动物生态学 课程教学大纲

【来源:草地农业科技学院 | 发布日期:2013-12-14 | 作者:教学秘书 】    

一、课程说明

(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;

课程名称:动物生态学

所属专业:草业科学、草业科学基地、农林经济管理

课程性质:选修课

学分:3

(二)课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程;

课程简介:

动物生态学是生态学中的一个基本分支学科,由动物学与生态学等交叉形成,从生物种群和群落的角度研究动物与其周围环境相互关系。动物生态学的主要研究内容是:(1)阐明动物与生存条件的关系,生存条件的变化对动物的生理结构、形态特征和行为方式的影响;(2)研究在一定的生存条件下各种动物种群的数量关系,出生率和死亡率的变化,种群密度和年龄分布;(3)研究一定的环境条件下种内和种间关系以及它们对动物进化的意义,种内与种间的合作与竞争,捕食-被捕食,种间各种共生关系,以及动物种群的结构和演化;(4)研究不同生态条件下动物种群和群落的形成、适应性和演化;(5)人类对动物资源开发利用和动物遗传资源的保护等。

目标与任务:

通过动物生态学这一课程的开展,使学生对这一学科的相关内容有全面、深刻的认识,包括各种生物因子及非生物因子对动物的生态作用,特定生存条件下动物种群动态及相关的数学模型、特定环境条件下种内和种间关系及实例、群落的形成及演化、不同生态系统的特点等,掌握相关的理论知识及原理,为动物资源保护、开发、合理利用打下基础。

先修课:

基础生态学、高等数学、生物建模与统计分析

后续课:

草地资源调查与规划、草地保护学

(三)教材与主要参考书。

教材:

孙儒泳编著,《动物生态学原理》. 北京师范大学出版社,2001.

主要参考书:

冯江, 高玮, 盛连喜编著,《动物生态学》. 科学出版社,2005.

孙儒泳,李庆芬,牛翠娟编著,《基础生态学》. 高等教育出版社,2004.

马世俊著,《现代生态学透视》. 北京科学出版社,1990.

Calow P. Evolutionary Physiological Ecology. Cambridge University Press, 1987.

Hutchinson GE. An introduction to Population Ecology. Yale University Press, 1987.

Krebs JR, Davis NB. An introduction to Behavioral Ecology. Blackwell Scientific Publications, 1993.

Odum EP. Basic Ecology. Saunders College Publishing, 1983.

二、课程内容与安排

讲授教学安排:

第一章  绪论(1学时)

一 生态学与人类生存的环境

二 生态学的定义和研究对象

三 生态学的发展史

四 生态学的分支学科

五 生态学的研究方法

主要内容:动物生态学的发展历史、研究对象、研究内容、研究方法等

掌握:动物生态学的研究方法

了解:动物生态学的发展历史、研究对象、研究内容

第二章 有机体与环境(一)(1学时)

第一节 有机体与环境相互作用的基本原理

一 环境

二 生态因子及其分类

三 生态因子作用的几个特点

四 生物对非生物因子的耐受程度

五 生物对各生态因子耐受性之间的相互关系

六 生物对生态因子耐受限度的调整

七 适应组合

八 生态位

第二节 温度及其生态作用

一 地球上环境温度的分布及其变化

二 动物对低温和高温的忍受极限

三 温度对动物的生长、发育和繁殖的影响

四 动物热能代谢的类型和体温调节的特点

五 动物对高温环境和低温环境的适应

六 个体大小与尺度问题

七 温度与动物的行为

八 温度与动物的地理分布

九 温度与动物的数量变动

十 热污染

第三节 水分的生态作用

一 陆地环境中水的分布

二 水对陆生动物的影响

三 水生动物的水盐代谢和渗透压调节

主要内容:环境因子及其分类,环境因子对动物的作用特征,温度和水分对动物的生态作用

重点掌握:生态因子作用的几个特点,最小因子定律,耐受性定律,温度对动物的生态作用

掌握:水分对动物的生态作用

了解:环境因子及其分类,适应组合

第三章 有机体与环境(二)(2学时)

