农业生态学国家精品课程教学大纲

Agroecology (Bilingual Teaching)

课程代码：BBXXXX             学时：45学时         学分：2.5

理论学时：40学时               讨论学时：5

适用专业：农学等相关专业       课程性质：必修

一、说明（500字左右）

1、课程的性质、地位和任务

农业生态学是运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然社会环境的相互关系的应用性科学。学习农业生态学的目的是了解并运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题与系统优化途径；探讨协调农业生态系统组分结构及其功能，促进农业生产的持续高效发展，是农业生态学的根本任务。农业生态学不仅要进行基础性的理论研究，更要为发展农业生产提出切实可行的技术途径，要理论与实践紧密结合。

2、课程教学的基本要求

了解农业生态系统的结构特点、功能特点，明确自然环境、人工环境和生物组分对整个系统的作用特点及其相互关系；了解农业生物与环境之间以及农业生物内部在能量和物质转化方面的特点，掌握建立高效农业生态系统的理论和技术；掌握如何根据当地农业资源特点，建立合理生物结构的理论和技术及机理和技术要点。

3、课程教学改革

与原教学大纲相比，侧重点有所调整。从讲课内容上，删掉了生态学的产生与分支等有关内容，略讲能量流动中的热力学第一定律和第二定律等内容，避免与以前学过的知识重复。新增生态农业、农业资源利用等内容，尤其是生态农业，增强学生对农业生态学应用的认识，通过剖析实例来激发学生思考问题，解决问题的能力，重视理论与实践的有机结合。在授课过程中，要充分利用多媒体现代化教学手段与技术，加大课程的信息容量，使学生更清楚、更准确地理解农业生态学的有关术语概念、理论与技术。为了培养学生应用分析能力，充分发挥学生学习的自主性，结合农业生态学的基本理论知识与实践应用情况，教师提前布置讨论题目，并根据授课班级人数进行分组，学生充分准备材料并就题目进行课堂讨论和辩论（大约要2-3次课，即5学时左右），激发学生学习的积极性，变要我学为我要学，提高学生对课堂所学知识的理解与应用能力。

二、教学大纲内容

第一章  绪论 （2学时）

Chapter 1: Introduction (2h)

第一节  生态学及其发展 Ecology and development

生态学的概念、生态学的主要发展阶段、生态学分支学科

第二节  农业生态学及其发展Agroecology and development

农业生态学的产生、农业生态学的发展、农业生态学的趋势展望

第三节  农业生态学的内容与任务 Content and assignment of agroecology

农业生态学的内容、农业生态学的特点、农业生态学的任务

 (1) Ecology

 and ecologist

 (2) Concept of agroecology

 (3) The meaning and principles of agroecology

 (4) Goals and contributions of agroecology

重点、难点：

理解有关概念与术语；掌握生态学与农业生态学的含义和研究内容；农业生态学的特点等。

建议教学方法：

在教学方法上，准确地讲解有关概念，通过多媒体的方法使同学对抽象的概念与内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。

思考题：

1．什么是生态学和农业生态学？

2．为什么说农业生态与自然生态不完全一致？

3．农业生态学的主要任务及其发展趋势是什么？

第二章  农业生态系统与环境 （9学时）

Chapter 2: Agroecosystem and environment (9h)

第一节  生态系统概述 Introduction of ecosystem

系统的概念与基本特征、生态系统的概念、生态系统的组成、生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的主要类型

第二节  农业生态系统 agroecosystem

农业生态系统的概念、农业生态系统的组成、农业生态系统的基本结构与功能。

第三节 农业生态系统的初级生产与次级生产 Primary secondary production of agroecosystem

生产力的概念、农业生态系统的初级生产与次级生产、提高农业生态系统生产力的途径。

第四节  环境因子的生态作用 Ecological function of environment factors

环境因子的概念及其分类、环境因子的生态作用、生态因子作用的一般特征、环境与生物的关系。

第五节  生物的生态作用 Ecological function of organisms

土壤生物的生态作用、森林的生态作用、淡水生物的生态作用、草原生物的生态作用、农田生物的生态作用、生物因素作用的一般特征、环境与生物关系的基本规律。

第六节  生物的生态适应性 Ecological adaptation of organisms

生态型、生活型、生境和生态位

 (1) Concept of agroecosystem

 (2) Growing yields with agroecology

 (3) Characteristics of agroecosystem

 (4) Comparison of natural and agroecosystem

 (5) Problems with contemporary agroecosystem: pesticides, fertilizer, monocultures, energetics, soil erosion and genetic erosion 

