云南大学生命科学学院 生态学与环境科学系教学档案
恢复生态学与生态工程
教学大纲
（2001年第1次编制，2003年第3次修订）
编写及修订：苏文华
云南大学生命科学学院生态学与环境科学系教学档案
教学大纲
一、课程名称：恢复生态学与生态工程
二、教学目的：
传统生态学是侧重解释生物与环境间的相关关系理论科学。生态环境的破坏，已引发了全球的生态问题。生态环境的问题仅靠工程治理等措施难以全面和彻底地解决。生态工程是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。
通过“恢复生态学与生态工程”的教学培养学生从生态系统的角度，利用各种生态技术对遭到破坏的环境及其它人类环境进行修复、调控、重建和管理，使其贴近自然生态系统，实现可持续发展。
三、章节目录和要点： 第1周 第一章 绪论
第一节 生态工程和生态技术
1.1.1生态工程和生态技术 1.1.2生态工程和环境工程 1.1.3生态技术和清洁技术 第二节 生态恢复和恢复生态学的定义
1.2.1 恢复生态学的涵义 1.2.2 恢复生态学基本内容 第三节
生态工程的研究简史
1.3.1国外生态工程研究进展 1.3.2中国生态工程研究进展
思考题：
1、生态工程的特点及其核心是什么? 1
2、为什么把少量的辅助能力投入作为生态工程与其它环境工程的主要区别之一。
3、恢复生态学研究的主要内容。 第二章 生态工程学原理 2.1生态工程学的核心原理 2.1.1整体性原理 2.1.2协调与平衡原理 2.1.3自生原理 2.1.4循环再生原理 2.2生态工程学的生物学原理 2.2.1物种共生原理 2.2.2生态位原理 2.2.3食物链原理 2.2.4物种多样性原理 2.2.5物种耐性原理 2.2.6景观生态原理 2.2.7耗散结构原理 2.2.8限制因子原理 2.2.9环境因子的综合性原理 2.3生态工程学的工程学原理 2.3.1结构的有序性原理 2.3.2系统的整体性原理 2.3.3功能的综合性原理
思考题：
1、协调与平衡原理及在生态工程设计和建设中有何的指导意义。
2、生态工程建设中可将多个生物种放在同一空间中，这样配置物种的理论基础是什么，达到什么目的？
3、生态工程与其它环境工程不同，它可做到“零排放”，没有二次污染，有什么理论依据。 第三章 生态工程设计
2 生态工程设计是生态学家参与生态工程的主要工作之一。必须让学生对生态工程设计的内容、设计原则、设计工作步骤有系统全面的了解，掌握生态工程设计的技术路线。生态工程设计的核心是，按照工程所要达到的目标，根据生态工程实施的地方自然条件、社会条件和经济条件，选择人工生态系统所要配置的生物种类和生态技术。将其优化组合起来形成一个有机系统，达到多层次多目标分级利用物质，实现系统功能，产生生态和经济效益。 第一节 生态工程的设计原则
3.1.1因地制宜原则 3.1.2生态学原则 第二节 生态工程的设计路线
3.2.1生态工程的设计路线 3.2.2生态工程设计的特点 3.2.3生态工程的技术路线 第二节 生态工程设计的主要内容
一、生物种群的选择
二、生物群落结构设计
三、人工环境设计
四、食物链设计
五、工程实施方案
思考题：
1、生态工程设计的主要内容有那些？
2、什么是加环，主要的加环技术有那些？
3、农业生产中常常会产生一些“废物”，如秸秆等，可采取什么技术路线变“废”为“宝”。
第四章 生态恢复
生态退化是与生态进化相反的生态演替过程，是指在一定的时空背景下，在自然因素、人为因素或二者共同作用下，导致的生态要素和生态系统发生的不利于人类和生物生存的量变和质变的过程或结果。驱动生态系统退化的动力其一是来自于生态系统内部，即土壤—生物—大气之间的相互作用；其二是来自于外部因子的作用。人类活动是引起或加剧生态退化的主要因素。退化生态系统的正确认识和评价是恢复的前提和基础。恢复的长期目标应是
3 生态系统自身可持续性的恢复，恢复后的系统状态与原状态不同。退化生态系统的恢复与重建，最有效的是顺应生态系统演替发展规律来进行。
恢复与重建技术是恢复生态学的重点研究领域，介绍几类基本的恢复技术体系。
第一节 生态退化与退化生态系统
4.1.1退化生态系统
4.1.2生态退化的主要作用因子
4.1.3 生态退化的过程
第二节 生态系统健康诊断与退化生态系统评价
