《农业生态学》课程教学大纲

《农业生态学》课程教学大纲课程编号：0804020课程总学时/学分：36/2（其中理论36学时，实验0学时）课程类别：专业任选课一、教学目的和任务《农业生态学》是一门综合性和应用性很强的学科，是全国农林高校的生物类、种植业类等相关本科专业的必修课和专业选修课之一。本课程是一门综合性和应用性很强的学科，是运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然社会环境的相互关系的应用性科学，是生态学在农业领域应用的一个分支学科。主要研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其调控和管理途径等。学习农业生态学的目的一方面要了解有关生态学的一般知识及理论与方法，另一方面要运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题与系统优化途径。运用农业生态学的理论和方法，分析研究农业领域中的生态问题，探讨协调农业生态系统组分结构及其功能，促进农业生产的持续高效发展，是农业生态学的根本任务。农业生态学不仅要进行基础性的理论研究，更要为发展农业生产提出切实可行的技术途径，要理论与实践紧密结合。人类社会的发展在一定程度上必然要以牺牲自然资源为代价。如何尽可能减轻经济发展对生态环境的压力和降低资源成本，走可持续发展之路，是生态学面临的重大问题。同样，这也是农业生态学要探索的问题。把握农业生产的“生态―技术―经济”复合系统的相互作用关系与特点，从整体结构优化和提高系统功能上进行合理调控，以促进农业生产持续高效发展，是农业生态学未来发展中面临的重要任务。二、教学基本要求从农业生态学研究对象——农业生态系统出发，了解农业生态系统的结构特点、功能特点，明确自然环境、人工环境和生物组分对整个系统的作用特点及其相互关系。理解农业生态学围绕生物这个核心，从个体、种群和群落水平研究生物与生物、生物与环境相互关系和作用规律，掌握如何根据当地农业资源特点，建立合理生物结构的理论和技术。理解农业生态系统的三个调控层次，包括自然调控、农业技术调控和社会间接调控，掌握调控机理和技术要点。理解中国生态农业的产生和发展，掌握中国主要的生态农业技术和模式。这门课程突出增强学生的生态环境意识和系统观点，将有助于学生在工作中更好地尊重自然规律，更自觉地为农业的可持续发展服务。在授课过程中，要充分利用多媒体现代化教学手段与技术，加大课程的信息容量，使学生更清楚、更准确地理解农业生态学的有关术语概念、理论与技术。结合农业生产中的实例，提高教学效果与学生对生态学的实际应用能力。三、教学内容及学时分配第一章绪论（2学时）第一节生态学的形成与发展一、生态学的定义二、生态学的研究对象三、生态学的分支学科四、生态学的发展简史第二节农业生态学的产生和发展一、农业生态学的定义及研究对象二、农业生态学的产生和发展三、中国的农业发展与农业生态学第三节农业生态学的内容、任务及其研究方法一、农业生态学的内容二、农业生态学的任务三、农业生态学的基本研究方法教学要求：重点掌握生态学概念、研究对象，农业生态学的概念、研究对象和内容；了解生态学和农业生态学的产生和发展，农业生态学的主要任务。教学重点：生态学、农业生态学的概念、研究对象和内容。教学难点：农业生态学的主要内容和任务。第二章农业生态系统（2学时）第一节生态系统一、系统的定义和基本特征二、生态系统的定义三、生态系统的基本组分四、生态系统区别与一般系统的特点五、生态系统的结构和功能六、生态系统的类型第二节农业生态系统一、农业生态系统的概念二、农业生态系统的基本组分三、农业生态系统的结构与功能四、农业生态系统与自然生态系统的主要区别教学要求：重点掌握生态系统和农业生态系统的概念、基本组分、结构和功能；了解业生态系统与自然生态系统的主要区别。教学重点：生态系统和农业生态系统的概念、基本组分、结构和功能。教学难点：生态系统与自然生态系统的主要区别。第三章农业生态系统的生物与环境（4学时）第一节环境与生态因子一、环境的概念及类型二、生态因子第二节生物与环境关系的基本规律一、“李比希“最小因子定律”二、Shelford的“耐受定律”三、限制因子第三节生物的生态适应性一、趋同适应与趋异适应二、生活型三、生态型第四节主要生态因子的生态作用一、光的生态作用二、温度的生态作用三、水的生态作用四、土壤的生态作用第五节生物的生态作用一、森林的生态效应二、淡水水域生物的生态作用三、草地生物的生态作用四、农田生物的生态效应教学要求：重点掌握生态因子的概念，最小因子定律、耐受性定律，生态因子光照、温度、水分、土壤对生物的生态作用，生态型、生活型的概念及其主要类型；了解环境的概念和类型，农田生物、草地生物对环境的生态作用。