 (6) Agroecology in the developing world

 (7) Ecotones

 (8) Adaptation: Natural selection, adaptation, genotype and phenotype

 (9) The niche: niche, habitat, fundamental niche, realized niche

重点、难点：

有关的概念与术语；农业生态系统与自然生态系统在生物构成、环境条件、结构组成与功能、稳定机制、开放程度、生产力、能流特征、养分循环特点及运行目标等方面的主要区别。农业生态系统生态因子的作用与特征；农业生态系统生物因子的生态作用与特征；环境因子与生物间的关系及遵循定律；生物生态适应性的表征；生态位理论在农业生态系统中的应用。

建议教学方法：

在教学方法上要力求少而精，准确地讲解概念，采用启发式与形象化相结合，通过多媒体的方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。结合农业生产中的实例，分析生物与环境间的相互关系提高学生掌握对生态学的实际应用能力。

思考题：

1．什么是生态系统？生态系统包括哪些组分？

2．生态系统的结构和功能是什么？

3．农业生态系统的组分、结构与功能是什么？

4．农业生态系统与自然生态系统的主要区别是什么？

5．什么是生物的生态型、生活型？

6．什么是因子定律和耐受定律？

7．生态因子作用的一般特性是什么？

8．应用生态位理论进行农业生态系统设计时应注意哪些问题？

第三章  农业生态系统的能量流动 （6学时）

Chapter 3: Energy flow of agroecosystem (6h)

第一节  农业生态系统能量流动的途径Energy pathways of agroecosystem

农业生态系统能量的来源、食物链与食物网、农业生态系统能流路径。

第二节  农业生态系统的能量转化Energy transformation of agroecosystem

初级生产、次级生产。

第三节  农业生态系统的辅助能 Auxiliary energy of agroecosystem

人工辅助能投入对农业生产力的影响、人工辅助能的投入与产出率、生态系统的能流分析、生态系统能值分析、农业生态系统能流的途径。

 (1) The relationship between matter and energy

 (2) Ecosystems and the laws of thermodynamics

 (3) Pathways of nutrient flow

 (4) Interactions between trophic levels

 (5) Top-down or bottom-up?

 (6) Energy flow through a community

 (7) Ecosystem energy flow and budget

 (8) Trophic relationships and energy & nutrient flows, components of an agroecosystem process-function

重点、难点：

有关概念与术语；农业生态系统能量传递途径与转化的实质；人工辅助能对农业生产的作用；农业生态系统能量分析与途径。

建议教学方法：

在教学方法上准确地讲解概念，通过多媒作能流、食物链等模型，使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，并通过典型实例分析农业生态系统辅助能投入对系统生产力影响，提高学生分析问题与解决问题的能力。

思考题：

1．什么叫食物链、食物网、营养级和生态金字塔？

2．什么是初级生产和次级生产？

3．农业生态系统中主要的能流途径有哪些？

4．何谓辅助能？其在农业生态系统中的作用是什么？

5．什么是能值？能值分析有什么作用？

6．农业生态系统能量途径是什么？

第四章  农业生态系统的物质循环 （6学时）

Chapter 4: Material cycle of agroecosystem (6h)

第一节  物质循环的基本规律 Fundamental concepts of material cycle 

物质循环的基本概念和类型、物质循环的库和流、物质流动的特征、生态系统内能流与物流的关系、物质循环的调节。

第二节  几种主要物质的生物地球化学循环Biogeochemical cycle

碳循环、水循环、氮循环、磷循环、钾循环。

第三节  农业生态系统中养分循环与平衡 Nutrient cycle and balance of agroecosystem

农业生态系统中养分循环的一般模式、农业生态系统中养分循环及特征、有机质与农田养分循环、保持农田生态系统养分循环平衡的途径。

第四节  物质循环中的环境问题 Environment problem of material cycle

化肥对环境的影响、农药对环境的污染及生物浓缩。

 (1) The carbon cycle: the greenhouse effect

 (2) The nitrogen cycle: the effects of agriculture on the nitrogen cycle

 (3) The phosphorus cycle: effects of fertilizer use on the phosphorus cycle

 (4) Air, water and soil pollutants: air pollution, acid rain, water pollutants, and soil pollution

 (5) Biomagnification

重点、难点：

有关概念与术语；农田生态系统养分循环效率及其平衡途径；农业生态系统物质循环造成的环境问题与防治对策。

建议教学方法：

在教学方法上准确地讲解概念，通过多媒作碳循环、水循环、氮循环、磷循环、钾循环等模型，使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深理解，并通过典型实例分析农业生态系统中养分循环、平衡和物质循环中的环境问题，全面提高学生对本章知识的应用能力。

