《环境生态学》课程教学大纲
课程编号:080662B
课程类型:□通识教育必修课□通识教育选修课
□专业必修课
□学科基础课
总学时:32讲课学时:32实验(上机)学时:
学分:2
适用对象:环境工程,
先修课程:
一、教学目标
环境生态学属于环境科学、环境工程等专业本科生的专业方向课。环境生态学是生态学的一个分支,是伴随着环境问题的出现而产生和发展的新兴的综合性学科,是一门运用生态学理论,研究人为干扰下,生态系统内在的变化机制,规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建和保护对策的科学。该课程注重生态学基本原理与实际应用的结合,介绍了生态学的基本理论,重点介绍生态系统生态学;阐述了生态系统服务、人为干扰对生态系统的损伤、生态恢复、生态系统管理及可持续发展理论等。
目标1:了解受损生态系统变化,掌握生态系统的演替规律以及修复对策,掌握生态系统管理和可持续发展理论。
目标2:掌握生态学的基础知识,在了解生态学基本原理的基础上,能够形成生态学的学科思维、学科视野和学科方法论。
目标3:能够运用生态学理论,保护和合理利用自然资源,治理被污染和被破坏的生态环境,恢复和重建受损的生态系统,实现保护环境与发展经济的协调,以满足人类生存和发展的需要。
二、教学内容及其与毕业要求的对应关系
本课程粗略介绍环境生态学的形成过程、发展趋势以及生态系统管理和可持续发展理论。精讲生物与环境、生态系统生态学、生态系统服务、环境污染的监测与评价等内容。
教学方法和手段:讲授和案例讨论相结合,综合运用多媒体(图形、动画、视频等手段)技术,突破重难点内容。并利用课后作业,加深学生对所学内容的巩固与理解。
该课程可支撑一下两方面毕业要求的实现:
(2)能够应用本学科基本原理、方法对本专业领域及相关领域问题进行判断、分析和研究,提出相应对策和建议,并形成解决方案;
(5)具有团队协作意识,能够在本学科及多学科团队活动中发挥个人能力,并能与其他成员进行协调合作;
三、各教学环节学时分配
教学课时分配
四、教学内容第一章绪论
第一章绪论
第一节环境生态学的定义及其形成与发展
1.主要内容:环境问题的产生与演变,环境生态学的定义及其发展。
2.基本概念和知识点:环境生态学,人类社会的发展与环境问题的产生及演变,环境生态学的形成与发展。
3.问题与应用(能力要求):认识当今世界环境问题产生的根源。
第二节环境生态学的研究内容与学科任务
1.主要内容:环境生态学的研究内容与学科任务;
2.基本概念和知识点:环境生态学的研究内容、环境生态学的学科
任务及发展趋势;
3.问题与应用(能力要求):了解环境生态学的主要研究内容与任务。
第三节环境生态学与相关学科
1.主要内容:生态学、环境生态学、环境科学的研究对象与发展简史;
2.基本概念和知识点:生态学、生态学的研究对象及其发展简史、生态学的分支学科;环境科学、环境科学的研究内容与分支学科、
恢复生态学、生态经济学、环境经济学、污染生态学、人类生态
学;
3.问题与应用(能力要求):比较生态学、环境生态学与环境科学的研究对象差异。
思考题:1、2、4
第二章生物与环境
第一节地球上的生物
1.主要内容:生命的产生与进化、生物多样性与盖雅假说;
2.基本概念和知识点:生物的起源、生物种的概念、生物的协同进化(昆虫与植物、大型草食动物与植物、互惠共生物种、协同适应系统)、生物多样性(概念、影响因素)、盖雅假说(地球上所有生物都起着调控作用、地球生态系统保持稳定性、地球本身是进化系统、地球系统是有机整体、地球生理学是地球进化的方式);
3.问题与应用(能力要求):了解生命产生与进化的过程和盖雅假说的主要论点。
第二节环境的概念及其类型
1.主要内容:环境的主要类型及环境因子的分类;
2.基本概念和知识点:环境(地球环境或地理环境)、环境的类型、环境因子的分类;
3.问题与应用(能力要求):了解环境的主要类型。
