水生态修复概念十篇

时间:2023-12-26 18:01:43

水生态修复概念

水生态修复概念篇1

关键词:生态环境可持续发展环境修复

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展,特别是工业革命以来,人类对自然资源需求水平不断提高,生产强度日益加大,有毒、有害废气物质不断的输入环境,远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题,对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛,许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说,由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点,其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域,同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索,形成了一些实用技术,但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此,近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展,从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一,是正在发展中的技术,是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义,是指微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程,这是狭义的定义。

除了微生物修复外,植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现,赋予了生物修复更广泛的内涵,即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物,甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性,改变重金属的活性或在环境中结合态,通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看,物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素,根据污染物的理性性质,通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应,使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常,为了节省环境治理的成本,物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段,近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子,还是工程措施,对于修复生物的生命活动来说,是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来,使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时,也有利于污染物的去除或转化,将极大地提高生物修复或植物修复的效率,这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合,是生态修复必不可少的构成要素,其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中,把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来,才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的,其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前,植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面,如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化;池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化;污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中,从形式上来看,似乎主要是植物在起作用,但实际上植物修复过程中,往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素(这些因素可以部分人为调控)等在共同起作用。因而,总的来说,植物修复几乎包括了生态修复的所有机制,是生态修复的基本形式。

摘要近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展,从而达到可持续发展……

水生态修复概念篇2

[论文摘要]开展生态修复研究与实践,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别,将生态学应用于农林水等生产领域,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向,水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。

在人与自然和谐相处,人口、资源和环境协调发展战略思指导下,水利部提出了“加强封育保护,充分发挥生态自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后,各地因地制宜,采取措施,加配套,积极开展封山禁牧、轮封轮牧,努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知,但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论,以期达到抛砖引玉之目的。

1生态修复相关的重要概念和理论

1.1环境与生态

广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。

1.2生态环境与环境生态

生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。

环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。

1.3干扰与生态演替

自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。

1.4生态稳态与生态阈值

生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。

1.5人与自然共生理论

人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态规律的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。

2国外的环境生态修复与生态恢复

修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。

2.1环境修复与环境生物修复

环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对ExxonVal-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。

2.2环境生态修复

20世纪60年代,美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。

2.3生态恢复

水生态修复概念篇3

关键词: 水利工程;水环境修复工程;产学研

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)19-0277-02

0 引言

现代水利是生态水利,为了培养有社会责任感及环境保护意识的工程技术人才,必须对水利工程硕士进行生态环境保护方面的教育[1~4]。然而,目前水利高等教育在生态工程与水利工程相结合的领域,明显滞后于水利建设的需要[2~4]。在水利建设中已大力提倡建设生态河道、生态灌区;污染水体的治理已明确划归水利部门承担的时候,许多水利类院校的课程体系中还没有涉及水环境水生态方面的理论课及实践课[3,4]。从产学研角度考虑,工科专业的培养目标应该以社会需求、企业需要为导向,加强与生产单位的联系,建立合作联动机制,协作解决实际问题[5~7],故在水利工程硕士生中开设水环境修复课程很有必要。

《水环境修复工程》课以工程学的概念和方法为基础阐述了湖泊水库、河流、地下水等水体修复工程基本概念、原理和工程步骤。内容涵盖污染物在水体的迁移转化规律;环境修复技术基本原理、工程设计原则和步骤;植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复等具体修复技术等。本文以作者在水利工程专业硕士生一年级中开设《水环境修复工程》课二年来的实践为基础,解析了该门课程开设面对的问题,阐述了为提高教学效果所做的一系列做法。

1 开设的必要性

随着可持续发展的理念日益深入人心,水利行业已从过去的工程水利发展到现代的生态水利、资源水利、环境水利;治水思路转变为实现人与自然和谐发展。目前,水资源短缺和水环境恶化是制约中国经济社会可持续发展的主要问题,新的历史形势赋予水利行业新的使命:除了传统的防洪排涝外,还应解决水污染的问题。相应地,不少地方水利局转制为水务局,其职能发生了改变,从以往单纯建造水利工程,出现什么问题解决什么问题,到现在强调治水中人与自然的和谐相处,注重水资源保护和水环境改善。这一系列观念上、工作方针上的巨大变化,对水利高等教育人才培养体系带来了深刻的影响。不少水利专家认为水利专业课程设置也应作出相应调整,将过去以防洪排涝发电设施的设计建造为主,拓展到水体污染控制与修复等方面[1,3,4]。

水利工程建设在为人类社会带来福祉的同时,也往往对生态系统产生各种负面影响,近年来这种影响引起了各方的关注[8]。大家认识到,疏导河流、修筑闸坝和大规模引水等,会改变地形地貌,影响到水生态环境。水利工程的生态影响问题,实质上是人与自然的关系在水利工作上的具体体现。目前国内外普遍认同水利工程在改变自然的同时,不能以破坏生态为代价,保护水生态环境就是保护人类社会可持续发展的基础,水利工作者必须承担起水利建设与生态保护双重任务[1~4]。故为了培养有社会责任感及环境保护意识的高级人才,必须在水利工程硕士生中开设生态环境类课程。

2 需要解决的问题

在水利工程专业硕士生中开设《水环境修复工程》需要解决很多的实际问题,列举如下:①由于没有开设先修课程,学生们普遍缺乏基础知识:水利工程专业大部分硕士生的本科专业为水利水电工程,小部分为水文水资源;传统水利学科主要从水的物理变化角度来研究水体,尚未开设化学类及生物、生态类课程,而这些课程恰恰是水环境修复课所必须的先修课程,故学生们对于对于微生物在污染物降解中的具体作用等重要而基本的问题无法体会。②目前缺少水环境修复工程的相关的教材,特别是适合水利工程专业学生的水环境修复工程教材。③由于条件所限无法开设水环境修复工程实验课程:水利专业实验室目前普遍缺少水污染方面的实验条件,并且课时也不够。

3 产学研分析

3.1 《水环境修复工程》课程与产学研的有机结合 《水环境修复工程》课程与产学研的有机结合主要体现在三个方面[5~7]。一是教学单位要和治水的相关部门及相关机构相结合,对学生的教学要和实际的水环境修复工程、水资源管理实践相结合。二是学生和教师要主动地、广泛地关注和参与全国范围内的重大水事活动、治水实践、课题研究和项目实施,要加强与企业的合作,建立稳定的校内与校外实习基地,保证学生以工程训练、素质教育为目标的社会实践活动的质量。三是密切注意科技发展动态,及时将各企业中的水环境修复工程新知识、新技术、新工艺、新标准等编入教材和讲义并引进课堂,使学生尽早地参与科技开发和创新活动。

水生态修复概念篇4

关键词:水土保持;生态修复

1 关于“生态恢复、生态修复”的理解

生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自我组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展;主要指致力于那些在自然环境突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

目前学术上用的比较多的是“生态恢复”和“生态修复”,生态恢复的称谓主要应用在欧美国家,在我国也有应用。而生态修复的叫法主要应用在日本和我国。关于“生态修复”一词,近年来也不时见诸文献报道,它和“生态恢复”一词十分相近,有时互相通用也不会有什么问题,但“修复”一词,带有修理、整治、补偿使之回归原来状态的意思,带有更强的人为措施促进的含义。为加快水土流失治理,水利部提出治水新思路,把“生态修复”概念引进水土流失治理领域,表明了人们对水土流失的治理的认识逐渐从保水保土的层次提高到了生态学层次。

在生态修复的研究和实践中,涉及的相关概念有生态恢复(Ecological Restoration)、生态修复(Ecological Rehabilitation)、生态重建(Ecological Reconstruction)、生态改建(Ecological Renewal)、生态改良(Ecological Reclamation)等。虽然在涵义上有所区别,但是都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。

2 水土保持生态修复是以生态恢复为目标的水土流失综合治理

水土保持生态修复:指在特定的土壤侵蚀地区,通过解除生态系统所承受的超负荷压力,根据生态学原理,依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用,或辅以人工调控能力的作用,使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

水土保持生态修复是独具中国特色的概念,标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、类型多、强度大,经济落后,人口众多等国情。

我国是世界上自然生态系统退化和丧失很严重的地区,土地荒漠化、沙尘暴、洪水灾害、水资源短缺等,已严重威胁我国的社会经济发展和国民福利。为此我国采取了一系列工程措施,如植树造林、自然保护区建设、退耕还林等,但总体上我国的生态环境还是相当严峻。水土流失治理的对象是水土流失区,也就是生态系统的退化区。依据恢复生态学原理,应该从满足系统的功能、结构的恢复和改善并使之能自我维持的三方面要求上来采取综合治理措施。通过水土保持生态修复,促进土壤肥力的提高、结构的改善、土地可持续利用;创造条件促进群落进展演替;采取措施加快系统物质和能量的转化等,才能使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

