碳達峰、碳中和背景下水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)課程教學(xué)改革

［關(guān)鍵詞］ 碳中和；碳達峰；水土保持；土壤學(xué)；教學(xué)改革；貴州大學(xué)

［摘" 要］ 深入探討了在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的宏觀背景下，水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)課程教學(xué)改革的重要性及其迫切性，剖析了“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)對土壤學(xué)教育體系產(chǎn)生的深遠影響，并闡述了現(xiàn)行教學(xué)模式中存在的問題及面臨的挑戰(zhàn)。針對當(dāng)前課程存在的問題，如學(xué)生缺乏“雙碳”知識儲備、課程體系需要拓展等，結(jié)合貴州大學(xué)實際情況，提出了一系列教學(xué)改革創(chuàng)新理念，包括強調(diào)土壤碳循環(huán)的關(guān)鍵作用、注重土壤碳儲存管理的策略、將碳匯概念納入教學(xué)內(nèi)容及推動跨學(xué)科整合和實踐創(chuàng)新能力的提升。在教學(xué)改革實施方面，需要進行課程設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容的更新、教學(xué)方法與實踐環(huán)節(jié)的革新、跨學(xué)科融合與綜合管理的實施及教師培訓(xùn)與教學(xué)支持的強化。在評估教學(xué)效果方面，提出了多元化評價方法與手段，旨在全面衡量學(xué)生學(xué)習(xí)成果、實踐能力及教學(xué)成果。

［中圖分類號］ S157" ［文獻標(biāo)識碼］ C" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.09.008

［引用格式］ 白云星，周運超.碳達峰、碳中和背景下水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)課程教學(xué)改革：以貴州大學(xué)為例［J］.中國水土保持，2024（9）：22-24.

水土保持是生態(tài)環(huán)境治理的根本措施，在維護江河健康、提升生態(tài)系統(tǒng)品質(zhì)及穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［1-2］，對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及其固碳功能的積極影響尤為顯著［3］，在增強陸地碳匯能力、助力實現(xiàn)碳中和目標(biāo)中占據(jù)著不可或缺的地位。鑒于此，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳于2022年12月發(fā)布了《關(guān)于加強新時代水土保持工作的意見》，其中強調(diào)了“加強水土保持碳匯能力基礎(chǔ)研究”的重要性。水利部黨組對此予以高度重視，全力推動相關(guān)專題研究，并努力將水土保持碳匯納入國家溫室氣體自愿減排交易機制中，以期在國家“雙碳”戰(zhàn)略中發(fā)揮水利行業(yè)的積極作用。

伴隨國家生態(tài)文明戰(zhàn)略及貴州省“大生態(tài)”戰(zhàn)略的深入實施，“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”理念已成為社會對水土保持與荒漠化防治專業(yè)人才培育的基本要求［4-5］。為積極響應(yīng)教育部發(fā)布的《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》和《加強碳達峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》，高等教育機構(gòu)需將“雙碳”目標(biāo)作為課程教學(xué)改革的核心任務(wù)，更新或增設(shè)涉及“雙碳”理論與技術(shù)的課程內(nèi)容，致力于為國家培養(yǎng)具備碳中和科技能力的專業(yè)人才。

在此背景下，貴州大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)針對本科二年級學(xué)生在上學(xué)期開設(shè)了土壤學(xué)必修課程。該課程共計3個學(xué)分，包括32個學(xué)時的理論授課和16個學(xué)時的試驗操作，同時還特別設(shè)置了9個學(xué)時的教學(xué)實習(xí)環(huán)節(jié)。筆者結(jié)合專業(yè)特點和學(xué)生實際需求，對土壤學(xué)課程的現(xiàn)狀、存在的問題與挑戰(zhàn)、教學(xué)改革的理念，以及教學(xué)改革實施方法與效果評價等方面進行深入探討，旨在為培養(yǎng)水土保持碳匯人才提供切實可行的教學(xué)方案。

1" 水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)課程現(xiàn)狀分析

土壤學(xué)作為貴州大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)的核心課程，要求學(xué)生掌握該領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和試驗技能。以下是對當(dāng)前水土保持與荒漠化防治專業(yè)中土壤學(xué)課程現(xiàn)狀的分析：

