师范专业认证背景下的地理课程核心素养测评研究——以综合思维和区域认知为例

在师范专业认证的背景下,以学生学科核心素养培养为教学目的开展教育教学活动已成为各学科教师最主要的教育指导目标之一。针对地理科学专业测试多基于经验而难以测评学生核心素养水平的实际问题,文章通过人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力等地理课程核心素养的内涵与表现分析,以其中的综合思维和区域认知为例,对地理科学专业课程核心素养培育方法和关键路径进行了研究,提出了深研师范专业认证文件、加强考试命题改革、强化教师专业评价能力等实践对策,研究成果可为地理科学专业课程核心素养的测评方法和实践路径提供参考。

祁连山青海云杉林叶面积指数的空间异质性

叶面积指数(leaf area index,LAI)在山地森林具有高度的空间异质性。基于大样地尺度的山地森林叶面积空间异质性的研究较少,而且不涉及LAI对地形的响应研究。基于LAI的空间异质性和地形因子的相关性,确定取样尺度,可为提升区域尺度上LAI的空间遥感精度提供依据。本研究依托祁连山大野口流域10.2 ha(340 m×300 m)的青海云杉林动态监测样地,使用CID CI-110植物冠层数字图像分析仪对样地内255个20 m×20 m样方进行五点法LAI测定,分析LAI的空间异质性特征和空间分布格局及其与地形因子的相关性。研究结果表明:(1)LAI具有中等变异性,指数模型是变异函数的最佳理论模型,具有强烈的空间自相关,变程为16 m,南—北方向上是LAI分布的优势格局。(2)LAI的空间分布格局相对简单,具有一定的斑块性,LAI为0.56~1.43的斑块所占面积最大。(3)LAI与海拔和坡度均呈极显著负相关(P<0.01),与坡度和曲率的相关性均不显著(P>0.05)。(4)青海云杉林的LAI空间异质性与尺度和方向有关,部分地形因子对LAI存在着显著影响。研究结果可为青海云杉林生态过程分析以及遥感技术反演LAI参数提供依据。

祁连山大野口流域青海云杉林分结构及其土壤水热特征分析

在祁连山区，由于冻土的存在，在关注林分结构与土壤含水量关系的同时，还应该关注林分结构与土壤温度的关系，因为土壤温度调节着土壤水的形态（冻土水或消融水）及其植物的生长。为此，选择祁连山较典型的大野口流域，在各支流建立49块典型的青海云杉Picea crassifolia样地进行树高、树冠、胸径、土壤含水量、土壤温度等野外调查；采用特征描述统计、多度分析、相关系数等方法，对林分结构及其土壤水热特征进行分析，结果表明：（1）从水平结构来看，胸径断面和冠幅投影面积与所在陆面面积比值为0.31%和25.58%，从垂直结构来看，树高、冠长分别为1.10 m·m-2和0.71 m·m-2。（2）径级从1-5 cm到26-30 cm、高度级从2-4 m到18-20 m、冠长级从2-4 m到12-14 m、冠幅级从2-4 m到4-6 m，其多度分别为89.4%、94.4%、77.8%和82.7%。（3）从相关系数分析来看，海拔对树高影响较大，对冠长影响较小，与其他因子不相关；坡向对冠幅影响最大，对冠长、树高影响较小；坡度对这些因子几乎没有影响。胸径与树高、冠长、冠幅、树龄均中度正相关；郁闭度或林分密度与土壤含水率低度负相关，胸径和树高与40-60 cm深处的土壤含水率相关性最大，与0-10 cm和10-20 cm的相关性最小；郁闭度、冠长和冠幅对40-60 cm深处的土壤温度相关性最大，胸径和树高与土壤温度负相关。在寒区旱区，林分的水平结构、垂直结构、多度及其海拔、坡度、坡向与土壤含水量和土壤温度存在一定的关系，通过相互关系的探讨，为进一步研究林分结构与土壤水源涵养功能机理提供参考资料，为生态建设中林分结构调整与水源涵养功能的可持续发挥提供科学依据。

