生态学课程教学大纲.docx

1、生态学课程教学大纲生态学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：260350课程名称：生态学 英文名称：Ecology课程类别：公共选修课 学 时：27学分：1.5适用对象: 非环境专业考核方式：考查（平时成绩占40%，课程论文占60%）先修课程：二、课程简介本课程是大学本科非生态学专业学生为普及生态学知识，以满足其不断提高的生态环境意识需要而开设的。它对于培养“基础扎实，知识面宽，能力强，素质高”的实用型技术人才具有重要的作用。生态学是研究生物与环境关系的科学。在地球环境强烈变化的今天，公众对人类与生态环境相互影响的重要性认识程度已有了很大的提高。中共中央15大文件中已经将生态学作为国家发展的

2、关键问题；联合国教科文组织也要求把生态学知识普及到每一个人。尽管目前生态这个名词已经在各种媒体上经常出现，但生态学的知识和思想还远远没有普及。作为21世纪的大学生，应该掌握生态学的基本知识和原理。同时，因为生态学研究要涉及到极为错综复杂的关系，生态学特有的宏观思维方式、处理复杂事物的方法甚至是“纯生态学的”理论和事实也在为生物学乃至整个自然科学，甚至哲学、社会科学、人文学科和文学艺术提供理论、方法论和知识的支持。非生物科学专业的学生也将通过学习这门课程而获益。 三、课程性质与教学目的课程性质：本课程是为我院园林、生物工程、工商、食品、市场、国贸和计算机等专业的学生开设的公共选修课。教学目的：

3、通过学习本课程，学生应该掌握：（1）生物与环境关系的一般原理；（2）全球生命系统的结构、过程和变化，以及人类在全球系统中的作用和责任；（3）生态系统的结构、过程、对外部环境的改造；（4）种群的基本特征、种群结构和动态、种间关系及物种进化对策等；（5）生物个体的结构、功能及与环境之间的相互关系；（6）生态学各个组织层次的共同规律以及生态学在社会生产实践中的广泛应用。 本课程采用课堂讲授、学生发言与问题讨论的方式进行课堂教学，努力贯彻理论联系实际的原则，培养学生独立思考问题，研究和解决生态学相关问题的能力。 四、教学内容及要求 第一章 绪 论（一）目的与要求1掌握生态学 生物环境 非生物环境 种群

4、 群落 生态系统 生物圈 副生物圈 进化生态学 化学生态学 GAIA学说等概念；2熟悉生态学的研究对象和任务；3了解生态学的产生与发展简史，生态学的研究方法。 （二）教学内容 一、生态学的定义 介绍生态学的概念。应包括不同作者的定义，但应该对最为简单的、最为广泛采用的定义有肯定的赞同。 二、生态学研究历史、对象与范围 简单介绍生态学的发展历史，以及在各个阶段的研究的中心内容。重点介绍生态学的研究对象。 三、生态学的分支科学、交叉学科 1. 分支学科 2. 与生物学分支学科的交叉； 3. 生态学在生命科学体系中的应用性学科；4. 生态学与自然科学相关学科的交叉； 5. 生态学与人文社会科学的交叉

5、。 四、生态学的发展动态 1. 作为基础科学的生态学的发展动态； 2. 生态学应用领域及其应用学科的发展动态； 3. 生态哲学、生态智慧 五、生态学的研究方法 1. 科学研究的基本方法； 2. 生态学的观察、实验 3. 生态学如何以小见大：样方技术，取样技术（三）课后练习1、什么是生态学？你认为生态学的本质是研究什么？ 2、生态学的研究层次有哪些？这些层次在生态学不同的发展时期各有哪些偏重？ 3、生态学的发展分为那几个时期？各时期的主要代表人物是哪些？各时期的研究对象有什么特点？ 4、现代生态学的发展有哪些特点？如何认识“生态学的社会化、生态学必须科学化”？（四）教学方法与手段课堂讲授、学生发