第一节 光和辐射

一 光、辐射的一般意义

二 光照周期与动物的季节节律

三 光与动物的昼夜节律

四 月周期或潮汐周期

第二节 大气和水环境

一 气体代谢与大气、水环境中的氧

二 水中溶解的其他气体

三 pH值及其在水生动物生活中的作用

四 水的物理性质对水生动物生活的意义

五 水体的基底性质和对底栖动物的影响

六 空气的流动—风

七 水流

八 火的生态作用

第三节 土壤和基底在动物生活中的作用

一 土壤的一般意义

二 土壤的化学性质对于土栖动物的意义

三 土壤的结构及其机械组成对土壤动物的影响

四 土壤的湿度及通气性对土壤动物的意义

第四节 气候对动物的综合影响

一 温度和水分条件的共同作用

二 大气候和小气候

三 物候学和生态学

主要内容:光、大气、水环境、火、土壤对动物的生态作用,多个气候因子对动物的综合作用

重点掌握:光、大气对动物的生态作用,气候对动物的综合作用

掌握:土壤、水环境对动物的作用

了解:火的生态作用

第四章 种群数量的时空动态(2学时)

第一节 种群的基本概念

一 生物因子的特点

二 种群的定义

三 种群生物学和种群生态学

四 单体生物和构件生物

五 研究种群生态学的意义

第二节 种群的数量统计

一 绝对密度测定

二 相对密度测定

第三节 种群统计学

一 种群的基本参数

二 种群的年龄分布和性比

三 生命表

四 内禀增长能力

第四节 种群的空间格局

一 种群的空间分布型

二 空间尺度和种群的空间结构

三 空间异质性与集合种群

四 空间生态学

主要内容:种群,种群生态学,种群数量统计方法,种群基本参数的意义,生命表基本格式及含义,种群的空间分布格局

重点掌握:种群,相对种群密度和绝对种群密度的调查方法,死亡率、出生率、迁移率概念及基本计算方法

掌握:种群生态学,生命表的格式及各项参数意义

了解:内禀增长能力的涵义

一般了解:构建生物和单体生物

第五章 种群增长(4学时)

第一节 种群增长模型

一 种群的离散增长模型(差分方程)

二 种群的连续增长模型(微分方程)

三 实验种群和野外种群的证据

四 具时滞的种群增长模型

五 具年龄结构的种群增长模型(Leslie矩阵)

六 种群增长的随机模型

七 植物种群模型

第二节 自然种群数量变动

一 种群数量的季节消长

二 种群数量的不规则波动和周期性波动

三 种群的衰落和灭亡

四 生态入侵

第三节 种群调节

一 密度制约和非密度制约因素

二 气候因素

三 种间因素

四 食物因素

五 种内调节

六 种群调节理论的新进展

主要内容:种群增长的离散模型(增长率不变、增长率随密度而改变),种群增长的连续模型(增长率不变、增长率随密度而改变),具有时滞的增长模型,具有年龄结构的增长模型,自然种群的季节动态、年纪间动态、规则波动、不规则变动,种群数量调节机制及最新进展

重点掌握:种群增长的离散模型,种群增长的连续模型、种群指数增长、种群逻辑斯谛增长、自然种群的季节动态实例

掌握:自然种群年纪间动态、规则波动、不规则变动

了解:生物入侵,种群数量调节理论

第六章 种群遗传和进化生态学(4学时)

第一节 种群的遗传和进化概述

一  基因库和基因频率

二 变异和遗传漂变

三 自然选择模型

四 两种进化动力的比较

五 自然选择的类型

六 物种形成

第二节 影响自然选择的因素

一 引起选择压力变化的空间因素

二 引起选择压力变化的时间因素

三 密度制约性与自然选择

四 r-选择和k-选择

五 具有年龄结构种群的进化

六 协同进化

主要内容:种群的遗传,种群的进化,进化动力,自然选择的类型,物种形成,影响自然选择的生态因素、r-选择和k-选择

掌握:自然选择的类型,物种形成,影响自然选择的生态因素,r-选择和k-选择

了解:种群的进化,协同进化

一般了解:具有年龄结构种群的进化

第七章 行为生态学(4学时)

第一节 行为生态学概况

一 行为生态学的发展

二 行为生态学的研究内容

三 行为生态学研究方法

四 行为生态学思想

第二节 觅食行为和栖息地选择

一 最佳食谱的选择

二 营养对动物觅食的制约

三 食物运输中的“经济学”

