基于水土之美的生态文明研学旅行开发研究——以武汉市蔡甸西湖流域水土保持科技示范园为例

李星明，雷 雯，陈芷涵，李家成

(1.华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室，武汉 430079；2.华中师范大学地理科学省级实验教学示范中心，武汉 430079；3.湖北省发展和改革委员会/华中师范大学武汉城市圈研究院，武汉 430079)

十八大以来，我国把态文明建设放到现代化建设全局的战略地位给予了高度重视[1].十九大报告重点提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国[2].习近平主席围绕生态文明建设提出了“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰”的论断.中共中央国务院《关于加快推进生态文明意见》提出生态文明建设坚持把培育生态文化作为重要支撑，将生态文明纳入社会主义核心价值观体系，加强生态文化的宣传教育，提高全社会生态文明意识[3].教育部、国家发展改革委等11个部门发布的《关于推进中小学生研学旅行的意见》，提出研学旅行正处在大有可为的发展机遇期，要大力推动研学旅行健康快速发展.这一系列政策的实施表明加快推进生态文化教育与生态文明建设已刻不容缓.生态文明的基本含义包括生态意识文明、生态制度文明和生态行为文明.生态制度文明是从国家层面关于生态文明建设提出的政策方针，而如何建设生态文明需要从人的意识和行为出发培养生态文明的认知.教育是培养和提高生态文明认知的重要措施，教育需从“娃娃”抓起，生态文明也需从“娃娃”抓起.青少年和儿童正处于教育的关键时期，因此可通过培养他们的生态文明意识和规范生态文明行为来推进生态文明建设.研学旅行可以让学生将课本中获取的关于生态文明的知识与生态文明建设实践体验融合，实现生态文明科普教育的目标.

学术界对水土资源与生态文明建设及旅游业的关系展开了多维度的研究.水土资源与生态文明建设的研究主要集中在两者的关系、水土保持与生态文明建设的措施和内容等方面.水土资源及水土保持问题是生态文明建设的关键，是生态文明的基础[4].乡村水土资源的保护与治理是美丽乡村生态文明建设的重要途径[5-6]，亦是推动乡村生态文明建设的核心和基础[7].水土保持与生态文明建设措施和内容的研究主要从水土流失与退耕还林措施、水土保持措施、水土保持监测、生态文化建设等方面展开.水土流失生态脆弱区的治理应根据生态文明建设和水土保持的先进思想与方法，注重分区的防治规划，形成长效治理机制[8].此外，应重点保护林地资源，加大植树造林、退耕还林和飞播造林等措施的实施力度[9].水土保护措施应充分发挥生态系统的自然修复功能，辅之以相应的人工建设，加快水土流失的治理，增加修复区的林草面积和质量，提升其生态服务价值，实现水土资源的可持续利用和生态环境的可持续保护[10].水土保持监测是通过观测水土流失数据，以探索水土流失规律，并发挥水土保持监测在政府决策、社会经济发展和社会公众服务中的作用[11].对于水土保持生态文化建设，要注重创作进行科普教育、反映水土保持的文化作品，并形成特色水土保持行业文化[12].水土资源与旅游业关系的研究主要集中在旅游开发与水土资源及水土保持的相互影响、水土资源与生态旅游、水土资源的旅游开发等方面.旅游开发中，风景区产生经济效益的同时也可能造成水土资源流失等问题[13].水土流失是降低旅游区质量的重要因素[14].因此，旅游开发中要处理好与水土保持的关系.以水土保持为基础发展生态旅游产业，振兴地方经济；同时以生态旅游为经济支撑，开展水土保持工作[15].旅游资源开发与水土保持工作互相促进[16].水土资源与生态旅游的研究主题更多地关注水土保持与生态旅游的关系[15，17]、生态旅游开发[18]、水土流失与生态旅游的关系[19]、小流域生态旅游资源的评价[20]等方面.此外，甘枝茂提出水土保持技术、过程与成果是可以作为旅游吸引物和开展旅游活动的旅游资源进行综合开发利用的[21].可见，水土资源保护是生态文明建设的关键一环，也是旅游开发的生态基础.

