《生态学导论》课程教学大纲

《生态学导论》课程教学大纲

课程名称：生态学导论

课程类型: 专业选修课

总学时：36 讲课学时：36 实验学时：0

学分：2

适用对象: 环境工程

先修课程：

一、课程性质、目的和任务

生态学是为了提高环境工程专业的学生对生物与环境之间相互关系的了解而开设的一门专业选修课，是本专业学生在专业知识学习中的一个重要环节。

通过对这门课程的学习，可以进一步增加学生对生物与环境之间、生物与生物之间相互作用一般原理的了解，同时掌握生物种群、生物群落和生态系统之间的关系及其基本特征，重点掌握生物群落的组成、结构及其动态以及生态系统的一般特征、系统内的能量流动和物质循环，初步掌握与可持续发展相联系的全球变化、生物多样性保护等人类面临的几个重要的生态环境问题，为将来从事环境科学以及环境工程方面的工作打下一定的专业基础。二、教学基本要求

生态学是一门多学科性的综合性科学，根据其自身特点，按个体、种群、群落、生态系统的组织层次，全面系统的对生态学内容进行较详细的介绍。学习过程中，要求学生在掌握生态学的基本理论和研究方法的同时，学会综合分析问题和解决问题的能力，树立起自然的发展就是人类发展的生态意识，实现从整体上提高学生整体综合素质。

三、教学内容及要求

第一章绪论

【教学内容】

生命的定义；

现代生命起源学说―化学进化论的内容及化学进化的过程；

维生环境的形成及组成；

地球的生命力量―Gaia假说；

生物圈的概念及其形成过程；

“生物圈2号”工程的基本理论、研究内容和研究成果；

生态学的定义及其研究对象；

生态学的形成和发展；

北欧学派、法瑞学派、英美学派、苏联学派的代表人物及其主张的观点；

生态学研究的国际性―――几个最重要的国际规划： IBP， MAB， IGBP和DIVERSITAS；

现代生态学发展的特点。

【教学要求】

了解什么是生命，生命起源的理论，尤其是现代生命起源学说―――化学进化论的内容及化学进化的过程，“生物圈2号”工程的基本理论、研究内容和研究成果，生态学的形成和发展四个主要时期；

熟悉生态学巩固时期的几大生态学派的基本观点；

掌握生物圈的概念，生态学的定义，生态学的研究对象，几个最重要的国际规划（ IBP，MAB， IGBP和DIVERSITAS）。

第二章生物与环境

【教学内容】

物种的概念；

环境的概念及类型；

环境因子分类；

生态因子的及一般特征；

限制因子；

Liebig最小因子定律；

Shelford耐性定律；

生态幅；

生物内稳态及耐性限度的调整；

指示生物；

光强、光质的生态作用与生物的适应；

生物对光周期的适应；

温度因子的生态作用；

生物对极端温度的适应；

温度与生物的地理分布，变温与温周期现象，物候节律；

水因子的生态作用及水对动植物生长发育的影响；

动植物对水因子的适应；

土壤的生态学意义；

土壤的物理化学性质对生物的影响；

植物对土壤因子的适应；

生态适应、趋同适应（生活型）、趋异适应（生态型）的概念。

【教学要求】

了解环境的类型，环境因子分类，温度因子的生态作用，温度与生物的地理分布的关系，土壤的生态学意义，土壤的物理化学性质对生物的影响，植物对土壤因子的适应，熟悉Liebig最小因子定律，Shelford耐性定律；

掌握物种的概念，生态因子的概念，生态因子作用的一般特征，限制因子，光强的生态作用与生物的适应，光质的生态作用及生物的适应，生物对光周期的适应，生物对极端温度的适应，水生植物和陆生植物、水生动物和陆生动物对水因子的适应生态适应、趋同适应（生活型）、趋异适应（生态型）的概念。

