适宜性模型

适宜性模型（共8篇）

适宜性模型 篇1

人居环境是人类聚居活动的地方,是和人类生存活动密切密切相关的地表空间。自从我国实施改革开放政策以来,城市现代化进程加快,人们的生活水平、质量得到很大提高,同时人们也开始关心自身居住环境的优劣。居住用地的舒适性逐渐成为人们购房、住房过程中关注的焦点。目前国内学者对城市居住适宜性分析评价都有进行了许多细致研究,提供了许多方法,主要可分为两种,一种是传统分析手段,另一种则是借助现代RS、GIS技术分析。传统研究方法如陈静等采用问卷调查形式结合专家打分对各个指标赋予权重,并通过统计学建立评价指标体系。这种方法虽然能很大程度地体现居民对居住环境的要求,但这种方法工作量大,并且难以全面综合周围居住空间与自然信息。而应用现代遥感(RS)技术、地理信息系统(GIS)对城市居住用地适宜性评价也具有完善地系统性研究,借助RS可以获取到人眼获取不到的地面信息,GIS技术则能很直观地对居住用地进行地理空间分析并专题制图。

笔者综合了国内学者应用RS、GIS技术在城市居住用地适宜性分析方面的研究方法与成果,基于RS、GIS技术提取信息,结合前人在城市人居环境评价方法,构建居住适宜性专题图,提出城市居住用地适宜性分析模型。

1 城市居住环境适宜性分析模型建立方案设计

1.1 居住环境适宜性评价模型影响因素

城市居住环境适宜性是一种受多方面因素影响的复杂评判体系。从理论上讲,评价居住环境适宜性的指标越全面越好,但现实中会受到获取数据上的限制,所以实际研究分析中只能选取其中最具代表性,最满足人类对居住环境要求的指标。龙腾锐[3]等提出了以环境要素(空气,水,声环境等)、环境设施(绿化等)、环境管理三方面作为主指标。程承旗等依据高分辨率遥感图像从研究居住单元建筑拥挤度来评价。师永强等利用RS从人均绿地面积,绿地覆盖率等作为人居环境质量指标。黄焕春等借助GIS从噪声、公园河流、医院、中小学、商业5个方面进行适宜性分析。徐蕾等从生活服务点、公共电、声环境、人文环境等5个方面建立评价指标。本文基于以上学者的研究成果与方法,同时引入人口拥挤度、城市热岛温度分布图等评价指标对城市居住环境适宜性进行评价。

1.2 居住环境适宜性分析模型建模方案

居住环境适宜性分析模型主要包括三个步骤:(1)利用RS技术,获取城市高分辨率遥感影像,间接获取人口密度,绿地水体信息以及城市热岛图等数据。(2)基于遥感信息,借助GIS技术制作人口拥挤度,绿地水体,温度分布等专题图,并利用空间缓冲分析工具,制作噪声环境,交通设施,人文环境等专题图,并依据城市居住环境评价指标进行加权处理。(3)根据权重指标,对以上图层进行叠加计算,分等定级,得出城市居住区适宜性评价图。其流程图如图1所示:

2 遥感影像信息提取

近几年遥感技术迅速发展,搭载的传感器也越来越丰富先进,因为其监测范围广、信息量大、简便精确等优点,在诸多领域中得到广泛应用。单波段遥感影响空间分辨率可达到2.44m,而多波段遥感影像空间分辨率可以达到0.61m,如此高的空间分辨率情况下,我们就可以利用其获取丰富的地物光谱信息以及细致的城市建筑结构。

2.1 建筑容积率信息提取

依据遥感影像,我们可以得到居住区的面积,楼层高度等,结合统计得到每一住宅类型对应的人口密度,依据人口拥挤度计算公式,计算出各个居住区建筑容积率,根据《建筑密度与容积率控制指标表》,如下表所示,按居住区住宅类型,可将居住区分为较拥挤、拥挤、正常、优秀四个等级。

2.2 绿地信息提取

基于遥感影像提取城市绿地信息的方法目前以植被指数法最为常用。植物叶绿素在近红外具有高反射,在红光波段具有强吸收特征,利用归一化植被指数法可以突出图像上的植被信息。其定义的表达式为:NDVI=(IR-R)/(IR+R),式中IR和R分别为影响的近红外和红波段的灰度值。黄树春[7]等分析波谱特征得知绿化草地的NDVI值最大,通过NDVI可以较好提取,较暗色绿地的NDVI值较小;阴影区绿地同建筑物和沥青路的NDVI值接近,但在红波段,绿地的灰度值小于建筑物和路面,且与阴影和水体的差别较大。因此可以调整阴影区绿地在红波段的灰度值,将红波段位于105-135的灰度值减少25后进行NDVI分析更好提取绿地信息。设定NDVI值为0.20,大于此值为绿地,小于此值为非绿地。经过几次操作后将提取出的部分绿地和上面提取的绿地信息进行运算,就可以得到总城市绿地面积。人均公共绿地面积指城镇公共绿地面积的人均占有量,其算法表达式为:Aglm=Ag/NP式中Aglm人均公园绿地面积(m/人);Ag公园绿地面积(m2),其中公园绿地面积包括公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地等;NP城市人口数量(人)

2.3 城市温度分布信息

热岛效应使城市温度升高,高温反应同时带来大气污染,对人们的健康和生活舒适性会产生严重影响,特别是夏季。严重的城市热岛效应不但会影响了人们正常的生活和工作,还会成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。所以城市居住区温度则可以成为评判居住适宜性的指标之一。热红外遥感能记录地物的热辐射特性,所以通过热红外遥感图像能够大范围、准确地获取地面温度信息。白天温度对人的影响最大,所以热红外遥感图像应选为白天,以中午14点左右最为合适。通过Landsat TM6所接收到的地面各处热辐射值大小进行温度反演可以算出地面温度的高低及其分布。由于大气和其它因素会干扰卫星接受热红外遥感图像,所以采用覃志豪等的单窗算法可以把大气和地表的影响包括在算法公式中,且演算精度最高可以达到<0.4℃,其算法表达式为:

上式中,Ts是地表温度(K);a和b是常量,分别为-67.355351和0.458606;C和D是中间变量,C=ετ,D=(1-τ)[1+(1-ε)τ],其中,ε是地表发射率,τ是大气透射率;T6是卫星高度上传感器所探测到的像元亮度温度(K);Ta是大气平均作用温度(K)。

3 GIS空间分析过程

在通过遥感收集到的相关数据的基础上,我们可以通过GIS系统对相关数据进行一系列信息处理和空间分析工作。对居住区容积、绿地水体信息与城市温度分布等信息获得的数据进行重分类,并按各自评价指标进行赋值,得到各个居住区评价专题图。将得到的拥挤度、绿地水体、城市温度分布、噪声影响区、人文缓冲区图、交通设施缓冲图等7个专题图,分别添加新字段并按等级、指标权重赋值,利用GIS叠加生成新的城市居住适宜性专题图,对新图层建立新字段,使得新字段值等于前7个字段值相加。利用聚类分析法,按新图层的字段值分类,得到不同适宜性居住区分类图。其流程图为:

4 结语

一般,城市居住用地在城市用地中所占比重在40%以上,由此可以看出居住用地的适宜性对城市发展起着很大影响作用。所以建立城市居住用地适宜性综合分析模型,对建设宜居城市和人们购房、住房选择位置具有重要意义。本文提出对建立城市居住用地适宜性分析模型的设想和方案仍存在一些不可避免的缺陷,很难对社会性较强的因素进行分析,如物业管理质量,居住区治安状况,邻里关系等等因素。因此,此模型的设计仍具有一定的局限性。对于分析模型的实施和分析验证工作,还需要进行大量的实地考察和数据收集。

摘要：本文综合现有城市居住用地适宜性分析研究理论成果,采用RS与GIS技术相结合的办法,以RS技术作为重要数据来源,以GIS技术作为技术支撑,以城市人口、自然人文环境、交通设施为主指标,以建筑容积率、人均绿地占有、城市温度分布、噪声环境,交通便利度、人文设施等为分指标,建立城市居住用地适宜性综合分析模型,充分反映了人类对居住环境的主观感受与要求。为建设宜居城市和人们购房、住房选择位置提供科学的决策依据。

关键词：RS,GIS,居住适宜性,模型

参考文献

[1]吴良镛.人居科学引论[Z].2003.

[2]陈静,尹卫红,张景秋.宜居城市与北京城市居住适宜性评价[J].北京联合大学学报(人文社会科学版),2006,4(2).

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[4]何华伟,郭仕德,林旭东,程承旗.厦门典型居住区环境质量高分辩率遥感评价[J].测绘科学,2005.12(6).

[5]师永强,薛重生,徐磊,高松峰.基于RS和GIS的城市绿地与城市人居环境质量的研究[J].安徽农业科学,2008.36(11).

[6]黄焕春,运迎霞,李明玉.基于GIS的延吉市城区居住用地适宜性分析[N].吉林师范大学学报(自然科学版),2004.4.

[7]黄树春,李书,薛重生.基于Quick Bird影像的城市绿地景观信息提取研究[J].安徽农业科学,2007,35(2):396-397.

适宜性模型 篇2

为探索昭通烤烟生态气候资源分布状况,指导烤烟优化布局,本文利用昭通各区县气象站1980-的`气象观测资料,通过与已有优质烟区气象资料的对比分析,考察昭通烤烟种植的气候适宜性;利用合理的烤烟生态气候适宜性指标对昭通烤烟种植区进行重新分区,得出:昭通西南大部地区和东部的部分地区(属北亚热带气候区域)为最适宜烟区,西南部海拔在1800-m的坝区和大部山区以及东北部海拔900-1700m的大部山区(属南温带气候区域)为适宜烟区.

