随着新课程不断推行，地理教学设计越来越重视与新课程接轨，通过查阅三大杂志地理教学类文章可总结以下趋势：第一，新课程理念不断深入。新一轮地理课程改革倡导“学生主体、教师主导”的“双主理念”、“学习对生活有用的地理，对终生发展有用的地理”的“两用地理”理念等。《普通高中地理课程标准（实验）》指出地理课程理念是培养现代公民必备的地理素养；满足不同学生的地理学习需要等理念。这些理念在地理教学设计研究中不断得到探究和体现，许多教师着眼于探索不同的方法实现新课程理念。第二，地理教学设计方式方法不断创新。在观察三大杂志地理教学设计相关文章后发现，在按例说理类文章里，许多教师探索着基于各种不同理论的教学设计方式。第三，信息技术得到广泛应用。在三大杂志57篇按例说理类文章中有17篇关于信息技术的应用，如数字星球系统、地理信息系统、虚拟三维地球仪软件等技术。随着信息技术的不断发展和科技的日新月异，今后的教学设计将不断应用信息技术的优势实现自身发展。
二、地理学习环境设计概述
“学习环境”是指学生与学习资源之间面对面交流的一种学习状态或学习境况。地理学习环境是在地理学特征基础上运用所有教学资源创设的有利于提高学生地理知识和技能学习，形成空间思维能力的环境。学习环境设计是新时期教育思想和理论变革的产物，是建立在二十世纪以来建构主义和认知主义学习理论发展基础上的新学习理论。它是能较好体现信息社会教育特征的一种现代教学设计，旨在创立一种有效学习、积极学习的环境以促进学生对教学内容的自我理解和掌握、促进学生自我认识能力提高。
1.地理学习环境研究现状
关于学习环境研究，很多学者从不同角度做出了许多努力。Hannafin&Land在1997年提出建构主义学习环境的核心要素即心理学基础、教学论基础、文化基础和实用基础。当今很多关于学习环境的研究都建立在这四个基础之上，钟志贤在2005年也提出任何学习环境设计都离不开五大理论视角，即心理学的、教育学的、技术的、文化的和实用主义的视角。情境化思维与真实境脉在学习环境建构中具有重要作用，Brown等认为知识、思维和学习的境脉相互联系。一些建构主义环境提供了宏情境，将相关信息置于或者镶嵌其中，而不是提供孤立的信息。学习环境也重视多种观点的协商和解释，许多建构主义学者强调学习的社会中介，通过探索、协商和解释，理解得以深化。建构主义学习环境另一个潜在价值观是个人信念和经验为新的理解提供独特的个人框架。地理学习环境设计研究属于学科学习环境设计研究，目前大部分关于学习环境设计的研究都着眼于通识教育的角度，国内关于学科学习环境的研究尚处于起步阶段，地理学习环境设计的研究也较少。
2.地理学习环境研究趋势
学习环境的创建主要有两种关于情境的理论，森杰的实习场理论和莱夫和温格的实践共同体理论。Senge将这种设计看作创设实习场。所谓实习场即一种与真实场地分开的情境脉络，所有努力都是为将真实的活动安置在这个境脉中，学习者遇到的问题将和真实环境下相一致，即一种模拟真实环境的境脉。抛锚式教学、基于问题的学习和认知学徒制就是实习场的典型案例。莱夫和温格（Lave&Wenger，1991）提出实践共同体的概念来体现活动将个体与共同体加以联系的重要性和共同体使个体事件合法化的重要性。罗斯（Rose，1998）认为实践共同体就是具有共同成员介入共同的任务，具有相关的实践和资源，具有没有异议的背景假设，共同人可以写常识和实际理由。笔者认为创建一种符合学生认知方式、符合地理学特征、具有时代特征的学习环境是地理学习环境设计的研究重点，应具有以下趋势：丰富地理学习环境设计的理论基础，体现学科特性；紧随时代潮流，善用信息技术辅助学习环境；切合新课程理念，促进地理课程发展；不断创新方法和技术，拓展地理学习环境的深广度。
三、地理教学设计和学习环境设计差异分析
地理教学设计与学习环境设计作为两种预设型地理教学模式，根据以上论述可以看出，教学系统设计与学习环境设计无论起源还是具体趋势都有一定差异，主要表现在建构的基础、设计的目标、关注的对象、操作的方法等方面。
四、从地理教学设计到学习环境设计变化动因
1.更切合新课程理念
如果说新课程背景下的教学设计是“以学生为主体、以教师为主导”的“双主理念”下的教学设计，充分体现以学生为中心，那么地理学习环境的设计将是一种完全以学生为中心创设的环境。以学生为中心、以学习者为中心的学习环境，提供了互动的、鼓励性的活动，能满足个人独特的学习兴趣和需求，在不同复杂程度下加深理解。近年来以学生为中心的认识论如雨后春笋般大量出现，这些理论就包括诸如基于问题的学习、抛锚式教学、认知学徒制、交互式教学、基于目标的情境、基于项目的学习、建构主义学习环境和开放学习环境等。尽管在应用范围、技术和方法上这些方式都各有不同，但基本上都体现了如何加深学生理解的本质和最适于促进学习的方法的相似假设。另外，地理学习环境是在与实际极其相似的境脉中培养学生独立自主解决问题的探究能力和学生相互之间交流合作的能力，解决的这些问题也都与生活中面临的问题相类似。因此，学习环境设计所创设的是一种与新课标“学习对生活有用的地理，学习对终生发展有用的地理”理念相契合的环境。在这样的环境下，获取知识与技能不再是学习惟一目标，培养个人能力，促进自身全面发展与获取地理知识一起成为地理学习环境所追求的结果。
2.理论基础更合理
教学系统设计建立在客观认识论基础上，受到行为主义和信息加工理论的影响。由于行为主义力求用外显的行为来解释学习，而信息加工理论依赖于符号认知，集中于有意识的推理和思维，忽视文化和物理的情境脉络，因此教学系统设计是从系统的角度关注系统要素，偏重微观知识的呈现、传递和教学策略的设计，注重学习结果和学生外在行为变化的分析。虽然不同学习环境有不同的理论支持，如情境理论、分布式认知、活动理论、建构主义理论等，但它们大多建立在主观认识论或主客观互动的认识论上。学习环境的设计是从宏观角度关注学生的学习活动，注重学习情境的设计、认知工具和资源的设计以及学习共同体的设计。这种设计是动态的，没有固定的步骤和策略，以一种框架的、非线性的形式提供一些设计的思想和原则，从理论上来说也更加合理，地理学习环境更加符合学生认知发展规律。
3.现代技术不断发展
伴随时代的进步和科技的发展，在教育领域中信息技术的应用逐步扩展，地位日渐突出。首先，教学系统设计的发展从技术角度分析基于摄影、幻灯、投影、无线电广播、电影、电视、语言实验室、计算机等多媒体。其次，从信息传播角度来看，这些媒体内容的表征是单一的、播放式的、线性的，人们通常把这些媒体只当作教学系统设计的一个要素，设计者通过比较不同媒体的教学特性、教学作用并结合所讲教学内容选择合适的教学媒体。随着信息技术的不断发展，微电子技术和计算机技术发展为当前教育信息技术的主要基础，这类信息技术以信息处理为核心，以硬件、软件等为手段。从信息传播角度分析，这类信息技术内容的表征是综合的、交互的、非线性的，人们不再把信息技术只看作教学系统的一个要素。在这种环境中，教室的实体界限开始变得模糊，学习活动可以不分时间与地点在一个虚拟的“电子教室”中进行，数据库中存储有许多与课程相关的辅助教材与练习题，学习者可透过网络更快速与便捷地获得参考资料，与同学交流沟通更趋便利。通过各种网络通讯工具，学生之间可以匿名方式讨论交流，这里的学生不再限制于一个班级一个学校，而有可能来自不同省区，甚至不同国家。学习环境设计关注如何利用信息技术营造互动的教学环境和学习环境。学习环境中如何促进学生的学习活动、实现学习目标以及培养学生的高级思维能力等是重要的考虑因素，也是学习环境的优势。
五、思考与总结
南水北调中线工程是解决我国北方地区严重缺水的关键工程，其水源地生态环境保护则直接影响甚至决定着水质和工程的效益，因此，丹江口水库水源地生态环境管理在南水北调中线工程中具有重要作用。当前，丹江口水库库区生态环境并不乐观，水土流失现象还比较严重，工业点源污染治理任务艰巨，农业面源十分普遍。为了确保南水北调中线工程的正常运行和库区生态、经济与社会的可持续发展，加强对水源地库区生态敏感区环境状况的监测和科学、信息化管理具有十分重大的现实意义和长远意义。
当前，GIS技术已日益成熟，利用3S技术实现对库区生态环境的监测、预测和管理已不存在任何技术问题。GIS已经应用于土壤侵蚀的监测、水土保持规划及水保措施的评价等许多方面。如水利部遥感技术应用中心于80年代组织全国有关部门进行土壤侵蚀调查和编制全国土壤侵蚀图，并完成了1∶250万全国水土保持信息系统；此后，水利部水保司及有关单位又在一些重点治理区，如江西省用GIS对1982、1992、1996年底的水土流失状况进行了对比，评估治理效果；天津水利水电勘测设计院航测遥感院在1995年开发了永定河水土保持动态监测系统，以评估水保治理成效。
因此，建立丹江口水库水源地生态环境管理信息系统不仅具有必要性，而且具有可能性。功能强大、实用性能良好的库区生态环境管理信息系统，将大幅度改善和提高水源地生态环境管理工作的效率、质量与科学决策水平。
