培养学生综合能力的环境化学实验教学改革——以西昌学院为例

环境化学作为环境科学与工程专业的核心课程,通过实验部分的教学可以加深学生对有害污染物演变规律的了解和掌握,指导学生将理论运用到实践中,加深学生对环境化学相关理论的理解和认识。为了适应“新工科”背景下对人才质量的要求,以西昌学院环境科学与工程专业的人才培养目标和毕业要求为依据,在对环境化学实验课程部分教学大纲进行更新的基础上,以培养学生综合能力为目标,全面提升学生素质为主线,对教学内容、教学方法和考核方式等方面进行探索和改进。通过教学改革,提升了学生的实践操作能力、协作精神和独立分析环境问题的能力等综合素质,为培养多元化、创新型卓越工程人才奠定了基础。

基于应用型人才培养模式的自然地理与资源环境专业课程体系改革——以西昌学院为例

基于应用型人才培养目标及其要求,分析了西昌学院自然地理与资源环境专业课程体系建设的现状与问题,提出了优化课程目标定位、优化课程结构、优化实践教学资源等改革措施。

基于学科群的实验室建设与管理——以民族地区应用技术型高校西昌学院为例

现代大学发展的主题是学科建设与发展,实验室则为学科建设提供基本保障。以民族地区应用技术型本科高校西昌学院为例,加强高校学科基地建设,需要打破固有的以专业、院系为基础的实验室建设模式,应依据人才培养、学科建设对实验室条件的需求,按照学科群将学校的教学科研仪器设备进行分类,加强实验室管理,提高仪器设备共享率,助力学科建设工作。

“地理信息系统”课程教学改革实践——以西昌学院为例

地理信息系统(GIS)是高校环境科学与工程专业的一门重要课程。针对当前西昌学院环境科学与工程专业开设的GIS课程中存在的问题,提出从“优化教学课时”、“改革教学模式”和“建立基于过程考核的评价方式”等方向进行教学改革探索。以期为同类课程教学和地理信息科学专业人才培养提供参考意见。

基于RSEI模型的西昌市生态环境变化及城镇化影响研究

以西昌市2015和2019年Landsat-8OLI影像为数据源,通过建立遥感生态指数(RSEI)模型来研究该区域生态环境的时空变化;并结合与城镇化相关的因子,探讨了城市化进程对西昌市生态环境的影响。结果表明:2015—2019年期间,西昌市RSEI均值由0.54降低到0.52,生态环境表现出轻微变差的趋势,且主要由生态环境质量中等以下区域面积增加导致;西昌市生态环境动态变化剧烈,且有较严重的恶化趋势,生态环境变差的比例达27.4%,主要集中在全域中部沿河流条带状分布的西侧人口聚居区,以及部分分布有村庄的山区;此外,城镇化进程会对区域生态环境质量产生一定的抑制性作用。研究结果可为西昌市生态环境改善、生态文明城市建设提供科学依据。

北部湾盆地始新世古环境演化及沉积学意义

保存在地层中的孢粉化石是研究古植被、古气候变化的关键对象之一,对于重建古环境、预测烃源岩富集、指导油气勘探具有重要意义。本研究选取中国南海北部湾盆地乌石凹陷的WS-X1井、WS-X2井、海中凹陷的WZ-X3井、福山凹陷的JH-X4井始新世时期的孢粉进行分析,以揭示北部湾盆地始新世植被特征及其反映的古环境演化。研究共发现孢粉化石4大类共49个孢粉类型,以被子植物花粉占优势,其中栎粉Quercoidites(microhenrici+minutus)、三沟粉Tricolpopollenites、桤木粉Alnipollenites含量较高;裸子植物中以松粉Pinuspollenites为主;蕨类植物孢子以水龙骨单缝孢Polypodiaceaesporites、紫萁孢Osmundacidites为主;同时出现大量藻类,以盘星藻Pediastrum为主。4口井中,始新世亚热带类群丰富且花粉含量高,孢粉组合反映了北部湾盆地该时期发育以常绿栎类丰富为特征的林地,盆地低山地带发育常绿和落叶阔叶混交林为主的森林植被,林下为蕨类植被,指示了北部湾盆地始新世时期为温暖湿润的热带—亚热带气候。始新世早期分布的喜热植被较晚期更多,且在始新世晚期出现喜温的植被,推测始新世早期到晚期气候呈逐渐变凉的趋势。此外,孢粉组合中出现大量藻类,推测当时的沉积环境主要以湖泊和滨海的河流沼泽相为主。通过对北部湾盆地始新世时期的孢粉资料进行分析,为该盆地始新世时期的气候研究提供了更多依据。

