環(huán)境生態(tài)學教案

云南民族大學教案

課程名稱:環(huán)境生態(tài)學

授課班級:2011級

任課教師:李文義

職稱:________助教_________

課程性質(zhì):______必修___________

授課學期:2013-2014學年下學期

云南民族大學教案

第一章緒論

一、本章授課時間：2014年3月授課學時：2

二、本章授課教師姓名：李文義職稱：助教

三、本章教學目標和學習要求：

教學目標：

1.掌握環(huán)境科學、恢復生態(tài)學等基本概念；

2.熟悉環(huán)境生態(tài)學的主要研究內(nèi)容；

3.了解環(huán)境問題的現(xiàn)狀，提高保護環(huán)境意識。

四、教學重點、難點：

教學重點：

人類社會的發(fā)展與環(huán)境問題的產(chǎn)生及演變，環(huán)境生態(tài)學的形成與發(fā)展；環(huán)境生態(tài)學

的研究內(nèi)容、環(huán)境生態(tài)學的學科任務及發(fā)展趨勢。

教學難點：

當今世界環(huán)境問題產(chǎn)生的根源；比較生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學與環(huán)境科學的研究對象差

異。

五、結(jié)合教學內(nèi)容選擇的主要教學方法和教學手段：

多媒體、引入主題、啟發(fā)討論、課外研究性學習

六、布置的作業(yè)及復習思考題：

名詞解釋：生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學

生態(tài)學：研究生物與其他生活環(huán)境之間相互關(guān)系的學科。

環(huán)境生態(tài)學：根據(jù)是研究人為干擾下，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化機制、規(guī)律和對人類的

反效應，尋求受損生態(tài)系統(tǒng)修復、重建和保育對策課科學。

思考題：

1.生態(tài)圈運行的主要特點及啟示。

答：特點：生態(tài)圈的物質(zhì)是封閉循環(huán)的；生態(tài)圈是具有自我調(diào)節(jié)和控制能力的自持

系統(tǒng)；生態(tài)圈具有優(yōu)化演進的能力。啟示以自己的理解圍繞要怎么善待生態(tài)圈來作

答。

2.簡答環(huán)境生態(tài)學的主要研究內(nèi)容和學科任務。

答：研究內(nèi)容包括人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化機制和規(guī)律研究；生態(tài)系統(tǒng)受損程

度及危害性的判斷研究；各類生態(tài)系統(tǒng)的功能和保護措施的研究；解決環(huán)境問題的

生態(tài)學對策研究。

學科任務：研究以人為主體的各種環(huán)境系統(tǒng)在人類活動的干擾下，生態(tài)系統(tǒng)演變過

程、生態(tài)環(huán)境變化的效應以及相互作用的規(guī)律和機制，尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復和重

建的措施。

3.環(huán)境問題產(chǎn)生的幾種觀點。

答：環(huán)境問題產(chǎn)生的幾種觀點有：經(jīng)濟超速增長的結(jié)果；人口的快速增長；科學技

術(shù)發(fā)展的結(jié)果；宗教鼓勵人口增長和人對自然貪欲的結(jié)果。

4.闡述你對生態(tài)圈各圈層關(guān)系的認識。

答：生態(tài)圈由生物圈和生命支持系統(tǒng)兩大部分組成，主要包括大氣圈、水圈、

巖石圈和能量。其中大氣圈是動植物最直接的生命支持系統(tǒng)，沒有大氣圈提供的氧

和二氧化碳，氧循環(huán)和碳循環(huán)將不能進行；水循環(huán)是通過大氣圈的運動而實現(xiàn)的；

大氣環(huán)流還調(diào)節(jié)了氣候，使之較適合生物的生存。水圈中的水是生命存在的基本條

件，水循環(huán)保證著地球水量的動態(tài)平衡。巖石圈的表層即土壤層，它是一個特殊的

生命子系統(tǒng)，在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、初級生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，如大氣圈中

的氮不能被高等植物利用，而需要經(jīng)土壤微生物的固氮作用才能利用。

5.舉例說明你對人類活動與環(huán)境問題兩者關(guān)系的認識。

答：圍繞人類活動導致生態(tài)破壞和環(huán)境污染兩大問題，來舉例說明你對人類活

動與環(huán)境問題兩者關(guān)系的認識。

六、論述題

1.當今世界面臨的環(huán)境問題是如何產(chǎn)生的？從中你得到了什么啟示？

答：環(huán)境問題（environmentalproblem）：指人類為其自身生存和發(fā)展，在利用改

造自然的過程中，對自然環(huán)境破壞或污染所產(chǎn)生的危害人類生存的各種不利的反饋

效應?；蛑赣捎谌祟惒磺‘?shù)纳a(chǎn)活動引起全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的惡化，出現(xiàn)

了不利于人類生存和發(fā)展的問題。環(huán)境問題是伴隨著人類社會的發(fā)展而發(fā)展演變

的，大致經(jīng)歷了四個發(fā)展時期：1）原始文明時代（公元前200萬―1萬年）人

與環(huán)境的關(guān)系是人類對自然的適應，人是“自然界中的人"；2）農(nóng)業(yè)文明時代

（公元前1萬一公元1700）環(huán)境問題主要是生態(tài)破壞的問題；3）工業(yè)文明時代

（1700年一今）期間的17世紀中葉至18世紀后半葉（蒸氣機時代/第一次產(chǎn)業(yè)革

命）進入生態(tài)破壞與環(huán)境污染并存的格局，但危害還是局部的或區(qū)域性的，20世

紀的兩次世界大戰(zhàn)及60年代后，化學工業(yè)的掘起使環(huán)境污染和生態(tài)破壞并存的格

局擴展為全球性。

從環(huán)境問題的產(chǎn)生與歷史演變，給人的啟示有：1）環(huán)境是人類生存所依賴的資源

庫；2）環(huán)境問題的產(chǎn)生是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物；3）人類面臨的環(huán)境問題是相互聯(lián)

系相互制約的；4）環(huán)境問題發(fā)展和變化的關(guān)鍵是人類。（以上為參考答案，也可

以依自己的理解來展開論述）

2.舉例說明你所熟識的某個環(huán)境問題，并從生態(tài)學的視野闡述其危害的作用過程、

基本特征及你所思考的解決對策。

答：需圍繞所舉例環(huán)境問題的產(chǎn)生原因、危害作用過程、基本特征做分析，并針對

危害提出解決對策。

七、選用教材和主要參考書：

選用教材：

教材：《環(huán)境生態(tài)學導論》盛連喜主編，高等教育出版社

主要參考書：

肖顯靜.后現(xiàn)代生態(tài)科技觀一從建設(shè)性角度看.北京：科學出版社.2003

李博等.生態(tài)學.北京：高等教育出版出版社.2004

謝高地等.中國生態(tài)資源承載力研究.北京：科學出版社.2011

錢易，唐孝炎.環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展，北京：高等教育出版社，2000.