二、丹江口库区生态环境及其保护与管理现状
丹江口库区水源区，包括汉江和丹江口两大水系，涉及豫、鄂、陕、甘、渝、川6省（市）48个县（市、区），其中河南省7815.34平方千米，涉及南阳市境内面积6361.94平方千米，其中，西峡3131.57平方公里，淅川2821.46平方千米，内乡37637平方公里，邓州市32.21平方公里。
（一）丹江口库区生态环境现状
丹江口水库是我国水质最好的大型水库之一。2004年2月，南阳市环境保护监测站监测人员在丹江口水库随机取出样品水进行了监测。结果表明，25项指标除了总氮指标达到国家地表水二类标准外，其他24项指标全部达到国家地表水环境质量一类标准。其中，铜、锌、镉、硒、砷、铬（六价）等14项指标在国家规定监测方法内未检出（也就是说完全符合国家地表水环境质量一类标准）；PH值8、化学需氧量、高锰酸盐、溶解氧、氨粪大肠菌群，完全符合地表水环境质量一类标准。总体上达到国家地表水二类标准以上。
但是，随着库区经济社会的发展，库区生态环境正在恶化，影响水质的潜在因素正在凸现，水质稳定在二类标准，需要艰苦的努力。
1、水土流失
严重的水土流失的形成既有自然因素，更有人为因素。
根据2000年全国第三次水土流失遥感调查资料，南阳市丹江口库区及上游流域强度流失面积446.87平方千米，占总面积的7%，中度流失面积1369.7平方千米，占总面积的21.5%，轻度流失面积1552.44平方千米，占总面积的24.5%，三者合计3369.01平方千米，占总面积的53%，年平均土壤侵蚀量990万吨，平均土壤侵蚀模数2938吨/平方千米，水土流失现象比较严重。
从自然因素上看，一是地形，该地区山地和岗地面积广大，其中坡度25。以上的坡地就占到山地和岗地总面积的52％。二是成土母质，该地区的成土母质多为易风化的花岗岩、片麻岩和沙砾岩，一旦遭遇强度大的降水，极易造成土层坍塌，泥沙顺水而下，形成泥石流。三是植被，由于库区居民大规模的垦林开荒，地表，提供了大量的泥砂源，同时，部分山区特别是丘陵地区植被稀疏，土壤凝固力差，极易造成水土流失。四是降水，库区处在夏季降雨的中心，每年5—9月份暴雨频繁且强度较大，为水土流失提供了动力因素。
从社会因素看，丹江口库区的森林植被遭到了不同程度的破坏，是该区水土流失最重要的社会因素。主要表现为：第一，经济建设对木材的巨大需求。当地政府因为经济建设的需要，对森林进行大规模的开发，但由于对木材的采伐缺乏计划性以及对再生林的培养缺乏更新性，使得森林资源面积越来越少。仅在西峡县，国家就设置了三个国有林场，先后采伐了2万多公顷的原始森林，而属于死保护区的林区，现在也所剩无几。第二，农业用地对森林植被的强夺。丹江口库区90％都是生活在深山的农民，当地居民人均耕地不足0.43公顷，靠这仅有的土地根本养活不了自己，又不能从农业之外的产业中找到摆脱贫困的出路，就只好把矛头转向林地，不断地伐木毁草，不断地开辟土地。这种农民收入完全来自农业的经济结构，必然导致经济—生态陷入“越穷越砍，越砍越穷，砍光了就去山上开荒”的恶性循环，使得森林面积急剧减少。除了森林植被的大面积锐减，人们在进行生产建设的过程中，肆意地开山炸石，任意地弃渣置物，都会造成库区一定程度的水土流失。
严重的水土流失，造成雨季泥沙俱下，大量的泥沙在库底淤积，使得水库的库容减少，工程效益降低。据有关资料统计：1968—1988年20年间，丹江库区淤积泥沙达12.1亿吨，已占水库库容的8％。即使按着这样的淤积速度，水库的使用期也将受到极大的影响。同时，由于泥沙携带了大量的养分、重金属等有害物质，进入库区水面，使水库水质富营养化，加剧了水体污染，这将严重影响到南水北调中线工程的安全运行。
2、水质污染
丹江口水库入库干、支流汉江、堵河、天河、浪河、淄河、神定河、泅河、官山河、剑河、老灌河等河流的沿岸城镇废水大都未经处理直接排入水库，库区已受到了汽车制造、机械加工、化工、建材、造纸、食品、采矿、制药等多行业的污染。据估计，库区城、乡和工业企业向丹江口水库年排污水量达1亿吨，加上不适当使用化肥、农药，使库区局部有富营养化发生的趋势。
据南阳市环境监测站对丹江口水库水质的多次连续监测，综合数据表明：丹江口库区总磷总氮明显超标。其中总磷浓度为0.02—0.05毫克／升，总氮浓度为1.48—1.60毫克／升，分别超过国家地表水环境质量标准IV和劣V类，达不到集中式生活饮用水源一级保护区二类水质和调水水质的要求，有明显的富营养化趋势。库区近年已检测出微量有机物达200余种，从历年库区底质检测还发现有含量极微的毒害物及重金属。由此可见，丹江口库区的生态环境开始出现退化。水体一旦富营养化，就很难治理和控制，势必影响到南水北调中线工程的调水质量，这样投入巨资的南水北调中线工程将失去其应有的意义。
水体污染的主要污染源是：
（1）工业废水污染
丹江口库区经济相对落后，工业门类不多，且多以污染大、耗水多的重工业为主，而缺乏低污染或无污染的轻工业。例如浙川县的造纸厂、化肥厂、冶炼厂，都是排放污水的大户，由于这些企业的治污技术和设备比较初级，致使大量矽废水、污水无处排放，只好顺流而下，汇人丹江，废水中的有害物质，就会造成水体的严重污染。
（2）城市生活污水污染
仅以丹江所依托的淅川县县城为例。浙川县城区人口约有8万多，年排放生活污水1314万吨，污水中含有的COD、N、P等多种有机污染物未经处理，直接进入水体，造成河道污染呈加剧趋势。
（3）农药化肥污染
现代农业的一个重要特征就是大量使用化肥、农药。丹江口水库的辐射区域都是重要的农耕区，农民在进行现代农业生产过程中，因经济利益驱使，不可避免地要使用化肥农药，未经作物吸收利用的农药、化肥，通过地表径流、地下渗透等方式，进入库区水体，从一定程度上也加剧了丹江水体的污染。
（二）丹江口库区生态环境保护与管理现状
随着南水北调中线工程的实施，丹江口库区生态环境保护越来越引起政府和企业的重视，近两年来，已经关、停了部分严重污染的企业，各项水土流失治理措施也开始进一步实施。但是，当前仍然存在着不少问题。
1、没有库区生态管理信息系统，缺乏水量、水质和生态环境综合变化趋势信息。
到目前为止，参与库区生态环境管理的各个部门和团体之间，缺乏有效的沟通，大多在独立行事，根本没有库区生态环境管理系统，大多没有任何现代化的环境监测系统，对整个库区生态环境的认识和管理具有一定的盲目性，缺少库区生态环境、水质等的综合数据，环境决策缺乏必要的信息技术支持。
2、当地居民生态意识淡漠
生态环境效益是一种开放性的公共效益。生态环境好的地区不能从中得到直接即期的回报，就会对生态环境保护持一种“事不关己，高高挂起”的逃避心理。因此，生态环保意识难以深入人心，生态环境保护也就缺乏其内在的动力。尤其是在经济落后、耕作业为主的丹江口库区，当环保意味着限制耕地、减少采伐而牺牲眼前经济利益的时候，从地方各级政府到普通的老百姓，就都没有了环保的积极性和自觉性。另外，退耕还林、还草这些直接恢复生态环境的政策虽然有着巨大的长远意义，但在短期内却解决不了水源区260万居民致富和经济发展问题。而解决不了这个问题，即使花大力气把生态环境恢复了，也还会再度破坏。
3、生态环境保护基础较差
丹江口库区目前还没有建立起完整的生态环境保护体系。毁林、开荒、围库造田、乱捕乱杀，使得生物多样性指数下降；农药、化肥、污水的滥用乱排，使得土壤板结退化。由此可见，诸多因素综合导致库区部分区域生态环境遭到破坏，要进行生态环境保护的基础较差。
4、环境的监管和执法力度不够
丹江口库区有关部门在对排污企业的现场检查时，虽然多次监督排污单位污染防治的运行，但缺乏完整的监管体系和强有力的执法队伍，致使这些环境问题不能得到及时有效的处理，造成排污企业违法排污现象时有发生。
因此，建立库区生态环境管理信息系统具有十分重要的现实意义。
三、GIS的功能与结构
地理信息系统（GeographicInformationSystem）简称GIS，是指各类空间数据（反映整个地球表面或深部、整体或区域之资源、环境的现势和变迁）和表达其特征的属性数据，以及这些数据在计算机中的采集、存储、管理、建模、输出的技术系统或基础平台。它是一种集地理、地质、测绘、遥感、环境、应用数学等为一体的综合性科学。
地理信息系统是采集、存贮、分析、再现空间信息的信息系统，它不仅利用属性数据，更重要的是利用空间数据。GIS通过将地理空间模型化并存储在计算机中，便于对地理信息的快速查询、空间分析，以达到对研究对象进行描述、模拟和预测的目的。相对于常规意义上的信息系统，因其能进行空间分析而更能全面、直观、动态地采集和利用信息，因此是更加完备、更加成熟、更加有用的信息系统。它具有以下功能：①具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息的能力，具有空间性和动态性；②以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合和动态预测能力，产生高层次、高质量的地学派生信息；③由计算机支持空间数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地学分析方法或模型，作用于空间数据，产生有用信息，快速、准确地提供科学决策依据。