祁连山排露沟流域气温、冻土冻融与河川径流特征

通过统计分析祁连山排露沟流域气温、日照时数、土壤温度、降水、冻土冻融及河川径流等监测数据(2002-2011年),研究气温、日照、土壤温度、冻土冻融的变化特征,分析降水、冻土冻融与河川径流的关系。结果表明:年均气温1.7℃,年均日照时数127.1 h,年均土壤地表温度3.3℃,5,10和15 cm深处年均土壤温度2.3℃,20和40 cm深处年均土壤温度2.4℃;土壤开始冻结日期为10月11日左右,冻土结束消融日期为7月18日左右,季节性冻土存在时间为年均278天,占全年时间的76.16%;12月10日之前,冻土增厚的速率约1.22 cm·d-1,此后,冻土增厚的速率逐渐减小,平均为0.78 cm·d-1,直到3月20日左右,冻土增厚的速率减到最小,但冻土的累积厚度增加到最大,年均最大厚度约159.6 cm;从3月20日左右开始,冻土开始消融,消融的速率逐渐递增,平均为1.47 cm·d-1;河川径流量S与降水量P的回归模型为S=2.936P+9.587(R2=0.742 6),河川经流与冻土冻融厚度F d的回归模型为S=-10.361F d+1 388.498(R2=0.701 7)。

祁连山中段青海云杉林土壤养分特征

为揭示祁连山亚高寒山地森林植被建群种之一的青海云杉林地土壤养分的化学计量特征,采用野外取样与室内分析相结合的方法,对青海云杉林1 hm2样地进行土壤剖面取样,论述其有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量特征。结果表明：1）0-60 cm土深有机碳、全氮、全磷和全钾含量的变化范围为42.81-88.15 g/kg、3.04-5.45 g/kg、0.54-0.73 g/kg和20.13-30.47 g/kg,均值大小分别为63.70 g/kg、3.80 g/kg、0.59 g/kg和23.99 g/kg,有机碳和全氮含量变异性较大,而全磷和全钾含量变异性较小。随土层深度增加,有机碳和全氮含量在30 cm土层以下含量趋于稳定,而全磷和全钾含量较稳定。2）0-60 cm的C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K分别为11.97-23.33、69.23-160.76、1.77-3.91、5.17-8.28、0.12-0.25和0.02-0.04,均值大小分别为17.03、109.63、2.67、6.46、0.16和0.02,C/N、C/P、C/K、N/P、N/K比都较稳定,P/K比很稳定。随土层深度增加,土壤C/P、C/K、N/P和N/K较C/N和P/K比变异明显,C/P与C/K比和N/P与N/K比主要受碳、氮元素含量的影响。3）全量养分有机碳、全氮和全磷彼此之间呈极显著正相关（P〈0.01）,与全钾呈显著负相关（P〈0.05）,除全磷与C/N比呈极显著负相关外（P〈0.01）,有机碳、全氮、全磷与化学计量比均呈极显著正相关（P〈0.01）,全钾与化学计量比无显著相关。

祁连山水源涵养功能的生态监测指标与评估指标

以祁连山水源涵养功能体为研究对象,基于森林生态水文学理论,充分利用祁连山森林生态站长期生态监测数据及其研究成果,在流域尺度上,围绕水源涵养功能从水文和生态两方面进行了监测指标选择。同时,对水源涵养功能各水文指标进行了评估。研究结果表明:祁连山水源涵养功能监测包括2大类别、13个一级监测指标和48个二级监测指标,水源涵养功能评估包括8个一级评估项目和22个二级评估项目,并对二级评估项目进行指标量化。然后,将祁连山排露沟流域量化的评估指标与祁连山寺大隆流域、天涝池流域的22年监测数据进行了比较探讨,进一步分析和验证了评估指标。本研究是跨尺度、多种指标综合研究祁连山水源涵养功能评估的初步偿试,为将来综合运用多源数据和定位监测、遥感解译和模型模拟等多种方法研究水源涵养功能机理提供基础数据和参考。

