《草地生态学》教学大纲

《草地生态学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：330025课程名称：草地生态学英文名称：GrasslandEcology课程类别：专业基础课学时：36学分：2.0适用对象:草业科学本科考核方式：考试先修课程：植物学、植物生理生化、气象学、植物分类学土壤学二、课程简介主要阐述植物与环境之间的生态关系以及草地植物与生态环境的关系、种群生态学、植物群落生态学、生态系统的的基本结构和功能以及生态平衡、草地生态系统的第一性和第二性生产的特征、应用生态学两个典型案例－中国南方草地资源利用的生态学问题和案例－受损人工悬崖生态系统的生态恢复。Theplantecologyistheembranchmentofecology.Wemainlyexplaintheecologicalrelationshipofthepantsandtheenvironment,thepantpopulation,thebioticcommunity,thebasicstructureandthefunctionoftheplantecologicalsystem,andthelastisabouttheprimaryproductionandthesecondaryproductionareexpoundedmostlyinthecourse.Twoapplicationcasewereintroduced,onewastheecologicalproblemofgrasslandresourcesutilization,theotherwasecologyrecoveryoftheman-madecliffdamagedbyhuman.三、课程性质与教学目的课程性质：植物生态学是草业科学专业本科学生的专业基础课，是必修课。教学目的：通过学习使学生熟悉草地生物与环境因子之间的生态关系，即环境对植物的作用和植物对环境的适应，以及植物种群的一般特征和种群繁殖策略、种群的增长与调节和生活史；生物群落的基本特征和群落的时间空间结构、生物群落的种间关系以及群落的演替，熟悉生态系统的结构和功能，在此基础上熟悉草地第一性生产和第二性生产的基本特征、评定方法，最终获得第一性和第二性生产生产力提高的途径，并获得在保护草地环境条件下，中国不同草地生态系统的改良和高效持续高产的方法策略；了解草地生态学的应用。四、教学内容及要求第一章绪论目的与要求了解生态学的内涵、范畴、以及和其他学科的联系了解生态学、草地生态学的形成和发展了解草地生态学的研究内容教学内容主要内容生态学的定义生态学的形成与发展生态学与其他学科的关系应用生态学及草地生态学和景观生态学草地生态学的性质和内容基本概念：生态学草地生态学问题与应用（能力要求）：植物生态学应用发展前景实践环节与课后练习课后练习：网络上查找与生态学研究和应用的热点；与草地生态学相关的学科-农业生态学、热带农业生态学、园林生态学等各自应用的例子；教学方法与手段主要是课堂讲授、展示、图示。第二章生物与环境（参见植物生态学的第二章、第十一、十二章）目的与要求熟悉生态因子的种类；掌握生态因子对生物一般作用和规律；熟悉各生态因子对生物的生态作用；熟悉植物的生态适应与进化的关系分析草类植物适应环境的特点教学内容第一节环境与生态因子主要内容环境的概述；生态因子；生态因子对生物的生态作用（光、温度、水分、大气、土壤因子对生物的作用）。基本概念和知识点环境的定义；环境条件；环境因素和环境科学。环境的组成（大环境和小环境）；生态因子的定义；生态因子的种类；生态因子对生物的作用；问题与应用（能力要求）生态因子作用的一般规律（1）综合作用；（2）主导因子作用；（3）直接作用和间接作用；（4）阶段性作用；（5）可调节（补偿）作用但不可代替性；（6）限制性作用—耐度限制及耐度限制的调节。