3 水土保持生态修复的技术方法

3.1 退化坡面生态系统生态修复

我国是一个多山的国家,山区丘陵区约占国土面积的2/3,耕地面积1.33 亿hm2,其中有坡耕地4667 万hm2,占总耕地面积的35%。在山区丘陵区,坡耕地是主要的农业生产场所。

退化坡耕地生态系统的生态修复:少施化肥,增施农家肥料;种植绿肥植物,增加固氮作物品种;轮作、套作,间种、混种;减少化学防治,增加生物防治;植等高植物篱等。退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复:在封禁的基础上,补种乡土树种、草种。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同,一般来说,乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8a 以上、5~8a、3~5a。一般坡度小于20°的坡地可修建成水平梯田;坡度小于10°的也可通过水土保持耕作措施,达到控制土壤侵蚀的目的。另外,对于坡度更大的坡地(>20°),就需建立水土保持林业生态工程。

水土保持林业生态工程就是在同一地块上相间种植农作物和林木(含经济林木和草),包括配置在缓坡耕地上的水流调节林带、生物地埂(生物坝、生物篱),配置在梯田地埂的梯田地坎防护林及坡地农林(草)复合工程。水流调节林带能够分散、减缓地表径流速度,增加渗透,变地表径流为土内径流,阻截从坡地上部带来的降雨径流。多条林带可以做到层层拦蓄径流,达到减流沉沙,控制水土流失的目的。

3.2 退化河流生态系统生态修复

在土壤侵蚀地区,导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等,对由于这些驱动力所导致的退化河流生态系统进行生态修复,最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力,让河流休养生息。此外,还可采取如下两种方法:①减少河流人工直线化的程度,增加河流弯曲度,以增加河流生境的多样性,进而增加水生生物多样性;②在河流两岸种植生物隔离带(种类和宽度应因地制宜),一方面防治面源污染,另一方面为河流水生生物增加营养源。

同时,合理开发利用水资源,实施生态应急补水工程,至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量;合理调整土地利用结构,适当减少人工绿洲面积,使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1:1 左右。

3.3 退化矿山生态系统生态修复

该生态系统的土壤、植物等组分完全受损,缺乏植物生长所需要的营养元素,对这种严重退化的生态进行生态修复,可采取的方法有:覆盖土壤,对土壤进行物理处理,添加营养物质,去除有害物质,种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种。植被恢复对于矿山生态恢复效果是十分显著的。但这种生物措施必须与工程措施相结合,才能早日见效。开采前严格规划弃土场、尾矿坝。根据矿场范围内地形特点以及矿种、蕴藏量、开采方式等规划弃土场。弃土场必须先设置拦沙坝(挡土墙),以控制植被恢复前水土流失。拦砂坝应根据弃土场地形以及每年弃土量而逐年加固加高。同时弃土场周围要修防洪沟。尾矿坝必须纳入整个工程预算之内,与主体工程同时施工,同时验收投产,以减少对下游农业生产和群众生活的危害。护坡护岸工程。矿区采场台阶、边坡以及公路等附属工程的边坡,应全部规划护坡工程,以防止采场及公路等出现滑坡、崩塌。同时矿区下游河道也要对河坝、河堤等加固、加高,经常清理河床淤积的泥沙石,以防洪水冲毁堤坝、农田、公路、桥梁、房屋等。

4 水土保持生态修复的途径

4.1 “封禁”法―――生态自然修复该方法适用于受损程度较轻的生态系统。如封山禁牧、舍饲养畜、退耕还林还草、调整用地结构,以电代燃料、发展沼气、生态移民等,这是生态系统恢复的最基本也是最重要的措施。

4.2 “封禁+补种”法―――自然和人工共同修复

通常选择植物群落演替中的先锋物种,它有较强的抗逆性、较强的生命力和再生能力,如南方的马尾松、杨梅、沿海风沙区的木麻黄等,以此迅速形成利于植被进展演替的小气候和生物环境。该方法适用于受损程度较重的生态系统。

4.3 “果―牧―沼、草―牧―沼”法―――人工强化促进

水生态修复概念篇5

【关键词】水土保持;生态修复;特点;原则

引言

近年来,由于人们迫于追求经济效益,忽略了生态环境的平衡和稳定,使生态环境受到不同程度的破坏,水土流失生态问题频发,在一些水土流失区域进行的水土保持生态修复工作虽然取得了一定的进展,但生态环境恶化的趋势依然未得到有效遏制,全国仍有200多万km2的水土流失面积需要治理。在此情况下,只能在施加人工辅助的条件下,充分发挥生态系统的自我修复能力,逐渐恢复生态系统的平衡和健康,促进人类的可持续发展。

一、研究水土保持生态修复的相关背景

对于生态修复的具体概念,在不同的国家有不同的定义,到目前为止,仍旧存在很大的争议。有些学者认为,生态修复只是靠大自然所具有的自愈能力,而并不涉及任何的人工干预,而现在人们需要做的是将正在进行的各种破坏干扰停下来。还有些学者则认为仅仅靠大自然所具有的自愈能力是不够的,还需要人工进行辅助修复生态系统。争议虽然不断,但是有一点是可以肯定的,人类的一些活动对大自然确实构成了一定的生态破坏,所以,在对大自然进行生态修复时,人们应该以不对自然环境继续造成伤害为前提,为保护大自然贡献自己的微薄之力。我国在世界上是水土流失最为严重的国家,水土流失问题也已成为我国最严重的环境问题。水土流失主要包括土壤的侵蚀以及水分的流失。水土流失能够将土壤表层的很多养分带走,对于人们当前的生存空间构成严重的威胁,并且会造成巨大的经济损失。各种生物的生存环境因此受到破坏,大自然不能进行和谐发展,各种野生动植物濒临灭绝,这些对于大自然来说都是不能进行弥补的。可见水土流失造成的后果是相当严重的,水土保持生态修复是亟需实施的。

二、水土保持生态修复的特点

1、必须重视封育保护

我国研究人员在研究过程中发现,水土保持生态修复主要是通过释放甚至消除生态系统的超载量,只有当生态系统的压力减小甚至消失以后,它才能有能力通过自身的调节与控制提高植被的覆盖率,从而达到治理水土流失的目标。

《全国水土保持生态修复类型区治理措施研究》中提出,如果要减少生态系统的承载力最有效最直接的方法就是采取封育保护,杜绝人为的对生态的干扰与破坏,使生态系统能够有喘息的机会,通过不断的实践证明,没有了人为的干扰后,生态系统就能以较快的速度增加植被覆盖率,改善生态环境,实现可持续发展。

2、难度差异情况不同

国内研究人员发现,水土保持生态修复随着不同条件的变化会出现不同程度的难度与差异。《水土保持生态补偿机制建立的理论基础分析》中得出结论,由于我国地广人多,随着人口数量、区域降水量、植被类型等不同条件的变化,水土保持生态修复的难度与差异也随之变化。统计发现,西北荒漠区域的水土流失最为严重且难以修复。

3、人为的辅助与相关政策必不可少

《全国水土保持生态修复研讨会论文汇编》中有记录:在水土保持生态修复的过程中,除了生态系统自身的调节与恢复能力外,人为的辅助与相关政策的支持也是必不可少的。在水土保持生态修复的过程中,政府出台相关政策积极引导封育保护,以及根据当地地理实际情况,因地制宜出台一些政策与方法加快植被的覆盖速度、保证生态用水等也是至关重要的。

三、水土保持生态修复的原则

经过长时间的研究与探索,国内相关研究人员从我国国情出发,得出了在水土保持生态修复过程中必须要坚守的几点原则,这些相关研究成果使我国的水土保持生态修复得以顺利、科学地进行,同时,这些研究成果也进一步加快了我国水土保持生态修复的进程。

1、我国研究人员的研究成果现实,要实行因地制宜原则,我国的自然条件与地理条件差别很大,不同的地方有着不同的降水量、植被类型、地质类型等,只有结合当地的实际情况制定出具体措施才能真正实现水土保持生态修复这一目标。

2、还有整体修复的原则,也就是说,在水土保持生态修复的过程中要有发展的眼光。《水土保持生态修复的概念、分类与技术方法》指出,要做好整体修复工作需要从整体上对生态修复进行布局,并密切联系各流域,以流域为主进行规划设计。

3、还要实行经济可行性原则,也就是要实现既能保护生态环境、恢复生态健康,又能促进经济的发展这样双赢的局面,在制定治理生态保护手段的时候,要兼顾退耕还林、封山育林等措施对当地经济发展的影响,这样才能兼顾各方,实现可持续发展。

四、水土保持生态修复的措施建议

1、充分发挥自然的自我修复能力

恢复生态学的理论和原理是水土保持生态修复的基础依据,水土保持生态修复必须以自然为主导,遵循自然规律。必须充分理解和掌握生物与生态因子之间的联系、自然界的演替规律和物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等自然界的基本属性,并将其全面运用,依靠自然之力恢复自然,使其处于一个尽量自然的状态。另外,要想充分发挥生态系统的自我修复能力,恢复健康状态,必须根据各地区自身的自然条件进行划分,并依据其各自的自然地理环境和气候植被条件选定生态修复措施。

