水域生态工程与技术(Water Ecological Engineering and Technology)

柠檬小子

        课程名：水域生态工程与技术(Water Ecological Engineering and Technology)  学分：2  学时：32  
课程类别：专业教育选修课  
开课学院：水产与生命学院  所属基层教学组织：
曾任课教师：
        课程大纲：
一、课程性质与目的
    水域生态学工程与技术课程是生态学与工程学的交叉学科，是为环境科学、生物科学、园林科学本科生开设的专业选修课。环境科学类专业学生在打好环境科学与生态学理论知识后，应学会应用这些理论原理解决实际问题的技能，如水生态环境治理等。本课程的教学目的在于通过教与学，使学生了解、学习、掌握有关生态工程的理论与技术，并能够在实际中加以应用。水域生态工程课程主要是为了培养学生学会系统整体思考问题的思想，掌握系统分析方法。学会综合分析问题和解决问题的能力，从而提高学生整体综合素质。
二、课程简介
    水域生态工程是一门系统、复杂的综合工程，以追求自然和人类社会和谐发展的“双赢”为目标。该课程全面系统地阐述了生态工程学的基本原理、生态工程设计的基本方法，介绍了水产养殖、水域环境生态修复、水处理、湿地生态建设、水体景观构建、微观生态工程的理论应用和相应的技术配套体系，最新理论概念在水域生态工程学中的应用等。在学习生态工程学之前，必须具备水环境化学、生态学、环境科学等相关专业基础课知识。
三、教学内容
第一章  生态工程导论（3学时）
主要内容：水生生态工程的基本概念，生态工程研究的内容和目的，水生生态工程的发展简史，生态工程的应用前景。
学习要求：掌握生态工程，水生生态工程的概念，生态工程的实质，生态工程的基本精神。理解生态工程与环境工程及生物工程的区别，生态工程的重要性，生态工程与传统工程的异同。了解水生生态工程的主要研究内容，生态工程的目标，生态工程的应用领域，水生生态工程的发展前景，我国水域环境质量现状。
自学：通过自学生态工程研究背景，理清生态工程是如何提出的？
第二章  生态工程的原理（7学时）
主要内容：生态原理，区域性原理，工程技术调控原理，自组织原理，局部控制原理，全局调节原理；生产功能与保护功能耦合原理，物质与能量多层利用与循环原理，仿生原理。
学习要求：掌握生态位原理，物种共生原理，高斯原理，限制因子原理，耐受性原理，限制因子原理，食物链与食物网原理，整体效应原理，协同进化原理，演替原理，效益协调统一原理，预适应原理。理解生态区域性，生态区域过渡性，生态工程技术调控原理的概念，自组织原理，局部控制原理，全局调节原理，生产功能与保护功能耦合原理，物质与能量多层利用与循环原理，仿生原理。理解各原理知识背景与应用条件，掌握运用各原理解决实际问题。了解控制论观点，系统反馈调节，人工调控原理的内容，生态结构与生态功能相互作用原理。
自    学：反馈调节机制，生态结构与功能的相互关系，物质循环与能量流动。
作业：以养鱼池生态系统为例，说明正负反馈对系统状态的作用
第三章  生态工程设计（6学时）
主要内容：斑块尺度上的生态工程设计，区域尺度上的生态工程设计，稳定性分析与控制方法，生态演替促进法，外来种的引进与控制方法，生态恢复方法，结构调整的方法，功能完善的方法，物质循环与能量转化的调整方法。
学习要求：掌握斑块、区域尺度、稳定性的概念，斑块尺度生态设计的原则，区域尺度生态工程设计的原则，促进演替法，外来种引进原则，生态系统功能诊断。理解区域生态设计方法、稳定性分析的一般方法，垂直、营养结构调整法，生态系统功能完善的方法。了解生态稳定性与景观稳定性概念及其相应控制方法的区别，外来种引进技术，群落系统水平（结构、功能、物质循环、能量流动）设计访法。
自   学：区域尺度上的生态工程设计方法
阅   读：群落生态学、生态系统学相关书籍
第四章  水产养殖生态功能（4学时）