6、言与讨论第二章 生物与环境（一）目的与要求1掌握物种（种）， 种群，环境 生态因子 环境因子 主导因子 最小因子法则 耐受性法则 限制因子 生态幅 适合度指示生物 阳性植物 昼行性动物 光周期现象 短日照植物 Bergman规律Allen规律 三基点 活动积温 物侯生态因子作用的特点；2熟悉光、温、水、土对生物的作用，正常条件下生物如何适应环境；3了解生物的适应组合；适应辐射。 （二）教学内容本节介绍环境因子（生态因子）的定义。并解释在环境学中与生态学中“环境”概念上的差异（范围的限定）。 介绍环境因子作用的规律，其中包括生态学的一些基本定律（或规律）。包括许多生态学最基本的理论问题。一、 环

7、境、环境因子及其类别 1 、环境的概念，环境因子与生态因子 2 非生物因子与生物因子 3 、直接因子和间接因子 4. 大环境、小环境；内环境与外环境 二、 生态因子作用的规律和生物的适应特征 1 生态因子作用的综合性 生物的适应组合 2 非等价性，主导因子 3 不可替代性与互补性 4 限制作用：最小因子法则/耐受性法则；三基点 5 大环境和小环境 三、 生物对环境因子的适应途径 1 、形态适应 2 、生理适应：驯化；内稳态机制 3 、行为适应：休眠、迁徙、滞育等。 4 适应的遗传基础 （稍提即可） 􀂋 环境因子：光 一、 陆生环境中的光因子 1 、光在时间和空间的上的分布特点

8、 2 、光强度对植物的生态影响 阳性植物、阴性植物 光补偿点、饱和点 3 、光照强度对动物的影响 4 、光的周期性变化对动物和植物的生态效应 二、水生环境的光因子 1 、水体光的分布特点 2 、水生生物对光的适应 􀂋 环境因子：温度 一、温度的分布特征与生态意义 1 、温度的分布特征 2 、温度的生态意义：代谢；分布 二、温度对生物分布和生命活动的影响 1 、极端低温/高温对生物的影响 2 、生物表现的形态适应：动物表现的形态适应 （1）BERGMAN规律；（2）ALLEN规律等 3 、生物表现的生理适应：极端高温对生物的影响与生物的生理适应 4 、生物表现的行为适应 5 、

9、温度与生物的发育：（1）有效积温；（2）物候 􀂋 环境因子：水 一、 水的分布与水因子的生态意义 1 、水陆环境的主要差异 2 、水的理化性质 3 、水的生态意义（组份，代谢介质，分布，形态塑造） 二、生物对水因子的适应 1 、水、陆生植物对水因子的适应 （1）水生植物 （2）陆生植物 2 、动物对水因子的适应 （1）水生动物的渗透压调节 （2）陆生动物对干旱的适应 （3）适应组合 􀂋 环境因子：土壤及其它非生物因子 一、土壤因子 1 、土壤的生态意义 2 、土壤的物理性质对生物的影响 3 、土壤的化学性质对生物的影响 4 、土壤环境与动物的适应 二、 火因

10、子 1、火烧的影响及其生态作用 2、植物/动物对火因子的适应 三、人类活动对生物的影响 1 、人类活动对生物的积极意义： （1）选择 （2）伴人适应与进化 2 、人类活动对环境因子的改变： （1） 生态破坏与环境污染 （2）人类活动对生物的生态影响 四、生物对环境的适应表现 1、趋同适应与生活型 2、趋异适应与生态型 再强调：环境因子的综合作用 􀁺 本章小结： 生态因子的特点及其对生物的影响方式； 生物对生态因子的适应。 （三）课后练习 1、生态因子一般被分为哪五大类型？哪些是直接作用？哪些是间接作用？ 生态因子作用有什么特点？ 2、Liebig的最小因子法则和Shelfor