第三章种群及其基本特征

【教学内容】

种群概念及特征；

种群的密度和分布；

绝对密度及相对密度；

初级种群参数；

年龄结构（age ratio）及类型；

性比（Sex ratio）；

生命表的概念；

生命表的类型（动态生命表，静态生态表，综合生命表）；

存活曲线；

种群增长率（r）和内禀增长率；

种群增长模型：与密度无关的种群增长模型（非密度制约性种群增长）；种群连续增长模型；与密度有关的种群增长模型；

自然种群的数量变动类型；

种群空间格局（spatial pattern）定义及其类型；

种群调节（气候学派，生物学派，食物因素，自动调节学说）。

【教学要求】

了解绝对密度的测量方法，相对密度，初级种群参数，与密度无关的种群增长模型，种群调节，生命表的类型，存活曲线，自然种群的数量变动；

掌握种群概念及特征，种群的密度和分布，年龄结构及类型，种群增长率（r）和内禀增长率，种群连续增长模型，与密度有关的种群增长模型，种群空间格局的类型。

第四章种群生活史

【教学内容】

生活史定义；

个体大小与寿命；

生长、发育和繁殖的概念；

扩散的定义与动植物扩散的方式；

繁殖价值；

亲本投资(parental investment)；

繁殖成本(reproductive costs)；

繁殖格局（一次繁殖和多次繁殖，生活年限与繁殖）；

繁殖策略(生活史对策)；

植物的选择受精和动物的性选择。

【教学要求】

了解繁殖格局，r对策和K对策的提出，r对策者的波动与K对策者的稳定；

熟悉植物的选择受精，动物的性选择；

掌握生长、发育和繁殖、繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的概念的概念， r和K对策生物的特点。

第五章种内和种间关系

【教学内容】

种内关系与种间关系的定义及其类型；

密度效应的2个规律（最后产量恒值法则，-3/2自疏法则）；

动、植物的性行为：植物的性别系统；动物婚配制度的概念；婚配制度的类型（:单配偶制和多配偶制）；决定婚配制度类型的环境因素；

领域性、社会等级的概念，

他感作用的概念、他感作用的物质、他感作用的生态学意义；

竞争的概念、类型及一般特征；

高斯假说——竞争排斥原理；

竞争模型――Lolk—Volterra 模型；

竞争与生态位理论；

捕食作用的概念；

捕食者与猎物的相互适应；

动物的防卫机制；

植物和草食动物的协同进化；

寄生的定义，寄生关系的起源和进化，偏利共生、互利共生的概念及类型。

【教学要求】

了解他感作用的物质，他感作用的生态学意义，竞争与生态位理论，捕食作用、寄生、偏利共生、互利共生的概念；

熟悉植物的性别系统，动物婚配制度的概念，婚配制度的类型，决定婚配制度类型的环境因素，领域性、社会等级的概念，他感作用的概念，种间相互作用的类型；

掌握种内关系与种间关系的定义及其类型，密度效应的2个规律，高斯假说——竞争排斥原理，竞争模型――Lolk—Volterra 模型。

第六章生物群落的组成和结构

【教学内容】

植物群落的定义、基本特征及性质；

种类组成的性质分析；

种类组成和数量特征；

生活型的概念、C．Raunkiaer生活型；

植物群落的外貌，层片的概念及特征，同资源种团的概念；

群落的垂直结构及水平结构，群落交错区和边缘效应。

群落结构的影响因素；

干扰与群落的缺口；

抽彩式竞争——小群落演替过程；

中度干扰假说；

MacArthur的平衡说；

岛屿生态与自然保护；

一个物种丰富度的简单模型；

平衡说和非平衡说。

【教学要求】

了解植物群落的外貌，层片的概念及特征，同资源种团的概念，群落的垂直结构，群落的水平结构，干扰理论与生态管理，岛屿生态与自然保护，平衡说和非平衡说；

熟悉植物群落的定义，生活型的概念，干扰与层盖度，干扰与群落的缺口，一个物种丰富度的简单模型；

掌握群落的基本特征，优势种和建群种、亚优势种、伴生种、偶见种的概念，种类组成和数量特征，C．Raunkiaer生活型，群落交错区和边缘效应，竞争、捕食对群落结构的影响，抽彩式竞争，中度干扰假说，空间异质性与群落结构，岛屿的种数—面积关系，MacArthur的平衡说。

