地理核心素養(yǎng)視域下地理事象的科學認知框架
——以水土流失為例

湖北 石方興 肖 翔

科學認知是指人對客觀對象及其規(guī)律的正確反應，或者說是對作用于人的感覺器官的外界事物進行科學的信息加工，形成個體對事物的定義、判斷和問題解決的信息加工處理過程。地理核心素養(yǎng)視域下對地理事象的科學認知，就是科學地引導學生去理解、掌握地理現(xiàn)象、地理原理、地理過程和地理規(guī)律，分析地理事象的形成過程，解決地理事象在特定區(qū)域的問題。因此，本文試以水土流失為例，探討在地理核心素養(yǎng)視域下，結合學生認知水平和學科邏輯，如何構建對地理事象的認知框架，從而有效地提高學生的發(fā)現(xiàn)、思考與解決地理問題的能力，真正使地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地生根。

一、是什么：從概念出發(fā)尋找關鍵詞

掌握符合學科邏輯和地理事象的概念是教學工作者引導學生科學認識地理事象的基礎。地理概念的認識，不僅要通過權威的途徑獲取以保證內容的科學性和邏輯性，而且還需要通過對地理事象與應用導向的匹配，保證地理概念對于師生教學的適配性，方便總結與概括地理事象的顯著特征，形成科學的認知框架。認識地理事象的顯著特征需要對概念的衡量指標和方法進行掌握，通過對地理事象概念的詳細分析與解構，形成科學的認知框架。

水土流失是指在水力、風力、重力及凍融等自然營力和人類活動作用下，水土資源和土地生產力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕及水的損失。水土流失可分為水力侵蝕、重力侵蝕和風力侵蝕三種類型。根據上述對于水土流失的表述，找出水土流失概念內的關鍵詞，例如：“自然營力”“水土資源”“土地生產力”“土地表層”“侵蝕”“損失”等。水土流失現(xiàn)象主要是“水土資源和土地生產力”遭受破壞和損失。通過對概念關鍵詞的掌握，我們便可以通過一級表象“自然營力”和“水土資源”入手，綜合其他各因素進行分析，構建科學的認知框架。

【例1】(2013年重慶卷，第9～11題)地理興趣小組對某小流域進行水土流失的調查。據此回答9～11題。

9.在調查之前，該組同學需要優(yōu)先收集調查區(qū)的地形圖和

( )

A.氣溫分布圖 B.降水量分布圖

C.工業(yè)分布圖 D.旅游景點分布圖

10.流域產沙量(一定時間內流域內產出的泥沙總量)是水土流失調查中的一項重要指標。同學們提出了四種獲得流域年產沙量的方法，可行的是

( )

A.測定一年內每次暴雨的土壤流失量做累加

B.測定一年內每次暴雨的土壤流失量做平均

C.在流域源頭設置收集池，年終稱取泥沙總量

D.在流域出口處設置收集池，年終稱取泥沙總量

11.下圖是幾位同學根據調查結果繪制的坡度與單位面積產沙量關系曲線，其中符合水土流失一般規(guī)律的是

( )

A.① B.② C.③ D.④

【答案】9.B 10.D 11.A

【試題分析】這組試題從一級表象“自然營力”出發(fā)，考查水土流失與地形、降水、產沙量、坡度等要素的關系，掌握上述概念的內涵與外延，知道水土流失是在人類生產活動的因素下，自然營力各個要素共同作用的結果，通過對概念的理解，知道水土流失與地形、降水等因素密切相關，產沙量大小與地形起伏(坡度)、降水量的大小(季節(jié)分配)、植被疏密等現(xiàn)象緊密聯(lián)系，然后根據關鍵詞小流域、水土流失調查、流域年產沙量、單位面積產沙量等，結合試題設問要求，找到正確答案。

二、為什么：掌握現(xiàn)象本質與規(guī)律

對地理事象的科學認知，需要我們將其依托到某個特定區(qū)域，并能夠在其他區(qū)域中也有所表現(xiàn)。在認知過程中，如果沒有在典型案例中概括出地理事象的本質規(guī)律，就容易將該區(qū)域的個別特征誤認為是其他區(qū)域的一般規(guī)律。因此，在認知過程中需要結合學科邏輯和已知信息，通過對概念的關鍵部分進行分析，尋找地理事象的本質和規(guī)律。掌握事象的本質是認識地理事象的內在要求，也是推測地理事象的形成過程和辨識地理事象的基本方法。

黃土高原是我國水土流失嚴重的地區(qū)之一，從例2可知，黃土高原的水土流失程度與植被覆蓋率和降水強度有關，植被覆蓋率的多少和降水強度的大小會明顯影響到黃土高原地區(qū)河流的含沙量，以此便能夠看出黃土高原的水土流失程度。當然黃土高原的水土流失不僅僅只是這兩方面的原因，還關系到地表的起伏程度、土壤的疏松程度和一些人為因素。