11、d 的耐受性法则分别是说明生态因子作用的什么特点？生物的耐受曲线在生态幅宽狭不同的生物中，其图形上有什么特点？ 3、多个生态因子的综合作用对生物的适合度有何影响？请举例说明。 4、生物对生态因子的限制作用的调整主要表现在哪些方面？它们分别是对哪些生态条件的适应？具有哪些生态意义？ 5、内稳态生物和非内稳态生物在适应环境的方式、能力上有何差异？内稳态生物如何保持其稳态机制的？ 6、举例说明什么是适应组合？生物为什么要出现适应组合？ 7、光在时间和空间上的配置对植物和动物产生哪些影响？它们又是如何适应这些变化的？ 8、温度有哪些生态意义？低温和高温对生物会产生哪些影响？植物和动物如何在形态、生理、

12、行为上进行适应？为什么温度能够限制生物的分布？ 9、什么叫有效积温？利用它在实际生产中有哪些价值？ 10、水环境和陆生环境有哪些不同？ 植物在适应方式上又有何不同？ 11、 水生动物和陆生动物在对水因子方面的适应中主要面临哪些矛盾？它们又如何适应？ 12、 水体介质及其低氧环境对生物的形态和结构及其能量耗散产生哪些影响？ 13、盐碱土对植物有哪些不利影响？盐土植物对植物的适应方式有哪些？（四）教学方法与手段课堂讲授、学生发言与讨论第三章 种群及其基本特征（一）目的与要求1掌握种群增长模型 （与密度相关的）； 种群调节方式（假说）； 繁殖成效 亲本投入、繁殖成本；繁殖格局：一次与多次，生活年限和

13、繁殖； 繁殖策略：K选择和r选择； R-C-S型生活史式样； 生物的性行为： 有/无性生殖；性别系统，婚配制度；他感作用；性选择。 种内关系：密度效应 最后产量衡值法则，3/2自疏法则； 种间关系：竞争和生态位。 2 熟悉植物的防卫作用；植物与食草动物之间的协同进化等。 3了解种群的遗传变异，物种的形成与分化了解环境的组成与结构； （二）教学内容 一、 种群的概念 种群的定义、种群在不同学科中的称谓。种群定义所表现的时空、遗传和数量特征。 二、 种群的各种参数 1 、种群大小与密度 2 、种群的分布，种群分布的判断 3 、种群概念的扩展：单体生物与构件生物，构件 4 、种群的结构特征：年龄结构

14、与性比 􀂋 种群动态 一、生命表与种群动态参数 生命表的编制；静态生命表与动态生命表； 1 、研究种群动态的参数 生命表的分析 种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率 周限增长率 2 、生存曲线 二、 种群动态的模型研究 1 、指数增长模型 2 、LOGISTIC增长模型 3 、与密度有关的不连续增长模型 4 、具时滞效应的、与密度有关的不连续增长模型 三、自然种群的数量变化 1 、季节性增长 2 、周期性波动 3 、种群大爆发与种群的灭亡 四、种群调节 1 、种群调节概念 2 、种内竞争 动物与植物种内竞争的差异 3 、种群调节各学说简介与评价 􀂋 种群

15、的遗传与进化 一、 种群遗传学基本概念 1 、种、种群和进化 2 、遗传和变异 3 、哈迪魏伯格原理 二、生物的进化要素 1 、突变和重组 2 、自然选择 3 、基因流动 4 、随机遗传漂变 三、进化中的自然种群 1 、种群内遗传平衡多态现象 2 、生活史对策 （1） r和K对策 （2） C、S和R对策 四、物种的形成 1 、物种形成过程 2 、物种形成机制 3 、种的形成方式 􀂋 种间关系 一、 种间竞争 1 、种间竞争模型 Lotka-Voltarra模型 Tilman模型 2 、竞争排斥原理 3 、生态位理论 4 、自然种群的种间竞争表现 二、 捕食关系 1 、捕食关系