GIS具有多样化的信息来源，遥感、测量、地图、GPS、文字报告等都可以为GIS提供数据。能同时使用、综合分析属性数据和空间数据，具有空间查询、分析功能，相对于其他信息系统具有非常直观、形象的工作方式。根据用户的需要，可以输出文字报告、专题地图，还可以输出电子地图、多媒体信息等数字化产品。此外，GIS与遥感（RS）、全球定位系统（GPS）结合和集成，可以实时利用信息，且具有很强的信息检索和综合能力，大大缩短了管理和决策的周期。因此，GIS特别适合水环境保护方面的需要。
地理信息系统由数据、用户、软件和硬件组成，其中数据是研究的核心，用户是工作的方向和目的，软件和硬件是GIS的基础。地理信息系统作为一种基础平台，由数据输入子系统、数据（图形和属性）编辑子系统、数据库管理子系统、空间分析和查询子系统及输出子系统五大基础部分组成（图1）。
图1GIS各组成部分及其相互关系
数据输入子系统：是对空间图形和特征属性数据的采集和录入，包括数字化仪跟踪、扫描矢量化、GPS输入、其它格式数据转换。数据编辑子系统：进行图形整饰、属性挂接、错误检查、误差校正、投影转换和拓朴关系的建立等。数据库管理子系统：包括图形库和属性库的管理以及与图形有关的系统库的管理。空间分析和查询子系统：是对数据的利用，通过基本的空间计算和空间分析模块进行地形分析、叠加分析、缓冲区（buffer）分析、相邻连接分析以及检索查询。输出子系统：实现图形和属性数据以及分析结果的输出与显示，包括生成图表、地图制图、数据转换。
四、丹江口库区生态环境保护与管理信息系统的设计和开发
本文利用先进的GIS技术将图形和空间属性有效地结合在一起，利用当前流行的面向对象的快速应用开发工具语言——MATLAB6.0，以MAPINFO为工作平台，开发出一套WindowsXP全汉化可视化的图形用户界面，并具有人机交互功能的丹江口库区生态环境保护与管理信息系统软件。它将传统的手工、单一、静态为主的分析技术推进到多变性、多源数据、时空相结合的综合分析技术的高度。设计出适应现场需要的、可视化的友好用户界面。
（一）系统结构组成
系统的总体构成包括输入数据、数据查询、图形显示、数值分析、多源数据库、辅助决策、评价系统等7大子系统。各子系统又分成若干功能模块，参见图2所示。
丹江口库区生态环境保护与管理信息系统应用地理信息系统方法组织和管理有关的各类数据，通过计算机多种处理建立模型、进行水质预测预报。
（二）系统开发语言
在开发过程中以MATLAB语言编制系统界面，实现有关数值的计算，完成对数值计算的前后处理，提供MATLAB软件运行所需的后台环境。而对空间信息的显示、编辑和各种空间分析功能的实现则利用MATLAB函数来调用MAPINFO所提供的有关模块来完成。必要时也可用VISUALBASIC等语言进行编程。
MATLAB是一种面向对象的在WindowsXP平台上广泛使用的可视化编程语言。它借助对象模式，利用它可以很方便地建立应用程序的可视化界面。MATLAB具有较强的数值分析、绘图、动态分析等方面的功能。在对实现空间地理信息的显示、编辑及实现空间分析的各种功能方面也有较好的界面。
图2丹江口库区生态环境保护与管理信息系统结构示意图
（三）系统开发环境
本系统的开发和运行是在WindowsXP可视化环境下和MAPINFO平台上进行的，在开发过程中充分利用了WindowsXP友好的图形界面，以及MAPINFO所支持的后台运行技术等其他应用程序。
（四）系统主要功能
本系统可以划分为数据输入、查询、数值分析、多源数据库管理、辅助决策、评价系统、打印输出等7大类10多个功能模块。其主要功能是：
1、支持多种数据的采集与管理。包括地形图、各种专题图、卫星与航空等遥感数据的分析与管理、GPS数据、统计数据、影象数据等。
2、与多时相遥感数据结合，实现动态监测功能。如水土流失状况与土壤侵蚀状况、植被的覆盖度、长势、叶面积指数、植被类型等、土地利用状况变化（如居民点、工厂、农用地等）、水质污染与水体含沙量、水面面积、水量、地形地貌等。
3、制图功能。可制作各种地图和统计图。地图如植被分布、水域分布、居民点分布、工业分布、污染源分布等，统计图如各种曲线图、饼形图、箱形图、条形图等。
4、查询功能。如定位查询：指定空间位置查询有关属性，如查询某地的土地利用现状；选址查询：根据单一属性条件或复合属性条件查询适配区域，并把符合条件的区域显示在屏幕上；空间方位查询：可在单一图层或跨图层查询等。
5、分析功能。如数字地形（DTM）分析：三维地形分析、坡度图、坡向图、淹没面积分析；多图层叠加，实现信息复合分析；区域模型分析（如回归分析、层次分析、趋势面分析等）。
6、预报、模拟与预警功能辅助决策。包括预报模拟、预警功能，曲线及图形走势分析等。
7、输出功能。如输出统计图、报表；地图（专题图、三维地形图）；计算机图形（电子地图、动画等）。
五、完成本项目所具备的基础
南阳师范学院旅游与环境科学系GIS专业是豫西南唯一的GIS专业，经过近些年的发展，GIS教学、科研和硬软件已具有初步规模和水平。目前，直接从事GIS教学科研的教师已达10人，其中，GIS专业本科毕业生2名，相关专业硕士毕业生5名，计算机专业本科毕业生3名。参加人员士1名，硕士5名。教授1名，副教授4名。硬件方面，我系GIS实验室拥有宽幅扫描仪一台，惠普AO幅面彩色喷绘打印机一台，AO幅数字化仪一台，2.4G以上微机10多台，全站仪一套，GPS定位仪器10多个。软件方面，拥有CityStar3.0、MapGIS6.0、MapInfo7.0、Arcinfo9.0各一套。GIS专业已经完成相关项目多个，如社旗县土地利用图、镇平县基本农田保护规划、新野县小康村规划、卧龙区旅游资源规划、南阳市水资源信息管理系统等。该专业近年来还发表有关GIS论文10多篇。总之，南阳师范学院GIS专业具有一定的科研实力，完成本项目具有较好的基础。
我国相关法律法规中对矿山地质环境进行了明确规定，作为矿山采矿权人有责任对矿山开发中破坏的地质环境进行治理，但是由于受到我国国情及社会形态影响，只有很少一部分矿山企业会对矿山地质环境进行保护与治理，再加上我国小型矿山的比例近95%，所以矿产资源开发中的不合理开发、无视矿山地质环境保护工作等现象十分普遍，导致部分矿山地质环境及周围生态环境都遭到了严重破坏。本文认为矿山地质环境保护与治理主要存在以下几点问题：
1.1矿产资源开发与环境保护之间的矛盾地方政府及矿山企业大力开发矿产资源的主要目的在于创造经济效益，而大部分矿产资源开发过程中由于过于强调经济效益最目标，而严重忽略了矿山地质环境保护和土地资源节约利用的重要性，从而导致矿山企业运行中没有对矿山地质环境进行保护与治理，从而使矿业开发中不断衍生出新的地质环境问题，从而使其进入到一个恶性循环中。现阶段我国矿山地质环境保护与治理依旧处于较低水平，矿产资源开发创造的经济效益与环境保护创造的综合效益一直处于相互矛盾状态。
1.2矿山地质环境保护法律法规不完善现阶段我国相关法律法规对矿山地质环境保护的管理相对较为薄弱，虽然很多法律条文中要求矿产资源开发中必须对矿山地质环境进行保护与治理，但是相关法律法规中没有对具体的地质环境保护管理制度和规章进行界定。矿产资源开发管理部门的分散导致其环境执法管理存在职责交叉现象，管理体系的不完善是限制矿山地质环境保护与治理工作的主要原因，而且该项工作在开展中严重缺乏完善法制保障，难以威慑一些矿山企业对矿山地质环境的破坏行为。一些开采时间较长的矿山已形成了较为严重的地质环境问题，但是在追责过程中难以找到主要责任人，或矿山地质环境保护与治理资金来源的不持续性，使其难以形成一个长期有效的保护与治理机制，从而导致矿山地质环境保护与治理工作的成效普遍较差。
1.3矿山地质环境保护与治理应用技术落后我国矿山企业主要以小型矿山企业为主要成分，由于这类矿山企业在矿产资源开发中，存在矿坑设计不合理、采矿方法不当以及工艺技术落后等问题影响，甚至一些小型矿山企业还在使用“崩塌法”“放大炮”等传统开采技术进行矿产生产，导致矿山地质环境保护的严峻性和提高矿山地质环境治理工作的难度。再者，矿山地质环境保护与治理工作是一项技术性很强的工作，而一般的环境治理与保护技术无法满足矿山地质环境实际需求，在治理过程中由于受到矿山地质环境复杂、调研工作不到位以及经费不足等问题影响，导致矿山地质环境保护与治理中存在治理不彻底、治标不治本等问题，这势必会对我国社会经济的稳定发展产生影响。
