城市地质实践教学路线内容设计

李红 齐露鹭 尹婧博

摘  要：实践教学是地学专业人才培养过程中的重要组成部分，城市地质实习又是基础认识实习中不可缺少的内容。通过城市地质实习，分析地质地貌条件对城市空间形态的限制及对城市功能组团布局的影响程度，理解城市地质与城乡规划相结合对促进城市可持续健康发展的意义，培养学生的工程实践能力和创新能力，使学生对城市地质行业有更加全面的理解和认识。文章结合地学相关专业野外实践教学需要，以吉林市为例，从宏观、中观和微观三个层面，设计城市地质环境与地貌特征对城市发展影响的野外教学观察路线。具体内容包括：宏观上观察地质地貌条件对城市空间发展格局的影响;中观上实地考察松花江阶地及两侧丘陵地质条件对城市功能组团的影响;微观上深入理解城市工业点（区）选址的影响因素与限制条件。教学内容既可以作为地质学专业一年级基础地质认识实习教学路线，也可以作为地理科学专业三年级城市地理专业实习路线。

关键词：城市地质;城市景观;城市发展;实践教学;吉林市

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）04-0108-04

Abstract： Practice teaching is an important part in the training process of geoscience professionals， and urban geology practice is the basic knowledge， the indispensable content of practice. The paper analyzes the restriction of geological and geomorphic conditions on urban spatial form and the influence degree of the group layout of urban functional through the practice of urban geology， to understand the significance of the combination of urban geology and urban-rural planning to promote the sustainable and healthy development of the city， which can cultivate students' engineering practice ability and innovation ability， and makes students have a more comprehensive understanding and awareness of the urban geology industry.Taking Jilin City as an example in combination with the field practice teaching of geology related majors， this paper designs the field teaching observation route of urban geological environment and geomorphological features and influences on urban development from the macro， meso and micro levels. The details include： on the macro level， we can observe the influence of geological and geomorphic conditions on urban spatial development pattern; on the meso level， we can investigate the influence of geological conditions of Songhua River terraces and hills on urban functional groups; on the micro level， we should deeply understand the influencing factors and constraints of urban industrial site （District） location. This route can be used not only as a teaching route for geology freshmen， but also as a professional practice route for grade three of geography science.

Keywords： urban geology; urban landscape; urban development; practice teaching; Jilin City

一、城市地质认识实习在地学实践教学中的位置

（一）野外实践教学的重要性

野外实践教学是地学相关专业人才培养的关键环节[1]，是培养学生逻辑思维能力、理论联系实际、了解国情、熟悉社会、提高思想政治素质和业务水平的重要形式，对于引导学生成才，推进一流学科建设，具有重要作用[2]。新時代背景下，野外实习不仅要使学生增强对地学知识的感性认知，还要增加地球科学与人类生存、社会发展相联系的教学内容，对传统地质实习内容作进一步探索和发展[3]。

（二）吉林大学地质学实践教学内容设置

吉林大学地质学专业突出理工相结合的特色，以优良的教学传统、科学的实践教学体系和丰富的实践教学资源，培养掌握地质专业基础知识、基本理论、基本技能，具备从事地质行业基础研究、生产实践、科技创新、行业管理等基本能力的高素质地质类专业人才。地质学专业独立实践教学包括一年级认识实习（长春周边）、地质实践技能培训、二年级地质教学实习（兴城）、地质填图方法与技术、三年级专业实习、毕业实习及毕业论文写作等环节，现有长春周边、辽宁兴城两个稳定的本科生实习基地。其中长春周边地区地质认识实习基地建于2000年，经过20年野外调查及深入挖掘，已经发展成为吉林大学重要野外实践教学基地之一，是面向地质学、地理科学、资源勘查工程（固体矿产勘查方向和石油与天然气勘查方向）、土地资源管理专业建立的专业实习基地，具备完善的实践教学体系，设有伊通火山群自然保护区旅游地学路线、营城子煤炭资源开发与环境保护路线、西营城河流地质作用与沉积岩路线、松原王府河谷地貌与新构造运动路线、四平山门岩浆岩及变质岩路线、新立城侵入岩与地貌路线、四平石岭地层构造与风化路线、四平山门银矿路线、双阳油气资源开发路线、吉林市区城市地质教学路线以及丰满水库工程地质教学路线等固定实习路线11条，实习内容涵盖外动力地质作用的风化作用、地面流水地质作用、下坡运动及产物，内动力地质作用的岩浆作用、变质作用、构造运动及产物，固体矿产，油气资源，城市地质，工程地质，旅游地质，环境地质以及灾害地质等诸多方面。

