青藏高原梯级习服功能的地学实践教学体系构建

2017-11-01李国荣赵文涛夏楚林

中国地质教育 2017年3期

关键词：习服高原病梯级

张文，刘昕，李国荣，赵文涛，夏楚林

1.青海大学地质工程系，青海西宁 810016；2.青海大学青藏高原北缘新生代资源环境重点实验室，青海西宁 810016

实践教学

青藏高原梯级习服功能的地学实践教学体系构建

张文1，2，刘昕1，2，李国荣1，2，赵文涛1，2，夏楚林1，2

1.青海大学地质工程系，青海西宁 810016；2.青海大学青藏高原北缘新生代资源环境重点实验室，青海西宁 810016

青藏高原具有世界公认的独特地学价值和高寒条件，高海拔带来的低氧及其引发的高原疾病威胁高原地学实践教学和科学考察活动。基于青海大学野外地学基地，综合国内外高原医学工作者对高原医学生理学的研究成果，充分利用青海大学青海湖地学实习基地，突出高原地学特色，优选2400～3000m、3000～3700m、3700～4200m、4200～5000m四个梯级野外实践区域，确定最优教学路线，完善教学内容，构建具有阶梯习服功能的高原地学实践教学和科学考察体系，旨在对短期赴青藏高原开展地学实践教学和科学考察的人员予以正确的指导，避免高原反应的发生，发挥青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系的实践教学、科学考察及其地学研究辐射功能。

青藏高原；梯级习服；高原特色；实践教学体系；习服功能；

青藏高原位于北纬25°～40°，东经74°～104°，平均海拔4500m 以上，是世界上海拔最高、分布面积最大、地质背景和地质环境最为复杂的高原，被称为地球“第三极”；对于地球科学的研究，具有极为特殊的意义，被认为是“打开地学动力学大门的金钥匙”和“生命环境的试验田”。特别是19世纪以来，探究地球动力、地球物理、地球化学、地球生物等过程和机制的许多重大的、国际上关注的地球科学问题，都聚焦于青藏高原或是需要聚焦于青藏高原，还有日益为政治家和决策者所重视、全球变化研究的全面性和完整性也都离不开青藏高原[1]。

青海省位于青藏高原东北部，具有研究青藏高原的优势地理位置，拥有科学研究、科学考察和地学实践教学的丰富的地质资源（表1）。

一、青海大学—中国地质大学（北京）青海湖地学基地概况

青海大学居于青藏高原的东部地区，拥有探索青藏高原地球科学的优势地理位置，教育部安排中国地质大学（北京）对口支援建设。自2007年以来，青海大学以东部地区为核心，建设青海大学－中国地质大学（北京）青海湖地学实习基地。一方面，满足西北地区地质院校的专业实习教学；另一方面，为来自国内外地学同行开展青藏高原科学考察与研究提供支撑。

青海湖地区在地质发展过程中，经历了岩浆活动、高原隆升、海陆变迁等，古地理、古环境的变迁信息被记录在这里的地质地貌中。目前已发现34处地质地貌遗迹资源。其中，达到世界级2处，达到国家级17处，达到省级15处。这些地质地貌遗迹资源组合性强、类型多样，具有稀有的自然属性及特殊的地学意义，是一座少有的地质地貌遗迹资源宝库。青海大学正在建设的青海湖地学实习基地主要包括西宁—大通实习站、互助北山实习站（北山国家森林地质公园）、贵德实习站（贵德国家地质公园）和青海湖站（青海湖地质公园）、格尔木站（昆仑山国际地质公园）等（图1）。然而，青藏高原低含氧量、强紫外线等恶劣自然环境威胁着人类的健康与工作安全，高原缺氧环境引起的高原疾病，随时威胁来高原学习和科考的广大师生的健康。因此，以青海大学－中国地质大学（北京）青海湖地学基地为核心区域，构建和探索青藏高原梯级习服功能的地学实践教学体系，有利于培养高原地学人才和高原科考工作的顺利开展。

表1 青海典型地学资源主要类型[2]

