植物生态学 课程教学大纲

发布时间:2013-12-14 字体大小 T |T

一、课程说明

(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;

课程名称:植物生态学

所属专业:草业科学(基地班)、草业科学、农林经济管理

课程性质:指定选修课

学    分:2.5

 

(二)课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程;

课程简介:植物生态学是研究植物与环境之间的相互关系的一门学科。它以数理化、普通生物学、植物学等课程为基础,是生命科学和草业科学各专业的专业基础课和主干课。通过本课程的学习,使学生在个体、种群、群落和生态系统等不同层次上,了解植物在生态系统中的变动规律,掌握植物与外界环境因子之间的生态关系,植物在种群、群落和生态系统等层次上的演变规律。深刻了解植物在生态系统中的功能与地位,以及植物与其它生物之间的关系,在此基础上探讨人类对生态系统产生的影响,学习利用已有的知识,改良外界环境,修复受损生态系统,为创建一个环境优美的环境而努力。同时,学习一些生态学研究常用的方法和分析的基本技术和原理,通过具体的实验,采用植物生态学的基本理论知识作为指导,提高学生的动手能力。

目标与任务:通过本课程的学习,使学生掌握和了解植物生态学的基础知识,了解生态环境系统的组成,熟悉植物生态学的理论体系,认识人类在生态系统中的功能和地位。具体主要包括如下内容:1)熟悉生态学研究的个体、种群、群落和生态系统等层次,以及每个层次主要的特征和性质;2)了解各种环境因子对植物生长的影响机理以及生态位理论;3)学习植物种间关系的种类及其作用模式;4)学习植物群落演替的类型和特征;5)掌握生态系统中生物多样性的价值、保护、以及植被层次及其分类方法;6)了解人类在生态系统中地位,人类对生态系统的影响及其反馈等。

先修课与后续相关课程:先修课:无;后续相关课程:植物分类学、植物生物学、草原学、草地保护学、草业科学进展、理论生态学等。

 

(三)教材与主要参考书。

教     材:姜汉侨、段昌群、杨树华、王崇云、苏文华. 《植物生态学》. 北京:高等教育出版社. 2004年(第一版).

主要参考书:

1、李博主编. 《生态学》. 北京:高等教育出版社. 2000年(第一版).

2、A.麦肯齐、A.S.鲍尔、S.R.弗迪著、孙儒泳等译.《生态学(中译本)》. 北京:科学出版社. 2004年(第二版).

3、张金屯主编. 《应用生态学》. 北京:科学出版社. 2003年(第一版).

4、Manuel Carl. 《Ecology : concepts and applications》. 北京:科学出版社. 1999.

 

二、课程内容与安排

 

第一章 绪论(2学时)

一、生态学概述

1、生态学的概念;

2、生态学的发展与演变;

3、生态学的分类。

二、植物生态学的内涵

1、植物生态学的重要性;

2、植物生态学的概念和内涵;

3、植物生态学研究的层次。

三、植物生态学的主要研究层次

1、个体;

2、种群及其外延;

3、群落及其外延;

4、生态系统及其外延;

5、生物圈。

四、植物生态学的发展历史

1、植物生态学的积累初期;

2、植物生态学理论形成时期;

3、植物生态学理论发展时期;

4、现代植物生态学理论时期

5、植物生态学的未来发展。

 

第二章 植物的生存环境(2学时)

一、环境总论

1、环境是什么?

2、研究环境的着眼点

二、大尺度条件下的环境因子

1、大气圈

2、水圈

3、土壤圈

4、生境

三、环境的尺度

1、空间尺度

2、空间尺度结合其它因子

3、时间尺度

四、环境因子的生态学功能

  1、生态因子的分类

2、生态因子作用的综合性

3、主导因子

4、限制因子

5、Leibig最小因子定律

6、Shelford耐受性定律

7、生态幅

8、生态因子的不可替代性

9、生态因子的部分补偿性

10、生态因子作用的阶段行

11、直接作用和间接作用

12、生物内稳态

 

第三章 植物在生态系统中的作用(2学时)

一、生态系统的组成

1、生产者

2、消费者

3、分解者

二、植物在生态系统中的地位

  1、植物在生态系统中的基础地位

2、初级生产力的概念

3、初级生产力的分布

4、生物量

三、影响初级生产力的主要因素

  1、植物自身的光合能力

  2、光照、温度和水分条件

  3、二氧化碳

  4、营养条件

四、植物在生态系统中的功能

1、生态系统物质生产的基础

2、生态系统能量流动的源泉

3、生态系统物质循环的起点

4、改良与调节生态环境

5、维持生态系统的平衡

五、植物在生态系统中的生态服务功能

  1、资源保障

2、环境支持

3、生物多样性的产生

4、维持生态系统的平衡与稳定

六、植物在生态系统中与其他功能成份的相互关系

1、植物与分解者的关系

2、植物与微生物

3、植物与动物

 