关于研学旅行的研究，学者们从研学旅行的目的出发，研究如何将“学”和“行”结合起来[22]，并作为学校教育的一种有效补充[23].研究主题更多地关注研学旅行的教育功能，研究内容集中在研学旅行的教育内涵[23]和特点[22，24]、研学旅行与地理教育[25]、研学旅行的价值[26]和实施[27]、研学旅行基地建设[28-30]等方面.农场研学旅行通过农场活动的研学，让下一代或城市居民了解农民的生产与生活，达到对农业相关知识的科普效果[31]；森林研学旅行可以让学生了解森林保护知识，有利于形成森林保护意识[32].对于研学旅行开发的研究，邱涛将研学旅行基地分为自然景区、文化遗产等类型[30]，并利用自然和人文资源优势建设研学旅行基地，如地质、矿业遗址地质公园[33]、世界文化遗产地[34]等.吴清等还构建了古村落研学旅行的产品体系[35].综上，现有研究鲜有关注水土资源保护利用与生态文明教育的结合，更缺少应用水土保持的生态功能开发生态文明研学旅行的相关研究.

鉴于此，本研究以武汉市蔡甸西湖流域水土保持科技示范园为例，将水土资源的保护利用实践与生态文明教育相结合，应用水土保持技术与措施的生态治理、知识普及和景观体验等功能开发研学旅行项目，以发现并体验水土之美，这对于生态文明研学旅行基地开发并探索生态文明教育和生态文明建设的途径与方法具有重要的理论与实践价值.

1 水土之美的内涵

水土资源是水资源和土地资源的合称.中国是水土流失最严重的国家之一，水土流失已经成为中国主要的环境问题[36].因此，推进生态文明建设离不开水土流失防治与水土保持等问题.我们知道，水土保持主要技术与措施包括工程措施、生物措施和蓄水保土措施.工程措施是为保护水土资源修筑的各项工程措施，包括治坡过程、治沟工程和小型水利工程；生物工程是采取造林种草及管护的办法，维护和提高土地生产力的一种措施，包括造林、种草和封山育林、育草；蓄水保土措施是保土蓄水、改变坡面微地形、增加植被覆盖、改良土壤以提高农业生产的措施与方法.水土保持是一个综合的系统工程，具有生态性、科技性和教育性的特性，水土保持技术与措施及特性形成水土保持旅游资源[21].天然而优美的水土环境以及采取水土保持技术与措施而形成的生态化景观形成水土之生态美；水土保持的工程技术、生物技术和蓄水保土技术与方法的科技性形成水土之科技美；水土保持的生态思想、生态知识以及水土保持技术的科普教育形成水土之知识美.根据水土之美的内涵构成(图1)开发研学旅行，进行生态文明科普教育，让学生领略生态美、科技美和知识美，感受水土旅游资源的魅力，进而形成生态保护思想和意识，以促进生态文明建设.

图1 水土之美的构成Fig.1 The composition of the beauty of water and soil

1.1 水土之生态美

水土是构成生态系统的重要物质，人类的生产生活离不开水土.韦昭注：“水气不润，土枯不养，故乏财用”，因此，润水养土具有重要的经济价值和生态价值.清洁的水资源是水域生态系统的基础，不同的“水”景观如河流、湖泊、海洋和瀑布等，既能秀美如“树阴照水爱晴柔”，又能壮美如“黄河之水天上来”.肥沃的土地资源是地域生态系统的基石，多样的“土”如黄土、湿地、沙漠等形成多种多样的地形地貌景观，自然界中的土地美在“汗滴禾下土”的滋养万物.天然水土景观都彰显了水土资源原生的美学价值.因此，水土之生态美首先美在天然水土景观.其次，水土之生态美美在水土保持技术实施后形成的生态化景观.运用工程技术治坡、治沟和建立水利工程形成梯田、山沟和水池等生态化景观；运用生物工程造林种草和改善水土环境形成山林、草地和水体等生态化景观；运用蓄水保土技术等高耕作形成农田等生态化景观.利用水土保持主要技术与措施实现山、水、林、田、湖、草的综合治理，还原水土生态系统，体现水土之生态美.

