草地生态学教案.docx

1、草地生态学教案名称绪 论目的要求通过本章的学习，学生初步了解草地生态研究范畴和进展，为以后内容的学习起到提纲挈领的作用重点难点草地、草地生态学的概念时间教学组织10分15分25分一、 草地生态学的定义和研究对象需要掌握的概念：（一） 草地生态学（Grassland Ecology）：是运用生态学和系统论的观点和方法，研究草地生态系统的结构、功能、生物生产、动态、生态调控，并探索其实现高效、平衡和持续发展的科学。生态学研究的尺度：个体生态学种群生态学一群落生态学生态系统生态学一景观生态学一区域生态学一全球生态学。系统在以后会涉及到。（二）草地（Grassland）：是草类和其着生的土地构成的综合

2、的自然体。草原：（pasture）大面积的天然植物群落所着生的陆地部分，这些地区所产生的饲用植物，可以直接用来放牧或刈割后饲养牲畜。王栋、贾慎修、任继周、许鹏、李毓堂等几位先生提出的草地和草原的概念。介绍我国草业学界专家对草地和草原概念的辨析，以及国外一些专家和书籍对草地和草原的定义。（三） 世界草地分布：热带草原、温带草原（欧亚（steppes）、非洲（savannahs）、北美（prairies）、南美(pampas)、澳大利亚（australia）和草甸（meadow）、次生草地（secondary grassland）稀疏灌丛占世界面积33.5%我国：草地占国土面积41%。羊草为广旱生

3、根茎禾草，由羊草作为建群种而形成的羊草草原被认为是欧亚大陆草原区东部所特有的一种草原类型。我国内蒙古东部以及东北地区，蒙古东部以及中部和俄罗斯外贝加尔地区广泛的分布羊草草原。（四） 草地基本功能：能流、物流、信息流（五） 研究对象：草地生态系统（Grassland ecosystem）：二、 草地生态学的性质和内容（一）性质：作简要介绍草地生态学是生态学的分支学科，属于应用生态学范畴，它以生物学、地学和普通生态学为基础，与农业生态学和景观生态学相联系和渗透，为草地畜牧业及自然资源的管理和环境保护提供草地生态学的基础理论和相应的技术。草地生态学的内容：一般性了解三、 草地生态学的发展历史（一）国

4、外：60年代以前：草地管理、利用20世纪60年以来，生态学、系统学的发展孕育了草地生态学的诞生。1962年，和Humphrey编写range ecology；1971，spedding编写的grassland ecology80年代以来，草地生态学迅速发展，进行了多层次的研究。草地植物生态学、种群生态学、群落结构和动态；等等（二）国内：70年代：从事草地管理和利用的研究。80年代：快速发展，翻译range ecology。（三）草地生态和人类发展的历史渊源：原始社会人类对草地生态的干扰较小；农业发展后，加大了对草地的开发利用，破坏了草地生态；现代社会，一方面，由于人口的激增，和生活水平的提高，

5、加大了草地破坏程度；另一方面，许多国家开展牧草育种，草地改良，建立人工草地，将自然的草地生态系统发展为高效、稳定、持续发展的人工自然混合的生态系统，即获得了很好的生态效益，又获得了经济利益。四、草地生态学的发展前景： 在我国草地生态面临的问题很多，需要做的事情也很多，包括草地区划、改良等，如何结合我国的国情建设我国的草地时我们需要研究的主要问题。提问出草原和草地概念，引导学生进行比较。名称第一章 草地生态系统概论 第一节 草地生态系统的基本概念和特征目的要求通过本章内容的学习，学生能够初步了解草地生态系统的基本状况。 重点难点草地生态系统的概念和内涵；时间教学组织教学方法一、 草地生态系统的定

6、义（一）系统：是由相互联系相互作用的事物所构成，并具有一定功能的集合体。（二）系统的特征： 1. 系统是由若干组分构成； 2. 各组分相互联系、相互作用； 3. 系统的组分以整体的形式共同完成一定的功能（三）草地生态系统的概念： 草地生态系统：（Grassland ecosystem）是在一定草地空间范围内共同生存于其中的所有生物与其环境之间不断进行着物质循环、能量流转和信息传递的综合自然整体。二、 草地生态系统的组分和基本结构（一）组分： 1. 非生物因素： 非生物环境：基质、参加循环的物质2. 生物因素： 生产者（producers）：绿色植物，属于自养生物（autotrophs）； 消费