图1 青藏高原梯级习服功能的地学实践教学与科考路线分布示意图

二、构建青藏高原梯级习服功能的地学实践教学体系重要性

1．青藏高原气候特点及对人体健康影响

高原地区自然环境的高海拔、低含盐量、高温差、高干燥和强日照辐射等因素，导致人体生理产生一系列改变，在高原医学上总称为急性高原病，这是发生在青藏高原、中西亚地区高海拔低氧低压环境的一种特发病（图2）。

急性高原病进一步分为急性高原反应、急性高原肺水肿、急性高原脑水肿、急性高原混合型。

图2表明，急性高原反应一般会在抵达海拔2500m～3000m 以上地区发生，其多发生于刚刚进入高原数小时，以及1～3天的时间段内。

图2 急性高原病(AMS)发病率海拔变化散点图［2-3］

急性高原肺水肿病是高原环境下引起的急性高原病，多发于海拔4000m以上的高原地区，但是，对缺氧敏感者，在海拔2500～3000m区间的高原地区，就会发生高原反应的先兆症状，如不及时救治，进一步加重，并迅速出现肺部水肿。该病的特点是发病急促，死亡率高，发病不受年龄限制。除高原低氧环境外，高原肺水肿发病的其他诱因主要是上呼吸道感染，过度劳累和寒冷等。

急性高原脑水肿是最为严重的一种急性高原病，与患者进入高原地区的速度、区域海拔高度及自然条件密切相关，其主要症状表现为剧烈头痛、频繁的恶心呕吐等。

急性混合型高原病，指同时出现高原肺水肿和高原脑水肿症状，属重症急性恶性高原病，较单纯肺水肿或脑水肿急性高原病严重，稍有大意，则会导致死亡，急性混合型高原病的死亡率高。

2．高原地区人体适应理论

（1）高原习服与适应。

尽管高原低氧环境及急性高原病对人体影响极大，但人体对高原环境也具有强大的适应能力，从低海拔地区进入高原后，人体在神经—体液调节下发生一系列的代偿适应性变化，以适应高原环境，这个过程称之为习服[4]。研究表明，进入高原地区方法和途中各项准备工作的优劣与高原急性病的发生有密切关系，在一定限度内通过采取适当的措施和手段，可以有效地促进人体对高原的习服。此种改变不具有遗传性，是可逆的，习服可产生对高原低氧的耐力。适应则是指人类长期在高原居住，经过许多代，基因发生改变后，适应高原环境，是一种对低氧环境真正的遗传选择性反应。此种改变具有遗传性，并发展为具有生化、生理和解剖学特征，并使之能在高原环境达到最佳境地[5]。

（2）高原梯级习服。

高原梯级习服是指在进入高原的过程中，不宜连续直接上升到更高海拔的地区，需要在一定的时间段内，逐步上升到更高海拔的地区活动或工作，即先在较低海拔的区域停留一段时间，使人体系统对较低海拔的高原环境有一定的习服之后，然后上升到中等高度地区，然后再停留一段时间，最后到达预定高度[4-5]。Singh等(1969) 研究人体系统高原梯级习服规律后建议，进入高原以后，宜在2440m、3350m 和4270m海拔高原各停留1周后，再进入5500m以上的高原环境是大有好处的[6]。印度军队从平原地区调往中印边境 (海拔约4400m) 的过程中，分别在2400m、3000m 和3700m作三次停留[7]。牛文中等[8]在研究人体系统高原反应及习服规律后，建议初上高原者，应安排一个适应期，适应调整期以7 天为宜，便于人体机能适应从低海拔环境到高海拔环境变化，以避免急性高原病的发生。高山生理学家的研究表明，3000m及5000m 左右的海拔高度，对初到青藏高原者比较重要，若能逐渐适应这两个高度环境的缺氧条件，那么，在青藏高原上活动，一般不易出现急性高原病。目前，高原阶梯习服的原理和方法，已被广泛应用于国内外登山运动员的训练和登山活动中[2-3]。

三、青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系的构建与建设目标

1.梯级高原习服功能地学实践教学体系构建

梯级高原习服功能地学实践教学体系，包括野外实践教学环境海拔梯级抬升体系、野外实践教学资源、实践教学内容体系（表2）。

2.实践教学设置

地学实践教学环节，主要包括室内实践教学和野外实践教学两方面[9-10]。室内地学实践实习主要围绕所讲授课程，利用图件、放大镜、显微镜、素描笔等基本工具，对岩矿标本等进行观察与描述，强化对基本地学理论的理解。核心课程一般开设为期1～2周的综合实验设计和综合实验。通过学习，加深学生对基本地学理论的深入细致的理解、实践综合分析能力和动手能力，为进一步开展野外地学实践活动奠定基础。

