《生态学》教学大纲

一、基本信息  

课程名称		生态学				课程编号	AGRE3103
英文名称		Ecology				课程类型	科类基础课
总学时	36	理论学时		36	实验学时		实践学时	2天
学分	2	预修课程	环境科学概论，植物学			适用对象	环境科学专业
课程简介 （200字左右）		生态学是一门运用生态学原理、生态系统理论和系统分析方法，研究生态系统、生物与周围环境之间的科学，其内容具有综合性、宏观性、战略性、实用性等特点。本课程着重从生物有机体的个体、种群、群落和生态系统四个层次讲授生态学的基本概念和基础理论，阐明生物与其周围环境的关系、规律及生态系统的结构和功能。另外，结合本学科发展动态，介绍与本学科密切相关的全球环境变化、资源的合理利用和生物多样性保护等重要领域中的生态问题和研究方法。

二、教学目标及任务  

掌握生态因子类型与限制因子概念；了解生物与环境的相互关系，掌握种群分布及动态变化、种内与种间的相互作用；生物群落的组成、多样性、结构，群落波动、演替的动态及原因；生态系统的概念、类型、能量流动、物质循环以及生态系统平衡等；地球上主要的生态系统类型及其结构、功能分析。通过本课程的教学使学生掌握生态学的基本概念、重要理论和应用领域，了解生态学学科发展的前沿动态，从思想上明确认识到生物有机体与环境是相互依存、相互作用、相互制约的统一体，树立正确的自然观，通过各教学环节的实施注重培养学生思考、分析、解决生态环境问题和主动获取知识的能力，树立实事求是、严谨治学的学风。

三、学时分配   

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
绪论	生态学绪论	2			2
第一章	生物与环境	4			4
第二章	种群基本特征	4			4
第三章	种群生活史	2			2
第四章	种内和种间关系	4			4
第五章	生物群落的组成与结构	4			4
第六章	生物群落的动态	4			4
第七章	生态系统的一般特点	4			4
第八章	生态系统中的能量流动	3			3
第九章	生态系统中的物质循环	3			3
绪论	陆地生态系统	2			2
合计		36			36

四、教学内容及教学要求

第一章     绪论

第一节      生态学的定义

1. 为什么要学习生态学？

2. 生态学的定义

3. 生态学的研究对象

习题要点：生态学的定义、生态学分支学科和生态学的研究对象

第二节      生态学的起源、形成与发展

第三节      生态学的研究途径

第四节      学习生态学的意义

习题要点：生态学的研究途径、现代生态学的发展趋势、生态学与其它学科的关系及学习生态学的意义

本章重点、难点：本章的重点是生态学的研究对象、生态学的定义及学习生态学的意义。难点是生态学的研究范围、研究途径以及生态学的最新发展趋势。

本章教学要求：使学生（1）了解学习生态学的背景和意义，了解生态学的起源、形成与发展；（2）理解生态学与其它学科的关系和最新发展趋势；（3）掌握生态学的定义和生态学的研究途径，即不仅要掌握生物与环境相互作用的一般原理，更要关注人类活动下生态过程的变化以及对人类生存的影响。

 

第二章     生物与环境

第一节      环境与生态因子

1. 生物钟的概念及其类型

2. 环境的概念及其类型

3. 环境因子的概念

4. 生态因子的概念及分类

习题要点：生态学中环境、环境因子和生态因子概念的区别

第二节      生态因子限制性作用分析

1. 生态因子作用的一般特征

2. 生态因子的限制性作用

3. 生物对生态因子耐受限度的调整

习题要点：生态因子作用的一般特征，限制因子、耐受限度、耐受性定律、驯化、休眠、指示生物的概念

第三节      生态因子的生态作用及生物的适应

1. 光因子的生态作用及生物的适应性

2. 温度因子的生态作用及生物的适应性

3. 水分因子的生态作用及生物的适应性

4. 土壤因子的生态作用及生物的适应性

习题要点：从形态、生理和行为三个方面阐述生物对生态因子的适应及表现形式；举例说明生物对极端环境的适应

本章重点、难点：生物的环境因子与生态因子的区别、生态因子作用的特征、限制因子、耐受限度、耐受性定律、驯化、休眠、指示生物的概念；限制因子的作用以及生物对各种因子的适应方式（形态适应、生理适应、行为适应）。