1.2 水土之科技美

科技应用是中性的，而科技与真、善结合却是美的，科技揭示真实世界内在的深层的美，人类把握科技美的能力有限，反而印证科技美展现的超越性的完善的美[37].应用水土保持主要技术与措施，防治水土流失，保护水土资源.科技应用于水土保持形成水土之科技美.根据水土保持的三大技术与措施，水土科技美主要表现为工程技术美、生物工程美和蓄水保土技术美.首先，工程技术美美在各类治坡、治沟和小型水利工程，工程本身具有科技美感与美学景观价值.修筑梯田、等高挖截流沟和沟壑治理等工程措施科学防治水土流失，保护和利用水土资源，彰显科学技术的魅力；其次，生物工程美美在造林、种草和封山育林、育草以及利用生物净化水土环境等.按不同地形营造不同的林田景观，育林、育草形成丰富、多样的植被景观，利用生物净化水土环境形成多类型的水体景观.因地制宜地运用生物工程营造良好水土环境，以充分发挥生物工程技术美；第三，蓄水保土技术与方法包括改变坡面微地形、增加植被覆盖、增强土壤有机质抗蚀力以及提高农业生产的技术措施等，应用科技手段模拟水土流失过程和展现蓄水保土过程，运用等高耕作等科学措施提高农业生产能力，展示蓄水保土之科技美.

1.3 水土之知识美

罗曼·罗兰说“大自然一直是万书之本，知识的源泉”.水土保持的生态思想、生态知识以及水土保持技术的科普教育形成水土之知识美.水土之知识美，是水土之美的深层表达.首先，水土之知识美美在生态思想.与水土资源相关的生态理论和生态观念构成生态思想.生态理论是人们为了防治水土流失、解决生态环境破坏等问题提出的与水土资源相关的理论体系，生态理论应用能指导水土保持实践；生态观念是人们尊重水土生态系统，形成的对水土环境的生态保护思想以及和谐共处的生态发展观念.其次，水土知识美美在生态知识.生态知识是人们在长期探索水土保持研究与实践中形成的大量成熟的生态技术、方法与内容.水土保持的工程技术、生物工程和蓄水保土技术，本身就体现了水土保持丰富的生态知识.具体表现为农、林和水利等修筑工程、封山育林、蓄水保土、等高耕作和等高截流等防治水土流失，保护水土资源等生态知识.第三，水土知识美美在科普教育.对学生和游客进行水土保持生态理论、生态思想的科普教育，激发人们产生保护水土资源的生态意识，培育人们形成保护水土的生态观念与生态思想；应用先进的科学技术模拟水土保持的工程技术、生物工程和蓄水保土技术，不仅能让学生和游客身临其境地体验与认识到水土保持的生态效果及其重要性，更能激发学生学习与探索水土保持技术的强烈愿望，引导学生未来积极从事水土保持的生态文明建设的研究与实践.

2 水土之美的研学旅行开发——以武汉市蔡甸西湖流域水土保持科技示范园为例

2.1 案例地概况

蔡甸西湖流域水土保持科技示范园位于湖北省武汉市蔡甸城区的玉贤街鸽翅岭村，依蔡甸区西湖水系而建，总面积为185.8 hm2.园区地处江汉平原东部浅丘区，东靠炎山，南依西湖.山上林木苍翠，山下农田连片分布，水域面积广阔.多年来，园区致力于水土保持工作，采用现代科学技术积极探索与创新水土保持路径，现已建成水土保持监测室、人工降雨区、小型沟道观测站等水土保持研究项目，并分为科研实践、科普教育、生态能源示范、生态修复等功能区.园区于2011年被命名为全国第三批水土保持科技示范园区.在2019年蔡甸西湖流域水土保持科技示范园旅游规划中，将蔡甸西湖流域水土保持科技示范园与研学旅行相结合进行旅游开发，并致力于打造国家级中小学生研学实践教育基地.因此，基于水土之美，以蔡甸西湖流域水土保持科技示范园为生态文明研学旅行开发的案例地，借鉴深圳市水土保持科技示范园建立水土流失模拟试验区、边坡防护展示区、模拟水土危害等多维开展水土保持科普教育户外课堂的经验[38]，研究开发体现水土之生态美、水土之科技美和水土之知识美的研学旅行基地，以探索进行生态文明教育与建设的可行路径.

2.2 园区研学旅行项目设计与开发

2.2.1 水土生态之美与研学项目开发 根据水土体现的天然景观美和技术应用后形成的水土景观，结合案例地山水生态条件和技术手段，打造体现水土生态美的研学旅行项目.