主要内容：养殖生态工程概述，水产养殖生态工程设计原则，典型养殖业生态工程模式，水产养殖生态工程的主要类型，水产养殖生态工程案例分析。
学习要求：掌握养殖生态工程的设计原则，池塘养殖生态工程，湖泊、海湾增养殖生态工程，水产综合养殖生态工程模式（桑基鱼塘模式，鱼牧综合养殖模式，鱼林牧综合养殖模式，稻田养殖模式），水产养殖生态工程中的种群选择。理解养殖生态工程与传统养殖业的区别，案例分析-稻田养殖和综合养殖。了解传统水产养殖的主要生态问题，水产养殖生态工程的主要类型，养殖生态工程设计类型，了解养殖生态工程的效益评价，匹配工程设计、结构设计与修正。
自学：其他养殖生态工程案例分析，各种与水生生物相关的养殖模式。
作业：以四大家鱼为例设计一个生态养殖鱼塘。
第五章  水域环境生态修复工程（7学时）
主要内容：人类干扰和退化生态系统，河流生态系统修复生态工程，湖泊生态系统修复生态工程，河口、海湾生态系统修复生态工程。
学习要求：掌握退化生态系统的概念及其表现特征，生态系统退化的过程，干扰的类型，生态系统退化诊断的指标体系，河流生态系统恢复原则，湖泊的结构与功能，湖泊生态修复的常用方法，上行效应、下行效应的作用机制，富营养化湖泊生物操纵，藻型湖泊水生植被修复工程。。理解生态系统退化程度的表达方式，河流生态系统恢复方法，河流恢复实践原则，下行效应控制水体水华的几种途径，水草栽植技术，湖泊恢复案例分析-滇池、杭州西湖、武汉东湖的生态修复、千岛湖的保水渔业工程，珊瑚礁修复方法，红树林生态修复方法。了解生态系统退化的原因，河流生态系统的结构与功能，各国河流生态恢复的案例与经验，人类活动对湖泊的影响，珊瑚礁受损原因，红树林生态系统的经济生态价值。
自学阅读：有关湖泊生物操纵技术的文献。
第六章 湿地生态工程 （3学时）
主要内容：湿地概述，湿地生态工程的基本原理与主要技术，湿地生态工程设计，案例分析。、
学习要求：掌握湿地的概念，湿地的结构与功能，湿地生态工程设计原理，湿地生态过程独特性原理，生物多样性与岛屿理论。理解湿地保护的设计方案，湿地保护、恢复与重建技术。了解中国湿地类型，湿地问题。
自学：洞庭湖湿地恢复与重建案例。
第七章 微观生态工程（2学时）
主要内容：微观生态系统与微观生态工程，微观生态工程设计。
学习要求：掌握微观生态系统的概念及类型，微观生态工程的概念，微观生态工程的设计原理，微观生态工程设计程序。理解微观生态工程中的案例分析。了解微观生态工程的概念、发展史。
查阅：水产养殖中微观生态工程的文献资料（如益生菌等微生态制剂在水产养殖中的应用）。
四、教学基本要求
    教师在课堂上应对水域生态工程与技术的基本概念、规律、原理和方法进行必要的讲授，并详细讲授每章的重点、难点内容。
    讲授中应注意理论联系实际，通过现实的生态工程实例，启迪学生的思维，加深学生对有关原理、技术、方法等内容的理解，应采用多媒体辅助教学。
    教材中案例学生应提前自学，并从网上查询相关资料，以备教学时提问、讨论之用。
五、教学方法
　  采用PPT与板书相结合的教学方式，每堂课前对上堂课进行复习，下课前对本次课的内容进行总结。
    本课程采用的教学媒体主要有：主教材、课件以及网上辅导（主要采用E-MAIL、BBS等形式）。
考核采用撰写论文综述的方式进行，论文题目学生自主选择，但不应脱离教学内容，不应侵犯著作版权。
    总评成绩：作业占15%、出勤占15%、闭卷考试占70%。
六、参考教材和阅读书目
参考教材：
1、盛连喜等编著. 《实用生态工程学》. 2005. 高等教育出版社.
阅读书目：
2、杨京平主编.《生态工程导论》.化学工业出版社. 2005年.
3、云正明主编.《生态工程》.气象出版社.1999年.
七、本课程与其它课程的联系与分工
    本课程是环境科学、生物科学、园林科学专业的选修课，是在上了生态学基础与环境科学等相关专业基础课后讲授的。在讲授该课时，可稍微回忆这些一些重要的概念与理论。该课程重在讲授技术与方法。