基础生态学—— 群落的分类与排序

基础生态学-北京师范大学精品课程基础生态学理论课教学大纲[课程目标] 通过基础生态学的学习，使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法，了解生态学研究的发展动态与热点，激发学生热爱大自然的兴趣，以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。

[学时安排] 总学时36，每周2学时。

[教学内容]绪论第一部分有机体与环境我们能够把自然界分为两大类：生物与非生物。

这两大类几乎总是可区别、可分开的，但它们又不能彼此孤立地存在。

生物依赖于环境，它们必需与环境连续地交换物质和能量，需适应于环境才能生存；生物又影响环境，改变了环境的条件，生物与环境在相互作用中形成统一的整体。

在这第一部分中，共分三章，主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。

第一章生物与环境生态学涉及生物与它们的环境，了解它们之间的关系是非常重要的。

环境的变化决定了生物的分布与多度，生物的生存又影响了环境，生物与环境是相互作用、相互依存的。

因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。

第二章能量环境太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量，即太阳辐射或太阳光。

太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。

绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节，也是生物圈赖以生存的基础。

太阳辐射又温暖了地球表面，使生物能够生长、发育和繁衍，并对生物的分布起了重要的作用。

因此，光和温度组成了地球上的能量环境。

第三章物理环境水、大气、土壤是另一类生态因子，它们构成有机体生活的空间或栖息地，成为生物生存的必须条件。

同时，它们又为生物体的组成需要提供了常量元素（如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等）与微量元素（如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等）。

基础生态学实验教学大纲[学时安排]基础生态学实验课程是北京师范大学生命科学学院生物科学与生物技术专业的必修课，每周2学时，共32学时。

[课程目的]在基础生态学实验中巩固和扩展课堂讲授的生态学知识，培养学生的实验操作技能以及独立思考、发现和解决问题的能力；熟练掌握当前生态学实验常用的先进仪器的使用，了解当今生态学实验研究的主要方法；培养学生利用实验室条件和所学知识分析处理一些实际问题的能力。

提高学生对实验生态学工作重要性的认识，培养其严谨的科学态度和团结协作的精神以及创造性思维能力。

[主要内容]基础生态学实验内容涵盖了生态学中个体生态、种群生态、群落生态和生态系统四大部分。

实验对象涉及植物和动物。

在强调微观与宏观、室内与室外实验相结合的实验方法的基础上，注重培养学生用生态学的观点观察和思考问题，以及培养学生独立自主设计与完成实验的能力。

此外，在生态学实验中我们增设了种群之间各种相互关系的虚拟模拟实验，使本科生得到了虚拟实验的训练，增强了对生态学知识的理解。

同时在生态学实验教学中还配合以录像等教学辅助活动，使学生们直观地了解地球表面丰富多采的群落类型及其它们的特点。

[教学内容]第一章生态学研究的基础知识与训练本章的目的是帮助没有生态学基础的学生在动手开始生态学实验训练之前，掌握一些最基本的有助于生态学研究的知识和方法。

学好本章知识和方法将为学生在后几章的实验训练中充分发挥自己的主观能动性，为做好实验设计、数据分析和撰写实验报告提供良好基础。

第一节生态学研究文献检索第二节生态学实验设计第三节生态学野外调查与采样第四节生态学实验数据处理与分析第五节撰写研究论文或报告第六节生态学研究中常用的分子生物学技术第七节同位素示踪技术及其在生态学研究中的应用第八节3S技术及其在生态学研究中的应用第二章生物与环境生物与环境的关系是相互的和辨证的。

环境作用于生物，生物又反作用于环境，两者相辅相成。

通过本章中的八个实验，使学生们能够充分理解生物对环境的生态适应，以及环境对生物的生态作用。

1 生物群落分类生物群落的排序排序适于揭示群落的连续性，分类适于揭示群落的间断性。

2 群落分类单位英美学派：优势种原则，群系最大法瑞学派：植物区系亲缘关系，其他因素北欧学派：基群丛为基本单位前苏联学派：群丛、群系、植被型，各单位间加辅助单位3 布郎-布兰克(Braun-Blanquet J.) 法国植物生态学家，法瑞学派的代表人物。

该学派的特点是在植物群落分析上强调区系成分，以特征种为群落生态和分类的依据。

其代表性的著作是《植物社会学》(1932).4 克莱门茨(Clements F. F.) 美国植物生态学家，首次提出生物群区(biome) ，并将其作为生物群体的基本单位。

