摘要：地理科学专业作为一个师范类专业,其核心课程对国情教育、辩证唯物主义教育、可持续发展教育及构建人类命运共同体都蕴含着丰富的育人资源,在人才培养时进行课程思政体系建设显得更为重要。为此该文以地理科学核心课程土壤地理学为例,从课程思政目标、课程目标、思政素材、教学设计、考核评估及教学反思等方面进行课程思政教学改革探索与实践,构建“目标-内容-实施-评价-管理”的课程思政教学模式,为其他相关专业课程思政建设提供参考。

摘要：雨型是影响土壤侵蚀过程的重要因子之一,而影响效应与耕作措施密切相关。目前,雨型对横垄坡面土壤侵蚀过程的影响机制尚不清楚。该文以褐土横垄坡面为研究对象,设计了平均雨强和降雨量相同的4种雨型(增加、减弱、增加-减弱和减弱-增加型),采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,研究各个雨型下不同侵蚀阶段的产流产沙特征。结果表明:雨型间的径流量和侵蚀量在细沟间和细沟侵蚀阶段均差异显著,且差异在细沟阶段体现的更为明显。雨型间径流量的大小顺序为增加-减弱型>减弱型>减弱-增加型>增加型,侵蚀量则为增加-减弱型>减弱-增加型>减弱型>增加型。给定雨强下(30、60或90 mm/h),径流量、径流贡献率和侵蚀量贡献率均随降雨过程中雨强发生时序的延迟而增加,而单位径流侵蚀量呈相反趋势;雨型间给定雨强同一发生时序下的径流量和侵蚀量及其它们对总径流量和总侵蚀量的贡献率均差异显著。4种雨型下,幂函数均能很好的描述细沟间和细沟侵蚀阶段内产沙率与径流率间的关系,且方程中的指数均低于2,但雨型间幂函数方程中的指数存在明显差异。以上研究结果有助于深入理解褐土垄作系统下的土壤侵蚀机理,并为横坡垄作的合理利用提供科学指导。

摘要：以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0~15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15~30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15~30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0~15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0~15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15~30 cm土层分别提高了11.87%、3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15~30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。

摘要：实验以运行10年的山东武河人工湿地为例,按照水流方向采集原位水样和柱状沉积物样,对其碳氮的净化能力和沉积物碳氮的分布特征及其内源释放风险进行了分析。结果表明:武河人工湿地稳定运行10年后,对水体中的氮仍具有一定净化能力,TN去除率为35%左右,但对COD基本没有净化效果,出水COD值达70.73 mg/L,水体NH3-N、NO3--N、TN和COD浓度均未能达到地表水Ⅳ类水质的设计目标;武河人工湿地沉积物TN含量较高,表层20 cm平均含量高达3 742.95 mg/kg,为重度污染,NH3-N平均含量为303.06 mg/kg,占TN的比例为8.09%,NO3--N平均含量极低,仅为5.19 mg/kg,沉积物氮主要以有机氮(ON)的形式存在;垂向上,沉积物TN含量为2 755~4 250 mg/kg之间,总体上表现为随深度增加略微减少的趋势,外源氮负荷对沉积物TN起决定作用。静态培养实验显示,武河湿地各点位沉积物同上覆水体NH3-N、TN和COD的交换速率差异较大,但均以吸附为主,4个点位对COD的吸附速率分别为2 921.25、3220.85、3 629.70和5 135.91 mg/(m2·d),人工湿地沉积物对水体NH3-N、TN和COD具有较好的吸附能力。湿地沉积物有机质(LOI)含量为4.57%~11.9%,相关性分析表明,沉积物LOI与NH3-N、NO3--N、TN的含量均呈显著正相关,相关系数分别为0.703、0.748和0.700,沉积物氮负荷与有机质来源相对一致。