八、教學主要內(nèi)容及教學安排：

第一節(jié)環(huán)境生態(tài)學的定義及其形成與發(fā)展

1.主要內(nèi)容：環(huán)境問題的產(chǎn)生與演變，環(huán)境生態(tài)學的定義及其發(fā)展。

2.基本概念和知識點：環(huán)境生態(tài)學，人類社會的發(fā)展與環(huán)境問題的產(chǎn)生及演變，

環(huán)境生態(tài)學的形成與發(fā)展。

3.問題與應用（能力要求）：認識當今世界環(huán)境問題產(chǎn)生的根源。

第二節(jié)環(huán)境生態(tài)學的研究內(nèi)容與學科任務

1.主要內(nèi)容：環(huán)境生態(tài)學的研究內(nèi)容與學科任務；

2.基本概念和知識點：環(huán)境生態(tài)學的研究內(nèi)容、環(huán)境生態(tài)學的學科任務及發(fā)展趨

勢；

3.問題與應用（能力要求）：了解環(huán)境生態(tài)學的主要研究內(nèi)容與任務。

第三節(jié)環(huán)境生態(tài)學與相關(guān)學科

1.主要內(nèi)容：生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學、環(huán)境科學的研究對象與發(fā)展簡史;

2.基本概念和知識點：生態(tài)學、生態(tài)學的研究對象及其發(fā)展簡史、生態(tài)學的分支

學科；環(huán)境科學、環(huán)境科學的研究內(nèi)容與分支學科、恢復生態(tài)學、生態(tài)經(jīng)濟學、環(huán)

境經(jīng)濟學、污染生態(tài)學、人類生態(tài)學；

3.問題與應用（能力要求）：比較生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學與環(huán)境科學的研究對

象差異。

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第二章生物與環(huán)境

一、本章授課時間：2014年3月授課學時：6

二、本章授課教師姓名：李文義職稱：助教

三、本章教學目標和學習要求：

教學目標：

1.掌握生物多樣性、生物的協(xié)同進化等概念和環(huán)境的生態(tài)作用規(guī)律；

2.熟悉蓋雅（Gaia）假說，光照、溫度、水分的生態(tài)作用及生物的適應性；

3.了解生態(tài)因子作用的一般規(guī)律

四、教學重點、難點：

教學重點：

1.生物的起源、生物種的概念、生物的協(xié)同進化（昆蟲與植物、大型草食動物與植

物、互惠共生物種、協(xié)同適應系統(tǒng)）、生物多樣性（概念、影響因素）、蓋雅假

說（地球上所有生物都起著調(diào)控作用、地球生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性、地球本身是進化

系統(tǒng)、地球系統(tǒng)是有機整體、地球生理學是地球進化的方式）；

2.光因子的生態(tài)作用（光照強度、光質(zhì)、光周期）、溫度因子的生態(tài)作用及生物的

適應（溫度的“三基點’、有效積溫法則、極端溫度對生物的影響、變溫對生物

的影響）、水因子的生態(tài)作用及生物的適應（水的重要作用，水對動植物發(fā)育、

數(shù)量和分布的影響，動植物的適應）、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應（聚鹽

性植物、泌鹽性植物、透鹽性植物）；

3.生態(tài)因子、生態(tài)因子作用的一般特征（綜合作用、主導因子作用、直接和間接作

用、階段性作用、不可替代性和補償性作用）、生態(tài)因子的限制性作用（限制因

子、最小因子定律、耐受性定律）

教學難點：

生命產(chǎn)生與進化的過程加蓋雅假說的主要論點；主要環(huán)境因子的生態(tài)作用及其生物

的適應規(guī)律；理解和運用生態(tài)因子作用的一般特征和限制性作用規(guī)律

五、結(jié)合教學內(nèi)容選擇的主要教學方法和教學手段：

多媒體、引入主題、啟發(fā)討論、課外研究性學習

六、布置的作業(yè)及復習思考題：

名詞解釋：

1.生物--有生命的物體叫做生物，生物包括動物、植物和微生物。

2.環(huán)境——能夠為生命形式提供空間支持和生存資源保障的外部空間的總和?；虮?/p>

述為是指某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或

生物群體生存的一切事物的總和。

3.協(xié)同進化——是指在進化過程中，一個物種的性狀作為對另一物種性狀的反應而

進化，而后一物種的性狀本身又作為前一物種性狀的反應而進化的現(xiàn)象。

4.生物多樣性生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復雜性。它包括動

物、植物、微生物的所有種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。一般又有四個水平：遺傳

多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性。

5.環(huán)境因子——指從環(huán)境中分析出來的各種要素或條件單位，如氣候因子、土壤因

子、地理因子、生物因子等，這些因子對生物的形態(tài)、構(gòu)造、生長發(fā)育、遺傳變異、

生態(tài)及分布等產(chǎn)生一定的影響。

6.光周期現(xiàn)象——是指植物對自然界晝夜長短規(guī)律性變化的反應。

7.有效積溫發(fā)則——植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某

一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)。

8.阿倫規(guī)律——寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動物外露部分（如四肢、尾、

耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的現(xiàn)象，其是減少散熱的適應。

9.貝格曼規(guī)律——生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類

個體更大，其是減少散熱的適應。

10.生態(tài)因子一環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影

響的環(huán)境要素。

11.生境——具體的生物個體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境稱之，其中包括生物本

身對環(huán)境的影響。

12.限制因子——在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻

止其生存、生長、繁殖或擴散的因子。

13.最小因子定律——植物的生長取決于那些處于最低量的營養(yǎng)元素，這些處于最

低量的營養(yǎng)元素稱最小因子。

14.耐受性定律——每種生物對一種生態(tài)因子都有一個耐受范圍，即一個生杰學上

的最低點和一個生態(tài)學上的最高點，在最高點和最低點之間的范圍就稱為生態(tài)幅或

生態(tài)價。

15.內(nèi)穩(wěn)態(tài)——生物系統(tǒng)通過內(nèi)在的調(diào)節(jié)機制使內(nèi)環(huán)境保持相對穩(wěn)定。

思考題

1.光強度的生態(tài)作用與生物的適應。

答：光強度的生態(tài)作用表現(xiàn)為對生物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要的作用。

植物對不同光照強度的適應產(chǎn)生陽性植物、陰性植物和耐陰性植物。陽性植物對光

要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進行正常生長；陰性植物對光的需要遠

較陽性植物低，光補償點低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低;

耐陰性植物對光照具有較廣泛的適應能力，對光的需要介于前兩類植物之間C

動物對光照強度的適應產(chǎn)生晝行性和夜行行動物，晝行性動物在白天強光下活動，

夜行性動物在夜晚或弱光下活動。

2.光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應。

答：光質(zhì)的生態(tài)作用表現(xiàn)為：不同光質(zhì)對植物的光合作用，色素形成、向光性、形

態(tài)建成的誘導等影響是不同的；可見光對動物生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、

生長、發(fā)育等都有影響C

生物對光質(zhì)的適應表現(xiàn)為：海洋植物光合作用色素對光譜變化具有明顯的適應性：

海水表層植物色素吸收藍、紅光，深水植物光合色素能有效地利用生理無效輻射綠

光；高山植物對紫外光作用的適應，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢；不同動物則發(fā)展了

不同的色覺。

3.生物對光周期現(xiàn)象的適應。

答：植物對自然界晝夜長短規(guī)律性變化的反應，稱光周期現(xiàn)象。光周期是生金活動

的定時器和啟動器。

植物對光周期現(xiàn)象的適應可區(qū)分為長日照植物、短日照植物和中間性植物。

日照超過一定數(shù)值才開花的植物稱長日照植物；短日照短于一定數(shù)值才開花的植物

稱短日照植物，一般需要較長的黑暗才能開花；只要其他條件合適，在什么日照條

件下都能開花植物可稱中間性植物。

動物對光周期現(xiàn)象的適應可區(qū)分出長日照動物和短日照動物，在溫帶和高緯度地區(qū)

許多鳥獸在春夏之際白晝逐漸延長的季節(jié)繁殖后代，稱長日照動物；與些相反，一

些動物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開始性腺發(fā)育和進行繁殖，稱短日照動

物。

4.溫度因干的生態(tài)作用。

答：溫度因子的生態(tài)作用表現(xiàn)為：1).溫度與生物生長：溫度是最重要的生態(tài)因子

之一，參與生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點溫度；不同

生物的三基點不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成正比。

2).溫度與生物發(fā)育：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫法則，即植物在生

長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且

各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)。

3).溫度與生物的地理分布：日平均溫度累計值的高低是限制生物分布的重要因素，

最高溫度、最低溫度也是限制生物分布的最重要條件。

4).變溫對生物的影響：多數(shù)生物在變溫環(huán)境下比恒溫下生長得更好；植物的形態(tài)

特點有時與變溫也有關(guān)系。

5).變溫與干物質(zhì)積累：變溫對于植物體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和積累具有良好的作用。

5.有效積溫法則及其意義。

答：植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段

的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱總積溫或有效積溫。

有效積溫法則的意義：預測生物發(fā)生的世代數(shù)；預測生物地理分布的北界；預測害

蟲來年的發(fā)生程歷；制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；應用積溫預報農(nóng)時C

