《环境生态学》课程教学大纲

环境生态学》课程教学大纲、课程基本信息英文名称EnvironmentalEcology课程编号343100080课程类型专业基础课课程学分2课程学时36适用专业港口航道与近海工程专业先修课程无后修课程港口规划、航道整治、港口水工建筑物课程负责人课程团队二、课程性质与定位本课程是港口航道与近海工程专业的专业基础课，环境生态学是生态学的一个分支，是伴随着环境问题的出现而产生和发展的新兴的综合性学科，是一门运用生态学理论，研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制，规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复，重建和保护对策的科学。该课程注重生态学基本原理与实际应用的结合，介绍了生态学的基本理论，重点介绍生态系统生态学；阐述了生态系统服务、人为干扰对生态系统的损伤、生态恢复、生态系统管理及可持续发展理论等。该课程是《港口水工建筑物》、《港口规划》以及《航道整治》的先导课程。三、 课程目标1.知识目标：掌握生物多样性、生物的协同进化等概念和环境的生态作用规律掌握种群、生物群落、生态对策等基本概念，种群的特征、种群的数量变动及种群调节掌握生态平衡、生态系统的能量流动、物质循环和信息传递的特点；掌握生态系统服务的定义、生态系统服务功能的主要内容。掌握生态系统服务的定义、生态系统服务功能的主要内容；掌握污染物、毒物、外来化合物、污染物的生物转化、生物富集、生态监测等概念掌握正向演替、逆向演替、生态工程等基本概念2.能力目标：通过该课程的学习使学生掌握环境生态学的基本概念，环境生态学的形成过程及发展趋势，环境生态学的研究内容，理论，研究方法及实际应用。了解受损生态系统变化，掌握生态系统的演替规律以及修复对策掌握生态系统管理和可持续发展理论。在认识和掌握生态学的基本规律的基础上，能够运用生态学理论，保护和合理利用自然资源，治理被污染和被破坏的生态环境，恢复和重建受损的生态系统,实现保护环境与发展经济的协调，以满足人类生存和发展的需要。3.素质目标观察、分析和解决问题的能力；严肃认真、科学严谨的工作作风；互相协作的能力。四、 主要内容和要求第一章绪论【目的要求】1、掌握环境科学、恢复生态学等基本概念：2、熟悉环境生态学的主要研究内容；3、了解环境问题的现状，提高保护环境意识。【教学设计建议】采用多媒体和板书相结合的教学方式，运用启发互动的教学模式，把每•单元中要掌握和熟悉的内容作为重点；为了提高学生分析问题解决问题的能力，每次课后，将典型习题留做学生的课外作业；在本章讲授完后，设计增加一次习题课。【讲授内容】第一节环境生态学的定义及其形成与发展主要内容：环境问题的产生与演变，环境生态学的定义及其发展。基本概念和知识点：环境生态学，人类社会的发展与环境问题的产生及演变，环境生态学的形成与发展问题与应用（能力要求）：认识当今世界环境问题产生的根源。第二节环境生态学的研究内容与学科任务主要内容：环境生态学的研究内容与学科任务；基本概念和知识点：环境生态学的研究内容、环境生态学的学科任务及发展趋势；问题与应用（能力要求）：了解环境生态学的主要研究内容与任务。第三节环境生态学与相关学科主要内容：生态学、环境生态学、环境科学的研究对象与发展简史；基木概念和知识点：生态学、生态学的研究对象及其发展简史、生态学的分支学科；环境科学、环境科学的研究内容与分支学科、恢复生态学、生态经济学、环境经济学、污染生态学、人类生态学；问题与应用（能力要求）：比较生态学、环境生态学与环境科学的研究对象差异。【自学内容】当今世界面临的环境问题是如何产生的？环境生态学的主要研究内容和学科任务是什么？