“双碳”理念融入《环境影响评价》课程教学改革探讨

“碳达峰”、“碳中和”已成为当前社会各界关注的焦点,将“双碳”理念融入高校《环境影响评价》课程的教学过程势在必行。本文基于应用型本科人才培养和“课程思政”的背景,剖析了《环境影响评价》课程的特点及当前教学过程中面临的问题,并对“双碳”理念融入《环境影响评价》课程的必要性进行了分析;最后从教学目标、教学资源、教学模式及课程考核等方面探讨了“双碳”理念融入《环境影响评价》课程教学的途径。本研究在高校《环境影响评价》课程的教学改革与实践方面作出了初步探索,对进一步提升本科教学质量、促进应用型专业人才培养具有重要的支撑作用,同时,可为其他专业课程的教学改革和“课程思政”建设提供借鉴。

基于人粮关系的土地资源承载力分析——以丹江口库区河南辖区为例

基于土地资源承载力和土地资源承载力指数模型,从区域、县域、镇域三个角度全面分析2000—2015年丹江口库区河南辖区土地资源承载力和土地资源限制度的空间格局与演变规律。结果表明:(1)区域尺度:16年来,土地资源承载力呈现波状变化,整体略有提高,人口长期处于超载状态,人粮关系矛盾明显;2000年以来,基于人口分布的土地资源限制度由35.74%下降到24.23%,基于人口分布的资源限制度在逐渐下降。(2)县域尺度:16年来,除2015年的内乡县出现粮食盈余,其他各县始终处于人口超载状态;2000年以来,淅川县、内乡县和卢氏县的土地资源限制度呈现持续降低的趋势,西峡县和邓州市的土地资源限制度持续增加,而栾川县的土地资源限制度呈现起伏变化。(3)镇域尺度:16年来,粮食盈余的乡镇个数逐渐增多,人粮关系整体向缓和方向转变;2000年以来,不受人口限制的乡镇个数逐年增加,限制度在40%以上区域的人口比例依然高达37.89%,基于人口分布的土地资源压力依然比较严重。

雅砻江中上游流域生态环境脆弱性动态评价及预测

为及时了解雅砻江中上游流域生态环境脆弱性动态变化和未来发展规律,研究选取高程、坡度和土地利用类型等9项指标,将遥感和地理信息系统技术与层次分析-主成分熵权模型相结合,对其2000—2018年间生态环境脆弱性进行动态评价,并引入CA-Markov模型对2021年的发展状况进行模拟预测。主要成果如下:①该地区生态环境整体呈现出由北向南脆弱程度逐渐降低的分布变化;②脆弱性栅格比例呈现微度、轻度、潜在、中度和重度逐渐降低的变化形态;③预测精度验证表明,CA-Markov模型适用于该地区生态环境脆弱性的预测且准确性较高;④区域脆弱性综合指数分别为2.5392,2.5016,2.4856,2.4607和2.4366,2021年的值预测为2.4285,表明区域整体生态环境质量得到提升且发展良好。研究揭示了该地区生态环境脆弱性动态变化的规律和未来发展状况,能作为该地区生态环境保护措施制定的理论参考。

基于AHP-PCA熵权模型的大渡河流域中上游地区生态环境脆弱性评价

大渡河流域中上游地区是长江上游重要的生态屏障和功能区,及时掌握其生态环境脆弱性真实状况,有助于实现区域生态环境的保护。研究从地形、气候、植被等方面选择9个指标,同时将GIS技术与AHP-PCA熵组合权重模型相结合,完成了大渡河中上游地区2000—2015年不同时期的生态环境脆弱性评价与分析。结果表明:(1)研究区生态环境脆弱性呈现出明显的垂直梯度变化,由南向北脆弱度逐渐降低。(2)将脆弱性指数分5个等级,各等级间面积比例差异明显,表现为微度>轻度>潜在>中度>重度,轻度及以下脆弱区面积比例达到全区的80%以上,其整体处于中等脆弱水平。(3)研究时期内该地区各时段的生态环境脆弱性综合指数分别为2.552 1,2.541 0,2.517 0,2.494 9,其整体呈现明显好转的发展趋势。(4)流域中上游地区生态环境的好转,主要得益于国家系列生态环境保护与重建工程的实施,同时水电资源的大量开发也对其脆弱性的加剧产生一定影响。(5)研究针对该地区生态环境恢复重建,结合区域实际将其分为3个治理区并分别提出相应建议。