作 者：李晓燕 黄(韦华) 倪霞 马红 王玉琴 吴英 LI Xiao-yan HUANG Wei NI Xia MA Hong WANG Yu-Qin WU Ying  作者单位：李晓燕,王玉琴,吴英,LI Xiao-yan,WANG Yu-Qin,WU Ying(云南省昭通农业气象试验站,昭通,657000)

黄(韦华),倪霞,HUANG Wei,NI Xia(昭通烟草科学研究所)

适宜性模型 篇3

1 五台山—恒山成矿规律与特征

五台山—恒山金矿主要与变质或岩浆热液作用有关,在五台群和滹沱群中均较发育,伴生有铜、铅、锌等多金属矿。其中某些金矿虽具一定的层控意义,但其成因是与顺层剪切和热液蚀变密切相关。金矿的成矿模型主要有4种:一是五台群火山-沉积变形变质热液再造型金矿床,碳酸盐化镁铁质火山沉积-硅铁建造和中基性-中酸性火山-沉积建造(鸿门岩组)为含矿地层,受多期褶皱与剪切变形变质作用控制;围岩蚀变沿断裂两侧发育;中等程度的硅化、绢云母化和黄铁矿化含金较高。二是滹沱群沉积变质砾岩型金矿,金银矿体在碳质页岩及石灰岩角砾岩内的蚀变破碎带和硫化物石英脉中尤为突出,同时多组断裂构造的交汇控制火山机构;矿床控矿断裂是低序次级断裂与火山机构伴随的环状、放射状断裂或裂隙;蚀变类型有硅化、绢云母化、碳酸盐化、硫化物化、绿泥石化和高岭土化。三是长城系渗滤热液型金银矿,由天然水下渗并滤走所经岩层中的矿质,受地下热源影响,沿层或构造裂隙沉淀;高于庄组碳酸盐岩及其中的脆性断裂带为赋矿层和矿体产出的部位;高角度断裂系统为热液渗滤必不可少的通道。四是燕山期次火山岩浆热液型金、银、锰多金属矿床,分布于五台台隆,形成于古老含金变质岩系背景之上;中酸性次火山杂岩体式成矿作用的主导因素,地层专属性不明显,北西向主干断裂是区域性导矿与容矿构造。蚀变类型有硅化、钾化、碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化和高岭土化等,少见青盘岩化[2]。

2 多元信息及定量化分析

笔者以五台山—恒山地区金矿产资源预测为主攻方向,将来源不同的地学数据信息采用遥感影像融合、主成分分析、统计分析、定量空间分析等技术,对遥感蚀变信息、地质构造信息、化探异常等与区内已发现金矿的空间相关性进行综合分析研究,建立综合预测定量化模型。

2.1 遥感蚀变信息

将遥感原理、围岩矿化蚀变理论及现代成矿预测理论相结合,利用多光谱遥感技术进行金属矿产资源勘查近年来得到了广泛的应用。遥感找矿信息主要是通过分析研究区与矿化、蚀变岩石有关的遥感异常,并通过一定手段从遥感影像中提取该蚀变信息,它是一种直接表征矿化的标志。研究区内金矿受构造及岩浆热液影响,围岩蚀变发育。蚀变异常提取采用轨道号为125/33,时相为1999年10月19日TM数据,经过了辐射校正和系统级的几何校正。首先运用掩膜技术掩膜掉水体、阴影、植被、白泥地等干扰信息,由于泥化蚀变信息主要是羟基类矿物和含CO32-矿物蚀变异常,其特征光谱信息集中在TM5,TM7波段,TM5相对高反射,TM7波段为特征吸收带,另外由于可见光波段对铁氧化物比较敏感,为了避免铁氧化物信息的干扰,选择了一个可见光波段参与运算,选取TM1,TM4,TM5,TM7四个波段进行特征主成分分析。进行铁染蚀变信息提取时,同样采用特征主成分分析法,采用研究区TM1,TM3,TM4,TM5四个波段进行掩膜特征主成分分析。通过统计分析确定两者PC4组分是提取遥感蚀变信息的最佳组分。对各自PC4组分运用μ+σ,μ+2σ,μ+3σ进行密度分割以得到异常定量图[3,4]。

2.2 控矿地层和构造

1)控矿地层。利用地层、岩性信息在遥感影像、结构、色调等特征,通过不同波段组合、变换处理;如比值分析、彩色变换和、成分分析和定向滤波分析等,可将它们显示标出,结合研究区1∶50 000和1∶200 000地质资料,及野外实地检查验证,对遥感影像与金矿有关的地层长城系及前长城系结晶基底地层进行岩性解译圈定,区内出露比较广泛,主要分布于五台山—恒山隆起山区。

2)线性、环形构造。通过分析TM影像,提取出研究区线性、环形构造信息,并对线性构造的构造密度以及与矿床、矿(化)点的空间距离进行统计分析,以定量分析线性构造的空间展布特征,确定最有利成矿的断层影响带距离,明确区域成矿作用与线性构造、环构造之间的关系,利用缓冲区分析技术形成最优线性、环形成矿标志图层。利用解译出的线性构造进行密度分析,将构造信息定量地表达出来,密度的高值分布区与实际断层分布基本吻合,它主要反映了线性构造在空间上密度分布的数字特征和结构特征[5]。

2.3 化探异常

国内外运用地球化学找矿已经取得了丰硕的成果。经分析,笔者采用Au-Ag-Cu化探异常信息,并采用正态分布进行检验,均值加n倍标准方差来确定异常下限,将化探异常定量化,同时与遥感蚀变信息、各类地学信息图层以及已知金矿矿床、矿(化)点等图层,利用地理信息空间分析和遥感影像分析技术,进行空间叠加、融合分析,研究在典型矿床、矿(化)点或成矿有利部位上的化探异常信息的特点,分析化探异常与其他地学信息间的关系,以明确化探异常与研究区内的金矿成矿作用及其产物的相互关系,从而确定化探异常信息在本区金矿成矿的有利性。

3 适宜性模型多元信息成矿预测

适宜性分析模型法是一种多元统计分析方法。在矿产资源预测中,要面对许多实际复杂的客观问题,但往往矿产资源是由若干可以计数的重要要素所决定。GIS适宜性分析模型,运用一定程度的简化和抽象,通过逻辑的演绎,把握矿产资源成矿各要素之间的相互关系、本质特征及可视化显示,圈定出有利成矿远景区[6]。

1)一般形式。设某矿产资源T,该T对应一组成矿影响因素X1,X2,X3,…,Xm,每个影像因素对应一组参评因子x1,x2,x3,…,xl;每个因子有一组属性v1,v2,v3,…,vm;因此每个因素对应一个属性集Vi

各参评因子及其属性的按其特性进行选取。各个因素按其属性集的优劣,可以用下列矩阵表示

式中,W为Xi对T的贡献函数值;P为Xi对T的贡献函数值。

P值的确定方法为:将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值1,将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值0,在这之间,指标值按极差变换函数(规格化或正规化变换)计算和确定。极差变换公式为

式中,xij为原始数据;xjmin为第j变量的最小值;xjmax为第j变量的最大值;i=1,2,…,n为标本数;j=1,2,…,p为变量数。

变换后的数据其最大值为1,最小值为0,所有数据变换在0～1之间。变换前后变量间相关程度不变,适合量纲和数量大小不一的连续原始数据变换。

有了上述矩阵数据和GIS功能的支持,可以求取基于栅格单元的评价因子分值,最终得到研究区矿产资源综合因子评价得分。

2)综合预测过程。在充分研究并总结出研究区金矿成矿区域地质条件、成矿规律基础上,结合遥感数据和化探数据的综合分析结果,确定预测评价对象的专题信息、因子。选取了以下6类9个专题找矿信息作为定位预测的变量。控(赋)矿地层:新太古代五台群(AW)和滹沱群四集庄组(H1)与长城系地层(Ch);北西向和北北西向断裂0.5 km影响范围内的单元;断层线密集区;环构造线1 km的影响范围内的单元;Au-Ag-Cu元素化探异常区;对矿化蚀变有明确指示意义的铁染和泥化遥感蚀变异常。采用适宜性模型,利用GIS生成专题数据,建立地质-数学转换模型,将综合信息找矿概念模型转换为地质统计单元模型,即以统计单元为载体,通过原始变量的构置和预测变量的数字栅格化,将各原始的专题找矿信息转换为统一尺度下的栅格数据,用以进行定量化的预测研究。

为了建立最优的定位预测统计模型,对比已知矿化点及矿床,筛选出最优找矿预测变量子集。即利用适宜性模型计算出的综合信息得分与已知金矿矿床、矿(化)点进行套合,确定这些在已知区域的得分情况,从而优选出同类型得分区为成矿远景区或成矿有利地段。经过综合分析得到成矿预测图,见图1。以密度分割法圈出找矿远景区和靶区。

经与已知矿点叠合,预测区与已知矿点大部分吻合,但得分极高的区域与已知矿床、矿点套合的不是很好,仅仅在其周边,而与已知矿床、矿点套合较好的区域处在得分次级区域,因此以得分次级区为找矿有利部位。经分析评价出成矿有利的得分区间为69～60分,为有金形成的最有利区域,次级远景区为59～49分,据此圈出研究区两个级别金矿有利区域,一级远景区(Ⅰ级、网纹),次级远景区(Ⅱ级、斜纹),图1中Ⅱ级的结果覆盖了Ⅰ级,这说明了分析的合理性,体现了信息由强到弱的成矿规律。

4 结论

1)将计算机、GIS技术运用到矿产预测中,采用适宜性分析模型,以地质、遥感、化探等多元信息为参变量,综合打分得到成矿强度密度图,与已知矿产(点)进行套合对比,确定优势成矿区,取得了较好的预测效果,为综合定量矿产预测提供了可借鉴的预测方法。

2)研究区成矿带可分两个成矿区带。五台山区带,成矿带呈北西向两个区带及其南部北东向区带;恒山区带,东部北西向区带,西部北东向区带。总体上该矿区特征表现为沿断裂分布。成矿有利区多位于大量已知金矿矿床区域,证明在已知矿区的外围具有良好的找矿前景,另外在恒山西段,预测一金矿远景区,值得进一步做工作。

参考文献

[1]肖克炎,张晓华,王四龙,等.矿产资源GIS评价系统[M].北京:地质出版社,2000.

[2]陈平,陈俊明.山西主要成矿区带成矿系列及成矿模式[M].太原:山西科学技术出版社,1996.