16、的概念：广义与狭义的概念 2 、种间竞争模型 3、Lotka-Voltarra捕食模型 4 、自然界捕食关系的表现 5 、捕食关系在生物控制中的作用：Holling反应的应用 三、 寄生关系 1 、有关寄生的各种概念：寄生、拟寄生、内/外寄生 2 、寄生作用与协同进化 四、其它种间关系 1 、互利共生 2 、种间关系的各种表现与实际判断问题 种群的行为 一、植物种群的密度效应 最后产量恒值法则与-3/2自疏法则 二、动物种群的各类社会行为及其生物学意义 1 、啄序 2 、社群等级 3 、领域行为 三、 行为的适应性和遗传性 四、 家系选择和集团选择 􀁺 （三）课后练习1、为什

17、么说种群是物种在自然界存在的基本单位和进化单位？ 2、种群的密度和分布有什么区别和联系？种群的不同分布形式对种群的发展各有哪些影响？ 4、动态生命表和静态生命表有哪些不同？如果研究一个区域的人口的发展动态，你认为两种生命表各有何优劣点？ 5、关键因子分析是怎样反映环境因子对种群发展影响的？ 6、比较分析种群增长的非密度制约指数增长模型（离散型和连续型）、密度制约增长模型（离散型和连续型）成立的条件和建模的要求，各模型具有哪些生态学意义。 7、比较分析自然选择和遗传漂变对种群进化的作用特点。 8、自然选择按照选择的结果分为哪种类型？并举例说明。 9、物种的形成为什么要经过生殖隔离？生殖隔离有哪些

18、形式和方式？ 11、有性生殖和无性繁殖在生态适应中各具有什么利弊？ 为什么大多的植物都选择雌雄同株的性别系统？ 12、领域性行为和社会等级对于生物适应环境有何积极意义？ 13、根据Lotka-Volterra中间竞争的模型， 说明竞争排斥和共存的条件。 14、根据Tilman的ZNGI 模型说明植物竞争的特点及其相互排斥和共存的条件。 16、 利用有关模型说明动物捕食者和猎物之间的周期性数量波动。 17、植物对食草动物的取食有哪些适应机制？ 二者之间是如何协同进化的？ 18、寄生生物如何适应寄生生活的？ 二者之间是如何协同进化的？ （四）教学方法与手段课堂讲授、学生发言与讨论第四章 生物群落（

19、一）目的与要求1掌握群落 群落交错区 机体论学派 个体论学派 优势种 建群种 显著度 （相对）多度、密度、盖度（比） 频度 优势度重要值IV SDR 生物多样性 生活型 生活型谱 等生活型线 生态等值种 垂直结构 外貌 层片 季相 边缘效应 同资源种团 等价种 抽彩式竞争 MacArthur平衡说 空间异质性 演替 原生演替次生演替 群丛 群系 植被型 纬向地带性 经向地带性 垂直地带性 三向地带性 潮间带等概念；2熟悉群落的物种组成、结构；影响群落结构的因素等。3了解岛屿生物学理论；演替顶级理论和学说。 （二）教学内容一、 生物群落的概念 二、 生物群落的基本特征简介 1 、群落的物种组成

20、物种的不同性质：优势种、建群种等 物种多样性 2 、群落的结构特征 群落的时间特征 群落的空间特征 群落的营养结构 􀂋 群落的结构特征分析 一、 群落的物种构成 1 、生物多样性概念简述 生物多样性定义，物种多样性与生物多样性 生物多样性范围：研究中心，遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。 (3)物种多样性的度量 2 、影响物种多样性的因素 二、 群落的结构单元 1 、生活型及其划分 2 、层片及其划分 三、 垂直结构与水平结构 四、 群落的外貌与季相， 五、 群落交错区：边缘效应 六、 影响群落的结构的要素 1 、竞争 2 、捕食 3 、干扰 4 、空间异质性 七、 岛