川西北高原区生态环境脆弱性评价

为及时掌握川西北高原区生态环境脆弱性状况,以RS和GIS为技术手段,选择高程、坡度、土地利用类型等9项指标,完成了该地区2000-2015年生态环境脆弱性评价分析。结果表明:(1)整个高原区生态环境的脆弱性呈现自西向东逐渐降低的变化趋势。(2)微度和重度栅格比例分居最大和最小,潜在、轻度和中度比例依次递减,且轻度及以下栅格比例达到75%以上,该地区整体处于中等脆弱水平。(3)整体趋势变化分析表明,15年内该地区脆弱程度明显加重的区域仅有6.92%,而明显好转和未发生明显变化的区域占据93.08%,区域生态环境整体处于明显好转的变化状态。(4)驱动力分析表明,系列生态环境保护措施的实施是主要驱使地区生态环境好转的因素,而大量水电基地的建设也对较小部分地区的脆弱程度产生一定威胁。

岷江上游地区生态环境脆弱性变化研究

为掌握岷江上游地区生态环境脆弱性变化状况,从地形、气候、植被等方面构建评价指标体系,并将RS,GIS技术与熵组合权重模型相结合,对该地区2000—2015年生态环境脆弱性进行评价与分析,结果表明:(1)该地区生态环境脆弱性整体呈现西部相对较高,东部较低的变化状况;(2)各脆弱区栅格比例呈现不同的差异,微度和重度占据最大和最小两端,轻度、潜在和微度的比例则呈现依次降低的趋势;(3)该地区中度及以上脆弱区的栅格比例仅约20%,轻度及以下区域占据绝大部分,客观上反映其生态环境整体处于中等脆弱水平;(4)15年内,脆弱性综合指数分别为2.5916,2.5710,2.5719和2.5373,生态环境质量整体向好的方向发展;(5)系列环保措施实施促进了整体好转,而大量水电基地的建设也对小部分区域变化产生干扰;(6)针对不同区域,实行不同保护与恢复重建措施,将有助于生态环境的好转。

藓袋法解析重大事件对西昌大气重金属的影响

为了解西昌市大气重金属的污染状况,该研究于2019年4月-2020年4月分季节采用鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum)藓袋法对西昌市大气重金属污染进行了跟踪监测。在2020年1月15日-4月15日春季监测期中发生了COVID-19疫情和西昌"3.30"特大森林火灾等重大突发事件,对西昌市的大气生态环境产生了影响。通过对事件发生前后的藓袋中Al、Cr、Fe、Cu、Ni、Pb、Mn、Hg、Zn、V、As、Ba等12种重金属含量分析,结合西昌市大气监测数据、气象数据等,解析了森林火灾和COVID-19疫情对西昌市大气重金属污染的影响。结果表明,春季(2020年1月15日-4月15日)12种重金属的总富集量(12.85±1.57) mg/g显著高于其他3个季节(p<0.01),但其他3个季节富集总量不存在显著性差异(p>0.05),可见春季监测期富集量的大幅上升可能是受重大突发事件的影响。通过疫情前后空气变化比较,COVID-19疫情影响使西昌市机动车活动水平和排放量下降,旅游业相关区域大气Pb污染量下降。同时不平衡的污染物排放量下降引起了城区的大气氧化性显著上升,促进了二次颗粒物的生成,周边工业源的颗粒物传输进入城区,使工业区下风向的城市边缘区域的藓袋Hg富集量大幅上升。该研究表明藓袋法是一种有效的大气重金属污染生物监测方法,能够反映出对空气质量影响的重大事件的效应。