2、加强矿山地质环境保护与治理工作的对策建议
2.1加强相关法律法规的建设与实施现阶段我国有关部门必须要将完善矿山地质环境保护与治理的法律法规、监督管理机制作为主要内容，只有健全的法律法规才能使矿山地质环境保护与治理向法制化、制度化、规范化以及科学化方向发展，以便于可以在新时期实现矿山企业的可持续发展。各地方政府应结合本地区矿山地质环境特点来完善环保的法律法规，并要基于可持续发展角度来建立产业政策和技术规范，将监督管理贯穿到各类矿产资源开发全过程，这样才能使我国矿山地质环境保护工作尽快走上法制化道路。再者，我国政府及有关部门必须要完善矿山地质环境保护监督管理体系，确保主管部门后要求其不断加大对矿山地质环境保护与治理工作的监督与管理，通过执法力度来彻底消除该项工作中所存在的问题及不足，并进一步落实矿山地质环境保护与治理责任制，确保通过矿山环境保护与治理工作来提高矿山环保力度。
2.2依靠科技进步来提高矿山开采技术水平矿山地质环境保护与治理工作的顺利开展必须依靠先进采矿技术作为支撑，因此，这便要求我国矿山企业及相关领域要不断加大技术创新与技改力度，全面推动我国矿山生产领域进入新一轮产业技术升级，这对实现我国社会生产领域的可持续发展有着重要意义。矿山企业要在国家的宏观调控下不断提高科学技术水平，逐步施行强化技术改造和技术革新政策来推动其不断改造设备及生产工艺，积极采用国内外先进的新技术、新工艺、新设备以及新材料投入到矿产资源开发中，确保矿山企业在提高经济效益的基础上降低对矿山地质环境产生的影响。
2.3加大科学技术在矿山环境保护中的应用先进的科学技术是加强矿山地质环境与保护工作的重要保障，所以矿山企业要不断加大矿山环境保护及治理技术的研究应用，尤其是要不断加大对矿山的综合利用、尾矿、矿渣等开发利用的科技投入和生产开发研究工作，这样不仅可以有效提高矿山企业的整体生产效率，也可以降低矿山开发中对地质环境产生的影响。矿山企业要根据实际情况来积极引进和使用矿区损毁土地复垦及生态重建技术，通过加大矿山环境治理与土地复垦力度来提高我国矿山地质环境保护工作水平。
2.4境保护的经济政策，通过建立一个多元化、多渠道的投资机制来调动社会各领域的积极性，这样才能有效解决矿山地质环境保护与治理工作资金难得问题。各地方政府要制定矿山地质环境保护与治理的优惠政策，调动矿山企业和全社会积极投入到矿山地质环境保护与治理工作中，将矿山环境治理纳入到经济市场机制中，通过我国经济市场的调节作用来促进矿山地质环境保护与治理，这对实现我国社会各领域的可持续发展战略有着重要意义。
3、结语
因为影响气候的两个主要因素是气温和降水，所以我们需要从这两方面分析信息，概括其气候特征。教师要展示我国温度带分布图、干湿分布图、我国气候分布图以及气温降水柱状图。首先，通过我国温度带分布图，可以明确东北地区处于温带范围；其次，通过分析干湿分布图，可以概括出东北地区属于湿润半湿润地区；最后，结合气温降水柱状图，根据气温和降水的分布特点，可概括出东北地区夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。此外，根据一月平均气温可以判断该地位于哪个温度带，即T⒈>15ºC为热带，-10ºC<T⒈<0ºC为温带，T⒈<-10ºC为寒带。确定好东北地区的气候后，便可以分析气候对当地农业的影响了。气候对农业的影响主要可以从下几方面分析。（1）耕作制度：东北地区熟制为一年一熟，主要限制因素是热量。（2）农作物品种：主要种植喜冷凉作物，适于种植春小麦、大豆、玉米、高粱、水稻、甜菜、土豆等，南部可种植冬小麦。（3）农业活动安排：春播，夏管，秋收。（4）农作物生长季：4～10月。
（二）地形特征
地形是一个地区的主要框架。我们可以通过观察某地区的形状特征确定该地区。教师首先展示出东北地区的地形图，要求学生观察地形图，找出东北地区的地形种类，并能够说出相应的地形区名称。其次，教师让学生将这些地形区的相对位置在白纸上画出来，然后描述东北地区的形状特点。最后，教师让学生尝试分析不同的地形对不同农业类型的发展有什么影响。教师讲解分析：东北地区的地形主要有平原、山地、高原、丘陵，相应的地形区为东北平原（松嫩平原、三江平原、辽河平原）、大兴安岭、小兴安岭、长白山地、内蒙古高原、辽东丘陵。东北地区地形可以说是类似于“马蹄形”。农业类型发展要做到“因地制宜”：平原地形适合发展种植业，山地—丘陵地形适合发展林果牧业，高原地形适合发展畜牧业。因此，东北地形的多元化为其农业类型的多样化奠定了基础。
（三）河流特征
河流的流向受地形地势的影响显著，因此分析完地形特征，可以接着分析河流特征。教师展示东北地区的水系图，询问学生看到了什么，然后要求学生找到以下五条河流：辽河、松花江、嫩江、乌苏里江、黑龙江，之后再分析河流的水文特征，主要从“两期两量”等方面分析。汛期：春夏两汛。结冰期：有冰期，冰期长。流量：较大。含沙量：较小。最后可以概括出：东北地区河流众多，水量充足，农业灌溉水源丰富。
（四）土壤特征
土壤是农作物生长的基础物质。高中阶段，学生只需要能够根据土壤表面颜色断定土壤类型，并了解相应土壤的分布范围即可。所以，高中学生要掌握我国主要的土壤——黑土、黄土、红土、砖红壤的分布范围。首先，教师展示东北地区的黑土分布图，让学生找出黑土和黑钙土的分布范围。由图可见，黑土和黑钙土主要集中分布在松嫩平原、内蒙古高原和三江平原西部。然后，教师让学生阅读课本内容，概括出黑土的特征：土层深厚，土壤肥沃，有机质含量高。
（五）生物特征
气候直接影响到区域的生物。首先，植被类型：东北地区主要受温带季风气候影响，相应的植被是针叶林和温带落叶阔叶林。教师展示东北地区植被分布图，让学生在图中找到针叶林和落叶阔叶林的分布范围。由于寒温带分布范围小，所以针叶林主要分布在寒温带那一块区域及部分山地，其他大部分是温带落叶阔叶林。因此，东北林业发展范围很明确，该种植什么树种也明了。内蒙古高原主要有广阔优质的草原资源，有大片的林草地，为牧业发展提供了良好的条件。其次，生物种类：东北地区拥有很多淡水河流和湖泊，辽东半岛还邻近渤海和黄海，拥有大面积的浅水滩涂，所以渔业资源丰富。
为了能够让学生树立正确的、科学的环境观，教师要在教学过程中优化每一个环节，让学生在各个环节中不断地强化他们的环境优势。所以在教学的过程中要充分调动学生的主观能动性，发挥学生的主体作用。比如：在《高中地理》的第八章中讲到的全球环境问题之一——温室效应。第一，可以让学生阅读材料“温室效应浅析”，并引导学生思考：为什么会产生温室效应？第二，让学生们自己看关于温室效应所产生的影响的影片，来讨论温室效应的主要影响。第三，通过总结来思考人类的活动对温室效应所产生的影响到底会有多大，温室效应的产生和我们现在的生活方式有什么联系。通过这样的教学活动，让学生深刻地意识到温室效应的不好之处，并且用实际行动来贡献出自己的一份力量。这样学生不但知道了温室效应的坏处，还让自己得到了成长。
2.联系生活实际，增强环保意识
为了能够更好地进行地理教学，增强学生的环保意识，就可以采用启发探究式的教学，适当地运用互动式的教学方式，组织学生表演一些关于环境的小品，通过课堂的学习和课外实践来提高学生对环境污染的认识。教师可以定期地组织一些活动让学生去一些地方捡捡垃圾，或者在春天的时候去植树，让学生更深刻地体会到环境保护的重要性，使学生自觉养成良好的个人生活习惯，并且会积极地参与环境的改善。
3.开展丰富多彩的课外活动
环境教育不是一种强迫性的教学方式，它本身就是一种感知性的教育活动，强调了学生、教师与环境之间的关系。地理教师教学不能一味地单调地讲书本上的知识，要让学生“在环境中学习”，可以定期地组织学生去参与以环境为主题的野外考察、社会调查、参观采访等实践活动，使学生在实践当中真正地感受到环境以及环境问题是与他们的生活息息相关的，从而不但学到了知识，更加提高了自身素质；除此之外，还可以组成一些环境兴趣小组，对环境保护等有兴趣的同学可以去进行气象观测、水污染采样化验以及环境质量的检测等活动，遇上一些与环境等有关的节日的时候可以进行多种形式的专题纪念活动，比如“植树日”“地球日”“节水日”“环境日”等；条件允许的话还可以开展关于环境的专题讲座，比如国际上关于环境教育在不同的发展时期的一些主要特点，还有国内外中小学对环境教育的一些情况。
在教学中教师要用不同的方式来帮助学生进一步巩固环境知识，陶冶环境道德情操，提高环境保护技能和环境宣传能力，养成良好的行为习惯。在实践当中，笔者深深觉得在地理的教学中环境教育是不可或缺的，要在教学中把环境教育一直贯彻下去。
关键词：资源环境科学；文献计量学；发展态势；
作者简介：王雪梅(1976-)，女，重庆永川人，副研究员，主要从事科学计量学、GIS与文献计量学集成研究.