[3]Crosta A P,Sabine C.Hydrothermal altertion mapping atBodie,California,Using AVIRIS hypersperctral data[J].Re-mote sensing Environ,1998(65):309-319.

[4]Chang TsengDin,Ching LaiChih.A genetic algorithm forMRF-based segmentation of multi-spectral textured images[J].Pattern Recognition Letters,1999(20):1499-1510.

[5]刘吉平,赵鹏大,胡光道.遥感影像地质异常分析及其应用[J].地质科技情报,1997(16):111-116.

生态适宜性研究综述 篇4

海洋是重要的蓝色国土,是区域可持续发展的重要支撑空间[5]。目前,海洋资源的开 发、建设、保护与管理尚未真正建立在资源环境潜力和承载力的分析和评价的基础上,区域社会经济尚未形成科学的发展模式,部分地区海岸带资源、 环境、生态问题突出,局部地区海洋生态系统破坏严重。随着人口、经济日益趋海移动,海洋生态系统功 能的损失 有可能导 致灾难性 的后果[6,7]。因此,与全球变化关系密切的海洋生态安全研究亟待深入。本研究结合国内外陆域生态适宜性评价和管理的相关文献,总结现有生态适宜性研究的特点和存在的问题,提出海洋生态适宜性的概念、内涵及研究的重点和方向。

1生态适宜性的概念和内涵

生态适宜性是指由区域生态系统具有的气象水文、地质结构、地形地貌、土地资源、矿产资源和动植物等自然属性以及景观、文化等人文特征所决定的,对某种持续性用途的适宜或限定性程度[8]。在区域发展的综 合性和资 源用途的 多样化的背景下,生态适宜性分析将生态规划的理论和技术与适宜性评价结合起来,借助生态组成要素的价值对给定资源开发利用方式的适宜程度进行评估,从发展可持续的角度反映区域生态系统的资源基础优势和社会经济的本底条件[9]。 通过对特定生态系统的自然要素和社会经济属性等因子的量化,生态适宜性分析旨在评价区域综合系统的合理承载力和未来发展潜力,因地制宜地给出资源与环境质量在符合生态学规律下的评价和地域分布,并在生态系统可载和生态功能可恢复的限度内优化资源开发利用的时间和空间结构;确定区内资源利用方向和优化利用方式,协调人类社会经济活动与自然生态过程间的关系,以从区域开发建设的根源上控制和减少人类活动对于生态系统的消极影响;指导区域生态环境功能区的划分,布局区域内农业、工业、服务业、居住、交通等各项人类活动;最终构建具有和谐的生态系统结构、适宜的资源利用方式、优良的生态环境质量和优化的区域综合效益的利用模式,实现地尽其利,物得其所,生态系统良性循环,促进区域开发和生态保护的协调发展。

2陆域生态适宜性研究概况

2.1国际研究进展

“生态适宜性”这一名词最初出现于土地资源利用 与规划领 域,是由美国 景观设计 师McHarg及其同事提出并赋予实践的,他们利用简单的叠置方法定性分析了纽约斯塔滕岛(Staten Island)对自然环境保护、景观游憩(积极和消极游憩两个方面)、住宅建设、商服及工业开发等5种用地方式的适宜情况,制作了保护-游憩城市化地区综合适合度图,并在此基础上逐渐发展起了以地图叠置为主要特征的生态适宜性分析方法及生态规划流程[8];20世纪70年代,联合国教科文组织(UNESCO)在“人与生物圈计划” 中明确提出,要将生态学理论作为城市规划和建设的指导理论,从生态可持续的角度来关注整个城市或更大范围内的生态过程,这使生态适宜性评价从农用地评价扩大到城乡规划领域,由概念性的形态描述发展为定量化的综合分析,如Longlin和Pearce在地图叠置法的基础上提出了以权重和评分代替等权叠加的线性组合法,并将其应用于城乡建设用地的生态适宜性分析;Westman[10]在此基础上,进一步细分出坡度、土壤质地和排水性3个微观尺度上的生态因子,对住宅建设的生态适宜性开展了半定量化的研究。这一时期,生态适宜性研究开始由早期的简单定性描述发展到半定量的评价阶段,但其研究视角尚未转到区域发展的整体性和综合性上。

20世纪90年代,很多发达国家提出了“都市区生态功能区划”的概念,并将生态适宜性评价技术较好地运用其中,广泛应用到诸如农业[11]、 物种栖息地[12]、地质适宜性[13]、公共基础设施选址[14]、城市扩张[15]、环境影响 评价[16]和景观规 划[17]等方面,先后建立起了因子组合法、整体综合法、数理统计法、因素分析法和逻辑规则法等评价方法。典型的如:美国组织进行的南加利福尼亚的城市区域用地功能分区、英国编制的伦敦市宏观生态规划、日本的东京湾都市区生态功能区划等[18],都是对区域生态资源的综合评价,将城镇发展在生态资源的时空尺度上进行了整合, 也将生态适宜性研究扩展为协调和优化区域生态保护与发展间关系的重要工具。

景观生态学为区域的生态适宜性分析提供了一个全新的视角。通过景观格局及其变化的空间和动态分析,形成了一系列表述和分析景观格局的空间指标及模型方法,为评价区域生态适宜性提供了理论支持。而空间分析技术的发展及优化配置理论的完善则进一步充实了评价 技术体系,非线性理论[19]、模糊综合理 论[20]、灰色聚类理论[21],人工神经网络[22]等先后被引入生态适宜性评价模型的构建当中。地理信息系统技术(GIS)与生态学理论的耦合成为当代生态适宜性评价技术发展的主流,很大程度上增加了评价结果的客 观程度与 科学合理 程度。 近10年来,格局-过程分析的思想被引入自然资源管理的研究中,国外对生态适宜性评价的探究开始转向不同时空尺度下机制与信息的提炼,侧重分析土地价值在景观水平生态过程中的演进规律,试图将生态学原理和方法与不同的规划目标相结 合,构建了一系列格局-过程耦合模型[23]。

2.2国内研究进展

相较之下,国内的生态适宜性研究侧重于农业生态系统的适宜性评价,20世纪80年代在《土地评价纲要》的指导下,陆续开展了国家和区域宏观尺度下的农用地适宜性分析,并构建起了土地资源适宜 性评估的 五级框架 标准[24]。2003年,国家颁布了《生态省、生态市、生态县建设指标》,将适宜性研究的重心从农业生态系统转移到了区域综合发展领域,并在全国范围内开展了以区域环评和城市生态规划为目的的生态适宜性分析,研究方法也由简单的半定量指标评价发展为人地复合模型的综合量化。如,陈昌勇等[25]从pH值、坡度等单因子出发,建立了多维度的生态评价体系,并应用于沈阳市的土地生态适宜度分析;赵珂等[26]构建了水土流失、土地沙化、水环境质量、土壤质量 和生态敏 感性等复 合生态指 数,用于安阳市的生态环境影响评价和区域规划中。近年来,随着国家“国土主体功能区”概念的提出,生态适宜性评价被广泛地应用到区域主体功能区规划过 程中:如蒙莉娜 等改进了 欧阳志云[27]提出的生态位适宜度模型,探究了自然资源的现实生态位和需求生态位之间的承接关系,从农业发展生态位、城镇发展生态位、产业园区生态位和生态环境生态位4个方面建立起了济南市土地利用功能分区模型,从生态适宜度评价的角度开展了功能区划分的实证研究;刘毅、史培军等[28,29]基于逻辑组合规则的原理,在资源可持续分类矩阵的基础上建立起了区域生态功能区发展空间评价方法,从开发利用的限制程度等级 (重点、优化、限制和禁止)将城市生态适宜空间划分为4类发展区域;赵明月等将城市复合生态系统理论及生态适宜性研究引入到城市人居环境评价当中,构建了包括自然、人文和经济的多维评价体系,并基于压力-状态-响应模型和熵权综合法对大连市进行了实证分析;还有学者将数理统计法 (如聚类分 析、主成分分 析、层次分析、模糊数学和灰色系统关联度等)与空间分析技术(如元胞自动机、最小累积阻力模型和空间自组织模型等)进行了耦合,建立起了特定地域功能区划分的复合评价模型[30,31,32,33]。

2.3典型生态适宜性评价方法

2.3.1生态因子叠置法

生态因子叠置法源于McHarg[8]提出的以生态因素叠合为特征的定性分析法,即用一系列的自然、经济或社会等条件不断筛选掉不满足既定要求的区域,直至最终留下符合所设定的全部规则的地域分布;进而发展成为传统的“自下而上” 的景观评价方法,即基于实地资源调查或遥感资料,定性分析各同质小区对特定利用方式的适宜性等级;随着生态学理论的完善和计算机技术水平的提高,以单因素专题图叠合为主要特征的生态因子叠置法逐渐发展起来,并先后经历了等权叠加、加权叠加和生态因子组合3个阶段,可分别用式(1)、式(2)、式(3)表示。其中,生态因子的组合方式又可以进一步分为非层次和层次方 式:前者即将所有因子直接加权叠加,适用于判断因子较少的情况;后者则是采用有一定层次结构的因子 组合体系,适用于复 杂因子的 叠加情况。

式中:Q表示区域生态适宜度的评价结果;ej为单因子评价值;k表示生态因子的数量;n代表评价指标的维度数;eji为区内第j个生态因子在评价第i个指标的适宜度值;wji为因子j对于指标i的权重;μi为指标i在适宜度 总体评价 中的权重。

2.3.2逻辑规则组合法

针对上述“生态因子叠置法”中存在的确定评价因子权重的困难,逻辑规则组合法逐渐发展起来。该方法试图根据逻辑组合分类的原理建立判断准则,来量化各生态因素间的复杂关系, 从而构建起生态适宜性的分析准则,对资源的生态价值和社会经济价值需求进行不同方式的两两组合,据此来判断资源的合理利用程度,最终对其开发利用的生态适宜性进行评价。代表性的为JU的土地资源适宜性评价分类矩阵,该矩阵依据逻辑规则的组合分类原理,首先分别从生态学价值和社会经济需求两个方面出发,将城市土地分成低、中、高、很高4个等级,进而制定不同等级间两两组合的适宜性和限定性准则,据此判定区内各地块的生态适宜性[18];国内的史培军等[29]继承了上述组合与分类分析的思想,同样基于自然生态和社会经济两个维度的独立评估,建立起了土地可持续利用分类组合矩阵,并最终落脚到城市生态主体功能区的划分上;刘毅、李天威等[28]完善了该分类矩阵,直接将城市发展空间划分为生态功能分区和开发建设适宜性分区两个方面,并细化二者内部的适宜性等级,在考虑现阶段发展状况的基础上,构建起了满足不同生态适宜目标的逻辑规则评价体系(图1)。

