北师大基础生态学理论课教学大纲

北师大基础生态学理论课教学大纲

[课程目的]

通过基础生态学的学习,使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法,了解生态学研究的发展动态与热点,激发学生热爱大自然的兴趣,以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。

[学时安排] 总学时32,每周2学时。

[教学内容]

绪论

第一部分 有机体与环境

我们能够把自然界分为两大类:生物与非生物。这两大类几乎总是可区别、可分开的,但它们又不能彼此孤立地存在。生物依赖于环境,它们必需与环境连续地交换物质和能量,需适应于环境才能生存;生物又影响环境,改变了环境的条件,生物与环境在相互作用中形成统一的整体。在这第一部分中,共分三章,主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。

第一章 生物与环境

生态学涉及生物与它们的环境,了解它们之间的关系是非常重要的。环境的变化决定了生物的分布与多度,生物的生存又影响了环境,生物与环境是相互作用、相互依存的。因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。

第二章 能量环境

太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量,即太阳辐射或太阳光。太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节,也是生物圈赖以生存的基础。太阳辐射又温暖了地球表面,使生物能够生长、发育和繁衍,并对生物的分布起了重要的作用。因此,光和温度组成了地球上的能量环境。

第三章 物理环境

水、大气、土壤是另一类生态因子,它们构成有机体生活的空间或栖息地,成为生物生存的必须条件。同时,它们又为生物体的组成需要提供了常量元素(如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等)与微量元素(如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等)。因此,这些生态因子组成了地球上的物质环境。

第二部分 种群生态学

种群是特定时间内一定空间中同种个体的集合。生命系统包含有不同的组织层次,从本部分开始,我们将在以前从未涉及过的群体水平上探讨生物与环境之间的相互关系。种群是物种存在的基本单位,是生物进化的基本单位,也是生命系统更高组织层次-生物群落的基本组成单位。在本部分分四章,我们将探讨种群动态及其调节因素;种群的进

化及物种分化;种内、种间关系和物种的生活史对策。

第四章 种群及其基本特征

种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。种群是生态学的重要概念之一。一般来说,种群与生物个体相比,具有空间、数量和遗传三个基本的特征。其中探讨种群的空间分布与数量变化规律是本章的主要内容。

第五章 生物种及其变异与进化

对种群的遗传结构、进化机制和物种形成的研究是紧密结合种群遗传学的当前种群生态学研究的另一主要方面。种内个体的基因型及表现型的构成,反映了种群的质的特征,并与其数量动态密切相关。如果种群内个体多数带有有利基因,生理上适应环境能力较强,则个体存活能力较高,产生后代较多,种群数量易于上升。反之种群数量的上升会

改变选择压力,导致种群基因型和表现型频率的变化。所以种群的数量与质量变化是种群动态过程的两个方面,两者相辅相成,互为补充。

第六章 生活史对策

生物的生活史是指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。生物在其漫长的进化过程中,分化出多种多样的生物。生物在生存斗争中获得的生存对策,称为生态对策,或生活史对策。生物在进化过程中形成了多种生活史对策,如生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等等。

第七章 种内与种间关系

种内个体间或物种间的相互作用可根据相互作用的机制和影响来分类。主要的种内相互作用是竞争、自相残杀、性别关系、领域性和社会等级等,而主要的种间相互作用是竞争、捕食、寄生和互利共生的。

第三部分 群落生态学

生物群落是在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。正是生物群落在地貌类型繁多的地球表面上有规律地分布,才导致我们地球生机盎然,花鸟鱼虫各享欢乐。

第八章 群落的组成与结构

生物群落作为种群与生态系统之间的一个生物集合体,具有它自己独有的许多特征,比如具有一定的种类组成、群落中各物种之间是相互联系的、群落具有自己的内部环境、具有一定的结构、具有一定的动态特征、具有一定的分布范围、具有边界特征等等,这是它有别于种群和生态系统的根本所在。植物种类不同,群落的类型和结构也不相同,种群在群落中的地位和作用也不相同。因此,可以根据各个种在群落中的作用而划分群落成员型。群落种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础。数量特征包括多度、盖度、频度、重要值等等指标。植物群落的结构特征,不仅表现在垂直方向上的分层现象,而且也表现在水平方向上和不同植物种类的生命活动在时间上的差异。生物群落结构总体上是对环境条件的生态适应,但在其形成过程中,生物因素起着重要作用,其中作用最大的是竞争与捕食。

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