资源与环境科学以人类生存和发展所依赖的地球系统特别是地球表层系统的特征和变化规律为主要研究对象，研究内容涉及地球科学及其分支学科，以及生命科学、化学、工程与材料科学、信息科学及管理科学的诸多分支学科领域。经济快速发展对资源环境科学提出了巨大需求，中国科学院围绕我国经济社会发展的重大问题及其相关的资源环境与地球科学问题，在资源环境和地球科学领域取得了一系列研究成果［1～3］。利用WebofKnowledge平台SCI-E数据库，对2009—2014年中国科学院SCI论文及地球科学与资源环境科学领域论文产出进行统计，并与全球及中国论文产出相比较，了解中国科学院在地球科学与资源环境科学领域的研究产出及其发展状况。
1数据来源与分析方法
从WebofScience的251个学科分类中遴选出与地球科学、环境/生态学相关的学科，根据学科分类在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)数据库检索资源环境科学领域的相关论文，应用美国汤森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘软件进行数据分析和制图，对全球和中国的资源环境科学领域产出进行统计分析。
地球科学(Geosicence)领域包括：能源与燃料(Energy&Fuels)、地质工程(Engineering，Geological)、石油工程(Engineering，Petroleum)、地球化学与地球物理学(Geochemistry&Geophysics)、地理学(Geography)、地质学(Geology)、地球科学多学科(Geosciences，Multidisciplinary)、湖泊学(Limnology)、气象与大气科学(Meteorology&AtmosphericSciences)、矿物学(Mineralogy)、矿产与矿物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋学(Oceanography)、古生物学(Paleontology)、遥感(RemoteSensing)、水资源(WaterResources)；环境/生态学(Environment/Ecology)领域包括：土壤科学(SoilScience)、生态学(Ecology)、海洋工程(Engineering，Marine)、环境科学(EnvironmentalSciences)。
2015年2~3月在SCI-E数据库对全球、中国、中国科学院的SCI论文产出进行检索和统计，中国科学院检索范围包括署名中有“中国科学院”的论文，包括中国科学院各研究所及中国科学院大学(中国科学院研究生院)，不包括未署名“中国科学院”的中国科技大学论文。
2中国科学院论文产出总体态势
2009—2014年期间，SCI-E共收录论文955.6万篇，其中署名中国的论文有113万篇，署名中国科学院的论文有15万篇。图1反映了全球、中国、中国科学院2009—2014年年度论文产出量变化。全球、中国、中国科学院的SCI论文分别以年均2%，14%和10%的速度增长。2014年与2009年相比，全球SCI论文增长近11%，中国增长约为93%，而中国科学院增长了62%，由图2可见中国SCI论文增长速度远高于全球论文增长速度。
图3统计了中国SCI论文占全球百分比和中国科学院SCI论文占中国百分比，表明中国论文占全球的份额持续上升，而中国科学院论文占中国的份额则逐步有所下降，但中国科学院资源环境类研究所发表的SCI论文数量占中国科学院的份额稳中有升。从图2也可见，中国科学院资源环境类研究所2014年与2009年相比，SCI论文增长了约92%，与中国SCI论文的增速很接近，高于中国科学院整体的论文增长速度。
将2009—2014年环境/生态学和地球科学领域各年论文按照被引频次高低统计TOP1%，TOP10%，TOP20%和TOP50%论文的数量，以及中国和中国科学院相应级次TOP论文的数量，并统计中国占全球的比例和中国科学院占中国的比例(图4)。
根据论文全部著者统计的结果表明，中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%，中国地球科学领域TOP论文数占全球的比例高于环境生态学领域，并且地球科学领域TOP1%的高水平论文比例很高。中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%，中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。
3资源环境科学领域的重点研究方向
基于SCI学科分类，分别对2009—2014年全球SCI论文最多的20个学科领域的论文数占全球SCI论文总数的比例、中国SCI论文最多的20个学科领域的论文数占中国SCI论文总数的比例，以及中国科学院SCI论文最多的20个学科领域的论文数进行统计。结果显示，全球各学科领域中，生物学与生物化学发文最多，发文最多的20个学科领域主要侧重于医学和生命科学等，相比之下，中国产出偏重于材料科学以及化学、物理等相关学科领域，中国科学院在环境科学方面论文产出数量比例较高。
资源环境科学领域论文产出占全球自然科学领域论文产出的8%左右，中国该领域论文产出占中国SCI论文比例接近10%，中国科学院该领域论文产出占中国科学院SCI论文比例约为20%(图5)。
2009—2014年，中国SCI论文占全球比例约为12%，而资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。其中，环境科学是全球、中国和中国科学院资源环境科学领域论文产出的最主要的领域。此外，中国在能源与燃料、遥感、地质学等方面论文产出占全球比例相对较高，而在生态学、古生物学等方面所占比例较低。中国科学院关于古生物学方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例最高，达到54%；此外，在土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的论文占中国的比例也较高，但在石油工程、海洋工程等方面所占比例较低，不足10%(图6)。
图7中，气泡的大小表征资源环境各子领域占全球资源环境科学领域论文产出份额的大小，即点越大，该子领域论文数在全球资源环境领域中的比例越高；X轴表示资源环境子领域中国占全球论文的百分比，值越高表明该子领域中国占全球的比例越高；Y轴表示资源环境子领域中国科学院占中国论文的百分比，值越高表明该子领域中国科学院占中国的比例越高。气泡大的那些子领域(如环境科学等)是全球资源环境科学研究比较多的热点方向；右下角的那些子领域(如能源与燃料等)是中国资源环境科学相对比较有优势的研究方向；左上角那些子领域(如古生物学等)是中国科学院资源环境科学相对比较有优势的研究方向。
中国科学院资源环境类研究所2009—2014年发表的SCI论文主要涉及的学科领域包括：环境科学、生态学、地质学、工程学、气象与大气科学、农学、地球化学与地球物理学、化学、水资源、科学与技术、海洋与淡水生物学、地理学、植物学、海洋学等。
4主要研究机构的科学贡献
中国科学院几乎所有的研究机构都在SCI资源环境科学领域期刊发表过论文，2009—2014年根据全部著者统计超过100篇的研究所有50多个，在资源环境科学领域发表SCI论文较多的前10个研究所见表1，这些较多的研究所都属于中国科学院资源环境类研究机构。
2009—2014年中国科学院27个资源环境类研究所以第一著者发表的SCI论文共有22032篇，其中，生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、海洋研究所、地理科学与资源研究所、大气物理研究所、广州地球化学研究所、南海海洋研究所、寒区旱区环境与工程研究所等较多，第一著者的SCI论文数都在1000篇以上(表2)。
中国科学院资源环境类研究所论文的篇均被引次数为6.03次/篇，表2中的“表现不俗的论文篇数”统计的是这些研究所高于基准值的论文篇数，即当前总被引次数除以从年至2014年的累积年得到的年均被引6次及以上的论文［4］。生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所的表现不俗论文都在150~200篇。
中国科学院资源环境类研究所被引频次位于前10%的论文篇数，即研究所2009—2014年被引16次及以上的论文篇数，也是生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所最多，都在260篇以上。