祁连山北坡气候梯度变化对比研究

试验利用祁连山北坡沿海拔梯度布设的气象站的多年观测数据,采取差值对比方法,研究山地垂直气候带的空间梯度变化规律.结果表明:祁连山北坡海拔每升高100m,年均气温降低约0.52℃,≥0℃和≥10℃的年均积温分别降低147.8℃和160.6℃;在海拔1 700～3 300m区间内,海拔每升高100m,年均降水量增加约17.41mm;在海拔3 300～3 800m区间内,海拔每升高100m,年均降水量减少约30.21mm;海拔每升高100m,年均土温降低约0.8℃,生长季节土壤含水量递增约5.13%.年均无霜期减少量是海拔增加量的0.065 9倍.和过去比,近10a来祁连山北坡气温、积温、地温呈波动性变化,略有升高,降水量和土壤含水量也呈波动性变化,但略有下降.

祁连山北坡土壤特性与植被垂直分布的关系

祁连山垂直植被带沿海拔从低到高依次为荒漠草原带、干性灌丛草原带、山地森林草原带、亚高山灌丛草甸带、高山寒漠草甸带,在这些植被带上选择典型的植被类型设置样地,采用半微量凯氏、氢氧化钠-钼锑抗比色法、CaCO3分子式求法、土壤烘干法、环刀法等方法进行土壤特性相关因子调查分析。结果表明:1.荒漠草原带土壤有机质含量只有1.65%,全氮量和全磷量分别是0.14%和0.089%,含量最少,而干性灌丛草原带、山地森林草原带、亚高山灌丛草甸带土壤有机质含量相差不大,都在10%～12%之间变动。2.青海云杉林、高山灌丛林、祁连圆柏林、低山灌丛、牧坡草地、无林地其下0～60 cm的土壤容重依次增大,从0.53 g/cm3增大到1.02 g/cm3。相应地,其下土壤孔隙度依次减小,从72.64%减小到48.11%。3.祁连山北坡不同土壤类型上的优势种数量随海拔升高呈先逐渐增加而后逐渐减少,即呈倒U型分布趋势。了解和掌握土壤特性和植被垂直分布之间的响应关系,可为植被恢复提供科技支撑。

祁连山大野口流域土壤水分空间变化特征研究

土壤水分空间变化是流域水量平衡、水资源管理及利用、林分空间结构调控及土壤水资源植被承载力等研究的热点和关键科学问题。本文按照流域海拔、坡向、坡度、土壤层次、植被类型等不同,布设45个土壤水分监测探头,设置15分钟获取一个数据,对已取得的50万个数据利用变异系数等方法进行分析。结果表明:(1)土壤水分随海拔升高呈波动性增多趋势,可拟合关系式为Sw=0.025 3a-52.546(R2=0.651 5);(2)半阴坡土壤水分比半阳坡高出1.2倍、比阳坡高出1.7倍,半阳坡土壤水分比阳坡高出1.4倍;(3)小于25°的范围内,坡度越大,土壤水分越小;大于25°的范围内,坡度越大,土壤水分越大;(4)亚高山灌丛林土壤水分比乔木林高出1.5倍、比草地高出1.7倍,乔林土壤水分比草地高出1.2倍;(5)除苔藓枯落物覆盖较盖的土壤水分垂直变化从上到下依次表现出高高低的变化趋势外,其它的均表现出低高低的空间变化特点;(6)乔木林缘和阳坡草地土壤水分变异最大,半阳坡草地次之,其它区域的土壤水分变异最小。研究结论可为探索流域水资源管理及利用提供科学依据和参考资料。