7.極端溫度對生物有什么影響？

答：低溫對生物的影響：當溫度低于臨界(下限)溫度，生物便會因低溫而

受寒害和凍害。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細結(jié)構(gòu)；溶劑

水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細胞滲透壓變化，導致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)

沉淀；代謝失調(diào)。高溫對生物的影響：當溫度超過臨界(上限)溫度，對生物產(chǎn)生

有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。

8.水因子的生態(tài)作用。

答：1）水是生物生存的重要條件：水是生物體不可缺少的組成成份；水是生

物體所有代謝活動的介質(zhì)；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；生物起源于水環(huán)境。

2）水對動植物生長發(fā)育的影響：就植物而言，水量對植物的生長也有一個最高、

最適和最低3個基點；水是種子萌發(fā)的主要關(guān)鍵；就動物而言，濕度、降水、冰覆

蓋對動物的形態(tài)、體色、生長發(fā)育、繁殖、分布代謝、活動和行為以及壽命都有影

響。3）因地理緯度、海陸位置、海拔高度的不同導致降水在陸地的分布是不均的，

進而對動植物數(shù)量和分布生產(chǎn)影響。

9.土壤的生態(tài)學意義。

答：為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場所；提供生物生活所必須的

礦質(zhì)元素和水分；提供植物生長所需的水肥氣熱；維持豐富的土壤生物區(qū)系；

生態(tài)系統(tǒng)的許多很重要的生態(tài)過程都是在土壤中進行。

10.舉例說明生物的協(xié)調(diào)進化。

答：協(xié)同進化是指在進化過程中，一個物種的性狀作為對另一物種性狀的反應而進

化，而后一物種的性狀本身又作為前一物種性狀的反應而進化的現(xiàn)象。

在放牧系統(tǒng)中，食草動物種群與植物種群的相互關(guān)系是復雜的，如在烏克蘭草原

上，曾保存500公頃原始的針茅草原，禁止人們放牧。經(jīng)若干年后，那里長滿雜

草，變成不能放牧的地方。其原因是停止放牧使針茅草簇繁茂發(fā)展，連結(jié)成片，而

針茅草等殘體分解緩慢、阻礙其嫩枝發(fā)芽并大量死亡，演變成雜草草地。在經(jīng)過15

—20年自然演替后才能恢復為原來禾本科的草簇草原。因此，如果沒有有蹄類的經(jīng)

常放牧，即經(jīng)常的吃割、踐踏，以其糞滋養(yǎng)土地……，禾本科植物就不可能長期地

生存。所以，放牧活動能調(diào)節(jié)植物種間關(guān)系，使牧場植被保持一定的穩(wěn)定性。但過

渡放牧也破壞草原群落,所以，大型食草動物對植物群落的結(jié)構(gòu)和物種組成均有影

響。

II.生物多樣性及其影響因素。

答：生物多樣性的影響因素在于1）物種生物量，高生物量支持高多樣性；

2）物種的屬性，不同種屬對所在生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生量的積累，達到質(zhì)的飛躍；3）生物

地化循環(huán)，高質(zhì)量的土壤增加植物的生產(chǎn)量，有利于生物多樣性的提高；4）系統(tǒng)

的穩(wěn)定性，通過系統(tǒng)的彈性和抗性來維持。

論述題

1.請從形態(tài)、生理、行為三個方面論述生物對極端溫度的適應。

答：生物對低溫的適應：

形態(tài)上的適應一一植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮小；動物：增加隔熱層，體

形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減?。ò愐?guī)律）。阿倫規(guī)律（Allen'srule）:

寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明

顯趨于縮小的現(xiàn)象，稱阿倫規(guī)律，是減少散熱的適應。貝格曼規(guī)律（Bergman'srule）:

生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個體更大，這種趨

向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應。約旦現(xiàn)律（Jordan'srule）:魚類的脊椎骨數(shù)目

在低溫水域比在溫暖水域的多。

生理上的適應一一植物：減少細胞中的水分和增加細胞中有機質(zhì)的濃度以降低冰

點，增加紅外線和可見光的吸收帶（高山和極地植物）；動物：超冷和耐受凍結(jié),

當環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)增加體內(nèi)產(chǎn)熱，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適

應一一遷移和冬眠/休眠等。

生物對高溫的適應：

形態(tài)上的適應植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時折疊，減少

輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動物：體形變小，外露部分增大；股長將

體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。

生理上的適應一一植物：降低細胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作

用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。

行為上的適應一一植物：關(guān)閉氣孔。動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。

2.論述陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機制。

答：陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機制從兩方面來實現(xiàn)。

形態(tài)適應方面具有發(fā)達的根系，葉面小，體表密被細毛和刺，蠟質(zhì)表皮，氣孔深陷

于植物葉中，單子葉植物中一些具扇狀的運動細胞，可使葉面卷曲，具發(fā)達的貯水

組織使陸生植物即有較強的保水能力，又能防止水份的喪失。

生理適應方面具有強大的體內(nèi)運輸水分的動力，使機體各部分有充足的水份供應；

提高了原生質(zhì)的滲透濃度，使根系能向干旱的土壤中吸水，同時不至于反深透想象

發(fā)生，使植物失水。

3.論述水生動物對水因子的滲透壓調(diào)節(jié)。

答；滲透壓調(diào)節(jié)可以限制體表對鹽類和水的通透性，通過逆濃度梯度主動地吸收或

排出鹽類和水分，改變所排出的尿和糞便的濃度與體積，如淡水動物體液的濃度對

環(huán)境是高滲性的，體內(nèi)的部分鹽類既能通過體表組織彌散，又能隨糞便、尿排出體

外，因此體內(nèi)的鹽類有降低的危險，那么它們一是使排出體外的鹽分降低到最低限

度；二是通過食物和鰥，從水中主動吸收鹽類。海洋生活的大多數(shù)生物體內(nèi)的鹽量

和海水是等滲的（如無脊椎動物和盲鰻），有些比海水低滲（如七鯉鰻和真骨魚

類），低滲使動物易于脫水，于是要喝水，在喝水妁同時又將鹽吸入，它們對吸入

多余的鹽類排出的辦法是將其尿液量減少到最低限度，同時魚的鰥可以逆濃度梯度

向外分泌鹽類。對于某些洞游性魚類，其體表對水分和鹽類的滲透性較低，能適應

在不同的海水和淡水中生活，當它們由淡水轉(zhuǎn)移到海水中時，有一段時間體重因失

水而減輕，體液濃度增加，但在48小時內(nèi)能進行滲透調(diào)節(jié)，而使體重和體液濃度

恢復止常。

4.生態(tài)因子作用的一般規(guī)律。

答：生態(tài)因子作用的一般規(guī)律包括：

1.限制因子：生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用，其中限制生物生

存和繁殖的一種或少數(shù)幾種關(guān)鍵性因子就是限制因子。任何一種生態(tài)因子只要接近

或超過生物的耐受范圍，它就會成為這種生物的限制因子。如果一種生物對某一生

態(tài)因子的耐受范圍很廣，而且這種因子又非常穩(wěn)定，那么這種因子就不太可能成為

限制因子；相反，如果一種生物對某一生態(tài)因子的耐受范圍很窄，而且這種因子又

易于變化，那么這種因子就很可能是一種限制因子。

2.Liebig最小因子定律：每一種生物都需要一定種類和一定數(shù)量的營養(yǎng)物，如果

其中有一種營養(yǎng)物完全缺失，植物就不能生存，如果這種營券物質(zhì)數(shù)量極微，植物

的生長就會受到不良的影響。

3.Shelford耐性定律：生物的存在與繁殖，要依賴于某種綜合因子的存在，只要其

中一項的量（或質(zhì)）不足或過多，超過了某種生物的耐受限度，則使該物種不能生

存，甚至滅絕。該定律把最低量因子和最高量因子相提并論，把任何接近或超過耐

受下限和上限的因子都稱為限制因子。應注意的是，生物的耐性限度會因發(fā)育時

期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變化，當一個種生長旺盛時，會提高對一些因子的耐

性限度；相反，當遇到不利因子影響它的生長發(fā)育時，也會降低對其他因子的耐性

限度。

七、選用教材和主要參考書：

選用教材：

《環(huán)境生態(tài)學導論》盛連喜主編，高等教育出版社

主要參考書：

丁照，理解自然：文明起源自然背景初探.北京：清華大學出版社，2004

李博等.生態(tài)學.北京：高等教育出版出版社.2004

LarcherW.植物生理生態(tài)學,李博等譯,北京:科學出版社,1985

楊持，等，生態(tài)學.北京：高等教育出版社，2008.