2、要因地制宜

我国地域广阔,不同地区自然条件不尽相同,降雨量、水土流失程度和森林的覆盖率、人口等方面都存在着很多不同,这些因素间接地导致了生态修复的方法存在差异,因此,不能够把某一地方的成功先例推而广之,效仿性的学习,而应该根据当地的自然条件和具体情况,具体问题具体分析,选择适合当地生态修复的技术。

3、科学配置人工辅助措施

水土保持生态修复采用的人工辅助措施主要有:划定生态修复区域范围、建立管理保护制度和方法、设置护栏和标志、在生态修复区域内提倡使用沼气池等类似的清洁能源、实现封山育林、退耕还林(还草)、退牧还林(还草)等,减少人为破坏,为自然生态的自我恢复提供必要的封闭环境,加快其恢复速度。

4、重视新农村建设中的生态修复工作,引入生态经济理念

不能因农村地广人稀、经济发达程度欠缺就忽略农村的水土流失问题。面对农村的水土流失问题,需要以水土流失区域的社会经济发展规划和新农村建设规划为基础,制定生态移民和生态修复方案,在科学合理划分生产生活用地和生态用地的前提之下,将大面积的荒山荒地用于植被恢复。面对该问题还需要进一步研究如何在实现该目标的同时,在水土流失区域建立在生态系统承载范围内的可持续发展经济模式,防止修复工作完成出现再破坏和当期居民经济生活无保障的情况。

结束语

由于水土保持生态修复工作在我国发展的时间并不长,期间出现了若干问题,对于我国来说,水土保持生态修复任重而道远,仍需继续努力。相关人员应积极寻找有效的方法对当前的问题进行研究解决,以期能够更好的发展水土保持生态修复。

参考文献

[1]张莉,何丙辉,李旭光,张小林.云南省姚安县水土保持生态修复措施的效益研究[J].长江流域资源与环境.2012,15(03):90-91.

水生态修复概念篇6

关键词 初高中化学 共同点 断档点 衔接

中图分类号:G424 文献标识码:A

1 初高中化学知识共同点及衔接

1.1 初高中化学知识共同点

比较普高化学必修1、必修2和义教化学教材找到以下一些共同点。物理变化――凝固、融化、汽化、液化或凝结、升华、凝华、沸腾、溶解和潮解等。物理性质――颜色、状态、气味、沸点、熔点、密度、硬度、溶解性、挥发性、导热性、导电性和延展性等。化学变化――实质是构成物质分子的原子重新组合。化学性质――可燃性、氧化性、还原性、腐蚀性、稳定性、酸性和碱性等。化学反应类型――燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃、分解反应、化合反应、氧化反应、置换反应、复分解反应和中和反应(复分解反应中的一种情况)。能量变化――放出热量和吸收热量等。物质的构成――分子、原子、质子、中子、电子、离子和元素。物质结构――化学式、化合价、原子结构、分子结构、晶体结构和元素周期表等。物质量――相对原子质量、相对分子质量、质量比、元素质量分数、溶质的质量分数、溶解度等。物质分类――混合物、纯净物、金属单质、非金属单质、有机化合物和无机化合物(酸、碱、盐和氧化物)。分散系――溶液(溶质和溶剂)、浊液(悬浊液和乳浊液)、饱和和不饱和溶液。物质的分离――蒸馏、蒸发、过滤和结晶。指示剂――酚酞试液、石蕊试液、红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸。简单有机物――甲烷、乙炔、尿素、醋酸、酒精和汽油。材料――金属材料、合金材料、天然有机材料(羊毛和棉花)、有机合成材料(高分子化合物如合成塑料、合成纤维和合成橡胶)和纳米材料。金属的锈蚀和金属的防腐。实验安全――浓硫酸、氢氧化钠溶液溅到皮肤的处理、浓硫酸稀释问题等。实验技能操作――用pH试纸测物质的酸碱性和酸碱度、氢气燃烧前验纯和氢气、一氧化碳、酒精和甲烷燃烧产物检验。物质的检验――氧气、氢气、二氧化碳、甲烷、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子的检验。其他――晶体、结晶水合物、结晶水、催化剂、触媒、湿法炼铜、物质转化规律、质量守恒、金属活泼性顺序。

1.2 初高中化学知识共同点的衔接

初高中涉及的知识面不仅有很多相同部分,而且有些知识的深度以及对学生的要求是不同的。所以初高中这些知识点的衔接教学不能是简单的重复。例如,初高中都要求了解金属的腐蚀和防腐,但初中只要求学生了解金属腐蚀需要的条件,如水和空气等,并以此推出防腐的条件即为隔绝空气或水,而高中对金属腐蚀的认识要求是从原电池角度深入的,要求学生清楚纯净的金属并不容易腐蚀,不纯净的金属内由于形成原电池的正极与负极,因而使腐蚀的速率加快,并要求会书写电极反应式。显然在要求上高了许多。

在教学过程中,特别是对于高中化学教师来说,一定要把握好初高中对于知识点具体要求的层次,把握好教学的深度,对于初高中教材的这些共同点,高中教学时不能在初中教学的基础上简单地重复,而应有所提升。初中教学时应在复习时不超初中《课程标准》的前提下适当拔高。

2 初高中化学知识断档点及衔接

2.1 相似相溶原理

义教化学涉及相似相溶但未提及此概念,教学中只要求学生了解水和油(有机溶剂)是相对立的两类溶剂,某物质若易溶于水则将难溶于有机溶剂。普高化学对相似相溶的理解升高到分子结构上,通过共价键极性及分子空间构型的分析来理解溶质分子的极性和溶剂分子的极性相统一而互溶的意义。义教化学的教学关于这一部分内容只能让学生通过对比的方法机械记忆。普高化学教学要让学生在分析的基础上认识。

2.2 酸性氧化物及碱性氧化物

义教化学教材用“某些金属氧化物”一词来代替“酸性氧化物”及“碱性氧化物”概念。教学中涉及酸性氧化物与碱反应,碱性氧化物与酸反应,但因无酸性氧化物及碱性氧化物的概念,初中学生并没有掌握酸性氧化物与碱反应生成盐和水,碱性氧化物与酸反应生成盐和水,及酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐这些典型基本反应类别。普高化学中对酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物和不成盐氧化物这些概念的系统归纳学习,这些物质的化学性质将被肢解为一个个独立的反应方程式,并得出一些规律的知识。极大地提高了学生的化学思维能力。普高化学中强调了酸性氧化物不完全等同于非金属氧化物,碱性氧化物不完全等同于金属氧化物,是值得学生研究的概念。

2.3 元素周期表

这一概念在义教化学和普高化学中都有,但内容层次上断档。义教化学中有关于元素周期表相关概念的介绍,包括原子的微观结构、相对原子质量的计算及应用等。普高化学中有关的概念不再出现。但是学生对以上知识的掌握情况却差异很大,往往对微观结构记忆深刻,高中教师不再需要重复,而对相对原子质量的概念及计算本质却不能深入理解。然而在高中学习中,相对原子质量的概念及计算,与摩尔质量这个重要概念间有千丝万缕的联系,两者间有相似处也有区别处,是学生需要着重理解的,如果没有初中的相对原子质量概念做基础,这些比较区别将无从谈起。因此高中教师必须做适当的复习和补充讲解。在高中学习中,更进一步地涉及到元素的相对原子质量计算,这不仅与原子的相对原子质量概念有关,还需要同位素概念的配合,可以说缺一不可,高中教师千万不能以为学生在初中已经学习过,因而粗略带过,那样将给学生的学习造成很大困难。

2.4 电解质

义教化学中关于溶液中电解质电离的介绍没有涉及电解质的概念,只是要求学生知道哪些能物质电离,哪些物质不能电离,哪些物质能电离成分子,哪些物质能电离成离子。然而高中对电解质的电离情况要求很高,除了区分电解质在水中的电离和熔融状态下的电离情况以外,还要区分在水溶液中,由电解质是否完全电离来推出弱电解质和强电解质概念,并且涉及到弱电解质弱酸的分步电离,以及强酸酸式盐、弱酸酸式盐的电离情况,这些复杂又精细的内容学生在短时间内要掌握是比较困难的,因此,高中教师还是应当从零起点开始系统地为学生讲解电解质的概念及电解质的电离为好。高中教师面对学生某些断档的知识点时,需要放慢教学节奏,给学生更多巩固和温习的时间。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准.北京:北京师范大学出版社,2011.

[2] 人民教育出版社.义务教育教科书化学.北京:人民教育出版社,2012.