2.3.3格局-过程模型法

景观生态学的理论认为,格局与生态过程构成了自然界景观资源的整体动态。其中,格局是各生态过程自发或相互作用、相互驱动的结果: 生态过程的变动会引发相应的格局响应模式,而格局的变化也会使生态过程产生一连串的变化, 因此,适宜的格局-过程模型是解释生态系统变化过程、度量区域景观资源的生态学特征的重要方法。该评价方法的发展基于相关空间处理技术的引入,旨在通过考虑土地在景观水平生态过程中的流动或相互作用,建立相应的生态适宜性过程模型。从而部分克服前述几种方法中数据的不连续性、评价的主观性以及量化可信度等方面的弊端:例如解决适宜性界限的不确定性问题的可拓性原理,解决多因素、多指标综合问题的模糊数学理论,用于非线性的适宜性分析的遗传算法,模拟区域生态经济复合系统发展需求的生态位适宜度模型(图2),模拟生态系统水平演变过程的最小累积阻力模型,模拟区域景观在时间上的动态变化过程的马尔科夫链和元胞自动机模型,表征景观空间异质性的景观格局指数,以及实现系统自组织调整和适应性分析的人工神经网络等。格局 - 过程模型通过最大限度地综合不同时空尺度上有限的实验或者观测数据,揭示景观格局与水平生态过程的内在机制,为生态适宜性评价方法的完善提供了丰富的支撑。

注:某种特定开发利用方式对资源需求所构成的n 维资源,简称需求生态位; 资源的现实状况也构成对应的资源空间,称为现实资源生,简称现实生态位;通过量化现实生态位和需求生态位,就得到区域现状资源条件对发展的适宜。

2.3.4典型评价方法比较

总结比较陆域生态适宜性评价的3种典型方法如表1所示,生态因子叠置法的基本原理是将自然环境、社会经济等不同量纲的因素通过数学叠加成综合评价图,其运算公式简单,形象直观,且能方便地通过地理信息系统软件(GIS)中的地图代数、空间分析等工具箱实现,因此成为目前应用范围最广的陆域生态适宜性评价方法; 但权重问题是该方法量化过程中的一个关键,早期的实践运用中大多依靠研究者的主观臆断,后来逐渐演化出了熵权法、主成分分析法、局部惩罚性变权法、隶属度评价法等权重确定方法,从某种程度上减少了评价结果的主观性[18]。逻辑规则组合法能够较好地表征生态因子之间的复杂、非线性关系,但其难点在于逻辑规则的制定; 特别是在进行生态适宜性分析时,涉及的生态因子往往较多,各层次因素间的逻辑关系也比较复杂,要准确界定各系统组分和各因子之间的关系就显得十分困难,因而在很大程度上限制了该方法的广泛运用。格局 - 过程模型法能够从理论上实现对复合生态系统的模拟,但鉴于生态学格局和过程本身所固有的复杂性和不确定性,现阶段模型的应 用性和普 适性仍将 会受到很 大的限制。

3海洋生态适宜性研究概况

3.1海洋生态系统管理研究概况

海洋生态系统具有复合性、连续性、流动性和脆弱性的特征,其资源与环境之间,相互联系、 相互制约,形成了不同层次、不同内容的系列子系统[34],在复合生态系统的结构和功能、人海关系调控的思 维和技术 等方面具 有显著的 特殊性[35]。面对当前全球性人口急剧增长、陆域环境污染和陆地资源枯竭等严重问题,海洋资源的重要性已经日益被人类所认知:作为全球生命支持系统的重要组成部分,海洋将成为人类生存和社会经济发展的重要资源基础和环境条件[36];与此同时,人类活动对海洋生态系统动力学影响的复杂程度也日益凸显,海洋生态系统固有的脆弱性和敏感性使得用海矛盾不断激化,沿海地区的海域生态环境面临巨大压力,很大程度上制约了区域资源环境和社会经济的发展。

因此,如何提升海洋生态系统的管理水平已经成为国内外研究的热点。UNESCO正在广泛推动海洋空间规划与大海洋生态系的管理理论; 欧盟(EU)也开始制定新的综合海洋政策,以期在保护海洋资源基础的同时促进涉海经济增长; 英国在2009年通过了《海洋和海岸带准入法》, 借鉴了陆地生态系统管理的经验,把生态系统方法作为高层次的海洋目标;美国2009年12月公布的《有效的海岸带和海洋空间规划临时框架》 中强调海洋规划和管理活动应当全面反映对生态系统方法的认识;2011年,我国在《国家环境保护“十二五”规划》中提出了 “海洋生态 红线”制度,党的十八大又将“海洋生态文明建设”提到一个新高度。类似的研究也在世界其他国家开展和实施,旨在深入认识和理解海洋系统的自然和人文要素,使海洋资源管理发展成为以海洋生态系统为对象的综合管理,实现海洋生态资源的可持续[34]。

3.2海洋生态适宜性相关的研究进展

联合国环境规划署(UNEP)发布的《千年生态系统评估报告(海洋和沿海生态系统部分)》强调了海洋生态可持续对人类生存和福祉的重要 性,并提出了适应性管理方法在应对海洋研究的动态性和不确定性中的优越之处[37]。开展海洋生态适宜性研究,就是以海洋生态系统可持续性为目标,在不断探索、认识生态系统自身内在规律、人类干扰过程的基础上,根据海洋生态适宜性评价的结果,分析海洋资源和社会经济发展的基础优势,并因地制宜地提出生态系统优化与调控策略,以满足生态系统容量和社会需求方面的变化[34],最终建立起以海洋生态系统为基础、以发挥海洋生态功能和海洋功能区作用为出发点, 协调人与自然、开发利用活动与生态恢复力之间关系的区域海洋管理模式。

尽管陆地生态适宜性评价的方法和模型已经非常成熟,但其在海洋领域的应用却仍然极其有限。国外海洋生态适宜性的研究多集中于海洋生物的生境适宜性分析[38,39],河口质量的适宜性评价[40],海洋环境适宜性评价指数的构建[35],海洋资源开发利用的社会经济效益评估,以及海洋工程选址的适宜性分析[41]等几个方面。典型的如葡萄牙的Ferreira从脆弱性、海水状况、沉积物状况、营养动力学4个方面建立起适宜性的主观评价标准,结合研究区域各方面的具体状况进行了专家打分,据此来判 断海洋资 源质量的 优劣;不少学者采用指示生物法(包括底栖生物的完整性指数、Shannon-Wiener多样性指标、BI评价指标、AMBI评价指数和Bentix评价指标等) 对海洋生态系统的健康程度进行了评价;美国国家海洋与大气管理局建立了包括富营养化、病理学和健康指数(动植物多样性、初级生产力、恢复力、弹性和稳定性等)的海洋环境适宜性评价方法;欧盟提出了海洋环境评价的水框架指令(water framework directive),初步建立了评价技术导则,旨在评估人类活动产生的环境压力。总体上,国外的评价还是以描述性的分析为主。

国内学者中,杨新梅等[42]利用模糊数学和加权评分的思想改进了传统的层次分析方法,并应用到海洋自然保护区的资源综合评价中;吴涛[43]将景观生态学、干扰生态学、模糊数学、遥感监测技术等引入滨海湿地生态系统的健康评价,从人类活动、生物特征指标、环境特征指标、景观格局指标和环境保护政策等多个方面出发,构建了大洋河河口湿地生态系统 的PSR评价模型;林绍花[44]提出了海洋功能区划的适宜性评价方法;李占海等[45]构建了中国海滩旅游资源适宜性评价体系;叶属峰等[46]将空间分析技术与综合指数评价相结合,从海洋环境压力、海岸带开发强度、海洋可利用资源、海洋环境质量现状、人口聚集度、 海岸带经济发展水平、科技支撑条件、区域发展政策导向等10个方面对长江三角洲海岸带适宜性开展了评价,并据此划定了区域海洋主体功能区;吕霞等[47]从自然生态、基础设施、社会经济三大维度对港口的生态适宜性进行了分析;田娜[48]将人工神经网络技术与适宜性评价理论相结合, 建立了滩涂资源开发的BP网络评价模型;王初升等[49]将生态干扰、生态服务功能等理论引入围填海对珊瑚礁 生物海岸 的影响分 析,从资源损 失、环境质量、生态功能和经济损益4个层面建立起了围填海活动的适宜性评价指标体系,据此将围填海的适宜等级划分为可围填区、限制围填区和禁止围填区;陈秋明[50]构建了无居民海岛开发适宜性逻辑分析规则,并尝试采用互斥矩阵, 从社会经济可行性和生态保护重要性两个方面对厦门鳄鱼屿的开发适宜性进行了评价。

总体来看,大部分适宜性评价模型都还是停留在静态的定性分析阶段,多从理论机理出发给出一定程度的适宜性描述;虽有一些量化研 究, 也仅是对海洋总体情况的笼统评价,或针对海洋生态系统的某一特定功能开展半定量的特性分析:比如利用特定的生物指数判断海洋生态系统的生境适宜程度,或是利用环境质量指数来表征其健康程度等;评价体系还比较单一,缺乏对影响海洋资源开发利用的生态因子的系统、宏观研究,以及综合评价其是否适宜开发和如何开发等内容,难以表征 海洋生态 系统的复 杂性和整 体性。