野外实践分为两部分：第一部分是随课实习，即随着课程进程，在西宁—大通地区（海拔2400m左右），进行典型地质现象的观察、描述、量测方法等，培养大一学生对地质学的学习兴趣和专业精神；第二部分的野外地学实践教学分4个阶段（针对本科四年制，从大学一年级到四年级），分别在上述的4个梯级海拔高度习服区域，开展野外地质认识实习、地质填图实习、地质生产实习、毕业实习。野外地学实践由简单到综合，主要围绕野外地质踏勘、绘制信手地质剖面、测制地质剖面、地质取样、地质填图、报告编写等野外地质专业技能的培养，逐步展开，以培养学生观察能力、综合分析能力、应用能力为目标，使学生从地学基本理论到野外综合实践能力得到升华和巩固。

表2 青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系构建

四、结束语

探索和构建青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系，将承载许多高原地学人才和研究者的梦想。根据我国目前西部地区优质地学教学资源闲置较为突出，辐射作用发挥不够，未能在高校之间实现实习资源的有效共享现状。因此，探索和构建青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系，完善科研基础条件，充分发挥基地的地域优势和避免急性高原病的发生，保护进入高原开展地学实习和科研的师生，既能开展各项地学实践学习，又能健康平安地开展科考工作，使其真正成为西部高校培养地质专业人才的高原地学教学实习基地、地质科考基地、社会实践基地和青少年科普基地。通过不断补充完善青藏高原梯级习服功能地学实践教学体系的教学内容，凸显该地学实践教学体系的梯级高原习服功能的特色，将其打造为具有青藏高原特色的野外地学实践教学体系，面向全球地学工作者开放，体现其辐射功能。

[1] 赵鹏大.提高中国地质调查战略地位的若干问题思考[J].地质通报，2003(1)：860-862.

[2] 薛华菊，方成江.高原人体生理适应学理论在进藏旅游中的应用[J].干旱区资源与环境,2011,25（2）:183-189.

[3] 薛华菊,马耀峰,黄毅,等.基于旅游者健康视角下的青藏高原旅游适应区开发研究—以青海高原旅游区为例[J].旅游论坛.2012,5(5)：77-81.

[4] 张彦博，汪源，刘学良，等.人与高原[M].西宁:青海人民出版，1996: 320-321．

[5] Wu T Y,Tu D T,Zhau G L,et al.The physiological differences between the Tibetans and the Andeans.In:Ohno HKobayashiT,Masuyama Sand Nakashima M(eds):Progress of Mountain Medicine and High Altitude Physology JSMM[C].Tokorozawa,Matsumoto,1998,190-194.

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[8] 牛文中，李耀明．快速进入高原部队预防急性高原病措施探讨［J］．解放军医学杂志，1997，15( 1) ∶ 29-31．

[9] 刘建朝，薛春纪.实践教学是保证地学教育质量的关键[J].中国地质教育，2004，13(1)：24-25.

[10] 王心源，张广胜，贾冠忠，等.安徽省巢湖野外地质实习基地建设与改革研究[J].中国地质教育，2007，16(2)：47-51.

Title: Geological practice-instruction system construction of stepwise acclimatization in Qinghai-Tibetan Plateau

Author(s)：ZHANG Wen，LIU Xin，LI Guo-rong，ZHAO Wen-tao，XIA Chu-lin

Qinghai-Tibetan Plateau；Stepwise acclimatization；plateau characteristics；practice-instruction system；acclimatization function；

1006-9372（2017）03-0070-05

2017-01-09。

青海省级重点实验室建设项目（2012-Z-Y14）；青海省自然科学基金项目（2012-Z-705）；国家自然科学基金项目（51468055）；青海省高原地学实践教学团队项目（2012-09）。

张文，男，教授，主要从事寒区岩土工程及防灾减灾的教育和研究工作。