4.2.1生态系统健康评价指标体系 4.2.2退化生态系统评价指标体系 第三节 生态恢复的目标与原则
4.3.1生态恢复的目标 4.3.2生态恢复地理学原则 4.3.3生态恢复的生态学原则 4.3.4生态恢复的系统学原则 4.3.5生态恢复的社会经济技术原则 4.3.6生态恢复美学原则 第四节
生态恢复的基本理论
4.4.1干扰理论 4.4.2演替理论
第五节
生态恢复的方法与技术
4.5.1土壤恢复技术 4.5.2大气恢复技术 4.5.3水体恢复技术 4.5.4物种引入技术 4.5.5种群调控技术 4.5.6群落恢复技术
4.5.7生态系统结构功能恢复技术 4.5.8景观恢复技术
4 第六节 生态恢复的过程
1、确定恢复对象的时空范围；
2、导致生态系统退化的原因及过程(尤其是关键因子)，找出控制和减缓退化的方法；
3、根据生态、社会、经济和文化条件决定恢复与重建的生态系统的结构、功能目标；制定易于测量的成功标准；
4、恢复实践；
5、监测恢复中的关键变量与过程，并根据出现的新情况作出适当的调整；
6、发展在大尺度情况下完成有关目标的实践技术并推广； 第七节 生态恢复成功的标准
恢复生态学家、资源管理者、政策制订者和公众希望知道恢复成功的标准，国际恢复生态学会建生态恢复成功的基本要求。判断生态恢复的五个标准：
一是可持续性(可自然更新)，
二是不可入侵性(像自然群落一样能抵制入侵)， 三是生产力(与自然群落一样高)， 四是营养保持力，
五是具生物间相互作用(植物、动物、微生物)。 思考题：
1、生态恢复的对象和目标是什么？
2、干扰理论及其对生态恢复的指导意义？
3、生态恢复的主要方法和技术有哪些？
4、一项好的生态恢复工程的标准有哪些？
5、有哪些因素会引起生态退化，人类在其中有何作用？ 第五章 不同退化生态系统的生态恢复
不同生态系统退化的原因、特征会有差异，生态恢复的途径、方法不同。本章介绍退化森林生态系统、退化湖泊生态系统、退化湿地生态系统等及生态入侵造成的生态退化的主要原因、退化特征和生态恢复的途径方法。 第一节 退化森林生态系统的生态恢复
5 5.1.1森林生态系统退化的过程 5.1.2森林恢复的基本原则 5.1.3森林生态系统恢复的步骤 5.1.4健康森林
第二节 退化湖泊生态系统的生态恢复
5.2.1湖泊生态退化的原因 5.2.2湖滨带恢复或重建 5.2.3沉水植物群落恢复或重建 第三节 退化湿地生态系统的生态恢复
5.3.1湿地生态退化的原因及恢复 5.3.2湿地恢复的过程与方法 5.3.3湿地恢复的合理性评价
第四节 第四节 植物外来种与退化生态系统
5.4.1 乡土种和外来种的概念
5.4.2 植物入侵对群落和生态系统特性的影响 5.4.3 影响植物入侵的因子 5.4.4 外来种的风险评价 5.4.5消除和控制己定居的外来种
第五节 退化农田生态系统的生态恢复
5.5.1农田生态退化及原因 5.5.2退化农田恢复的程序及措施 5.5.3评估农业生态系统恢复的参考指标 5.5.4 我国农田生态系统退化的问题
5.5.5 防止退化的必由之路——可持续性农业 5.5.6 种植业生态工程的组成和内容 5．5.7 林业生态工程的主要内容和类型 5.5.8生产无公害蔬菜的生态技术
第六节 采矿废弃地的生态恢复
思考题：
1、湖泊退化的主要原因及主要恢复措施或过程有那些？
2、什么是外来物种，怎样防止生态入侵？
3、什么是可持续农业，怎样才能实现可持续农业？
4、生产无公害蔬菜不能使用化肥和农药吗？
第六章 环保和污染物处理利用生态工程
通过介绍环境与生物之间的相互关系，以及污染物在生态系统中迁移、转化、积累的规律，从而确定环境对污染物的负荷能力，预测环境质量的变化，并与其他学科相互渗透，采用各种生物工程措施，利用生态系统的自净能力，改善生存环境的质量和生态环境资源状况，既包括对原有自然生态环境的保护与改善，也包括人们的生产、生活过程中对环境污染的治理等。突出其特点是把某个区域作为一个生态系统，综合考虑系统的结构和功能，因势利导，恢复、改进生态环境系统中失调的环节。 第一节 利用生态系统自净能力消除污染
6.1.1环境容量
6.1.2环境容量在防治土壤重金属污染中的应用 第二节 人工湿地污水处理生态工程