【例2】(2018年全國卷Ⅱ，9～11題)地處黃土高原的汾川河流域多年來植被覆蓋率大幅度提高。2013年7月，汾川河流域降水異常增多，下表為當月6次降水過程的時長、降水量和汾川河洪峰情況。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水含沙量極高。據此完成9～11題。

降水序號降水歷時(天)降水量/mm汾川河洪峰情況1253.0無明顯洪峰2480.3無明顯洪峰35100.1無明顯洪峰4273.2無明顯洪峰5290.7洪峰流量346 m3/s6254.4洪峰流量1 750 m3/s

9.汾川河流域植被覆蓋率大幅度提高能夠

( )

A.減小降水變率 B.減少河水含沙量

C.增加降水量 D.加大河流徑流量

10.第5次降水產生洪峰的原因是此次降水

( )

①歷時長 ②強度大 ③下滲少 ④植被截流少

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

11.第6次降水產生的洪水含沙量極高，其泥沙主要源于

( )

A.河床 B.溝谷

C.裸露坡面 D.植被覆蓋坡面

【答案】9.B 10.B 11.D

【試題分析】9.降水變率的大小與植被覆蓋率關系不大，A項錯誤；植被覆蓋率高，保持水土能力強，可以減少河水含沙量，B項正確；植被覆蓋率提高能夠提高區(qū)域降水量，但提高幅度不大，C項錯誤；植被覆蓋率高，涵養(yǎng)水源能力高，河流徑流量會有所減小，D項錯誤。

10.第5次降水只有2天，在各次降水中歷時并不長，①錯；第5次降水，時間較短，但降水量在幾次降水中排名第三，因此降水強度較大，②對；前面連續(xù)的幾次降水，導致下滲增加，土壤含水量達到飽和，因此大量降水以地表徑流形勢匯入河流，形成洪峰，③對；植被對降水的截留每次基本都相同，④錯。故B項正確。

11.洪峰可以沖刷河床和溝谷的泥沙，能夠提高河流含沙量。但在第5次降水形成洪峰中，含沙量較小，說明河床和溝谷的含沙量較小，A、B項錯誤。裸露坡面在每次降水后，都會出現(xiàn)比較嚴重的水土流失，導致河流含沙量增大，前5次降水河流含沙量都比較小，說明該流域裸露坡面少，C項錯誤；經過前5次的降水，坡面徑流將植被覆蓋坡面植株之間的堆積物沖走，露出土壤，第6次降水形成的坡面徑流沖刷土壤，引起水土流失，增加河流的含沙量，故D項正確。

三、怎么樣：關注地理過程和區(qū)域差異

長期以來，師生對于某一地理事象的認識大多數(shù)時候停留在明顯的特征之處，而對地理過程缺乏分析，因此對地理事象的認識大多數(shù)只停留在表層。如果將這個明顯的特征作為其地理事象的屬性，則無法全面地、準確地對該地理事象進行科學解釋。地理事象處在時間和空間的雙重作用之下，因此，科學地認知地理事象需要將其置入在特定的區(qū)域和時間序列之中，掌握該事象的發(fā)展過程和演變規(guī)律。唯有此，才可以避免將具體現(xiàn)象的明顯特征當做普遍規(guī)律，從而規(guī)避在其他區(qū)域當中認知該地理事象的偏誤。

水土流失雖然在我國黃土高原地區(qū)最具有代表性，但從地表坡度、降水強度、植被覆蓋率等特征來進行分析的水土流失地區(qū)還有很多。例如，我國南方低山丘陵的水土流失，南方的低山丘陵地區(qū)地表有一定的起伏，降水量更大且更強，再加上人為的過度樵采和陡坡開荒，導致南方低山丘陵的水土流失也相對嚴重。

【例3】(2017年全國卷Ⅱ，43題)我國南方紅壤丘陵地區(qū)因受人為干擾，地表植被遭到破壞，土壤侵蝕嚴重，出現(xiàn)“紅色荒漠”(如圖)。為治理這一環(huán)境問題，20世紀80年代，當?shù)夭捎萌斯しN植松樹和自然恢復等方式造林育林，形成了不同的植被景觀。

分析自然恢復的次生林比人工松林防水土流失效果更好的原因。

【答案】植被結構更復雜，截留降水效果更好；地表植被更豐富，可以減緩地表徑流匯入河流的速度，地表水下滲作用更強，涵養(yǎng)水源效果更好；地下根系更發(fā)達，固土能力更強；植被多樣性更好，水土保持更穩(wěn)定。

【解析】水土流失主要考慮地表徑流的速度和流量大小以及土壤的固著程度。人工松林植物種類單一，植株較稀少，生長期較短，根系扎入土層較淺，且植株間雜草少，植被多樣性少，水土保持功能弱于自然恢復的次生林，次生林植物種類較多，植物間距小，植物密集，植物根系長，能夠扎入更深的土壤，再加上植株間有大量的雜草，因此對同強度降水具有更好的水土保持效果。

