi)同行進(jìn)行交流，從而提高野外實(shí)習(xí)的教學(xué)效果。

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Instructional Design and Exploration on the Field Course of Plant Geography in Lushan Mountain

LIU Xin-sheng1， SUN Ye-gen1， WANG Qing1， YAO You-ru1， WANG Yong1，

WANG Xiao-bing2， WU Li1， ZHU Yong-heng1， ZHANG Ping-Jiu1

（1. School of Geography and Tourism， Anhui Normal University， Wuhu? 241002，China；2. Shaanxi Deming Environmental Engineering Co.， Xian? 710021，China）

Abstract： The filed course is the key step for the instructional design of plant geography， which is the main access to gain the ability of linking theories with realities and team awareness. According to our multi-year teaching experiences， this study conducted a systematical synthesis of the field course of plant geography in Lushan Mountain. The teaching contents， organization forms， and outcomes for floristic plant geography， vegetation geography and vegetation succession were respectively summarized. The diverse routes and related teaching contents were also visualized in a map. To meet the new requirements for the filed course of plant geography， solutions were proposed to optimize the current instructional designs.

Key words： field course; floristic plant geography; vegetation geography; instructional design; Lushan Mountain.

（責(zé)任編輯：鞏 劼）

收稿日期：2023-03-21

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（41961008）；安徽省高等學(xué)?？蒲杏媱濏椖浚?023AH040020）；安徽師范大學(xué)高層次人才啟動項目（762269）.

作者簡介：劉新圣（1982—），男，安徽懷寧縣人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事植物地理學(xué)的教學(xué)和科研工作，E-mail： xsliu287@163.com.

引用格式：劉新圣，孫葉根，汪青，等. 廬山植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)的教學(xué)設(shè)計與思考［J］.安徽師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2024，47（1）：63-68.