第三节主要环境因子的生态作用
1.主要内容:光照、温度、水分、土壤因子的生态作用及其生物的适应;
2.基本概念和知识点:光因子的生态作用(光照强度、光质、光周期)、温度因子的生态作用及生物的适应(温度的“三基点”、有
效积温法则、极端温度对生物的影响、变温对生物的影响)、水
因子的生态作用及生物的适应(水的重要作用,水对动植物发育、
数量和分布的影响,动植物的适应)、土壤因子的生态作用及生
物的适应(聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物)。
3.问题与应用(能力要求):主要环境因子的生态作用及其生物的
适应规律。
第四节生态因子作用的一般规律
1.主要内容:生态因子作用的一般特征和限制性作用;
2.基本概念和知识点:生态因子、生态因子作用的一般特征(综合作用、主导因子作用、直接和间接作用、阶段性作用、不可替代
性和补偿性作用)、生态因子的限制性作用(限制因子、最小因
子定律、耐受性定律);
3.问题与应用(能力要求):能够理解和运用生态因子作用的一般特征和限制性作用规律。
思考题:4、5、7
第三章生物圈中的生命系统
第一节生命系统的层次
1.主要内容:生态学与生命系统的层次;
2.基本概念和知识点:宏观生态学、微生态学和分子生态学,分子、基因、细胞组织、个体、种群、生物群落、生态系统;
3.问题与应用(能力要求):了解生态学与生命系统的层次。
第二节生物种群的特征及动态
1.主要内容:种群的特征、种群的数量变动及生态对策、种群调节;
2.基本概念和知识点:种群、种群的特征(数量、空间分布、遗传)、种群的增长(种群的群体特征、增长模型)、种群的数量变动及
生态对策(不规则波动、周期性波动、季节波动、暴发、生态入
侵、衰落和灭亡、r-对策、k-对策)、种群调节(气候、生物、
食物、行为、内分泌调节和遗传调节);
3.问题与应用(能力要求):比较r-选择和K-选择理论,指数增长模型和逻辑斯谛增长模型。
第三节种群关系
1.主要内容:种内、种间关系和玛他种群;
2.基本概念和知识点:种内关系(集群,种内竞争:资源利用性竞争、直接竞争)、种间关系(种间竞争:高斯假说、竞争模型、
生态位理论,捕食,寄生与共生),玛他种群(玛他种群理论:
灭绝、重建,在保护生物学中的应用);
3.问题与应用(能力要求):了解生物的种内、种间关系,如何利用玛他种群理论指导濒危动植物的保护。
第四节生物群落
1.主要内容:生物群落的特征、种类组成和结构特点。
2.基本概念和知识点:生物群落(概念、基本特征),生物群落的种类组成(优势种和建群种、亚优势种、伴生种、偶见种),物
种组成的数量特征和综合特征(数量特征:密度、多度、盖度、
频度、高度、重量、体积,综合特征:优势度、重要值、综合优
势比,物种多样性),生物群落的结构(生活型和生长型、垂直
结构、水平结构)。
3.问题与应用(能力要求):了解生物群落的种类组成及其研究意义。
第五节群落组成与结构的影响因素
1.主要内容:外在干扰和生物因素对群落结构的影响;
2.基本概念和知识点:干扰,生物因素(竞争、捕食),岛屿与群落结构(物种数与岛的面积,MacArthur的平衡说);
4.问题与应用(能力要求):群落结构的影响的主要因素。
第六节生物群落的演替
1.主要内容:生物群落的演替理论和生物群落的演替的制约因素;
2.基本概念和知识点:原生演替,次生演替,单元顶级论,多元顶级论,生物群落的演替的制约因素;
3.问题与应用(能力要求):比较生物群落演替的单元顶级论与多元顶级论。
思考题:2、3、5
第四章生态系统生态学
第一节生态系统的结构
1.主要内容:生态系统的组成与物种结构、营养结构和时空结构。
2.基本概念和知识点:生态系统的组成(生物部分:生产者、消费者、分解者,非生物部分),生态系统的物种结构(关键种,冗
余种),生态系统的营养结构(食物链、食物网)生态系统的空
