廬山植物地理學野外實習的教學設計與思考

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：野外實習是植物地理學教學過程的關鍵環節，也是培養學生理論聯系實際、掌握基本技能以及團隊協作和創新意識的主要途徑。綜合多年的教學實習經驗，本文對安徽師范大學地理專業廬山自然地理綜合實習中的植物地理學模塊進行了系統梳理。重點對植物區系地理、植被地理和群落演替的實習教學內容、組織形式、具體要求和考核方式等進行了總結。同時，歸納了野外教學實習線路及相應的實習內容。最后，針對目前實習中存在的不足，以及學科發展背景下對植物地理學野外實習的最新要求，提出了具體的優化或改進方案。

關鍵詞：野外實習；植物區系地理；植被地理；教學設計；廬山

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

植物地理學是研究植物在地球表層系統中的形成演化、分布格局及其與周圍環境要素之間關系的一門科學，兩個主要分支學科分別為植物區系地理學和植被地理學 ［1-2］。自200多年前德國博物學家亞歷山大·馮·洪堡（Alexander von Humboldt）創立植物地理學以來，其在基礎理論和研究方法上都呈蓬勃發展態勢，逐漸形成了系統且完善的學科體系［3］。根據研究對象的不同，植物區系地理學主要關注全球或區域尺度上植物種類的組成（科、屬、種）、分布、起源和演化，而植被地理學則主要研究植物群落的類型、結構、動態及其分布規律。作為自然地理學的分支學科，植物地理學是高等學校地理科學相關專業的一門重要專業課程，該課程對提升地理師范專業學生所必需的植物地理專業知識、培養地理拔尖人才的學科素養和創新意識，都具有極其重要的作用［4-5］。

植物地理學是一門非常倚重野外實踐的學科。作為教學過程中的一個重要環節，野外綜合實習教學是植物地理學理論授課的延伸和升華，其主要教學目的是引導學生將課本理論聯系實際，培養和提高學生野外觀察、分析和解決問題的本領，訓練基本的植物采集和鑒別技能，掌握植物生態學樣地調查及數據整理分析的方法［6-7］。此外，植物地理學野外實踐教學的直觀性和綜合性特點也有助于提升學生的綜合地理觀和團隊合作意識，為培養地理學高素質人才奠定基礎。近二十多年來，安徽師范大學地理專業植物地理學野外實習以廬山為實習基地，與其他部門自然地理學課程聯合開展野外實踐教學［8-10］。本文以此為背景，對該校植物地理學野外綜合實習進行梳理并針對當前存在的一些問題提出優化措施，旨在提高植物地理學野外實踐的教學效果，從而促進具有實踐能力的地理人才培養。

1 廬山地區植物及植被類型概況

廬山地處中亞熱帶東南季風區，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，植物區系組成為泛北極植物區、中國-日本森林植物亞區，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，即中亞熱帶地區的地帶性植被，隨著山體的升高，植被類型依次轉變為常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林和山地溫性針葉林［12-13］?？傊?，廬山是亞熱帶地區罕見的自然地理各要素較為齊全的區域，能夠基本滿足植物區系地理學和植被地理學的野外實習需求，這也是眾多高校地理類專業前來開展自然地理要素綜合教學實習的主要原因。

2 廬山植物地理學野外綜合實習的教學設計

2.1 野外實習的教學目標

通過植物地理野外綜合實習達到以下教學目標：（1）通過植物標本的采集與鑒定準確識別亞熱帶常見植物，掌握標本壓制的基本技能，分析植物區系的組成，了解物種的習性、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律，初步具備植物群落調查和數據整理分析的能力，并掌握常規植物群落調查儀器的使用方法；（3）認識亞熱帶山地植物群落的演替類型及演替趨勢。

2.2 野外實習線路

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

由于缺少連續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，因此我們在實習路線中盡量選擇以自然植被分布為主的區域對山地植被帶進行觀察。幸運地是在部分實習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），這對于學生準確識別常綠闊葉林和落葉闊葉林的分布邊界十分關鍵，從而得出廬山植被帶垂直分布的一般規律?？紤]到代表性和可操作性，植物群落調查主要安排在“含鄱口”附近（線路3，無樣地調查），“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 野外實習的組織形式