水生态修复概念篇7

关键词:学习进阶理论;SOLO分类理论;中和反应;初高中教学衔接;认知模型

文章编号:1005C6629(2016)11C0024C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 基于SOLO分类理论研究化学核心概念的学习进阶与教学衔接

1.1 基于学习进阶理论探讨化学核心概念的跨学段教学衔接

近年来,在国内外科学教育领域中,学习进阶理论已成为研究学生认知发展的热点领域之一。学习进阶理论[1]描述学生在不同学段学习同一核心概念时所遵循的连贯、典型的学习路径。学科知识、技能和方法的学习是分阶段和有明确路径的,教师更应高度关注学生学习过程的方向、路径和各阶段水平要求。对学习进阶的规划是对学生在不同学段对概念的理解水平、迷思概念、进阶目标及测评要求的描述,目前相关研究集中在学习、课程和评价领域[2],如Corcoran提出学习进阶应具有5个构成要素:进阶终点、进阶维度、多个相互关联的成就水平、各水平预期表现、特定的评测工具[3]。学习进阶理论可用于指导学科核心概念的跨学段教学衔接研究,对研制分阶段、划层级、系统性的学业质量标准体系有重要指导意义。

围绕学科核心概念的跨学段学习进阶来组织教学内容是当前科学教育的研究焦点。从2009年欧亚拉美七国学者联合编著的《科学教育的原则和大概念》出版[4],到美国以学习进阶形式将核心概念写入国家课程文件《新一代科学教育标准》,再到近期我国教育部组织260多位专家修订普通高中课标,以学习进阶形式统整教学要求与学业标准,都体现了对学科核心概念的学习进阶及其跨学段教学衔接的关注。

化学核心概念的形成不是一蹴而就的,而是学生通过不同学段的主题学习而不断丰富与发展的,具有阶段性、层次性和渐进性等特点。国内外不同研究者对于化学核心概念学习进阶的设计有不同的理解与研究方法:(1)美国Stevens基于实证测查和标准文件描述中学生在物质结构与性质概念上的学习进阶假设,并通过实证研究进行修正完善;(2)林建芬按照初中、必修、选修和高三4个不同学段,通过分析考纲、课标、教材并结合教学实践,根据学生思维层级和认知发展,梳理了同分异构体、元素周期律、离子反应、化学用语等核心概念[5~9]的认知方式与角度、知识水平,划分相应的学习进阶路径,提出各学段的学习目标、进阶路径与教学建议;(3)周玉芝[10]提取化学电源核心概念及相应学段的目标,进而划分电化学的学习进阶;(4)庄晓文[11]选取电离、离子反应和勒夏特列原理作为电解质溶液领域的核心概念,从不同学段的概念理解水平分解、迷思概念、进阶目标进行分析,以学习进阶为统领设计教学过程;(5)谌秀云[12]、苗兰[13]、雷才[14]、童文昭[15]则以“低-中-高阶水平学习进阶模型”分别呈现化学反应、反应热、化学平衡、物质结构等化学核心概念与基本反应原理的学习进阶路径,提出跨学段教学衔接的建议。

综上,学习进阶理论揭示了学生对化学核心概念的理解、对某种技能的掌握随时间推移连贯且逐渐深入的典型发展路径,可用于指导化学核心概念的初高中跨学段教学衔接研究。

1.2 应用SOLO分类理论划分化学核心概念在跨学段衔接中的学习进阶

为了指导教师充分认识学生的学习周期和阶段要求、评价学生的学业质量水平,彼格斯[16]在皮亚杰认知发展阶段论的基础上提出SOLO分类理论(“可观察的学习成果结构”,见图1),根据学生回答某一学科具体问题时的内部结构复杂性,将学生学习结果和思维结构分类为前结构、单点结构、多点结构、关联结构和拓展抽象结构5种层次。前结构和单点结构水平属于低阶思维,多点和关联结构则为中阶水平,拓展抽象结构水平则属于高阶认知,SOLO分类理论对思维结构的5个层级划分与学习进阶理论相融合、相映衬。SOLO分类理论根据学生思维方式的性质和抽象程度,将个体认知方式依次分为感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式、后形式方式5种方式,分别产生隐性知识、直觉知识、陈述性知识、理论知识、层次更高更抽象的理论知识这5类知识。学生认知发展方式和思维结构层次共同组成一个螺旋式上升的认知发展阶段体系:学生总体的认知发展具有阶段性,学生对核心概念的认知发展也具有阶段性。教师既要重视学生在不同学段的学习结果的数量(即掌握的知识点的多少),更要重视学生在不同阶段的学习结果的质量(即掌握知识点的相互关系)。

学习进阶理论将化学核心概念的跨学段学习进阶划分为低阶、中阶和高阶水平及相应等级的学业质量标准,其界定过程要考虑学生化学认知方式发展,即对研究对象,认识角度、方式、思路的层级提升和进阶路径(见图2);其中认识思路指个体对物质和化学反应或相关现象或事实认识的有序性和思路性,认识深度指对于同一认识角度存在个体间水平差异或个体阶段差异。学生可通过语言、文字、图表、符号等各种形式表征化学核心概念。认知角度与思路的层级发展包括:宏观微观、定性定量、静止孤立动态作用、文字描述符号图像表征,可结合SOLO分类理论划分化学核心概念跨学段学习中认知方式的学习进阶(见图2)。

2 基于跨学段学习的进阶路径建构“中和反应”概念认知模型

中和反应是化学核心概念之一,因其重要性列入中学化学学科100个关键词[17],对学生化学认知方式发展、化学概念的多重表征学习、化学核心素养的培育都起到重要作用。台湾学者邱美虹[18]选取了溶液酸碱性、中和反应、弱酸和弱碱的稀溶液这3个主题研究初三学生关于酸和碱的认识方式与前概念,描述学生对核心概念的理解、推理或者解释的动态过程(见表1),并对高中相应主题的教学提出建议。综上,本研究将中和反应作为化学核心概念进行初高中教学衔接研究,采用文献研究、文本分析、实践研究法等,主要任务是基于学习进阶理论划分中和反应的认知层级水平与学习进阶路径,进而建立中和反应认知模型,基于SOLO分类理论对化学核心概念初高中跨学段教学提出分阶段的教学建议与学业质量标准。

2.1 学生中和反应概念跨学段学习的进阶路径

基于学习进阶理论,结合SOLO分类理论对学生思维结构水平的分类评价,通过课标、考纲、教材和教学实践研究,划分中和反应核心概念的跨学段学习进阶路径和阶段层次水平。

(1)水平1(前结构水平):学生在小学科学学习中初步认识酸和碱,在个人生活经历(如吃苦涩皮蛋等碱性物质时可蘸食醋)形成了中和反应的前科学概念,思维处于前结构水平。

(2)水平2(单点结构水平):初三学生学习中和反应时,要联系酸、碱的组成及溶液酸碱性检验,并从酸碱盐的物质分类认识中和反应的特点,较少涉及微观分析,思维处于宏观层面的单点结构水平,为后续学习溶液酸碱度与pH、复分解反应、盐的性质与用途等奠定基础。

(3)水平3(多点结构水平):必修1模块从电解质角度认识酸碱盐在水中的电离,从离子反应角度分析中和反应的微观过程与变化规律,从微观层面分析酸碱盐电解质溶液导电现象及酸碱中和反应的宏观现象。必修2模块从化学键的微观角度分析酸碱盐的组成及在溶剂水中的溶解、电离与中和反应过程,并通过完成定性实验活动认识中和反应过程伴随热量变化,中和热概念仅作简单了解。该过程中学生思维层级处于宏观和微观结合的多点结构水平。

(4)水平4(关联结构水平):选修4模块通过定量测定中和热的实验理解中和热概念,掌握中和反应的热化学方程式;从水的电离、离子积常数Kw角度理解溶液酸碱性与pH的关系;通过酸碱滴定实验理解用已知浓度的酸/碱测定未知浓度的碱/酸的实验原理,通过测定酸碱滴定曲线分析中和反应过程的微粒变化;最后从盐类的水解反应(即中和反应的逆反应)认识中和反应的限度、盐溶液的酸碱性,基于勒夏特列原理应用中和反应原理来调节溶液pH的方法以改变沉淀溶解平衡,帮助学生认识中和反应在工业生产、环境保护上的应用价值。

(5)水平5(拓展抽象结构水平):高考测评对学生在中和反应概念的认知层级要求处于拓展抽象结构水平。全国卷高考考纲要求[19]如下:了解电解质、强弱电解质的概念;了解电解质在水溶液中的电离、电解质溶液的导电性;了解弱电解质在水溶液中的电离平衡;了解水的电离、离子积常数;了解溶液pH的定义与测定方法,进行pH的简单计算;了解盐类水解的原理与应用、影响盐类水解程度的主要因素;了解离子反应的概念及发生条件;了解沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质;理解化学平衡常数的含义并进行简单计算;了解化学反应的可逆性;了解定量研究方法;了解化学反应中能量转化的原因;能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释(即多重表征能力)。