第四章 植物群落的结构特征(3学时)

一、植物群落的物种多样性

  1、植物群落的基本特征;

2、植物群落物种数目的确定和最小面积;

3、群落种类成份分析。

二、植物群落结构的分析特征

  1、多度;

2、密度;

3、盖度;

4、频度;

5、体积和生物量

6、优势度和重要值

7、种间关联

三、群落的结构要素

  1、生活型;

  2、叶片大小和性质;

  3、层片;

  4、同资源种团

5、生态位

四、群落的垂直和水平结构

1、群落垂直结构的特征

2、地上部分的垂直结构

3、地下部分的垂直结构

4、群落的水平结构

五、群落的外貌和季相

  1、周期性和群落的季相

  2、群落的波动

3、群落交错区和边缘效应

 

第五章 植物群落的动态变化(3学时)

一、植物群落的形成与发育

  1、 植物群落形成的过程

2、植物群落发育的阶段

3、植物群落发育的时期

二、植物群落的原生演替

1、决定植物群落演替的因素

2、植物群落演替的特点

3、旱生演替系列

4、水生演替系列

三、植物群落的次生演替

  1、次生演替的概念和特征

2、森林的采伐演替

3、草原农田的弃耕演替

4、次生演替的规律及应用

四、演替顶极理论

  1、顶极群落

2、单元顶极理论

3、多元顶极理论

4、种群格局顶极理论

 

第六章 植被分类及主要类型(4学时)

一、植被分类及其研究途径

  1、植被分类的意义

2、群落外貌途径

3、植物区系途径

4、优势度途径

5、环境的途径

6、演替的途径

7、排序的途径

8、生态系统的途径

二、中国植被分类的原则、单位和标准

1、提出的原因

2、植被分类的原则

3、植被分类的三个层次

4、其他派生出来的层次

三、植被区划

1、植被区化的概念

2、植被区化的原则和依据

3、中国植被区化的依据

4、中国植被分区的单位

5、中国植被分区的系统

6、植被区化成果的应用

四、地球上的主要植被类型及其特征

  1、常雨木本群落

2、雨绿木本群落

3、照叶木本群落

4、硬叶木本群落

5、夏绿木本群落

6、针叶木本群落

7、雨绿干燥草本群落

8、夏绿干燥草本群落

9、中生草本群落

10、湿生草本群落

11、水生草本群落

12、干荒漠群落

13、冻荒漠群落

 

第七章 植被及植物群落的分布(3学时)

一、植被分布的水平地带性

  1、纬度地带性

2、经度地带性

3、“理想大陆”的植被分布模式

4、中国植被的地带性分布

二、植被分布的垂直地带性

1、概念和意义

2、植被分布的垂直带

3、植被分布的垂直带和水平带

4、经度对植被垂直带的影响

三、地带性植被的过渡类型

  1、概念和种类

2、纬度地带性植被的过渡带

3、经度地带性植被的过渡带

四、区域植物群落的分布

  1、区域植物群落的调查

2、区域内群落的多样性

3、地形对群落分布的影响

4、生态系列和群落复合体

5、植物群落的边界

五、植被制图

1、目的和意义

2、植被图的种类

3、植被制图的基本要求

4、植被制图的步骤

5、3S技术在植被制图中的应用

 

第八章 植物种群的分布与数量(3学时)

一、植物种群的概念和特点

  1、植物种群的概念

  2、种群的特征

二、植物种群的特性

1、固着生长和自养性

2、植物体具有无限分生的能力

3、植物的构件理论

4、繁殖方式复杂多样

5、高度的可塑性和生态耐受型

三、种群的分布

1、种群的空间分布

2、种群内个体的分布格局

3、种群分布格局的类型

4、分布格局的成因

5、植物种群空间分布格局的研究

6、异质种群

四、植物种群的数量特征

1、植物种群的取样分析

2、种群的数量和密度

3、种群的年龄结构

4、年龄结构模型的分类

5、植物年龄结构的研究方法

6、植物的构件种群

 

第九章 植物种群的动态和调节(3学时)