第七章生物群落的动态

【教学内容】

群落变化的类型；

演替与波动的概念、波动的原因、波动的特征、波动的类型；

裸地的类型及其成因；

生物群落的形成及发育；

生物群落演替的类型；

单元顶极论，亚顶极，偏途顶极，前顶极，超顶极，多元顶极论，顶极—格局假说；

控制演替的几种主要因素；

两种不同的演替观。

【教学要求】

了解植物群落的发育单元顶极论，亚顶极，偏途顶极，前顶极，超顶极，多元顶极论，顶极—格局假说，控制演替的几种主要因素，两种不同的演替观；

熟悉演替与波动的概念，波动的原因、特征及其类型；

掌握群落变化的类型，裸地的类型及其成因，生物群落的形成，生物群落演替的类型。第八章生态系统的一般特征

【教学内容】

生态系统的基本概念及特征；

目前有关生态系统的研究重点；

生态系统的组成及结构；

食物链与食物网的概念，食物链类型及特征；

营养级位的概念；

生态金字塔概念及类型；

生态效率、营养级位之内及营养级位之间的生态效率；

生态系统的反馈调节（正反馈，负反馈），生态系统的平衡，生态阈值，生态危机。【教学要求】

熟悉目前有关生态系统的研究重点，食物链类型，生态阈值，生态危机；

掌握生态系统的基本概念及其特征，生态系统的组成，生态系统的结构，营养级位的概念，生态系统中营养级数目，生态金字塔的类型，生态效率，常用的几个能量参数，营养级位之内和营养级位之间的生态效率，生态系统的负反馈调节态效率，生态系统的平衡。第九章生态系统的能量流动

【教学内容】

初级生产量，净初级生产量，总初级生产量，初级生产力，生物量，现存量概念；

全球初级生产量概况及分布特点；

初级生产者的生产效率；

陆地及水域生态系统初级生产量的限制因素；

初级生产量的测定方法；

次级生产的概念及生产过程；

次级生产量的测定；

次级生产的生态效率；

生态系统中分解过程的概念及其过程；

影响分解过程的因素；

热力学定律，生态系统中的能源和能流路径，能量是单向性和逐级减少；

食物链层次上的能流分析，生态系统层次上的能流分析，异养生态系统的能流分析；

生态系统能流模型；

生态系统中信息传递的概念，信息及其传递。

【教学要求】

了解全球初级生产量概况及分布特点，初级生产者的生产效率，水域生态系统初级生产量的限制因素，生态系统中分解过程的概念，分解作用的三个过程，生态系统中的能源和能流路径，食物链层次上、生态系统层次上、异养生态系统的能流分析，生态系统中信息传递；

熟悉初级生产量，淨初級生产量，总初級生产量，初級生产力，生物量，现存量，次级生产的概念、测定及其生态效率；

掌握陆地生态系统初级生产量的限制因素，初级生产量的测定方法，影响分解过程的因素，生态系统能流模型

第十章生态系统的物质循环

【教学内容】

生物地球化学循环，生物小循环，库，流通量，周转率，周转时间的概念；

影响物质循环速率的因素；

生物地球化学循环的类型；

温室效应的影响，联合国气候变化框架公约的发展，气候变化框架公约各成员的责任，京都议定书定的背景，联合国气候变化框架公约第三届缔约国大会，京都议定书的结论摘要；

固氮作用，氨化作用，硝化作用，反硝化作用概念；

有毒有害物质循环的一般特点，有毒有害物质循环的实例（DDT，汞）

【教学要求】

了解温室效应的影响，联合国气候变化框架公约的发展，气候变化框架公约各成员的责任，京都议定书定的背景，联合国气候变化框架公约第三届缔约国大会，京都议定书的结论摘要，有毒有害物质循环的一般特点；

熟悉氮循环，固氮作用，氨化作用，硝化作用，反硝化作用，影响物质循环速率的因素，硫循环；

掌握生物地球化学循环，生物小循环，生物地球化学循环的类型，碳循环，磷循环

第十一章陆地生态系统

【教学内容】

影响陆地生态系统分布的因素；

三向地带性；

我国植被分布纬度地带性和经度地带性；

垂直带特点，垂直带与水平带的关系；

陆地生态系统的水平分布格局；

热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林和北方针叶林的气候、特点、动物特点；

草地（草原，草甸），草原（热带草原和温带草原），我国的不同草原区域（中温草原地带，暖温草原地带，高寒草原地带）的类型；

荒漠生态系统。

【教学要求】

了解陆地生态系统的水平分布格局，荒漠生态系统；

熟悉我国植被分布纬度地带性和经度地带性，热带雨林的气候特点、森林特点、动物特点；

掌握影响陆地生态系统分布的因素，我国的不同草原区域。

第十二章环境保护与可持续发展

【教学内容】

全球变化现象及其效应（略）

生物多样性及其保护

可持续发展（略）

【教学要求】

掌握生物多样性定义

四、课程的重点和难点

第一章绪论

重点：生命的定义，现代生命起源学说―――化学进化论的内容及化学进化的过程，生物圈的概念，生态学的定义，生态学的研究对象，几个最重要的国际规划（ IBP， MAB， IGBP 和DIVERSITAS）；