八、教學主要內(nèi)容及教學安排：

第一節(jié)地球上的生物

1.主要內(nèi)容：生命的產(chǎn)生與進化、生物多樣性與蓋雅假說；

2.基本概念和知識點：生物的起源、生物種的概念、生物的協(xié)同進化（昆蟲與植

物、大型草食動物與植物、互惠共生物種、協(xié)同適應系統(tǒng)）、生物多樣性（概念、

影響因素）、蓋雅假說（地球上所有生物都起著調(diào)控作月、地球生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定

性、地球本身是進化系統(tǒng)、地球系統(tǒng)是有機整體、地球生理學是地球進化的方式）；

3.問題與應用（能力要求）：了解生命產(chǎn)生與進化的過程和蓋雅假說的主要論點。

第二節(jié)環(huán)境的概念及其類型

1.主要內(nèi)容：環(huán)境的主要類型及環(huán)境因子的分類；

2.基本概念和知識點：環(huán)境（地球環(huán)境或地理環(huán)境）、環(huán)境的類型、環(huán)境因子的分類；

3.問題與應用（能力要求）：了解環(huán)境的主要類型。

第三節(jié)主要環(huán)境因子的生態(tài)作用

1.主要內(nèi)容：光照、溫度、水分、土壤因子的生態(tài)作用及其生物的適應；

2.基本概念和知識點：光因子的生態(tài)作用（光照強度、光質(zhì)、光周期）、溫度因子的生態(tài)

作用及生物的適應（溫度的“三基點”、有效積溫法則、極端溫度對生物的影響、變溫對生

物的影響）、水因子的生杰作用及生物的適應（水的重要作用，水對動植物發(fā)育、數(shù)量和分

布的影響，動植物的適應）、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應（聚鹽性植物、泌鹽性植物、

透鹽性植物）。

3.問題與應用（能力要求）：了解主要環(huán)境因子的生態(tài)作用及其生物的適應規(guī)律。

第四節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律

1.主要內(nèi)容：生態(tài)因子作用的一般特征和限制性作用；

2.基本概念和知識點：生態(tài)因子、生態(tài)因子作用的一般特征（綜合作用、主導因子作用、直

接和間接作用、階段性作用、不可替代性和補償性作用）、生態(tài)因子的限制性作用（艮制因

子、最小因子定律、耐受性定律）；

3.問題與應用（能力要求）：能夠理解和運用生態(tài)因子作用的一般特征和限制性作用規(guī)律。

云南民族大學教案

第三章生物圈中的生命系統(tǒng)

一、本章授課時間：2014年4月授課學時：4

二、本章授課教師姓名：李文義職稱：助教

三、本章教學目標和學習要求：

1.掌握種群、生物群落、生態(tài)對策等基本概念，種群的特征、種群的數(shù)量變動及種群

調(diào)節(jié)；

2.熟悉r-選擇和K-選擇理論的主要特征；

3.了解影響群落結(jié)構(gòu)的因素。

四、教學重點、難點：

教學重點：

L宏觀生態(tài)學、微生態(tài)學和分子生態(tài)學，分子、基因、細胞組織、個體、種群、生

物群落、生態(tài)系統(tǒng)；

2.種群、種群的特征（數(shù)量、空間分布、遺傳）、和群的增長（種群的群體特征、

增長模型）、種群的數(shù)量變動及生態(tài)對策（不規(guī)則波動、周期性波動、季節(jié)波動、

暴發(fā)、生態(tài)入侵、衰落前滅亡、r-對策、匕對策）、種群調(diào)節(jié)（氣候、生物、食物、

行為、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和遺傳調(diào)節(jié)）；

3?種內(nèi)關(guān)系（集群，種內(nèi)競爭：資源利用性競爭、直接競爭）、種間關(guān)系（種間競

爭：高斯假說、競爭模型、生態(tài)位理論，捕食，寄生與共生），瑪他種群（瑪他種

群理論：滅絕、重建，在保護生物學中的應用）；

4.生物群落（概念、基本特征），生物群落的種類組成（優(yōu)勢種和建群種、亞優(yōu)

勢種、伴生種、偶見種），物種組成的數(shù)量特征知綜合特征（數(shù)量特征：密度、

多度、蓋度、頻度、高度、重量、體積，綜合特征：優(yōu)勢度、重要值、綜合優(yōu)勢比,

物種多樣性），生物群落的結(jié)構(gòu)（生活型和生長型、垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)）；

5.干擾，生物因素（競爭捕食），島嶼與群落結(jié)構(gòu)（物種數(shù)與島的面積，MacArthur

的平衡說）；

6.原生演替，次生演替，單元頂級論，多元頂級論，生物群落的演替的制約因素。

教學難點：

生命系統(tǒng)的層次;r-選擇和K-選擇理論，指數(shù)增長模型和邏輯斯諦增長模型；種

內(nèi)、種間關(guān)系，如何利月瑪他種群理論指導瀕危動植物的保護；生物群落演替的單

元頂級論與多元頂級論C

五、結(jié)合教學內(nèi)容選擇的主要教學方法和教學手段：

多媒體、引入主題、啟發(fā)討論、課外研究性學習

六、布置的作業(yè)及復習思考題：

名詞解釋：

1.種群——是指在特定時間內(nèi)，由分布在同一區(qū)域的許多同種生物個體自然組成的

生物系統(tǒng)，也可簡稱為在一定空間中同種個體的組合。

2.種群的年齡結(jié)構(gòu)一是指不同年齡組的個體在種群內(nèi)的比例和配置情況。

3.生命表一是按種群生長的時間，或按種群的年齡（發(fā)育階段）的程序編制的，系

統(tǒng)記述了種群的死亡或生存率和生殖率，是最清楚、最直接地展示種群死亡和存

活過程的一覽表。

4.種群季節(jié)消長——自然種群數(shù)量隨年內(nèi)季節(jié)變化而出現(xiàn)種群數(shù)量增長或降低的現(xiàn)

象。

5.生態(tài)入侵——由于人類有意識或無意識地把某種生物帶人適宜其棲息和繁衍的地

區(qū)，種群不斷擴大，分布區(qū)逐步穩(wěn)定地擴展的過程。

6.生態(tài)對策——是指生物在進化過程中所形成的各種特有的生活史特征，是生物適

應特定的生活環(huán)境所具有的一系列生物學特征的設(shè)計。

6.能量分配原則——任何一種現(xiàn)實生物的能量都是有限的，這些有限的能量只能協(xié)

