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1 文獻回顧
有關林業(yè)與氣候之間的關系的文獻主要在以下幾個方面。第一,林業(yè)對氣候的影響。Christopher(2009)認為森林可以改善溫室氣體對氣候的影響。曾華鋒(2009)認為林業(yè)在應對氣候變暖中具有不可替代的作用,潛力巨大。Ronald(2010)利用全球性林業(yè)產品模型(GFPM)分析認為,應對面臨的氣候變化應成立政府間氣候變化專門委員會,并制定統(tǒng)一的使用森林資源的計劃。賈治邦(2010)在2009年6月召開的中央林業(yè)工作會議指出,在應對氣候變化中林業(yè)具有特殊地位,發(fā)展林業(yè)是應對氣候變化的戰(zhàn)略選擇。李怒云(2010)認為全球氣候變化已是不爭的事實,林業(yè)在應對氣候變化中具有特殊功能和作用,林業(yè)是當前和未來30年甚至更長時期內,技術和經濟可行、成本較低的減緩氣候變化的重要措施。劉周全(2011)以廣東為例,闡述了通過大力培育森林資源以增加森林碳吸收,從而應對氣候變化。第二,氣候對林業(yè)的影響。高均凱(2005)認為氣候變化與我國林業(yè)的關系,主要表現(xiàn)在,一方面,我國植樹造林的發(fā)展,對減緩全球變暖做出了重大貢獻;另一方面,氣候變化對我國森林的格局產生重大影響,并進而威脅到國家生態(tài)安全。森林對氣候變化是十分敏感的,氣候的微小擾動都可能對森林群落的結構和演替過程產生巨大影響。姚曉紅(2010)認為影響甘肅天水林業(yè)資源的主要氣象要素是年降水量和≥0℃積溫。第三,林業(yè)與氣候相互影響。Ogden(2008)以加拿大育空地區(qū)南部為例,認為氣候的變化要求對森林的管理進行相應的改變,氣候與森林之間相互影響。周化成(2010)認為全球氣候變暖,對自然和生物系統(tǒng)產生負面影響,而林業(yè)在應對氣候變化中的不可替代性作用也日益顯現(xiàn)。劉曙紅(2011)認為林木的生長發(fā)育和樹種的分布受氣象條件的影響和制約。特別是溫度、水分、風等氣象因子對森林的組成和分布有重要的影響。反之,森林對大氣也具有多重影響。它能調節(jié)氣溫、涵養(yǎng)水源、凈化空氣、改善局地小氣候等。第四,氣候變化對經濟的影響。皮軍(2010)以氣溫、降雨量、極端氣候事件和海平面的變化及趨勢,對東南亞經濟的影響。縱觀上述文獻,主要是圍繞氣候與林業(yè)之間的關系進行定性分析,鮮有對林業(yè)經濟與氣候之間的關聯(lián)關系進行定量研究。本文在已有文獻的基礎上,利用Copula函數(shù)模型對林業(yè)經濟發(fā)展與氣候之間的關聯(lián)關系從定性和定量兩方面進行分析。根據蒲晶巖(2002)認為表征氣候的指標有溫度、日照、降水,以及劉曙紅(2011)認為溫度、水分、風等氣象因子影響森林的組成和分布,因此本文選取氣象因子變量為降水量、平均氣溫、濕度、日照數(shù)。
2 模型描述
本文選取Copula函數(shù)研究林業(yè)經濟發(fā)展與氣候之間的相關關系,其優(yōu)勢在于它不僅可判斷兩個向量之間的相關關系,還可以判斷它們之間關系的強弱。設隨機向量(X,Y)的聯(lián)合分布為H( , ),密度函數(shù)為h( , ),邊緣隨機變量X和Y的分布分別是F( ;α)和G( ;β),其 α,β 中為邊緣分布的參數(shù),邊緣密度函數(shù)分別為f( ;α)和g( ;β)。則向量(X,Y)的同期相依關系的模型由Sklar定理建立,如果F( ;α)和G( ;β)分別在 x 和 y 連續(xù),則存在唯一的Copula函數(shù)C( , ;θ),使得成立。