21、屿生物学现象，岛屿生态与自然保护 􀂋 群落的动态 一 、群落短期动态 1 、昼夜变化 2 、季节变化与年变化 二、 群落的演替 1 、群落演替的概念 定义 影响演替的内、外因素分析2 、群落演替的类型划分 原生演替与次生演替 演替的其它划分方法与类型 3 、三种不同的演替顶级理论 群落的分类 1. 群落分类方法 2. 群落分类排序 （三）课后练习1、群落具有哪些基本特征？它和种群有哪些区别和联系？群落的性质如何？ 2、何为趋同适应、趋异适应？它们分别产生怎样的生态现象？（同种群部分结合起来） 3、何为Raunkiaer频度定律？它说明了什么？ 4、生物多样性包含哪些层次？多样

22、性描述的指数常用有哪些？生物多样性由哪些因素决定的？ 5、比较分析层片和层次的生态含义及异同点。 6、一定地区代表性的叶子大小能说明该地的哪些环境条件？为什么？ 7、竞争是如何影响植物和动物群落结构的？ 8、何为空间异质性？它对群落的结构产生怎样的影响？ 13、英美学派和法瑞学派在群落研究中各有哪些主要区别？ 14、群落的分布取决于哪些条件？ 为什么云南具有众多的植被类型？ 15、山地垂直带谱和纬向的水平带谱之间具有哪些联系和区别？16、区别地球各植被类型的环境特点和群落主要特征及分布区域。（四）教学方法与手段课堂讲授、学生发言与讨论第五章 地球上主要群落类型及分布（一）目的与要求1.掌握森林

23、生态系统、水域生态系统等的主要特征；2.熟悉地球上主要群落类型的基本特征； 3.了解地球上主要群落类型的地理分布。 （二）教学内容第一节 森 林一、热带雨林1定义：2自然条件： 3基本特征：1）种类组成非常丰富。2）群落结构复杂，分层不明显，多达4-8层，色彩不一；热带雨林植物终年发育，一年内开花植物不断，森林常年保持绿色。3）乔木高大挺直，常有板状根、支柱根和气生根。4）藤本植物丰富，形状多样，长度惊人；绞杀植物多见。4全球和中国的分布：二|、季雨林1定义：2自然条件：3基本特征：1）由于干湿的交替，使许多的树种在干季落叶，雨季由长出新叶。大部分植物在雨季开花。2）中国季雨林的组成较为复杂，

24、是多建种的森林；种类组成不如热带雨林丰富；结构也不如热带雨林复杂。4全球和中国的分布：三、红树林1定义：2自然条件：3基本特征：4全球和中国的分布：四、亚热带常绿阔叶林和针叶林1定义：2自然条件：3基本特征：1）我国的亚热带森林以常绿阔叶林为代表，并有多种针叶林；种类组成比热带雨林相对要少。2）建群种和优势种的叶片大、椭圆型、革质，叶表面的蜡质层明显、有光泽，反射光线强烈，又叫照叶林。3）群落外貌终年常绿，顶层林冠的树冠呈半圆形，且林冠整齐一致；群落结构较热带雨林简单，基本分乔木层（常1-2层）、灌木层和草本层。4全球和中国的分布： 五、竹林1定义：2基本特征：群落十分简单，往往是单优势种的群

25、落，林下多为草本。3全球和中国的分布：六、温带落叶阔叶林1定义：2自然条件：3基本特征：1）阔叶，但质地薄、无革质和硬叶现象，夏季盛叶，冬季落叶。2）一年四季，季相变化明显；结构层次简单。3）种类组成比较丰富，常见的植物属有Fagus、Quercus 、Betula、Ulmus、Salix、Populus、Acer、Tilia、Fraxinus等；林下草本丰富。 4全球和中国的分布：七、温带针叶阔叶混交林1定义：2基本特征：群落的乔木层有两种生活型，植物种类较丰富，针叶树常见有Picea、Pinus、 Abies、Larix等，阔叶树有Fagus、Quercus、Betula、Ulmus。下木