祁连山大野口流域土壤水热空间变化特征研究

土壤水热对水源涵养功能的发挥影响较大,为了研究流域空间上的水源涵养功能变化规律,在祁连山大野口流域布设90个土壤水热监测探头,对已取得的100多万个数据采取相关分析、变异系数等方法,研究土壤水热空间的变化特征.结果表明:随海拔增大,土壤水分呈波动性增大趋势,增大率约为2.35%·(100m)-1,土壤温度呈波动性降低趋势,降低率约为0.74℃·(100m)-1.半阴坡土壤水分比半阳坡高1.2倍、比阳坡高1.7倍,半阳坡土壤水分比阳坡高1.4倍.半阴坡土壤温度比半阳坡低1.6倍、比阳坡低2.2倍,半阳坡土壤温度比阳坡低1.3倍.土壤水分与其深度呈二次函数的抛物线变化关系,土壤温度与其深度呈线性函数关系,深度每增加10 cm,其温度降低约0.536℃.亚高山灌丛林比乔木林土壤水分高1.5倍、比草地高1.7倍,乔林比草地土壤水分高1.2倍.亚高山灌丛林比乔木林土壤温度低1.6倍、比草地低2.3倍,乔木林土壤温度比草地低1.4倍.高海拔半阴坡灌丛林土壤温度变化最剧烈,低海拔阳坡草地土壤变化较小.研究成果可为探索流域水资源管理及利用提供科学依据和参考资料.

上颌第一恒磨牙近颊根管解剖形态的显微CT研究

目的:运用显微CT技术观察上颌第一恒磨牙近颊根管的解剖形态,为临床治疗提供参考资料。方法:收集36颗离体人上颌第一恒磨牙,进行显微CT扫描及三维重建,观察其近颊根管的根管数目与根管形态。结果:近颊根管双根管检出率为78%,根管形态按Weine法分为4型:Ⅰ～Ⅳ型的百分比依次为22%、33%、28%和17%,侧副根管的检出率为75%。结论:显微CT显示上颌第一恒磨牙近颊根管的双管及侧副根管发生率高,解剖形态复杂,在临床治疗中应引起高度重视。

一种路由交换阵列节点芯片及其系统的设计与实现

介绍一种面向大数据处理数据中心应用的计算/控制/网络存储的路由交换阵列节点芯片及其所组成的安全交换阵列原型机的设计与实现;该路由交换阵列系统通过因特网远程使用软件定义网络(SDN)方式对高速安全交换网络的内部路由控制和安全等模块进行集中编程控制,满足数据中心对数据传输带宽容量的需求;同时并行计算过程中消除网络传输瓶颈,避免了数据中心网络等资源的长期占用浪费,为下一代数据中心解决方案的形成打下基础。另外还简述了其在金融交易系统领域大数据应用尝试的研究近况。

黑河中游绿洲荒漠过渡带降水-土壤水-地下水相关性分析

土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一,对人类的生存和发展构成了严重威胁。本文在黑河中游绿洲荒漠过渡带建立荒漠化定位监测站,通过降水、土壤水、地下水长期定位监测,采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法,研究了降水-土壤水-地下水的年内年际变化特征及相关回归模型。结果表明:(1)降水、空气湿度、水面蒸发、5 cm土壤体积含水率、地下水埋深近6年均分别为135.92 mm、46.02%、1 108.10 mm、3.46%、265.31 cm;降水、水面蒸发、地下水埋深呈波动性增加趋势,5 cm土壤体积含水率和空气湿度呈波动性略有减少趋势。(2)降水量、5 cm土壤体积含水率和地下水埋深年内变化步调基本一致,而水面蒸发和空气湿度年内变化不一致。(3)降水、5 cm土壤体积含水率、地下水埋深相互关系属高度相关;5 cm土壤体积含率与地下水埋深属于高度正相关。(4)降水、土壤水、地下水模型拟合属高度相关,拟合模型分别可预测降水、土壤水、地下水变化的86.2%、88.7%、80.7%,预测准确率分别可达83.1%、86.2%、76.4%,预测误差平均分别为5.69mm、0.56%、81.58 cm,预测水平在a=0.001(P<0.001)上极显著,模型偏回归系数显著水平a分别为0.50、0.25、0.90,模型通过了R2拟合检验、F方差检验和t偏回归检验。研究成果可为荒漠化防治中的水资源管理和评估提供科技支撑和参考数据。