參加實習的學生較多，野外實踐教學應盡量關注到每一個學生的學習訴求。為此，建立以“小組-個人”相結合的實習組合模式，實習前明確小組的任務和學習目標（表2），提前探究實習內容并做好組內分工。

2.4 野外實習的教學內容

考慮到地理專業學生在植物學或生態學基礎知識上的差距，我們對廬山植物地理學實習的教學內容、要求、實習方案和成果體現進行了規范設計（表2）。

2.4.1 植物區系地理實習內容 物種采集與鑒定：在每條實習線路采集至少20～30種不同植物（所有線路植物種類總數150～200種）、同時記錄植物的形態特征（葉、芽、花、果、莖等）、物候期和生長環境、分布海拔等信息；返回駐地后通過查找植物志對物種進行核實并制作植物標本。

植物區系組成：綜合全班實習小組在所有實習線路采集的植物標本，以及往年的植物標本信息，按科屬種建立廬山植物區系表，分析不同類型植物的資源利用價值。

2.4.2 植被地理實習內容 山地植被帶：在實習線路上選擇代表性植物群落，讓學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，在實習線路中選擇觀測點，引導學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，在視野范圍內能夠觀測到廬山山地植被全景的地點（如五老峰、含鄱口、虎背嶺）（圖1），引導學生觀察植被類型的海拔分異，探討亞熱帶山地植被分布規律及其與氣候的關系。

植物群落調查方法：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查，掌握中心點-四分法和固定樣方的植物群落調查方法，采集植物標本、并詳細記錄群落調查數據［包括：樣地環境調查表、喬木層每木檢尺記錄表、灌草層/層間植物調查表、無樣地法（中心點-四分法）每木調查表、種群個體空間分布格局調查表和種群年齡結構調查表］。在內業工作中，整理群落調查數據，計算或統計植物群落特征指標［包括：植物種類組成和地理成分分析表、群落葉的性質分析表、群落重要值或優勢度分析表、群落植物蓋度-多度系數分析表、無樣地（中心點-四分法）調查重要值分析表］，掌握植物群落調查數據的整理和分析方法。

植物群落調查儀器使用：結合植物群落樣地調查，使用植物觀測儀器測量植物或環境參數，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 群落演替實習內容 在廬山滑雪場附近（線路2）調查人為砍伐等經濟活動影響下，原生黃山松林演替為次生林、次生灌叢和草地的進展，掌握“逆行演替”的特點。另外，在廬山東麓識別常綠闊葉林被破壞后正在發生“次生演替”的森林群落，以及認識到廬山常綠闊葉林經過長期的保護和恢復正在向氣候頂級群落進行演替。

2.4.4 課程思政教育 開展課程思政教育也是植物地理學野外綜合實習的內容之一。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家（胡先骕、秦仁昌、陳封懷）建立。在廬山植物園內開展植物地理學課程思政教育，介紹我國近現代植物學者如何在艱苦的條件下克服困難創建植物園的奮斗歷程，以及中國植物地理學發展歷史，從而培養學生的專業認同感和追求科學真理的精神。

2.5 野外實習的教學評價

檢驗實習效果也是植物地理學野外綜合實習的主要目的之一?？己朔绞讲捎脤W生參與及討論、實踐動手能力考察、檢查實習材料（植物標本、野外記錄冊和統計分析表等）和小組匯報答辯等多元評價指標體系。在探究式實踐教學過程中，帶隊老師指導學生觀察記錄植物（或植被）的形態、外貌特征，就一些關鍵或共性問題引導小組所有學生參與討論，通過討論提高學生的參與度以加深對植物種類或植被類型識別要點的理解。在內外業工作過程中，帶隊老師對學生實踐動手能力（如植物標本的壓制和群落調查基本方法等）進行考察，并每天聽取小組學生的實習小結。實習材料的評判標準為：植物標本的多樣性及準確性、調查記錄表的完整性、統計分析表及植物區系的完成度等?？紤]到野外實習的時空跨度較長，不利于形成完整的知識體系。因此，要求實習小組圍繞一個主題，以自己調查獲取的第一手資料對野外實習進行總結和反思，同時其他小組進行提問和討論。實踐證明，以上方法能夠激發學生的學習興趣，培養學生植物地理學的思維方式及科學素養。