四 对食物的处理

五 取食与危险之间的权衡

六 反捕食对策

七 栖息地选择

八 迁移和扩散

第三节 社群行为

一 婚配行为和双亲行为

二 竞争行为

三 利它行为

四 社会组织和集群生活

第四节 动物的通讯

一 动物的通讯方式

二 通讯与生态条件

三 动物通讯的进化

主要内容:行为生态学的研究内容和研究方法,行为生态学思想,觅食行为与栖息地选择,社群行为,动物的通讯

重点掌握:行为生态学的研究内容和研究方法,觅食行为,栖息地选择,社群行为

掌握:行为生态学的发展,行为生态学的思想,

了解:动物的通讯

第八章 种群间相互作用(6学时)

第一节 种间竞争

一 种间竞争的典型实例

二 竞争类型及其一般特征

三 似然竞争

四 洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)模型

五 实验种群的竞争

六 自然种群的竞争和生态位分化

七 斑块环境中的种间竞争与共存

八 竞争与进化

九 Tilman模型

第二节 捕食与被食

一 捕食者与猎物的相互适应

二捕食策略和功能反应

三 捕食者与被食者种群相互动态的数学模型

四 实验种群研究

五 野外研究

第三节 食草作用

一 植物和食草动物的相互作用

二 食草动物间的相互作用及植物与食草动物的种群动态

三 植物—食草动物系统的分类

第四节 寄生物和宿主

一 寄生物类型

二 寄生物和宿主的相互适应

三 寄生物和宿主种群数量的相互动态

四 微寄生物传染病模型

五 寄主—寄生物协同进化

第五节 互利共生

一 仅表现在行为上的互利共生

二 包括种植和饲养的互利共生

三 有花植物和传粉动物的互利共生

四 动物消化道中的互利共生

五 高等植物与真菌的互利共生—菌根

六 生活与动物组织或细胞内的共生体

主要内容:种间竞争,捕食与被食,食草作用,寄生物和宿主,互利共生

重点掌握:种间竞争实例,种间竞争类型及特征,捕食者与猎物的适应,食草作用,寄主—寄生物协同进化,动物消化道中的互利共生

了解:洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)模型,Tilman模型,捕食者与被食者种群相互动态的数学模型,微寄生物传染病模型

一般了解:种群间各种作用的实例及实验研究

第九章 群落生态学(4学时)

第一节 群落的基本概念和特征

一 群落的概念及其产生

二  群落的基本特征

三 群落结构的松散性和边界的模糊性

第二节 群落的结构和成分

一 群落的外貌和生长型

二 垂直结构

三 水平格局

四 时间格局

五 群落交错区和边缘效应

第三节 物种多样性

一 群落中物种—多度分布

二 多样性指数的测定

三 一些多样性等级的实例

四 决定多样性等级的因素

第四节 种间关连、相似性和排序

一 有关群落性质的两种观点

二 种间关连的测定方法

三 相似性系数

四 群落的排序

第五节 群落的演替

一 演替的概念及其产生

二 群落演替的实例

三 演替的分类

四 关于群落演替的顶级问题

五 群落的周期性“演替”

六 经典的和个体论的演替观

第六节 形成群落结构的因素

一 竞争对群落结构的影响

二 捕食对群落结构的影响

三 岛屿和群落结构

四 一个物种丰富度的简单模型

五 干扰与群落结构和动态

六 空间异质性与多样性

七 平衡说和非平衡说

第七节 世界上的主要生物群系

一 陆地生物群落

二 淡水生物群落

三 海洋生物群落

四 湿地

主要内容:群落的概念和特征,群落的结构和成分,物种多样性,群落的演替,形成群落结构的因素,主要生物群系

重点掌握:群落的概念和特征,群落的结构和成份,物种多样性的概念和意义,群落演替概念及实例,陆地生物群落构成及特征

了解:多样性等级的实例,决定物种多样性的因素,群落的相似性系数,群落的排序,形成群落结构的因素

一般了解:淡水生物群落构成及特征,海洋生物群落构成及特征,湿地系统

第十章 生态系统(4学时)