四、如何做：結合人地協(xié)調觀念認知地理事象

地理學是自然科學與人文科學的交叉學科，具有綜合性、交叉性和區(qū)域性的特點。因此，需要我們關注人類社會與地理環(huán)境之間的關系，尤其是對我們人類活動產生干擾的地理現(xiàn)象及其變化。地理環(huán)境與各種人類活動相互作用，從而產生各種地理事象，以此便可以了解區(qū)域的人地協(xié)調關系。地理事象本無優(yōu)劣之分，只是從特定的地理視角來看，才有對于人類生活的各種正面或者負面的影響。在人地協(xié)調的觀念中，人類依賴于自然環(huán)境而生存，雖然這種“依賴”不能從根本上進行改變，但是人類正通過不同的方式和方法在改變地球的原始面貌。因此，我們需要科學地認識地理關系，在不損害自然生態(tài)環(huán)境下實現(xiàn)社會價值。例如，水土流失就是通過土地的生產力對人類活動產生的負面影響，而人類修建梯田的農業(yè)活動就是因地制宜地發(fā)展農業(yè)生產。

黃土高原治理先后經歷坡面治理、溝坡聯(lián)合治理、小流域綜合治理和退耕還林還草工程等階段，每一階段均取得顯著成效。但是黃土高原局部地區(qū)過度退耕還林還草，導致人—地—糧食關系的矛盾日益凸顯，鄉(xiāng)村“空心化”日趨嚴重，農村可持續(xù)發(fā)展問題日益突出。黃土高原作為西北貧困地區(qū)，如何創(chuàng)新黃土高原丘陵溝壑區(qū)鄉(xiāng)村可持續(xù)振興模式是一個重大科學課題。

【例4】(2020年全國卷Ⅰ，1～3題)治溝造地是陜西省延安市對黃土高原的丘陵溝壑區(qū)，在傳統(tǒng)打壩淤地的基礎上，集耕地營造、壩系修復、生態(tài)建設和新農村發(fā)展為一體的“田水路林村”綜合整治模式，實現(xiàn)了鄉(xiāng)村生產、生活、生態(tài)協(xié)調發(fā)展(如圖)。據此完成1～3題。

1.與傳統(tǒng)的打壩淤地工程相比，治溝造地更加關注

( )

A.增加耕地面積 B.防治水土流失

C.改善人居環(huán)境 D.提高作物產量

2.治溝造地對當?shù)厣a條件的改善主要體現(xiàn)在

( )

A.優(yōu)化農業(yè)結構 B.方便田間耕作

C.健全公共服務 D.提高耕地肥力

3.推測開展治溝造地的地方

( )

①居住用地緊張 ②生態(tài)環(huán)境脆弱

③坡耕地比例大 ④農業(yè)生產精耕細作

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

【答案】1.C 2.B 3.C

【試題分析】1.傳統(tǒng)的打壩淤地是為了防治水土流失，可以增加耕地面積，因此也可以提高作物產量。而治溝造地是集耕地營造、壩系修復、生態(tài)建設和新農村發(fā)展為一體的“田水路林村”綜合整治模式，說明治溝造地不僅關注耕地面積、水土流失和作物產量，還更加關注改善人居環(huán)境。C正確。

2.該題關鍵是“生產條件”，因此，A、C可直接排除；丘陵溝壑區(qū)農業(yè)發(fā)展的主要瓶頸是田間耕作條件差，如多坡、地形起伏大、灌溉條件差、機械化條件差等。從圖示中可看出，當?shù)亻_挖支渠排水灌溉、溝道覆土造地(平整土地)、防洪壩系建設，均屬于改善生產排灌和地形條件，方便田間耕作，利于農業(yè)生產的發(fā)展，B正確；圖示中未體現(xiàn)出能提高耕地肥力的措施，D錯誤。

3.“復墾空廢宅基地”說明該地居住用地并不緊張，①錯誤；該地位于黃土高原丘陵溝壑區(qū)，水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境脆弱，另一方面加上“坡面退耕還林”和“溝道覆土造地”，說明這里平地少，坡耕地比例大，因此②③對；農業(yè)生產精耕細作圖中沒有體現(xiàn)出來，④主旨，所以選C。

五、結語

中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，由于特殊的自然地理環(huán)境和社會經濟條件，使水土流失成為主要的環(huán)境問題。我國水土流失的發(fā)生從自然因素角度分析，有地形坡度起伏狀況、降水強度情況、地面物質組成和植被覆蓋程度等；從人為因素角度分析，有植被的破壞、不合理的耕作制度、開礦的破壞等。而水土流失會導致一系列嚴重的危害，其中最嚴重的問題是會使土地生產力下降、河道淤積和水質污染等。為了實現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，需要我們對于地理事象形成科學的認知分析框架，從概念入手到認識本質，再到區(qū)域遷移和人地協(xié)調發(fā)展，找到適合的治理措施。由此可見，認識水土流失現(xiàn)象是分析與解決土壤中的水土平衡問題的關鍵，而從人類活動對地理過程的干預程度上來說，客觀上有利于對其他地理事象的認知。