参考中国科学院文献情报中心科学前沿分析中心设计科学贡献指数［5］，定义：
式中：Ci为中国科学院资源环境类第i个研究所科学贡献指数，P10%i为第i个研究所被引前10%论文数量，Citedi为第i个研究所论文被引总频次，n为中国科学院资源环境类研究所的数量。结果显示，生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、海洋研究所、大气物理研究所、地理科学与资源研究所的科学贡献指数较高，都在0.1以上。
5结论与建议
通过以上分析可以看出：
(1)2009—2014年，中国科学院SCI论文增长了62%，高于全球11%的增长率，低于中国93%的增长率，但中国科学院资源环境类研究所的SCI论文增长了约92%，与中国论文增速相接近。
(2)中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%，中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%，中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。
(3)中国SCI论文占全球比例约为12%，在资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。中国科学院关于古生物学、土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例较高。
[关键词]水工环地质；岩土工程；理论体系
中图分类号：F827.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0335-01
随着我国地质行业的发展，在传统的水工地质工作中做出创新改革，使得地质工作的实用性和科学性充分体现出来。在岩土工程学科领域中，水工地质和岩土工程理论体系的形成，主要是从原有相对分散的水文地质和工程理论中结合发展和延伸出来的。随着我国生产技术的不断发展和成熟，相关技术理论知识体系越来越成熟和完善，在岩土工程施工建设中发挥的作用越来越大[1]。在水工环地质工作中主要涉及到水文地质、环境地质和工程地质三个方面，岩土工程则是主要对岩土和地质进行勘探。两者在岩土施工领域中相互渗透，相互作用，紧密联系在一起，成为两门相关相同类的专业和学科。
1.当代水工环地质理论体系的概述
1.1 当代水工环地质工作的现状和发展方向
目前我国水工环地质工作主要运用商业性水工环地质工作的形式，这种新型的工作方式在实际运用的过程中，有效的将水文地质、环境地质和工程地质三者有机的结合在一起，很好的解决了传统工作中出现的问题，给我国经济带来了较好的发展前景。随着我国社会经济的迅猛发展，现代化的水工环地质工作的应用范围越来越广泛，针对我国较干旱地区，解决了供水问题，另外在一些特殊的工程项目中，也发挥着重要的作用。根据我国目前的水工环地质发展状况分析，在未来的地质工作中具有广阔的发展前景。
1.2 水文地质理论
19世纪五十年代达西定律的建立标志着水文地质理论的形成，我国水文地质理论起步较晚，上世纪使用的水文地质教材大都来自前苏联，在上世纪六十年代后，才开始有我国自己的水文地质教材。我国水文地质理论从科学技术找水理论到地下水开采再到生态环境水文地质中[2]。当代水文地质理论的应用全面进入到科学管理、科学调配、科学利用的水文地质理论中，形成了水文系统和生态环境、技术量化和以人为本的良性循环的协调发展的系统。
1.3 工程地质理论
工程地质理论首先在上世纪三十年代由前苏联形成的一门独立的学科。然而我国的工程地质学在新中国成立后开始形成的，随着我国国民经济建设和复杂地质工程建设的需求，工程地质理论在水利工程、铁路工程、电力工程、隧道工程等重大项目的工程勘探中发挥出前所未有的作用。通过不断的改进和完善，我国工程地质理论和实践水平已经走进世界先进的行列中。
1.4 环境地质理论
环境地质理论形成于上世纪八十年代，随着改革开放，工程建设步伐加快，人口和资源环境的矛盾日益扩大，环境地质的工作任务转变为制定和治理地质灾害规划、措施，开展环境地质调查。
2.岩土工程理论体系的概述
岩土工程理论体系主要分为四次浪潮。岩土工程从人类开始穴居后就形成了岩土工程的第一次浪潮。19世纪60年代英国开始建设地铁，标志着岩土工程的第二次浪潮的来临。随之1925年，太沙基的土力学名著开始发表后，标志着岩土工程的第三次浪潮。29世纪90年代之后，随着科学和技术的发展，标志着岩土工程的第四次浪潮的到来。我国的岩土工程自改革开放以来，岩土工程和工程地质环境、水文地质学、土力学、岩体力学、地质学等学科的相互渗透和发展，形成一门具有边缘性的独立学科[3]。
3.水工环地质理论体系的应用和发展趋势
其一，水文地质理论体系的应用和发展。我国水文地质理论的核心为找水打井应用技术，为农业、国防建设以及国家重点工程项目建设提供了巨大的贡献。水文地质理论体系发展进程要比应用技术快，我国相关研究者不断的对其理论体系进行改善和创新，使得水文地质学和环境地质、地震、地热等方面的研究相互渗透，成为较完善的理论体系。其理论体系在应用方面也有较大的创新，例如相关地质专家在对洞庭湖区的构造沉降等项目的综合研究中，就充分利用到水文地质理论和技术。这一工程项目的成功，开创了生态环境水文研究的新途径和新领域。水文地质理论体系的应用和发展主要体现在多学科的交叉渗透中，随着《现代水文地质学》的问世，使得水文地质理论向现代化生态水文地质理论转变[4]。水文地质理论运用在农业中，有效的改善了农作物缺水的问题，另外还对生态农学、土囊学等领域起到了巨大的推动作用。
其二，工程地质和环境地质理论体系的应用和发展。我国工程地质理论最早运用在环境地质当中。随着我国工程地质不断的改进和完善，当代的工程地质强大的动力来源于科学技术工作者在复杂环境地质的条件下，解决了众多地址问题，从而使得当代的工程地质学科内容多样化，主要有土体结构力学、地质灾害环境学、城市环境工学、土体水文环境地质学等。工程地质学与环境地质学理论广泛运用于土木工程的各个领域中，为国家土地规划、城乡一体化等各类工程建设和地质灾害防治、保护提供了理论基础。另外为地质灾害带来的人身安全和财产损失的急救抢险以及灾后重建设等项目提供了理论和技术的支持。例如在汶川地震、青海玉树地震、三峡水坝等重大项目建设中发挥出了巨大的作用。
4.岩土工程理论体系的运用和发展趋势
随着我国改革开放的不断深入发展，岩土工程逐渐融入到土木工程中的各个领域。岩土工程具有一定的边缘性的独立学科，是水文地质和工程地质科学的一个分支，主要将水文地质和工程地质中的原理、方法、手段等运用到工程建设的多个项目环节中。在工程建设的过程中，岩土工程又与其他类学科相互渗透，通过互补、综合应用，成为了当今的岩土工程。随着我国相关研究工作者的长期探索，对岩土工程进行不断的改善和创新，制定出岩土工程制度和相关标准。我国岩土工程应用理论逐渐步入到法规技术标准中，随之成立了相应的建筑工程技术质量审查机构，并制定出相应的施工图纸审查标准和方法。扩展了岩土行业有关技术人员的理论知识和解决问题的能力[5]。我国岩土工程随之进入到第四次浪潮中。在第四浪潮中，岩土工程正朝着改造大自然、环境、利于人类可持续发展的道路发展。例如，我国三峡工程的建设，不仅改善了长江流域的洪灾现象，还为我国提供了巨大的电能。另外我国的南水北调、西气东运、青藏铁路、城际高速铁路等重大工程项目建设，都运用到岩土工程理论体系，将我国当代的岩土工程技术充分的发挥出来。随着岩土工程理论体系不断的成熟，知识领域不断的扩充，我国当代的岩土工程内容还包括环境岩土工程、城市环境岩土工程问题的防治技术、城市环境岩土工程监测技术和方法、风险评估等方面。
5.总结
水工环地质及岩土工程理论体系都是从地质学科理论中分离出来的，这两个理论知识体系的特点和目标相互统一，通过对环境和自然以及水文地质等进行改造，从而促进人与自然的和谐发展。在建筑施工过程中，合理的运用水文环地质和岩土工程理论体系，能够有效的确保建设施工的健康持续发展，有利于提高建设施工的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 黄润秋.面向21世纪工程地质的发展[J].岩土工程，2010，12（05）：23-24.
[2] 孙蓉琳.当代水文地质学发展趋势与对策[J].水文地质工程，2011，12（03）：15-16.
[3] 高洪烈.对环境地质、水文地质、工程地质工作取向的讨论[J].中国煤田地质，2011，24（02）：26-27.
