湖北大学生命科学学院
《生态学原理》教学大纲
一、 课程简介
《生态学原理》是生态学专业研究生及其它相关专业研究生必选课程之一。我校从1992年开设本课程，经过建设现为湖北大学生态专业研究生主干课程及精品课程。
生态学原理课程主要从个体、种群、群落、生态系统和生物圈等不同层次上分析生物与环境之间的关系方式，通过理论推介、案例剖析，使学生掌握生态学的基本原理包括基本知识体系和思想方法，形成宏观的生态思维，提高对当前资源和环境问题的认识能力和把握水平，同时通过这些基本原理把握在实践中的应用。
二、教学目的和基本要求
通过该课程的学习，使学生全面、系统地掌握生态学的基本原理，并形成生态观，把握生态学认识生命世界、认识生态环境的特殊视角和解决相关问题的基本方法和思路，正确运用现代生物技术去开发生物资源、维护生态安全、管理自然环境。同时兼有大众生态思维和行为的教育，推进政府部门在管理中行为中具有生态学思维。
生态学原理的理论课教学应注意把具体的生态学知识融合到整体的生态思想和理论中，突出对学生系统观、动态观、时空尺度观等生态思维方式的培养；实践课程教学中应注意培养学生的基本实验技能，提高分析和解决实际问题的能力；学生在未来的社会事物中应有勇于宣传、参与、推进社会及政府工作中的生态思维。
二、 主要教学方法和教学手段
（一）教学方法
1. “TOREPIE”模式教学。以题目引导(Topic—elicitation)---研究拓展(Research—development)---课堂展示(Presentation)---师生互动(Interaction)---综合评价(Evaluation)五个阶段的研究生教学新模式。
2.实践的方法。 学生和老师共同提出实践问题作为实践项目，通过查找资料写出实践方案包括调查和实验，评价可行性，然后具体实施；数据收集整理，结果分析，课堂展示并讨论；对实践结果进行论文撰写。
（二）教学手段
1. 多媒体技术的应用：要求采用自己制作多媒体课件进行教学；
2. 课堂讨论：学生讨论问题时，教师发挥主导作用，防止空泛议论；及时启发导向，不使讨论偏离中心议题。
3. 专题讲座：在教学之余，鼓励学生参加本院校的学术交流和国内外学术交流活动。
三、 主要教学内容和课时分配
学时安排：总学时54，每周3学时，在每学年第一学期授课（9月至2月）
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教 学 内 容（写明章、节扼要内容） |
教学 时数 |
教学形式 |
课后学习要求 |
备注 |
课堂教学部分 |
第一讲 绪论 生态学概念/来源/发展/文献 |
3 |
讲授 |
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第二讲 生态学前沿问题探究1：全球变化 |
3 |
讲授 |
文献查阅 |
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生态学热点研究领域2：生物多样性等 |
3 |
研究拓展/展示 |
文献查阅 |
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生态学热点研究进展3：环境污染等 |
3 |
研究拓展/展示 |
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第三讲 个体生态学：生物与环境关系原理 |
3 |
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第四讲 种群生态学1：种群基本概念/结构/原理 |
3 |
讲授/讨论 |
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种群生态学2：种群动态/模型/竞争/生态位原理 |
3 |
讲授/讨论 |
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第五讲 群落生态学1：群落组成/结构 |
3 |
讲授/讨论 |
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群落生态学2：群落动态/分类 |