间结构,生态系统的时间结构。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统的组成与结构。
第二节生态系统的基本功能
1.主要内容:生态系统的能量流动和物质循环特点;
2.基本概念和知识点:生态系统的初级生产、次级生产,生态系统的能量流动(方向单一、逐级递减、质量提高),生态系统的物
质循环(水循环、气体型循环、沉积型循环),周转率,有毒物
质循环的特点,生态系统的信息传递(物理信息、化学信息、行
为信息、营养信息),生态系统的调节(反馈调节、生态平衡)。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统的能量流动和物质循环特点。
第三节世界主要生态系统的类型
1.主要内容:世界主要生态系统的类型及其主要特征;
2.基本概念和知识点:森林生态系统、草地生态系统、河流生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统、湿地生态系统、城市生态系
统;
3.问题与应用(能力要求):比较世界主要生态系统的类型。
思考题:1、3、4、5
第五章生态系统服务
第一节生态系统服务的定义与研究进展
1.主要内容:生态系统服务的研究。
2.基本概念和知识点:生态系统服务(光合作用、生物降解等),生态系统服务的研究进展(国外:概念的提出,研究热潮的兴起;
国内:起步较晚,正在探索)。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统服务的研究现状和发展趋势。
第二节生态系统服务功能的主要内容
1.主要内容:生态系统服务功能的主要内容。
2.基本概念和知识点:生态系统服务功能的主要内容:有机质的生产与生态系统产品、生物多样性的产生与维护、调节气候、减缓
灾害、维持土壤功能、传粉播种、控制有害生物、净化环境、感
官、心理和精神益处、精神文化的源泉。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统服务功能的主要内容。
第三节生态系统服务功能价值及其评估
1.主要内容:生态系统服务功能价值的特征,生态系统服务功能价值类型及其内涵,生态系统服务功能价值的主要评估方法。
2.基本概念和知识点:生态系统服务功能价值的特征(整体有用性、空间固定性、用途多样性、持续有用性、共享性、负效益性),
生态系统服务功能价值的分类:几种分类系统,生态系统服务功
能价值类型及其内涵(直接价值、间接价值、选择价值、遗产价
值),生态系统服务功能价值的评估方法(市场定价与替代花费
法、环境偏好显示法、条件价值评估绿色国民经济帐户)。
3.问题与应用(能力要求):认识生态系统服务价值评估的现实意义。
第四节全球主要生态系统类型服务的功能价值
1.主要内容:全球生态系统与中国生态系统服务的价值。
2.基本概念和知识点:全球生态系统服务的价值、中国生态系统服务的价值、中国与全球生态系统服务的价值比较、中国生态系统
服务价值的空间分布规律。
3.问题与应用(能力要求):比较全球与中国生态系统服务的价值。
思考题:1、3
第六章人类对自然生态系统的干扰与生态恢复
第一节干扰与干扰生态学
1.主要内容:干扰的特性与生态学意义,干扰生态学。
2.基本概念和知识点:干扰的定义、干扰的特性、干扰的类型,人为干扰的主要形式,干扰的生态学意义,干扰生态学。
3.问题与应用(能力要求):认识干扰的生态学意义。
第二节退化生态系统的类型及其成因
1.主要内容:退化生态系统的类型、特征及其成因,中国的脆弱生态系统现状。
2.基本概念和知识点:退化生态系统的定义及成因,退化生态系统的类型(裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠及荒漠化、采矿废
弃地、垃圾堆放场、污染水域),退化生态系统的特征(种类组
