地理核心素养视域下地理事象的科学认知框架——以水土流失为例

湖北 石方兴 肖 翔

科学认知是指人对客观对象及其规律的正确反应，或者说是对作用于人的感觉器官的外界事物进行科学的信息加工，形成个体对事物的定义、判断和问题解决的信息加工处理过程。地理核心素养视域下对地理事象的科学认知，就是科学地引导学生去理解、掌握地理现象、地理原理、地理过程和地理规律，分析地理事象的形成过程，解决地理事象在特定区域的问题。因此，本文试以水土流失为例，探讨在地理核心素养视域下，结合学生认知水平和学科逻辑，如何构建对地理事象的认知框架，从而有效地提高学生的发现、思考与解决地理问题的能力，真正使地理核心素养的培养落地生根。

一、是什么：从概念出发寻找关键词

掌握符合学科逻辑和地理事象的概念是教学工作者引导学生科学认识地理事象的基础。地理概念的认识，不仅要通过权威的途径获取以保证内容的科学性和逻辑性，而且还需要通过对地理事象与应用导向的匹配，保证地理概念对于师生教学的适配性，方便总结与概括地理事象的显著特征，形成科学的认知框架。认识地理事象的显著特征需要对概念的衡量指标和方法进行掌握，通过对地理事象概念的详细分析与解构，形成科学的认知框架。

水土流失是指在水力、风力、重力及冻融等自然营力和人类活动作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失。水土流失可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀三种类型。根据上述对于水土流失的表述，找出水土流失概念内的关键词，例如：“自然营力”“水土资源”“土地生产力”“土地表层”“侵蚀”“损失”等。水土流失现象主要是“水土资源和土地生产力”遭受破坏和损失。通过对概念关键词的掌握，我们便可以通过一级表象“自然营力”和“水土资源”入手，综合其他各因素进行分析，构建科学的认知框架。

【例1】(2013年重庆卷，第9～11题)地理兴趣小组对某小流域进行水土流失的调查。据此回答9～11题。

9.在调查之前，该组同学需要优先收集调查区的地形图和

( )

A.气温分布图 B.降水量分布图

C.工业分布图 D.旅游景点分布图

10.流域产沙量(一定时间内流域内产出的泥沙总量)是水土流失调查中的一项重要指标。同学们提出了四种获得流域年产沙量的方法，可行的是

( )

A.测定一年内每次暴雨的土壤流失量做累加

B.测定一年内每次暴雨的土壤流失量做平均

C.在流域源头设置收集池，年终称取泥沙总量

D.在流域出口处设置收集池，年终称取泥沙总量

11.下图是几位同学根据调查结果绘制的坡度与单位面积产沙量关系曲线，其中符合水土流失一般规律的是

( )

A.① B.② C.③ D.④

【答案】9.B 10.D 11.A

【试题分析】这组试题从一级表象“自然营力”出发，考查水土流失与地形、降水、产沙量、坡度等要素的关系，掌握上述概念的内涵与外延，知道水土流失是在人类生产活动的因素下，自然营力各个要素共同作用的结果，通过对概念的理解，知道水土流失与地形、降水等因素密切相关，产沙量大小与地形起伏(坡度)、降水量的大小(季节分配)、植被疏密等现象紧密联系，然后根据关键词小流域、水土流失调查、流域年产沙量、单位面积产沙量等，结合试题设问要求，找到正确答案。

二、为什么：掌握现象本质与规律

对地理事象的科学认知，需要我们将其依托到某个特定区域，并能够在其他区域中也有所表现。在认知过程中，如果没有在典型案例中概括出地理事象的本质规律，就容易将该区域的个别特征误认为是其他区域的一般规律。因此，在认知过程中需要结合学科逻辑和已知信息，通过对概念的关键部分进行分析，寻找地理事象的本质和规律。掌握事象的本质是认识地理事象的内在要求，也是推测地理事象的形成过程和辨识地理事象的基本方法。

黄土高原是我国水土流失严重的地区之一，从例2可知，黄土高原的水土流失程度与植被覆盖率和降水强度有关，植被覆盖率的多少和降水强度的大小会明显影响到黄土高原地区河流的含沙量，以此便能够看出黄土高原的水土流失程度。当然黄土高原的水土流失不仅仅只是这两方面的原因，还关系到地表的起伏程度、土壤的疏松程度和一些人为因素。