調(diào)的分配到各種生活史對策中；一種生物如果把大部分能量分配到生活史某一方

面，那么它就不可能再把大部分能量用于生活史的其他方面。

7.D.Lack法則——動物總是面對兩種對立進化選擇，一種是高生育率但無親代撫

育，一種是低生育率但有親代撫育。

8.r對策種群——生活在條件嚴酷和不可預測環(huán)境中的種群，其死亡率通常與種群密

度無關(guān)，種群內(nèi)個體常把較多的能量用于生殖,而把較少的能量用于生長、代謝和增

強自身競爭能力。

9.K-策略者——生活在條件優(yōu)越和可預測環(huán)境中妁種群，其死亡率通常由種群密

度相關(guān)因素引起,生物間存在激烈競爭，種群內(nèi)個體常把更多的能量用于生殖以外的

其它各種活動。

10.種內(nèi)關(guān)系——存在于各個生物種群內(nèi)部的個體與個體之間的關(guān)系。

11.集群一是同一種生物的不同個體，或多或少都會在一定的時期生活在一起，從

而保證種群的生存和正常繁殖，其是一種重要的適應特征。

12.最小種群原則——對于一些集群生活的動物種類，如果數(shù)量太少，低于集群的臨

界下線，則該動物種群就不能正常生活，甚至不能生存。

13.擁擠效應——隨種群中個體數(shù)的增加，密度過高時，由于食物和空間等資源的缺

乏，排泄物的毒害以及心理和生理反應，則會對群體帶來不利的影響，甚至死亡率

上升，抑止種群的增長率，產(chǎn)生所謂的。

14.阿利規(guī)律——在一定條件下，當種群的密度（數(shù)量）處于適度的情況時，種群的

增K最快，密度太低或太高都會對種群的增K取省限制作用。

15.最后產(chǎn)量恒值法——在一定范圍內(nèi)，當條件相同時，不管一個種群的密度如何，

最后產(chǎn)量差不多都是一樣的，即產(chǎn)量與密度變化無關(guān)。

16.-3/2自疏法則——隨著播種密度的提高，種內(nèi)對資源的競爭不僅影響到植株生

長發(fā)育的速度，也影響到植株的存活率；日本學者Yoda等（1963）把自疏過程中

存活個體的平均株干重（W）與種群密度（d）之間的關(guān)系用公式W=Cd-a表示,

英國生態(tài)學家J.L.Harper（1981）等研究發(fā)現(xiàn)a為一個恒值，等于3/2,因此

W=Cd-3/2被稱為-3/2自疏法則。

17.生態(tài)位——是指在自然生態(tài)系統(tǒng)中一個種群在時間、空間上的位置及其與相關(guān)

種群之間的功能關(guān)系。

18.寄生——是指一個種（寄生者）寄居于另一個種（寄主）的體內(nèi)或體表、從而攝

取寄主養(yǎng)分以維持生活的現(xiàn)象。

思考題

1.種群分散利用和共同利用的生態(tài)學意義。

答：分散利用的生態(tài)學意義:在于保證了食物的需要；保證了有營巢地和隱蔽

所，并能調(diào)節(jié)種群的密度，促使種群分散，不致于因過分擁擠而產(chǎn)生危害。共同利

用的生態(tài)學意義：它有利于改變小氣候條件，有利于共同取食，有利于共同防御天

敵，有利于種群繁殖和幼體發(fā)育，有利于進行遷移；但隨著種群中個體數(shù)量的增力口,

將對整個種群帶來不利的影響，如抑制種群的增長率、死亡率增加等。

2.比較r一策略者和K一策略者的特征。

答：r一策略者將大部分能量用于繁殖，是以量取勝，是新生境的開拓者，但

存活要靠機會，所以在一定意義上，它們是機會主義者，很容易出現(xiàn)“突然的爆發(fā)

和猛烈的破產(chǎn)”。K—策略者將大部分能量用于提高存活，是以質(zhì)取勝的，是穩(wěn)定環(huán)

境的維護者，在一定意義上，它們又是保守主義，當生存環(huán)境發(fā)生災變時很難迅速

恢復，如果再有競爭者抑制，就可能趨向火絕。

3.生物在r-K策略連續(xù)統(tǒng)中表現(xiàn)出的一般規(guī)律。

答：生物在r-K策略連續(xù)統(tǒng)中表現(xiàn)出的一般規(guī)律：個體大小與世代時間之間

有明顯的正相關(guān)性；在世代時間與繁殖關(guān)系上表現(xiàn)為世代時間減半，r值就加倍；

r值越大則體重越??；同一物種分布在不同生態(tài)梯度上也可以形成一種r—K連續(xù)

統(tǒng)特征。例如,云杉在低海拔屬于偏r一選擇，中海拔為K—選擇，中高海拔為偏

K一選擇，高海拔為r一選擇。

4.生物產(chǎn)生集群的原因。

答：集群是同一種生物的不同個體，或多或少都會在一定的時期生活在一起，

從而保證種群的生存和正常繁殖，其是一種重要的適應特征。生物產(chǎn)生集群的原

因：對棲息地生態(tài)因子的共同需要；對晝夜天氣和季節(jié)氣候的共同反映；繁殖的結(jié)

果；被動運送的結(jié)果；由于個體之間社會吸引力相互吸引的結(jié)果。

5.集群效應的生態(tài)學意義。

答：集群效應的生態(tài)學意義在于：集群有利于提高捕食效率；集群可以共同防

御敵害；集群有利于改變小生境；集群有利于某些動物種類提高學習效率；集群能

夠促進繁殖。

6.捕食作為一個重要生態(tài)學現(xiàn)象的理由。

答：捕食作為一個重要生態(tài)學現(xiàn)象的理由:a.限制種群的分布，抑制種群的數(shù)

量；b.捕食同競爭一樣，是影響群落結(jié)構(gòu)的主要生態(tài)過程；c.捕食是一個主要的選

擇壓力，生物的很多適應可用捕食者和獵物間的協(xié)同進化來說明。

7.什么是種群？與個體特征相比較，種群有哪些重要的群體特征？

答：種群是指在特定時間內(nèi)，由分布在同一區(qū)域的許多同種生物個體自然組成的生

物系統(tǒng)，也可簡稱為在一定空間中同種個體的組哈。從個體到種群是一個質(zhì)的飛

躍。個體的生物學特性主要表現(xiàn)在出生、生長、發(fā)育、衰老及死亡等，而種群則具

有出生率、死亡率、年齡結(jié)構(gòu)、性比、社群關(guān)系和數(shù)量變化等特征。這些都是個體

水平所不具有，而組成種群以后才出現(xiàn)的新的特性。具體為：1.數(shù)量特征（密度或

大小）。種群的數(shù)量越多、密度越高，種群就越大，種群對生態(tài)系統(tǒng)功能的作用

也就越大。

種群的數(shù)量大小受四個種群基本參數(shù)（出生率、死亡率、遷人率和遷出率）的影響，

這些參數(shù)繼而又受種群的年齡結(jié)構(gòu)、性別比率、內(nèi)分布格局和遺傳組成的影響。2.