[关键词]环境变迁史 准静态 环境保护史 衰败论 传统史学
[中图分类号]K09 [文献标识码]A [文章编号]1000－7326(2011)08－0122－06
中国环境史发轫于上世纪90年代。20年来，相关研究得到了长足发展，投身于这一领域的学者日渐增多，环境史的理论架构与研究范式等问题也都得到了深入而全面的探讨，国内接连召开了两次大型国际环境史会议，出版了两部较有份量的论文集。在2009年8月召开的第一次世界环境史大会上，十多位中国学者步出国门，直接与国外同行进行学术交流。2010年，《历史研究》又专门推出一组环境史笔谈，朱士光等6位学者对环境史的构建模式与发展方向做了进一步探讨。这些都表明环境史日渐壮大，逐渐成为历史学科中重要的研究热点。不过，人们对环境史的认识还存在若干误区，笔者近来做了一些思考，特撰此文进行初步的探讨，敬请方家批评指正。
一、环境史与环境变迁史之关系
为环境史下一个清晰明确的定义一直是诸多环境史学者孜孜以求的目标。美国学者罗德里克，纳什、莱斯特・比尔斯基、唐纳德・沃斯特以及休斯等人都对环境史的定义提出过自己的看法，国内学者也做了较多的探讨并取得了丰硕的成果。但是就笔者所见，诸多学者的定义都没有对环境史与环境变迁史之间的关系作出明确的界定。不少学者自觉不自觉地把环境史等同于环境变迁的历史，相当多的环境史著作其实是在这一理念指导下完成的。近年来环境史方面的专著层出不穷，有些含金量还颇高，但这些作品大都集中于一个区域或一个时期的环境变迁，未能彰显出环境史的特色和学术理念，自然与历史、环境与人类也并没有被很好地整合到一起。
为什么会出现环境变迁史一统天下的格局呢?最主要的原因可能在于目前的环境史在学理上并没有突破历史地理的束缚，投身于环境史研究的学者大多具有历史地理背景，他们主要运用的仍然是历史地理的理论和方法，从而使得多数成果给人以借环境史之新瓶装历史地理之旧酒的感觉。要想扭转环境变迁史取代环境史的趋势，就要突破历史地理的藩篱。
无庸置疑，生态环境史与历史地理学关系极为密切，某种程度上说。中国环境史就是在历史地理的基础上生发出来的。多年来，学者们对两者关系进行了较多探讨。最近，参与《历史研究》笔谈的几位学者又对两者的关系做了进一步解构，但历史地理学者与非历史地理学者之间仍存在较多分歧，朱士光认为历史地理学的核心理念――人地关系极其重要。应当也贯彻到环境史的研究中：邹逸麟主张多学科的合作，但其提及的几个应该关注的领域仍处于人地关系的框架中：蓝勇对区域环境史的思路有较多论列，着眼点也仍在环境的变迁上；王利华则认为环境史要进一步发展，必须厘清历史地理学的人地关系研究与环境史研究之间的区别。
笔者以为，人地关系应该是环境史的重要研究内容，但不应该将其视为环境史的全部内容，更不应该将人地关系理解为环境的变迁。历史地理学为环境史提供了丰富的营养，但后者若受到前者过多的牵制就会导致研究主题狭隘、研究方法单一和生态学理念缺位等若干问题。此外，学理难有突破和思维惰性增长等问题也会接踵而来。我们必须承认的是，环境变迁是环境史研究的重要组成部分，抽去了环境变迁的部分，环境史也就丢掉了安身立命之本：但我们更应清醒地认识到，环境变迁史绝不是环境史的全部。若只把注意力聚焦在环境变迁上，对其他问题视而不见，环境史将会陷入僵化呆板的困境。要突破困局，当前要做的主要工作是拓展领域和转换视角。
(一)领域拓展――环境与社会并重。从研究领域来看，环境变迁固然是环境史探究的对象。社会的变迁从未逸出环境史关注范围之外。笔者认为，环境史所关注的变迁，实际上就是自然环境与人类之间的塑造与被塑造关系，大致有四种类型：其一，环境的自我塑造。亿万年来。自然环境有其自身的演变机制与脉络，人类未施加影响的情况下，自然界中的海陆进退、气候冷暖干湿交替、地表的升降和地貌的侵蚀搬运等变化进程一刻都未停息过。其二，人类对环境的塑造。人类诞生以来，不断通过自己的活动改变自然界。引起了植被状况、水文条件、动物分布等的变化。其三，人类的自我塑造。人类通过政治、经济与文化活动不断改变自身的物质与精神面貌，也可称之为自我驯化。其四，环境对人类的塑造。环境状况也在人类社会演进过程中发挥了极为重要的作用，族群差异、发展方向、社会结构等等无不受到环境的制约。
就目前的研究状况来看，已有的环境史研究成果主要关注的是第二类型，即人类对环境的塑造作用。环境科学、生态科学、地质等自然科学领域的学者已对环境自我塑造进行了大量研究，取得了丰硕的成果，可以直接为我们所用。唯独环境对人类的塑造及人类对环境的适应方面，学者们用力仍明显不足。而这缺失的部分也恰恰是环境史最有价值的部分，缺失了这部分内容，环境史将会变得极为空洞。
因此，生态环境史应该将以上四种类型全部纳入自己的研究范畴，环境变迁之外更应考究社会变迁，关注环境与人类之间纷繁复杂又生动鲜活的互动关系。政治、经济、文化、军事同样会在我们的观察范围之内。环境史将会是真正的整体史，或许不久的将来。我们通过对自然与社会进行高度整合而开创出许多更新的领域。
(二)视角转换――变与不变兼顾。从研究视角上看，我们应该具有动静兼备的观察方法，探究环境状况时不仅要注意到“变”，也要注意到“不变”。变与不变的辩证关系，可从以下三个方面来考量：其一，从质量关系上来看，前工业时代的生产、生活方式虽也有变化，但人类受制于环境又反作用于环境的表征与后果大体上是前后一致的，所以文明演进历程是量变、质变兼有，而以量变为常态。因此，我们在探究传统时代的物流与能流状况时，注意到量变的同时还要注意到质变。其二，从时间跨度上看，长时段的环境与社会都是变动不居的，此为变；而短时段的一切又近乎静止不动，此为不变。其三，从空间区域上看，传统时代的农耕区的范围在不断扩大，非农耕区不断地演变为农耕区，此为变：而某一地区一旦成为农耕区后，地表景观的变化也是很微小的，此为不变。
为了更好地切入所讨论的问题，就有必要引入一种“不变”的视角――“准静态”的视角。所谓“准静态”，是一个相对的概念，即动中有静，静中又有动。在这种准静态下，我们分析各个生态要素是如何布列的，这样的布列状况对社会会产生什么影响。人们又如何调适自己的生产生活方式去应对这种特定的生态状况。准静态视角在以下两种情形下适用：1、较长时段但生态状况并无根本性的变化，如史 前长达百万年的时间里人与环境的互动关系，早期农业时代数千年之久的人与环境之互动，都可从准静态切入进行深入剖析。2、探究某一时代某一区域的环境状况与人们生产生活之关系时，相当于从历史演进的胶片中切下某一断片，变化可能是极其微小的。以黄河以北的大部分平原地区为例，当森林、草地、沼泽、湖泊、湿地都开发殆尽后，明清时期的生态环境状况其实再未发生根本性的变化，我们关注的焦点应该放在特定环境条件限制下的人们的生产生活。这时更多采取“准静态”的视角，就能更好把握环境与人之间的互动调适关系。
总之，通过引入“准静态”视角，可以使环境史实现“动静兼备”，从而大大彰显环境史的特色，帮助我们改变过分关注环境变迁史的现状。
二、环境史与环境保护之关系
近年来环境史理论方面的论文层出不穷，但似尚无学者对环境史与环境保护史的关系作出明确的界定。一些非环境史学者往往把环境史等同于环境保护的历史，圈内学者也或多或少存在这样的倾向。标有“环境保护”字样的历史论文非常多，其中尤以关注先秦环保理念的文章为多，在不少学者的笔下，先秦是中国环境状况的黄金时代。关注其他朝代环保状况的文章也不少。仅2010年笔者所见到的就有4篇。
毫无疑问，环境史是在环境问题日趋严重的背景下兴起的，其产生发展与环保主义运动有着千丝万缕的关系，而环境保护也天然地就是环境史的重要研究内容。但是，环境史却不能简单地界定为环境保护史，其研究范围要广阔得多。一言以蔽之，环保史从属于环境史，而环境史却不等同于环保史。只围绕环境的破坏与保护做文章，对环境史的长远发展是非常不利的，主要的消极影响有以下两个方面：1、环境史的内涵极为丰富，人与环境相互作用的方方面面都为其所囊括。上文已指出，人对环境的塑造作用只构成环境史研究的一部分，人的塑造作用包括积极与消极两方面，保护又只是积极塑造作用中的一种类型。这么看来，环境保护也只是环境史研究对象的一部分。如果我们眼光只盯着环境保护这一小块，就犯了“一叶障目，不见泰山”的认识错误，环境史断难取得长足发展。2、环保思潮是上世纪中后期才兴起的。古代也曾有些具有环保色彩的政府与个人行为。但传统时代的环境问题并不如工业社会严重，相关的行为只在特定时期特定情况下出现，数量非常少，不具有自觉性和现代的环境意识，中国的环境保护意识的真正觉醒可能更要晚至上世纪晚期。若只关注环境保护的话，我们会发现可研究的问题少之又少。此外，若用环保思维去探讨中国古代环境史，可能会得出一些似是而非的结论。因此，我们必须做到以下几点。