思考题：

1．生态系统物质循环的主要类型有哪些？

2．什么是温室效应？它对农业生产有何利弊？

3．农业生态系统氮素的主要输入和输出途径有哪些？如何合理利用？

4．土壤有机质的主要作用是什么？如何保持农业生态系统的养分平衡？

5．农业生态系统物质循环的主要环境问题有哪些？

第五章  生物种群 （5学时）

Chapter 5: Biological population (5h)

第一节  种群的概念与特征 Concepts and characters of population

种群的概念、种群的基本特征。

第二节  种群的增长模型Model of population growth

种群的几何级数增长、种群的指数增长、种群的逻辑斯谛增长。

第三节  种群的数量波动与调节 Populations fluctuations and regulation

种群的数量动态、种群的空间动态、种群波动的原因、种群波动的调节、种群的进化与生态对策。

第四节  种群间的相互关系 Interaction among population

种群关系的基本类型、正相互作用、负相互作用、种群间相互关系在农业生产中的应用。

 (1) Population, population size

 (2) Natality, mortality and population growth

 (3) Age and stage structure

 (4) Populations fluctuations: density-independent population growth, density-dependent growth-the logistic equitation

 (5) Cooperation, competition: interspecific competition, intraspecific competition

 (6) Defining predation

建议教学方法：

在教学方法上，通过多媒作生物种群的增长模型和种群数量波动与调节，利用典型实例解剖种群间的相互关系，更形象化的使同学对抽象内容准确的掌握。

重点、难点：

有关概念与术语；生物种群数量变化原因及调节方式；生物种群进化过程中的生态策略选择；种群间的相互作用关系及其在农业生产中的应用。

思考题：

1．种群的基本特征有哪些？

2．种群增长型有哪些类型？其特点是什么？

3．种群波动的主要原因与调节方式有哪些？

4．人类活动对生物种群动态变化有哪些影响？

5．种群的生态对策类型与特点是什么？

6．生物种间相互作用的类型有哪些？在农业上如何应用？

第六章  生物群落 （5学时）

Chapter 6: Biotic community (5h)

第一节  生物群落的概念与特征 Concepts and characters of community

生物群落的概念、生物群落的基本特征、生物群落的种类组成及其数量特征。

第二节  生物群落的结构 Community structure

生物群落的垂直结构、群落的水平结构、群落的时间结构、环境梯度与群落分布、群落的交错区与边缘效应。

第三节  群落的演替 Community succession

群落演替的概念与原因、原生演替、次生演替和顶极群落、演替过程中生物群落结构及功能变化、控制演替的几种主要因素、顶级群落理论在农业生产中的应用。

 (1) The community, structure

 (2) Biodiversity

 (3) Succession

 (4) Fluctuations and the climax community

重点、难点：

有关概念与术语；生物群落结构理论及其农业应用；群落演替与顶极群落理论的应用。

建议教学方法：

在教学方法上要力求少而精，采用启发式与形象化相结合，准确地讲解概念，通过多媒体的图表使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，并通过典型实例分析群落演替及其在农业生产中的应用，提高学生分析问题与解决问题的能力。

思考题：

1．生物群落的基本特征是什么？

2．农业生产中如何根据群落的结构特征，合理安排农业生产？

3．群落演替的含义是什么？描述其演替过程。

4．如何利用群落演替理论建造合理的农业群落？

第七章  农业生态系统的与优化设计 （3学时）

Chapter 7: Regulation and control of agroecosystem (3h)

第一节 农业生态系统的机制 Regulative mechanisms of agroecosystem

自然机制、人工机制。

第二节  农业生态系统的分析与诊断 Analysis and diagnosis of agroecosystem

系统分析、系统诊断、生态系统健康评估。

 (1) Homeostasis and negative feedback

 (2) Definitions and concepts of agroecology

重点、难点：

农业生态系统的机制特点；农业生态系统的系统分析和综合诊断方法的应用；农业生态系统健康的影响因子、遵循原理及健康评估的方法。

思考题：

1．农业生态系统的自然机制是什么？

2．农业生态系统的人工途径有哪些？

3．农业生态系统分析有哪些步骤和主要内容？

4．判断农业生态系统健康的标准是什么？

第八章  农业资源的合理利用 （4学时）

Chapter 8: Rational utilization of agricultural resource (4h)