空間分布特征。即種群內(nèi)部分布格局（聚群分布、隨機分布或是均勻分布）和地理

分布。3.遺傳特征。種群具有一定的遺傳組成，是一個基因庫。一個種群中的生物

具有一個共同的基因庫，以區(qū)別于其他物種。

8.何謂種內(nèi)與種間關(guān)系？種間關(guān)系有哪些基本類型？

答：種內(nèi)關(guān)系是存在于各個生物種群內(nèi)部的個體與個體之間的關(guān)系。種間關(guān)系

是生活于同一生境中的所有不同物種之間的關(guān)系。種間關(guān)系的基本類型有種間競

爭、捕食、寄生和共生三類。

論述題

1.請從r一策略者和K一策略者的種群增長曲線入手，分析r一策略者和K一策

略者的特征，并比較兩者的進化中的優(yōu)缺點。

答：由圖可知：K一對策者曲線有兩個交點X和S,X是不穩(wěn)定的平衡點，可稱

為滅絕點；S是穩(wěn)定的，如果種群下降到X點以下就有滅絕的危險。相反，r—對

策者由于低密度下增殖快，所以只有一個平衡點S,種群容易在S點上下作激烈的

波動。

特征：r一策略者將大部分能量用于繁殖，是以量取勝，是新生境的開拓者，但存

活要靠機會，所以在一定意義上，它們是機會主義者，很容易出現(xiàn)“突然的爆發(fā)和

猛烈的破產(chǎn)”。K一策略者將大部分能量用于提高存活，是以質(zhì)取勝的，是穩(wěn)定環(huán)境

的維護者，在一定意義上，它們又是保守主義，當生存環(huán)境發(fā)生災變時很難迅速恢

復，如果再有競爭者抑制，就可能趨向滅絕。進化中的優(yōu)缺點：K一對策者的種群

保持在K值附近，但不超過，因為超過K值有導致生境退化的可能。生育力降低,

相應的存活力增強，因比，K一對策者防御和保護幼代的能力較強。因為有親代的

關(guān)懷，雖生育力低，但壽命長。這些特征保證K一對策者在激烈的生存斗爭中取勝。

但當K一對策者種群一旦遭到破壞，回到平衡的能力是有限的，有可能滅絕。r—對

策者的密度是經(jīng)常激烈變動的，它們的死亡率很高，競爭力也弱，高的rm值必然

導至種群的不穩(wěn)定性。在數(shù)量很低時，通過迅速增殖而恢復到較高的水平。密度很

高時，l對策者通常具有較大的擴散遷移能力，離開了惡化的生境，并在別的地

方建立新的種群。這使得r-對策者的個別種群雖然容易滅絕，但物種整體卻是富

有恢復力的。

2.什么是邏輯斯諦方程？邏輯斯諦增長模型在什么條件下成立？它在種群動態(tài)研究

中有什么意義？

答：邏輯斯諦方程或譯阻滯方程的表達式是：dN/dt=rN(l-N\K)=rN(K-N)/K,式

中(k-N)/k:邏輯斯諦系數(shù)，當N>k,種群下降;N=k,種群不增不減;N<k種群上升。

邏輯斯諦增長模型在以下四點假設(shè)下成立：①假設(shè)環(huán)境條件允許種群有一個最

大值，此值稱為環(huán)境容納量或負荷量，常用“K”表示，當種群大小達到K值時，

種群則不再增長，即dK/dt=Oo②種群增長率隨密度而降低的變化是按比例的。

③種群中密度的增加對其增長率的降低作用是立即發(fā)生的，無時滯的。

④種群無年齡結(jié)構(gòu)及無遷出和遷入現(xiàn)象。按此四點假設(shè)，種群增長曲線是呈“S”

型。邏輯斯諦方程的重要意義在于：它是許多兩個相互作用種群增長模型的基礎(chǔ)；

它也是漁撈、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等實踐領(lǐng)域中，確定最大椅續(xù)產(chǎn)量(maximumsustained

yield)的主要模型；模型中兩個參數(shù)r、K,均具有重要的生物學意義：r表示物種

的潛在增殖能力；K則表示環(huán)境容納量，即物種在特定環(huán)境中的平衡密度。

七、選用教材和主要參考書：

選用教材：

《環(huán)境生態(tài)學導論》盛連喜主編，高等教育出版社

主要參考書：

宋愛云，劉世蒙，史作民，等，臥龍自然保護區(qū)亞高山草甸植物群落物種多樣性

研究.林業(yè)科學研究，2006,19(6):767-772,-7-

李博等.生態(tài)學.北京：高等教育出版出版社.2004

席躍翔，張金屯，李軍玲.關(guān)帝山亞高山灌叢草甸群落的數(shù)量分類與排序研究，

草業(yè)學報,2004,13(1):15-20.

八、教學主要內(nèi)容及教學安排：

第一節(jié)生命系統(tǒng)的層次

1.主要內(nèi)容：生態(tài)學與生命系統(tǒng)的層次；

2.基本概念和知識點：宏觀生態(tài)學、微生態(tài)學和分子生態(tài)學，分子、基因、細胞

組織、個體、種群、生物群落、生態(tài)系統(tǒng)；

3.問題與應用（能力要求）：了解生態(tài)學與生命系統(tǒng)的層次。

第二節(jié)生物種群的特征及動態(tài)

1.主要內(nèi)容：種群的特征、種群的數(shù)量變動及生態(tài)對策、種群調(diào)節(jié)；

2.基本概念和知識點：種群、種群的特征（數(shù)量、空間分布、遺傳）、種群的

增長（種群的群體特征、增長模型）、種群的數(shù)量變動及生態(tài)對策（不規(guī)則波動、

周期性波動、季節(jié)波動、暴發(fā)、生態(tài)入侵、衰落和滅亡、卜對策、匕對策）、種群

調(diào)節(jié)（氣候、生物、食物、行為、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和遺傳調(diào)節(jié)）；

3.問題與應用（能力要求）：比較卜選擇和K-選擇理論，指數(shù)增長模型和邏輯

斯諦增長模型。

第三節(jié)種群關(guān)系

1.主要內(nèi)容：種內(nèi)、種間關(guān)系和瑪他種群；

2.基本概念和知識點：種內(nèi)關(guān)系（集群，種內(nèi)競爭：資源利用性競爭、直接競爭）、

種間關(guān)系（種間競爭：高斯假說、競爭模型、生態(tài)位理論，捕食，寄生與共生），

瑪他種群（瑪他種群理論：滅絕、重建，在保護生物學中的應用）；

3.問題與應用（能力要求）：了解生物的種內(nèi)、種間關(guān)系，如何利用瑪他種群

理論指導瀕危動植物的保護。

第四節(jié)生物群落

1.主要內(nèi)容：生物群落的特征、種類組成和結(jié)構(gòu)特點。

2.基本概念和如識點：生物群落（概念、基本特征），生物群落的種類組成（優(yōu)

勢種和建群種、亞優(yōu)勢種、伴生種、偶見種），物種組成的數(shù)量特征和綜合特征

（數(shù)量特征：密度、多度、蓋度、頻度、高度、重量、體積，綜合特征：優(yōu)勢度、

重要值、綜合優(yōu)勢比，物種多樣性），生物群落的結(jié)構(gòu)（生活型和生長型、垂直

結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)）O

3.問題與應用（能力要求）：了解生物群落的種類組成及其研究意義。

第五節(jié)群落組成與結(jié)構(gòu)的影響因素

1.主要內(nèi)容：外在干擾和生物因素對群落結(jié)構(gòu)的影響；

2.基本概念和知識點：干擾，生物因素（競爭、捕食），島嶼與群落結(jié)構(gòu)（物

種數(shù)與島的面積,MacArthur的平衡說）；

3.問題與應用（能力要求）：了解對群落結(jié)構(gòu)的影響的主要因素。

第六節(jié)生物群落的演替

1.主要內(nèi)容：生物群落的演替理論和生物群落的演替的制約因素；

2.基本概念和知識點：原生演替，次生演替，單元頂級論，多元頂級論，生物群

落的演替的制約因素；

3.問題與應用（能力要求）：比較生物群落演替的單元頂級論與多元頂級論。

云南民族大學教案

第四章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學

一、本章授課時間：2014年4月授課學時：6

二、本章授課教師姓名：李文義職稱：助教

三、本章教學目標和學習要求：

教學目標：

1.掌握生態(tài)平衡、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞的特點；

2.熟悉生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)；

3.了解地球生態(tài)系統(tǒng)的主要類型。

四、教學重點、難點：

教學重點：

1.生態(tài)系統(tǒng)的組成（生物部分：生產(chǎn)者、消費者、分解者，非生物部分），生態(tài)

系統(tǒng)的物種結(jié)構(gòu)（關(guān)鍵種，冗余種），生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈、食物網(wǎng)）

生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)；

2.生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)、次級生產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（方向單一、逐級遞減、

質(zhì)量提高），生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（水循環(huán)、氣體型循環(huán)、沉積型循環(huán)），周轉(zhuǎn)

率，有毒物質(zhì)循環(huán)的特點，生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞（物理信息、化學信息、行為信息、

營養(yǎng)信息），生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)（反饋調(diào)節(jié)、生態(tài)平衡）；

3.世界主要生態(tài)系統(tǒng)的類型及其主要特征；

教學難點：

生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)特點。

五、結(jié)合教學內(nèi)容選擇的主要教學方法和教學手段：

多媒體、引入主題、啟發(fā)討論、課外研究性學習

六、布置的作業(yè)及復習思考題：

名詞解釋：

1.生態(tài)系統(tǒng)——指在一定的空間內(nèi)，生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流

動互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個生態(tài)學功能單位。

2.食物鏈——生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過一系列的取食與被取食的關(guān)系在生

態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序。

3.營養(yǎng)級——指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。

4.食物網(wǎng)一生態(tài)系統(tǒng)中各種食物鏈并不是孤立的，它們往縱橫交織，緊密結(jié)合

在一起，形成復雜的多方向的相互聯(lián)系的網(wǎng)。

5.初級生產(chǎn)/植物性生產(chǎn)——是生產(chǎn)者（主要是綠色植物）把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的