7、者（consumers）：动物，属于异养生物（heterotrophs）； 分解者（decomposers）：微生物，属于异养生物。（二）组分相互之间的关系 两个过程：第一性生产（primary production），生产者的生产过程；第二性生产：消费者的再生产过程；分解者的分解过程也非常重要，是生态系统的重要功能，但是由于不合人类发生直接经济关系，暂时不做重点研究。讲述名称第一章 草地生态系统概论目的要求树立草地生态观念，认识人类活动与草地生态系统的相互影响共同发展的系统关系。重点难点草地生态系统可以稳定陆地环境保护水域；建立草地自保护区的重要意义；时间2第二节 草地生态系统在自然界的地位

8、和作用一、生物圈的功能单位海洋、森林、草地、荒漠占地球陆地面积33%。二、稳定陆地环境保护水域： 南美的潘帕斯，澳大利亚草地，欧亚的斯太普，北美普列利；非洲萨王纳；禾本科植物是草地上主要植物种1. 调节气候涵养水分；2. 防风固沙，保持水土3. 改良土壤培肥地力4. 净化空气，美化环境摘自中国草地资源三、天然生物种质资源库和物种演化场地我国禾本科植物有225属，1200余种；莎草科有30余属，670余种；药用植物300余种第三节 草地生态系统与人类的关系 一、草地生态系统是人类获取动物产品和发展草地畜牧业的基地；二、草地生态系统自然保护区和人类关系 （一） 草地生态系统自然保护区的意义 研究自

9、然生态规律， 观光旅游，合理开发自然资源 （二） 草地生态系统自然保护区的类型和主要内容 1. 保护具有代表性的典型生态系统： 东北高草草原、高寒草原、内蒙古典型草原。 2. 保护和发展特有、珍稀、濒危生物资源：丹顶鹤、黄羊，野马、野驴； 3. 草地特殊自然景观的保护：湿地，黑龙江的三江湿地，扎龙湿地；（三）草地生态系统自然保护区的基本特点和要求 人类影响小，资源丰富，代表典型等（四）草地自然保护区与科学研究 探索在自然状态下的生物平衡，动植物的自然演化三 草地生态系统与运动和旅游观光 民族运动，民族风情第四节 草地生态系统的形成和发展推动草地形成和发展的机制是系统内、外物质的运动，特别是生命

10、物质的运动起主导和决定性作用。一、非生命物质运动对草地生态系统环境的影响（一）地表物质运动与草地地貌的形成和发展1. 重力作用和重力地貌2. 地表流水与水成地貌3. 风蚀与风成地貌（二）气候与草地生态系统的环境塑造 不同气候带，草原明显存在差异；气候的节律性变化，会引起草地的演变。二 生命物质运动与草地生态系统的形成和发展生物包括植物、动物、微生物，他们推动草地生态系统的形成和发展。微生物-地衣-先锋植物-适应新环境的植物种-草食动物-三、人类活动与草地生态系统的发展 与前述相似名称第二章 草地生态系统的功能（上）目的要求通过本课内容的学习，使学生能够了解草地生态系统中能流、物流流动的特点和方

11、式，加深草地生态学的基础知识。重点难点能量流动的特点、物质流动的定律时间2第一节 草地生态系统的能量流动在特定的时间和空间范围内，能量在草地生态系统各组分内河组分间的运动与转移是一种连续的动态过程。一、 能量流动的特点单向流动，最终耗散，能量既不能消失，也不能增加；草地生态系统是一个能量开放的系统。二、 能量流动的渠道（一）、. 食物链：生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关系，相互结成一个整体，就像一环扣一环的链条，叫食物链。1. 绿色植物是草地生态系统的生产者，是生命物质的基本来源，为第一营养级。2. 草食动物直接以植物为食，属于一级消费者，为第二营养级；3. 以草食动物为食的肉食

12、动物是二级消费者，为第三营养级；4. 以肉食动物为食物的肉食动物是三级消费者，为第四营养级；5. 分解者为第五营养级（二）. 碎屑食物链：1. 碎屑细菌、真菌原生动物线虫、蚯蚓肉食动物；2. 碎屑线虫、蚯蚓食肉动物。碎屑食物链消耗第一生产力能量的56.4%。（三）食物网三、能量流动的过程及基本类型（一） 能量流动的通用模式能量的总流入=未被利用的能量+同化的能量同化的能量=代谢消耗的能量+用于生产的能量用于生产的能量=用于生长的能量+用于贮存的能量+排泄的能量同化率：同化的能量与总能量的比值（二）能量流动的基本类型 1. 草地生物个体能流 总生产的转移途径：呼吸代谢产生乙醇、乳酸和二氧化碳；