教学重点：1.生态因子的概念、最小因子定律、耐受性定律；2.生态型、生活型的概念及其主要类型；3.光照对生物的生态作用。教学难点：光照、温度、水分、土壤对生物的生态作用。第四章生物种群（4学时）第一节种群的概念与特征一、种群的概念二、种群的基本特征第二节种群的动态一、生命表和存活曲线二、种群的指数增长三、种群的逻辑斯谛增长第三节种群的生态对策一、r-对策与k-对策的定义二、r-对策与k-对策的特点三、r-对策与k-对策的优缺点第四节种群间的相互关系一、种群关系的基本类型二、正相互作用三、负相互作用四、次生代谢产物在种间关系中的作用五、种群间相互关系在农业生产中的应用教学要求：掌握有关概念与术语，生物种群相互作用类型及其原理在农业上的应用；了解种群的动态，生态对策和次生代谢产物在种间关系中的作用。教学重点：1.种群、生态对策、竞争排斥原理、生态位的概念；2.种群的基本特征；3.生物种群相互作用类型及其原理在农业上的应用。教学难点：1.次生代谢产物在种间关系中的作用；2.生物种群相互作用类型及其原理在农业上的应用。第五章农业生态系统的群落（4学时）第一节生物群落的概念与特征一、生物群落的概念二、生物群落的基本特征第二节群落的结构一、群落的垂直结构二、群落的水平结构三、群落的时间结构四、群落的交错区与边缘效应第三节群落的演替一、群落演替的概念与原因二、控制演替的几种主要因素三、群落演替的类型四、群落演替过程中群落结构及功能变化五、顶极群落理论在农业生产中的应用第四节农业生态系统中的生物多样性一、生物多样性的概念二、农业生态系统中的生物多样性三、多样性与群落稳定性的关系教学要求：重点掌握有关概念与术语，生物群落的基本特征和结构，群落演替的主要类型、控制演替的几种主要因素；了解顶极群落理论在农业生产中的应用，农业生态系统中的生物多样性。教学重点：1.生物群落、群落演替、顶极群落的概念；2.生物群落的基本特征；3.控制演替的几种主要因素。教学难点：1.顶极群落理论在农业生产中的应用；2.农业生态系统中的生物多样性。第六章农业生态系统的结构（4学时）第一节农业生态系统的物种结构一、农业生态系统物种结构设计的原则二、农、林、牧、副、渔各业相结合的组分结构第二节农业生态系统的水平结构一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构二、不同自然环境条件对农业生态系统水平结构的影响三、农业区位和社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响第三节农业生态系统的垂直结构一、自然地理位置与垂直结构二、农田立体模式三、水体立体模式四、养殖业立体模式五、农林立体模式第四节农业生态系统的营养结构一、食物链和食物网的定义二、食物链的类型三、食物链结构类型第五节农业生态系统的时间结构一、作物套作二、轮作、轮养三、农业生产模式的演替教学要求：理解结构和功能的关系，重点掌握农业生态系统的垂直结构，食物链结构类型，农业生态系统的时间结构；了解农业生态系统物种结构和水平结构的相关内容，为高效的农业生态系统服务。教学重点：1.农业生态系统的垂直结构；2.食物链结构类型营养结构和水平结构的类型；3.农业生态系统的时间结构教学难点：1.农业生态系统物种结构设计的原则；2.农业区位和社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响。第七章农业生态系统的能量流动（4学时）第一节能量流动的途径和转化的基本定律一、能量的基本概念，形态与度量二、生态系统的能流路径三、能量流动的基本定律四、生态效率和生态金字塔第二节初级生产的能量转化一、初级生产中的能量平衡关系二、初级生产的能量效率与生产力比较三、地球主要生态系统的初级生产力四、提高农业初级生产力的途径第三节次级生产的能量转化一、次级生产的能量平衡二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用三、次级生产的能量转化效率四、次级生产的改善途径第四节农业生态系统的辅助能一、生态系统的辅助能二、人工辅助能的作用三、不同类型农业生态系统辅助能特征和能量效率教学要求：重点掌握农业生态系统能量流动的路径，生态系统的辅助能的类型，提高初级生产、次级生产的途径；理解掌握人工辅助能在农业生态系统中的作用，生态效率和生态金字塔等基本概念；了解生态系统中能流的现状、存在问题和改进措施。