3 林業(yè)生產總值與氣候因素的關系分析
3.1 變量與數(shù)據描述
本文林業(yè)經濟發(fā)展用林業(yè)生產總值來表示,數(shù)據采用1985~2010年的歷史數(shù)據(歷年中國統(tǒng)計年鑒、中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒與中國氣象年鑒)。由于氣象資料的獲取靠的是氣象觀測站的數(shù)據,觀測點越多數(shù)據越多,所獲取的數(shù)據越接近真實的情況,但從中國統(tǒng)計年鑒與氣象年鑒所能獲得的是我國主要34個城市的數(shù)據,而這34個城市覆蓋了我國所有區(qū)域,特別是重要的森林覆蓋區(qū),因此,氣象數(shù)據就選擇我國主要34個城市的林業(yè)生產總值(TP)、降水量(WQ)、氣溫(AT)、濕度(HD)、日照數(shù)(SL)的平均數(shù)。由于大連、青島、??凇⒐鹆?、重慶有個別年份數(shù)據缺失,便采用相近區(qū)域城市數(shù)據與前后年份數(shù)據進行平均化處理而得。表2是各變量的描述性統(tǒng)計量,從偏度看,除濕度(HD)序列左偏外,其余序列都是右偏的,降水量(WQ)和濕度(HD)不能拒絕正態(tài)分布外,其余序列都強烈拒絕正態(tài)分布。表3是各序列(原始數(shù)據)之間的相關系數(shù),從相關系數(shù)值可以知:除氣溫(AT)外,林業(yè)生產總值與各氣候因素之間的關系都呈負相關性,林業(yè)生產總值(TP)與降水量(WQ)相關程度最弱,而與濕度(HD)的相關程度最強。
3.2 相依關系的定量和定性分析
先計算各序列林業(yè)生產總值(TP)、降水量(WQ)、氣溫(AT)、濕度(HD)、日照數(shù)(SL)的經驗分布 F ,得各分布序列TPECDF、WQECDF、ATECDF、HDECDF、SLECDF,以這些序列作為模型邊緣分布,分別作出TPECDF與其他各序列的散點圖(圖略),除序列TPECDF與WQECDF之外,可見TPECDF與其他各序列有較強的相依關系。即林業(yè)經濟發(fā)展與氣溫、濕度、日照數(shù)之間具有較強的相關關系,其中林業(yè)經濟發(fā)展與濕度的相依關系為最強,而林業(yè)經濟發(fā)展與降水量之間的相依關系不明顯①。表4是林業(yè)生產總值的分布序列(TPECDF)與其他分布序列的相關系數(shù),序列(TPECDF)與序列(HDECDF)之間表現(xiàn)為較強的負相關性,序列(TPECDF)與序列(WQECDF)的相關性最弱,而序列(TPECDF)與序列(ATECDF)表現(xiàn)為正相關性。用數(shù)據對模型進行參數(shù)估計,其結果如表5。林業(yè)經濟發(fā)展與氣溫、濕度、日照數(shù)的相依關系在1%與5%的顯著水平下顯著。(TP,AT)、(TP,HD)、(TP,SL)的參數(shù) θ 的值依次為4.924、-15.0918、-4.2905,表明林業(yè)經濟發(fā)展與氣溫之間正相關。它們之間相依關系的強弱順序為林業(yè)經濟發(fā)展與濕度、林業(yè)經濟發(fā)展與溫度、林業(yè)經濟發(fā)展與日照數(shù)。由于林業(yè)經濟發(fā)展與降水量之間相依關系不顯著,所以在表中沒有列出。這與散點圖所表示出的關系一致。從林業(yè)生產總值與氣溫、濕度、日照數(shù)之間的經驗分布密度和Frank Copula函數(shù)模型擬合密度表面圖來看,林業(yè)生產總值與濕度的擬合圖形較好,與氣溫和日照數(shù)的擬合情況稍差一點,這可能是由于數(shù)據量不足所致,但還是能從中顯示出林業(yè)生產總值與氣溫、濕度、日照數(shù)結構之間的某些相關性,并能清楚的表明林業(yè)經濟發(fā)展與氣溫之間正相關,林業(yè)經濟發(fā)展與濕度、日照數(shù)之間負相關。