成、结构、生产力、土壤和小环境、生物之间生态关系的变化等),
中国退化生态系统的现状(占国土总面积比例较大),中国的脆
弱生态系统。
3.问题与应用(能力要求):了解退化生态系统的特征、成因及中国的脆弱生态系统现状。
第三节恢复生态学及其基本理论
1.主要内容:恢复生态学的研究内容、研究进展,恢复生态学的基本理论。
2.基本概念和知识点:恢复生态学、生态恢复、重建、改良、改进、修补、更新、再植,恢复生态学的基本理论:自我与人为设计理
论,生态学理论,生态恢复理论(生态恢复的原则、机理和标准)。
3.问题与应用(能力要求):了解生态恢复在实践中的应用。
思考题:1、3、7
第七章环境污染与生态环境影响评价
第一节环境污染物与毒物
1.主要内容:环境问题的产生与演变,环境生态学的定义及其发展。
2.基本概念和知识点:污染物、毒物,主要环境污染物及其环境毒理学效应(重金属、大气污染物、农药),影响毒作用的主要因
素(环境因素、化学毒物的理化性状、个体因素)。
3.问题与应用(能力要求):认识当今世界环境污染物产生的原因。
第二节环境污染物在生态环境中的迁移和转化
1.主要内容:污染物在生物体内的转化、在食物链中的传递和放大。
2.基本概念和知识点:污染物在生物体内的吸收、分布和排泄(经
消化道吸收、经呼吸道吸收、经皮肤吸收),污染物在生物体内
的转化(降解反应、微粒体外的氧化反应、还原反应、水解反应、
结合反应),污染物在食物链中的传递和放大(重金属的食物链
积累、农药的食物链积累与放大、多氯联苯的食物链积累),生
物富集。
3.问题与应用(能力要求):了解污染物在食物链中的传递和放大过程。
第三节环境污染物的毒理学评价
1.主要内容:环境污染物的毒作用和毒性,污染物毒性的评价方法和毒理学安全评价程序。
2.基本概念和知识点:环境污染物的毒作用,毒物的剂量与毒性,环境污染物毒性的评价方法(一般毒性评价、蓄积毒性评价、亚
慢性毒性和慢性毒性评价、特殊毒性评价),环境污染物的毒理
学安全评价程序(试验前的准备工作、安全性毒理学毒性试验程
序)。
3.问题与应用(能力要求):污染物毒性的评价方法和毒理学安全评价程序。
第四节生态监测与生态环境影响评价
1.主要内容:生态监测的理论依据,生态环境影响评价的程序与方法,生态风险评价原理。
2.基本概念和知识点:生态监测的概念和理论依据,生态环境影响评价的程序及其方法(生态影响评价的程序、生态影响评价的方
法、)生态风险评价原理(内容、程序、方法)。
3.问题与应用(能力要求):生态环境影响评价的程序与方法。
思考题:1、3、5
第八章受损生态系统的修复
第一节受损生态系统的特征
1.主要内容:生态系统受损的主要形式及受损生态系统的基本特征。
2.基本概念和知识点:正向演替、逆向演替,生态系统受损的主要形式(突发性、跃变式、渐变式、间断式、复合式),受损生态
系统的基本特征(物种减少、结构简化、食物网破裂、能量流动
效率降低、物质循环受阻、生产力下降、稳定性降低等)。
3.问题与应用(能力要求):了解受损生态系统的基本特征。
第二节受损生态系统的修复
1.主要内容:几种受损生态系统受损的原因、特点及修复方法。
2.基本概念和知识点:修复,受损森林生态系统的修复(受损的原
因及特点、修复方法),受损草地生态系统的修复(受损的原因及特
点、评估指标),受损河流生态系统的修复(受损的主要方式及影响、修复方法),受损湖泊生态系统的修复(受损原因、修复方法),矿
区废弃地的修复。
3.问题与应用(能力要求):几种受损生态系统的修复方法。
第三节修复技术与生态工程
1.主要内容:生态工程设计的生态学理论依据,生态工程的设计与应用。
2.基本概念和知识点:生态工程,生态工程设计的生态学理论依据(物种共生原理、生态位原理、食物链原理、物种多样性原理、
物种耐性原理、景观生态学原理、耗散结构原理、限制因子原理、
生态因子综合性原理),生态工程的设计与应用,植物修复技术。