本章教学要求：使学生（1）了解环境因子和生态因子概念的范围、4种主要生态因子的特点以及生物的适应方式（形态适应、生理适应、行为适应）；（2）理解生态因子作用的一般特征，并能举例说明生物与环境之间的协同作用（协同进化）；（3）掌握生态因子的限制性作用、生物对生态因子耐受限度的调整及限制因子、耐受限度、耐受性定律、驯化、休眠、指示生物的概念。

 

第三章  种群基本特征

第一节种群的概念及基本特征

第二节种群的动态及主要原因

1. 种群的数量和密度

2. 种群的分布（空间格局）

3. 种群密度或数量的变动

4. 年龄结构

5. 性比例

6. 存活曲线

7. 生命表

习题要点：掌握不同大小尺度上种群的几种空间分布格局及原因；年龄锥体及其基本类型、研究意义，存活曲线的类型、生命表的类型和意义

第三节种群的增长模型

1. 非密度制约种群增长模型

2. 密度制约种群增长模型

习题要点：内禀增长率的概念及种群的内禀增长率的意义、种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义

第四节自然种群的数量变化

1. 种群增长

2. 季节消长

3. 不规则波动

4. 周期性波动

5. 种群暴发

6. 种群平衡

7. 种群的衰落和灭亡

8. 生态入侵

9. 生物稀有和灭绝的原因（因素）和常见类型

习题要点：自然种群的数量变化的主要类型和原因、种群扩散的原因和生态学意义、生态入侵的概念和防治措施；举例说明生物稀有和灭绝的原因（因素）和常见类型。

本章重点、难点：种群是生态学各层次中最重要的一个层次，本章作为种群生态学的开篇，包括很多基本概念和重要术语，如种群概念、种群的数量和密度、种群基本特征及其空间分布格局、年龄结构、存活曲线、生命表、生态入侵等。

本章教学要求：使学生（1）了解种群是群落结构与功能的基本单位，许多与环境变化相联系的生物变化都发生在这一层次，种群的增长模型的类型及自然种群的数量变化的主要原因；（2）理解种群的动态及主要原因及种群增长的逻辑斯谛模型；（3）掌握种群的分布（空间格局）、年龄结构、内禀增长率及生态入侵的概念及意义。

 

第四章 种群生活史

第一节生活史概述

1. 个体大小

2. 生长和发育

3. 繁殖方式

4. 扩散

习题要点：生活史的概念、动物扩散的原因

第二节繁殖成效

1. 繁殖价值

2. 亲本投资

3. 繁殖成本

习题要点：繁殖价值、亲本投资和繁殖成本的概念和应用

第三节繁殖策略

1. 生态对策：r-选择和K-选择

2.、R－、C－和S－选择

习题要点：r-对策和K-对策的特征及在进化过程中的优缺点、 r-对策和K-对策的举例

本章重点、难点：种群生活史的概念及其影响机制、生物种群的繁殖格局及繁殖策略等都是比较抽象的概念，这是本章的难点。生活史有关繁殖部分是生态学研究中特别活跃的领域。由于学生对进化知识了解少，因此通过联系实例使学生理解和掌握基本概念及生活史知识对于了解种群与环境的相互关系是本章的重点。