3 對廬山植物地理學野外綜合實習的思考及改進

3.1 繼續完善植物地理學野外實習的教學方式及評價機制

作為植物學、生態學和地理學交叉的學科，植物地理學的知識結構復雜且具體。在復雜的野外環境下，部分學生僅依據表象而簡單地套用植物地理學相關理論和知識，不能做到融會貫通。因此，在野外實踐教學過程中應根據實習線路的特點，利用好周邊的植物地理現象和特征，將植物地理學的主要知識體系串聯起來。例如，在講解亞熱帶山地植被帶時，引導學生思考“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？”，引導學生進行深入地思考和討論，從而培養學生的地理學綜合思維能力。

植被填圖（或植被制圖）是對某一區域植被分布最直觀的總結，但由于條件和時間限制現有的植被地理實習缺少這一過程。在今后的實習中應該結合遙感數據輔以野外觀測，開展相關方面教學實習工作，完善和豐富植被地理的實習內容。

由于目前的廬山植物地理學野外實習與其他部門自然地理課程聯合開展，因此在野外沒有充足的時間完成植被樣地調查數據的整理分析，這有悖于植被地理實習的初衷。今后，在實習完成返校后，我們將強化對這一環節的評價考核，以提高學生數據整理分析的能力。

3.2 加強與其他部門自然地理學的野外實習聯動

盡管廬山自然地理教學是一個多學科聯合野外實習，但實際操作過程中由于不同學科關注的重點存在差異，很難有效地開展植物地理學與其他部門自然地理的實習聯動。事實上，植物的生長和分布受周圍環境要素（如土壤類型和養分、氣候等）的制約，并非孤立存在。因此，開展植物地理學與其他部門自然地理的聯動實習對于幫助學生深刻理解植被生長及其垂直分布規律的生態成因具有重要意義。建議今后在實習中，設置一定的聯動實習教學內容，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，為增強植物地理學實習的專業性，建議加強野外教學團隊的實習前培訓。

3.3 開展“面向植物地理學前沿”的野外實習探索

當前的植物地理學野外綜合實習模式雖能夠在鞏固植物地理學基礎知識和訓練必要的野外工作技能等方面產生良好的教學成效，但在培養學生植物地理科學的前沿思維和創新能力的方面仍存在不足。近年來，國內外植物地理學研究的廣度和深度都取得了一系列進展［14］。在今后的野外實習安排中，應考慮在參與實習的學生中選拔出有興趣且有能力的部分學生，由專業老師帶隊指導，并為室內分析提供必要的保障，開展“面向植物地理學前沿”的系統采樣和調查，以期達到在實踐教學中體現植物地理學最新研究進展的目的。例如，開展實習區域代表性植物關鍵結構或功能指標的海拔梯度調查、山地植被帶的邊界變化/植被分區及其與氣候變化的關系等。這種植物地理學野外實習模式的探索能夠激發學生的學習熱情，也能起到積極的示范作用，有利于高素質地理科學人才的培養。

4 結語

根據植物地理野外綜合實習的教學目標，長期以來同時開展植物區系地理、植被地理和群落演替野外實習是我校廬山植物地理學綜合實習的最大特色之一。本文對廬山植物地理實習的教學設計、野外實習線路的設置進行了全面地梳理和歸納，同時針對目前實習中存在的不足提出了具體的建議或改進方案。希望今后能夠就植物地理學的野外實踐教學與國內同行進行交流，從而提高野外實習的教學效果。

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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.

（責任編輯：鞏 劼）

收稿日期：2023-03-21

基金項目：國家自然科學基金項目（41961008）；安徽省高等學?？蒲杏媱濏椖浚?023AH040020）；安徽師范大學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，博士生導師，從事植物地理學的教學和科研工作，E-mail： xsliu287@163.com.

引用格式：劉新圣，孫葉根，汪青，等. 廬山植物地理學野外實習的教學設計與思考［J］.安徽師范大學學報（自然科學版），2024，47（1）：63-68.