13、含氮化合物作为废物被排泄掉 有机体完成移动负荷的功 结合在还原碳中的能量进一步形成各种含能产品，即净生产。含能产品的消失：繁殖后代、脱落物、分泌物； 同化效率的比较： 植物：1%5%； 植食动物：30%40% 肉食动物：63%80%2. 草地生物种群能流 种群是草地生态系统能量流动的基本单位。 种群的能量流动常常决定整个生态系统的能流密度。 通常的做法是分别测定出某一具有代表性若干动物的能流，然后按年龄结构和种群密度等方面的校正和间接进行计算。3. 群落能量 从能量的角度来看，不同的种群通过能量的关系而在三维空间中形成一种彼此依赖、相互作用的营养结构。羊草群落的能量流动4. 生态系统能流 生态

14、系统能流是指太阳辐射能被生态系统中的生产者转化为化学能并储藏在含能产品中，再通过取食关系使能量沿食物链营养级被各级消费者逐级利用，最后通过分解者的分解活动将能量释放于环境之中。5. 能量流动的金字塔现象 能量金字塔：把通过各营养级的能量按顺序绘制成图，形成一个金字塔形状的图形，叫能量金字塔。四 能量流动的生态效率C-Fu=A=P+R生态效率：营养级n获得的能量/营养级n-1获得的能量摄食效率：营养级n摄食能量/营养级n-1摄食能量利用效率：营养级n同化能量/营养级n-1同化能量生产效率：营养级n生产能量/营养级n-1生产能量十分之一定律：在自然生态系统中，两个营养级之能量的传递效率平均近似10

15、%，这是一个经验值。第二节 草地生态系统的物质循环 物质循环总是处于周而复始往复循环之中。库：物质在草地生态系统中的循环，通常用库德概念历来表示，它代表摩中物质的贮存量。生物地球化学循环：生物圈水平上物质传递，即在生物圈中的生物体的物质代谢与生物圈中的化学循环连接起来，称为“生物地球化学循环”。三种主要的循环类型：水循环、气态循环、沉积循环。一、 水循环水是生命存在的物质条件，能量和物质循环的媒介通过蒸腾作用带动物质在体内的流动二 营养物质的循环 （一）碳循环：碳的循环途径；速度；碳库容量（二）氮循环：氮的来源；循环途径（三）磷的循环：磷的来源与循环的特殊性名称第二章 草地生态系统的功能（下）

16、目的要求信息流研究的新进展重点难点信息流的新进展、他感作用、生态平衡时间2第三节 草地生态系统的信息传递信息流主要有物理信息、化学信息、营养信息和行为信息。一、物理信息光、声音、温度、颜色等二、化学信息代谢物质信息素：三、营养信息对养分的追求四、行为信息生物钟动作第四节 草地生态平衡一、草地生态平衡的概念草地生态平衡：是指生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间的相互联系与物理的、化学的环境条件，通过能量的流动和物质循环以及信息传递等过程联系起来的一个整体。系统的三种状态：增长的系统稳定的平衡系统衰老系统二、草地生态系统自我调节作用于草地生态平衡的关系多样性导致稳定性三、生态平衡的指标生态稳定

17、性：群落忍受干扰补偿变化的能力指标一：恒定性 复原性 抗性 弹性四 生态阈阀 生态阈阀：草地生态系统虽然具有自我调整的能力，但有一定的生态范围和条件，如果干扰过大，超过了生态系统本身的调节能力的限度，草地生态平衡就会破坏，这个临界限度，称为生态阈阀。名称第三章 草地生物群落生态学（上）目的要求生物群落是研究生态系统的基本单元，通过对本课内容的学习，使学生掌握草原群落的有关知识，增强相应的理论基础，有助于研究和分析草地生态问题。重点难点种群的概念及特征，群落的概念时间2第一节 草地生物群落的基本特征生物群落：就是一定地段或生境上各种生物种群构成的结构单元。 一、 生物群落是生物种群的复杂集合体：

18、在一个稳定的生物群落中，植物的种类组成通常表现多样性、恒定的以及在季节和年度间表现一定的规律变化二、 生物群落使有机体在生态上的相互联系：组成生物群落的每个生物种，在一定程度上有其结构和功能上的独特性。但是，他们必须对由群落中其他生物中所制约的环境，做出相应的反应。三、 生物群落中各物种的区诺学作用不同：先锋种、附属种四、 生物群落是生物与其生存环境的统一体：旱生环境；湿生环境；第二节 草地生物群落的结构一、草地生物群落的空间结构（一） 垂直结构：草本层（二） 水平结构：均匀分布格局；团块分布格局；随机分布格局二、 生物群落的时间结构年度变化、大时间尺度的演替三、 草地生物群落交错区和边缘效应