你认为环境生态学与哪一门学科的关系最为紧密？第二章生物与环境【目的要求】掌握生物多样性、生物的协同进化等概念和环境的生态作用规律；熟悉盖雅假说，光照、温度、水分的生态作用及生物的适应性；了解生态因子作用的一般规律。【教学设计建议】采用多媒体和板书相结合的教学方式，运用启发互动的教学模式，把每一单元中要掌握和熟悉的内容作为重点；为了提高学生分析问题解决问题的能力，每次课后，将典型习题留做学生的课外作业；在本章讲授完后，设计增加一•次习题课。【讲授内容】第一节地球上的生物主要内容：生命的产生与进化、生物多样性与盖雅假说；基本概念和知识点：生物的起源、生物种的概念、生物的协同进化（昆虫与植物、大型草食动物与植物、互惠共生物种、协同适应系统）、生物多样性（概念、影响因素）、盖雅假说（地球上所有生物都起着调控作用、地球生态系统保持稳定性、地球本身是进化系统、地球系统是有机整体、地球生理学是地球进化的方式）；问题与应用（能力要求）：了解生命产生与进化的过程和盖雅假说的主要论点。第二节环境的概念及其类型主要内容：环境的主要类型及环境因子的分类；基木概念和知识点：环境（地球环境或地理环境）、环境的类型、环境因子的分类；问题与应用（能力要求）：了解环境的主要类型。第三节主要环境因子的生态作用主要内容：光照、温度、水分、土壤因子的生态作用及其生物的适应；基本概念和知识点：光因子的生态作用（光照强度、光质、光周期）、温度因子的生态作用及生物的适应（温度的“三基点”、有效积温法则、极端温度对生物的影响、变温对生物的影响）、水因子的生态作用及生物的适应（水的重要作用，水对动植物发育、数量和分布的影响，动植物的适应）、土壤因子的生态作用及生物的适应（聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物）。问题与应用（能力要求）：『解主要环境因子的生态作用及其生物的适应规律。第四节生态因子作用的一般规律主要内容：生态因子作用的一般特征和限制性作用；基本概念和知识点：生态因子、生态因子作用的-般特征（综合作用、主导因子作用、直接和间接作用、阶段性作用、不可哲代性和补偿性作用）、生态因子的限制性作用（限制因子、最小因子定律、耐受性定律）；问题与应用（能力要求）：能够理解和运用生态因子作用的一般特征和限制性作用规律。【自学内容】什么是生物的协同进化？举例说明。试述生物多样性及其影响因素。简述光的生态作用及生物的适应。温度对生物作用的“三基点”和积温在农业生产和虫害上有何意义。水分对生物产生哪些影响？生物如何适应水分的变化？试述土壤的生态作用及盐碱植物对土壤因子的适应。试述生态因子作用的一般规律。第三章生物圈中的生命系统【目的要求】掌握种群、生物群落、生态对策等基本概念，种群的特征、种群的数量变动及种群调节：熟悉l选择和K-选择理论的主要特征；了解影响群落结构的因素。【教学设计建议】采用多媒体和板书相结合的教学方式，运用启发互动的教学模式，把每一单元中要掌握和熟悉的内容作为重点；为了提高学生分析问题解决问题的能力，每次课后，将典型习题留做学生的课外作业；在本章讲授完后，设计增加一次习题课。【讲授内容】第一节生命系统的层次主要内容：生态学与生命系统的层次；基本概念和知识点：宏观生态学、微生态学和分子生态学，分子、基因、细胞组织、个体、种群、生物群落、生态系统；问题与应用（能力要求）：了解生态学与生命系统的层次。第二节生物种群的特征及动态主要内容：种群的特征、种群的数量变动及生态对策、种群调节：基本概念和知识点：种群、种群的特征（数量、空间分布、遗传）、种群的增长（种群的群体特征、增长模型）、种群的数量变动及生态对策（不规则波动、周期性波动、季节波动、暴发、生态入侵、衰落和灭亡、l对策、k-对策）、种群调节（气候、生物、食物、行为、内分泌调节和遗传调节）；问题与应用（能力要求）：比较l选择和K-选择理论，指数增长模型和逻辑斯谛增长模型。