2.2 建构中和反应核心概念的认知模型

从初高中化学核心概念学习进阶的角度分析,学生在初三学习中和反应概念,到高中还会从电离、电解质、离子反应、化学键、化学能与热能、电离平衡、酸碱滴定曲线、盐类水解、调节pH与沉淀溶解平衡等跨学段学习过程,定量认识溶液的酸碱性、中和热、中和滴定原理、中和反应限度等,形成系统完整的中和反应概念体系。根据学习进阶理论将中和反应的概念认知与发展过程划分为初中阶段、必修阶段、选修4前期(即4-1)、选修4后期(即4-2)4个建构阶段,高三高阶阶段是在这4个阶段的基础上进行综合运用与思维重整,进而建构中和反应认知模型(见图3),包括认知任务、认识角度、认知层级与认知对象4个维度。

3 基于中和反应概念认知模型探讨初高中跨学段的教学衔接

3.1 初中阶段“中和反应”概念的进阶教学

初中新课标对中和反应的要求[20]如下:(1)知道酸和碱发生的中和反应;(2)理解酸碱性对生命活动和农作物的影响及中和反应在实际中的应用;(3)了解中和反应的实际意义,培养和激发学习化学的兴趣。《深圳市初中毕业生学业考试说明》考纲要求[21]如下:(1)掌握常见酸和碱的主要性质和用途;(2)理解中和反应的特点,知道物质发生化学变化伴随能量变化;(3)初步形成正确、合理使用化学品的意识;(4)知道化学在环境监测与保护中的重要作用。

在初中阶段,学生在中和反应概念上的学习路径发展经历2个转变。

(1)个别到一般:由具体物质反应到物质类别间反应规律,如教材分别介绍NaOH与HCl、Ca(OH)2与HCl、NaOH与H2SO4之间的反应总结出“酸和碱反应生成盐和水”的规律;

(2)一般到个别:从物质类别间反应规律到具体物质反应,利用酸碱中和反应原理解答课后习题中“书写含Al(OH)3药物治疗胃酸过多症的化学方程式”。

综上,初中阶段的教学内容应选取盐的定义、中和反应的概念与中和反应规律、实际应用等教学内容,并将中和反应的概念、原理、应用等学习内容设计成探究活动。基于初三学生认知发展层级水平确定如下初中阶段的学习目标:(1)认识酸和碱能发生中和反应,归纳物质类别间反应规律,分析中和反应在实际中的应用;(2)通过微型实验探究掌握中和反应实验的操作方法,强化实验安全意识;(3)通过探究活动分析酸碱中和反应的本质,加深对中和反应应用价值的认识,形成绿色环保化学、合理使用化学品的意识。

3.2 高中阶段“中和反应”概念的进阶教学

高中阶段,“中和反应”核心概念的学习涵盖了宏微结合、分类表征、变化守恒、模型认知、实验探究、绿色应用等化学核心素养[22]。在必修阶段、选修4前期与后期、高三复习备考阶段,学生对中和反应的认知层级经历了“宏观微观、定性定量、静止孤立动态作用、文字描述符号表征图表数据分析论证”等认知层级的提升与认知角度的转型。

(1)必修1和2模块:学生学习电解质、离子反应时,从微观层面的认知角度认识酸碱盐的分类,建立起微粒种类和数量分析、微粒相互作用和动态变化的认知模式,理解酸碱中和反应的微观本质与发生条件。必修2则是从化学键类型的微观角度认识酸碱盐在水溶液中的电离,从中和反应放热的定性实验初步理解中和热。这个阶段,学生的学习路径发展经历2个转变:①从宏观反应到微观实质:由宏观物质反应到微观实质的认识方式,分析中和反应的离子变化;②从微观实质到类比迁移:由微观实质到宏观物质反应,学生根据酸碱盐离子反应的微观实质和反应规律,迁移到陌生物质间反应的方程式书写,基于微观本质认识迁移到陌生情境中陌生物质反应的推理与论证。

(2)选修4模块:中和反应概念的学习进阶经历3个转变:①由定性到定量:选修4前期,记为选修4-1,学生从反应热、能量变化曲线图、热化学方程式、中和热的测定实验、水的电离、酸碱滴定等主题学习内容,定量认识中和反应过程的能量变化、pH变化和微粒变化,是学生思维层级由定性向定量提升的关键阶段;②从正向到逆向:选修4后期,记为选修4-2,中和热、水的电离与溶液的酸碱性、酸碱滴定实验等学习内容是学生从正向思维认识中和反应概念、能量变化、反应限度、微粒作用情况;而盐类水解与沉淀溶解平衡则是从逆向思维认识中和反应的限度、能量转化形式与实际应用价值,学生的认知层级经历了“正向逆向”的提升过程;③单一分析到多重表征:从宏观现象-微观变化-符号书写-曲线图像数据分析这四重表征[23]的认识角度形成完整的“中和反应”概念体系。

(3)高三备考阶段:即便到了高三复习阶段,学生的化学认知方式与化学核心素养的现状水平仍不乐观,一是没有建立学科系统思想,对化学概念与原理间的关联认识不到位;二是缺乏系统、有序、全面的分析思路,没有将不同学段中化学核心概念与原理知识进行重整;三是未深刻认识化学核心概念的应用价值,因此在高三一轮复习阶段,教师应通过主题式复习帮助学生建构中和反应认知模型,深入分析认知对象、角度、层级与任务这4个结构维度。

4 研究反思与未来展望

4.1 研究反思

本研究是建立在跨学段教学实践后经验总结这一定性的视角,仍需要通过大数据测评,用翔实的数据报告和学生学业表现来完善修正本研究的认识。而化学核心概念的初高中跨学段教学,除了要根据不同学段的具体认知任务和研究对象,还要考虑化学核心概念的发展性和整体性,既要有不同学段延续发展的整体考虑,又要有不同学科渗透发展的整体考虑。笔者认为应从化学学科课程的整体来认识和理解化学核心概念的教学内容与学业标准,从初三到高二乃至高三,要逐步深入和扩大对核心概念跨学段教学的研究,进行基于进阶目标、评价标准的课堂教学实践和学业测评活动。

4.2 未来展望

要定义某一核心概念或学科技能的学习进阶,许多研究者所根据的现有文献往往是研究者本人长期致力于某一领域的科学课程,而发展学习进阶的证据需要超越学生想法与学生思维本质特征的不同。我们一线化学教师身处在基础教育课程改革风起云涌的时代,不断面临着理论和实践上的问题和挑战。未来应该加强实证研究,借助深圳市教科院在全市各个初中高中开展化学测评这一平台,运用大数据学业质量平台进行跨学段的学生大样本测试,形成大数据学业质量诊断书,以深入了解学生化学核心概念在教学过程中变化的空间、路径和关键因素,为选择合适的教学方法和提高教学质量提供学理上的支持和实践中的指导。

参考文献:

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[12]谌秀云.中学生化学反应学习进程研究[D].上海:华东师范大学硕士学位论文,2012.

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[21]深圳市教育科学研究院.深圳市初中毕业生学业考试说明[D].北京:民主与建设出版社,2015.

水生态修复概念篇8

关键词:水利;工程;生态河道;治理

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:

引言:

近几年,水利等国家基础性工程建设得到了国家的大力支持,现有的防洪、排洪、灌溉等水利设施、系统得以进一步完善。水利行业有了些许的改观,但是整体还是严重滞后于经济社会的高速发展,究其原因,引用陈雷部长的话就是“欠账太多”。今年是“十二五”规划的开局之年,“水利”成为了中央的一号文件,这不仅表明“水利”被正式纳入国家的发展战略高度,并且已被提高至国家安全战略高度, 在这样的大背景下,作为水利人,无不感到自豪,但自豪的背后更多的是责任,如何更好的担负起这份重任,成为了我们一个新的课题。

伴随经济社会的不断又好又快的发展,水利行业也需要不断的开拓进取,创新争优。在这种精神的指引下,这几年开始涌现出一些新的名词与“水利”搭配。例如“生态”、“环境”、“景观”等等。在这些词汇中无一例外都透漏着“自然”、“人文”、“和谐”等信息。这不仅给“水利”提出了更新的目标、更高的标准、更好的品质,而且也给“水利人”提出了更高的期望、更严的要求、更重的责任。

生态河道治理工作中容易进入的误区

以往我们做中小河流治理项目时,任务很单一,就是防洪,使其满足功能性要求即可,而现在我们再做中小河流治理项目时,往往业主们更加注重的是如何把项目本身引申出更多的“内涵” 甚至有的业主一味的追求“生态河道”,竟然不分什么项目、要实现什么样的功能.一律摒弃所有“硬性”的防护措施。在他们看来长草了就叫绿化.绿化成型了就叫生态的“概念性生态”观念似乎有点肤浅,很多项目设计过程中,我们也很容易犯“概念性生态”这个错误。那么到底什么样才算真正做到生态?如何才能建设好生态河道呢?在这里,我大胆地认为:生态就是和谐自然且可持续的状态,只要建好的河道与周围环境能有效融为一体、达到和谐自然就算是建设好了生态河道。不一定非得一味的追求“绿”!