1）核心理論與教學(xué)實踐。土壤學(xué)課程要求學(xué)生深入領(lǐng)會土壤形成、土壤結(jié)構(gòu)、土壤類型、土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)及土壤生物學(xué)等方面的內(nèi)容，這些基礎(chǔ)知識是學(xué)生未來規(guī)劃和實施水土保持項目時不可或缺的。課程包括野外調(diào)查和實驗室操作，通常一邊采集土壤樣本，一邊講解鞏固理論知識，最后測定貴州大學(xué)校園及周邊公園的土壤理化性質(zhì)，這有助于學(xué)生將理論知識應(yīng)用于具體實踐情境中，培養(yǎng)他們的實際動手能力及解決現(xiàn)實問題的能力。

2）跨學(xué)科知識融合，注重環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展。在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展日益受到重視的背景下，土壤學(xué)課程內(nèi)容亦在不斷更新，教導(dǎo)學(xué)生如何通過合理的土壤管理和保護措施來減輕土壤侵蝕，提升土壤質(zhì)量，維護生態(tài)系統(tǒng)的健康。鑒于水土保持涉及地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、工程學(xué)等眾多領(lǐng)域，土壤學(xué)課程結(jié)合了跨學(xué)科的知識，以培養(yǎng)學(xué)生利用地理信息系統(tǒng)（GIS）、工程技術(shù)等手段改善土壤質(zhì)量和防治土壤侵蝕的綜合能力。

2" 碳達峰、碳中和背景下土壤學(xué)課程面臨的問題和挑戰(zhàn)

在近年來的教學(xué)實踐中，結(jié)合國家和地方生態(tài)建設(shè)需求，筆者發(fā)現(xiàn)水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)課程面臨如下問題與挑戰(zhàn)：

1）學(xué)生缺乏“雙碳”背景下專業(yè)知識的儲備。隨著中國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的提出，我國將綠色發(fā)展提升到一個新的高度，成為未來一個時期我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的基調(diào)。但是，水土保持與荒漠化防治專業(yè)平時所學(xué)及需要考核的課程內(nèi)容，缺乏對“雙碳”目標(biāo)的認識和深入理解，學(xué)生掌握的相關(guān)知識更是少之又少。因此，在土壤學(xué)課堂上，學(xué)生會對一些概念“聽而不懂”或“似懂非懂”。隨著全球?qū)崿F(xiàn)碳中和的日益關(guān)注，了解土壤在碳循環(huán)中的角色，以及如何通過土壤管理提升其碳儲存能力變得尤為重要。因此，土壤學(xué)課程需要加強有關(guān)土壤有機質(zhì)動態(tài)、土壤碳庫變化及其對氣候變化的響應(yīng)等方面的教學(xué)，以確保學(xué)生能夠掌握增加土壤碳儲存的最新技術(shù)和方法，并結(jié)合本專業(yè)基礎(chǔ)知識訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計有效的固碳減排水土保持策略。

2）貴州生態(tài)建設(shè)的需求要求結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀拓展專業(yè)課程體系。《巴黎協(xié)定》的簽署標(biāo)志著積極推進經(jīng)濟低碳發(fā)展、深度縮減碳排放已成為全球共識，極大地推動了各國以自主貢獻的方式參與減碳行動的積極性。近年來，貴州省持續(xù)深入踐行習(xí)近平生態(tài)文明思想，牢牢守好發(fā)展和生態(tài)兩條底線，加強綠色治理，建設(shè)綠色生態(tài)，發(fā)展綠色經(jīng)濟，協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長，奮力建設(shè)“生態(tài)文明建設(shè)先行區(qū)”，初步探索出了一條獨具特色的綠色發(fā)展道路。新時代10 a（2012—2022年），貴州累計治理石漠化1.31萬km2，完成營造林358.10萬hm2，成為全國巖溶地區(qū)石漠化面積減少數(shù)量最多、幅度最大，森林覆蓋率連續(xù)增幅最高的省份。截至2022年底，全省森林覆蓋率達到62.81%，群山盡染“生態(tài)綠”，貴州已成為我國綠色最濃的地區(qū)之一。貴州大學(xué)水土保持與荒漠化防治學(xué)科作為與貴州區(qū)域綠色經(jīng)濟緊密相連的人才輸送紐帶，在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的工作中一直扮演著“排頭兵”的重要角色。在未來，該專業(yè)土壤學(xué)課程應(yīng)強調(diào)結(jié)合貴州“工程性缺水”的現(xiàn)狀，綜合水資源管理和保水技術(shù)的應(yīng)用，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何在變化的氣候條件下維持土壤水分平衡，為植被恢復(fù)提供保障。此外，在全球?qū)で鬁p少溫室氣體排放的背景下，可持續(xù)農(nóng)業(yè)實踐對保護土壤資源尤為關(guān)鍵，土壤學(xué)課程應(yīng)當(dāng)著重于教授可持續(xù)土壤管理和保護策略，促使學(xué)生學(xué)會制定和實施既能保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，又能維護生態(tài)環(huán)境健康的方案。