過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的積累過程，是綠色植物的光合作用過程，故又

稱之為植物性生產(chǎn)。

6.生物量——是指在某一調(diào)查時刻生態(tài)系統(tǒng)單位面積上積存的有機物質(zhì)，實際上是

凈生產(chǎn)量的積累量。

7.次級生產(chǎn)量一是指除初級生產(chǎn)者以外的其他有機物的生產(chǎn)，即消費者和還原者

利用初級生產(chǎn)量進行同化作用，將同化能用于動物和微生物的生長、繁殖和營養(yǎng)物

質(zhì)的儲存等生命活動能量。

8.生態(tài)金字塔——在營養(yǎng)級系列上，上一營養(yǎng)級總是依賴于下一營養(yǎng)級，下一營養(yǎng)

級只能滿足上一營養(yǎng)級少數(shù)消費者的需要，逐級向上，營養(yǎng)級的物種、數(shù)量和能力

呈階梯狀遞減，于是形成一個以底部寬，上部窄的尖塔形。

9.物質(zhì)循環(huán)——生態(tài)系統(tǒng)中各種有機物質(zhì)經(jīng)過分解者分解成可被生產(chǎn)者利用的形式

歸還環(huán)境中重復利用，周而復始地循環(huán)的過程。

10.生態(tài)平衡——是指生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達到的一種穩(wěn)定狀況，它包括結(jié)

構(gòu)上的穩(wěn)定、功能上的穩(wěn)定和能量輸入、輸出上的穩(wěn)定，它是一種動態(tài)平衡C

11.生態(tài)平衡失調(diào)——各類生態(tài)系統(tǒng)，當外界施加的壓力（自然的或人為的）超過了

生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力或代償功能后，都將造成其結(jié)構(gòu)破壞，功能受阻，正常的生

態(tài)關(guān)系被打亂以及反饋自控能力下降等狀態(tài)。

12.生態(tài)危機——由于人類盲目活動而導致局部地區(qū)甚至這個生物圈結(jié)構(gòu)和功能的

失衡，從而威脅道人類生存。

思考題

1.生態(tài)系統(tǒng)的基本特征是什么？

答：1）生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)的功能；2）生態(tài)系統(tǒng)是開放的“自持系統(tǒng)”；

3）是一個動態(tài)功能系統(tǒng)；4）生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征；5）營養(yǎng)級的數(shù)

量通常不超過5—6級。

2.生態(tài)系統(tǒng)食物鏈內(nèi)部特征是什么？

答：食物鏈的長度通常不超過6個營養(yǎng)級，最常見的4—5個營養(yǎng)級，因為能

量沿食物鏈流動時不斷流失；食物鏈越長，最后營養(yǎng)級位所獲得的能量也越少。因

為從起點到終點經(jīng)過的營養(yǎng)級越多，其能量損耗也就越大；食物鏈或食物網(wǎng)的復雜

程度與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接相關(guān)；生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈不是固定不變的，它不僅

在進化歷史上有改變，在短時間內(nèi)也會發(fā)生變化。

3.食物鏈和食物網(wǎng)的生態(tài)學意義。

答：食物鏈是生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)；生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循

環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進行的；食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)

移、積累的原理和規(guī)律C

4.能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的特點。

答：1.能流在生態(tài)系統(tǒng)中和物理系統(tǒng)中不同；2.能流是單向流；3.能量在生態(tài)系

統(tǒng)內(nèi)流動的過程是不斷遞減的過程；4.能量在流動中質(zhì)量不斷提高。

5.氣體型物質(zhì)循環(huán)與沉積型物質(zhì)循環(huán)有哪些異同？

答：共同點：氣體型物質(zhì)循環(huán)與沉積型物質(zhì)循環(huán)都是在水循環(huán)的推動下完成的。

不同點：氣體型循環(huán)物質(zhì)來源充沛，循環(huán)速度快，具有明顯的全球性，循環(huán)性

能最完善。沉積型循環(huán)循環(huán)速度慢，時間長，全球性不明顯，循環(huán)性不完善。

6.能量金字塔不會出現(xiàn)倒置的原因。

答：能量金字塔是利用營養(yǎng)級所固定的總能量值的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔c

生態(tài)系統(tǒng)的能流是單向的，從一個營養(yǎng)級到另一個營養(yǎng)級，能量的傳遞效率是10%

-20%,因此，每一個后繼營養(yǎng)級大約只是前一營養(yǎng)級的1/10-1/5那么大，所以

能量金字塔不會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象，反應了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能流從高到低變化的本族。

論述題

1.什么是生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機制？反饋調(diào)節(jié)機制的存在有何意義？

答：生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機制是指當系統(tǒng)中每一成分發(fā)生變化時，它必然會引

起其他成分出現(xiàn)一系列的相應反應，這種變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那

種成分的過程。包括正、負反饋兩種類型。正反饋作用是使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)

或穩(wěn)態(tài)，結(jié)果不是抑制而是加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化。負反饋隹用是

能夠使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持平衡和穩(wěn)定，結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成

分所發(fā)生的變化。

反饋調(diào)節(jié)機制的存在意義：地球和生物圈是一個有限的系統(tǒng)，其空間。資源都

是有限的，所以應該考慮用負反饋來管理生物圈及其資源，使其能成為長久的為人

類謀福利的系統(tǒng)。

2.生態(tài)系統(tǒng)有哪些主要成分，它們是如何構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的？

答：任何一個生態(tài)系統(tǒng)由非生物環(huán)境和生物成分的生產(chǎn)者、消費者和分解者四類組

成。

非生物環(huán)境包括能源（太陽能等能源）、氣候（溫度、濕度、風和雨雪等）、基

質(zhì)和介質(zhì)（巖石、土壤、空氣等）、物質(zhì)代謝原料（包括物質(zhì)循環(huán)中的各種無機

物如氧、二氧化碳及蛋勺質(zhì)、糖類、等有機化合物）。生產(chǎn)者是能以簡單的無機

物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物，主要是綠色植物、藍綠藻和能進行光合作用的細菌。生

產(chǎn)者所制造的有機物是消費者和分解者唯一的能量來源，是生態(tài)系統(tǒng)中最基本和最

關(guān)鍵的成分。消費者是以其他生物為食的各種異養(yǎng)動物，依食性的不同，可分為：

①草食動物；②肉食動物；③雜食動物；④寄生生物和腐食消費者。分解者是把動

植物殘體的復雜有機物分解為生產(chǎn)者能利用的簡單化合物，并釋放能量的導養(yǎng)生

物。

生態(tài)系統(tǒng)的這四個基本成分，在能量獲得和物質(zhì)循環(huán)中各以其特有的作用而相

互影響，互為依存，通過復雜的營養(yǎng)關(guān)系而緊密結(jié)合為一個統(tǒng)一整體，共同組成了

生態(tài)系統(tǒng)這個功能單元C生物成分是生態(tài)系統(tǒng)的核心，綠色植物則是核心的核心，

因為綠色植物既是系統(tǒng)中其它生物所需能量的提供者，同時又為其它生物提供了棲

息場所。而且，就生物對環(huán)境的影響而言，綠色植物的作用也是至關(guān)重要的。正因

為如此，綠色植物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用始終是第一位的。生態(tài)系統(tǒng)中還原者

的分解作用使物質(zhì)循環(huán)得以進行，否則，生產(chǎn)者將因得不到營養(yǎng)而難以生存和保證

種族的延續(xù)，地球表面也將因沒有分解過程而使動植物尸體堆積如山。因此一個獨

立發(fā)生功能的生態(tài)系統(tǒng)至少應包括非生物環(huán)境，生產(chǎn)者和還原者三個組成成分。

3.自然生態(tài)系統(tǒng)是如何維持動態(tài)平衡的？

答：生態(tài)系統(tǒng)邛衡的調(diào)苦主要是通過系統(tǒng)的反饋機制，具體來說是通過負反饋機制

的抵抗力和恢復力來實現(xiàn)的。

1）反饋機制：當系統(tǒng)中每一成分發(fā)生變化時，它必然會引起其他成分出現(xiàn)一

系列的相應反應，這種變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分的過程。包

括正、負反饋兩種類型。其中負反饋作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持平衡和穩(wěn)

