基础生态学》教学大纲

基础医学院生物技术专业 《基础生态学》教学大纲 韩洛川 一、课程简介 《普通生态学》是生物科学类、环境科学类专业必选课程之一。我校从1994年开设本课程,周课时3, 3个学分,经过建设现为云南大学主干课程及精品课程。 生态学是研究生物与环境关系的知识体系,是协调和统筹人与自然关系的指导性学科,是引领人类可持续发展的主要理论基础。本课程主要从个体、种群、群落、生态系统和生物圈等不同层次上分析生物与环境之间的关系方式,通过理论推介、案例剖析,使学生掌握生态学的基本知识体系和思想方法,形成宏观的生态思维,提高对当前资源和环境问的认识能力和把握水平。 选修该课程的学生,应具备基本的生物学基础或环境科学基础,需要配合教师的讲授,积极参与讨论和勤于思考。 二、教学目的和基本要求 通过该课程的学习,使学生全面、系统地掌握生态学的基本概念和基本理论,把握生态学认识生命世界、认识生态环境的特殊视角和解决相关问题的基本方法和思路,激发学生热爱大自然、保护环境的兴趣,建立关爱生命、关爱人类共同家园的生态意识,在遵循生态规律前提下,正确运用现代生物技术去开发生物资源、维护生态安全、管理自然环境。 普通生态学的理论课教学应注意把具体的生态学知识融合到整体的生态思想和理论中,突出对学生系统观、动态观、时空尺度观等生态思维方式的培养;实践课程教学中应注意培养学生的基本实验技能,提高分析和解决实际问题的能力。 二、主要教学方法和教学手段 (一)教学方法 1. 案例分析与启发式教学。选择针对性强的相关案例,进行深度剖析,提出富有思考性的问题,在教师的引导下,通过师生双向互动逐步深入,得出结论和提出解决问题的,使学生获得具体生动的生态学知识,激发起学生学习兴趣,调动学生学习的自觉性。 2. 观察和实践的方法。生态学是一门随着人类环境问题出现和变化,以及适应生态建设和资源利用事业需要而不断发展的科学体系,因此在教学上尽可能因地制宜地通过观察和实践,将理论与实际相结合应该经常使用的教学方法。由于课时、教学资源有限等因素,同时也由于学生对主要环境问题都有一定的感性认识,可采用间接观察——通过文字(课本、课外读物、报刊)、图表、仪器、模型、电影、录相、幻灯等进行阅读或观看,了解环境、资源问题出现的特点、变化的动态,剖析其中存在的规律、提出解决问题的方案等。 3. 运用发现法教学。利用生态学实验和野外实习,将科学研究的发现过程融合到课程学习中。 (二)教学手段 1. 多媒体技术的应用:要求采用自己制作多媒体课件进行教学; 2. 课堂讨论:学生讨论问题时,教师发挥主导作用,防止空泛议论;及时启发导向,不使讨论偏离中心议题。 3. 专题讲座:在教学之余,想方设法利用国内外学术交流活动、在昆明举办的学术会 议,安排学生参加生态学及其相关的学术活动。 三、主要教学内容和课时分配 学时安排:总学时36,每周2学时. 第一部分生态学的定位和方法论 2学时,其中:第一章绪论 2学时第二部分个体生态学 4学时,其中:第二章生物与环境 2学时第三章生物与能量环境(光和温度)的生态关系 1学时第四章生物与物质环境(水分、大气、土壤)的生态关系 1学时第三部分种群生态学 8学时,其中:第五章种群及其数量动态 2学时第六章种群的进化 2学时第七章生活史对策 2学时第八章种内与种间关系 2学时第四部分群落生态学 4学时,其中:第九章群落的组成和群落结构 2学时第十章群落的动态 1学时第十一章群落的分类与排序 1学时第五部分生态系统生态学 8学时,其中:第十二章生态系统的一般特征 2学时第十三章生态系统的能量流动 2学时第十四章生态系统的物质循环 2学时第十五章地球上主要生态系统的类型与分布 2学时第六部分应用生态学 8学时,其中: (可在讲述基础理论部分时贯穿整合到相应内容中) 第十六章生态系统的服务、健康与管理 2学时第十七章人类对生物地球化学循环的影响与环境污染 2学时 第十八章人口与资源 2学时 第十九章收获理论和病虫害的防治 2学时 四、章节内容要点提示 第一部分生态学的定位和方法论 第一章绪论 作为绪论部分是对生态学科整个知识体系的介绍,也是对各生态学模块轮廓的介绍。 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。在范围部分,介绍普通生态学各个部分(或模块)的构成与基本内容。这一部分不可缺少,虽然可能与后面章节重复,但是这是必要的,可以使学生或者读者了解通盘情况。 三、生态学的分支科学、交叉学科 介绍生态学学科的分支情况和与其它科学体系的交叉的情况。 四、生态学的研究方法 第二部分个体生态学 第二章生物与环境 注意不要与后续课程《植物生态学》(或《动物生态学》)内容的重复,但也不宜过少,不足让学生了解整个生态学的面貌。 一般地,通过本章学习应使学生基本了解环境因子的范围、认识生态因子作用的特点以及生物对环境因子的适应方式(形态适应、生理适应、行为适应)。