难点：生命起源的理论，“生物圈2号”工程的基本理论、研究内容和研究成果。

第二章生物与环境

重点：物种的概念，生态因子的概念，生态因子作用的一般特征，限制因子，Liebig 最小因子定律，Shelford耐性定律，光强的生态作用与生物的适应，光质的生态作用及生物的适应，生物对光周期的适应，生物对极端温度的适应，水生植物和陆生植物、水生动物和陆生动物对水因子的适应生态适应、趋同适应（生活型）、趋异适应（生态型）的概念；

难点：光强、光质的生态作用及生物的适应，生物对光周期及极端温度的适应方式，生物对水因子的适应方式。

第三章种群及其基本特征

重点：种群概念及特征；年龄结构及类型；种群增长率（r）和内禀增长率；种群连续增长模型；与密度有关的种群增长模型；种群空间格局定义及其类型；

难点：生命表，种群连续增长模型，与密度有关的种群增长模型。

第四章种群生活史

重点：生长、发育和繁殖的概念；繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的概念；繁殖策略；（ r和K对策生物的特点）；

难点：繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的概念；繁殖策略。

第五章种内和种间关系

重点：生长、发育和繁殖的概念；繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的概念；繁殖策略；r和K对策生物的特点；种内关系与种间关系的定义及其类型；密度效应的2个规律，高斯假说——竞争排斥原理，竞争模型――Lolk—Volterra 模型；

难点：繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的概念；繁殖策略，竞争模型――Lolk—Volterra 模型。

第六章生物群落的组成和结构

重点：群落的基本特征，优势种和建群种、亚优势种、伴生种、偶见种的概念，群落交错区和边缘效应，竞争、捕食对群落结构的影响，抽彩式竞争，中度干扰假说，岛屿的种数—面积关系，MacArthur的平衡说；

难点：种类组成和数量特征，中度干扰假说，岛屿的种数—面积关系，MacArthur的平衡说。

第七章生物群落的动态

重点：生物群落的形成，生物群落演替的类型；

难点：生物群落演替的类型。

第八章生态系统的一般特征

重点：生态系统的基本概念及其特征，营养级位的概念，生态系统中营养级数目，生态金字塔，常用的几个能量参数，营养级位之内和营养级位之间的生态效率，生态系统的负反馈调节，生态系统平衡；

难点：营养级位之内和营养级位之间的生态效率，生态系统的负反馈调节。

第九章生态系统的能量流动

重点：陆地生态系统初级生产量的限制因素，初级生产量的测定方法，影响分解过程的因素，生态系统能流模型，生态系统中的信息及其传递；

难点：生态系统能流模型。

第十章生态系统的物质循环

重点：物质循环，气体循环和沉积循环的区别，碳循环过程，磷循环过程

难点：碳循环过程，磷循环过程

第十一章陆地生态系统

重点：陆地生态系统分布的影响因素，热带雨林分布及其特点，我国草原类型的划分（中温草原地带（森林草原；典型草原；荒漠草原）；暖温草原地带；高寒草原地带）；

难点：陆地生态系统分布的影响因素。

第十二章环境保护与可持续发展

重点：生物多样性及其三个层次的描述；

难点：生物多样性及其三个层次的描述。

五、实践环节（无）

七、考核方式

开卷考试

八、推荐教材和教学参考书

教材：《生态学》，杨持主编，高等教育出版社，2008年

参考书：《生态学》，李博主编，高等教育出版社，2000年

《全球生态学》方精云主编，高等教育出版社，2002年

《普通生态学》，尚玉昌编，北京大学出版社，2002年

《生态学》－现代生物学精要速览，科学出版社，1999年

大纲制订人：侯艳伟

制订日期：2009-9-1