本章教学要求：使学生（1）了解种群生活史的几个方面及各自规律、了解种群生活史和进化的关系；（2）理解繁殖成效在生物适应环境方面的重要意义，能够联系植物和动物繁殖和生长的关系；（3）掌握生活史和繁殖策略的基本概念，及r-对策和K-对策的特征及在进化过程中的优缺点，并能联系R－、C－和S－选择认识自然界种群生活上的复杂性和生态意义。

 

第五章 种内和种间关系

第一节种内关系

1. 密度效应

2. 动植物的性别关系

3. 动物的社会行为

4. 植物的他感作用

习题要点：种内和种间关系的主要类型、有性繁殖和无性繁殖的特点及意义、动物领域性中的规律及基本概念如密度效应、最后产量恒值法则、性选择、领域性、社会等级、他感作用。

第二节种间关系

1. 什么是竞争

2. 种间竞争的概念及实例

3. 种间竞争模型

4. 生态位

5. 捕食作用

6. 草食作用

7. 寄生

8. 互利共生

习题要点：资源竞争的二种作用方式、种间竞争的高斯实验及假说、种间竞争的Lotka-Volterra模型；生态位的概念及根据生态位理论阐述竞争排斥原理；捕食（包括草食）等种间相互作用的概念及其在种群调节中的生态学意义，如“为何黄石公园引狼入园？为什么绿色植物没有被动物吃光”等；阐述协同进化和互利共生在自然界中的普遍性和意义。

本章重点、难点：本章是种群生态学中的最后一章，也是联系群落生态学的一章，包含大量的概念，联系生态学研究案例的讲授能够激发学生对生态学的兴趣。本章的重点是阐述种内和种间关系的基本特征和基本理论，特别是竞争和捕食作用；此外，生态位的理论和在种内和种间关系的生态应用也是重点。如何让学生理解和掌握重点生态理论及应用理论对生物的相互作用在生态保护及生态工程中的应用是本章的难点。

本章教学要求：结合分组主题讨论和观看生态学录像，使学生（1）了解以竞争资源和空间为主的种内和种间关系及种间关系的其它作用形式（捕食、草食、寄生和互利）；种内关系的主要规律 (密度效应、性别关系、动物的社会行为、他感作用)；（2）理解他感作用和种间关系和生态学意义；高斯实验和假说、竞争排斥原理及典型实例；（3）掌握种内和种间关系的基本理论及生态位的概念在生态保护和生态工程等方面的实际应用。

 

第六章  生物群落的组成与结构

第一节生物群落的概念

1. 生物群落的定义

2. 生物群落的基本特征

3. 生物群落的性质

习题要点：生物群落的定义、基本特征和性质

第二节  生物群落的种类组成

1. 种类组成的性质分析

2. 种类组成的数量特征

习题要点：生物群落优势种、关键种、罕见种和指示种的概念、群落数量特征的基本指标、物种多样性（生物多样性）的概念和评价指标（如丰富度、均匀度和多样性指标）；地球上生物多样性的梯度及影响因素

第三节生物群落的结构

1. 群落的结构要素

2. 群落的外貌与季相

3. 群落的垂直结构

4. 群落的水平结构

5. 群落交错区与边缘效应

6. 群落的时间结构

习题要点：生活型和生长型、层片和同资源种团的概念、生物群落的时间和空间结构及影响因素、群落交错区和边缘效应的概念及边缘效应的原因和生态意义

第四节影响群落组成和结构的因素

1. 生物因素

2. 非生物因素

3. 干扰对群落结构的影响

4. 岛屿与群落结构

5. 物种丰富度的简单模型

习题要点：影响群落组成和结构的生物因素（竞争、捕食和草食）及非生物因素（空间异质性或环境复杂性、生产力和干扰）、断层的抽彩式竞争发生的条件、中度干扰假说及在动植物群落中的举例，岛屿效应的概念及与群落结构的关系、岛屿效应理论在生态自然保护的应用