摘要：雨型对细沟侵蚀过程起关键作用,而横垄坡面具有独特的细沟侵蚀特征。为定量研究雨型对横垄坡面细沟侵蚀过程的影响,以褐土横垄坡面为研究对象,设计了降雨动能、降雨量和平均雨强相同的4种雨型,采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,分析了各雨型下细沟发育形态、产流产沙特征和细沟水流的水动力特性等。结果表明:雨型间细沟沟头溯源、沟壁崩塌和沟底下切侵蚀速率的不同导致细沟形态具有明显差异,增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的沟宽和沟深较增加型分别增加158.8%和38.9%,115.7%和-27.8%,21.6%和-33.3%,相应宽深比的增加率分别为14.9%,60.4%,82.6%。雨型间的细沟径流量和侵蚀量均差异显著,径流量为增加-减弱型>减弱-增加型>减弱型>增加型,而侵蚀量为增加-减弱型>减弱型>减弱-增加型>增加型。4种雨型下产沙率与径流率之间均符合幂函数关系,但增加-减弱型、减弱型和减弱-增加型方程中的指数较增加型(0.54)分别增加2.52,2.46,1.46倍。雨型间差异最大的水力学参数为雷诺数,侵蚀动力参数则为水流功率;增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的雷诺数和水流功率较增加型分别显著增加107.0%和106.8%,42.2%和41.9%,16.6%和16.7%。研究结果有助于深入理解横坡垄作对坡面细沟侵蚀过程的作用机制,并为横坡垄作措施的合理利用提供依据。

摘要：土壤分离过程为侵蚀产沙提供了物质准备,对其发生、发展的过程进行准确模拟具有重要的实践和理论意义。选取棕壤为研究对象,设计6个土壤含水量(3%,6%,9%,12%,15%,18%)、3个坡度(5°,10°,15°)和3个流量(8,12,16L/min),分析含水量、坡度和流量对土壤分离能力的影响。结果表明:(1)土壤分离能力均随含水量的增大呈下降趋势,且土壤分离能力间的差异随含水量的增大而减小,当含水量18%时,土壤分离能力几乎为0。土壤分离能力与含水量呈现二次多项式关系,在含水量3%时,土壤分离能力最高。(2)土壤分离能力在含水量6%,9%,12%,18%时均随坡度的增大而增大,并且与坡度呈二次多项式关系,在坡度15°时,土壤分离能力达到最大。(3)土壤分离能力在含水量3%~12%均随流量的增大而增大,并且与流量呈二次多项式关系,流量为16L/min时,土壤分离能力最大。(4)仅考虑两者对土壤分离能力的影响,误差的贡献率均为最高。若考虑三者的影响,坡度对土壤分离能力变异的贡献率最大(29.64%),其次为含水量(22.29%)和流量(19.72%),土壤分离能力的模拟精度分别由0.550,0.638,0.498显著提高到0.995。

摘要：目前,无人机获取的多光谱遥感数据已被广泛应用于农业、林业、环境等领域的定量监测中。然而,现有的将多光谱遥感数据转换为地表反射率的方法,仍然存在一定的缺陷,如需要依赖地面参考板、无法适应光照条件变化、得到的结果不准确等,从而影响了多光谱遥感数据定量化应用的效果。为了解决该问题,提出了一种可以利用无人机搭载的多光谱相机,直接对地表反射率进行测量的新方法。该方法具有非常强的适应能力,即使在环境光照强度变化的条件下,仍然能够得到准确的地表反射率。其中,如何利用倾斜状态下的光强传感器获取准确的太阳辐照度,是需要解决的关键问题。对此,提出了一种利用两个或者更多朝向不同方向的光强传感器,实现太阳直射和散射辐照度测量的新方法。利用此方法即可将相机记录的数字量化(DN)值直接转换为地表反射率。为了验证本方法的实际效果,设计了具体的实验验证方案,对不同日期不同光照条件下获取的无人机遥感数据进行验证。实际测试结果表明:利用该方法,得到黑、灰、白三张参考板的反射率在5个多光谱(蓝、绿、红、红边和近红外)波段中最大的平均绝对误差为3.34%,其对应的标准差为2.11%;三张参考板在所有波段中最大的平均绝对误差为2.94%,其对应的标准差为1.84%。由此可见,在光照强度变化的条件下,利用该方法实现地表反射率的准确测量是可行性的。该方法极大地简化了无人机遥感数据转换为地表反射率的过程。对多光谱无人机的设计,以及无人机遥感数据的定量化应用,都具有重要的参考价值。