3 |
研究拓展/展示 |
文献查阅 |
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第六讲 生态系统：生态系统结构/原理 |
3 |
研究拓展/展示 |
文献查阅 |
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第七讲 生态系统：GAIA理论 |
3 |
讨论 |
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第八讲 生态系统：基本原理 |
3 |
讲授 |
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第九讲 生态系统功能1：物种流/能量流 |
3 |
讲授/讨论 |
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生态系统功能2：物质循环/价值流 |
3 |
讨论 |
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第十讲 生态系统类型及管理 |
3 |
讨论 |
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实践部分 |
在第2-3周拟定实践题目，查找资料、设计方案、调查、实验。 |
3 |
实践调查和实验 |
文献查阅 |
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数据整理分析及成果展示 |
3 |
展示、讨论 |
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论文写作 |
3 |
评价 |
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总结复习 |
3 |
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四、 课堂教学章节内容要点提示
第一部分 生态学的定位和方法论
第一章 绪论
作为绪论部分是对生态学科整个知识体系的介绍，也是对各生态学模块轮廓的介绍。
一、 生态学的定义、来源
介绍生态学的概念。应包括不同作者的定义，但应该对最为简单的、最为广泛采用的定义有肯定的赞同。
二、 生态学历史、对象与范围
简单介绍生态学的发展历史，以及在各个阶段的研究的中心内容。重点介绍生态学的研究对象。在范围部分，介绍普通生态学各个部分（或模块）的构成与基本内容。这一部分不可缺少，虽然可能与后面章节重复，但是这是必要的，可以使学生或者读者了解通盘情况。
三、生态学的研究历史及成就
介绍生态学学科的分支情况和与其它科学体系的交叉的情况。
五、 生态学的研究方法及重要国内外期刊及网站介绍
六、 国内外著名生态学家介绍
第二部分 个体生态学
第二章 个体生态学：生物与环境
一、 环境、生态因子及其类别
非生物因子与生物因子；其他环境因子分类；注意环境学与生态学中“环境”概念上的差异（范围、含义的限定）。
二、生态因子作用特征
生态因子的作用特点：综合性、适应组合；非等价性，主导因子；不可替代性与互补性
三、生态因子作用的基本原理：最小因子法则；耐受性法则；限制因子和限制作用；大环境和小环境；
四、 生物环境因子适应的基本原理应
（一）、生物对环境适应
生物对环境的适应一般原则表现为3个方面：① 形态适应；② 生理适应：驯化；内稳态机制；③ 行为适应：休眠、迁徙、滞育等。
应该说明的是由于环境和生物复杂多样且相互作用，不同生物不可能有完全一致的适应原则和模式，所说的适应也是多样性的。
（二）、生物对环境的适应机制
趋同适应与生活型；趋异适应与生态型
五、 生物与能量环境的生态关系及生物引种、农作物种植的基本原理
生物与光的生态关系
一、 陆生环境中的光因子
光在时间和空间的上的分布特点；
光强度对植物的生态影响：阳性植物、阴性植物； 光补偿点、饱和点；
光照强度对动物的影响
光的周期性变化对动物和植物的生态效应
二、水生环境的光因子