本章重点、难点：本章重点介绍了群落生态学的基本概念和重要理论，包含了很多当代生态学的研究热点，因此本章的重点除了介绍群落种类组成和结构的定义外，还将涉及生物和非生物影响因素。本章难点是如何使学生比较分析不同的学说及相关重要生态学理论在生态实践（如土地利用、自然保护等诸多领域）中的应用。

本章教学要求：结合分组主题讨论和观看生态学录像，使学生（1）了解群落的基本特征和性质、生活型和生长型及影响群落组成和结构的生物因素及非生物因素；（2）理解生物群落的定义、层片和同资源种团的概念、生物群落的时间和空间结构及影响因素、物种多样性的概念和评价、断层的抽彩式竞争发生的条件及岛屿效应的概念及与群落结构的关系；（3）掌握重要生态假说的应用，如中度干扰假说、岛屿效应在生物多样性保护和自然保护区管理中的应用。

 

第七章 生物群落的动态

第一节  群落变化类型

1. 演替

2. 波动

习题要点：生物群落演替和波动的概念、群落波动的原因

第二节生物群落演替的概念与基本类型

习题要点：群落演替的类型及原生演替和次生演替举例

第三节演替顶级学说

习题要点：识别顶极群落的方法、单元顶级论和多元顶级论的异同

第四节群落演替与功能过程

1. 去除植被的影响

2. 植被的恢复过程

3. 生物调节的回复

4. 群落的发展与稳定

习题要点：森林皆伐（去除植被）对生态学过程的影响

第五节控制演替的几种主要因素

1. 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性；

2. 群落内部环境的变化；

3. 种内和种间关系的改变；

4. 外界环境条件的变化；

5. 人类的活动。

习题要点：控制演替的几种主要因素

第六节两种不同的演替观

1. 经典的演替观

2. 个体论演替观

习题要点：两种演替观的异同

本章重点、难点：本章的重点是生物群落演替的概念与基本理论、演替的基本类型（主要是原生演替和此生演替）；而演替过程及其及机制的主要学说是本章的难点。

本章教学要求：群落变化在人类活动影响日益强烈的今天收到了越来越多的重视，本章通过介绍群落动态变化，使学生（1）了解群落变化的类型、群落演替的类型、识别顶极群落的方法及两种不同的演替观；（2）理解原生演替和次生演替的区别及群落演替与生态功能过程的关系；（3）掌握控制演替的几种主要因素，并运用群落演替与功能的关系及影响因素管理人类活动影响下的生物群落。

 

第八章  生态系统的一般特征

第一节生态系统的概念及组成

1. 生态系统概念

2. 生态系统的组成

3. 生态系统的结构

习题要点：生态系统的基本概念、生态系统的4大组分

第二节食物链、食物网和营养级

1. 食物链和食物网

2. 食物链的类型

3. 营养级和生态金字塔

习题要点：食物链和生态金字塔的概念和类型，生态金字塔的概念

第三节生态效率

1. 能量参数

2. 营养级内的生态效率

3. 营养级之间的生态效率

   习题要点：营养级内和之间的生态效率

第四节生态系统的反馈调节与生态平衡

习题要点：生态系统的反馈调节的含义及对生态平衡的意义

本章重点、难点：由于生态系统生态学是现代生态学发展的趋势，并且生态系统组成、结构是其功能发挥的基础，所以本章重点介绍生态系统基本概念、组成和结构，难点之一是营养级、生态金字塔的理解及所涉及的生态系统组成与结构概念的区分，另外生态系统的反馈作用对学生的理解也有一定的挑战。

本章教学要求：生态系统是经典生态学的最高单位，也是未来生态系统管理的直接对象，本章通过介绍生态系统的基本概念，使学生（1）了解生态系统的组成和结构及一般性理论，为后续2章的学习奠定基础；（2）理解生态系统的结构，特别是食物链和生态金字塔等基本概念，理解生态系统反馈调节的重要性；（3）掌握生态系统组分和结构的区别，能够联系实际生态系统进行分析。

