庐山植物地理学野外实习的教学设计与思考

刘新圣　孙叶根　汪青　姚有如　汪勇　王小兵　吴立　朱永恒　张平究

摘要：野外实习是植物地理学教学过程的关键环节，也是培养学生理论联系实际、掌握基本技能以及团队协作和创新意识的主要途径。综合多年的教学实习经验，本文对安徽师范大学地理专业庐山自然地理综合实习中的植物地理学模块进行了系统梳理。重点对植物区系地理、植被地理和群落演替的实习教学内容、组织形式、具体要求和考核方式等进行了总结。同时，归纳了野外教学实习线路及相应的实习内容。最后，针对目前实习中存在的不足，以及学科发展背景下对植物地理学野外实习的最新要求，提出了具体的优化或改进方案。

关键词：野外实习；植物区系地理；植被地理；教学设计；庐山

中图分类号：G642.0文献标志码：C文章编号：1001-2443（2024）01-0063-06

植物地理学是研究植物在地球表层系统中的形成演化、分布格局及其与周围环境要素之间关系的一门科学，两个主要分支学科分别为植物区系地理学和植被地理学 ［1-2］。自200多年前德国博物学家亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt）创立植物地理学以来，其在基础理论和研究方法上都呈蓬勃發展态势，逐渐形成了系统且完善的学科体系［3］。根据研究对象的不同，植物区系地理学主要关注全球或区域尺度上植物种类的组成（科、属、种）、分布、起源和演化，而植被地理学则主要研究植物群落的类型、结构、动态及其分布规律。作为自然地理学的分支学科，植物地理学是高等学校地理科学相关专业的一门重要专业课程，该课程对提升地理师范专业学生所必需的植物地理专业知识、培养地理拔尖人才的学科素养和创新意识，都具有极其重要的作用［4-5］。

植物地理学是一门非常倚重野外实践的学科。作为教学过程中的一个重要环节，野外综合实习教学是植物地理学理论授课的延伸和升华，其主要教学目的是引导学生将课本理论联系实际，培养和提高学生野外观察、分析和解决问题的本领，训练基本的植物采集和鉴别技能，掌握植物生态学样地调查及数据整理分析的方法［6-7］。此外，植物地理学野外实践教学的直观性和综合性特点也有助于提升学生的综合地理观和团队合作意识，为培养地理学高素质人才奠定基础。近二十多年来，安徽师范大学地理专业植物地理学野外实习以庐山为实习基地，与其他部门自然地理学课程联合开展野外实践教学［8-10］。本文以此为背景，对该校植物地理学野外综合实习进行梳理并针对当前存在的一些问题提出优化措施，旨在提高植物地理学野外实践的教学效果，从而促进具有实践能力的地理人才培养。

1 庐山地区植物及植被类型概况

庐山地处中亚热带东南季风区，年均温11.7 oC，年降水量1900 mm，最高海拔1474 m。庐山拥有丰富的植物多样性，植物区系组成为泛北极植物区、中国-日本森林植物亚区，生长的维管木本植物超过2千种，分布于187科843属［11］。同时，巨大山体垂直落差使得庐山拥有亚热带地区相对完整的植被垂直带谱：在海拔700 m以下广泛分布着常绿阔叶林，即中亚热带地区的地带性植被，随着山体的升高，植被类型依次转变为常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和山地温性针叶林［12-13］。总之，庐山是亚热带地区罕见的自然地理各要素较为齐全的区域，能够基本满足植物区系地理学和植被地理学的野外实习需求，这也是众多高校地理类专业前来开展自然地理要素综合教学实习的主要原因。

2 庐山植物地理学野外综合实习的教学设计

2.1 野外实习的教学目标

通过植物地理野外综合实习达到以下教学目标：（1）通过植物标本的采集与鉴定准确识别亚热带常见植物，掌握标本压制的基本技能，分析植物区系的组成，了解物种的习性、地理分布及其资源利用价值；（2）识别亚热带主要植物群落类型及其建群树种，掌握亚热带山地植被带的海拔分布规律，初步具备植物群落调查和数据整理分析的能力，并掌握常规植物群落调查仪器的使用方法；（3）认识亚热带山地植物群落的演替类型及演替趋势。

2.2 野外实习线路

综合兼顾植物地理学和其他部门自然地理学野外实习的内容及要求［8-10］，优化并选择了八条实习线路（表1）。其中，除鄱阳湖畔和庐山东麓的实习路线外（线路8），其余路线均位于庐山山地区域（图1）。植物群落演替实习主要在线路2和8开展。就植物区系地理实习而言，每条线路均可开展物种识别和植物标本采集，以下将重点介绍各条实习线路在开展植被地理实习（植被类型及建群种、山地植被带和群落调查）方面的情况（表1）。

由于缺少连续的海拔梯度用以观察完整的庐山植被垂直分布，且考虑到庐山山地存在一定面积的人工植被，因此我们在实习路线中尽量选择以自然植被分布为主的区域对山地植被带进行观察。幸运地是在部分实习线路可以明显地观察到常绿阔叶林分布的上限或山地针叶林的下限（表1），这对于学生准确识别常绿阔叶林和落叶阔叶林的分布边界十分关键，从而得出庐山植被带垂直分布的一般规律。考虑到代表性和可操作性，植物群落调查主要安排在“含鄱口”附近（线路3，无样地调查），“如琴湖—大天池”（线路6，7；森林样方）和“王家坡”（线路2，灌草样方）。

2.3 野外实习的组织形式

参加实习的学生较多，野外实践教学应尽量关注到每一个学生的学习诉求。为此，建立以“小组-个人”相结合的实习组合模式，实习前明确小组的任务和学习目标（表2），提前探究实习内容并做好组内分工。

2.4 野外实习的教学内容

考虑到地理专业学生在植物学或生态学基础知识上的差距，我们对庐山植物地理学实习的教学内容、要求、实习方案和成果体现进行了规范设计（表2）。

2.4.1 植物区系地理实习内容 物种采集与鉴定：在每条实习线路采集至少20～30种不同植物（所有线路植物种类总数150～200种）、同时记录植物的形态特征（叶、芽、花、果、茎等）、物候期和生长环境、分布海拔等信息；返回驻地后通过查找植物志对物种进行核实并制作植物标本。

植物區系组成：综合全班实习小组在所有实习线路采集的植物标本，以及往年的植物标本信息，按科属种建立庐山植物区系表，分析不同类型植物的资源利用价值。

2.4.2 植被地理实习内容 山地植被带：在实习线路上选择代表性植物群落，让学生观察群落的建群树种及其在不同群落中的差异。例如，在白鹿洞的常绿阔叶林建群种为青冈或石栎，而大月山的山地针叶林建群种则为黄山松（表1）。另外，在实习线路中选择观测点，引导学生观察并讲解特征植被类型的分布边界（如龙首崖和三叠泉可观测到常绿阔叶林的分布上限或落叶阔叶林/黄山松林的分布下限）（图1）。最后，在视野范围内能够观测到庐山山地植被全景的地点（如五老峰、含鄱口、虎背岭）（图1），引导学生观察植被类型的海拔分异，探讨亚热带山地植被分布规律及其与气候的关系。

植物群落调查方法：选择代表性的森林样地（黄山松或日本扁柏），以小组为单位分别开展无样地和样方调查，掌握中心点-四分法和固定样方的植物群落调查方法，采集植物标本、并详细记录群落调查数据［包括：样地环境调查表、乔木层每木检尺记录表、灌草层/层间植物调查表、无样地法（中心点-四分法）每木调查表、种群个体空间分布格局调查表和种群年龄结构调查表］。在内业工作中，整理群落调查数据，计算或统计植物群落特征指标［包括：植物种类组成和地理成分分析表、群落叶的性质分析表、群落重要值或优势度分析表、群落植物盖度-多度系数分析表、无样地（中心点-四分法）调查重要值分析表］，掌握植物群落调查数据的整理和分析方法。

植物群落调查仪器使用：结合植物群落样地调查，使用植物观测仪器测量植物或环境参数，掌握叶面积仪、光照度计、温湿度计等仪器的使用方法。

2.4.3 群落演替实习内容 在庐山滑雪场附近（线路2）调查人为砍伐等经济活动影响下，原生黄山松林演替为次生林、次生灌丛和草地的进展，掌握“逆行演替”的特点。另外，在庐山东麓识别常绿阔叶林被破坏后正在发生“次生演替”的森林群落，以及认识到庐山常绿阔叶林经过长期的保护和恢复正在向气候顶级群落进行演替。

2.4.4 课程思政教育 开展课程思政教育也是植物地理学野外综合实习的内容之一。作为第一座亚热带山地植物园，庐山植物园由老一辈植物学家（胡先骕、秦仁昌、陈封怀）建立。在庐山植物园内开展植物地理学课程思政教育，介绍我国近现代植物学者如何在艰苦的条件下克服困难创建植物园的奋斗历程，以及中国植物地理学发展历史，从而培养学生的专业认同感和追求科学真理的精神。

2.5 野外实习的教学评价

检验实习效果也是植物地理学野外综合实习的主要目的之一。考核方式采用学生参与及讨论、实践动手能力考察、检查实习材料（植物标本、野外记录册和统计分析表等）和小组汇报答辩等多元评价指标体系。在探究式实践教学过程中，带队老师指导学生观察记录植物（或植被）的形态、外貌特征，就一些关键或共性问题引导小组所有学生参与讨论，通过讨论提高学生的参与度以加深对植物种类或植被类型识别要点的理解。在内外业工作过程中，带队老师对学生实践动手能力（如植物标本的压制和群落调查基本方法等）进行考察，并每天听取小组学生的实习小结。实习材料的评判标准为：植物标本的多样性及准确性、调查记录表的完整性、统计分析表及植物区系的完成度等。考虑到野外实习的时空跨度较长，不利于形成完整的知识体系。因此，要求实习小组围绕一个主题，以自己调查获取的第一手资料对野外实习进行总结和反思，同时其他小组进行提问和讨论。实践证明，以上方法能够激发学生的学习兴趣，培养学生植物地理学的思维方式及科学素养。

3 对庐山植物地理学野外综合实习的思考及改进

3.1 继续完善植物地理学野外实习的教学方式及评价机制

作为植物学、生态学和地理学交叉的学科，植物地理学的知识结构复杂且具体。在复杂的野外环境下，部分学生仅依据表象而简单地套用植物地理学相关理论和知识，不能做到融会贯通。因此，在野外实践教学过程中应根据实习线路的特点，利用好周边的植物地理现象和特征，将植物地理学的主要知识体系串联起来。例如，在讲解亚热带山地植被带时，引导学生思考“植被带位置是否固定不变？气候变化通过哪些生物和非生物过程会影响植被的分布？”，引导学生进行深入地思考和讨论，从而培养学生的地理学综合思维能力。

植被填图（或植被制图）是对某一区域植被分布最直观的总结，但由于条件和时间限制现有的植被地理实习缺少这一过程。在今后的实习中应该结合遥感数据辅以野外观测，开展相关方面教学实习工作，完善和丰富植被地理的实习内容。

由于目前的庐山植物地理学野外实习与其他部门自然地理课程联合开展，因此在野外没有充足的时间完成植被样地调查数据的整理分析，这有悖于植被地理实习的初衷。今后，在实习完成返校后，我们将强化对这一环节的评价考核，以提高学生数据整理分析的能力。

3.2 加强与其他部门自然地理学的野外实习联动

尽管庐山自然地理教学是一个多学科联合野外实习，但实际操作过程中由于不同学科关注的重点存在差异，很难有效地开展植物地理学与其他部门自然地理的实习联动。事实上，植物的生长和分布受周围环境要素（如土壤类型和养分、气候等）的制约，并非孤立存在。因此，开展植物地理学与其他部门自然地理的联动实习对于帮助学生深刻理解植被生长及其垂直分布规律的生态成因具有重要意义。建议今后在实习中，设置一定的联动实习教学内容，例如从气候和土壤的角度解释为什么亚热带常绿阔叶林分布在700 m以下山地。此外，为增强植物地理学实习的专业性，建议加强野外教学团队的实习前培训。

3.3 开展“面向植物地理学前沿”的野外实习探索

当前的植物地理学野外综合实习模式虽能够在巩固植物地理学基础知识和训练必要的野外工作技能等方面产生良好的教学成效，但在培养学生植物地理科学的前沿思维和创新能力的方面仍存在不足。近年来，国内外植物地理学研究的广度和深度都取得了一系列进展［14］。在今后的野外实习安排中，应考虑在参与实习的学生中选拔出有兴趣且有能力的部分学生，由专业老师带队指导，并为室内分析提供必要的保障，开展“面向植物地理学前沿”的系统采样和调查，以期达到在实践教学中体现植物地理学最新研究进展的目的。例如，开展实习区域代表性植物关键结构或功能指标的海拔梯度调查、山地植被带的边界变化/植被分区及其与气候变化的关系等。这种植物地理学野外实习模式的探索能够激发学生的学习热情，也能起到积极的示范作用，有利于高素质地理科学人才的培养。

4 结语

根据植物地理野外综合实习的教学目标，长期以来同时开展植物区系地理、植被地理和群落演替野外实习是我校庐山植物地理学综合实习的最大特色之一。本文对庐山植物地理实习的教学设计、野外实习线路的设置进行了全面地梳理和归纳，同时针对目前实习中存在的不足提出了具体的建议或改进方案。希望今后能够就植物地理学的野外实践教学与国内同行进行交流，从而提高野外实习的教学效果。

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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.

（责任编辑：巩 劼）

收稿日期：2023-03-21

基金项目：国家自然科学基金项目（41961008）；安徽省高等学校科研计划项目（2023AH040020）；安徽师范大学高层次人才启动项目（762269）.

作者简介：刘新圣（1982—），男，安徽怀宁县人，博士，教授，博士生导师，从事植物地理学的教学和科研工作，E-mail： xsliu287@163.com.

引用格式：刘新圣，孙叶根，汪青，等. 庐山植物地理学野外实习的教学设计与思考［J］.安徽师范大学学报（自然科学版），2024，47（1）：63-68.