19、概念：交错区；举例说明名称第三章 草地生物群落生态学（下）目的要求介绍生物群落的种间关系，掌握群落演替的基本类型和规律重点难点种间竞争、种内竞争；演替；动态变化；时间2第三节 草地生物群落的种间关系一、 草地生物群落种间关系的基本形式概念：竞争作用；互利作用；偏利作用；偏害作用；寄生作用；捕食作用；中立作用进行分类二、 草地生物群落的种间竞争（一） 种间竞争类型及一般特征:资源性竞争；相互干扰性竞争（二） 种间竞争实例: 克氏针茅三、 草地生物群落的种间共生与寄生（一） 种间共生关系：豆科植物与根瘤菌（二） 种间寄生关系：菟丝子和红三叶草四、 捕食者与被捕食者：举例说明五、 生态位：重点介绍概

20、念第四节：草地生物群落的动态和演替一、 草地生物群落的季节变化草地植物群落的季相变化：早春季相；晚春季相；初夏季相；初秋季相；晚秋季相二、 群落演替理论概述演替的概念；顶级学说；演替学说的发展；（一） 掩体的非平衡性 （二）演替的途径 （三）演替与进化 （四）理论框架三、 落演替的基本类型原因：内因和外因； 时间：地质演替生态演替； 发生地：原生演替和次生演替；四、 演替实例（一） 克氏针茅的草原放牧演替（二） 草地刈割演替（三） 退化草地植被的恢复过程本章的主要参考书目：普通生态学群落生态学名称第四章 草地生态系统的第一性生产（上）目的要求了解第一性生产的目的意义，掌握其测定方法。重点难点概

21、念、意义、收获法时间2第一节 第一性生产的基本概念一、 第一性生产的含义和概念概念：第一性生产，意义二、 第一性生产的生产量（一） 总生产量与净生产量概念：总生产量、净生产量；表达公式（二） 生产量的结构三、 生产量的动态变化年度间变化；季节间变化；（一）生物量和生长量的动态表示方法 概念：生物量；生长量；单位；相互关系（二） 损耗量与现存量概念：立枯物；凋落物；动物采食量、现存量四者之间的相互关系净生产量=现存量的变化+脱落量+采食量第二节 第一性生产的生产力一、 生产力的概念 总生产力、净生产力的概念。单位；影响因子二、 第一性生产力的测定方法（一） 收获法：1 活物质与立枯物的测定2 凋

22、落物收集与测定3 地上部分净生产量的估算：极大现存量法；增产累积法 校正法4. 地下部分现存量的测定和生产量的估算 取样：土柱法、土快法 根系的冲洗 活根与死根的挑选分离 地下部分的净生产量的估算 估算时需要注意的事项（二） 二氧化碳测定法：方法、仪器、注意事项（三） 叶绿素测定法方法、仪器、注意事项三、 外草地生态系统的第一性生产（一） 世界范围内不同草地生态系统的第一性生产力按以下几个类型区分：世界范围内不同草地生态系统的净第一性生产力和生产量与耕地的比较单位面积经第一性生产量总第一性生产量单位面积生物量总生物量热带稀树草原90013.5460温带禾草草原：6005.41.614苔草及高山

23、植被1401.10.65荒漠及半荒漠901.60.713流石滩及冰雪地30.070.020.5沼泽及湿地20004.01530耕地6509.1114（二）相关研究生产量和温度、降水之间的相互关系四、 国内外栽培草地地下部分生物量五、 中国天然草地植物群落地上部分净第一性生产量六、 中国栽培草地植物群落地上部分净第一性生产量七、 中国部分天然草地植物群落的生物量名称第四章 草地生态系统的第一性生产（下）目的要求了解第一性生产效率的限制因子，掌握提高第一性生产效率的途径。重点难点生产效率、提高第一性生产的途径时间1第三节 第一性生产的生产效率一、 生产效率的概念及其估测方法概念：第一性生产效率（一

24、） 用土地面积与产品产量比较单位，产品的表示禾确定方法1. 鲜重；2. 干重和干物质量；3. 可消化量；4. 蛋白质的产量5. 能量（二） 用光能利用率表示生产效率（三） 通过的氮的输入输出衡量生产效率（四） 水的利用效率（五） 碳的利用率二、 影响第一性生产效率的因子（一） 草地植物群落结构与官能光能的利用生态学途径：具有良好叶层结构的牧草种、品种的筛选和利用叶面积指数也就是植物的密度问题叶面积指数的影响因素：（二） 利用频度禾强度对生产效率的影响（三） 肥料对生产效率的影响（四） 环境因素与第一性生产效率（五） 植物病虫害禾牧草生命代谢过程中自身腐烂物质引起的损失三、 提高第一性生产效率的