 

第九章  生态系统中的能量流动

第一节生态系统中的初级生产

第二节生态系统中的次级生产

第三节生态系统的分解

第四节生态系统的能流流动

习题要点：初级生产和次级生产、分解过程的影响因素、生态系统能流的概念

本章重点、难点：能量流动是生态系统中的基本过程，本章重点介绍初级生产和次级生产的基本概念及分解过程的影响因素；本章的难点在于能流模型中抽象的概念和大量的参数、符号。

本章教学要求：本章在有限时间内通过介绍生态系统中能流流动的基本概念，使学生（1）了解初级生产和次级生产、生态系统能流的概念及生态系统的能流分析的一般方法，了解简单的能流分析途径；（2）理解种群、群落及生态系统等不同层次上的能量流动；（3）掌握影响分解过程的影响因素。

 

第十章  生态系统中的物质循环

第一节物质循环的概念及一般特点

第二节水循环

第三节气态型循环

1. 碳循环

2. 氮循环

习题要点：全球变化下的碳氮循环

第四节沉积型循环

1. 磷循环

2. 硫循环

习题要点：物质循环的概念、一般特征、物质循环的过程、主要元素如碳、氮循环对气候变化的贡献

本章重点、难点：物质循环是生态系统中重要的基本过程，本章重点讲授生态系统物质循环的概念和水、碳氮磷硫的循环过程，难点是人类活动对上述物质循环的干扰和影响后果。

本章教学要求：本章通过介绍生态系统中的主要物质循环过程，让学生在自学和查阅资料的基础上进行讨论，使学生（1）了解生态系统物质循环的重要意义；（2）理解主要元素物质循环的过程，特别是人类干扰的深远影响；（3）掌握主要元素物质循环和有毒有害物质循环的特点。

 

第十一章  陆地生态系统

第一节  陆地生态系统概述

第二节    森林生态系统

第三节    草地生态系统

第四节    荒漠生态系统

第五节    水域生态系统

习题要点：陆地生态系统的分布模式及主要生态系统的类型、陆地（如森林生态系统和草原生态系统）的特点及人类对的影响及防治对策

本章重点、难点：本章重点是陆地生态系统（森林生态系统和草原生态系统）的主要类型和特点，难点是陆地生态系统与自然环境的关系，及人类活动对陆地生态系统日益加剧的影响及主要恢复对策。

本章教学要求：本章是生态系统类型及其特征的代表章节，在本章中通过学习地球上主要的陆地生态系统类型，使学生（1）了解生态系统的多样性；（2）理解主要陆地生态系统（森林生态系统和草原生态系统）的变化规律及人类的深远影响；（3）掌握陆地生态系统的特点及如何利用生态学知识恢复退化的生态系统。

 

五、考核方式及要求  

考核方式：闭卷笔试。总成绩由二部分组成， 即：平时成绩+考试成绩。

六、推荐教材及教学参考书 

推荐教材：

面向21世纪教材：《生态学》，杨持主编，高等教育出版社，2008（第二版），标准书号：ISBN 978-7-04-022996-7

教学参考书：

1.《基础生态学》，孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，高等教育出版社，2002，标准书号：ISBN704011027X

2.《生态学》，李振基，陈小麟，郑海雷，科学出版社，2007，标准书号：ISBN978-7-03-019936-2

3.《生态系统生态学》，蔡晓明编著，科学出版社，2000，标准书号：ISBN9787030085559

4.《陆地生态系统原理（Principles of terrestrial ecosystem ecology) 》，李博等译，高等教育出版社，2005，标准书号：ISBN9787040175998

5. 《Ecology: Concepts and Applications》，Molles M.C，McGraw-Hill Companies Inc，2009（第5版）， 标准书号：ISBN 9780073383224。

 

大纲修订人：郑金伟、胡  锋

大纲审定人：李 荣

修订日期：2015年4月20日