（限制因子、最小因素定律、耐性定律）第二节植物的生态适应主要内容（1）植物的生活史格局；（2）植物对环境的适应与进化；（3）趋同适应和趋异适应；基本概念和知识点生态适应的概念；植物适应的“三基点”；植物对极端自然环境的适应与进化；植物对环境污染的适应与进化；植物的生态型、植物的生活型问题与应用（能力要求）熟练叙述植物的污染环境的抗性和适应得对策和例子；列举不同生态型和不同生活型的植物；实践环节与课后练习课后练习：1、释概念L（小）生境、植被生态型生活型2、查找草地植物对污染环境治理的例子、观察不同生态型草类植物的特点教学方法与手段实例教学、师生课堂共同讨论第三章种群目的与要求熟悉种群的定义及其基本特征；了解种群的2种增长模型；熟悉种群生活史中繁殖格局、了解繁殖策略；教学内容第一节种群的基本特征主要内容种群的分布格局；种群的年龄结构；种群的性比；种群生命表。基本概念和知识点种群的定义；分布格局（distributionpattern）——种群内个体空间分布方式或配置特点（均匀分布（uniformdistribution；随机分布(randomdistribution)；集群分布(contagiousdistribution)。问题与应用（能力要求）列举身边种群实例第二节种群的增长与调节主要内容：马尔萨斯（Malthus）方程：又称指数增长模型；逻辑斯蒂增长（Logisticgrowth）模型。种群大小的调节：密度制约和非密度制约；基本概念和知识点自疏现象、自疏机理。问题与应用（能力要求）能自己解释自疏现象的机理第三节种群生活史主要内容1）种群在其生活史中表现的特征2）繁殖格局3）繁殖策略基本概念和知识点：生活史的定义；一次繁殖和多次繁殖；生活年限问题与应用（能力要求）种群生活史中表现的主要特征；列举区分生活年限与一次（多次）繁殖的植物。实践环节与课后练习课后练习：区别不同生活年限与一次繁殖或多次繁殖的植物；列举草类植物的繁殖后格局和策略教学方法与手段教师介绍和学生课堂讨论第四章群落生态学目的与要求草地生物群落的基本特征；熟悉生态位概念发展和涵义；掌握植物群落的数量特征和综合特征；熟悉草地植物群落的种间关系；了解草地植物群落演替的实例；了解我国和世界植物群落的类型及其分布。教学内容第一节生物群落（含草地生物群落）的基本特征主要内容1)生物群落的基本特征；2)植物群落的时空结构和交错区及边缘效应；基本概念:生物群落（生物群落（bioticcommunity）是指在一定地段或一定生境里各生物种群相互联系和相互影响所构成的组合结构单元）；植物群落（植物群落（plantcommunity,phytocoenosium,phytocommunity）是指由一些植物在一定生境条件下所构成的一个相互影响、互为关联的总体；知识点:1）生物群落的4个基本特征（生物群落是生物种群的复杂集合体；群落中所有生物在生态位上的相互关联性；群落中各物种的群落血的作用不同，即群落中各物种的重要性有异；生物群落是生物与生存环境的统一体；2）植物群落的单一数量特征和综合特征（见植物生态学）；3、问题与应用（能力要求）：草地生物群落的4个基本特征举例说明；第二节生态位及植物群落的种间关系1、主要内容1)生态位；2)植物群落的种间关系2、基本概念：竞争、互利共生；生态位3、知识点:1）竞争的类型及一般特征；他感化学作用（植物生态学）；2）生态位理论要点及用之解释自然生物群落；4、问题与应用（能力要求）：竞争理论及结果；生态位理论应用（解释自然生物群落）；草地生物群落种间关系的举例。第三节植物群落的演替（动态变化）主要内容1）演替定义、表征、原因、类型；2）演替的实例；3）演替顶极及其基本理论；概念与知识点：定义：演替（Succession）是指一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程；演替的表征：群落结构与功能的定向性变化；优势种的变更；在顶级群落形成之前其演替过程持续进行；演替的原因：环境变化；繁殖体的散布；物种间相互作用；新种类不断发生；人类活动的影响问题与应用（能力要求）能举出演替的实例；第四节植物群落的类型及其分布1、主要内容1)植物群落的分类及植物群落主要类型2）植被及植物群落的分布2、基本概念植被3、知识点1）植物群落的类型2）植被的分布规律3）植被的区划3、问题与应用亚热带常绿阔叶林区域植被带有哪些？实践环节与课后练习实践环节：草地植物群落调查与分析。