安宁河流域西昌北段东岸沟谷泥石流危险度评价

泥石流形成受诸多不确定性因素共同影响,是典型的复杂系统。沟谷泥石流形成与流域环境特征密切相关,故采用流域作为评价单元;并通过DEM模型生成地形数据,遥感解译获取森林覆盖数据,地质图矢量化提取地质构造线及岩性数据。为一定程度上解决评价变量间的多重共线性,通过主成分分析进行降维加权评价;同时,为了刻画评价变量绝对差异,采用绝对阈值进行10级分类赋值。为了避免与危险度不是简单的线性关系的坡度指标直接标准化处理对载荷计算和多变量之间的共线性估计造成影响,各原始变量在分级赋值的基础上再借助区间端点进行分级线性插值。评价结果显示,安宁河流域西昌北段东岸中约一半沟谷单元危险度得分在5分以上,形势较为严峻,其中热水河分值高达9.24。评价分级图叠置研究区泥石流灾害点后发现较危险和极危险区沟谷内部或沟口堆积区都发生了泥石流灾害,7个临界危险区中有4个流域内部或汇流通道前端堆积区形成了泥石流灾害,危险度评价结果和灾害点分布较为符合。

基于生态环境功能分区的关中-天水区生态需水量测评

为了解研究区生态功能区内生态需水的分布特征,明确区域水土资源利用方向和生态整治重点,以关中—天水区为对象,将RS和GIS技术结合,完成其生态功能区划指标体系的建立与功能区划分,利用植被和土壤生态需水测评模型对该地区植被—土壤复合系统生态需水量和空间分布规律进行计算和分析,并借助CA-Markov模型对各生态功能区2020年、2025年的单位面积生态需水进行了模拟预测。结果表明:关中—天水区生态环境功能区可划分为河道保护区、防旱抗旱区、农业种植区、植被保护区、水源涵养区和古城保护区6类;林地—黏壤土的生态需水最大,约为659.60 mm,草地—砂砾质壤土的生态需水最低,约为366.34 mm,极差为293.26 mm;功能区内林地、耕地、草地分布范围越广,生态需水量越大,其中单位面积生态需水量最小的为古城保护区,生态需水总量最小的为河道保护区;预测结果显示,2015年、2025年单位面积生态需水量最大的为植被保护区,2020年则为水源涵养区,而各年份生态需水总量最大的均为植被保护区。研究表明生态需水与土地利用方式和生态功能分区关系密切。

浅析创新背景下的环境化学实验的课程改革

为了适应学校的转型发展及培养学生在环境化学实验中的创新能力,分析了目前在环境科学专业学生在环境化学实验操作中存在的问题。针对该校的实际情况,探讨了环境化学实验课程改革的内容、创新型项目和开放型项目的设置及考核机制的改革等方面的内容。通过讨论得出了一种合理、有效的教学模式和考核机制,为地方应用型本科院校培养创新型人才提供一定指导。

基于模糊模式识别的人工湿地水质净化效果评价——以西昌缺缺河人工湿地为例

基于模糊模式识别理论的5级和6级水质评价模型,以邛海湿地中缺缺河人工湿地为例,分别对丰水期、平水期和枯水期人工湿地进口、出口的水质进行评价,计算不同时期缺缺河人工湿地对水污染物的净化效果;并比较分析运用5级和6级模型进行水质评价其水质级别和净化效果的差异.结果表明:采用5级模型评价时的水质优于采用6级模型评价的结果,而6级水质评价模型分析结果与实际情况相符性更高. 6级模型中,依据水质级别发现,该人工湿地仅在平水期具有一定的净化效果,丰水期和枯水期均无效果;而采用级别特征值法进行分析,平水期、枯水期具有一定净化效果,丰水期不但无净化效果,反倒有一定程度的恶化,表明该人工湿地内源污染对水质的整体情况产生了不利影响.