第一节 生态系统的基本概念和特征

一 生态系统的定义及其意义

二 系统与反馈

三 生态系统的基本结构

四 食物链、食物网和营养级

五 生态系统中的同资源种团

六 下行控制或上行控制

第二节 生态系统中的初级生产

一 生产力的基本概念

二 一个最适条件下初级生产的效率估计

三 全球初级生产力的分布

四 生态系统初级生产力的变化

五 决定触及生产力的限制因子

六 初级生产量的测定方法

第三节 生态系统中的次级生产

一 次级生产量的生产过程

二 次级生产量的测定

三 食物链能流和生态锥体

四 生态效率

第四节 生态系统中的分解

一 分解过程的性质

二 分解者生物

三 资源质量

四 理化环境对分解的影响

第五节 生态系统的能量流动

一 淡水生态系统的能流分析

二 森林生态系统的能流分析

三 草地生态系统的能流分析

四 海洋生态系统的能流分析

五 不同生态系统的能流特点

第六节 生态系统中的物质循环(生物地化循环)

一 水循环

二 气体型循环

三 沉积型循环

四 生态系统的营养物质收支

五 再循环途径和循环指数

第七节 群落或生态系统的稳定性

一 稳定性的概念

二 对复杂性与稳定性关系的各种观点

主要内容:生态系统的定义及基本结构、食物链、食物网和营养级、同资源种团、生产力的基本概念、生态系统中的初级生产,生态系统中的次级生产、群落或生态系统的稳定性

重点掌握:生态系统的定义及基本结构、食物链、食物网和营养级,生产力的基本概念、生态系统中的次级生产、群落或生态系统的稳定性

掌握:生态系统中的初级生产,生态系统的能量流动,生态系统的物质循环

了解:同资源种团,生态系统中的分解

第十一章 大尺度生态学(2学时)

第一节  景观生态学

一 景观生态学的概念

二 景观结构

三 景观功能

四 景观结构的起源和演变

五 景观生态学研究方法

第二节  全球生态学

一 厄尔尼诺—南方涛动的生态影响

二 人类活动与全球氮循环

三 全球土地利用格局与生物多样性

四 大气二氧化碳浓度与全球气候变暖

五 全球生态学研究与工具

主要内容:景观生态学的概念及特征,景观生态学的研究方法,全球生态学,全球氮循环,温室气体及全球变暖

掌握:景观生态学概念,景观功能,全球氮循环,温室气体及全球变暖

了解:景观结构及其起源,厄尔尼诺现象,全球土地利用格局

第十二章 应用生态学(2学时)

第一节  有益生物种群的产量

一 逻辑斯谛模型

二 动态库模型

三 补充量与亲体量的关系

四 最大持续产量与环境变化

第二节  有害动物的防治与管理

一 消灭种群问题

二 控制数量问题

第三节  生物多样性保育

一 生物多样性价值

二 生物多样性的丧失

三 生物多样性丧失的原因

四 生物多样性研究

五 生物多样性的保育对策

第四节  生态系统服务

一 生态系统服务的概念和意义

二 生态系统服务的价值

三 生态系统服务项目内容

四 各类生态系统服务的价值比较

五 生态系统服务价值估计的重要意义

第五节  生态系统管理

一 生态系统管理定义

二 进行生态系统管理的原因

三 生态系统管理的目标

四 生态系统管理与人类地位的双重性

五 可持续发展战略与持续力

六 生态学的生态系统管理的科学基础

七 可适应的生态系统管理

主要内容:有益生物种群的产量、有害动物的防治与管理、生态系统的服务功能,生物多样性保护,生态系统的管理,可持续发展

重点掌握:有益生物种群的产量、有害动物的防治与管理、生物多样性保护,可持续发展战略

了解:生态系统的服务功能,生态系统的管理

实验教学安排:

实验一 种群在有限环境中的逻辑斯谛增长(6学时)

实验目的:

1 观察室内培养条件下草履虫种群增长过程,重点了解不同时期增长速度的改变

2 逻辑斯谛曲线拟合,估算K值

3 通过实验了解种群增长是受环境条件限制的

实验二 种群的扩散和巢区(6学时)

实验目的:

1 了解动物的扩散速度及范围

2 重点了解扩散引起种群大小与种群结构的变化

3 掌握巢区面积估算的常用方法

4 通过人工种群模拟实验,了解巢区面积估算方法的优缺点

实验三 两个种群的相互作用(6学时)

实验目的:

1 通过重复Holling C.S.的实验,重点了解猎物密度对捕食者与猎物相互作用的影响

2 通过实验,重点了解两个种群之间的竞争作用及种群动态

3 通过参数改变了解不同参数对两个种群作用强度的影响

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