教学方法与手段课堂讲授、讨论、校园草地植物群落观察和讨论生态系统---生态系统的结构目的与要求熟悉生态系统的基本结构组成；了解生态系统在自然界的地位与作用、草地生态系统与人类的关系。教学内容第一节生态系统的特征和基本概念主要内容1）生态系统的定义2)草地生态系统的组分和基本结构基本概念和知识点基本概念：系统；生态系统-生态系统就是在一定的时间和空间内，生物和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存的统一体，构成一个生态学的功能复合体。知识点：1）系统构成的3个必备条件2）生态系统的3种结构：物种结构、时空结构和营养结构3）草地生态系统的基本结构问题与应用（能力要求）(1)能列出草地生态系统基本结构（组分）(2)能列出草地生态系统的营养结构第二节草地生态系统在自然界的地位和作用主要内容1）生物圈的功能单位；2）稳定陆地环境保护水域；3）天然的种质资源库和物种演化场所。基本概念和知识点：基本概念：生物圈、植被；知识点；生物多样性：全球不同草地类型和特点；生物多样性及其保护；问题与应用（能力要求）列举草地植物种类中禾草成功适应恶劣环境的特点；草地植物的天然物种基因贮存库功能中，列举其经济价值高的草地植物；我国生物多样性现状及其保护现状与未来。第三节草地生态系统与人类的关系主要内容1）草地生态系统与人的关系密切体现在：是人类获取动物产品和发展草地畜牧业的基础；2)草地自然保护区与人类的关系；3)草地生态系统与运动和游览观光。知识点草地的面积分布与草地畜牧业生产；草地动物提供人类的产品及其比例；我国自然保护区中草地作用；问题与应用（能力要求）熟悉草地家畜的种类和其提供产品的特点；草地运动场中草地植物在各地区的特点；实践环节与课后练习课后练习：查找有关能力要求的资料教学方法与手段课堂讲授与图片展示。第五章生态系统—生态系统的功能目的与要求掌握草地生态系统的能量流动遵循的规律；掌握生态系统能量流动渠道和生态效率；熟悉草地生态系统中碳、氮循环途径和其中的作用；了解生态系统物质循环的一般模式；熟悉草地生态系统生态平衡；熟悉可持续发展涵义与中国可持续发展策略。教学内容第一节草地生态系统的能量流动主要内容1）能量流动的特点；2）食物链与食物网——生态系统能量流动的渠道；3）能量流动的过程及其基本类型；4）生态金字塔（反映生态系统的营养结构与营养机能的锥体图解模式-数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔；5）能量流动的生态效率。基本概念和知识点：热力学第一定律的内容、热力学第二定律的内容、食物链和食物网；同化率、生产效率；能量流动的生态效率（在生态系统食物链的不同点上，能量之间的百分比率。特指某一营养级的能量输出和输入间的比率；林德曼效率——“百分之一”或“十分之一”定律（图示）；在营养级n上的同化量/在营养级n-1上的同化量≈10%）及其表达方法；；问题与应用（能力要求）：草地生态系统中食物链例子及其特点；Lindeman提出的“十分之一”定律推导的来源。第二节草地生态系统的物质循环主要内容1）物质循环的模式及类型；2）水循环；3）碳循环；4）氮循环；5）有毒有害物质的循环6）物质循环和能量循环的关系基本概念：物质循环的定义（生态系统的物质循环又称生物地球化学循环(biogeo-chemicalcycle)。它是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动）;库；知识点：1）草地水循环的生态意义；2)碳循环途径（图）；3)；生态系统氮的4种主要来源;4)氮循环中的主要作用(图)（4种-固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用）；5）有毒有害物质的循环及其特点。3.问题与应用（能力要求）碳在生态系统中循环不平衡引起的生态效应；保持碳循环相对平衡的生态对策；植物碳代谢有效性与氮代谢有效性密切相关；举例有毒有害某类物质循环带来的环境问题。生态系统中物质与能量流动是互相依存，互相制约，密不可分的。但能量在生态系统中是被消耗、单向循环（流动），不可逆的。