热液成矿系统构造控矿理论

构造对成矿的控制是热液成矿系统的典型特征之一,系统剖析多重尺度控矿构造的几何学、运动学、动力学、流变学和热力学对认识矿床成因和预测找矿至关重要;而如何实现控矿构造格架、渗透性结构、成矿流体通道和矿化变形网络由静态到多尺度时-空四维动态的转变,查明流体通道和矿床增量生长过程与控制因素,揭示热液成矿系统的构造-流体耦合成矿机制和定位规律是亟待解决的关键科学难题。为此,我们在对已有相关成果系统梳理的基础上,提出了科学构建热液成矿系统构造控矿理论的基本要点与对应方法及应用范畴:(1)流体而非构造是构造控矿理论的中心,热液系统的流体流动与成矿作用受控于断裂带格架及其渗透性结构,其中渗透率是将流体流动与流体压力变化联系起来理解控矿构造的核心;(2)不同控矿构造组合的关键控制是构造差应力和流体压力的大小,而矿化类型的变化可能是由于构造应力场引起的容矿构造方位的不同和赋矿围岩之间的强度差异所致;(3)流体通道的生长始于超压流体储库上游围岩中孤立的微裂隙沿流体压力梯度最大的方向、随裂隙发育且相互连结而形成新的长裂隙,并最终连通形成断裂网络内的流体通道,矿床的增量生长发生在高流体通量的短爆发期,断层反复滑动驱动其内流体压力、流速和应力快速变化,当由此诱发的流体通道生长破坏了流体系统的动态平衡时,随之而来的流体快速降压就成为金属沉淀成矿的关键驱动因素;(4)以热液裂隙-脉系统野外地质观测和构造-蚀变-矿化网络三维填图为基础,通过宏观与微观各级控矿构造相结合、地质历史与构造应力分析相结合、局部与区域点-线-面相结合、浅部与深部相结合、时间与空间相结合、定性和定量相结合,对各种控矿因素开展多学科、多尺度、多层次、全方位综合研究,是应遵循的基本原则;(5)通过构造-蚀变-矿化网络填图,将蚀变-矿化体与控矿构造的类型、形态、规模、产状和间距等几何学特征联系起来,利用热液裂隙-脉系统和断裂网络拓扑学及矿体三维几何结构分析等定量方法查明控矿构造格架和渗透性结构并揭示矿化变形网络的连通性与成矿潜力;(6)合理构建地质模型,选取合适的热力学参数和动力学边界条件,利用HCh和COMSOL等方法,定量模拟成矿过程中的流体流动、热-质传递、应力变形和化学反应等的时-空变化,是揭示构造-流体耦合成矿机理和定位规律、预测矿化中心和确定找矿目标的有效途径。进而提出了构造控矿理论的研究流程:聚焦构造-流体耦合成矿机制和定位规律这一关键科学问题,选择热液裂隙-脉系统和构造-蚀变-矿化网络为重点研究对象;通过几何学描述、运动学判断、流变学分析、动力学解析和热力学综合,厘定控矿构造格架,定位矿化中心,示踪成矿流体通道和多种矿化样式的增量生长过程及其关键控制,揭示渗透性结构的时-空演变规律及构造再活化与成矿定位的成因关联,建立构造-流体耦合成矿模式,服务新一轮战略找矿突破。以胶东焦家金矿田为例,开展控矿构造理论研究和成矿预测应用实践,证实了其科学性和有效性。

邛海湿地天然生物膜对环境改变的响应

通过交换邛海湿地的两个典型地点的天然基质,并对交换培养后基质上的生物膜的藻类群落结构、生物量、叶绿素、胞外酶活性、EPS多糖含量等指标进行分析,观察环境变化后生物膜结构功能随时间的改变情况。研究结果表明:生物膜在交换培养后,藻类结构、叶绿素浓度、胞外酶活性、多糖含量等指标均发生改变。随着交换时间增长,生物膜均发生了一定变化,其变化符合生物膜群落生长特性和生物膜对环境的适应性规律,综合反映出邛海湿地生物膜对环境改变有明显的响应。

“课程思政”及“双碳”协同背景下的教学改革探索——以《环境影响评价》课程为例

优化应用型人才培养模式是当前地方应用型高校教学改革研究的热点问题及转型关键。本研究基于“双碳”背景及高校“课程思政”的新要求,以环境专业核心课程《环境影响评价》为例,首先讨论了该课程的特点及教学过程中存在的问题。其次,结合应用型、创新型高素质人才培养的要求及“课程思政”背景,以能力培养为导向,从教学目标、授课内容、教学模式、课程实践及考核评价等方面探讨了该课程的教学改革思路。本研究为深入探索适合《环境影响评价》课程教学改革的开展提供了参考,为构建具有地方高校特色的环境工程应用型人才培养模式提供了数据支撑。同时也为培养环境专业的复合应用型、创新实用型人才提供了指导,对环境类其他专业教学改革具有借鉴意义。