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环境生态工程原理

环境生态工程原理

英文名称:The Principle of Environment Ecological Engineering

课程编号】ENV13008 所属模块】学科基础课
学分数】3 适用专业】环境科学/环境工程
学时数】48 开设学期】秋季
【已开设次数】0 【建议选课人数】15-30……(需配备助教)
授课教师姓名】孙涛 授课教师职称】教授
授课教师联系方式】Email:suntao@bnu.edu.cn 授课教师所属单位】捷报比分手机版
【先修课要求】

一、课程简介

环境生态工程原理课程是环境生态工程专业方向的基础性课程,基于环境生态工程系统性、整体性和可持续性的特色和定位,着重向学生讲授环境生态工程中的物质循环再生、系统动态平衡及复杂系统动态平衡等基础理论,介绍局部尺度工程结构设计中的物质循环与能量流动基础,区域及流域尺度工程布局及调控中的尺度效应,以及社会经济-自然生态复合系统驱动机制,从工程可持续性评价和保障角度讲授环境生态工程的效应评估及适应性管理机制。

二、课程目标

1)了解环境生态工程的基本特点及其专业方向的整体框架体系;

2)认识环境生态工程专业方向的理论基础,为进一步学习相关其他课程奠定基础;

3)了解环境生态工程设计、空间布局及调控管理的基本原理;

4)掌握环境生态工程实施效应评估方法及适应性管理方法;

三、教学内容和学时分配

(一)第一章   绪论    学时(课堂讲授学时+课程实践学时) 1

主要内容:1)阐述环境生态工程基本概念及特点,说明环境生态工程与传统环境工程与生态工程的差异,以及开展环境生态工程建设和理论分析的意义;2)说明不同时空尺度环境生态工程的类型和特点,包括局部工程尺度面向环境治理和水质改善的生态工程,面向生态系统结构功能保护和维护的生态恢复工程,以及流域及区域尺度面向生态保护要求的生态友好型工程和生态调控模式;3)分析环境生态工程相关科学、技术及管理方面的新成果和面临的问题。

教学要求:1)使学生了解课程主要内容;2)使学生可以区分环境生态工程与传统环境工程与生态工程之间的差别;3)使学生了解环境生态工程方面的新成果和面临的挑战。

重点、难点:1)环境生态工程与传统环境工程与生态工程的差异;2)不同时空尺度环境生态工程的类型和特点;3)环境生态工程相关科学、技术及管理方面的新成果和面临的问题

(二)第二章       物质循环再生理论    学时(课堂讲授学时+课程实践学时)2

主要内容:1)讲授生态系统物质循环再生理论;2)介绍该理论对环境生态工程提出及发展的基础作用,及其对工程结构和功能设计的基础支撑作用。

教学要求:1)使学生掌握生态系统物质循环再生理论;2)使学生了解该理论对环境生态工程的基础支撑作用。

重点、难点:生态系统物质循环再生理论

(三)第三章       系统动态平衡理论        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)讲授生态系统动态平衡理论;2)说明生态系统动态平衡与环境污染治理的关系;3)明确环境生态工程设计及运行管理中的季节性差异等特点;3)介绍维持系统动态平衡在环境生态工程设计及调控中的基础理论作用以及环境生态工程系统等级阈值特性。

教学要求:1)使学生掌握生态系统动态平衡理论,了解生态系统动态平衡与环境污染治理的关系;2)使学生了解环境生态工程设计及运行管理中的季节性差异等特点,进一步了解维持系统动态平衡在环境生态工程设计及调控中的基础理论作用。

重点、难点:1)生态系统动态平衡理论;2)生态系统动态平衡与环境污染治理的关系;3)环境生态工程设计及运行管理中的季节性差异特点。

(四)第四章    复杂系统稳定性理论        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)讲授生态系统稳定性理论;2)介绍自然生态系统结构多样性、复杂性与系统稳定性的关系;3)介绍自然-社会复杂系统复杂性以及社会经济发展与生态保护协调发展的理论基础。

教学要求:1)使学生了解生态系统稳定性理论;2)使学生了解自然生态系统结构多样性、复杂性与系统稳定性的关系;3)使学生了解社会经济发展与生态保护协调发展的理论基础。

重点、难点:1)生态系统稳定性理论;2)自然生态系统结构多样性、复杂性与系统稳定性的关系

(五)第五章    物质循环、能量流动与工程结构设计       学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)通过物理、化学及生物过程的讲述工程结构设计中的物质循环与能量流动原理;2)说明环境生态工程中利用水-土-生格局解决水质环境问题的基本原理;3)基于自然生态过程中物质循环和能量流动特点,特别是生态反馈适应与系统稳定性,说明环境生态工程能量损耗的理论基础。