（三）城市地质认识实习的主要内容与作用

城市地质认识实习可增加地学野外实践教学环节的知识性与趣味性，使学生深刻理解传统地学与城市规划相结合的意义，可以解决城市发展的重要实际问题，进而明确学习地质学，不仅可以服务于传统地学研究领域，也可以在城市地质调查、城市规划等领域大有作为，增加专业学习信心与动力，提高野外实践教学成效，完成实践教学实习内容，培养新兴交叉学科人才。城市地质教学实习是吉林大学地质学专业一年级长春周边认识实习的教学内容之一，主要针对城市地质对城市发展、城乡规划影响展开的实践教学路线的内容安排，目的是使学生深入理解发挥城市地质调查工作的先行性与基础性作用，为城市防灾减灾、城市规划以及城乡可持续发展提供强有力的基础与保障。吉林市位于东北长白山区向松嫩平原过渡地带，中心城市四面环山，三面环水，低山丘陵地貌，自然环境优越。松花江与周围群山对吉林市城市空间形态的演变过程发挥着重要作用，从实习地点、地质地貌实习资源与素材方面，均是吉林省内城市地质环境影响城市发展教学路线的理想之选。

二、吉林市地质地貌概况

（一）吉林市地理位置

吉林市下辖昌邑区、船营区、龙潭区、丰满区等4个区、1个县（永吉县）、代管4个县级市（舒兰市、磐石市、蛟河市、桦甸市），总面积27 120 km2，建成区面积189.04 km2，户籍人口411.6万人，城镇人口218.1万人，城镇化率53%。吉林大学地质学专业认识实习在吉林市的教学路线包括市区内部城市地质教学路线、北山花岗岩风化观察路线、丰满水库大坝工程地质教学路线，其中城市地质教学路线位于吉林市区内部，主要包含昌邑区、船营区、龙潭区、丰满区的沿松花江地区。吉林市区位图如图1所示。

（二）吉林市地质环境

吉林市坐落于第二松花江中游河谷盆地内，盆地海拔180～200 m，松花江大断裂形成于华力西晚期，呈北西-南东向延伸。第二松花江自东南向西北呈倒“S”型流经市区，一级阶地相对高度10 m左右，为吉林市建筑主要坐落部位，表层为第四纪冲积物，高阶地相对高度20～40 m，多切割成缓坡岗梁状。階地周围环绕丘陵和低山，海拔260～1 000 m，北山、龙潭山、长蛇山及小团子山合称吉林市四大名山。河谷平原沉积了较厚的松散沉积物，厚度一般为6～12 m，地耐力一般为9～29 t/m2，地质基础比较稳定，吉林市区奥陶系以来各时代的地层均有出露[4]。吉林北山花岗岩中节理和断层十分发育，产状多变，并可以见到脉岩充填在断裂中的现象，除部分是岩浆岩的原生节理外，大部分是构造运动形成的断裂。

（三）吉林市地貌特征

地貌条件直接影响着城市的分布位置、平面结构和空间布局，地貌类型主要影响各项建设用地的选择和建筑物的稳定性。吉林市的区域自然地理条件有两大特点，其一是长白山区与松嫩平原的过渡带，其二是松花江由山区进入平原的流经点。从整体地貌上看，四周环山，松花江在其中蜿蜒而过，进而沿松花江流向形成南北纵向的河谷平原。松花湖地区自海西运动以后，由于地壳断裂，大量岩浆上涌，形成大批侵入花岗岩，陆地一直趋于抬高，到第三纪有大量玄武岩喷出，形成准平原。第四纪陆台逐渐被河水侵蚀切割，上覆一层厚厚的沉积物，组成多为沙砾和黄土状黏土。地球内外力的完美结合，造成现在的山地和河谷。境内地形起伏较大，相对高差上百米[5]。由于不同时期的大地构造运动，以及江河的侵蚀、剥蚀和堆积形成的流水地貌，地势由东南向西北逐渐降低，形成中山山区-低山丘陵区-峡谷湖泊区-河谷平原区四大地貌景观，平均海拔196 m。吉林市区遥感影像如图2所示。