一、巧用趣味語言
地理教師教學能力強弱在很大程度上取決于語言水平的高低。在地理課堂教學中表達準確,精練通俗的語言固然重要,但如果再適當運用一些趣味語言,那么就可以使地理課堂教學妙趣橫生,滿堂生輝。如我講大陸性氣候時,我引用“早穿棉襖,午穿紗,圍著火爐吃西瓜”來說明大陸性氣候溫差大的特點,形象逼真、富有感染力。講鋒面雨時我用“一場春雨一場暖,一場秋雨一場寒”來描寫鋒面雨,這樣比枯燥地講授教材要好的多。在講“日界線”時,我這樣導入:“有一雙胞胎姐妹,妹妹卻比姐姐大一歲,這是為什么呢?”提出這種懸念、疑問,促使學生去思考和探尋答案,從而激發(fā)了學生的學習興趣,達到了預期的教學目的。
把古詩名句中優(yōu)美的詩情畫意,結合地理知識的內容在課堂上講解,大有使人耳目一新,引人入勝之感,由此創(chuàng)設聽課的最佳境界,為順利完成教學任務打下良好的基礎.如我在講地形對氣候的影響時,我用“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”,來講述隨著地勢的升高,氣溫的下降,因而山上的氣候比山下的氣候遲了一個月。這些詩歌使學生回味無窮,也使地理課增添了一番風味,取得了良好的效果。
二、巧用優(yōu)美詩句
古詩詞、成語中蘊藏地理知識還有很多,對地貌、地形、月相、地球運動、地殼運動、外力作用的描述等等,只要我們平時多積累,多思考它們與相關課本內容的聯(lián)系,上課就能應用得當。把古詩文中的優(yōu)美的詩句,結合地理知識的內容在課堂上講解,使人耳目一新、引人入勝。水土流失是現(xiàn)在植被破壞地區(qū)一種常見的現(xiàn)象,它對環(huán)境的影響深遠,既導致土壤的肥力下降、涵養(yǎng)水源的能力減弱,還能淤塞河道、湖泊,加劇洪水的危害和少雨時干旱。水土流失最典型的地方莫于黃土高原。其實在古代的成語中就有了關于黃土高原水土流失的描述―涇渭分明。
講地形時用“君不見黃河之水天上來,奔騰到海不復回”,“百川東到海,何時復西歸”;講氣候垂直分布時用“一山有四季,十里不同天”,“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”;講梅雨時用“黃梅時節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙”;講森林有涵養(yǎng)水源保持水土時用“明月松間照,清泉石上流”;講森林美化環(huán)境時用“綠樹村邊合,青山廓外斜”;講內蒙古高原時用“天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊”;講丘陵時用“日照香爐生紫煙,遙看瀑布掛前川”(廬山),這些詩猶如“味精”一般使地理課堂更增添了一番風味。
涇渭分明有幾種解析,唐宋之前是渭河濁涇河清;唐宋時是涇河濁渭河清;到了清代又成了渭河濁涇河清。但不管是那種情況,都是有一條河流的泥沙含量要大很多,因為古代工業(yè)污染對環(huán)境幾乎沒什么影響,生活污水也很有限,所以只有水土流失導致河流的泥沙含量增加才產生河流之間明顯的水質不同。涇河和渭河的流域范圍都是在黃土高原地區(qū)的,它們在不同的朝代出現(xiàn)了水質的轉換,既反映了古代黃土高原出現(xiàn)了較嚴重的水土流失了,還出現(xiàn)過植被恢復了又被破壞的現(xiàn)象。這就是很好地理教學案例。為什么有時是渭河濁涇河清,有時是涇河濁渭河清,這就是植被對河流含沙和對水質影響的經典故事。也符合現(xiàn)代植樹造林對地理環(huán)境產生的影響,植被覆蓋率高,能保持水土,河流水就清澈;反之則河流水渾濁。