水体光的分布特点；水生生物对光的适应
生物与温度的生态关系
温度也是最重要的生态因子之一，由于温度作用的不可回避的特点，所以对生物的适应和进化来说都是最为重要的。
一、温度的分布特征与生态意义
温度的分布特征；温度的生态意义：代谢；分布
二、温度对生物分布和生命活动的影响
l 极端低温/高温对生物的影响；
l 生物表现的形态适应：动物的形态适应：BERGMAN规律；ALLEN规律等
l 生物表现的生理适应：极端高温对生物的影响与生物的生理适应
l 生物表现的行为适应
l 温度与生物的发育：（1）有效积温；（2）物候
生物与水的生态关系
一、 水的分布与水因子的生态意义
水的理化性质；水陆环境的主要差异； 水的生态意义（组份，代谢介质，分布，形态塑造）
二、生物对水因子的适应
水、陆生植物对水因子的适应：水生植物，陆生植物；
动物对水因子的适应：水生动物的渗透压调节，陆生动物对干旱的适应；
适应组合：以陆生炎热干旱地区的动物、植物为例说明适应组合的概念，又可以作为这一部分内容的小结。
生物与土壤及其它生态因子
一、生物与土壤的生态关系
土壤的生态意义；土壤的物理性质对生物的影响；土壤的化学性质对生物的影响；土壤环境与动物的适应
二、生物与大气的生态关系
大气的成分构成及其生态效应；氧与生物；二氧化碳的生态作用
三、生物与火的生态关系
火烧的影响及其生态作用；植物/动物对火因子的适应
四、人类活动对生物的影响
人类活动对生物的积极意义：（1）人工选择；（2）伴人适应与进化
人类活动对环境因子的改变：生态破坏与环境污染
第三部分 种群生态学
第一节 种群及种群的结构
一、种群的概念
种群的定义、种群在不同学科中的称谓。种群定义所表现的时空、遗传和数量特征。
二、种群的结构参数
大小与密度，种群的分布及种群分布格局的判断，单体生物与构件生物，构件，年龄结构，性比
第二节 种群动态
重点放在种群的增长模型，尤其是指数模型和逻辑斯谛模型。
一、生命表与种群动态参数
n 生命表的编制，静态生命表与动态生命表，生命表的分析；
n 研究种群动态的参数：种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率，周限增长率；
n 生存曲线。
二、 种群动态的模型研究
指数增长模型；LOGISTIC增长模型；与密度有关的不连续增长模型；具时滞效应的、与密度有关的不连续增长模型；
三、自然种群的数量变化
季节性增长；周期性波动；种群大爆发与种群的灭亡
四、种群调节
种群调节概念；种内竞争；动物与植物种内竞争的差异；种群调节各学说简介与评价
五、复合种群
符合种群的概念，复合种群理论意义与应用
六、 种群的进化
第一节 基本概念和原理
一、 种、种群和进化
二、 遗传和变异
三、 哈迪—魏伯格原理
第二节 生物的进化要素
一、 突变和重组
二、 自然选择
三、 基因流动
四、 随机遗传漂变
第三节 物种的形成
一、物种形成过程
二、物种的形成方式
七、 生活史对策
第一节 资源的获取与配置
一、资源的获取
二、资源的配置与取舍
第二节 生活史对策
一、r和K对策
二、C、S和R对策
第三节 生活史与适应对策
体型效应，滞育，迁徙
八、 种间种内关系
种间关系是种群生态学的重要部分。其中以种间竞争、捕食关系最为重要，因为这两部分内容与种群的动态有密切关系，此外对于种群研究方法也应作重点介绍。
第一节 种间竞争
a) 种间竞争模型
Lotka-Voltarra模型；Tilman模型
b) 竞争排斥原理
c) 生态位理论
d) 自然种群的种间竞争表现
第二节 捕食关系
一、 捕食关系的概念：广义与狭义的概念
二、 种间竞争模型；Lotka-Voltarra捕食模型
三、 自然界捕食关系的表现
四、 捕食关系在生物控制中的作用：Holling反应的应用
第三节 寄生关系
一、有关寄生的各种概念：寄生、拟寄生、内/外寄生
二、寄生作用与协同进化
第四节 其它种间关系
第五节 种内关系及行为生态学
一、 植物种群的密度效应
最后产量恒值法则与-3/2自疏法则
二、 动物种群的各类社会行为及其生物学意义
啄序；社群等级；领域行为；行为的适应性和遗传性；家系选择和集团选择；
第四部分 群落生态学
九、 群落的组成与结构