6.2.1湿地生态系统水质净化的机理 6.2.2人工湿地污水净化系统的规模 6.2.3人工湿地污水净化系统的植被选择 6.2.4人工湿地污水净化系统的植被物种配置 6.2.5我国人工湿地在农业面源污染中的应用 6.2.6人工湿地生态系统的工艺流程 6.2.7人工湿地生态系统的植物组成 6.2.8人工湿地生态系统净化效果分析 第三节 氧化塘污水处理生态工程
6.3.1 氧化塘污水处理系统中微生物对废水的净化作用 6.3.2 氧化塘污水处理系统工艺流程
6.3.3 生化处理与其他多种方法相结合的通用废水处理工程 第四节 污水土地处理污染生态工程
6.4.1 污水土地处理生态工程的特点 6.4.2 污水土地处理生态工程的设计 6.4.3 污水土地处理生态工程的效果
7 第五节 城市垃圾及污泥处理生态工程
6.5.1 城市垃圾、污泥的土地堆肥生物处理技术 6.5.2 土壤施加垃圾和污泥堆肥的允许负荷量 第六节 重金属污染土壤治理生态工程
6.6.1 利用生物降低土壤中重金属的毒性 6.6.2 利用植物治理或去除土壤中的重金属 6.6.3 利用农业工程措施改良重金属污染土壤
思考题：
1、什么是环境容量。
2、利用自然土地系统净化污水或污物对污染物质及数量有怎样的要求。
3、人工湿地生活污水处理系统的优点。
第七章
国内外生态恢复及生态工程进展
四、教学内容的整体处理和教学环节安排
（一）教学内容的整体处理
生态恢复及生态工程学是以生态学的基本理论和知识作为其理论基础的，这些内容在“普通生态学”和“植物生态学”等课称中已经讲授过，本课重点放在它们在生态恢复及生态工程中的指导意义。
生态恢复及生态工程学是把生态学的基本理论和知识用来解决实际生态环境问题，具有较强的实践性，在讲授中应尽量多地通过实例引导学生理解、掌握教学内容。
（二）教学环节安排
1、
2、
3、课堂提问（10分钟） 分析、总结、归纳（20分钟） 讲授新内容（70分钟）
1、课堂回答问题（每人至少2次）10分
2、书面作业（2次）10分
3、期中考试20分
（三）实践性教学环节及学习评价
4、期末考试50分
五、总学时和课时分配及教学重点和难点
（一）总学时
计划总学时34学时，期中考试2学时，2学时机动
（二）课时分配及教学重点和难点 第一章 绪论（2学时） 教学重点：生态工程的特点。
教学难点：“生态工程”和“生态恢复”尚未有统一的定义，不同学者有不同定义，没有一个定义能全面、准确地概括出“生态工程”和“生态恢复”实质和核心。学生不易掌握。 第二章
生态工程学原理（8学时） 教学重点：各原理对生态工程的指导意义。
教学难点：各原理在生态工程设计和建设实践中的应用。 第三章 生态工程设计（2学时）
教学重点：生态工程设计的内容和技术路线。 教学难点：怎样进行技术选定、优化、集成 。 第四章生态恢复（8学时）
教学重点：生态恢复的长期目标和具体目标 教学难点：怎样评判生态恢复工程的长期效果 第五章不同退化生态系统的生态恢复（8学时） 教学重点：不同退化生态系统的退化特征及恢复途径。 教学难点：恢复途径的制定和恢复技术的选择。 第六章环保和污染物处理利用生态工程（6学时） 教学重点：提高自然生态系统的自净能力及环境容量 教学难点：环境容量的确定
第七章
国内外生态恢复及生态工程进展(机动)
七、参考书目：
（一）教材
9 自编讲义
（二）讲义编写参考书目、文献
1、云正明，刘金铜等。生态工程。北京：气象出版社。1998.
2、任梅，彭少麟。恢复生态学导论。北京：科学出版社。2002.
3、钦佩，安树青，颜京松等。生态工程。南京：南京大学出版社。1999.
4、
5、钦佩等。生态工程及其研究进展。自然杂志。1998,
6、孙刚，盛连喜。湖泊富营养化治理的生态工程。应用生态学报。2001,12（4）：590～592.
7、张永泽等。自然湿地生态恢复研究综述。生态学报。2001, 21（2）：309～314.
8、王海珍等。水生植被湖泊富营养化湖泊生态恢复的作用。自然杂志。24：33～36.9康乐。生态系统的恢复与重建：现代生态学透视。马世骏主编。北京：科学出版社。1990.
10、章家恩等。恢复生态学研究的一些基本问题探讨。应用生态学报。1999, 10（1）：109～113.
11、颜京松，汪敏。生态人居小区水环境的生态工程。城市环境与城市生态。2003,16（1）：4～7.
（三）推荐学生阅读书目
1、任梅，彭少麟。恢复生态学导论。北京：科学出版社。2002.
2、钦佩，安树青，颜京松等。生态工程。南京：南京大学出版社。1999. 10