3.3海洋生态适宜性的概念和内涵

基于上述研究,我们提出了海洋生态适宜性的概念,认为海洋生态适宜性是指由海洋生态系统具有的地质、地貌、水文、气象、物理、化学、生物、景观、区位等自然和社会属性所决定的,对特定、持续性用途的生态学需求满足程度和适应能力。海洋生态系统和陆地生态系统类似,也是由生命结构系统和环境支持系统两个方面的要素 组成,其中生命系统要素包括了各种海洋植物、 动物和微生物等,环境系统 要素则包 括光、热、 水、气以及各种营养物质等,共同构成了海洋生态资源。评价海洋生态适宜性,也就是研究在不同的区域发展目标下,海洋生态资源条件对特定开发利用方式的适宜程度。

在海域使用的复杂性和资源用途的多样化的背景下,海洋生态适宜性分析通过对海域的自然、环境、经济、社会属性等资源进行综合定量描述,旨在从海洋生态系统的角度出发,根据区域自然资源与环境特性,结合发展要求与资源利用要求,反映区域生态环境资源的基础优势,表征社会经济的开发密度,提供区域环境的相对发展潜力和承载力。在综合评价各生态因子的适宜程度的基础上,识别出重要的海洋生态保护区和开发利用区,评定海域的固有属性对生态保护和开发利用的适宜等级和地域分布。确定区域开发的制约因素,维持海洋生态系统的整体性,寻求积极的海洋生态平衡,促进区域海洋资源开发和生态环境保护的协调可持续,最终为海洋生态系统的综合管理提供依据。

4存在的问题与研究展望

目前,区域生态适宜性研究的基本理论框架已构建起来,用于生态适宜性评价的各种数学、 物理、地理学模型也在研究和完善当中。但总体上仍以陆域研 究为主,且集中于 城市功能 区划分、土地利用、环境影响评价、景观规划、旅游规划与开发等领域,可供参考的海洋生态适宜性理论和评价方法等资料极其有限。在研究方法上, 也存在主观性较大、应用程度较低等问题。

(1)水平生态过程表征的问题。生态资源的价值不仅由垂直生态要素(如地形、地质、土壤、 水环境、生物等)决定,还表现为各生态因素在水平过程中的流动或相互作用[51],包括物质的循环和能量的平衡、泥沙和养分的积累与运移、物种的空间迁徙、人类的空间运动、物理和生物干扰过程(如大风、病虫害等)的空间扩散等[52]。尤其对海洋生态系统而言,具有显著的流动性和连通性特征,在评价过程中须考虑水平流动和动态变化的问题。然而现阶段生态适宜性研究大多忽视了评价过程的水平-垂直二象性:无论是地图叠置法中的数学叠加,还是逻辑规则组合法中的逻辑叠加,都只是将生态要素进行垂直叠加的过程,缺乏对自然景观单元间的水平生态过程的分析,因而无法保证对实际生态学演进过程的客观考量,赋权和规则设定过程又进一步增加了评价结果的主观性。

(2)多维度的生态因子量化体系问题。资源的生态适宜性应当从价值和价值限制两个方面进行理解:既需要根据资源的生态价值来判定其在生态保护方面的适宜性程度,又应当从资源的生态价值出发,分析其对某种特定开发利用方向的限定性程度,前者对应生态适宜性研究的自然属性,后者对应其社会属性[53]。在社会经济高速发展的今天,人类活动已经成为影响生态系统的一个主导因素,也是生态适宜性的研究过程中需要考虑的必不可少的属性要素。而现有研究往往只从单一维度开展评价,特别是适宜性评价因子的选择,多侧重资源的自然生态属性,对于社会经济因素的量化还不够,也忽视了两者间相辅相成的关系;缺乏从多个不同层次和多个维度, 特别是从景观生态学的角度考虑适宜性评价,一定程度上降低了生态适宜性研究对于生态系统 管理的指导意义。

(3)多尺度适宜性评价的问题。生态问题往往不会局限在单一尺度层面上,有关资源环境的决策制定应当在生态信息输入最大的体制层次上进行,以确保生态信息在各层次上的流通;而适当的管理尺度将拥有最相关的信息,能快速有效地做出反应并能够在不同的尺度层面上进行 综合[54]。生态适宜性也在不同尺度上有其各自的内涵,只有当研究的尺度与所分析的区域主体的本征尺度相一致时,区域资源-生态-环境的主要矛盾才能被可靠地表征。而现有研究多为单一尺度的研究,或者从宏观尺度进行简单的生态功能分区,或从微观尺度评价单一用途的适宜性,且对于空间格局分异的研究还比较薄弱。如何恰当地引入景观生态学中的“尺度-格局-过程”理论,既能在宏观层面上实现较大尺度的复合系统建模,又能在微观层面上实现更为精确的格局度量,最终开展更加细化、可靠的预测评价, 实现以可持续发展为目标的尺度推绎,并通过案例的细化研究,提出有针对性的区域生态系统管理技术和区域发展规划战略建议等,还有待进一步深化。

刍议翻转课堂的适宜性 篇5

从微课程的角度看翻转课堂的适宜性

翻转课堂首先要求学生在家里观看教师预先录制好的或是从网上下载的讲课视频进行学习,所以制作高质量的微课程是翻转课堂取得良好效果的关键因素。微课程的设计和制作并不像我们经常见到的精品课程或公开课的教学视频那样,教师需要长时间的讲授,画面中基本上是教师的形象或教师讲课的形象。微课程要求教学内容所包含的知识点不宜太多,要突出课堂教学中的重点、难点、疑点内容,或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动;在呈现教学内容时不需要太多教师的形象或教师讲课的形象,而要重点展示一些完整逻辑推理过程,公式、定理的推理演算过程,实验、实践的操作过程或某些软件的操作过程等。所以,笔者认为,从微课程适宜的学科来看,翻转课堂更适合于理科课程或操作性比较强的课程(如美术、音乐、通用技术、信息技术等)。因为理科中的一些定理、公式、实验或操作性很强的通用技术课程更能发挥微课程的优势,使翻转课堂实施起来更加便利。而对于人文学科中一些原理、意境、情感的理解似乎通过微课程实施起来难度较大,也并不是说就一点可行性也没有,这对文科教师制作微课程的要求会更高。如何更好地利用翻转课堂进行这些科目的教学,就要求教师想方设法地制作高质量的微课程。总之,笔者认为翻转课堂这种教学形式更适合理科课程或操作性很强的课程教学。

其次,翻转课堂要求学生在家或课外时间通过一些移动终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)来在线观看、下载、存储微课程,以便学生可以流畅地在线观摩课例,查看教案、课件等辅助资源,来实现随时随地的移动学习。高等院校的学生一般都有笔记本电脑、手机、MP4等移动设备,可以方便、快捷地使用这些设备播放微课程;高等院校的网络系统比较完善、费用低,学生可以花更小的代价借助微课程进行学习。而基础教育阶段的中小学生一方面没有时间使用这些移动设备进行学习;另一方面,学生也不可能像大学生一样可以方便地使用移动设备进行学习,而且使用过程中的网络资费较高。所以,从翻转课堂微课程播放设备的要求看,笔者认为翻转课堂教学方式更适合高等院校的学生,而不适合基础教育阶段的中小学生。

从教师的能力和时间看翻转课堂的适宜性

在翻转课堂的教学方式下,学生在课前利用教师分发的微课自主学习课程知识,在课堂上教师参与同学间互动活动(释疑、解惑、探究等)来解决问题,完成知识的内化。首先,翻转课堂教学方式要求教师不仅要掌握音视频获取编辑技术和多媒体课件制作技术来制作微课程,而且还要掌握网络通讯技术、网络发布技术以及网络教学平台应用技术来支持学生进行讨论、交流学习成果,以及对学生的学习进行评价。其次,教师还要提高课堂教学组织能力。教师的课堂教学组织能力包括教师与学生交流互动的能力,教师组织学生进行协作学习的能力,对学生学习成果进行展示及评价的能力,教师总结与分解问题的能力等。

从我国基础教育的现状来看,中小学教师信息技术教学应用主要体现在多媒体课件制作上,而教师音视频获取编辑技术、网络通讯技术、网络发布技术以及网络教学平台应用技术等信息技术应用能力偏弱,还不足以应付高质量的微课程的制作与发布。而且,基础教育阶段教师教学任务明显偏重,每天除了备课、上课,还要批阅大量的学生作业,教师没有时间和精力去尝试和探索翻转课堂教学方式。再有,有的中小学教师已经习惯了传统的教学方式,从心里不愿做出改变或尝试。所以,笔者认为从教师的能力和时间来看,翻转课堂教学方式并不适宜于基础教育。

从我国高等教育的现状来看,首先高等院校掌握音视频获取编辑技术、网络通讯技术、网络发布技术以及网络教学平台应用技术的教师较多,能够应付微课程的制作与发布。而且,即使教师信息技术能力欠缺,教师还可以寻求其他信息技术能力较强的教师或学生的帮助,来制作和发布微课程。其次,高等院校教师不像中小学教师那样每天需要批阅大量的学生作业,教师有时间和精力来探索翻转课堂这种教学形式所带来的良好的教学效果。再次,高等院校主要培养学生的动手操作能力、逻辑思维及推理能力等,对教学效果的评价不像中小学那样只追求学生的考试成绩,对学生的评价可以通过期末考试、操作技能考查、学生提交论文或作品等多种方式对学生进行评价,教师就可以大胆尝试翻转课堂来培养和提高学生的能力。所以,笔者认为从教师的能力和时间来看,翻转课堂比较适宜于高等教育。

从学生的能力和时间看翻转课堂的适宜性

在翻转课堂教学方式下,由于学生要在家或课外观看视频进行学习,在课堂中进行讨论、交流学习成果,所以要求学生具备网络信息检索的技能,能够高效、快速地找到需要观看的微课程。同时还要具有网络信息的获取技能,能够快速观看、下载、保存需要观看的微课;具有网络信息交流技能,能够利用交流工具如QQ、微信、e-mail等与同学和教师进行同步、异步地交流;具有网络信息发布技能,在学习、讨论结束后,要会使用网络教学平台发布自己的学习成果。其次,翻转课堂的微课程需要学生在家或课外时间进行学习,相应的检测也需要学生自己完成,这就要求学生必须具备很强的学习自制力和独立学习的能力。再次,由于翻转课堂要求学生在课堂上讨论、交流、分享自己的学习成果或心得,所以要求学生要有很强的协作学习能力。