结合工程项目浅谈“水生态”及典型工程措施

单就工程项目而言,我觉得水生态的概念,可以在三个方面或者说三个层次得以体现:第一点就是在功能水利的基础上,将水生态修复与保护作为一个关注点,特别是在规划中,做到避免对水生态环境的破坏。第二点就是在城市河流治理中,以水生态修复与保护作为工程任务和目标,利用工程手段去实现,同时提出配套的非工程措施方案。第三点就是以水生态环境为研究对象,有针对性的研究水质修复与保护任务,最后通过各种工程的和非工程的措施实现。

1. 挡、蓄水建筑物在生态河道建设中的应用

目前全国中小河流整治工程进行的如火如荼,城区河流水体景观要求一般较高。为了形成景观水面、亲水环境、人文景观以及实现集中落差,往往需修建一些小型的挡、蓄水建筑物,主要有滚水坝、跌水、橡胶坝、翻板坝、液压升降坝、钢坝等。值得一提的是钢坝这种经过改良的“底轴定轮翻板闸”。是近几年在市场上才出现的一种“新式”钢闸门结构。其结构特点为:单孔净宽可以设计的很宽(10m -100m)。但挡水高度较小(1m -6m)。其这一特性决定了其不仅可以实现立坝蓄水。卧坝行洪排涝的功能,而且还可以实现利用坝顶过流,形成人工瀑布的景观效果。对于中小河流的治理是非常适用的,相信在以后的生态河道建设中,一定会得到广泛应用。

生态型护岸在生态河道建设中的应用

当今生态河道的建设,护岸型式不仅要满足防洪的要求,而且往往生态、景观对其的要求更为突出。从建筑材料范畴可将护岸分为硬性护岸和柔性护岸。护岸常用型式有:混凝土或浆砌直立式挡土墙、绿格网箱、植生块及植生挡墙、仅通过种植手段形成的草坡梯型护岸以及一些生态景观挡土墙系统等等。

2.1 生态河道护坡的概念

生态护坡所涉及的范围很广泛,目前国内外对其还没没有明确的定义,绝大多数人认为岸坡上种植植物就是生态护坡,这是一个错误的概念。笔者认为生态不仅仅包括植物,它应是一个系统的含义。生态河道护坡应该包括两方面的含义:首先是护坡。特别是水位变动区的水土保持,其次是生态 ,这二者的高度统一才是真正的生态边坡。 其具体内涵为 : 1) 首先在满足行洪排涝要求的基础上,保证岸坡 的稳定,防止水土流失 : 2) 生态护坡是开放式的系统,它是与周围生态系统密切联系的,不断与周围生态系统进行物质交换 ; 3) 生态护坡是动态平衡的系统,系统内的生物之间存在着复杂的食物链,它们互为食物。保持着系统的动态平衡 ; 4) 生态护坡是动力式 的系统。它与水流之间是相互作用的 ,水流对岸坡有冲刷作用,岸坡对水流有阻碍作用,岸坡生态系统是地表水与地下水交换的媒介 ; 5) 生态护坡是整个生态系统(包括自然生态系统和社会生态系统)的一个子系统。它与其他生态系统之间是相互协调、协同发展的,它的生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥,甚至还会破坏其他生态系统 ; 6) 生态护坡是可持续发展的系统。

2.2 河道生态护坡设计原则

生态护坡 系统将植物生长基质 固定在袋体内,同时利用植物根系的“ 锚 固” 作用而使护坡更稳定和具有抗冲刷能力 ,同时生态护坡还具有造价低 、能美化环境的独特效果 , 在 国外已得到了广泛的应用,在国内也有一些应用。生态护坡设计的基本原则为 :1) 生态边坡必须能够营造一个适合陆生植物、水陆两生植物、水生动植物生长的生命环境 ;2) 生态护坡应满足渠道功能和堤 防的稳定要求 , 并降低工程造价 :3) 尽量减少刚性结构 , 增强护坡在视觉中“ 软效果 ”,美化工程环境 :4) 进行水文分析 , 确定水位变幅范围, 结合植物调查结果 , 选择合适的植物 :5) 尽量采用 自然的材料 , 避免二次环境污染 :6) 布置时考虑人们的亲水要求 。

2.3 护坡栽种植物的选择

在栽种植物以前,应首先进行上程区域的植被调查,然后根据植被调查结果,充分考虑到栽种植物与周边环境的协调 、景观 、安全性 、地域适应性及生 态平衡的问题,并按以下条件进行严格的选择: 1) 适合气候 、气象条件的树种 ;2) 土壤要求低 ; 3) 原有品种 ; 4) 抗病虫害能力强 , 对周围环境的危害性小 ; 5) 寿命或者效果发挥时间长 ; 6) 具有能够美化环景的效果 ; 7) 容易维护管理 ; 8) 具有市场性。

与传统的护岸相比,生态景观挡墙系统就是一种新型式、多种建筑材料相配合的使用新型加筋土柔性结构重力式挡土墙.它主要依靠挡土块体、滤水填料、加筋材料和墙后土体连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,来达到稳定的作用。其具有良好的结构性能,坚固、美观、耐久,是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能节约土地及防止水土流失的挡土墙 随着以其为代表的生态类护岸的新型结构的不断的实践应用和推广,相信在不久的将来,生态河道的治理必将掀起新的篇章。

结束语:

面对当前水利大发展的前所未有的机遇与挑战,我们的肩上应担负起更重的责任。为此,我们必须倍加努力、积极创新、开拓进取.在“科学发展观”和“人与自然相和谐的设计理念”的指引下,身先士卒、鞠躬尽瘁,为祖国的秀美江河再绘蓝图。

水生态修复概念篇9

1 利用教材引导学生巩固生物学基础知识

高考虽然强调考查学生的能力,但基础知识是提升能力的前提,教师要引导学生通过阅读教材来巩固生物学基础知识。

【例1】 (2013·新课标卷II)关于叶绿素的叙述,错误的是( )

A. 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

B. 被叶绿素吸收的光可用于光合作用

C. 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D. 植物呈现绿色使由于叶绿素能有效地吸收绿光

参考答案:D。

解析:此题考查的是有关叶绿素的基础知识,难度不大,属于识记内容。叶绿素中心元素是镁离子,A项正确;色素的作用是吸收、传递、转化光能,进行光合作用,B项正确;叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高,C项正确;植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区,绿光吸收最少,反射多,所以叶片呈现绿色,D项错误。

2 利用教材引导学生对概念的学习咬文嚼字

在中学生物学习过程中,有些概念仅仅相差一个字,如原生质和原生质层、净光合速率与总光合速率等。有些概念是由文字颠倒造成差异的,如中枢神经与神经中枢。有些概念很相似,如突触与触突,纤维素、维生素与生物素等。这就要求学生在学习过程中一方面要理解概念的内涵实质,另一方面对概念的掌握运用要咬文嚼字。

【例2】 (2013·年新课标卷Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是( )

A. 一种tRNA可以携带多种氨基酸

B. DNA聚合酶是在细胞核中合成的

C. 反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基

D. 线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成

参考答案:D。

解析:本题考查的是有关蛋白质合成的基本知识,与蛋白质合成有关的概念要求准确掌握一种tRNA只能携带一种氨基酸,而一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。DNA聚合酶属于蛋白质只能在细胞质合成,反密码子与密码子仅一字之差,tRNA的一端有三个碱基外露为反密码子,与mRNA上的密码子进行碱基互补配对。线粒体中不仅具有自己的DNA,而且还有核糖体,能够通过转录和翻译控制一部分蛋白质的合成,所以线粒体具有一定的独立性。D正确。

3 利用教材引导学生掌握修饰概念的关键性或模糊性词语

学习概念时,很多情况下学生要通过掌握概念中的关键词来掌握概念。如关于物种的概念,教材中定义为:能够在自然状态下相互并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。因此关于物种概念中的关键词有“自然条件”、“产生可育后代”。

但是,在生物学的很多概念中常会有一些“一般”、“主要”、“绝大多数”、“一定条件”等模糊词语来修饰,而这些模糊词语在表象上是模糊的,但在本质上是明确的。这些看似模糊的用语实则是更为科学的对生物学知识的总结。例如在真核细胞中,细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,就不能说细胞核是遗传物质储存和复制的场所。通过对教材的学习可以帮助学生掌握这些修饰性词语。

【例3】 下列关于生物的遗传物质的叙述中,不正确的是( )

A. 某一生物体内的遗传物质只能是DNA或RNA

B. 除部分病毒外,生物的遗传物质都是DNA

C. 绝大多数生物的遗传物质是DNA

D. 生物细胞中DNA较多,所以DNA是主要的遗传物质

参考答案:D。

解析:本题是有关遗传物质概念的理解与运用。对于一种生物,遗传物质要么是DNA要么是RNA。部分病毒的遗传物质是DNA,部分病毒的遗传物质是RNA。而具有细胞结构的生物的遗传物质则是DNA,所以绝大多数的生物的遗传是DNA。即对于生物界而言,DNA是主要的遗传物质。而D选项中并不是因为细胞中DNA含量较多,认为DNA是主要的遗传物质。