定，

結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。負反饋調(diào)節(jié)作用的意義

就在于通過自身的功能減緩系統(tǒng)內(nèi)的壓力以維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2）抵抗力是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外干擾并維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能原狀的能力，是維持

生態(tài)平衡的重要途徑之一。抵抗力與系統(tǒng)發(fā)育階段狀況有關(guān)，其發(fā)育越成熟，結(jié)構(gòu)

越復雜、抵抗外干擾的能力就越強。

3）恢復力是指生態(tài)系統(tǒng)遭受外干擾破壞后，系統(tǒng)恢復到原狀的能力。生態(tài)系

統(tǒng)恢復能力是由生命成分的基本屬性決定的，即生物頑強的生命力和種群世代延續(xù)

的基本特征所決定。所以，恢復力強的生態(tài)系統(tǒng)，生物的生活世代短，結(jié)構(gòu)比較簡

單。

4.為什么說一個復雜的食物網(wǎng)是使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定的重要條件？

答：生態(tài)系統(tǒng)中各種食物鏈并不是孤立的，它們往縱橫交織，緊密結(jié)合在一

起，形成復雜的多方向的相互聯(lián)系的網(wǎng)，叫做食物網(wǎng)。食物網(wǎng)從形象上反映了生態(tài)

系統(tǒng)內(nèi)各生物有機體之間的營養(yǎng)位置和相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不是固

定不變的，如果食物網(wǎng)中某一條食物鏈發(fā)生了障礙，可以通過其他的食物鏈來進行

必要的調(diào)整和補償。有時營養(yǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上某一環(huán)節(jié)發(fā)生了變化，其影響會波及整個

生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)通過食物營養(yǎng)，把生物與生物、生物與非生物環(huán)境有機地結(jié)合

成一個整體。當生物種類豐富，食物網(wǎng)也越復雜時，不同食物鏈上的調(diào)整和補償作

用就越明顯，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。因此復雜的

食物網(wǎng)是維持著生態(tài)系統(tǒng)的平衡重要條件。

七、選用教材和主要參考書：

選用教材：

《環(huán)境生態(tài)學導論》盛連喜主編，高等教育出版社

主要參考書：

李俊清，九十年代生態(tài)學的重要觀點，生態(tài)學雜志，1995,14(1):72-75.

李博等.生態(tài)學.北京：高等教育出版出版社.2004

劉明光，中國自然地理圖集.2版.北京：中國地匆出版社，1998.

鄧南圣，吳峰.工業(yè)生態(tài)學一理論與應用.化學工業(yè)出版社，2002.

八、教學主要內(nèi)容及教學安排：

第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.主要內(nèi)容：生態(tài)系統(tǒng)的組成與物種結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和時空結(jié)構(gòu)。

2.基本概念和知識點：生態(tài)系統(tǒng)的組成（生物部分：生產(chǎn)者、消費者、分解者，

非生物部分），生態(tài)系統(tǒng)的物種結(jié)構(gòu)（關(guān)鍵種，冗余種），生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

（食物鏈、食物網(wǎng)）生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。

3.問題與應用（能力要求）：了解生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)。

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

1.主要內(nèi)容：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)特點；

2.基本概念和知識點：生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)、次級生產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（方

向單一、逐級遞減、質(zhì)量提高），生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（水循環(huán)、氣體型循環(huán)、

沉積型循環(huán)），周轉(zhuǎn)率，有毒物質(zhì)循環(huán)的特點，任態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞（物理信息、

化學信息、行為信息、營養(yǎng)信息），生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)（反饋調(diào)節(jié)、生態(tài)平衡）。

3.問題與應用（能力要求）：了解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)特點。

第三節(jié)世界主要生態(tài)系統(tǒng)的類型

1.主要內(nèi)容：世界主要生態(tài)系統(tǒng)的類型及其主要特征；

2.基本概念和知識點：森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)、河流生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)

系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)；

3.問題與應用（能力要求）：比較世界主要生態(tài)系統(tǒng)的類型。

（三）課后練習

1.生態(tài)系統(tǒng)有哪些主要組成成分，它們是如何構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的？

2.什么是食物鏈、食物網(wǎng)和營養(yǎng)級？食物鏈包括哪些類型，在生態(tài)系統(tǒng)中有什么

意義？

3.什么是負反饋調(diào)節(jié)，它對維護生態(tài)平衡有什么指導意義？

4.測定初級生產(chǎn)量的主要方法。

5.概括出生態(tài)系統(tǒng)次級生產(chǎn)過程一般模式。

6.提出一個普適生態(tài)系統(tǒng)能流模型。

7.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞主要有哪幾種類型?

8.地球生態(tài)系統(tǒng)可以分為哪些主要類型？

云南民族大學教案

第五章生態(tài)系統(tǒng)服務

一、本章授課時間：2014年5月授課學時：6

二、本章授課教師姓名：李文義職稱：助教

三、本章教學目標和學習要求：

1.掌握生態(tài)系統(tǒng)服務的定義、生態(tài)系統(tǒng)服務功能的主要內(nèi)容；

2.熟悉生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的主要特征；

3.了解全球主要生態(tài)系統(tǒng)類型服務的功能價值。

四、教學重點、難點：

教學重點：

1.生態(tài)系統(tǒng)服務（光合作用、生物降解等），生態(tài)系統(tǒng)服務的研究進展；

2.生態(tài)系統(tǒng)服務功能的主要內(nèi)容：有機質(zhì)的生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品、生物多樣性的

產(chǎn)生與維護、調(diào)節(jié)氣候、減緩災害、維持土壤功能、傳粉播種、控制有害生物、凈

化環(huán)境、感官、心理和精神益處、精神文化的源泉；

3.生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的特征，生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的分類：幾種分類系統(tǒng),

生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值類型及其內(nèi)涵，生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的評估方法；

4.全球生態(tài)系統(tǒng)服務的價值、中國生態(tài)系統(tǒng)服務的價值、中國與全球生態(tài)系統(tǒng)服

務的價值比較、中國生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分布規(guī)律。

教學難點：

生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

五、結(jié)合教學內(nèi)容選擇的主要教學方法和教學手段：

多媒體、引入主題、啟發(fā)討論、課外研究性學習

六、布置的作業(yè)及復習思考題：

名詞解釋：

1.生態(tài)系統(tǒng)服務一是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成的及所維持的人類賴以存的自

然環(huán)境與效用。

2.選擇價值——是指個人和社會對生物資源和生物多樣性潛在用途的將來利用，這

種利用包括直接利用、間接利用、選擇利用和潛在利用。

3.遺產(chǎn)價值——是指當代人為將來某種資源保留給子孫后代而自愿支付的費用，或

當代人為他們的后代將來能受益于某種資源存在的知識而自愿支付其保護費用。

4.存在價值/內(nèi)在價間——是指人們?yōu)榇_保某種資源繼續(xù)存在(包括其知識存在)而

自愿支付的費用。

5.綠色國民賬戶一即在GDP中扣除由于經(jīng)濟增長造成自然資源消耗、生態(tài)環(huán)境破

壞的直接經(jīng)濟損失，以及為恢復生態(tài)平衡、挽回資源損失而必須支付的經(jīng)濟投資而

形成的環(huán)境與經(jīng)濟綜合核算體系°

思考題

1.生態(tài)系統(tǒng)服務功能的主要內(nèi)容。

答：生態(tài)系統(tǒng)服務功能的主要內(nèi)容包括有機質(zhì)的生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品；生物多樣性

的產(chǎn)生與維護；調(diào)節(jié)氣侯；減緩災害；維持土壤功能；傳粉、傳播種子；控制

有害生物；凈化環(huán)境；感官、心理和精神益處；精神文化的源泉。

2.生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的特征