25、途径（一） 改善生产者的生存环境（二） 改良植物种、种群禾群落品种的概念；及在生产过程中的作用植物的选择和改良；（三） 研究和改善牧草的种群和群落结构调节动物和植物的关系适口性问题；营养提供；生存环境的保护（四） 向系统输入物质输入营养物质、输入种质资源1. 名称第五章 草地生态系统的第二性生产目的要求掌握第二性生产的生产者的作用，了解生产者的种类。重点难点农业动物、非农业动物时间1第一节 第二性生产的生产者一、 第二性生产的意义二、 反刍动物与第二性生产 反刍动物包括：反刍家畜和野生反刍动物 反刍动物的复胃 （网胃、瘤胃、瓣胃 皱胃）反刍家畜的驯化反刍家畜的经济化反刍家畜对营养和能量的要求：

26、蛋白质、维生素、微量元素；能量来源于高能饲料牛和羊的蛋白质需要量三、 非反刍动物与第二性生产（一） 农业动物马：单胃动物 发达盲肠；喜食鲜草和干草；践踏性强鹅：草食性动物，喜食幼嫩植物枝叶 ，具有嗉囊，肌胃等特殊器官 采食效率和转化效率高，周转快，经济效益好 其他禽类：鸡、鸭、火鸡等，消化系统与鹅类似 目前工业化生产牧草提炼产品，多用于禽类饲料添加剂 增加禽类产品的质量 猪：历史上猪是草地生态系统的成员 喜好优良牧草 妊娠母猪通常需要饲喂青绿饲料（二） 非农业动物1. 野鸟：携带种子、清理害虫，采食植被2. 啮齿类动物：鼠类，獭类，穴兔3. 蝗虫：种类多，分布广，食性杂，常带来破坏性的灾害名称

27、第五章 草地生态系统的第二性生产目的要求掌握第二性生产力的计算方法，及其表示方法；了解第二性生产效率的表示方法，掌握提高第二性生产的途径。重点难点概念、计算方法、提高第二性生产力的途径时间2第二节 第二性生产的生产量与生产力一、 第二性生产的生产量草地第二性生产的生产量氛围总生产量和净生产量两部分总生产量的概念，净生产量的概念（一） 生产量的测定方法1. 数量调查法：2. 动物活重调查法：个体活重调查法：选取一定数量个体，测量活重，计算平均值群体活重测量法：按个体值，计算整体值活重增长量计算：增长量 3. 记录资料统计法（二） 农业动物的生产量1. 产品产量产肉量：胴体重=空腹活重-（头+蹄+

28、内障+血）=空腹活重*屠宰率 产奶量：奶牛，奶羊（奶牛 泌乳期305天 ） 定期测量10天，再乘30.5，估算总体值 产毛量：在适当的剪毛季节，测量个体剪毛量或者整体产量2. 增重量：G=(W2-W1)*G 代表增重；W1代表终重；W2代表始重； X代表头数；3. 繁殖后代：P=(N-n)*CP=n*W0.75+(N-n)*CP代表繁殖畜群淘汰部分的生产量；N代表后代总数；P代表繁殖畜群总生产量；C代表胴体重；n代表留做更新畜群用的头数； (三) 非农业动物的生产量 在草原保护方面研究较多，生态作用研究较少二、第二性生产的生产力（一） 生产力的概念及其表示方法概念；1. 农业第二性生产力的表示

29、方法：产奶、肉、黄油、毛；同时有多种产品时，可换算成能量2. 非农业第二性生产的表示方法某个时期动物头数；某一时期单位面积增加的活体重。（二） 农业动物生产力的平定1. 农业动物产肉率的平定：经济早熟性、平均日增重、屠宰率、眼肌面积2. 农业动物乳产品生产力评价：平均乳汁率3. 毛的生产力评价剪毛量、净毛率、毛的品质4. 繁殖率的平定：受胎率、繁殖率或者成活率第三节 第二性生产的生产效率一、 生产效率的概念及表示方法（一） 生产效率的概念概念：效率；第二性生产的效率；1. 生产量的确定三种方法：计算一定面积或时期畜产品的产量 增重 能量2. 资源的确定（二） 表示效率的方法1. 农业第二性生产效率的表示方法个体家畜的生产效率家畜群体在一个周期内的生产效率家畜群体在保持繁殖情况下的生产效