【例2】(2018年全国卷Ⅱ，9～11题)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。2013年7月，汾川河流域降水异常增多，下表为当月6次降水过程的时长、降水量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水含沙量极高。据此完成9～11题。

降水序号降水历时(天)降水量/mm汾川河洪峰情况1253.0无明显洪峰2480.3无明显洪峰35100.1无明显洪峰4273.2无明显洪峰5290.7洪峰流量346 m3/s6254.4洪峰流量1 750 m3/s

9.汾川河流域植被覆盖率大幅度提高能够

( )

A.减小降水变率 B.减少河水含沙量

C.增加降水量 D.加大河流径流量

10.第5次降水产生洪峰的原因是此次降水

( )

①历时长 ②强度大 ③下渗少 ④植被截流少

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

11.第6次降水产生的洪水含沙量极高，其泥沙主要源于

( )

A.河床 B.沟谷

C.裸露坡面 D.植被覆盖坡面

【答案】9.B 10.B 11.D

【试题分析】9.降水变率的大小与植被覆盖率关系不大，A项错误；植被覆盖率高，保持水土能力强，可以减少河水含沙量，B项正确；植被覆盖率提高能够提高区域降水量，但提高幅度不大，C项错误；植被覆盖率高，涵养水源能力高，河流径流量会有所减小，D项错误。

10.第5次降水只有2天，在各次降水中历时并不长，①错；第5次降水，时间较短，但降水量在几次降水中排名第三，因此降水强度较大，②对；前面连续的几次降水，导致下渗增加，土壤含水量达到饱和，因此大量降水以地表径流形势汇入河流，形成洪峰，③对；植被对降水的截留每次基本都相同，④错。故B项正确。

11.洪峰可以冲刷河床和沟谷的泥沙，能够提高河流含沙量。但在第5次降水形成洪峰中，含沙量较小，说明河床和沟谷的含沙量较小，A、B项错误。裸露坡面在每次降水后，都会出现比较严重的水土流失，导致河流含沙量增大，前5次降水河流含沙量都比较小，说明该流域裸露坡面少，C项错误；经过前5次的降水，坡面径流将植被覆盖坡面植株之间的堆积物冲走，露出土壤，第6次降水形成的坡面径流冲刷土壤，引起水土流失，增加河流的含沙量，故D项正确。

三、怎么样：关注地理过程和区域差异

长期以来，师生对于某一地理事象的认识大多数时候停留在明显的特征之处，而对地理过程缺乏分析，因此对地理事象的认识大多数只停留在表层。如果将这个明显的特征作为其地理事象的属性，则无法全面地、准确地对该地理事象进行科学解释。地理事象处在时间和空间的双重作用之下，因此，科学地认知地理事象需要将其置入在特定的区域和时间序列之中，掌握该事象的发展过程和演变规律。唯有此，才可以避免将具体现象的明显特征当做普遍规律，从而规避在其他区域当中认知该地理事象的偏误。

水土流失虽然在我国黄土高原地区最具有代表性，但从地表坡度、降水强度、植被覆盖率等特征来进行分析的水土流失地区还有很多。例如，我国南方低山丘陵的水土流失，南方的低山丘陵地区地表有一定的起伏，降水量更大且更强，再加上人为的过度樵采和陡坡开荒，导致南方低山丘陵的水土流失也相对严重。

【例3】(2017年全国卷Ⅱ，43题)我国南方红壤丘陵地区因受人为干扰，地表植被遭到破坏，土壤侵蚀严重，出现“红色荒漠”(如图)。为治理这一环境问题，20世纪80年代，当地采用人工种植松树和自然恢复等方式造林育林，形成了不同的植被景观。

分析自然恢复的次生林比人工松林防水土流失效果更好的原因。

【答案】植被结构更复杂，截留降水效果更好；地表植被更丰富，可以减缓地表径流汇入河流的速度，地表水下渗作用更强，涵养水源效果更好；地下根系更发达，固土能力更强；植被多样性更好，水土保持更稳定。

【解析】水土流失主要考虑地表径流的速度和流量大小以及土壤的固着程度。人工松林植物种类单一，植株较稀少，生长期较短，根系扎入土层较浅，且植株间杂草少，植被多样性少，水土保持功能弱于自然恢复的次生林，次生林植物种类较多，植物间距小，植物密集，植物根系长，能够扎入更深的土壤，再加上植株间有大量的杂草，因此对同强度降水具有更好的水土保持效果。