教学要求:1)使学生了解工程结构设计中的物质循环与能量流动原理;2)使学生了解环境生态工程能量损耗的理论;3)使学生了解如何利用这些原理解决环境生态工程具体问题。

重点、难点:1)工程结构设计中的物质循环与能量流动原理、环境生态工程能量损耗的理论;2)如何利用这些原理解决环境生态工程具体问题。

(六)第六章    环境生态过程尺度效应与工程布局        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)3

主要内容:结合流域及区域尺度环境生态过程的时空尺度差异特点,说明环境生态工程空间布局原理以及生态水文调控的理论基础。

教学要求:使学生了解环境生态工程空间布局原理以及生态水文调控的理论基础。

重点、难点:环境生态工程空间布局原理以及生态水文调控的理论基础。

(七)第七章       社会经济-自然生态复合系统与工程调控        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)从复杂系统分析角度,讲述社会经济-自然生态复杂系统间的相互作用关系;2)说明从系统整体结构和功能的变化表征区域社会经济与生态环境协调发展的状态;3)介绍流域及区域复合系统驱动机制及其与协调发展调控模式。

教学要求:1)使学生了解社会经济-自然生态复杂系统间的相互作用关系;2)使学生了解流域及区域复合系统驱动机制及其与协调发展调控模式。

重点、难点:1)社会经济-自然生态复杂系统间的相互作用关系;2)流域及区域复合系统驱动机制及其与协调发展调控模式。

(八)第八章       环境生态工程效应评价        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)讲授环境生态工程实施的生态、社会及经济效应评价原理;2)介绍局部效应和整体效应、长期效应和短期效应差异;3)介绍监测和评价的必要性,从系统整体介绍环境生态工程效应的理念。

教学要求:1)使学生了解环境生态工程实施的生态、社会及经济效应评价原理;2)使学生了解局部效应和整体效应、长期效应和短期效应差异;3)使学生了解监测和评价的必要性,并能从系统整体认识环境生态工程效应的理念。

重点、难点:1)环境生态工程实施的生态、社会及经济效应评价原理;2)局部效应和整体效应、长期效应和短期效应差异。

(九)第九章       环境生态工程优化管理        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)2

主要内容:讲授多目标保障目标要求下的环境生态工程优化管理学原理和方法。

教学要求:使学生了解多目标保障目标要求下的环境生态工程优化管理学原理和方法。

重点、难点:多目标保障目标下的环境生态工程优化管理原理和方法

(十)第十章        环境生态工程适应性管理        学时(课堂讲授学时+课程实践学时)4

主要内容:1)阐述自然和人为活动变化环境下的环境生态工程设计及运行管理适应性问题;2)介绍科学理论认识不足产生的不确定性问题、目前面临的挑战。

教学要求:1)使学生了解自然和人为活动变化环境下的环境生态工程设计及运行管理适应性问题;2)使学生了解环境生态工程适应性管理中目标面临的问题和挑战。

重点、难点:自然和人为活动变化环境下的环境生态工程设计及运行管理适应性问题。

四、教材与学习资源

国内书籍:

《环境生态工程》,杨京平主编,中国环境科学出版社,2011。

《环境生态学导论》,刘云国、李小明主编,湖南大学出版社, 2000。

《环境生态学》,卢升高,吕军主编,浙江大学出版社,2004。

杂志或刊物:

Journal of Environmental Management;Environmental Management;Ecological Modeling;Ecological Engineering;Ecological Indicators;Journal of Ecology;Frontiers of Ecology and Environment;Journal of Applied Ecology;《生态学报》;《应用生态学报》;《科学通报》;《环境科学学报》

五、教学策略与方法建议

(1)教学方式:包括课堂讲授、作业和讨论

以课堂讲授为主,选择当前环境生态工程热点问题,结合授课内容,组织同学查阅资料,进行专题讨论。授课方式采用交互式,随时提问,并及时解答学生提出的问题。作业以布置开放式问答题为主。

(2)学习方式:研究型学习、自主性学习、探究性学习内容等

研究型学习与自主性学习相结合,探究性学习为辅。从具体研究内容出发,给学生介绍环境生态工程基本内容、理论基础。通过作业和课堂讨论,培养学生自主性学习的能力。

六、考核方式

1.         平时成绩占40%(包括课堂提问、出勤情况、课堂讨论和展示),期末考试占60%

2.         平时成绩由课后作业与课堂成绩组成

3.         作业:共4次,平均1次/4周

4.         考试采用百分制。