此题中“绝大多数”、“主要的”这些模糊词语正是用来更科学地描述理解遗传物质这一概念。

4 利用教材帮助学生掌握生物学经典实验与学生实验

在高中生物学习过程中,教材中介绍了相当多的经典实验,由于通过对经典实验的学习,能学习到科学家们的严谨的科学思想、慎密的科学方法和对实验结果的巧妙分析方法,因此在高考中有关经典实验的考查也比较多。教材中的学生探究实验是学生在学习过程中应该自已动手操作的实验,有关学生实验的考查在高考中占有相当大的比例。利用教材可以有助于学生对经典实验与学生实验的掌握。

【例4】 (2013·江苏卷) 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是( )

A. 使用定性滤纸过滤研磨液

B. 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C. 在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次

D. 研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素

参考答案:B。

解析:此题着重考查叶绿体中色素的提取和分离实验中的基本步骤。过滤主要是将滤渣和滤液分开,要用吸水性差的纱布而不能用吸水性强的滤纸过滤研磨液,A项错误;干燥处理定性滤纸是为了让层析液能够更快的上升,使色素更好地分离,B项正确;画滤液细线,要等一次画完干燥后才能重复,防止滤液细线过粗,C项错误;叶绿体中色素为脂溶性的,要用无水乙醇溶解,D项错误。

5 分析教材中的插图并把它转化为文字信息

教材中的各种插图,有的便于学生理解概念之间的关系,有的则包含了一些信息,以人教版教材为例如:

(1) 必修一66页磷脂分子模式图中显示磷脂分子的化学元素组成除C、H、O、P外,还有N元素。

(2) 必修一68页生物膜的结构模型示意图中显示的知识可用于判断细胞膜的内外侧,含有糖蛋白的一侧一定为细胞膜外侧。

(3) 必修二49页DNA分子结构模式图中可显示两条单链反向平行排列,脱氧核糖的五边形结构中顶角的位置反向。

(4) 必修二63页以DNA为模板转录RNA的图解中只显示了在DNA解螺旋区间存在RNA聚合酶,说明在转录时只需要RNA聚合酶的作用,同时RNA聚合酶兼有解螺旋的作用。

(5) 必修三16页反射弧的基本结构中可知膝跳反射无中间神经元。此外,图中还显示传入神经上有神经节,传入神经从脊髓灰质后角进入从前角出。 显示了突触结构及传递方向可用 表示。并且这些是用于判断传入神经与传出神经重要的依据之一。

又如在必修三32页以概念图形式呈现了水盐平衡调节与体温调节的图解,而教材中以文字信息介绍的较少,但高考对它的考查却很常见。

6 帮助学生挖掘教材中的隐性知识

在生物学习中,学生经常会感到一读教材似乎都明白,一做考题就易犯错误。其中原因之一就是他们没有注意教材中有一些隐性知识。而隐性知识不同于对教材内容的拓展延伸,是属于隐匿于所学内容之中,如平时不注意的知识或者是通过理解才能得到的信息知识。因此可以通过挖掘这些隐性知识来帮助解题。而部分隐性知识有时则要作为解题时的“潜规则”来对待。这些内容在高考中经常出现。如以基因突变为例,可以挖掘其中的一些隐性知识:

① 在DNA的复制过程中,首先DNA的两条链解螺旋,在解旋后以半保留形式进行DNA的复制,此时由于DNA处于解旋状态易发生突变,且由于基因突变是低频率随机的,所以一般地说,只有一条单链在产生子代DNA时发生突变,后代中产生突变的DNA为1/2。

② 一般地说,进行诱变育种时,育种前相对于育种后产生的突变来说某对基因是纯合的。因为如果不是纯合的通过杂交育种即可。

③ 关于隐性突变和显性突变的判断。

对于体细胞,发生如果显性突变,在当代表现,同原来性状并存,形成镶合体。突变越早,范围越大,反之越小。如果树上许多“芽变”就是体细胞突变引起的,一旦发现可及时扦插、嫁接或组培加以繁殖保留。如果发生隐性突变,当代不表现。

对于性细胞,如果发生显性突变,即aa突变为Aa,在当代可表现出来,并且当代应该是杂合子,可通过受精过程传递给后代。

如果是隐性突变,即AA突变为Aa,当代不表现,只有等到第二代突变基因处于纯合状态才能表现出来。并且在性状表现出来后应是纯合子。

④ 基因突变可能发生在常染色体上,也可能发生在性染色体上,而对于性染色体,可能位于X或Y染色体的非同源区段,也可能位于X、Y染色体的同源区段。

7 在做题过程中要引导学生看教材

在生物学科学习与备考中,做题是必不可少的环节,但不要为做题而做题,做题其实是是为了帮助学生回忆所学知识的掌握情况,在做题时如果遇到概念性问题,建议学生翻阅课本,最不可取的方法是直接看题目所给的参考答案。实践证明,通过翻看课本比直接看答案印象更深刻些。

8 使用教材应注意的几个问题

(1) 注意教材与课程标准的关系。

以新课标为例,全国有一个统一的课程标准,但一个省份所用的教材不止一种。不同版本的教材对某一知识讲述的侧重点等可能不完全相同。如人教版高中生物教材中没有讲到矿质元素的作用,也没讲到光合作用与矿质元素的关系,但2013年高考理综考查了有关矿质元素的相关知识。因此,教师既要紧扣教材,同时应关注其他版本教材提到的相关知识。

(2) 注意掌握教材基础知识与生物学例外性知识的关系。

在高中阶段学习的都是有关生物学的一般性规律,但生物界在具有共性的同时还有很多特殊之处, 这些特殊的现象在高考试题中出现时,会以一定信息形式出现,通过审题提取有效信息并转化信息,再通过排除法等方法能正确解题。

如2013年新课标Ⅰ卷29题油料作物种子干重增加的主要元素是什么时,有关油料作物种子萌发干重变化情况在高中不可能讲述,但通过题中信息,黑暗环境不可能有光合作用,碳元素只能通过光合作用进入植物,N元素为矿质元素,培养液中为蒸馏水不可能提供矿质元素,所以干重增加不可能是来源于光合作用和矿质元素的吸收,通过排除法只能选氧元素了。

水生态修复概念篇10

关键词:概念整合 对偶语意 完形性  

    一、引言 

    对偶,是中国古典语言文学中的一朵奇葩。从先秦古文到汉代骈赋,从唐诗宋词到明清对联,大量精致典范的对偶句贯穿于文学发展的长河之中。对偶句形式上整齐划一,前后两句字数相等、结构相似、语义相对、韵律相衬,总体上给人一种不偏不倚、平衡和谐的形式美感。与形式美同样重要的一个特点是对偶语意的完形性。对偶句式前后两句形式上虽相对独立,内容上实则相互映衬,相互补充,前后配合表达出一个整体的意义,为读者构建出一个广阔的图景。许多学者已经在对偶的表达形式、表达效果和形成原因等方面做了有价值的探讨,但从认知角度对对偶的在线意义构建方面研究较少。本文以中国古典对偶诗词为研究对象,以认知语言学中的概念整合理论为框架,探讨对偶诗词在线意义构建中所包含的心理过程,并从认知角度解释对偶语意的完形性。 

    二、对偶形式的独立性与语意的完形性 

    对偶的完形性,指的是对偶句在语意表达方面的整体性效果。清代贺贻孙《诗筏》中说道:“诗律对偶,圆如连珠,浑如合璧。连珠互映,自然走盘,合璧双关,一色无痕”。“合璧双关”指的是形式,可以通过字数、声律、词语的对立、对称和重复完成;而“一色无痕”指的则是内容,是说对偶语意的完形性。对偶句式虽由两句组成,意义却是浑然一体,体现出“两”与“一”的关系:组成对偶的两个句子是“两”,由两个句子组成的对偶却是“一”。对偶句式中的两个句子不是孤立的、自足的,而是在内容上相交引发、相互补充的,共同构建出一个整体意义,从而传达出跃然于纸面之上的更为广阔的意蕴。如北宋诗人林逋《山园小梅》中的两句诗:“疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏。”上句写月色迷蒙中的梅花,下句作为背景映衬梅之“影”与“香”。诗人精心选用了“疏、横斜、清浅、暗、浮动、黄昏”等词语勾勒出四种物象:梅之“影”,梅之“香”,梅下“水”,梅上“月”。这些词语如果孤立地看,并没有什么特别的妙处,但是把这些寻常的词组合到一起却构成了一个谐和圆融、无懈可击的完美意境:梅花稀疏的枝影横横斜斜地映在清浅的水面上,阵阵清香,丝丝缕缕地在朦胧的月色中飘荡。上下两句互相交融构成了一幅雅致的溪边月下梅花图。对偶句这种外部形式的整齐相对、内部语意的浑然一体,使得对偶两句相合无间、“一色无痕”。 

