摘要
在全球背景下开展湿地教学需要将教学方法从局部野外观察转向行星系统分析。本研究提出了一种将湿地、分析工具、政策框架及全球目标整合的教学方法，可应用于地球科学教育。研究人员在美国南卡罗来纳州（SC）的湿地（包括国际重要湿地及拉姆萨尔公约（Ramsar Convention, RC）指定地点：Congaree国家公园）中开发并测试了实验室练习。来自多学科背景的学生（野生动物生物学、林业、环境与自然资源）参与了主动学习，包括学习学科定义（如水分土壤Hydric Soils）、使用多种地理空间分析工具（如Web Soil Survey）、了解RC，并识别湿地提供的生态系统服务（Ecosystem Services）以实现联合国可持续发展目标（UN SDGs）。2024年及2025年的两年研究结果一致，显示学生的湿地知识与分析技能均有所提升。113名学生参加的在线测验平均得分为9.3/10。学生在UN SDGs知识上显著提高，并将SDGs 6、13、14和15评为与湿地最相关的目标。该教学方法可在全球范围内推广，因大部分材料和工具均可公开获取。
论文解读
本研究的背景源于全球湿地快速退化的危机及对湿地教育的迫切需求。湿地占地球表面约5–10%，但数据不确定性使面积估计存在较大波动。湿地生态系统类型多样，包括河流、湖泊、沼泽、红树林及泥炭地等，提供重要生态系统服务（Ecosystem Services），如食物和水资源（Provisioning）、碳汇与洪水调控（Regulating）、以及教育和休闲（Cultural）。人类活动是导致湿地消失和退化的主要原因，自1900年以来全球湿地面积减少约64%，在美国这一比例为53%，加州甚至损失了约90%的湿地。为应对湿地退化，1971年建立了拉姆萨尔公约（RC），其主要目标包括湿地的可持续利用、国际重要湿地的指定以及国际合作。南卡罗来纳州的Congaree国家公园被指定为拉姆萨尔国际重要湿地，是教学实验的核心场地。未来威胁不仅包括土地开发，还涉及气候变化导致的海平面上升，预计SC部分沿海湿地将面临12.5%至19.6%的损失，尤其是挺水草本湿地类型对水文变化高度敏感。
研究人员提出，将传统湿地实验教学与地理空间（Geospatial）概念和技术结合，可增强学生对湿地系统的理解，包括水分土壤（Hydric Soils）绘图、湿地识别与分类及空间分布分析，并提升其环境科学及资源管理常用地理空间工具（如GIS、Web Soil Survey、近红外摄影Remote Sensing）技能。实验课程在克莱姆森大学（Clemson University）本科FNR 2040课程中实施，参与学生来自林业、野生动物生物学及环境与自然资源学科，学术年级涵盖二至四年级，绝大多数为首次接触土壤科学课程。
为增强学习的情境感，研究人员提供了Congaree国家公园的历史介绍及相关视频，并引入国家湿地清查（National Wetlands Inventory, NWI）和Web Soil Survey（WSS）等在线数据资源，构建ArcGIS在线地图，包含公园边界、湿地范围、Hydric Soils图层及高分辨率近红外影像，帮助学生理解湿地空间分布及地形关系。实验设计采用可重复学习单元（Reusable Learning Objects, RLOs），通过Canvas LMS进行教学与数据互动。
结果显示，学生在预测试调查中对湿地概念和Hydric Soils熟悉度普遍偏低，但在GIS概念上略有基础。实验后学生能熟练使用三类Web GIS系统，完成Hydric Soils绘图、湿地空间分布分析及红外影像对比，平均测验得分9.3/10，说明学生掌握了湿地类型、Hydric Soils、生态系统服务及GIS工具应用。两年对比显示，学生在生态系统服务理解、GIS数据层使用及SDG相关性认识方面有所提升，表明实验在概念理解与技能培养上持续有效。SDG识别能力显著提高，SDGs 6（清洁水与卫生）、13（气候行动）、14（水下生命）及15（陆地生命）与湿地关联度最高。
在讨论中，研究人员指出，该实验教学突破了传统局部野外观察模式，将湿地学习置于全球政策和可持续发展目标框架下，体现系统化教学理念（Systems-based Approach），将湿地视为相互关联的生态、空间及治理系统，通过地理空间工具结合水分土壤及湿地类型提升学生的概念理解与技术能力。这种教学模型可适用于其他地区和湿地环境，并可扩展至现场考察及其他拉姆萨尔湿地。红外摄影和Web GIS的结合可进一步用于流域划分与湿地空间分析，同时教学活动中SDGs与湿地生态服务的结合有助于学生理解全球可持续发展与地方生态系统的联系。
研究结论部分指出，本研究成功实施并评估了一个结合湿地概念、水分土壤（Hydric Soils）、联合国可持续发展目标（UN SDGs）及地理空间数据分析的实验教学方案。学生通过文本与空间学习结合的方式，掌握了湿地识别、类型及分布，理解湿地提供的生态系统服务，并能够将本地湿地知识与全球可持续发展框架联系起来。该方法有效提升学生对湿地及其在环境管理、保护规划与可持续性决策中作用的认知，为跨学科环境教育提供了可复制、可推广的模型。