四、如何做：结合人地协调观念认知地理事象

地理学是自然科学与人文科学的交叉学科，具有综合性、交叉性和区域性的特点。因此，需要我们关注人类社会与地理环境之间的关系，尤其是对我们人类活动产生干扰的地理现象及其变化。地理环境与各种人类活动相互作用，从而产生各种地理事象，以此便可以了解区域的人地协调关系。地理事象本无优劣之分，只是从特定的地理视角来看，才有对于人类生活的各种正面或者负面的影响。在人地协调的观念中，人类依赖于自然环境而生存，虽然这种“依赖”不能从根本上进行改变，但是人类正通过不同的方式和方法在改变地球的原始面貌。因此，我们需要科学地认识地理关系，在不损害自然生态环境下实现社会价值。例如，水土流失就是通过土地的生产力对人类活动产生的负面影响，而人类修建梯田的农业活动就是因地制宜地发展农业生产。

黄土高原治理先后经历坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理和退耕还林还草工程等阶段，每一阶段均取得显著成效。但是黄土高原局部地区过度退耕还林还草，导致人—地—粮食关系的矛盾日益凸显，乡村“空心化”日趋严重，农村可持续发展问题日益突出。黄土高原作为西北贫困地区，如何创新黄土高原丘陵沟壑区乡村可持续振兴模式是一个重大科学课题。

【例4】(2020年全国卷Ⅰ，1～3题)治沟造地是陕西省延安市对黄土高原的丘陵沟壑区，在传统打坝淤地的基础上，集耕地营造、坝系修复、生态建设和新农村发展为一体的“田水路林村”综合整治模式，实现了乡村生产、生活、生态协调发展(如图)。据此完成1～3题。

1.与传统的打坝淤地工程相比，治沟造地更加关注

( )

A.增加耕地面积 B.防治水土流失

C.改善人居环境 D.提高作物产量

2.治沟造地对当地生产条件的改善主要体现在

( )

A.优化农业结构 B.方便田间耕作

C.健全公共服务 D.提高耕地肥力

3.推测开展治沟造地的地方

( )

①居住用地紧张 ②生态环境脆弱

③坡耕地比例大 ④农业生产精耕细作

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

【答案】1.C 2.B 3.C

【试题分析】1.传统的打坝淤地是为了防治水土流失，可以增加耕地面积，因此也可以提高作物产量。而治沟造地是集耕地营造、坝系修复、生态建设和新农村发展为一体的“田水路林村”综合整治模式，说明治沟造地不仅关注耕地面积、水土流失和作物产量，还更加关注改善人居环境。C正确。

2.该题关键是“生产条件”，因此，A、C可直接排除；丘陵沟壑区农业发展的主要瓶颈是田间耕作条件差，如多坡、地形起伏大、灌溉条件差、机械化条件差等。从图示中可看出，当地开挖支渠排水灌溉、沟道覆土造地(平整土地)、防洪坝系建设，均属于改善生产排灌和地形条件，方便田间耕作，利于农业生产的发展，B正确；图示中未体现出能提高耕地肥力的措施，D错误。

3.“复垦空废宅基地”说明该地居住用地并不紧张，①错误；该地位于黄土高原丘陵沟壑区，水土流失严重，生态环境脆弱，另一方面加上“坡面退耕还林”和“沟道覆土造地”，说明这里平地少，坡耕地比例大，因此②③对；农业生产精耕细作图中没有体现出来，④主旨，所以选C。

五、结语

中国是世界上水土流失最为严重的国家之一，由于特殊的自然地理环境和社会经济条件，使水土流失成为主要的环境问题。我国水土流失的发生从自然因素角度分析，有地形坡度起伏状况、降水强度情况、地面物质组成和植被覆盖程度等；从人为因素角度分析，有植被的破坏、不合理的耕作制度、开矿的破坏等。而水土流失会导致一系列严重的危害，其中最严重的问题是会使土地生产力下降、河道淤积和水质污染等。为了实现区域的可持续发展，需要我们对于地理事象形成科学的认知分析框架，从概念入手到认识本质，再到区域迁移和人地协调发展，找到适合的治理措施。由此可见，认识水土流失现象是分析与解决土壤中的水土平衡问题的关键，而从人类活动对地理过程的干预程度上来说，客观上有利于对其他地理事象的认知。