教学重点：1.农业生态系统能量流动的路径；2.提高初级生产、次级生产的途径；教学难点：1.不同类型农业生态系统辅助能特征和能量效率比较；2.生态效率有关概念。第八章农业生态系统的物质循环（4学时）第一节生物质循环的基本规律一、生命活动中的营养元素二、物质循环的库和流三、物质循环的基本类型第二节水循环一、水循环的库存和流动特点二、人类对水循环的影响和水资源危机三、农业生产的水平衡四、影响农业水利用效率的因素和农业节水措施第三节碳循环与温室效应一、碳循环的库存和流动特点二、人类对碳循环的影响三、温室效应及其对农业的影响四、人类活动对碳循环的干扰及全球变化对农业生产的可能影响第四节氮循环与氮效率一、碳循环的库存和流动特点二、人类对氮循环的影响和氮污染三、农业生产的氮平衡四、提高氮素利用效率的措施第五节磷循环与磷效率一、磷循环的库存和流动特点二、人类对磷循环的影响和磷污染三、农业生产的磷平衡四、提高磷素利用效率的措施第六节钾循环与钾资源一、钾循环的库存和流动特点二、人类对钾循环的影响三、农业生产的钾平衡四、提高钾利用效率的措施第七节硫循环与酸雨一、硫循环的库存和流动特点二、人类对硫循环的影响和酸雨问题三、农业生产的硫平衡四、酸雨的防治措施第八节污染物的流动和积累一、污染物在食物链上的浓缩作用二、农业生产过程产生的内源污染三、工业源污染物对农业的影响教学要求：重点掌握有关概念与术语，重点掌握水、碳、氮、磷、钾、硫的库存和流动特点；次重点掌握人类活动对物质循环的影响及有关的环境问题与防治对策；了解物质循环的现状和存在问题，为进一步调节和控制农业生态系统的水分和养分平衡服务。教学重点：1.物质循环的概念和类型；2.水、碳、氮、磷、钾、硫的库存和流动特点；3.人类活动对物质循环的影响及有关的环境问题与防治对策。教学难点：人类活动对物质循环的影响及有关的环境问题与防治对策。第九章农业生态系统的调节与控制（2学时）第一节农业生态系统的信息流一、农业生态系统中的自然信息流二、农业生态系统中的人工信息流三、自然信息与人工信息的比较四、信息在农业生态系统中的应用第二节农业生态系统的资金流一、资金流的基本构成二、资金流与能物流的关系三、农业生产过程的经济外部性第四节农业生态系统的调节控制特点一、农业生态系统调控机制的基本特点二、自然调控三、人工直接调控四、社会间接调控教学要求：掌握农业生态系统的信息流、资金流及农业生态系统的调节控制途径；了解如何克服经济外部性问题。教学重点：1.农业生态系统的信息流；2.农业生态系统的调节控制特点。教学难点：1.资金流与能物流的关系；2.农业生产过程的经济外部性。第十章农业的资源与效益（2学时）第一节农业资源一、农业资源的概念与分类二、不可再生资源的利用三、再生资源的利用、保护和增殖第二节资源利用的生态经济规律一、自有资源利用的生态经济规律二、公共资源利用的生态经济规律第三节农业生态系统的效益一、农业的社会效益二、农业的经济效益三、生态效益四、社会效益、经济效益和生态效益间的关系教学要求：掌握农业资源的类型与分类，再生资源与不可再生资源面临的问题与对策；了解资源利用的经济规律，收益递减规律；理解农业三大效益的关系，能利用生态经济规律进行资源的合理管理。教学重点：1.农业资源的类型与分类；2.再生资源的利用、保护和增殖。教学难点：1.再生资源与不可再生资源面临的问题与对策；2.资源利用的经济规律、收益递减规律。第十一章中国的生态农业（4学时）第一节中国生态农业的产生与发展一、中国生态农业的特点二、生态农业能够实现农业持续发展的三大目标三、中国生态农业的兴起四、中国生态农业的内涵五、生态农业的理论基础第二节中国生态农业的技术一、中国生态农业技术体系的特点二、中国生态农业常用的技术体系三、农业技术的生态化改造第三节中国生态农业的模式一、不同生态区域的典型模式三、模式的适用性和模式的变化规律四、影响生态农业模式的环境梯度教学要求：掌握中国生态农业的内涵和特点，生态农业的主要技术和模式；了解生态农业产生的必然性、合理性和生态农业的理论基础，使学生将来能积极地参与到生态农业的实践中去。教学重点：1.中国生态农业的内涵和特点；2.生