生物多样化视角下的校馆企社合作模式探讨——以蒜头果种植为例

生物多样化视角下的校馆企社合作模式探讨——以蒜头果种植为例

赵润忠

（云南省科学技术馆， 云南昆明， 650051）

摘 要 如今世界纷繁复杂，我国正处于追赶世界科技前沿的关键十年，科学素养要从娃娃抓起，云南省目前小学科学教育还处于落后状态。云南省科技馆在传播科学知识的方面起着重要作用。云南省科技馆要将云南多样化生物的特有优势与各相关机构结合，整合管内外、省内外资源，加强科学传播，为国家提供更多更好的战略资源。

关键词生物多样性 校馆企社 合作 蒜头果

1. 研究背景

1.1时代背景

于2024年7月15日至18日，中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议在北京举行。全会强调，进一步全面深化改革，进一步解放和发展社会生产力、激发和增强社会活力，统筹国内国际两个大局，统筹推进“五位一体”总体布局，协调推进“四个全面”战略布局，以经济体制改革为牵引，以促进社会公平正义、增进人民福祉为出发点和落脚点，更加注重系统集成，更加注重突出重点，更加注重改革实效，推动生产关系和生产力、上层建筑和经济基础、国家治理和社会发展更好相适应，为中国式现代化提供强大动力和制度保障。全会提出，中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化。必须完善生态文明制度体系，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，积极应对气候变化，加快完善落实绿水青山就是金山银山理念的体制机制。全会提出，城乡融合发展是中国式现代化的必然要求。必须统筹新型工业化、新型城镇化和乡村全面振兴，全面提高城乡规划、建设、治理融合水平，促进城乡要素平等交换、双向流动，缩小城乡差别，促进城乡共同繁荣发展。全会提出，教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，统筹推进教育科技人才体制机制一体改革，健全新型举国体制，提升国家创新体系整体效能。要深化教育综合改革，深化科技体制改革，深化人才发展体制机制改革。通过公告，可以看出国家以人民为中心、以经济为基础、以科技为保障、以环境为支撑的强国护国的决心。

1.2环境背景

云南省利用自己独特的地缘、气候等优势紧跟国家战略步伐开创自己独特的发展之路。云南由于受来自印度洋西南季风以及来自太平洋东南季风影响，加之地处低纬度地带，全年得到太阳光热较多以及全省地貌类型复杂多样、地势高低悬殊等因素影响，使得其跨越了北温带、中温带、南温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带、北热带等7个气候带，同时拥有北温带高原西南季风气候、热带雨林气候、高原寒温性湿润气候、低纬度高原亚热带季风气候、亚热带山地季风气候、低纬暖温带高原山地季风气候等 6 种气候类型。这一切共同孕育了云南丰富而独特的物种资源。据统计，在全国约3万种高等植物中，有 60% 以上分布在云南，列入国家一、二、三级重点保护和发展的树种有 150 多种。全省分布有脊椎动物 1737种，占全国的 58.9%。其中，鸟类793种，占63.7%；兽类300种，占51.1%；鱼类 366 种，占45.7%； 爬行类143 种， 占 37.6%；两栖类 102 种，占 46.4%。全国见于名录的 2.5 万种昆虫类中，云南分布有 1 万余种。森林覆盖率 65.04%（含灌木林），活立木总蓄积量 15.48 亿立方米，占全国活立木总蓄 积量的 11.4%。 截至目前，全省建成自然保护区 160 个。其中，国家级自然保护区16个，省级自然保护区44个。自然保护区面积达到 295.56万公顷。使得云南成为名副其实的“动物王国”“植物王国”“世界花园”“物种基因库”等。

科技馆作为社会科学教育场所，其使命是向公众普及科学知识，传播科学思想，倡导科学方法和弘扬科学精神。科学教育是科技馆的核心功能之一，青少年是主要的面向受众人群，目前特定时代背景下，促进科技馆与学校等各机构教育结合，更好地实现科技馆教育功能，激发青少年对科学的兴趣与热情，提高其科技意识与创新能力。综合国家战略与云南地理优势，云南省科技馆要充分发挥其地缘、气候与社会结构优势，设置课程或活动可以考虑生物多样性，让科技教育从理论走向实践，从实践回归理论，探索出一条生物多样化的新的馆（科技馆）校（学校）企（企业）社（社区）等合作模式。下面以蒜头果的种植为例来阐述这种合作模式的意义。