3" 碳達峰、碳中和背景下的土壤學(xué)教學(xué)改革理念

在水土保持與荒漠化防治專業(yè)的土壤學(xué)教學(xué)中，針對碳達峰、碳中和的背景，教學(xué)改革理念需要更加突出土壤的碳儲存和氣候調(diào)節(jié)功能，以及與水資源管理、生態(tài)保護等領(lǐng)域的綜合聯(lián)系。以下是筆者關(guān)于水土保持與荒漠化防治專業(yè)的土壤學(xué)教學(xué)改革理念：

1）深入理解碳循環(huán)機制及土壤保護與土壤碳儲存之間的關(guān)系。在教學(xué)中不僅要介紹土壤碳循環(huán)的基本概念，還應(yīng)該深入討論碳循環(huán)的各個環(huán)節(jié)，如碳輸入、轉(zhuǎn)化、輸出等，以及這些過程受到的環(huán)境因素和人為活動影響。通過模型模擬、試驗數(shù)據(jù)分析等方式，讓學(xué)生深入理解碳循環(huán)的復(fù)雜性和不確定性，從而提高其對土壤系統(tǒng)的整體認識。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該突出土壤保護與土壤碳儲存之間的關(guān)系，強調(diào)水土保持工程對土壤有機質(zhì)保護和碳儲存的重要性，引導(dǎo)學(xué)生將水土保持實踐與碳減排目標(biāo)相結(jié)合。

2）評估和預(yù)測土壤管理對碳儲存的影響。鼓勵學(xué)生運用現(xiàn)代技術(shù)手段，如遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）等，評估和預(yù)測不同土壤管理措施對碳儲存的影響。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計試驗和進行田間觀測，收集相關(guān)數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計分析，探究不同水土保持措施對土壤碳儲存的影響機制，為“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)提供科學(xué)依據(jù)。強調(diào)土壤在生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)服務(wù)功能，如水源涵養(yǎng)、

水質(zhì)凈化、生物多樣性維護等。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋土壤水分管理、植被恢復(fù)等方面的知識，引導(dǎo)學(xué)生通過水土保持措施實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的增強，從而實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

3）創(chuàng)新碳匯管理技術(shù)。教學(xué)中需強調(diào)土壤作為碳匯的關(guān)鍵作用，并包含土地復(fù)墾和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等方面的知識。通過案例研究和實地考察，展示不同生態(tài)系統(tǒng)在碳儲存方面的貢獻及可持續(xù)管理實踐，培養(yǎng)學(xué)生在保護和恢復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)方面的意識和技能。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并了解水土保持技術(shù)在減少碳排放方面的影響，如生物炭和土壤改良劑的應(yīng)用。鼓勵學(xué)生參與科研項目，探索新的碳減排技術(shù)和土壤碳儲存方法，推動科技創(chuàng)新和應(yīng)用，并掌握適用于各種生態(tài)系統(tǒng)和地區(qū)的水土保持策略。

4）強化跨學(xué)科融合與綜合管理。強化水土保持與荒漠化防治專業(yè)跟其他相關(guān)學(xué)科，如土地資源管理、自然地理與資源環(huán)境等的交叉融合。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)結(jié)合土壤學(xué)、水文學(xué)、地理信息系統(tǒng)等多個學(xué)科的知識，以培養(yǎng)學(xué)生在水土資源綜合分析和管理方面的綜合素質(zhì)。此外，教學(xué)中還應(yīng)介紹相關(guān)的政策法規(guī)和國際合作倡議，讓學(xué)生了解我國和國際上對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)所提供的政策支持和實施措施。

通過上述改革理念的實施，水土保持與荒漠化防治專業(yè)的土壤學(xué)教學(xué)將更加貼合碳達峰、碳中和的要求，培養(yǎng)出能夠跨學(xué)科工作、具備環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展理念的優(yōu)秀人才，為應(yīng)對全球氣候變化和實現(xiàn)“碳減排”目標(biāo)作出積極貢獻。