(一)摒弃激进的环保意识形态，奉行生命中心主义。环境史学者大都有着强烈的环境忧患意识，时时牵挂着人类的前途与命运，更多悲天悯人的情怀。可以说，强烈的环境诉求与批判意识正是环境史的灵魂所在。但是，我们还是应该尽量避免激进的环保主义立场。过分强调环保意识形态，会有趋于偏激而背离客观真实之虞。过强的环保意识，往往导致环境中心主义的立场。站在这一立场看问题，会发现人类诞生以来一直在对环境施加恶的影响，最终推导出的可能是颇有宗教意味的原罪论。
其实，环境无时无刻不在自我演变。而生命出现以来也积极地对环境施加干预，人类诞生后只是使得干预作用进一步强化。不对环境产生任何干预，所有的生命都无法生存，人类也不例外，所以环境中心主义的立场是不足取的。我们要批判对环境的过度开发，但这不意味着就要盲目推崇完全无人力干预的荒原。那么我们该采取怎样一种立场呢?王利华最早引入的生命中心主义的立场或许是最好的选择。他曾在多篇文章和多个场合中表明这一立场，他认为环境史“应当转向对人类与自然协同演进关系的系统思考，‘环境史’应当成为一种既具有强烈现实关怀、又具有深刻历史哲学思考和生命价值追求的特殊事业。”站在生命中心主义的立场上观察问题，既纠正了人类中心主义的狂妄与自大，又避免了环境中心主义的偏激与悲观，从而可以写出真正客观公允的历史来。
(二)规避衰败论定势思维。学界过多关注环保历史，与衰败论的盛行有关。环境史学者在开展研究前往往已抱有一种先验性的认识，即环境在不断衰退，而衰退的罪魁祸首是人类。于是，多数的研究都是在为这一先验性的结论作注脚。这样的研究模式当然也有其合理之处，却也导致了偏离客观真实和僵化思维的弊病。要走出认识误区，就应纠正这一定势思维。
1、要避免机械决定论或过度联系论。不要把任何自然灾变都与人类对环境的干预扯上关系。将环境的变迁与人类活动联系起来是有道理的，但过于夸大人类的影响力――特别是传统时代――则是有问题的。我们知道，有史以来环境的自我变化是惊人的。太阳活动状况、地质变动、洋流与气团异动等自然现象，都不以人的意志为转移，在科技高度发达的今天依然如此，在传统时代人类更是无能为力。所以，把传统时代环境变迁的原因过多归结到人类身上未必合理。
2、避免唯自然论，不应盲目崇拜不加任何干预的“纯自然”。实际上也并不存在真正的纯自然，我们知道生命诞生以来一直在对环境进行积极的干预。生物在大气组成、物能流动、地质结构、土壤成分、地表形态等方面的变化中发挥了至关重要的作用。人类诞生以后，进一步加强了对自然的干预。如果去掉所有的干预，整个自然环境将变得死气沉沉。我们要对人类的干预作用加以调控，以便实现人类与环境的和谐相处，而非彻底抹去一切干预，那样不惟人类无法生存，所有的生命也将不复存在。
3、避免作简单量化的对比，不应无视史料留存数量的差异，而直接进行量化对比。人们总是对自己生存时代的信息了解最多，而对历史上的信息了解相对要少，于是总容易产生当代灾难要比先前时代多的感觉，从而形成衰败论的观点。如有学者喜欢统计历史上的灾害记录来做量化分析，由此来探讨灾害的发生和变化规律，结论都是自古至今自然灾害越来越多，危害越来越大。他们很少注意的是，某时代文献遗存数量与距今时间的长短呈负相关关系。越是晚近文献越丰富，关于灾害的记载也越多，反之亦是。这意味着统计分析时样本的选取就是不合理的，其分析的结果往往也经不起推敲。跳出简单的量化分析模式，我们会发现环境状况并非呈线性恶化趋势。
三、环境史与传统史学之关系
国内不少学者对环境史并不完全认同，他们一则以疑，一则以惧。疑的是环境史能否在史学中站稳脚跟，惧的是环境史是否会给传统史学带来致命的冲击。那么环境史与传统史学的关系该如何梳理呢?
把环境史视作洪水猛兽是没有道理的，环境史之于传统史学，并不是完全的决裂与背弃，两者之间继承的色彩颇为浓厚。环境史归根结底是立足于传统史学之基础上的，且天然地与传统史学密不可分。历史地理、农业史、考古学构成了环境史重要的本土渊源，而经济史、社会史、文化史、人口史、灾荒史等史学分支也为环境史的发展作出了贡献。没有传统史学提供的丰富营养。也就不可能有环境史的茁壮成长。传统史学所关注的一切事项也都在环境史的关注范围内，环境史只是力争在传统史学的基础上更进一步，谋求新的更合理的叙述形式与阐述模式，其真正旨趣在于“取百科之道术，求故实之新知”。 通过对新旧史学的更好整合，新课题和新领域将不断涌现。笔者相信不久的将来会有不同类型的研究可以分别冠名为社会生态史、生态社会史、政治生态史、生态政治史、经济生态史、生态经济史、文化生态史、生态文化史、军事生态史、生态军事史、生活生态史、生态生活史、性别生态史、生态性别史等等。
与其说环境史是要颠覆传统史学，不如说是要引入新思维新视角更换新鲜血液来改造传统史学。我们的叙述模式与阐释方式都会有所变化，但我们的根基依然在传统史学。环境史为史学引入了新视角、新理论和新方法，是对传统史学的视角、理论和方法的补充，而非彻底。
从研究对象来看，我们是要纠正重人事、轻自然的史学传统，为以往的历史研究添加更多的自然元素。环境史将人类历史舞台拓宽并添加更多的非人“道具”与“演员”，以求更全面更客观地叙述并解释历史；同时让人类回归到“芸芸众生”之中，以更谦卑――的态度重新审视自己走过的道路。概括起来说，其研究理路为“自然进入历史，历史回归自然”。在环境史架构下，自然环境不再是史学可有可无的背景与点缀，而是重要的有机组成部分，环境史要“将环境因素纳入历史解释主体范畴，认为环境一人以外的其他生物、大的自然发展进程与人一样，是创造历史的重要因素之一”。这样，在重视自然因素作用的同时，也加深了对社会的认识，从而勾画出更为立体更接近真实的历史图景。
从学术理念来看，环境史把生态学的理论与方法引入史学研究，搭建起了生态一社会二元一体的研究模式，从而改进了传统史学的社会一元单线条模式。如何在研究中践行生态学理论并探究生态与社会之间的互动机制，学者们做了较多的思考。王利华较早把“人类生态系统”概念引入了环境史，他认为环境史“将人类及其周围环境视为一个复杂的生命系统即‘人类生态系统’，考察这个生命系统的历史结构、历史功能及其时代演变，主要着眼于人类的基本生存需要，特别是生命系统的延续与保护，探讨不同系统要素尤其是人类因素与自然因素之间的历史关系，揭示系统演化的历史动力机制”。王建革近年来接连推出了两部专著和一系列文章，在环境史的理论建设和具体研究方面颇多建树。他最近推出的《传统社会末期华北的生态与社会》在探究晚近时期社会对特定环境的适应状况时分析精当，运用生态理念和生态分析更好地整合了环境与社会两个层面，书法令人耳目一新，值得学习。
让学界对环境史产生疑虑的另一个重要原因是环境史似乎在鼓吹“环境决定论”。这种疑虑并非毫无道理，国外学者克罗斯比、贾雷德，戴蒙德等人的著作中环境决定论的色彩就非常明显。而国内学者在阐释环境史理念时，也或多或少会有环境决定论的倾向。那么环境史究竟如何看待曾大行其道又因遭受猛烈攻击而式微的环境决定论呢?应该把环境的作用摆在什么样的位置呢?
首先，要认识到环境决定论有其合理的一面，环境的决定性影响不容忽视。自达尔文提出进化论以来。无数的生物学资料证明在生物的演进过程中，环境发挥了至关重要的作用。同样地，考古学、人类学以及历史学的丰富资料可以证明，人类社会的发展历程也被深深地打上了环境的烙印，某种程度上说，人们生活在什么地方，深刻地决定了他们是什么人。所以，传统史学过多关注文化与社会作用而轻视环境作用的倾向应该扭转。