2. 研究内容与实施

结合新发布的《义务教育科学课程标准（2022 年版）》以 “蒜头果种植” 为内容，以 “探究式学习” 为方式，融合“四科”理念，开发了“生物多样性主题系列 探究活动”，带领青少年解启一场奇妙的植物成长之旅。

2..1 思考原因：为什么要研究生物？我们需要明确生物多样化有什么好处？为什么要研究蒜头果种植？蒜头果种植现状如何？

讲述原因的目的是让孩子们对活动的背景有了解，从而激发他们带着好奇心参加活动，引发他们兴趣。众所周知，科技来源于生活、服务于生活同时超越生活。生物与我们生活息息相关，生物是具有动能的生命体，基本分类为：动物、植物、细菌、真菌、古细菌，人属于高级动物。生物自身都参与到环境物质循环和能量流动中使生态系统平衡，主要体现在生物本身对环境具有净化和改善的作用，比如某生物物种被人为打破平衡后会导致其他物种灭绝，同时其物种本身也会因食物链断裂而破坏其系统性，最终导致濒危或灭绝；又比方大规模地砍伐树木会导致土壤侵蚀,增加洪涝等自然灾害的风险……生物是国家战略的重要资源。而多样化的生物使我们摸索不同的环境会生长出哪类生物物种，其物种由哪些成分组成，这些成分对人类或其他生物有何作用与影响等等，从而使我们国家研究并掌握更多的独特科学与技术。比如，生物学家对蒜头果进行研究，发现蒜头果含有丰富的神经酸，这种神经酸对治疗脑瘫、脑萎缩、记忆力减退、老年痴呆、脑中风、失眠健忘症、癫痫等脑疾病效果明显。传统的神经酸主要从鲨鱼和鲸鱼等海洋大型动物的脑组织中提取，从而导致对大型海洋生物的过度猎杀，‌造成严重的生态问题。全世界研究发现有31种植物含有神经酸，但蒜头果中含量最高，高达62.27%，其他物种最多只到7%左右。蒜头果1987年被列为国家二级保护植物，1991年被收录《中国植物红皮书》，2012年被列为《云南省极小种群物种拯救保护紧急行动计划》重点保护对象，在木本植物排名第一位。但2017年以来，云南省文山州广南县依托国家石漠化综合治理、退耕还林、陡坡地生态治理等重点生态建设项目，依托云南省林业、云南大学、西南林业大学、昆明学院、浙江大学、广西大学、草原科学院油茶研究所等多家研究机构，在蒜头果保护、种子采收、沙藏、苗木培育、造林技术、产品研发等方面取得了丰硕的成果。到2021年，广南县是全省唯一蒜头果树种质资源库内的县区，全县野生蒜头种植面积2.6万亩，产量96吨，产值0.1亿元，也是全球生物多样性保护贡献“广南唯一”。目前只有我国掌握了蒜头果种植技术。对蒜头果的研究不仅给我们带来科学价值还带来了经济价值。

2.2 设计思路

多学科启发（科技馆）——控制室实践（高校或气象局等条件成熟地）——实地实践与调研（高校或广南县某社区）——概括蒜头果价值——写感受与体会（学校在每次活动完后要求学生完成）

2.2.1  多学科启发阶段。该阶段可以制作短视频，用以介绍国家对科学的重视、目前世界科技竞争局势、云南省生物多样化（含COP15、云南植物动物王国、蒜头果树等），在此过程将气候学、地质学、生态学贯穿其中，目的让孩子们多了解自己的家乡，爱自己家乡、保护守护家乡的动植物和土地等，从而守护好自己国家，灌输孩子爱国安民的家国情怀。

2.2.2  控制室实践阶段。云南省科技馆与周边高校或省气象局、广南县等合作，在高校如农科院或云南大学等高校或林业局等蒜头果种植控制室条件成熟的单位，模拟广南县气候与土质环境进行蒜头果裸根苗的培育及种植。

2.2.2.1 通过模拟北热带和南亚热带气候，用AI对控制室进行全方位控制。如：低平地方冬暖夏热，年平均温控制在20.9--22.1℃，一般1月平均温控制在12--14℃，7月平均温控制在27.2--28.10℃，极端最低温控制在-1至-3℃；若在山原上年平均温控制在16.4℃，1月平均温控制在8.3℃，每年都出现零下低温，极值控制在最低达-5.2℃（在昆明一般不会出现），年洒水量控制在840--1686 毫米，干湿季交替控制要鲜明。这能让孩子明白环境，气候是可以人为控制和改变的，同时激发孩子对气候学、地质学、生态学等产生兴趣，提升其发散性思维和知识迁移能力。（提出问题：是不是任何物种只要环境合适都可以培育出来呢？）