而物质循环是可逆的，多向可返回原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系统。第三节生态系统的信息及其传递生态平衡主要内容1）物理信息及其传递；2）化学信息及其传递；3）营养信息和行为信息知识点：生态系统信息的类别传递特点问题与应用（能力要求）列举草地生态系统信息传递第四节生态系统的变化和生态平衡主要内容生态系统的变化；生态系统的相对平衡。知识点：生态系统的2种变化-自然变化和人为变化；生态系统相对平衡的含义和生态平衡的指标；生态系统多样性、生态系统自我调节与生态平衡关系3．问题与应用（能力要求）：生态系统认为变化例子；生态平衡与可持续发展。实践环节与课后练习课后练习：什么是可持续发展？怎样才能可持续发展？我国可持续发展的战略与对策？教学方法与手段课堂讲解和图片展示草地生态系统-----第一性生产目的与要求熟悉第一性生产的生产量的构成；掌握收获法测定第一性生产力；熟悉提高第一性生产力的途径。教学内容第一节第一性生产及第一性生产力主要内容第一性生产的涵义和意义；第一性生产的生产量；第一性生产力的测定；国内外草地植物群落第一性力比较；第一性生产的生产效率；影响第一性生产力的因子。基本概念和知识点：第一性生产；第一性生产的生产量动态；第一性生产的效率表示方法；问题与应用（能力要求）掌握第一性生产的效率表示方法；理解影响第一性生产的效率生态因子怎样产生影响作用的?实践环节与课后练习课后练习：第一性生产效率的表示方法；影响第一性生产的效率生态因子怎样产生影响作用的?教学方法与手段实例教学、讲授、举例讨论第六章草地生态系统----第二性生产目的与要求了解第二性生产的生产者的特征熟悉第二性生产生产量的表示方法；掌握利用草地生产乳品和肉的生产效率的计算；教学内容第一节第二性生产的生产者主要内容反刍动物与第二性生产；非反刍动物与第二性生产；第一性生产的生产量。基本概念和知识点：复胃；反刍动物营养和能量的需要；非反刍动物的种类及其第二性生产；问题与应用（能力要求）举例反刍动物和非反刍动物及其第二性生产的区别?第二节第二性生产的生产量与生产力主要内容第二性性生产的生产量；第二性生产的生产力；第二性生产的生产效率；基本概念和知识点第二性生产量表示方法；第二性生产量的测定内容；第二性生产力的表示方法及农业动物生产力的评定；第二性生产效率的表示方法。问题与应用（能力要求）熟悉会计算：利用草地生产乳品的生产效率；利用草地生产肉的生产效率第三节第二性生产效率的影响因素及其提高途径1.主要内容影响第二性生产效率的因素；提高第二性生产效率的途径。2.基本概念和知识点7种影响第二性生产效率的因素；3.问题与应用（能力要求）理解提高第二性生产效率的途径实践环节与课后练习课后练习：提高第二性生产的途径有哪些？第二性生产量表示方法有哪些？教学方法与手段讲授、分组讨论、课堂讨论草地生态学的应用问题（1）――中国南方草地资源利用的生态学问题主要教学内容：一中国主要的草地生态系统按照生态系统＝生物群落＋环境条件，我国主要的草地生态系统包括：=1\*Arabic1、温带草原生态系统；2、高寒草原生态系统；3、典型草甸草原生态系统4、高寒草甸生态系统5、暖性灌丛草地生态系统；热性灌丛草地生态系统；温带荒漠草地生态系统；高寒荒漠草地生态系统二案例－中国南方草地资源利用的生态学问题

一）、中国南方草地资源的特点1．初级生产力２．生态可塑性二）、中国南方草地资源开发的可行性1．气候学和植被学依据2．种质资源基础3．农区草业的巨大潜力4．限制性因素5．对中国草地大区域区分原则的商榷三）、南方农区草业生态生产力1.南方农区三元结构农业与草业《我国中长期食物发展战略与对策》营养体农业营养体农业与草业2．南方农区草业生态生产力可持续农业四）、草业系统耦合效益第七章草地生态学的应用（2）案例－受损人工悬崖生态系统的生态恢复相关背景1、采石悬崖2、道路边坡3、人工悬崖生态恢复主要技术表面地形复制法台阶（阶梯）法植生槽法飘台法优点：进行较大规模生境改造，利于植物生长与管理，且安全可靠缺点：工程量巨大，造价较高；飘台法造价稍低，但工程痕迹明显喷播