（四）地质环境对城市发展的影响

地貌、地质、水文和气候等自然环境条件与城市规划、城市建设用地的使用有着密切关系[6-7]。地貌条件直接影响着城市的产生、城市形态以及城市功能区布局格局;地面高程及地势高差，是城市规划中对城市制高点利用、城市用地竖向规划、城市地面排水及防洪防涝等方面必须要考虑的因素;地基承载力、地下水以及地震、滑坡、崩塌等城市地质条件还会影响到各项建设用地的选择以及建筑物的稳定性[8-9]。可见，地质条件和地貌特征是城市规划设计中不可或缺，必须要考虑的必要因素[10]。

城市内部及周边的地表水资源，例如江河湖泊等自然水体，不仅是城市居民生产生活所需的重要水源，同时承担着调节小气候、稀释污水、排除雨水等生态功能。但某些地区由于局地水文条件限制，会给城市发展带来不利影响。因此在进行城市规划、城市工程选址甚至在城市建设实施过程中，都非常有必要对水体的流量、流速、水位等水情要素资料进行调查分析。

三、城市地质教学内容设计

（一）教学目的

1. 了解吉林市城市空间形态及各功能组图的空间分布，分析地貌、地质、水文、气候特征对吉林市城市建设的影响，使学生对城市地质行业有更加全面的理解和认识。

2. 通过野外实习与观察，理解城市地质与城乡规划相结合促进城市（区域）可持续健康发展的意义，培养学生的工程实践能力和创新能力。

（二）教学路线内容设计

1. 北山顶观察点——从宏观上观察地质地貌条件对城市形成与空间发展格局的影响

在实习过程中，采用讲授法与观察法相结合的教学方法，要求学生站在北山之上鸟瞰吉林市，结合区域遥感影像与城市总体规划图，观察吉林市的地形、市区分布及城市规划特征，引导学生分析地质、地貌、水文和气候等自然条件对吉林市城市规划和建设用地使用的影响，观察松花江、牛轭湖和阶地的分布及其与城市形成发展之间的关系，了解河流侧蚀作用及地壳运动与河流地质作用的关系。

300多年以来，吉林市城市发展一直以松花江作为城市中轴，以四周群山作为天然屏障，城市空间发展格局以及整个城市形态演变，均遵循沿江发展的自然展布状态，既有对历史的传承，也是城市功能选择的必然。城市扩展过程可以分为古城（点）-沿江（带）-跨江（组团）三个阶段[11]。吉林市古城东有龙潭山，西有小白山，南有朱雀山，北有玄天岭，形成“左青龙，右白虎，前朱雀，后玄武”之势[4]。古城所在的松花江上游北岸，属松花江河谷盆地，由于东西均有山体阻隔，基本没有扩展空间，长时间以来城市发展一直以缓慢地向东侧和西南方向发展为主，新中国成立之前松花江和铁路成为城市空间向外拓展的双重“門槛”。直至新中国成立后城市顺利实现跨江发展，新建的哈达湾工业区和江北工业区位于松花江下游河谷平原的东西两岸，至此沿江狭长城市的空间形态得以形成，吉林市城市空间发展格局发生重大转变。松花江两岸成为城市景观、生态和文化建设的重点地带。

2. 松花江边——从中观上考察阶地及两侧丘陵地质条件对城市功能区影响

教师带领学生沿松花江边步行，采取实地考察法与讲授法相结合的教学方法。考察过程中教师结合沿途所见展开讲解，学生结合实地所见质疑问难，深入理解地质地貌等自然要素与城市特色景观之间的密切关系，要求学生细心观察、做好记录，考察结束后根据教师讲解和实地考察过程，写出总结报告，将感性认识升华为理性知识。