三、巧用趣味故事
在地理課堂中可以用地理故事增強學生學習地理的興趣。如講“氣候”一節(jié)時,可講《三國演義》中的諸葛亮“草船借箭”的故事,讓學生了解諸葛亮是位杰出的政治家、軍事家,同時,也是位地理學家。他并不是祭神而得來的風和雨,而是他具有淵博的天文與地理知識,知道天氣變化情況,所以取得了一個又一個戰(zhàn)略的勝利;讓學生明白地理知識的重要性,學習熱情就更加高漲。
講“西亞”一節(jié)時,講阿拉伯國家風俗習慣的一些小故事,阿拉伯人喜愛白色,很多建筑物的外觀是白色的,在電視里也可看到阿拉伯人戴著白色的纏頭巾和穿著寬大白色長袍。講完后,提出疑問:為什么他們喜愛白色呢?當然這與他們的風俗習慣有關,但其中最重要的原因是西亞氣候干燥,白色對強烈的陽光有反射作用,故吸熱少。從而使學生對西亞氣候形成長時記憶。
四、巧用通俗歌曲
歌詞通俗流暢,容易為學生所接受,激發(fā)學生對祖國河山和大自然的熱愛。在講“長江”時,讓學生先聽《長江之歌》,從中理解中華兒女對長江的無限贊美之情。利用歌詞中“你從雪山走來”點明河流的源頭在地勢很高的唐古拉山脈;“你向東海奔去”得出長江是外流河,順地勢自西向東流入東海,同時可以歸納出我國地勢西高東低的特點?!吨袊暮恿骱秃础返诙?jié)“長江”時,我借來電子琴邊唱邊彈《長江之歌》,一段唱下來,有的同學已能跟著唱起來,師生共同用優(yōu)美的歌詞唱出對祖國的愛,對長江的愛,從而引起學生的興趣,又達到了愛國主義教育融于教學的目的。歌曲以它獨到的魅力吸引著成千上萬的人們。
關鍵詞:多學科知識;地理教學;應用
地理是中學學科教學體系中的一門特殊學科,知識內容復雜,綜合性強,與其他學科間存在著廣泛的聯(lián)系。這種密切的聯(lián)系要求我們地理教師能夠利用其他學科的知識來解釋地理現(xiàn)象、說明地理原理,這樣可以幫助學生加深知識的理解和記憶,拓寬學生的知識視野,培養(yǎng)學生的綜合分析能力。
一、加強多學科知識在地理教學中的應用是現(xiàn)實的客觀要求
今年山東省首次實行了新的高考改革方案――“3+X+1”,其中“X”指文綜合或理綜合;“1”指基本能力。基本能力的考試范圍涉及高中新課程的技術、藝術、體育與健康、綜合實踐活動、人文與社會、科學六個學習領域的必修內容。無論是“X”還是“1”的考試都強調學科之間的有機聯(lián)系。
為了適應新課程的多樣性、綜合性和選擇性,教師必須進行角色創(chuàng)新,由單一學科型教師轉向綜合專家型教師。為此,地理教師要具有良好的綜合素質,要多才多藝,博學多識,不僅要熟悉所教學科的知識體系與學術前沿動態(tài),而且要精通相關學科,了解新興學科,在教學過程中注意加強學科間的聯(lián)系,能自如地將各科知識融會貫通到教育教學中,從而服務于地理教學。
二、用多學科知識組織地理教學的實踐
1.語文知識的應用
語文中的很多詩歌、諺語、散文、說明文等不僅敘述了美麗的自然風光,而且還揭示了地理現(xiàn)象發(fā)展變化的規(guī)律,概括了地理事物的本質和特征。
(1)詩歌:
古代文人給我們留下了大量的優(yōu)美的詩篇,在這些詩篇中,不乏有描述地理現(xiàn)象、揭示地理規(guī)律的詩句。例如描述天氣、氣候的:“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開?!保ò拙右住洞罅炙绿一ā罚┯脕碚f明地形與氣候的關系,即氣溫隨著地勢的升高而降低;描述交通的:“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還?!保ɡ畎住对绨l(fā)白帝城》)從一個側面反映了我國的地勢特點:白帝城到江陵之間的長江三峽段,處于我國地勢的第二階梯與第三階梯的交界處,地勢陡降,河流落差大,故水流急,船順流而下,速度快。