一、植物种群动态的描述

1、生命表的编制

2、特定年龄生命表

3、特定时间生命表

4、图解生命表

5、Leslie矩阵

6、存活曲线

7、种群指数增长模型

8、逻辑斯蒂增长模型

9、植物构件增长与个体增长

二、影响植物种群动态的因素

  1、生殖生态学特征

2、生殖年龄与生殖次数

3、生殖分配

4、生殖价与生育力

5、种群生活周期

6、种子雨和种子库

7、芽库或其它繁殖体

8、种子的传播和萌发

9、幼苗更新和环境筛

10、干扰和灾变

三、植物种群调节

  1、密度制约

2、自疏和-3/2次幂定律

3、自疏的机理

4、他疏

5、非密度制约

6、光资源限制和CO2限制

7、无性系生长

 

第十章 植物种群的质量与种间关系(4学时)

一、植物种群的遗传结构

  1、种群的质量

  2、研究种群质量的意义

  3、植物种群的遗传结构

 4、基因、基因型和表现型

5、基因型频率和等位基因频率

6、种群遗传结构

7、植物种群的遗传多样性

8、遗传多样性的重要性

9、种群遗传多样性参数

10、影响种群遗传多样性的因素

二、植物种群的基因频率变化

  1、Castle-Hardy-Weinberg定理

  2、Castle-Hardy-Weinberg平衡

  3、引起植物种群基因频率变化的因素

4、突变

5、自然选择

6、基因流动

7、随机遗传漂变

三、植物种群的生态分化与进化

1、概述

2、植物种群生态分化的必然性

3、植物种群生态分化的动力

4、生态分化与物种形成

5、植物物种形成方式

四、种群的数量与质量变化

  1、种群数量与质量的关系

  2、遗传多样性与进化灵活度

3、过度利用与物种灭绝

五、植物种群生态分化中形成的种间关系

1、植物竞争

2、他感化学作用

3、单惠共生

4、互利共生

5、寄生植物

6、植物与食草者

7、食虫植物

 

第十一章 植物的生态适应(2学时)

一、植物对环境的适应

1、生态适应的概念

2、环境与植物的适应性

二、植物的生活史格局

1、生活史格局的概念

2、资源配置

3、资源获取的资源配置

4、生存维持的资源配置

5、生长繁衍的资源配置

6、r-型和K-型生活史对策

7、R-型、C-型和S-型生活史对策

三、植物对极端环境的适应与进化

1、极端环境的定义

2、植物对极端环境的适应与进化

3、植物对环境污染的适应与进化

4、植物对环境污染的抗性和适应

5、污染条件下植物的分化与进化

四、植物的趋同适应和趋异适应

  1、植物的生态型

  2、生态型的划分

  3、植物的生活型

  4、不同生活型植物对生境的适应方式

5、几种常见的植物适应方式

 

第十二章 植物与自然生态因子的关系(3学时)

一、植物与光的生态关系

1、光对植物的生态作用

2、植物对光的生态适应

二、植物与温度的生态关系

1、温度的生态作用

2、植物对温度的适应

三、植物与水的生态关系

1、水对植物的生态作用

2、以水为主导因子的生态类型

3、植物对水的生态适应

4、植物对极端水分条件的适应

四、植物与土壤的生态关系

1、土壤的性质与植物的生态关系

2、以土壤为主导因子的植物生态类型

 

第十三章 植物与人类活动的生态关系(2学时)

一、引种、环境污染与植物的关系

1、植物的引种

2、植物引种的基本原则

3、环境污染对植物的影响

4、利用植物防治环境污染

二、植物入侵

1、生物入侵的概念

2、植物入侵带来的生态学问题

3、外来入侵植物的特征

三、转基因植物的释放及生态风险

1、生态安全的定义

2、转基因植物的潜在生态风险

 

(一)教学方法与学时分配

教学方法:采用课堂讲授为主,多媒体教学,辅助以《植物生态学实验》野外实验、田间实验和室内实验相配套的方式。此外,教学中还组织安排课堂讨论、参观实习等。

学时分配:本课程共计学时54个,其中课堂讲授36学时,实验18学时。课堂讲授部分的学时分配详见上文。实验部分的学时分配见《植物生态学实验教学大纲》。

(二)内容及基本要求

主要内容:

【重点掌握】:植物生态学在个体、种群、群落和生态系统四个层次的不同表现形式,以及植物生态学在这四个层次分别表现出来的基本特性和特征。植物生态学的理论基础,种群、群落和生态系统的外延和内涵,种间竞争、种内竞争、种间关系、生态系统的演替、生态位理论、生物多样性、生态因子等。

【掌握】:植物生态学和人类活动之间的关系,当前人类的行为对生态系统产生的影响,生态系统对人类干扰的反馈机制。

【难点】:植物种群的构件理论、植物种群基因频率的变化、植物生态学在实际生产中的具体应用,以及植物生态学最新的研究进展等。

                                                    

制定人:金  樑

审定人:

批准人:

日  期:2012年4月22日