2.2.2.2 蒜头果裸根苗的培育及种植方法：

第一步：选择一定含沙量、坡度在45度以下的石灰岩石山或土山作为育苗地，在播种前2个月，将该地块倒细、平整，深挖30-50cm。育苗地要土层深厚、肥沃、排水良好。

第二步：用成熟的新鲜蒜头果及时剥离种仁后,在苗床箱内播种，播种后若用2-3厘米火士灰或黄心土覆盖，浇透水并保湿，若覆盖稻草，出苗率更高，一般约20-30天发芽，种子萌芽后，应及时揭除覆盖物。（注意：种子用湿沙埋藏保存，经温藏的种子在播种前应进行催芽处理，即用温水间歇浸种催芽，切忌高温浸种，以防种子烫伤。）等待发芽的过程可以用二维码来隔空观察，即每个种子附一个二维码，孩子可以通过少二维码在家观察记录种子发芽情况。

2.2.3 实地实践与调研阶段（高校或广南县某社区）。取苗前，我们先选地，可以是科技馆内也可以是高校或广南县，只要气温、湿度等适合幼苗移植都可以。这个过程培养孩子观察和探索能力与创新精神，同时激发他们的成就感和兴趣。

第一步，在苗芽生长约10cm以上，嫩叶未散开或苗木木质化后，即可在下透雨后的阴雨天气进行带土（直径30厘米土球）取苗按7厘米左右株距种植。被移植地气温和湿度一定要选得合适（20℃-28℃）。苗木木质化后, 要断除苗木根部以上五分之一到五分之三的顶部枝条。（提问：为什么要带土移植和断顶？）

第二步，在6、7、8月份各施肥一次先淡后浓的氮肥，10月份苗木已进入生长期，应停止施氮肥。栽培蒜头果每亩种植600-700株，每亩密植种植量可达1200-1400株（提高土地利用率、提高肥料利用率、调节光照确保植株挺拔、、整枝减少无效消耗促进顶端生长）。

第三步，蒜头果生苗长一年后，高至50厘米，根径达0.7厘米左右可以剪取当年生苗主根进行二次移植。栽植时，坑穴深、长、宽三维度都要达到50-60厘米，深度以地面与蒜头果苗的根颈处相平为宜，护根土要与穴土紧密相联。移植时，土壤要边填边踩实，填至坑口饱满、坑土内紧表松为止，将水浇透。栽植完后若遇干燥或曝晒天气要每7天左右浇透一次水，连续浇一个月。（提问：为什么进行第二次移植？）

2.2.4概括蒜头果的价值。目的是一方面培养孩子创新思维，让孩子多维度思考分析问题，提高解决问题的能力，另一方面是培养孩子用联系的观点看待问题，经济与科技是紧密相连的。

蒜头果的价值有：第一，绿化营养优化土地，防洪固土蓄水去沙；第二，蒜头果是罕有的富油料植物，果仁含油率达60%以上，不仅是传统的食用油，还是合成麝香酮等医药、食品、化工等的原料；第三，蒜头果经皂化后的脂肪酸即二十四碳-15-烯酸，俗称神经酸，有恢复神经末梢活性，促进神经细胞生长和发育的功能。纯度为99.9%的神经酸在欧美等发达国家每千克15万美元，一般的价格为每千克8000-10000美元，具有很高的经济价值。

    2.2.5 感受与体会。即鼓励孩子每参加一次活动都将观察的现象、实践的事情总结，从而锻炼孩子发散与总结的能力。

3.活动总结

本次活动整个流程需要的时间长，因此要按批排次进行。本次活动的主要目的有：一是培养孩子爱国情怀，家乡山山水水如此美丽，生物如此多样化，我们应该有责任保护好！二是培养孩子观察事物的能力、探究能力、实践能力、提出问题解决问题的能力，培养孩子发散性思维，让孩子从小养成尊重客观事物本质属性、内在规律及相互关系的习惯；三是激发孩子科学兴趣、提升科学素养。

作者简介：

赵润忠，云南省科学技术馆副研究馆员；研究方向为科学教育

参 考 文 献

[1] https://www.12371.cn/2024/07/18/ARTI1721291343859528.shtml

[2] 谢兴龙. 云南全面加强生物多样性保护的思考[J]. 创造CREATION，2023(6): 59-62. 

[3] 毛平. 蒜头果裸根苗木培育及种植方法  申请号201910803794.8  2019.11.08

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