    有的学者,如祝克懿用“耦合”来指称对偶上下旬相互交融所产生的这种语意的完整性。本文采用概念整合的理论框架,把这种完形性语意的构建过程叫做“整合”。本文认为,对偶句式语意完形性的产生包含着一个概念整合的过程。在对这一过程做具体分析之前,先简要介绍一下概念整合理论。 

    三、概念整合理论简介 

    概念整合理论是认知语言学的重要组成部分之一。自从美国加州大学fauconnier教授于1994年在conceptual projection and middle spaces一文中正式提出概念整合理论以来,经过十多年的发展,该理论的理论架构日趋完善,应用范围不断扩大,今日已成为认知语言学中重要的研究方向之一。该理论的主要代表人物有fauconnier,turner,coulson和sweetser等。 

    从本质上讲,概念整合理论是关于在线意义构建的一种理论,旨在探索人类进行信息加工背后的那座认知冰山。该理论认为,概念整合是人类普遍具有的、一种基本的认知操作能力。这种认知操作能力在人们进行各种认知活动、加工信息和构建意义的过程中起着十分重要的作用。概念整合是在包含多个心理空间的概念网络中进行的。心理空间是人们在话语理解过程中不断唤起的对人、事物或事件的各种语言的或非语言的知识框架,以概念小包的形式存储于工作记忆之中。一个基本的概念整合网络包括四个心理空间:两个输入空间,一个类属空间和一个复合空间。两个输入空间的部分成分或结构在类比、一致和转喻等各种关系的基础上进行跨空间映射。这些输入空间的共享成分又在更为抽象的层面上构成了类属空间。同时,输入空间中的成分和结构又被选择性地投射到第四

个空间——复合空间中去。在复合空间中,通过组合(composition)、完善(completion)和扩展(elaboration)三种认知操作产生突生结构(emergent structure)。组合操作把来自不同输入空间的成分组合到一起,并建立起一些原本两个输入空间中都不存在的新关系。通过完善,又叫做模式完善(patterncompletion),与这些组合成分有关的概念框架或背景知识被激活并引入到复合空间中。扩展是指根据复合空间概念内容自身的逻辑对其进行运演(running the blend)。突生结构的产生是概念整合过程中最鲜明的特点。需要指出的是,概念整合是一个动态的过程,输入空间、类属空间和复合空间始终联系在一起,复合空间中产生的推论等突生结构又可以被逆向投射到输入空间中去,引起对输入空间概念内容的修正。在这一过程中,意义并不是存在于某一特定的空间,而是产生于四个空间的动态运动过程之中。 

    fouconnier&turner[s]用一个谜语来说明概念整合在思维和语言中的作用。 

    a buddhi st monk begins at dawn one daywalking up a mountain,reaches the top atsunset.meditates at the top for soveraldays until one dawn when he begins t0 walkback to the foot of the mountain、which hereaches at sunset.making no assumptionsabout hi s starting or stopping or about hispace during the trips.prove that there is aplace on the path which he occupies at thesame hour of the day on the two separatejourneys.(一僧某日迎着朝霞徒步上山,日落时到达山顶。在山顶冥思数日后,某日迎着朝霞原路返回,日落之时到达山脚。如果不考虑途中的走走停停及步伐的快慢,请证明路上存在这样一个点,该僧上下山在此点处于一天当中的同一时间。) 

    解决问题的过程就是一个概念整合的过程。这段话构建出两个输入空间。输入空间①中,一位僧人迎着朝霞徒步上山,日落时到达山顶;输入空间②中,这位僧人在山顶小住几日后,某日清晨沿原路返回。跨空间映射将两个输入空间中的对应成分,如山坡、僧人、时间等联系起来。类属空间中包括了两个输入空间的共享成分:移动的人、位置、路径和时间等等。输入空间①和②中的成分被选择性的投射到复合空间中去。有的成分,如山坡、时间等被融合(fused),有的成分依然以独立的形式显现。通过对输入空间成分的组合、完善和扩展操作,复合空间中出现了“两人相向运动”这一突生结构。常识告诉我们,两个人相向运动必会在某时某刻相遇于一点。因为复合空间和输入空间始终联系在一起,复合空间中两人的相遇点可以被逆向投射回输入空间①和②中,问题得以解决。 

    上面例子中的概念整合现象较为明显,实际上,大多数概念整合操作是不被人感知的,是一种“幕后认知”。此外,作为一种普遍的、基本的认知能力,概念整合也大量体现在其它非语言领域,如数学、艺术和宗教中,是多种认知产物背后的共同规律。

  四、概念整合理论对对偶诗词语意完形性的解释 

    对偶语句完形性语意的产生包含着一个概念整合的过程。读者在理解对偶语句的过程中,运用词句所提供的信息,构建起输入空间.,再对输入空间中的内容进行投射、组合、完善和扩展等操作,在复合空间中构建起一个整体意义。这里以中国古典对偶诗词为例分析这一整合过程。 

    漠漠水田飞白鹭,阴阴夏木啭黄鹂。(王维《积雨辋川庄作》) 

    这是唐代诗人王维《积雨辋川庄作》中的两句诗。这两句诗各自是一个独立的、并置式意象的组合,上句写水田上白鹭飞翔之姿,下旬写夏木中黄鹂婉转之音,一则取动态,一则取声音,为读者提供了两个输入空间。两个输入空间内的概念内容进行相互投射:漠漠对阴阴,水田对夏木,飞对啭,白鹭对黄鹂。同时,两个输入空间内的概念内容向复合空间内进行投射,通过组合、完善和

扩展操作,读者在复合空间中建构起了一个关于夏日田园风光的整体意义。在复合空间里,读者可以构筑起这样一幅图画:白鹭在广漠空漾、布满积水的平畴上翩翩飞起,意态是那样娴静潇洒;蔚然深秀的密林中,黄鹂鸟在互相唱和,歌声是那样甜美快活。这两种景象互相映衬、互相配合,把积雨天气的辋川写得画意盎然。读者理解这两句诗时,不会把它们当作两个独立的、不相关的写景句,而是会积极运用概念整合思维把这两句交汇融合成一幅整体画面,从而尽可能贴切的去体验诗人当时真正的感受。动与静、显与隐同时显现,视觉与听觉同时作用。 

    晓镜但愁云鬓改,夜吟应觉月光寒。(李商隐《无题》) 

    这两句诗是唐代诗人李商隐七言律诗《无题》中的颈联。《无题》总体上是抒发对恋人的相思之情,而这两句通过设想对方的爱情相思之深之苦来表达自己的深切感受。上句写主人公清晨起来对镜梳妆,怕只为一夜双鬓又添白发,容颜更加憔悴而愁苦不已。下旬写主人公因相思夜不成寐、吟诗遣怀时想必觉得夜色凄清吧。上下两句为读者构建起两个输入空间。跨空间映射将两个输入空间联系起来:上句的“晓镜”和“云鬓改”对应下句的“夜吟”和“月光寒”。在复合空间中,通过对来自输入空间的概念内容的组合、完善和扩展操作,读者对这两句诗构建起一个整体性的理解。通过对复合空间的运演,我们眼前仿佛浮现出一位身居异地仍矢志不渝、夜不能寐时吟诗遣怀、晓妆出镜时顾影自怜的恋人形象。所以,通过概念整合,上下两句所描写的情景被自然地联系起来构成一个整体,把心心相印的刻骨相思表达得淋漓尽致。行到水穷处,坐看云起时。 (王维《终南别业》) 

    唐代诗人王维《终南别业》中的这两句诗,充满着哲学的睿思,表达出事物之间对立统一、向对立面转化的辨证思想。而读者对这两句诗深层含义的解读也是通过概念整合操作得到的。诗人沿江漫步,随意而行,直走到流水尽头,再不能往前走时,就索性坐下看天上云卷云舒。在两个输入空间中,“行”与“坐”相对,“水穷”与“云起”相对。在复合空间中,“行”转化为“坐”,“水穷”转化为“云起”。也许水并非真的穷尽,它只不过是化作天上浮云。通过对这一概念内容的进一步扩展,此诗的深层含义——对人生哲理的表达就展现开来。作者看似写景,实则写人生。既然事物之间能相互转化,也就不必执着于人生的苦难,充满信心地向前看,就有可能发现新的景观,或许又是柳暗花明又一村,达到人生的另一番境界。对作者真正意图的理解是通过概念整合得来的。否则,就难以领悟作者的真正意图:对人生哲理的表达。 

    从以上分析可以看出,读者在理解对偶语句时,对来自两个输入心理空间的概念成分进行组合、完善和扩展操作,在复合空间中构建起一个对偶句式的完整意义。所以说,概念整合理论解释了对偶句式的语意完形性。