提出了植物群落演替学说，以及植物群落分布气候顶极(climatic climax) 或单元顶极(mono climax) 理论。

专著有《植物的演替》(1916) 《、植物演替和指示植物》(1928) 、以及与Weaver 合著的《植物生态学》(1925) 等。

5苏卡却夫(Cyka耳eb B. H.)地植物学家。

于1942和1945年提出按照演替的主导因子而划分群落演替类型，如群落发生演替、内因生态发生演替、外因生态演替和地因生态演替等。

另一个重要贡献是提出了“生物地理群落”概念6 考勒斯(Cowles) 美国植物生态学家，在生态学由个体的观察向群体的研究方面进行了开拓的工作。

1899著《密执根湖沙丘植被的生态关系》，他提出了演替的理论，并且发展了顶极群落的思想。

7 黑克尔(Haeckel E.) (1834-1919) 德国动物学家，“生态学”词汇的创始人。

E. Odum 其给出基于生态系统为中心的“生态学”定义8 洪堡德(Humboldt A.) (1769-1859) 德国植物地理学家。

收集了大量的植物标本与资料，回国后出版了26 卷巨著。

1897 发表《植物地理学知识》，对世界的植物分布做了理论上的阐述，创立了植物地理学。

基础生态学Fundamentals of Ecology【课程编号】1411001 【课程类别】专业方向课【学分数】2学分【适用专业】生物科学、生物技术【学时数】32学时【编写日期】2007年6月一、教学目标通过系统介绍生态学的基本理论和原理，并结合科学研究实例、社会实践应用与最新研究进展，使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法，同时了解应用生态学的重要领域，在以后的生活、工作中树立生态思想。

能初步利用生态学基础理论与方法对生态学问题和现象进行思考，并在此基础上提出假说并加以验证。

二、教学内容和学时分配第一章绪论 1学时主要内容：第一节介绍生态学定义、研究内容与对象，为什么要学习生态学？第二节介绍生态学发展简史、分支学科及主要研究方法。

教学要求：理解生态学定义、研究内容与对象，认识学习生态学的重要意义；了解生态学发展简史、分支学科以及生态学的主要研究方法。

重点、难点：生态学定义和研究内容与对象。

第一部分有机体与环境 7学时主要内容：第二章生物与环境第一节介绍环境与生态因子的概念，两者相互作用的规律第二节介绍利比希最小因子定律，限制因子定律第三章能量环境第一节光因子的生态作用及生物的适应第二节温度的生态作用及生物对温度的反应第三节生物对极端温度、变温的适应第四章物质环境第一节水因子的生态作用及生物对水的适应第二节大气、土壤、火因子的生态作用及生物的适应教学要求：了解不同生态因子的特点及其主要生态作用。

理解环境与生态因子相互作用的规律，及生物对生态因子的适应特点。

掌握生物的光周期现象、生物适应极端温度的机制及鱼类渗透压调节和陆生动物保持水平衡的机理。

重点、难点：谢尔福德的耐受性定律及生态幅随不同条件的变化，生物对生态因子耐受限度的调整，生物的光周期现象及其应用，有效积温法则及其应用，内温动物对低温的适应，硬骨鱼类的渗透压调节及沙漠动物对缺水的适应，动物的低氧适应，土壤的生态作用。

第二部分种群生态学 8学时主要内容：第五章种群及其基本特征第一节种群的概念及其基本特征第二节种群动态与生命表第三节种群增长模型第四节种群调节与集合种群动态第六章生物种及其变异与进化第七章第七章生活史对策第八章种内种间关系第一节种内关系第二节种间关系教学要求：了解种群调节的各种理论假说与集合种群动态；理解种群的特征与数量变动，物种的进化与生活史对策，种内种间关系；掌握种群的概念及种群参数、生命表，指数与逻辑斯谛增长方程，进化动力与物种形成方式，r-对策与K-对策，竞争排斥原理、生态位与竞争模型，各种种内种间关系的特点与规律。

群落生态学第八章群落的组成与结构8.1 生物群落的概念同时出现在同一个地方的物种集合。

8.1.1 群落的性质1. 机体论（整体论）学派群落是客观存在的实体，像有机体和种群一样，是一个有组织的生物系统。

2. 个体论学派群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，从一个连续变化的连续体中，人为确定的一组物种的集合。

群落交错区 ecotone：两个不同（封闭）群落间的边界群落交错区常和毗邻栖息地物理特性的突然变化有关封闭群落以群落交错区的存在区别于开放群落开放群落和闭合群落的特征8.1.2 现代群落的定义(Mills,1969)是出现在一个特定环境中的一群生物，它们彼此之间及其与环境之间相互作用，借助生态学调查能够与其他类群相区别。

8.1.3 群落的基本特征种类组成；群落结构；内部环境；物种间相互影响；动态特征；分布范围；边界特征8.2 群落的种类组成8.2.1 种类组成的性质分析（定性分析）群落的抽样调查——样方最小面积的确定植物群落研究中的群落成员型1.优势种dominant species2.建群种constructive species3.亚优势种subdominant species4.伴生种companion species5.偶见种rare species群落常以其最显著的成员来命名8.2.2 种类组成的数量特征（定量分析）1. 多度/丰度与密度多度/丰度abundance; 密度density；相对密度relative density；密度比density ratio 2. (投影)盖度coverage1基盖度/真盖度：植物基部的覆盖面积。

草原群落：离地面1英寸 (2.54 cm) 高度的断面积森林群落：树木胸高 (1.3 m 断面积处)盖度比cover ratio：某一物种的分盖度占盖度最大物种的盖度百分比。

3. 频度frequencyRaunkiaer(1934)频度定律：按频度将植物种分为五个级：A（1-20%）；B（21-40%）；C（41-60%）；D（61-80%）；E （81-100%）。