26、和草本植物丰富。3全球和中国的分布：八、针叶林1定义：2自然条件：3基本特征：1）外貌特殊，与其它森林易于区别，往往由单一树种构成纯林。如Larix spp, Picea spp, Abies spp, Pinus spp. 2）群落结构简单，乔木层常由1-2个树种组成，灌木层、草本层和苔藓地衣层简单。4全球和中国的分布：第二节 草原和荒漠一、稀树草原（Savanna）1定义：2自然气候条件：3群落特征：1）具有极其特殊的群落外貌，两种明显不同的生活型植物的结合。2）稀树草原上的乔木往往很矮小，而且多有分枝，常见有豆科的金合欢属（Acacia）的植物；草本植物中占优势的是高度达1米的大型禾本科

27、植物。4自然分布：二、草原1定义：2自然气候条件：3群落的特征：1）种类组成上以禾本科、豆科等植物占优势，此外，菊科、莎草科、藜科、蔷薇科等也有较大的比例。禾本科中，针茅属植物地位重要。2）群落有明显的季相变化。4世界分布：5我国的草原及其类型：1）中温草原地带：森林草原：是我国森林区与草原区的过渡区域，是草原类型中最湿润的类型。草原的特点：种类组成丰富，覆盖度大，生产力高。优势种：贝加尔针茅、羊草、线叶菊等。典型草原：也叫干草原，是中温带草原的主体部分。种类的丰富程度、盖度及生产力都降低。优势种：大针茅、克氏针茅、羊茅、冰草、冷蒿等。荒漠草原：是草原类型中最干旱的一类，主要分布在内蒙古中西部

28、和黄土高原北部。2）暖温草原地带：包括黄土高原及其临近地区和鄂尔多斯高原的大部分。3）高寒草原地带：分布在高海拔、气候寒冷地区的草原类型。青藏高原、帕米尔高原、祁连山及新疆天山等地。三、草甸1定义：2群落特征：1）种类丰富，以禾本科、莎草科、蔷薇科、菊科、豆科、蓼科、毛茛科、唇形科等植物为主。2）除禾草类，草甸上伴生的双子叶植物较多，在夏季盛花时，五颜六色，有“五花草塘”之称。寄相变化明显。3我国草甸的分布和类型：1）典型草甸：森林草原带中，高、中草本多。2）高寒草甸：青藏高原的矮草草甸。3）沼泽化草甸：低湿地多见。4）盐生草甸：土壤盐碱化的湿地四、荒 漠1自然气候条件：2群落特征：1）种类组

29、成非常贫乏，有时100平方米只有1-2种，常常大面积裸露。2）生活型多种多样，有超旱生的小半灌木、灌木、半灌木和半乔木，具有旱生结构特征。3. 地理分布：主要分布在世界各地的亚热带和温带的干旱地区。第三节 水域生态系统一、概述二、淡水湿地生态系统1湖泊2沼泽（三）课后练习1森林生态系统有哪些特点？ 2草原和荒漠生态系统有哪些特点？3淡水湖泊生态系统有哪些特点？4什么是湿地？有何特点？5淡水沼泽生态系统有哪些特点？6河口生态系统有哪些特点？7什么是赤潮？对海洋生物有什么危害？8红树林生态系统有哪些特点？（四）教学方法与手段课堂讲授、学生发言与讨论第六章 生态系统（一）目的与要求1掌握生态系统的组

30、成与结构；生态系统=生物地理群落 生产者 消费者 分解者食物链 食物网 营养级 生态金塔 Lindeman效率 生态效率生态平衡 负反馈 生态危机 初级生产 次级生产 生物量 生物放大作用 湿地、富营养化、赤潮等概念。2熟悉生态系统的功能，生物多样性与生态系统的功能；生态系统的结构与生态系统的功能关系；生态系统的动态变化与演替。3了解生态系统的分布规律及主要类型特征。 （二）教学内容 生态系统的一般特征 一、生态系统的概念 1 、生态系统的定义 2 、生态系统的特征 二、生态系统的组成成分 1 、生态系统的非生物成分 2 、生态系统的生物成分 三、生态系统的营养结构 1 、三大功能类群 2 、食物链和食物网 3 、营养级和生态金字塔