从我国基础教育的现状看,首先,小学生和初中学生信息技术应用能力较弱,学生还不具备翻转课堂对学生信息技术技能提出的要求;而高中学生信息技术应用能力较好,有时间的话可以尝试翻转课堂这种教学方式。其次,小学生的学习自制力和独立学习的能力较差,不适合翻转课堂这种教学方式;而中学生学习自制力和独立学习能力较强,可以尝试翻转课堂教学方式。再次,中小学生平常大多数时间在学校进行学习,晚上在家学习的时间较短,而且还需要做大量的家庭作业。从学生的时间和精力来看,学生根本没有时间和精力去尝试翻转课堂教学方式。而学生寒暑假自主学习时间较多,中学生可以尝试通过微课程来补充自己平时课堂学习的不足。综上所述,在基础教育阶段,由于小学生信息技术应用能力差、学习自制力和独立学习能力不足,不适合翻转课堂这种教学方式。而中学生信息技术应用能力稍强,学习自制力和独立学习的能力都要比小学生好,可以在学生有大量自主学习时间的寒暑假通过翻转课堂这种教学方式来补充学习平常课堂教学中掌握得不好的内容。

从我国高等教育的现状看,大学生具有较强信息技术应用能力,而且大学生也具有较强的学习自制力和独立学习的能力,符合翻转课堂对学生能力的要求。其次,大学生平常除了有课时需要在课堂上听老师讲课外,学生有大量的时间来进行自主学习。所以,从学生的时间和精力来看,翻转课堂也适合大学生的学习。综上所述,笔者认为翻转课堂这种教学方式适合大学生的学习。

从课程教学效果评价体系看翻转课堂的适宜性

在翻转课堂中,无论教师的教学方式还是学生的学习方式都发生了很大改变。在翻转课堂教学过程中始终强调“以学生为中心”,强调学生通过独立探索与小组协作的形式进行学习,教师通过微课程进行知识的传授,利用教学平台与学生交流互动,并在课堂上组织引导学生探究解决问题。因此,对翻转课堂的教学效果评价应该将形成性评价和总结性评价相结合。在制定形成性评价标准时,要考虑学生是否利用教师提供的微课程进行了独立的探索性学习,学习效果如何;学生是否在课堂上与同学开展了深入的协作、探究学习,每位学生根据分工完成任务如何;学生是否在课堂上或教学平台上进行了良好的互动交流;学生是否在课堂中或教学平台上通过与他人合作积极地进行了探究,是否解决了学习中存在的问题;学生是否充分利用信息资源,将自己的学习成果进行了充分的展示等。在制定总结性评价标准时要考虑学生制作的作品或解决问题的方案从内容上是否科学、合理;制作的作品或解决方案的展示课件是否美观;学生是否达到了问题探究的目的,是否解决了探究的问题等。

从基础教育的现状看,由于我国根深蒂固的竞争机制和考试制度,使得无论是教育行政部门领导、学校领导、教师、家长还是学生,在评价学校效能和教师水平时,往往以学生的考试成绩作为唯一的评价指标。所以,教育行政部门、学校、家长和学生都拼命地追求考试成绩,考试成绩不好一切都是“无用功”。因此,笔者认为现行的中小学教学评价体系很难支持翻转课堂教学效果的评价,翻转课堂很难在中小学教学中高效运行。

从高等教育的现状看,高等教育更加重视学生能力的提高,学生的学习成绩不是评价学生的唯一标准,对学生的评价更趋于多元化,评价方式更加多样。对学生的评价可以通过期末考试、操作技能考查、学生提交论文或作品等多种方式对学生进行评价,而且对学生的评价也非常重视课堂教学过程的形成性评价。所以,翻转课堂教学效果的评价体系更加适合对大学生的学习评价,翻转课堂比较适合高等教育阶段的教学。

综合前面的分析,在基础教育阶段可以选择操作性很强的课程(如物理、化学、生物、美术、音乐等)或逻辑推理很强的课程(如数学),挑选这些课程中的教学重点、难点和疑点等内容制作一些高质量的微课程,然后通过学校的校园网络进行发布。在学生有充裕自学时间的寒暑假,学生根据平时课堂的学习情况选择自己平常没有掌握的内容或掌握不好的内容有针对性地在家借助微课程进行自学。而在高等教育阶段教师可以根据自己所教课程的内容,在其他教师或学生的帮助下制作大量高质量的微课程,然后通过学校校园网络进行发布,让学生在平时有时间就可借助微课程进行学习,在课堂上进行师生、生生间面对面的分享与交流,大胆地尝试翻转课堂这种教学方式的教学效果,探索翻转课堂的教学规律。信息技术能力非常强的教师可以搭建完善的网络教学平台,借助于网络教学平台来进行翻转课堂教学方式的尝试、探索。总之,对于翻转课堂这样的新生事物,既不能盲目追风,轻易翻转传统课堂,也不能妄自菲薄、一概排斥,忽视现代信息技术带来的积极作用。我们要积极研究和实验,探索翻转课堂这种教学方式的优势、适用范围,取其所长,避其所短,很好地补充传统课堂教学的不足,为我国的教育事业“添砖加瓦”。

摘要：源于美国的“翻转课堂”,作为一种创新教学模式,近年来在我国日渐流行。基础教育和高等教育领域的教师和学者对这种教学形式进行了大量有益的探索与实践。其中,微课程、教师教学能力、学生学习能力以及课程教学效果评价体系是翻转课堂高效运行的关键因素。本文试图通过对这四个要素进行分析,探讨翻转课堂的适宜性,以期对翻转课堂的教学实践探索有所借鉴。

沧州地区杏树适宜需冷量模型比较 篇6

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验在沧州市肃宁县农业科技示范园进行,试验材料为二年生露地及温室栽培金太阳杏和凯特杏。

1.2 试验设计

试验设4个处理,分别为:金太阳杏室内培养(A1)、室外培养(A2);凯特杏室内培养(B1)、室外培养(B2)。

1.3 试验方法

从2002年11月10日至2003年1月8日,参照王力荣[3]方法:每7 d从田间选取生长发育良好的一年生枝条6~8个,长度30~40 cm,采回即放入光照培养箱中进行水插培养。培养条件为:气温25℃左右,光照2 000 lx,昼夜12 h/12 h,空气相对湿度为50%~70%,每2 d换1次水,每次剪除基部少许,露出新茬。

1.4 测定内容与方法

培养25 d后,统计其萌芽指数。萌芽指数的调查标准为:1级为未萌动;2级为芽膨大;3级为芽膨大且鳞片开裂;4级为花蕾期;5级为花开放。

当萌芽指数≥30%(相当于萌芽率≥60%)时,表示通过休眠。

2 结果与分析

2.1 温室内、外不同低温累积量对萌芽指数的影响

2002年11—12月,采取反保温措施温室内与温室外的金太阳杏树枝条在接受不同低温累积量后,统计萌芽指数(表1)。试验结果表明:金太阳杏和凯特杏2个品种的萌芽指数随低温处理时间的延长而增加。温室内金太阳杏12月16日的萌芽指数为29.6%;温室外12月22日的萌芽指数为29.4%,表明金太阳杏温室内、外通过自然休眠的日期分别在2002年的12月16日和12月22日左右。凯特杏温室内12月7日的萌芽指数为29.9%,表明温室内凯特通过自然休眠的日期在2002年12月7日左右;温室外12月7日的萌芽指数为28.0%,12月16日的萌芽指数为31.1%,表明凯特温杏室外通过自然休眠的日期在2002年的12月7—16日。

2.2 需冷量模型比较

在2002年从10月19日起,日平均气温稳定通过7.2℃。2002年温室内、外金太阳杏通过自然休眠的日期,分别为12月16日和12月22日左右,用3种需冷量模型分别统计金太阳杏的低温需求量(表2)。由表2可以看出,用≤7.2℃低温模型统计温室内、外金太阳杏的低温需求量分别约为1 332 h和1 309 h,低温需求量基本一致;而用另2种模型统计,温室内、外所得同一品种低温需求量却相差很大。因此,≤7.2℃低温模型比较适合于沧州地区的气候。

3 结论与讨论

在20世纪30~50年代,打破落叶果树自然休眠的低温标准,一般被表示为≤7.2℃以下冷温小时数[4]。王力荣等[3]则认为任何0℃以下低温对打破休眠都是无效的,并指出一般所说的7.2℃或以下低温是指0~7.2℃的低温累积。但不同地方所得资料并不一致。后有人证实冷温小时数忽视了7.2℃以下低温的不同作用效果及高于7.2℃温度对打破落叶果树自然休眠的作用。Richardson(1974)提出计算红港桃休眠结束的所谓冷温单位模型[5]———Utah模型。犹他模型使用冷温单位概念区分不同温度对解除桃芽自然休眠有不同的作用效果,在预测落叶果树自然休眠结束时期获得了很大的成功。但是姜卫兵等[6]指出在暖冬时或低纬度地区Utah模型并不适用,Utah模型尚需近一步研究和完善。Walser(1981)研究表明,秋季有效累积低温的起点与生理成熟度有关,而生理成熟度又与落叶期有关,再加上田间由于温度波动的影响所累积的低温容易被高温所抵消,因此确定田间有效低温累积的起点就更为困难。王力荣等[3]研究表明,任何低温标准都有一定的气候适应范围,都是该气候的综合反应,前人提出的7.2℃或犹他模型,虽然在计算低温需求量方面曾取得了很大成功,但并不是对任何气候都适用,它仍有一定的局限性。因此,找出某一地区的特定气候条件下计算有效低温累积的标准,是研究低温需求量的基础。本试验结果表明,用≤7.2℃低温模型统计金太阳杏温室内、外的冷温小时数分别为1 332 h和1 309 h,低温需求量基本一致;而用另2种模型统计,温室内、外所得同一品种低温需求量却相差很大。因此,在需冷量估算上,河北沧州地区使用≤7.2℃低温模型比0~7.2℃低温模型和Utah模型更适合。

参考文献

[1]袁志友,李宪利,高东升.影响落叶果树芽自然休眠的因素[J].山东农业大学学报,2001,32(3):386-392.