3.问题与应用(能力要求):了解生态工程的设计与应用技术。
思考题:1、5
第九章生态系统管理
第一节生态系统管理的内涵
1.主要内容:生态系统管理的定义与基本原则。
2.基本概念和知识点:什么是生态系统管理?生态系统管理的基本原则(整体性原则、动态性原则、再生性原则、循环利用原则、
平衡性原则、多样性原则)。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统管理的基本原则。
第二节生态系统管理的内容及途径
1.主要内容:生态系统管理的主要途径与技术。
2.基本概念和知识点:生态系统管理的数据基础(个体—种群、群落—生态系统、景观、生物圈),生态系统管理的要素,生态系
统管理的主要途径与技术(生态风险评估、适度干扰与恢复重建、
清洁生产、废物资源化管理与5R方法、生态工业园区、标准化
管理系列标准、生态工程与生态建设、建立自然保护区、3S技术、
环境管理信息系统)。
3.问题与应用(能力要求):了解生态系统管理的主要途径与技术。
第三节生态规划与设计
1.主要内容:生态规划与设计的原则、内容及方法。
2.基本概念和知识点:生态规划与设计,生态规划与设计的原则(整体优化原则、人地系统协调原则、生态功能分区原则、高效和谐
原则、相互制约原则、最小风险原则、可持续发展原则),生态
规划与设计的内容及方法(工作程序、生态要素的调查与评价、
环境容量和生态适宜度分析等),环境规划,景观生态规划与设
计。
3.问题与应用(能力要求):了解生态规划与设计的基本步骤。
思考题:3、5
第十章生态环境保护与可持续发展
第一节全球生态环境问题及特点
1.主要内容:人口增长,全球气候变化,生物多样性锐减,资源短缺等。
2.基本概念和知识点:人口增长的特点,人口的变化动态影响(对粮食和农业,对资源和能源,对生活质量),全球气候变化(温
室效应、水气、植被变化、大气气溶胶),生物多样性锐减,资
源短缺的危机加剧,环境酸化,环境荷尔蒙的威胁。
3.问题与应用(能力要求):认识全球生态环境问题的严重性。
第二节人类对环境问题的新思考及行动
1.主要内容:环境与发展问题的理性思考,人类行为方式的重要转变。
2.基本概念和知识点:现代生态道德、生态论理学、可持续发展的生态论理观、工业生态学、ISO环境质量标准体系、自然保护、
积极推进绿色文明。
3.问题与应用(能力要求):了解可持续发展的生态论理观,做绿色文明积极推进者。
第三节未来人类社会的发展观与可持续发展战略
1.主要内容:未来人类社会的两种发展观,可持续发展战略——未来人类社会的正确发展道路。
2.基本概念和知识点:悲观派的“世界末日”模型、乐观派与“没有极限的增长”,可持续发展产生的背景、内涵、基本思想和原
则,实施可持续发展的对策与行动。
3.问题与应用(能力要求):如何在现实生活中坚持可持续发展战略观?
思考题:1、2、3
五、考核方式、成绩评定
本课程建议使用的考核方法为开卷,成绩评定采用百分制,其中平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。
六、主要参考书及其他内容
[1] 盛连喜主编. 环境生态学导论(“十一五”国家级规划教材). 北京:高
等教育出版社, 2009
[2] 柳劲松,王丽华,宋秀娟编.《环境生态学基础》. 北京:化学工业出版社, 环境科学与工程出版中心, 2003.
[3] 孙儒泳等.《基础生态学》. 北京:高等教育出版社, 2003.
[4] 孙儒泳, 李博, 诸葛阳, 尚玉昌编. 《普通生态学》. 北京:高等教育出版社, 1993.
[5] Mackenzie, A., A.S. Ball, S.R. Virde著. 《生态学》.(孙儒泳,李庆芬,牛翠娟,娄安如译)北京:科学出版社,Bios Scientific Publishers, 2000.
执笔人:许联锋教研室主任:系教学主任审核签名: