2022级人文地理与城乡规划专业自然地理野外科学实践纪实

  • 文/郎大山 蒋小昀 苏阳 柳慧子 图/张江蕾
  • Published: 2024-10-09
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8月11日,人文地理与城乡规划专业2022级本科生自然地理野外实践正式开始。本次实践参加人员有吕昌河研究员、领队黄沙老师、实践助理张江蕾博士,以及人文地理与城乡规划全体同学。本次实践的目的是通过野外实地考察和现场讲解,培养我们对自然地理要素、类型和空间差异的野外识别技能,认识了解自然要素及其相互作用关系,探讨自然与人文要素的影响,从而加深对自然地域综合体及其区域差异、人地关系协调发展的理解。

第1天8月11日上午,师生一同前往区划所,参观了区划所展厅。展馆主要分为农业土壤与肥料、农业生态与微生物、农业布局与区划和农业遥感与智慧农业四个学科研究方向。在指导教师引导下,我们结合展板内容,回顾了土壤的成土因素和生态系统等概念和知识,了解了相关的研究前沿领域,以及复合肥、缓释肥及液体肥料的应用知识。参观了我国土壤标本剖面,包括:盐碱化土、黑土、黑钙土、栗钙土、棕壤、褐土、潮土、灌於土、水稻土、紫色土、黄壤、红壤,同学们对土壤的剖面结构有了更加深入的理解。

老师和同学们在农科院区划所

第2天8月12日,上午同学们从延庆出发,第一站考察农田,首先观察北京周边的土地利用情况,讨论存在的问题;然后对土壤属性包括质地、土层厚度、有机质含量等进行观察,通过盐酸测试,发现土壤剖面存在轻度碳酸钙反应,说明土壤淋溶较弱,气候偏干。老师还和我们一起回顾了土壤质量评价指标,通过土壤质地与结构、有机质含量、厚度等方面对该地土壤进行了评价,得出该地土壤非常适宜种植业。通过实地考察发现该地很多优质的土壤被转化为林地,可能是由于位于城市近郊,农业经济效益低、劳动力不足有关。

老师带领同学们进行土壤碳酸盐含量的监测

第二站古崖居。考察花岗岩及其地貌特征,观察讨论了花岗岩中的岩脉、捕掳体及其成因,还观察到风力吹蚀作用形成的风蚀崖。到达山顶后,同学们近距离观察了在花岗岩岩壁上开凿的许多山洞,从自然地理背景和区位优势,我们与老师一起讨论了古人在此开掘山洞的目的,如,从军事角度,此处三面环山,易守难攻,可作为驻军或烽火台使用;从生活角度,此地临近平原,易于获取食物,可作为避难所使用。

第三站野鸭湖湿地公园。野鸭湖位于官厅水库东侧,是北京市重要的水源涵养地之一。在这里,我们首先回顾了湿地的概念和价值,并讨论了湿地不同于陆地和水生生态系统的特殊角色,同时在考察的过程中,师生一起还讨论了鸟类迁徙、湿地公园客流,以及公园可持续发展问题,同学们提出增加休息场所,打造休闲娱乐品牌,与延庆区其他景点进行联票一日游等策略。晚饭后,到位于妫水河的延庆夏都公园,讨论了河道人工改造的利弊,如由于截流造成的水面扩大,是水面蒸发增加,会影响区域水循环。在问题讨论的过程中,我们更加理解了在规划过程中自然地理要素起到的不可或缺的作用。

老师与同学们探讨湿地的可持续发展问题

第3天8月13日,首站我们向延庆冬奥村出发,在路上老师提醒同学们要重点关注冬奥村选址和布局的自然地理背景和植被随海拔升高的变化。到达冬奥村,我们首先在老师的指导下观察了其选址,发现冬奥村建筑基本依山而建,无高层建筑,且风格与山体相近,很好的做到了与自然融为一体,同时,我们还观察到山间峡谷和山间盆地地貌,主要是地质构造和河流侵蚀下切形成的。随后我们乘缆车沿途观察植被的变化,呈现出由阔叶林向灌木再向山地草甸变化的特点,在山顶,老师还和我们探讨了延庆冬奥村场馆的可持续利用问题。

坐缆车观察沿途植被由乔木向灌木变化

第二站,我们到达海陀山的一个山间盆地,路旁的草场吸引了我们的注意力,老师带领我们细致观察了草场的草本类型,看到了草地放养的羊群,发现草场存在较严重退化现象。随后,我们观察讨论了洪积扇及其特征和成因。在一个坡坎,观察了一个较完整的土壤剖面,回顾巩固了土壤剖面知识;通过盐酸测试,未发现碳酸钙反应,初步认定土壤类型属棕壤或者褐土。

典型的土壤剖面

第4天8月14日,我们来到河北怀来县官厅水库国家湿地公园进行考察。在去往官厅水库的路上,我们对黑土洼村的土壤进行了考察,发现这里的土壤非常接近黄土高原的土壤,土质好,没有石子,土层深厚,因为长期耕作,形成了犁底层。同时,我们还对这里的土壤进行了盐酸测试,发现这里的盐酸反应比在延庆区反应强烈,说明这里降水量要低于延庆。周围有很多用来发电的风车,说明这里的风能比较丰富。吕老师还为同学们讲解了关于种植玉米的相关知识。玉米喜热,可耐最高四十到四十五度的高温,一般在北方地区热浪对玉米影响不大,但会影响小麦产量。要提高作物产量,可通过育种提高收获指数。

盐酸反应

吕老师讲解土壤性质

接下来我们来到河北怀来县官厅水库国家湿地公园。途中,在一个切沟观察了一个土壤剖面,看到了含有钙结核的土壤淀积层,是碳酸钙经长期淋溶淀积形成的。土壤盐酸反应非常剧烈。我们还细致观察了官厅水库所处的地理位置和地貌特征。官厅水库所处之地两面环山,这种特殊的地形地貌对水的汇流有着显著的作用。周边分布着连绵起伏的山地丘陵,这些丘陵不仅丰富了区域的地貌景观,还影响着水流的走向和分布。我们发现官厅水库所处的区域周围皆是农田。由于农田中使用化肥农药,会产生面源污染,使得这个水库的水质并不太好,不适合用作饮用水源。相较而言,将其开发成湿地则是一个更为适宜的选择。湿地能够有效地净化水质,涵养水分,对维持生态平衡起着至关重要的作用。同时,开发成湿地还可以保护生物的多样性,尤其对于鸟类的迁徙而言,能起到非常重要的作用。此外,这里的地形并非完全平坦,两边分布着洪积物以及阶地。综合考虑各方面因素,将其开发为湿地具有重大的生态意义和价值。

官厅水库

在官厅水库合影

吕老师为大家讲解土壤剖面

下午,我们来到了宣化的莲花葡萄小镇。宣化为传统葡萄园种植区,是城市之中独特的农业文化遗产,具有1300多年历史,是以庭院漏斗架式及多株穴植栽培为特色的传统葡萄种植系统。宣化葡萄品质优良,15个传统品种各具特色。其中宣化牛奶葡萄最为著名,鲜果以皮薄、肉脆、多汁、皮可剥离而闻名,素有“刁切牛奶不流汁”之美誉。

从美观角度来看,螺旋式造型独特新颖,为葡萄园增添了艺术感和观赏性,成为一道亮丽的风景线,吸引游客驻足观赏,有利于发展观光农业。在空间利用方面,螺旋式结构充分利用了立体空间,使得葡萄藤蔓能够有序生长,在有限的土地面积上可以种植更多的葡萄植株,提高了土地利用率。

莲花葡萄小镇前合影

吕老师与同学们讨论交流

第5天8月15日,上午我们来到大境门长城。大境门是扼守京都的北大门,连接边塞与内地的交通要道,地势险要,为兵家必争之地。同时,它也是蒙、汉、回、藏等多元文化友好交流的场所,在清代是北方重要的商业都市,被称为“路陆商埠”“皮都”。同时,我们还观察到流经张家口的河流河道被超过25道橡皮坝层层截留,为此,我们对其可能带来的水平衡和河流生态系统等问题进行了讨论。

在“大好河山”合影

下午,我们驱车赶往张北安固里淖湖和天鹅湖,途中经过了“草原天路”。安固里淖位于河北省张家口市张北县,曾是华北第一大高原内陆湖,史称鸳鸯泺。该湖曾经拥有丰富的水资源和良好的生态环境,是众多鸟类栖息地。但干涸后,周边草场退化,土壤出现沙化,形成了面积达十万多亩的盐碱沙地。我们在周边观察发现,通过多年的生态修复,植被恢复良好。最后我们来到了天鹅湖,虽然名为“湖”,但实际上是一个人工修建的水库,周围都是农田,但水质总体尚好。我们在安固里淖和天鹅湖周边进行了盐酸测试,发现安固里淖附近土壤盐酸反应强烈,在天鹅湖附近很弱,但随距离增加变强。这一现象也让我们明白了,不只是气候,其它因素如地形、水质等也影响土壤属性,因此我们应该以一个较为综合的角度来分析这一现象。

安固里淖湖考察

天鹅湖周边农田考察

第6天8月16日,我们对张北县的农田进行考察,发现主要种植的农作物为燕麦、油麦、饲料玉米等,张北县常年温度较低,适宜种植喜凉的农作物。该地区为温带大陆性气候,年降水量一般在300-400毫米左右,土壤淋溶较弱,盐酸反应明显。张北县处于森林草原过渡带,既有草原也有森林分布。沿路西行,我们来到了黄土高原地区,经过乌兰察布地区时我们下车观察,发现该地区比较干旱,存在风蚀现象。

盐酸反应强烈

一路奔波300余公里,我们下午来到了山西大同云冈石窟,云冈石窟位于大同市城西约16公里的武州(周)山南麓、武州川的北岸,石窟依山开凿,东西绵延约1千米,窟区依自然山势分为东、中、西三区。现存主要洞窟45个,附属洞窟209个,雕刻面积达18000余平方米。造像最高为17米,最小为2厘米,佛龛约计1100多个,大小造像59000余尊。

从岩石角度来看,窟区的岩石主要是砂岩,夹有页岩,分层结构明显,我们观察发现石窟有明显的风化痕迹,主要是物理风化和风蚀,为此,我们一起讨论了云冈石窟选址的地理原因,以及相应的保护措施。这趟考察比较轻松,氛围愉悦,同学们和老师进行了深入的探讨与交流,旅游激发了我们的学习兴趣,以及对未知的猜测和渴望。

云冈石窟的砂岩

云冈石窟佛像

第7天8月17日,我们前往大同火山群国家地质公园考察。该火山群是第四纪形成的,穹丘状火山地貌,分布有较厚的黄土沉积。对土壤观察,发现了土壤中菌丝体状的碳酸钙。从山顶往下俯瞰,看到火山间的黄土台地,主要种植玉米,部分退耕转为林地,区域生态总体良好。

吕老师讲解火山坡地上的土壤剖面

参观火山群时合照

下午我们考察了山西大同桑干河国家湿地公园,该湿地公园位于三条河流的交汇处,总面积4717.89公顷,湿地面积3933.14公顷,湿地率达83.37%。该湿地公园是以保护杨树、樟子松、油松人工林和野生动物、迁徙水禽及其栖息地为主的自然保护区。其湿地类型包括河流湿地、沼泽湿地和人工湿地3种。在桑干河下游还建有山西省第二大水库—册田水库,它不仅承担着为下游官厅水库拦沙、防洪和渡汛的任务,还负责向北京市集中供水,同时也担负着大同城市部分工业和生活用水及农田灌溉的职责,是山西省唯一个重点防汛水库。

参观湿地时合照

接着我们前往浑源县,途中观察了黄土丘陵地貌,该地区黄土主体部分很厚,边缘地区有裸露的岩石,在一个河谷地区我们发现半阴坡的植被比半阳坡更加茂密,老师强调,在半干旱区阴阳坡对植被影响显著,通过实地验证,我们对这一概念有了更深的认识。

河谷半阳坡(左)半阴坡(右)对比

第8天8月18日,我们从浑源古城出发,踏上返回北京市的旅途。我们首先在涞源县做了短暂停停留,对路边的土壤进行了盐酸反应测试,结果显示有反应。我们对此结果进行验证,用搜索软件证实涞源县的年平均降水量为300-500mm,属于半干旱气候,故有盐酸反应为正常现象。

拒马河谷地的岩溶地貌

经过4个多小时的路程,我们来到拒马河谷地,观察岩溶地貌。我们看到的这片岩溶地貌岩层明显呈水平构造,岩石类型为沉积岩中的石灰岩。老师就此处景观为我们进行了有关岩溶地貌的讲解。石灰岩地区一般来说土壤土层较薄,耕垦易发生水土流失,使石灰岩裸露,形成石漠化。石灰岩地区的山地常出现陡崖,与石灰岩节理发育和水流溶蚀作用有关。在水热条件好的南方地区,长期侵蚀和溶蚀作用,会形成石林景观。另外,我们还观察了拒马河的水文特征和河谷地貌,根据岩石推测该河流水中钙离子含量较高,水质较“硬”。我们也针对该区域发展进行了简单讨论,一致认可在该区域发展旅游业,因其有特色的岩溶地貌景观,方便拓展各项旅游业务。其次,我们考虑到了环境保护和岩石类型的原因。

第9天8月19日,我们一早便从酒店出发,赶往北京周口店遗址公园。一进景区,我们首先进行了盐酸反应测试。由于老师向我们介绍因为太行山脉的影响,房山地区是北京降水最丰富的地区,我们推测应该不会有盐酸反应,但结果是土壤存在轻微盐酸反应。经过讨论,我们提出可能是岩石(石灰岩)的影响。我们沿着台阶一路向前,经历了走错路和迷失方向等等插曲后,终于找到了山顶洞人和北京猿人的遗址。我们近距离观察了洞穴的外观和内部的沉积物,是一个岩溶溶洞。之后我们前往周口店遗址博物馆进行进一步了解。在展厅中,我们依此参观了周口店的挖掘过程、动植物骨骼化石、石器等展区,讨论了古人类在生活的自然地理条件,对周口店有了更深的了解。

参观周口店遗址时的合影

下午我们驱车前往房山世界地质公园。房山地质公园保存有距今35亿年以来完整的地层序列,系统地记录了地质历史变化,同时保存有多种典型的岩石类型。这次我们来到了石花洞景区,近距离观察钟乳石景观。石花洞洞内钟乳石记录了中世纪更新世以来北京西山古环境的变化信息。在洞内,导游带领我们深入地下150米,欣赏了各种各样的岩溶地貌景观,钟乳石、石笋、石柱等,书本上的图片也徐徐展现在了面前。

洞内拍摄的钟乳石景观

第10天8月20日早上,同学们从学校出发,前往北京奥森公园与老师会合,开启最后一天的实地考察。我们进入奥森公园,首先针对绿化草坪进行了讨论。公园内的草坪草地退化严重,主要是草种为外地引进,不能很好的适应当地环境。我们按着道路设置向前,随走随停,观察路边植物类型。爬到北京中轴线仰山坐标点,我们直观地观察到了一条延伸向远的笔直的中轴线。同时我们找到了一个较高的位置,观察整个北京的地理位置和地貌特征。北京三面环山,减弱了来自西伯利亚的寒流,但同时也不利于污染物的疏散,加大了北京污染治理的难度。经过观察讨论,我们对北京的气候有了更深入的理解。

下午我们师生来到地理所进行这次实地考察的回顾总结。吕老师用我们这次走过的行程地图,带我们回顾了每一天的考察内容,这十天所经历的画面仿佛又清晰条理地呈现在我们面前。最后,我们还在老师的引导下,提出了后面实践报告的可能研究主题,包括湿地建设、土地利用、盐酸反应对气候干湿度指示作用等内容,为我们后续工作的进行提供了很好的思路。

总结会上的合影

下午人文地理与城乡规划专业2022级本科生自然地理野外实践正式结束。我们2022级人文地理与城乡规划专业的同学们在大自然的怀抱中,亲身体验了自然地理的奥妙与复杂,收获颇丰。通过对不同岩性、地貌、土壤、植被、气候、土地利用及湿地生态系统等实地考察,我们不仅加深了对理论知识的理解,也在实践中提升了观察和分析能力。这次实践活动,不仅让我们对书本和课堂里的知识有了更加全面和深刻的认识,更激发了我们对未来研究的热情与思考。

在此次活动中,同学们积极参与,踊跃讨论,分享各自的见解,锻炼了我们的独立思考能力和创新意识。回到学校后,我们将继续把实践中的所见所闻,与课堂上所学的知识相结合,形成此次实践活动的科研报告,进一步深化对自然地理的理解与探索。这是一次宝贵的经历,展望未来,我们会将这次野外实践的经验转化为专业学习和研究的动力,不断提高专业知识水平。