吉林市城市功能组团分布模式，与人类活动对松花江的利用与感知程度密切相关，现已形成南部文化科技区，中部生活、商业区，北部工业区的整体布局。三个功能组团均发育在沿松花江狭长的一级阶地上，周围丘陵和山地成为城市向外围扩展的屏障[12]。其中，江北地区主要布局工业;中部地块相对较大，由南北狭长的长方形和一个扇环形组成，起到了承接江南、江北两岸，并构筑整体城市形态的重要作用，是城市发展中心，容纳着居住、商业、服务业、城市公共空间等活动用地，是混合型城市功能区;江南地块主要布局科技、文化、会展等朝阳产业，对松花江的自然景观、公共开放空间、城市绿地等方面有强烈要求，并且对城市生态环境影响较弱[12]。

3. 江北工业区——微观尺度理解工业区选址的影响因素与限制条件

实习过程中，结合吉林市遥感影像与城市总体规划图，教师可采用讲授法与讨论法相结合的教学方法，与学生就城市工业区选择必须要考虑的因素展开讨论，学生以小组为单位，各抒己见，不仅可以激发学生的学习兴趣，还能深入理解吉林市江北工业区选址的必然性。

作为北方重要的化工城市，如何布局城市工业用地对吉林市城市发展尤为重要。可以说，吉林市空间形态布局的跨江发展主要问题集中在工业用地的选择和分布上。选择江北地区布局工业，从吉林市所处自然地理环境而言，存在着一定的必然性。首先，从生态系统与环境保护角度，江北处于松花江区段的下游，同时也处于吉林市主导风向的下风向，江北地区是吉林市跨江发展工业的首选用地;其次，从松花江穿越市区形成的地块形态来看，江北地势相对平坦，而且存在大规模可供工业开发的城市用地;最后，化工产业发展需要充足的水源保证，生产污水亦需有合适的排放渠道，化工产业选址不能远离松花江。因此，位于松花江下游的江北地块，是吉林市工业区位的理想选择[13-14]。吉林市总体规划图如图3所示。

四、结束语

野外地质实习与考察是高校地学专业人才培养过程中不可缺少的重要组成部分，作为课堂教学的延续，是培养学生科学世界观、人生观、价值观的重要渠道，可以让学生掌握地学基本理论与研究方法，也是进一步丰富大学生知识领域、激发学生学习兴趣的重要手段。吉林市是北方山水城市的典型代表，城市形成发展过程、城市空间结构、城市功能组团、城市工业区位选址均受到地质环境条件的限制或影响，加上周边松花江河谷地貌、丰满大坝水利工程选址等，是理想的地质学教学路线。具体到吉林市城市地质与城市发展的教学路线，要达到的教学目标包括：认识吉林市的地质概况与城市发展历史;深入理解地质地貌环境因素对城市形成发展的影响，体会自然要素与城市特色景观之间的密切关系;掌握城市工业区选址的影响因素与限制条件。在实习过程中，带班老师可以根据专业和年级对实习内容进行补充或调整。

参考文献：

[1]汪利民.基于勘查技术与工程（勘查地球物理方向）专业特色的野外基础地质实践教学方法探讨[J].教育教学论坛，2020（12）：237-240.

[2]邱昆峰，王根厚，张宏睿，等.地质学专业本科生研究型野外实习教学[J].中国地质教育，2020，29（2）：79-82.

[3]于福生，周子勇，梁婷，等.北京周边地区基础地质认识实习基地教学资源评述[J].教育教学论坛，2019（47）：25-26.

[4]齐佳伟.吉林市城区地质灾害综合评价与分区研究[D].长春：吉林大学，2017.

[5]王义强，单玄龙.地学认识实习指南[M].长春：吉林科学技术出版社，2015.

[6]洪艳.自然河流对提升城市景观功能的价值研究——以吉林市松花江为例[D].北京：北京林业大学，2008.

[7]化建新，张苏民，黄润秋，等.城市环境与地质问题研究现状与发展[J].工程地质学报，2006（6）：739-742.

[8]韩文峰，宋畅.我国城市化中的城市地质环境与城市地质作用探讨[J].天津城市建设学院学报，2001（1）：1-5.

[9]刘飞，万力，胡伏生.城市环境地质学[M].北京：知识产权出版社，2011.

[10]吴志强，李德华.城市规划原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[11]李大伟.吉林市近现代城市形态演变研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.

[12]于洋.吉林市城市空间形态依江演变与未来发展研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.

[13]夏朝旭.吉林城市空间发展演变研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

[14]吉林市城市总体规划（2011-2020）[Z].吉林市人民政府，2015.