基于雷达监测河川径流的测量及算法

祁连山大野口流域由于水流急、河面宽,修筑量水堰有一定的难度,准确监测河川径流成了流域水量平衡和涵养水源功能机理研究的障碍。通过大野口流域雷达测流处水面比降、河川横断面面积、水力半径、流速仪实测流量、糙率和谢才系数等一系列测量和计算,可得出雷达监测水位与相应的河川径流量的函数关系式,并绘制出水位流量图。结果表明:雷达测流处水面平均比降为0.028;河川最大洪水断面宽13.4 m,高1.32 m;河川横断面糙率的平均值为0.059;雷达监测水位与相应的河川径流量的函数关系式为Q=0.0018H2-0.0206H(R2=0.9994),该关系式可有效解决修筑量水堰较难而利用雷达监测河川径流的难题。通过研究,可为中等流域尺度上进一步揭示水源涵养功能机理及其流域产流机制提供参考和科学依据,是实现未来水资源可持续开发利用的基础工作,其对认知特定区域水文过程的演变规律,保障内陆河流域水资源合理开发,维持河西地区农业可持续发展具有重要意义。

祁连山大野口流域气温、降水、河川径流特征分析

水库底层深入基岩层,无地下潜流等优势可准确地测得流域河川径流量。通过大野口流域气温、降水和流域河川径流18 a（1994-2011）的长期监测,采用特征值参数计算、回归分析、线性倾向分析、百分比排位等方法对其数据进行处理和分析,结果表明：（1）从特征参数看,气温年际变异最大、河川径流次之,年降水最小;年均气温、年降水量和年河川径流量分别在1.16～2.08℃、307.43～440.69 mm、129.04～204.42 mm区间内变动的年份占68%左右,大气降水的44.57%形成了河川径流。（2）从回归模型看,如年均气温1.62℃、年降水量为374.06 mm,则流域年河川径流量的估计值为165.47 mm。（3）从线性倾向分析法,气温、降水和河川径流均呈波动性上升趋势,其中气温,平均趋势变化率约为0.23℃·（10 a）-1、降水和流域河川径流平均趋势变化率均为18 mm·（10 a）^-1左右。（4）从月份相关函数分析,气温、降水和河川径流在1月份最小,平均值分别为-11.91℃、2.74 mm和0.32 mm;7月份最大,平均值分别为14.38℃、82.48 mm、37.48 mm。通过研究,可为中等流域尺度上进一步揭示水源涵养功能机理及其流域产流机制提供参考和科学依据。

祁连山大野口流域青海云杉林分结构分析

采用特征描述统计、多度分析、相关系数分析等方法，对祁连山大野口流域49块样地的青海云杉群落和林分结构进行研究。结果表明：（1）海拔对树高影响较大，对冠长影响较小，与其它因子不相关；坡向对冠幅影响最大，对冠长、树高影响较小；坡度对这些因子几乎没有影响。（2）从水平结构来看，胸径断面和冠幅投影面积与所在陆面面积比值为0．31％和25．58％，从垂直结构来看，树高、冠长分别为1．10m·m^-2和0．71m·m^-2，从群落位置来看，优势木和被压木占78．08％，占主导位置。（3）径级从1～5cm到26～30cm、高度级从2～4m到18～20m、冠长级从2～4m到12～14m、冠幅级从2～4m到4～6m，其多度分别为89．4％、94．4％、77．8％和82．7％。（4）从相关系数分析来看，径级与多度、冠长与多度均符合三次多项式关系；胸径与树高、冠长、冠幅、树龄均中度正相关，符合线性多元回归函数。本文重点分析了与水源涵养功能密切相关的林分结构因子，为流域林分结构特征与水源涵养功能之间的机理研究提供基础数据和参考资料。