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[3]王力荣,胡霓云.桃品种的低温需求量[J].果树科学,1992,9(1):39-42.

[4]陈少裕.膜脂过氧化与植物逆境胁迫[J].植物学通报,1989,6(4):211-217.

[5]RICHARDSON E A.A model for estimating the corupletion of rest for Redhaven and Elbert peach trees[J].Hortscience,1974(9):331-332.

湟中县油菜适宜性研究 篇7

灰关联分析法就是用关联度来度量2个系统或2个因素之间的关联性大小, 并进行相对性的排序分析。可从众多因素中提炼出影响系统的主要因素、主要特征和因素间对系统影响的差异, 其结果与定性分析结果相吻合, 因而具有广泛的实用性[1,2]。灰关联分析法几乎渗透到社会和自然科学的各个领域[3,4,5,6], 在农业生产综合评价得到了广泛应用[7,8]。本文利用灰色关联分析法对湟中县连续4年种植的油菜品种进行分析, 为该地区油菜主导品种和品种合理布局提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

湟中县位于西宁市西部, 地处湟水谷地及两侧山地, 属高原大陆性气候, 年均温2.9℃, 年降水量450~600 mm。试验地设在湟中县西堡镇葛二村, 试验田地势平坦、肥力中等、排灌方便、交通便利, 土壤为栗钙土, 前作为小麦。供试油菜品种为青杂4号、青杂5号和青油14号。

1.2 试验设计

试验设3个处理, 即每个品种为1个处理。小区面积为40 m×50 m, 播量为300 g/667 m2, 3次重复。试验点栽培管理措施与当地普通大田相同, 田间管理均匀一致。播种前施二铵20 kg/667 m2、尿素10 kg/667 m2作为基肥, 耙耱时施5%甲拌磷1.5 kg/667 m2防虫。在苗期间苗定苗, 要求定苗20株/m2, 在花期化调3~4次, 防治茎象甲、茎龟甲、角叶螟等害虫。追肥以尿素为主。

1.3 数据采集与分析

在油菜生育期对油菜的生长状况进行记录, 在油菜成熟后期每小区随机采集15株完整样品, 在室内对油菜农艺性状和产量因子进行统计。对数据用Microsoft Excel进行数据处理和图片绘制, DPS 6.5进行数据的相关性分析和灰色关联度分析。

2 结果与分析

2.1 油菜的农艺性状分析

从表1可以看出, 通过对2008—2011年考种结果, 2008年青油14号生育期最长达到163 d, 而2009年生育期最短只有110 d, 可能与这2年的气候状况和田间管理水平有关;油菜平均株高130.0~207.8 cm, 变化趋势与生育期长短变化一致, 表明生育期长, 油菜的株高也有所增加;平均分枝高度10.8~88.1 cm, 平均一次分枝4.0~8.3个, 平均二次分枝0~9.80个, 主花序长度45.8~88.8 cm, 总体上看, 青油14号株高与生育期呈正相关, 其他农艺性状变化无统一规律。

从表2可以看出, 通过对2008—2011年考种结果, 2008年青杂4号生育期最长达到92~160 d, 而2009年生育期最短只有92 d, 可能与这2年的气候状况和田间管理水平有关;油菜平均株高110~164 cm, 变化趋势与生育期长短变化一致, 表明生育期长, 油菜的株高也有所增加;平均分枝高度0.9~25.6 cm, 平均一次分枝4.3~7.4个, 平均二次分枝2.40~9.50个, 主花序长度51.9~78.2 cm, 总体上看, 青杂4号株高与生育期正相关, 其他农艺性状变化无统一规律。

从表3可以看出, 通过对2008—2011年考种结果, 青杂5号生育期109~164 d, 2008年最长达到164 d, 而2009年生育期最短109 d, 可能与这2年的气候状况和田间管理水平有关;青杂5号平均株高148~212 cm, 变化趋势与生育期长短变化一致, 表明生育期长, 油菜的株高也有所增加;平均分枝高度60.5~83.0 cm, 平均一次分枝5.8~7.4个, 平均二次分枝2.20~5.20个, 主花序长度58.8~84.0 cm, 总体上看, 青杂5号株高、分枝高度、主花序长度都与生育期长度呈正相关。

3个不同品种油菜经过4年生态适宜性试验研究, 农艺性状年际间变化有相似, 也有差异。生育期、株高年际变化规律在青油14号、青杂4号和青杂5号间表现一致。总体上看, 青油14号与青杂5号平均生育期较长, 约130.0 d, 而青杂4号相对生育期短, 4年平均仅115.75 d, 株高和分枝高度均为青杂5号>青油14号>青杂4号;青杂5号一次分枝强, 但二次分枝弱, 青杂4号一次分枝和二次分枝都表现较强;主花序长度青杂5号>青杂4号>青油14号。

2.2 油菜产量性状的变化

在油菜成熟后, 每处理取样15株完整植株对油菜产量因子进行取样分析, 分析了基本苗数、主花序果数、单株角果数、每角果粒数、千粒重、单株产量等指标。

从表4可以看出, 青油14号2008—2011年连续4年试种, 基本苗只有2009年最高, 达到1.500万株/667 m2, 其他年份基本苗都在1.000万~1.100万株/667 m2之间, 差异小。青油14号产量2008—2011年表现为逐年下降, 分析原因, 2008年产量最高, 达到308.9 kg/667 m2, 主花序果数、每角果粒数和千粒重都最多, 而单株角果数也较高, 因此在2008年影响产量的主要因子表现为主花序果数和每角果粒数。2009年基本苗最多, 可能是密度较大, 对产量因子有一些影响, 除了千粒重挺高 (4.5 g) , 其他指标主花序果数、单株角果数、每角果粒数、单株产量都居低于2008年和2010年, 但产量居第2位, 主要影响产量的因子是基本苗, 整体表现整齐。2011年基本苗、主花序果数、单株角果数、每角果粒数、千粒重、单株产量在4年中都表现最差, 因此综合因素产量也最低。

从表5可以看出, 青杂4号2008—2011年连续4年试种, 基本苗0.93万~1.75万株/667 m2之间, 差异较大。油菜产量因子变化在年际间也无统一规律。表现为:主花序果数2008年>2010年>2011年>2009年;单株角果数2010年>2008年>2011年>2009年;每角果粒数2009年>2008年>2010年>2011年;千粒重2011年>2010年>2008年>2009年;产量综合因子2009年253 kg/667 m2最高, 而2011年47.6 kg/667 m2最低。

从表6可以看出, 青杂5号2008—2011年连续4年试种, 基本苗1.00万~1.30万株/667 m2之间, 差异较小。油菜产量因子变化在年际间也无统一规律。表现为:主花序果数2008年>2011年>2009年>2010年;单株角果数2011年>2010年>2008年>2009年;每角果粒数2010年>2009年>2008年>2011年;千粒重2010年>2011年>2009年>2008年;单株产量2008年>2011年>2010年>2009年;产量综合因子2008—2011年逐年降低。

青油14号、青杂4号、青杂5号连续4年种植, 产量及产量因子年际间变化无统一规律, 但纵观3个品种总体而言, 产量青杂5号 (250.23 kg/667 m2) >青油14号 (212.35 kg/667 m2) >青杂4号 (157.45 kg/667 m2) ;主要表现为, 青杂5号出苗率较好, 在年际间表现均匀;主花絮果数、单株角果数、千粒重青杂5号>青油14号>青杂4号;每角果粒数青杂5号>青杂4号>青油14号, 总体青杂5号年际间适宜性较好。

2.3 油菜农艺性状和产量性状相关性分析

油菜的农艺性状和产量性状间相互影响, 共同构成对产量的综合影响。综合分析油菜农艺性状和产量性状间的相关性, 由表7可见, 株高与生育期显著正相关, 主花絮长度和主花絮果数也与生育期长短显著正相关;油菜株高与一次分枝高度、主花絮长度、单株产量都显著正相关, 油菜植株高度与主花絮果数和单株角果数极显著正相关;一次分枝与二次分枝和主花絮长度、主花絮果数显著正相关, 与单株角果数和单株产量极显著正相关;主花絮长度与主花絮果数显著正相关, 与单株角果数极显著正相关;主花絮果数与单株角果数极显著正相关, 与单株产量显著正相关;单株角果数与单株产量和单位面积产量极显著正相关;单位面积产量与所有因子都正相关, 其中与角果粒数和单株产量相关性极显著。

2.4 油菜生态适宜性灰色关联分析

现以油菜稳产、高产为目标, 利用灰色关联度法对2008—2011年连续栽种的3个品种油菜进行分析, 以分枝高度 (尽量低) 、一次分枝个数、二次分枝个数、主花序长度、基本苗、主花序果数、单株角果数、每角果粒数、千粒重、单位面积产量 (希望尽量高些) 为评价因子, 建立评价数据系列, 其中对数据系列进行均值化转换, 建立一个母序列, △min=0, 分辨系数=0.5, 利用DPS6.5进行灰色关联度分析, 得到关联序如表8所示。由关联系数可见, 通过4年的连续试种, 青杂5号关联系数为0.944 4, 表明青杂5号在青海湟中县生长适应性最好;其次是青油14号, 关联系数为0.874 8;青杂4号综合表现相对差, 关联系数为0.869 4。

注:*表示相关性显著 (P<0.05) , **表示相关性极显著 (P<0.01) 。

3 结论与讨论

经过2008—2011年连续4年种植观察, 4年间由于年际间气候、降水等可能有差异, 对油菜的生长产生一定的影响, 使品种区域适宜性得到了提升和验证。纵观3个品种, 青杂5号出苗率较好, 在年际间表现均匀;青杂5号与青油14号平均生育期较长, 营养物质积累多, 株高也较高, 表现为青杂5号>青油14号>青杂4号;青杂5号一次分枝强, 主花序长度也最高, 在该地区生长表现较适宜该地环境。在生殖生长阶段:将营养物质往籽粒输送, 增加产量, 主要表现为:主花絮果数、单株角果数、千粒重青杂5号>青油14号>青杂4号;每角果粒数青杂5号>青杂4号>青油14号, 产量综合因子表现为青杂5号 (250.23 kg/667 m2) >青油14号 (212.35 kg/667 m2) >青杂4号 (157.45 kg/667 m2) 。通过4年来, 对这3个品种生长状况指标、产量因子指标综合分析, 青杂5号关联系数为0.944 4, 表明青杂5号在青海湟中县生长适应性最好;其次是青油14号, 关联系数为0.874 8、青杂4号综合表现相对差, 关联系数为0.869 4。建议在该地区扩大青杂5号种植规模。

摘要：为了加快新品种推广利用步伐, 2008—2011年连续4年对青杂4号、青杂5号和青油14号油菜在湟中县进行新品种试验。通过对这3个品种油菜生长状况进行分析, 找到了湟中县川水地区的丰产性、适应性、抗逆性品种, 为该县油菜主导品种和品种合理布局提供科学依据。

关键词：油菜,适宜性,相关性分析,灰色关联度分析,青海湟中

参考文献

[1]邓聚龙.灰色系统理论教程[M].武汉:华中科技大学出版社, 1990.

