生态智慧融入时代：城市湿地生态地理演替虚拟仿真实验

一、前言

城市湿地是维系城市生态平衡、促进可持续发展的关键基础设施，也是环境科学与生态学专业中，帮助学生理解湿地特征、功能及生物多样性的重要教学载体。然而，当前的教学实践面临显著挑战：湿地生态演替的观察周期漫长、户外实地调查存在安全风险，导致相关教学多停留在课堂的理论阐述与抽象推演，学生难以获得直观认知，严重影响实验教学的效果。

北京象新力以实际湿地公园为原型，研发了城市湿地生态地理演替虚拟仿真软件，模拟了真实的湿地调研平台，通过在线实验，使学生直观了解城市湿地生态的概念与内核，学习调查方法，有效提升了生态学和地理科学的野外实践效果。

二、软件介绍

本软件是以杭州西溪国家湿地公园为原型，以解决野外实践所需要的场所、空间、时间和实验条件为目标。综合利用3D建模、动画、计算机仿真、环境生态学、污染控制工程等研制而成，利用底层算法可对模块进行任意拖拽、不同调查环境和调查指标对应不同的调查方法和三维动画，为学生提供了一个真实的野外调查场景。

实验共分为五个部分，分别是湿地漫游、生态调查、生态修复、引水工程和修复结果报告。

三、实验内容

1、湿地漫游

进入软件后，通过漫游，用户开始地图上可选择原住民区、三基鱼塘区、观鸟区和引水工程进入场景，用户自主在场景中漫游，观察西溪湿地修复前后特征。

2、生态调查

用户进入生态调查阶段，首先学习每个调查工具的使用方法，然后进行连线，掌握调查方法后，从大地图进入任意场景开始调查。

3、生态修复

用户从地图进入不同场景，利用外源污染控制、底泥疏浚、生物操纵、人工浮岛、生境改造等修复措施和技术手段对城市湿地进行修复。

4、引水工程

通过选择元件库中的元件，自主搭建到引水工程线上，使其能够引入水源，并通过调节对应构筑物的参数使水质参数达标。

5、修复结果报告

界面展示修复前后的场景和水质等级对比，让用户对自己的操作和薄弱的知识点进行直观分析。在实验最终评价体系中，纳入整个修复保护工程操作过程的完整性、流畅性、合理性以及修复后的水质等级、生物多样性等多角度评估，以“不限标准答案”的方式对学生所构建工艺的优势与特色进行评价和反馈。

四、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要针对环境生态及生态修复等相关专业领域，可匹配环境生态工程、生态学、环境监测、污染控制工程等课程。