第一节 群落的概念与群落的结构
一、 生物群落的概念和基本特征
二、群落的物种组成
物种的不同性质：优势种、建群种等；物种多样性
三、群落的结构特征
群落的时间特征；群落的空间特征；群落的营养结构；
第二节 群落的结构特征分析
一、 群落的结构单元
生活型及其划分； 层片及其划分
二、 垂直结构与水平结构
三、群落的外貌与季相，
四、群落交错区：边缘效应
五、影响群落的结构的要素
竞争；捕食；干扰；空间异质性；
六、岛屿生物学现象，岛屿生态与自然保护
十、 群落的动态
本节的重点在于群落演替，有关群落演替的理论可作一般性的介绍，强调不同学派的看法。
第一节 群落短期动态
一、昼夜变化
二、季节变化与年变化
第二节 群落的演替
一、 群落演替的概念
演替的定义；影响演替的内、外因素分析
二、群落演替的类型划分
原生演替与次生演替；演替的其它划分方法与类型
三、三种不同的演替顶级理论
十一、 群落的分类与排序
本章主要介绍群落分类的单位及其意义，排序作为分类的手段，简单介绍其方法即可。
第一节 群落的分类
一、植物群落的分类单位
二、植物群落的命名
简单介绍三大学派对群落的分类差异
第五部分 生态系统生态学
第一节 生态系统的概念
一、生态系统的定义
二、生态系统的特征
第二节 生态系统的组成成分
一、生态系统的非生物成分
二、生态系统的生物成分
第三节 生态系统的营养结构基本原理
一、三大功能类群
二、食物链和食物网
三、营养级和生态金字塔
十二、 生态系统的物质生产与能量流动
生态系统的功能特征表现在生物生产、物质循环、能量流动和信息传递几个方面。建议将物质生产和能量流动一起讲述。
第一节 生态系统的生产
一、初级生产的相关概念
生产力、生产量与生物量
二、初级生产的测定
三、初级生产的影响因素
四、不同生态系统的初级生产
第二节 次级生产
一、生态系统中的次级生产
二、次级生产过程与测定
三、陆地和海洋中动物的次级生产量
第三节 生态系统的物质分解
一、 生态系统中物质分解的概念
二、 分解过程与生物
三、 影响物质分解的因素
第四节 能量流动
一、生态系统的能量流动
能流及相关概念；生态系统中的能流规律
二、生态系统能量流动分析及模型
十三、 生态系统的物质循环
第一节 生态系统中的物质循环的概念
生物地球化学循环及相关概念
第二节 物质循环的类型及特点
一、水循环
二、碳循环
三、氮循环
四、其他循环
第三节 生态系统的调控
一、 生态系统的动态
二、 生态系统的平衡
十四、 地球上主要生态系统的分布与类型
该部分的内容，有的在群落生态部分中介绍，有的在生态系统中介绍。建议在生态系统部分中介绍。采用多媒体教学方式，进行介绍。
第一节 陆地生态系统分布的基本规律
一、地生态系统分布的水平地带性规律
二、陆地生态系统分布的垂直地带性规律
三、地形对植被分布的影响
第二节 世界主要生态系统的类型与分布
一、 森林生态系统
二、 草原生态系统
三、 荒漠生态系统
四、 农田生态系统
五、 城市生态系统
第六部分 应用生态学
十五、 生态系统的服务、生态健康与生态管理
第一节 生态系统服务
一、 生态系统服务的概念及意义
二、 生态系统服务的价值及其评估
第二节 生态系统的健康
一、 生态系统健康的概念及意义
二、 生态系统健康的评价
第三节 生态管理
一、 生态管理的基本单位是生态系统
二、 生态管理的目标是维护生态健康
十六、 人类对生物地球化学循环的影响与环境污染
第一节 全球变暖与温室效应
第二节 臭氧层破坏
第三节 污染问题
十七、 人口与资源
第一节 人口的增长与调控
第二节 资源的特征与资源问题
第三节 农业生产与农业生态
第四节 生物多样性及其保育
十八、 收获理论与病虫害防治
第一节 最大持续产量
第二节 有害生物的防治
五、教材及参考书目
（一）推荐教材：
1. 孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编，普通生态学。高等教育出版社，1992.
2. 李博主编，生态学。高等教育出版社，1999.
3. 孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如，基础生态学。高等教育出版社，2002.