祁连山大野口流域青海云杉林水文特征与生态因子关系研究

为了探讨青海云杉林水文特征与生态因子变化关系,选择大野口流域为试验流域,充分利用历史监测资料以及现有生态监测设施仪器的优势,通过降水、林冠及树干截留、苔藓枯落物截留、土壤水分及温度、积雪消融、冻土冻融、土壤蒸发、河川径流、林分立地条件、林分气象因子、林分结构、苔藓枯落物结构、土壤特性等指标监测,采取特征参数统计、多元函数回归和相关系数等分析方法,研究了水文特与生态因子之间的相互关系。研究结论为:(1)建立了水位与河川径流量之间的回归关系,探讨了祁连山大野口流域河川径流量变化规律;(2)建立了气温、降水、土壤温度、冻土冻融、积雪消融等因子与河川径流之间的相互关系,得出了气温、降水与河川径流的变化趋势;(3)得出了苔藓、枯落物、土壤水热特征以及土壤特性与土壤蒸发之间的生态因子关系。研究结论为山地森林和水资源生态保护与建设提供科学依据和参考。

寡核苷酸促人牙周膜细胞成骨向分化机制的实验研究

目的研究寡核苷酸(ODN)mt01对人牙周膜细胞向成骨细胞分化的影响,为临床药剂的开发奠定实验基础。方法采用人离体牙牙周膜细胞作为研究对象,原代培养牙周膜细胞并传代,取第三代人牙周膜细胞,加入工作浓度为1.0 mg/L的ODN mt01共培养24 h、48 h、72 h和96 h后,通过实时聚合酶链反应(real time PCR)法研究ODN mt01对人牙周膜细胞成骨分化的影响。结果分别作用于人牙周膜细胞24 h、48 h、72 h和96 h后,与磷酸盐缓冲液(PBS)对照组相比,工作浓度为1.0 mg/L的ODN mt01可显著上调人牙周膜细胞中Runx-2、Sp7和Ⅱ型胶原等成骨相关因子m RNA的表达水平(P<0.05)。结论适当工作浓度的ODN mt01可能通过增加成骨相关因子的基因表达水平进而促进人牙周膜细胞的成骨向分化。

黑河中游盐碱地植物生长与水分变化关系分析

为了探索在盐碱地荒漠化防治中植物对水分变化的响应机理,提取黑河流域中游荒漠区建立的试验站长期定位监测的生物量、盖度、土壤各层质量含水率、地下水埋深、降水量等数据,采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法,研究植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型.结果表明,（1）2006-2014 年,盖度、生物量、地下水埋深呈波动性增加趋势,0-10、10-20、20-40、40-60 cm 土壤质量含水率和降水量呈波动性略有减少趋势.（2）在一年植物生长季的3-11 月份,降水量、地下水埋深、土壤各层含水率、生物量和盖度等指标变化趋势基本一致.（3）建立了盖度与生物量、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型以及生物量与盖度、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型,且均通过了R2 拟合检验、F 方差检验、t 偏回归系数检验.建立的模型可以解释植物盖度、生物量的变差分别为95.3%、98.6%.该研究可为盐碱地荒漠化防治的水资源管理以及退耕还林、天然林保护等提供理论支撑和参考数据.

黑河中游荒漠区植物生长与水分变化关系分析

土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一，对人类的生存和发展构成了严重威胁。通过黑河流域中游荒漠区建立的荒漠化综合防治试验站对土壤各层含水率、植被生物量、盖度、地下水埋深、降水量等9a（2006—2014年）长期定位监测，采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法，研究了植被生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。结果表明：（1）土壤平均质量含水率、植被平均生物量、平均盖度、地下水埋深、降水量年均分别为2．38％、136．13g／m2、11．01％、271．63cm、141．56mm年际变化幅度从大到小依次为土壤质量含水率〉植被平均盖度〉降水量〉植被平均生物量〉地下水埋深，其中土壤质量含水率和植被平均盖度呈波动性增加趋势，植被平均生物量、地下水埋深、降水量呈波动性略有减小趋势。（2）在一年的植物生长季的3～11月份期间，降水量、地下水埋深变化步调基本一致，各层土壤含水率变化步调基本一致。（3）植被平均盖度与土壤各层质量含水率中度正相关，与降水量低度相关，与其它因子关系极弱。（4）植被平均盖度模型预测准确率可达79．2％，误差平均为0．381，解释变差可达89．9％。本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。