第一节  农业资源的分类与特性Classification and characters of agricultural resource

农业资源的分类、农业资源的特性及合理利用

第二节  我国农业资源状况与合理利用 status and utilization of agricultural resource in China

我国农业自然资源状况、我国农业的主要社会资源状况、资源合理利用与资源的经济管理模型。

第三节  我国农业资源评述Introduction of agricultural resource in China

土地资源、气候资源、水资源、生物资源

第四节  农业生态系统的生态效益 Ecological benefit of agroecosystem

概念、中国的生态问题、我国主要的生态问题的防治。

(1) Classification and characters of agricultural resource

(2) Introduction of agricultural resource in China

(3) Ecological benefit

重点、难点：

有关概念与术语；我国农业自然资源和社会资源状况及其特点。

建议教学方法：

在教学方法上，通过典型案例分析我国农业资源状况、资源合理利用与资源的经济管理模型。举例说明生态平衡的概念及特征、生态平衡失调、保持生态平衡的途径。对第四节安排学生自学，同时提出问题与要求，学生自学后，写出作业，提高学生自学的能力。

思考题：

1．农业资源包括哪些类型？

2．农业资源的特性与利用原则有哪些方面？

3．控制非再生资源枯竭的方法，如何保护和增殖再生资源。

4．农业生产中如何利用资源经济学规律。

5．农业生产中如何控制和减缓收益递减规律的出现。

第九章  生态农业与可持续发展 （5学时）

Chapter 9: Ecological agriculture and sustainable development (5h)

第一节  生态农业的产生与发展 Development of ecological agriculture 

现代农业的负效应、国外“替代农业”、中国生态农业

第二节  生态农业原理及技术Concepts and technique of ecological agriculture

生态农业基本原理、生态农业技术、生态农业典型模式。

第三节  生态系统恢复与重建 Restoration of ecosystem

恢复生态学的概念及发展、受损生态系统恢复与重建的内容与目标、生态恢复与重建的技术。

第四节  持续农业 Sustainable agriculture

持续农业的背景、持续农业的原理、国外持续农业的实践、中国集约持续农业、持续农业技术。

(1)What is Sustainable Agriculture? What are standards? 

(2)Where are the best sustainable agriculture research and information sources? 

(3)Who will fund my sustainable agriculture research project? 

重点、难点：

生态农业与持续农业的兴起原因；中国生态农业与国外生态农业在原理与技术上的比较；生态恢复与重建的主要目标和关键技术。要求本章由教师讲授要点，主要内容由学生自学。

建议教学方法：

本章在教学方法上，主要讲授要点，主要内容安排学生自学，同时提出论述性题目，学生自学后，写出总结，提高学生分析问题与解决问题的能力以及自学总结的能力。

思考题：

1．中国生态农业与国外生态农业有什么区别？

2．中国生态农业的原理及主要技术是什么？

3．生态恢复与重建的主要技术有哪些？

4．国外持续农业的主要模式与其关键技术有哪些？

三、本课程考核方式、方法

本课程结束后，可根据情况选择适宜的考核方式与方法。为检验学生掌握基本概念、基本理论和基本知识以及综合运用知识能力的情况，采用名词解释、填空、选择、简答、论述等题型进行闭卷考试，重点检验学生对基本概念、基本理论和基本知识的掌握与理解，占总成绩的50%。

课堂考勤、测试、课程论文与讨论。根据上课出勤和课堂回答问题及交流情况评定，占总成绩的10%；不少于3次的课堂测试，占总成绩的10%；根据教师提供的教学参考书和有关网站进行自学（主要针对外文资料），锻炼学生阅读外文文献的能力，教师根据资料的真实性、分析的科学性等进行成绩评定，占10％；选择自己感兴趣的问题进行调查和总结归纳，写出课程论文，制成PPT，每4-5人为一组，每组派1名代表进行课堂交流，学生打分，占10％；结合农业生态学的基本理论知识与实践应用情况，提前布置相关讨论题目，根据授课班级人数和授课进度，将学生分成甲乙两组（通常4-6人为一组），进行正反方式讨论和辩论，根据讨论情况进行评分，评分主体是任课教师和未参加当堂讨论的其他同学，占10％。

附：教学参考书目

1. 教材

骆世明主编.农业生态学（第二版）.北京:中国农业出版社,2009

2. 参考书

陈阜主编.农业生态学.北京:中国农业大学出版社,2002

沈亨理主编.农业生态学.北京:中国农业出版社,1996

Mackenzie A., Ball A.S., Virdee S.R. Instant Notes in Ecology. BIOS Scientific Publishes Limited, 1998