第三节种群关系主要内容：种内、种间关系和玛他种群；基本概念和知识点：种内关系（集群，种内竞争：资源利用性竞争、直接竞争）、种间关系（种间竞争：高斯假说、竞争模型、生态位理论，捕食，寄生与共生），玛他种群（玛他种群理论：灭绝、重建，在保护生物学中的应用）；问题与应用（能力要求）：了解生物的种内、种间关系，如何利用玛他种群理论指导濒危动植物的保护。第四节生物群落主要内容：生物群落的特征、种类组成和结构特点。基本概念和知识点：生物群落（概念、基本特征），生物群落的种类组成（优势种和建群种、亚优势种、伴生种、偶见种），物种组成的数量特征和综合特征（数量特征：密度、多度、盖度、频度、高度、重量、体积，综合特征：优势度、重要值、综合优势比，物种多样性），生物群落的结构（生活型和生长型、垂直结构、水平结构）。问题与应用（能力要求）：了解生物群落的种类组成及其研究意义。第五节群落组成与结构的影响因素主要内容：外在干扰和生物因素对群落结构的影响：基本概念和知识点：干扰，生物因素（竞争、捕食），岛屿与群落结构（物种数与岛的面积，MacArthur的平衡说）；问题与应用（能力要求）：了解对群落结构的影响的主要因素。第六节生物群落的演替主要内容：生物群落的演替理论和生物群落的演替的制约因素；基本概念和知识点：原生演替，次生演替，单元顶级论，多元顶级论，生物群落的演替的制约因素问题与应用（能力要求）：比较生物群落演替的单元顶级论与多元顶级论。【自学内容】如何理解生命系统的层次性？什么是种群？与个体相比，种群具有哪些重要的群体特征？试比较指数增K模型和逻辑斯谛增长模型？什么是生态对策？l选择和K-选择理论的主要特征？什么是生物群落？群落种类组成及其研究意义？影响群落结构的因素有哪些？第四章生态系统生态学【目的要求】掌握生态平衡、生态系统的能量流动、物质循环和信息传递的特点；熟悉生态系统的组成与结构；了解地球生态系统的主要类型。【教学设计建议】采用多媒体和板书相结合的教学方式，运用启发互动的教学模式，把每一单元中要掌握和熟悉的内容作为重点；为了提高学生分析问题解决问题的能力，每次课后，将典型习题留做学生的课外作业；在本章讲授完后，设计增加一次习题课。【讲授内容】第一节生态系统的结构主要内容：生态系统的组成与物种结构、营养结构和时空结构。基本概念和知识点：生态系统的组成（生物部分：生产者、消费者、分解者，非生物部分），生态系统的物种结构（关键种，冗余种），生态系统的营养结构（食物链、食物网）生态系统的空间结构，生态系统的时间结构。问题与应用（能力要求）：了解生态系统的组成与结构。第二节生态系统的基本功能主要内容：生态系统的能量流动和物质循环特点；基本概念和知识点：生态系统的初级生产、次级生产，生态系统的能量流动（方向单一、逐级递减质量提高），生态系统的物质循环（水循环、气体型循环、沉积型循环），周转率，有毒物质循环的特点，生态系统的信息传递（物理信息、化学信息、行为信息、营养信息），生态系统的调节（反馈调节、生态平衡）。问题与应用（能力要求）：了解生态系统的能量流动和物质循环特点。第三节世界主要生态系统的类型主要内容：世界主要生态系统的类型及其主要特征；基本概念和知识点：森林生态系统、草地生态系统、河流生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统、湿地生态系统、城市生态系统；问题与应用（能力要求）：比较世界主要生态系统的类型。【自学内容】生态系统有哪些主要组成成分，它们是如何构成生态系统的？什么是食物链、食物网和营养级？食物链包括哪些类型，在生态系统中有什么意义？