(2)諺語:
諺語是廣大人民經過長期生產實踐和社會實踐加以提煉并流傳于民間的言簡意賅的話語,是人們對自然環(huán)境長期觀察體會的智慧結晶。例如:
農業(yè)方面:“人誤地一時,地誤人一年”。(農業(yè)季節(jié)性)
水文方面:“百川歸?!?。(海陸間水循環(huán))
生物方面:“大魚吃小魚,小魚吃毛蝦”。(食物鏈)
氣象方面:“春雨貴如油”。(華北平原春旱嚴重)
(3)課文:
中學語文教材中有不少文章與所學的地理知識密切相關,是進行地理教學很好的素材,如《宇宙中有些什么》、《天山景物記》、《哥白尼》、《向沙漠進軍》、《死海不死》、《看云識天氣》等,如果在課前或課后安排學生閱讀的基礎上進行解釋分析,就能夠幫助學生加深對所學地理知識的理解。
2.化學知識的應用
許多地理現(xiàn)象的發(fā)生,往往是化學作用的結果。如果教師適當應用化學知識加以講解,會使教學難點淺顯易懂。比如,用化學方程式講解喀斯特地貌、光化學煙霧、臭氧層的破壞、酸雨等知識,都會收到很好的教學效果。
(1)喀斯特地貌的形成:喀斯特地貌的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結果。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣(CaCO3),在有水和二氧化碳時發(fā)生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步擴大。在我國以云貴高原的喀斯特地貌最為典型。
(2)酸雨的形成:酸雨的形成主要是由于燃燒煤、石油、天然氣等不斷向大氣中排放二氧化硫和氧化氮等酸性氣體,這些酸性氣體與大氣中的水汽相結合,形成酸雨。
3.物理知識的應用
在地理教學中滲透著許多物理知識,如地球運動的線速度、角速度、離心力,大氣的熱狀況、風的形成等都和物理知識有關,可以引入比熱及熱容量的概念解釋海陸差異的形成及其對氣候的影響等等。
例如:在講風的形成時,教師可以利用物理上力的合成原理,分三步由淺入深,逐步講解風向的三種情況:①如果沒有外力的影響,風向應該與氣壓梯度力的方向一致,即風向垂直于等壓線;②高空大氣中的風向,是氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用的結果,風向與等壓線平行;③近地面大氣中的風向,是氣壓梯度力、地轉偏向力與摩擦力共同作用的結果,風向與等壓線之間成一夾角。
可以將物理學科中形象的記憶方法應用于地理教學,幫助學生記憶地理知識,以加深理解。如將物理電磁學部分常用的右手定則加以改造:右手握拳,大拇指所指的方向是北極,四指所指的方向就是地球自轉的方向,這樣可以演示或判斷以南北極為中心的地球自轉的方向,也可以根據地球自轉的方向判斷南北極。
4.數(shù)學知識的應用
數(shù)學是自然科學的基礎。由于地理是一門跨自然科學和社會科學的綜合學科,在地理教學中,許多地理知識需要用數(shù)學的方法來講解。如:用數(shù)學立體幾何圖形講解經線和緯線,經度和緯度,太陽高度角和黃赤交角,日照圖中晨昏線、太陽光線、經緯線間的角度關系,用正弦曲線表示太陽直射點的周年移動規(guī)律,引入軸對稱的概念形象概括地球上氣壓帶、風帶的分布規(guī)律等等,這樣可以使抽象的知識淺顯化,學生的學習就會輕松愉快。再如,比例尺大小及其換算、降水柱狀圖、人口增長折線圖、扇形圖等的繪制都離不開數(shù)學知識。
5.生物知識的應用
生物是在地球發(fā)展歷史中產生的,是地理環(huán)境的產物。地理研究的主要對象是生物與地理環(huán)境的關系,因此地理教學內容和生物知識在很大程度上具有一致性。在地理教學中適時穿插生物知識和原理進行講授,也是十分必要的。