1) 欣赏水土之天然景观美.案例地临近武汉西湖流域的索子长河，区内湖水清澈，是天然形成的优美的湿地景观，体现了多样的自然水土生态系统.良好的生态环境和优美的湿地景观充分体现了自然水土景观之美；2) 体验水土保持技术应用后的生态化景观.利用工程治污，变污水为净水，设计与建设无边泳池、垂钓池及其他生态净化池湾，既让人们了解与学习污水处理过程，又能通过开展游泳、垂钓项目体验污水治理的成果；利用蓄水保土的等高耕作技术规划设计农田景观，如建设张湾等高耕作农田景观.不仅让学生现场了解“等高耕作是在坡面上沿地形等高线实施耕犁、作畦及栽培等作业，形成等高沟垄和作物条垄，是保持水土、提高抗旱能力的保土耕作方法”等知识，而且，让学生领略到通过技术实施后形成壮美的梯田等耕作景观，以调动学生对生态文明建设的兴趣与热情.

表1 水土生态之美研学旅行项目
Tab.1 The study travel projects of the ecological beauty of water and soil

2.2.2 水土科技之美与研学项目开发 依据案例地多年以来采用现代科学技术积极探索与创新水土保持路径的优势，通过科技与水土保持主要技术与措施的结合，基于水土之科技美进行工程技术美、生物工程美和蓄水保土技术美的研学旅行项目的开发.

1) 应用水土保持工程技术设计科普研学项目：结合高科技手段，建设模拟水土流失产生与治理过程展示系统，给学生展示最逼真的三维水土流失与治理过程，了解水土流失的成因与治理技术.设计白湖小型水利工程模型项目让学生知晓水利工程在控制水流、调节和分配水量、防洪防涝等的作用；2) 应用水土保持生物工程开展研学项目：建设3D动态全方位模拟水土保持工程项目，还原树木的水土保持作用，同时育林育草种树和净化周围水体，规划炎山西湖生态圈，充分展现生物工程治理的核心，让学生了解树木对水土保持的重要性，感受水土之生物工程技术美；3) 应用水土保持蓄水保土技术开展研学项目：建立蓄水保土VR展示厅.应用VR技术使学生了解蓄水保土的过程和技术方法，让学生感受水土之蓄水保土技术美.

表2 水土科技之美研学旅行项目
Tab.2 The study travel projects of the scientific beauty of water and soil

2.2.3 水土知识之美与研学项目开发 根据水土保持的生态思想、生态知识和科普教育等水土之知识美，开发研学项目，以丰富学生生态知识、提高学生生态保护意识.

表3 水土知识之美研学旅行项目
Tab.3 The study travel projects of the knowledge beauty of water and soil

1) 生态思想与研学项目：根据水土保持的生态思想与生态理念建设“土到农家”农家小院等项目.农家小院采用清洁能源、保土用土进行有机蔬菜生态种植，不施农药和化肥，构建零污染的生态环境，让学生知晓应用生态技术对提高农业生产效益及对生态环境保护的重要性，真正领会将水土知识的生态思想理念应用到实践中的价值；2) 生态知识与研学项目：根据水土保持工程设施的治沟知识建设全自动监测径流小区项目，以不同的水保措施进行水土流失监测试验，分析在坡度相同的多种水土保持状态下水土流失的产生过程及强度，以及氮、磷、钾的流失量，让学生了解水土流失的危害.设计护坡展示区展现水土保持中工程技术的应用，采用景观带沿主干道布设的水土保持综合护坡技术，通过牌示和语音等解说系统让学生了解水土保持综合护坡生态知识；3) 科普教育与研学项目：前文所述项目实际上均为科普而建的研学项目.另外，建设蔡甸西湖水土流失博物馆和科普知识长廊，介绍蔡甸所在的江汉平原等的水土保持工作，科普推广水土流失的产生、类型、危害及其治理等相关知识，培育学生水土保持的生态思想与生态理念，鼓励学生积极投身生态文明建设.

3 结语

水土资源是人类赖以生存与可持续发展的基础，研究与发现水土之美，对于探索生态文明教育和进行生态文明建设具有重要的理论与实践意义.文章根据水土保持的工程措施、生物措施和蓄水保土耕作措施的研究与实践，将水土之美分为生态美、科技美和知识美.

基于水土之美，以湖北省武汉市蔡甸西湖流域水土保持科技示范园为生态文明研学旅行开发的案例地，研究开发体现水土之生态美、水土之科技美和水土之知识美的研学旅行项目，对于探索依托水土资源进行生态文明研学旅行基地的建设具有重要理论与实践指导意义.研究水土之美并开发设计研学旅行项目表明，将诸如水土保持科技示范园等科研基地与研学项目结合进行研学旅行基地建设，不仅能充分发挥科技示范园的科普教育等综合功能，更能有效培养学生的生态文明思想与意识，引导学生积极从事生态文明建设的研究与实践.