摘要：河流型湿地和污水处理厂尾水人工湿地是目前我国湿地建设和保护中最重要的2种湿地类型,对比分析其水质净化效果对我国湿地设计建设与运行管理等具有重要意义。基于此,以临沂市4个典型河流型湿地和4个污水处理厂尾水人工湿地为例,对比分析其对水体NH_(4)^(+)-N、TN、TP和COD的净化效果,并评价其净化效能。结果表明:河流型湿地和污水处理厂尾水人工湿地运行8~10a后,对NH_(4)^(+)-N和TN平均去除率差异不明显,在NH_(4)^(+)-N和TN浓度分别低于5,10mg/L时,平均去除率可达到36.09%和10.65%;在TP浓度低于1mg/L时,污水处理厂尾水人工湿地去除率可达到10.71%~50.22%,而河流型湿地去除率则低得多,河流型湿地工艺更加简单,基质对TP的截留沉积能力更弱;污水处理厂尾水人工湿地同河流型湿地相比,COD去除率更低,污水处理厂出水COD为难生物降解有机物,湿地微生物对其降解作用有限,基底和水生植物中有机物的二次释放甚至会使出水COD浓度更高;净化评价显示,8处湿地综合污染物去除指数均低于0.5,属于中和差级别,水生植物定期收割与基质更换是提高老化湿地水质净化功能的有效措施。

摘要：横坡垄作系统中因垄向坡度的存在,雨水会在位置较低的垄沟内汇集,当横垄土壤达到饱和后可导致壤中流的产生,进而引发横垄垮塌。以棕壤横垄为研究对象,采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,研究壤中流条件下垄向坡度对不同侵蚀阶段氮、磷流失的影响。结果表明:1)壤中流侵蚀阶段,NO3-N、NH4-N和PO4-P的流失量均表现为垄向坡度2°>10°>6°,而垄向坡度间其浓度差异的大小顺序为10°>6°>2°;细沟间和细沟侵蚀阶段,不同垄向坡度下NO3-N浓度和流失量的差异均为10°>2°>6°,垄向坡度间NH4-N和PO4-P浓度和流失量的差异分别为6°>10°>2°和2°>6°>10°。2)壤中流侵蚀阶段,径流量是导致垄向坡度间氮、磷流失差异的关键因子,而细沟间阶段则为养分浓度。3)垄向坡度的变化仅导致细沟间和细沟侵蚀阶段NH4-N流失机制的改变。研究结果可为横坡垄作的水土保持效益评价及合理利用提供依据。

摘要：小麦秸秆粉碎还田可改变土壤性质,进而影响土壤侵蚀阻力。以北方土石山区褐土为研究对象,利用L 9(34)正交表对秸秆长度(2,5,8 cm)、秸秆还田量(2000,4000,8000 kg/hm^(2))、纯氮施加量(100,140,180 kg/hm^(2))及纯多酚施加量(0,40,80 kg/hm^(2))4因素3水平进行正交设计,加空白对照共计10个处理。采用JET土壤侵蚀阻力测定仪测定土壤可蚀性和临界剪切力,分析秸秆粉碎还田对土壤侵蚀阻力的影响。结果表明:与对照相比,秸秆粉碎还田后各处理土壤临界剪切力均有所增大,但差异不显著(P>0.05),氮肥量对土壤临界剪切力影响显著,随氮肥量增加土壤临界剪切力先增加后减小。秸秆长度、还田量、氮肥量和多酚量对土壤可蚀性均具有显著影响,其中秸秆还田量和多酚量的影响贡献率较大,分别为50.61%和23.84%,其影响分别为负效应和正效应。秸秆粉碎还田条件下,土壤可蚀性可用土壤饱和含水量、>0.25 mm团聚体含量进行线性拟合(R^(2)=0.81,P0.25 mm水稳性团聚体含量与土壤可蚀性能较好地模拟土壤临界剪切力(R^(2)=0.76,P<0.05)。研究结果有助于理解秸秆粉碎还田后土壤侵蚀阻力变化与机制,并可为模型模拟提供数据支持。