至于动物、植物对各种生态因子的不同的适应方式,可根据不同的专业及其教学班级的后续课程的状况酌情处理。一般地,无后续生态学课程的,需要全面、但梗概性地介绍,否则选择重点、有针对性地介绍。 第一节生态因子 一、环境、生态因子及其类别 非生物因子与生物因子;其他环境因子分类;注意环境学与生态学中“环境”概念上的差异(范围、含义的限定)。 二、生态因子作用特征 生态因子的作用特点:综合性、适应组合;非等价性,主导因子;不可替代性与互补性 生态因子的作用规律:最小因子法则;耐受性法则;限制因子和限制作用;大环境和小环境;环境因子的综合作用 第二节生物对环境因子的适应 一、生物对环境适应 生物对环境的适应一般原则表现为3个方面: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。 应该说明的是由于环境和生物复杂多样且相互作用,不同生物不可能有完全一致的适应原则和模式,所说的适应也是多样性的。 二、生物对环境的适应机制 趋同适应与生活型;趋异适应与生态型 第三章生物与能量环境的生态关系 第一节生物与光的生态关系 由于生态因子种类繁多,研究的深度和积累的知识多寡不一,选择介绍其中的最重要的一些因子,光因子为其中之一。 一、陆生环境中的光因子 光在时间和空间的上的分布特点; 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; 光照强度对动物的影响 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 水体光的分布特点;水生生物对光的适应 第二节生物与光的生态关系 温度也是最重要的生态因子之一,由于温度作用的不可回避的特点,所以对生物的适应和进化来说都是最为重要的。 一、温度的分布特征与生态意义 温度的分布特征;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 ●极端低温/高温对生物的影响; ●生物表现的形态适应:动物的形态适应:BERGMAN规律;ALLEN规律等 ●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 ●生物表现的行为适应 ●温度与生物的发育:(1)有效积温;(2)物候 第四章生物与物质环境的生态关系 第一节生物与水的生态关系 一、水的分布与水因子的生态意义 水的理化性质;水陆环境的主要差异;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 水、陆生植物对水因子的适应:水生植物,陆生植物; 动物对水因子的适应:水生动物的渗透压调节,陆生动物对干旱的适应; 适应组合:以陆生炎热干旱地区的动物、植物为例说明适应组合的概念,又可以作为这一部分内容的小结。 第二节生物与土壤及其它生态因子 一、生物与土壤的生态关系 土壤的生态意义;土壤的物理性质对生物的影响;土壤的化学性质对生物的影响;土壤环境与动物的适应 二、生物与大气的生态关系 大气的成分构成及其生态效应;氧与生物;二氧化碳的生态作用 三、生物与火的生态关系 火烧的影响及其生态作用;植物/动物对火因子的适应 四、人类活动对生物的影响 人类活动对生物的积极意义:(1)人工选择;(2)伴人适应与进化 人类活动对环境因子的改变:生态破坏与环境污染 第三部分种群生态学 第五章种群及其数量动态 第一节种群及种群的结构 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、种群的结构参数 大小与密度,种群的分布及种群分布格局的判断,单体生物与构件生物,构件,年龄结构,性比 第二节种群动态 重点放在种群的增长模型,尤其是指数模型和逻辑斯谛模型。 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,生命表的分析; ?研究种群动态的参数:种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率,周限增长率; ?生存曲线。 二、种群动态的模型研究 指数增长模型;LOGISTIC增长模型;与密度有关的不连续增长模型;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 季节性增长;周期性波动;种群大爆发与种群的灭亡 四、种群调节 种群调节概念;种内竞争;动物与植物种内竞争的差异;种群调节各学说简介与评价 五、复合种群 符合种群的概念,复合种群理论意义与应用 第六章种群的进化 第一节基本概念和原理 一、种、种群和进化 二、遗传和变异 三、哈迪—魏伯格原理 第二节生物的进化要素 一、突变和重组 二、自然选择 三、基因流动 四、随机遗传漂变 第三节物种的形成 一、物种形成过程 二、物种的形成方式 第七章生活史对策 第一节资源的获取与配置 一、资源的获取 二、资源的配置与取舍 第二节生活史对策 一、r和K对策