4" 教學(xué)改革實施方法與效果評價

1）課程設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容更新。定期對課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容進行評估，確保其與當(dāng)前碳達峰、碳中和目標(biāo)相匹配。納入最新的科研成果、政策法規(guī)和國際理論，涵蓋有關(guān)碳循環(huán)、碳排放、土壤生態(tài)功能等領(lǐng)域的知識，保證教學(xué)內(nèi)容的適應(yīng)性和前沿性。采納問題解決式學(xué)習(xí)、案例分析和團隊合作項目等教學(xué)方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。加強實驗室操作、野外考察和模擬項目設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，增強學(xué)生的實操和問題解決能力。與其他學(xué)科緊密合作，建立跨學(xué)科教學(xué)團隊，共同開發(fā)綜合性課程。通過引入跨學(xué)科案例和研究項目，促進學(xué)生學(xué)科間交叉學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)。為教師提供專業(yè)培訓(xùn)和支持，使其掌握最新教學(xué)理念和技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量。鼓勵教師參與教學(xué)改革和科研項目，積累經(jīng)驗和創(chuàng)新成果。

2）定期評估教學(xué)效果。通過學(xué)生滿意度調(diào)查、教學(xué)質(zhì)量評估和教學(xué)反饋收集等方式，定期評估教學(xué)效果，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。結(jié)合學(xué)生評教結(jié)果和畢業(yè)生追蹤調(diào)查，全面評價教學(xué)成效。通過考試、作業(yè)、試驗報告和課堂表現(xiàn)等多種方式，定量和定性評價學(xué)生學(xué)習(xí)成果，檢驗課程目標(biāo)達成情況。引入學(xué)術(shù)論文寫作和項目設(shè)計等實踐性評價，評估學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。設(shè)計實踐能力評價指標(biāo)體系，對學(xué)生的試驗操作能力、野外調(diào)查能力和實際問題解決能力進行綜合評估。結(jié)合實踐任務(wù)設(shè)計和評分標(biāo)準(zhǔn)，客觀評價學(xué)生的實踐能力。定期舉辦教學(xué)成果展示會和學(xué)術(shù)研討會，邀請專家評審，展示學(xué)生和教師的研究成果。鼓勵學(xué)生參與科研項目和科技競賽，如大學(xué)生研究訓(xùn)練（SRT）計劃項目、中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競賽和中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽等，增加成果的社會影響。根據(jù)評估結(jié)果，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方法和實踐環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化教學(xué)方案，提升教學(xué)質(zhì)量和效果。通過這些細化的實施策略和效果評價方法，可以全面評估水土保持與荒漠化防治專業(yè)土壤學(xué)教學(xué)改革的實施情況，為持續(xù)提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)和支持。

5" 結(jié)論與展望

在碳達峰、碳中和的背景下，水土保持與荒漠化防治專業(yè)的土壤學(xué)教學(xué)迫切需要改革。通過更新課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、強化實踐環(huán)節(jié)及跨學(xué)科融合，可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)符合時代需求的高素質(zhì)人才。同時，評價體系也應(yīng)不斷完善，以更加科學(xué)客觀地評估教學(xué)效果，為教學(xué)改革的持續(xù)推進提供有力支持?？傮w而言，隨著水土保持領(lǐng)域的前沿技術(shù)和策略不斷完善，土壤學(xué)課程應(yīng)深入貫徹“綠水青山就是金山銀山”的新發(fā)展理念，使學(xué)生通過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用，能夠掌握關(guān)鍵的土壤管理與保護知識，并為維護土壤資源，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻。

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［5］ 王云琦，王玉杰，程雨萌.“雙一流”建設(shè)背景下水土保持與荒漠化防治學(xué)科發(fā)展與建設(shè)的思考［J］.中國林業(yè)教育，2019，37（5）：47-50.

收稿日期： 2024-03-12

基金項目： 國家自然科學(xué)基金資助項目（32260375）

第一作者： 白云星（1994—），男（苗族），貴州都勻人，副教授，博士，主要研究方向為喀斯特關(guān)鍵帶土壤侵蝕與土壤碳的生物地球化學(xué)循環(huán)。

通信作者： 周運超（1964—），男，貴州興仁人，教授，博士，主要研究方向為森林土壤學(xué)。

E-mail： yczhou@gzu.edu.cn

（責(zé)任編輯" 徐素霞）