[2]唐启义, 冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京:科学出版社, 2002.

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辽西牧草补种气候适宜性研究 篇8

辽西位于辽宁省西北部,处于华北、长白、内蒙古三大植物区系过渡地带,属于大陆季风性干旱气候。年均温度5.7~8.6℃,年降水量450~550mm。以低山丘陵为主,占总面积的69%,平原占23%,沙荒地8%;土壤以褐土为主,耕地中水田少,旱田多。为了改善生态环境,减少水土流失,近些年国家和省市组织实施了退耕还林种牧草沙化治理工程项目。截至2013年末,仅凌源市种植牧草百万亩以上,有效地提高了地表植被覆盖度。

辽西半干旱地区的凌源,位于北纬40°35′50″~41°26′;东经118°50′20″~119°37′40″,是辽宁、内蒙、河北的三省交汇处。境内多低山丘陵,平均海拔高度500m左右,有“七山一水二分田”之说。耕地面积只有74万亩,人均耕地不足1.5亩,是个人多地少的山区县级市。由于受大气环流的影响和所处的特殊地理位置,决定了凌源市的气候特点,冬季漫长寒冷,夏季干燥炎热,春季大风干旱,风沙天气多见,有“十年九春旱”之说。年平均气温8.4℃,≥10℃活动积温3413℃,无霜期140~150d,年日照时数2776h,年均降水量474.8mm,4~9月生长季降水量438.1mm,地处中纬度温带区,受所处的地理环境影响,降水量不算少,但分布不均,雨热基本同季。

由于辽西北地区特殊的地理气候条件,在牧草种植上难以一次种植而形成盖度,均需要一两次补种,而牧草的补种时间决定了牧草能否正常生长和越冬。对此,针对辽西地理气候条件而进行的牧草补种试验研究,并通过采取分期播种试验、田间调查分析及总结本市牧草补种多年实践种植经验,进行综合分析与论证,从而为辽西半干旱地区如何充分利用气候资源,提高牧草单位面积存活率和产量而进行分析与探讨,提出一些前所未有的意见和建议,并在实践中具有一定指导意义。

2 材料与方法

2.1 牧草种植概况

在辽西地区,无论牧草种植还是生长都是依靠自然条件,也就是依靠环境地理气候条件。在凌源地区多数牧草春、夏、秋三个季节都可以种植,但由于各季节气候特点不同,对牧草生长发育影响较大,无论哪个季节一次播种牧草保存率很难达到标准,一般在30%左右,都要经过补种才能达到70%左右形成一定盖度;通过补种牧草亩产干草由30kg以下提高到90kg以上。辽西地区种植牧草以沙打旺、草木樨和苜蓿等豆科牧草为主;通过封山禁牧、围栏封育、补播改良等综合措施治理,多数治理区草原植被盖度都在70%以上,亩产干草均达到100kg以上,初步遏制工程区草原沙化、荒漠化势头,生态环境明显改善,草原沙化治理工程取得预期效果。

2.2 牧草种植种类与地势

种类为沙打旺、草木樨和紫花苜蓿;种植地势为25°左右半阴坡,坡地自下而上播种紫花苜蓿、草木犀、沙打旺。在春季种有牧草覆盖度低于30%的地块进行补种试验。

2.3 种植设计与调查

牧草补种时间为夏初到秋末6~8月,每10d3种牧草各种植1次,15m2为一单元,分8期到8月末结束;即每旬5、15、25日为补播期,9月末越冬前统一进行实地调查进行分析。

3 牧草补种的适宜气候条件分析

一般牧草种子要10℃以上才能种植,所以播种时间土温应该高于10℃。辽西地区牧草种植依靠自然地理气候条件,而该地区4月10日气温就能稳定在10℃以上,而此时降水稀少,所以春季播种很难出全苗,就是利用好降水出苗率很好,由于阶段性干旱也很难全部保存下来,补种时间太晚就是出全苗也很难越冬,温湿度条件至关重要,所以牧草补种时温度和降水条件匹配就成为考虑关键。

根据辽西凌源地区气候特点,水热条件最佳匹配时期为6~8月,也是该地区夏季防汛期,所以牧草补种时期以此期为主。凌源地区牧草补种时期气候条件及9月末牧草盖度情况见表1。

大多数牧草的最适宜生长温度在20~25℃,主要降水适宜地利条件好,牧草经过补种达到达到标准盖度是不成问题的,但辽西地区就不同了。从表1可以看出,种植牧草在辽西地区关键是决定于种植及后期降水条件。由于7月下旬到8月上旬降水稀少出现伏旱之前及此时间补种牧草几乎没有效果,7月份之前补种的牧草由于阶段性干旱和短时强降水部分牧草旱死或溺死,而8月上旬到月末补种的效果最好。

4 结论

辽西地区种植牧草发展畜牧业势在必行,而牧草种植最佳季节是春季,但由于辽西地区特殊地理气候条件限制,一般牧草种植都要经过补种才能达到一定盖度;而牧草种植品种以紫花木樨为主,其次以草木犀、沙打旺为辅。

4.1 合理区划补播区域,保证补播效果

根据草原原生植被情况、地形地貌、土壤条件和当地气候因素进行补播作业地块区划。对地处阳坡、土质瘠薄地段区划为抗旱、耐瘠薄的沙打旺和草木樨牧草品种补播区;对地势平缓、土质较好地段区划为苜蓿补播区。补播区植被盖度要在30%以下,土层厚度最好不少于10cm,坡度最好≤30°;土层极其瘠薄的,如砾石质地、石质山不能作为补播区域,地处阴坡、半阴坡土层较好的地段补播效果最好。

4.2 适时播种,规避不利气候条件

主要考虑生长阶段规避不利气候条件,例如极冷极热、干旱、泥石流等,凌源市主要考虑的是牧草的越夏和越冬,以及夏季牧草的抗旱抗溺性。在凌源地区,大多数牧草春、夏、秋三个季节都可以播种,但由于各季节气候特点不同,对牧草生长发育影响较大。春季5月末之前播种,如果土壤墒情好,补播措施得当,出苗率高,此时高温天气少,雨水不多,害虫和杂草相对较少,利于牧草幼苗根系发育和植株成长,保苗率高。但该地区春旱多发,春播易受气温干旱影响,造成播种无苗。夏季7月末前播种,一般年景夏季土壤墒情较好,补播出苗率也不错。但由于高温暴晒天气多,大多牧草幼苗抗晒能力差,如果土壤稍旱时,经2~3d高温暴晒就会造成大量幼苗死亡。同时夏季害虫发生多,杂草生长快,都会给牧草幼苗存活生长造成危害,导致牧草幼苗损失、滞长或枯死,夏播保苗率低。夏末秋初播种,此时雨季后期,土壤墒情好,气温偏高,补播牧草易于出苗,而且由于秋季气温逐渐降低、日照时间缩短,减少了土壤水分的蒸发,利于牧草幼苗生长。选择夏末秋初播种利于补播出苗和保苗,但时间不易过晚,否则牧草幼苗不能越冬。

4.3 机械整地,是提高保苗率的有效措施

不同的整地方式对牧草补播出苗率和保苗率有明显的影响。凌源市2009年开始实施草原沙化治理工程补播种草,先后实行3种整地方法。2009~2010年是用人工挖穴整地,要求穴口直径不小于20cm,穴内活土层不少于10cm,补播种植沙打旺和草木樨。这种整地方式种草出苗率达到80%以上,到9月份保苗率仅为35左右。2011~2012年借鉴水保工程的“鱼鳞坑”和“水平槽”方法进行整地,在坑内种草,出苗率也能达到85%以上,保苗率略有提高,达到42%左右。为进一步提高草原沙化治理牧草补播保苗率,2013年在部分补播区域探索使用机械整地,即用“钩机”将补播区域全面翻耕,使活土层达到20cm以上,并适当平整后播种,这样,出苗率达到90%以上,保苗率达到80%以上。实践证明,在同等条件下,机械整地种草是提高保苗率的有效措施。

4.4 合理用种,是保证补播效果的关键环节

补播牧草必须合理控制播种量,草原沙化治理补播一般每亩播种量2~3kg。穴播每穴点播种子10~20粒;条播每延长米播种100~200粒;撒播每平方米播种300~500粒。点种时让种子均匀分布。播种量不足出苗过稀,达不到治理效果。播种量过大,幼苗聚堆生长,相互争营养,导致苗弱甚至死亡。因此,保持合理的播种量是保证补播效果的关键环节。

4.5 加强管护,是维持牧草成长的重要保证

牧草幼苗抗逆性差,补播后必须加强管理。一是加强鼠虫害监测,发现灾情尽早防治。二是经常查看出苗情况,发现缺苗及时补种。三是加强看护、尽早围栏,防止人畜进入破坏。

摘要：根据辽西凌源地区气候特点及牧草种植情况,开展了牧草补种试验研究,探讨了最佳补种时间及补种牧草,根据多年补种经验措施,提出了切实可行的生产建议及技术措施。

关键词：牧草补种,生产措施,试验研究,气候

参考文献

[1]周国华.朝阳地区百年降水变化特征及趋势[J].安徽农业科学,2010(1).