在不同的環(huán)境條件下生長的植物,它們的個體形態(tài)、生理機制等方面常具有顯著的差別。這樣通過對植物特點的分析,反過來可以了解它們生長的地理環(huán)境特點。如駱駝刺,葉子已變成細刺,根系很發(fā)達。從駱駝刺的特點可以得出它生長的環(huán)境比較干旱,主要分布在沙漠地區(qū)。再如,能量生態(tài)金字塔、百分之十法則,“適者生存,不適者被淘汰”等知識的應用對學生形成科學的人口觀、資源觀、環(huán)境觀有很大的幫助。
6.歷史知識的應用
進行史地知識的有機聯(lián)系,有利于培養(yǎng)學生的時空觀。任何歷史事件必然發(fā)生在一定時間、一定地域;任何一個地域,必然有它的過去、現(xiàn)在,地域見證了歷史的發(fā)展,歷史把這一地域的過去與現(xiàn)在聯(lián)系起來。例如絲綢之路與歐亞大陸橋知識的聯(lián)系,天文學革命與太陽系的構成與運行,歷次戰(zhàn)爭發(fā)生的地點,戰(zhàn)爭與資源的分布及其爭奪,地理大發(fā)現(xiàn)與海洋氣候、洋流等知識的聯(lián)系。
以地理學科的問題為核心,結合歷史知識設置綜合性研究課題,增強地理學科的人文性,給自然地理賦予人文精神。如遼中南、京津塘、滬寧杭、珠江三角洲等工業(yè)帶的形成,既有其自然地理因素,又有其深刻的社會歷史根源。
六朝時期,滬寧杭地區(qū)得到了怎樣的開發(fā)?其歷史地理原因是什么?宋元時期在中國的經濟地位如何?近代以來逐步發(fā)展成為中國經濟最發(fā)達的地區(qū)之一,試分析其歷史地理原因。
又如地理教材及其配套地圖冊從地理角度介紹了大量的水利工程及其興修的原理,可以此為基點,聯(lián)系歷史上水利工程的興修,在興修水利這一問題上形成一個跨越時空的經緯網,并結合古人在人與自然的關系上的認識,對古人興修水利這一活動作出解釋,并對古今水利工程的作用作出評價。
7.政治學知識的應用
政治學知識可以反映國際政治經濟關系、國家的政策、法律法規(guī)等,很多地理知識可以用政治學的知識來理解。例如:可以用政治學中依法治國原則來解釋我國的土地資源及其利用保護情況。由于自然和人為的原因,我國的土地資源破壞嚴重:水蝕、風蝕和沙漠侵吞,土地次生鹽堿化,基建用地和農村住房的不斷擴大,使得耕地面積不斷減少。為了保護有限的土地資源,根據依法治國的原則,頒布和實施了《土地法》、《森林法》、《草原法》、《防沙治沙法》等一系列法律,使土地資源的利用和保護走上法制化的軌道。
8.哲學知識的應用
哲學中的辯證法、唯物論與認識論對地理知識的學習具有重要的指導作用。其中辯證思維在地理教學中比較常用,辯證思維屬于辯證法的內容,辯證思維是按照辯證邏輯的規(guī)律進行的思維,是一種發(fā)展變化觀。由于地理事物及現(xiàn)象間的關系極其復雜,辯證思維就顯得格外重要。例如:學生對降水多的赤道附近有大片的森林容易理解,但對降水少的亞寒帶也有大片森林就不易理解了。對此僅憑形式思維,只用降水多少來解釋森林的分布是不夠的,必須用降水和蒸發(fā)雙方的對比,以辯證思維來考慮問題。
此外,唯物論也有很多知識應用于地理學科。如:遵循水循環(huán)與水平衡原理,合理利用水資源尊重客觀規(guī)律,按客觀規(guī)律辦事;人類活動對氣候的影響(植樹造林、興修水利、溫室效應、臭氧空洞、酸雨)人的主觀能動性必須符合客觀規(guī)律等等。
總之,在地理課堂教學中,教師必須重視各學科之間的滲透、交叉和綜合,注意學習與地理教學有聯(lián)系的相關知識,并把它巧妙地引進到地理課堂教學中來。
參考文獻:
[1]李永紅.地理諺語集萃[J].地理教育,2006,(3):76.