（可从以上三本教材选择，其中第一本较适合环境科学类专业，第二本适合生物类非生态学专业，第三本适合生物类生态学专业）
（二）推荐学生学习用书：
1. 麦肯齐等著，孙儒泳等译，2000. 生态学（中译本，第二版）。科学出版社。
2. Robert Ricklefs著，孙儒泳等翻译，2004. 生态学（第五版，中译本）。高等教育出版社。
3. 孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编，普通生态学。高等教育出版社，1992.
4. 段昌群主编，2004. 生态科学进展（第一卷）。高等教育出版社
4. 段昌群主编，2006. 生态科学进展（第二卷）。高等教育出版社
5. 段昌群主编，2006. 生态约束与生态支撑 ---- 生态环境问题与经济社会互动关系的案例分析。科学出版社
6 李博主编，生态学。高等教育出版社，1999.
7. 孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如，基础生态学。高等教育出版社，2002.
8. 周晓峰主编，1999. 中国森林与生态环境。北京：中国林业出版社。
9. 任海，彭少麟，2001. 恢复生态学导论。北京：科学出版社。.
10. Walter Larcher （翟志席、郭玉海等译），1997. 植物生理生态学。北京：中国农业大学出版社。
11. Barbour M.G., Burk J.H., Pitts W.D., Gilliam F.S. and Schwartz M.W. 1999. Terrestrial Plant Ecology. Addison Wesley Longman Inc.
（三）教师备课参考用书：
1. Annual Review of Ecology and Systematics
2. Kristina Vogt, John Gohn Gordon and John Wargo (欧阳华，王政权等译)，2002. 生态系统 —— 平衡与管理的科学。北京：科学出版社。
3. Walter Larcher （翟志席、郭玉海等译），1997. 植物生理生态学。北京：中国内业大学出版社。
4. 蔡晓明，2000. 生态系统生态学。北京：科学出版社。
5. 曹凑贵主编，2002. 生态学概论。北京：高等教育出版社。
6. 段昌群，2001. 生态学教学理论探索与实践 —— 21世纪大学生态学教学内容优化与课程体系建设。北京：高等教育出版社。
7. 方精云主编，2000. 全球生态学 —— 气候变化与生态响应。北京：高等教育出版社和SPRINGER出版社。
8. 戈峰，2002. 现代生态学。北京：高等教育出版社。
9. 蒋先军，骆永明，赵其国。土壤重金属污染的植物提取修复技术及其应用前景。农业环境保护，2000，19（3）：179~183
10. 李博主编，1999. 生态学。北京：高等教育出版社。
11. 林鹏，1985. 植物群落生态学。上海：上海科技出版社。
12. 姜汉侨，段昌群，杨树华，苏文华，王崇云，2004. 植物生态学。北京:高等教育出版社。
13. 沈德中。污染环境的生物修复。北京：化学工业出版社，2002，P311-P319
14. 宋永昌，2002. 植被生态学。上海：华东师范大学出版社。
15. 孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌，1993. 普通生态学。北京：高等教育出版社。
16. 孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如，2002. 基础生态学。北京：高等教育出版社。
17. 祝廷成，钟章成，李建东，1988. 植物生态学。北京：高等教育出版社。
18. 孙儒泳，尚玉昌、李庆芬，党承林主译，2004.生态学（第五版）（The Economy of nature,2001）.北京：高等教育出版社
19. 麦肯齐等著，孙儒泳等译，2000. 生态学（中译本，第二版）。科学出版社。
20. Robert Ricklefs著，孙儒泳等翻译，2004. 生态学（第五版，中译本）。高等教育出版社。
21. 孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编，普通生态学。高等教育出版社，1992.
22. 段昌群主编，2004. 生态科学进展（第一卷）。高等教育出版社
23. 段昌群主编，2004. 生态科学进展（第二卷）。高等教育出版社
24. Manuel C., Molles 2000. Ecology: concepts and applications (影印版)，北京：科学出版社
25. Charles J. Krebs. 2002. Ecology。(影印版)，北京：科学出版社