什么是负反馈调节，它对维护生态平衡有什么指导意义？测定初级生产量的主要方法。概括出生态系统次级生产过程一般模式。提出一个普适生态系统能流模型。生态系统中信息传递主要有哪儿种类型？地球生态系统可以分为哪些主要类型？第五章生态系统服务【目的要求】掌握生态系统服务的定义、生态系统服务功能的主要内容；熟悉生态系统服务功能价值的主要特征；了解全球主要生态系统类型服务的功能价值。【教学设计建议】采用多媒体和板书相结合的教学方式，运用启发互动的教学模式，把每一单元中要掌握和熟悉的内容作为重点；为了提高学生分析问题解决问题的能力，每次课后，将典型习题留做学生的课外作业；在本章讲授完后，设计增加一次习题课。【讲授内容】第一节生态系统服务的定义与研究进展主要内容：生态系统服务的研究。基本概念和知识点：生态系统服务（光合作用、生物降解等），生态系统服务的研究进展（国夕卜：概念的提出，研究热潮的兴起；国内：起步较晚，正在探索）。问题与应用（能力要求）：了解生态系统服务的研究现状和发展趋势。第二节生态系统服务功能的主要内容主要内容：生态系统服务功能的主要内容。基本概念和知识点：生态系统服务功能的主要内容：有机质的生产与生态系统产品、生物多样性的产生与维护、调节气候、减缓灾害、维持土壤功能、传粉播种、控制有害生物、净化环境、感官、心理和精神益处、精神文化的源泉。问题与应用（能力要求）：了解生态系统服务功能的主要内容。第三节生态系统服务功能价值及其评估主要内容：生态系统服务功能价值的特征，生态系统服务功能价值类型及其内涵，生态系统服务功能价值的主要评估方法。基木概念和知识点：生态系统服务功能价值的特征（整体有用性、空间固定性、用途多样性、持续有用性、共享性、负效益性），生态系统服务功能价值的分类：几种分类系统，生态系统服务功能价值类型及其内涵（直接价值、间接价值、选择价值、遗产价值），生态系统服务功能价值的评估方法（市场定价与替代花费法、环境偏好显示法、条件价值评估绿色国民经济帐户）。问题与应用（能力要求）：认识生态系统服务价值评估的现实意义。第四节全球主要生态系统类型服务的功能价值主要内容：全球生态系统与中国生态系统服务的价值。基本概念和知识点：全球生态系统服务的价值、中国生态系统服务的价值、中国与全球生态系统服务的价值比较、中国生态系统服务价值的空间分布规律。问题与应用（能力要求）：比较全球与中国生态系统服务的价值。【自学内容】结合你的理解，谈一谈生态系统服务的概念及其功能价值的内涵。结合我国生态环境的现状，谈一谈生态系统服务价值评估的现实意义。生态系统服务有哪些主要的评估方法？结合你的理解，谈一谈绿色国民帐户对我五、教学条件目前土木工程学院尚环境生态学相关的实验仪器和场所，在讲解相关原理时，可结合PPT图片进行讲解,以提高教学效果。六、学时分配建议表理论教学内容学时第一章绪论4第二章生物与环境10第三章生物圈中的生命系统10第四章生态系统生态学8第五章生态系统服务4合计36七、实施建议1、 教学组织每次课都要预先经过详细的课堂设计，主要包括上次课主要内容的回顾一提问预留思考题、点评作业，根据准确度记录成绩一本节课主要内容的引导，突出强调重点内容一-•阶段教学内容一课间休息，查出勤率一二阶段教学内容一本次课主要内容小结一布置课后思考题、作业及拓宽自学内容，推荐参考资料。在教学组织过程中体现以下内容：（1） 采用互动式教学预先精心设计教学过程，在讲授过程中把预先需要学生参与思考的问题提出来，让学生思考回答。通过师生互动，把学生引入到教学环节中来，既活跃了课堂气氛，又培养了学生分析问题解决问题的能力。（2） 采用启发式教学在教学过程中，根据教学内容预先设计好教学情境，按照“提出问题一分析问题一解决问题一结论和讨论”的思路，组织好课堂教学。通过调动学生的主动性，启发学生独立思