环境生态学课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称：环境生态学

英文名称：Environmental Ecology

课程类别：专业基础课

学    时：48 

学    分：3.0

适用对象: 环境科学专业

考核方式：闭卷考试

二、课程简介 

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。

三、课程性质与教学目的

通过该课程的学习使学生掌握环境生态学的基本概念，环境生态学的形成过程及发展趋势，环境生态学的研究内容，理论，研究方法及实际应用。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。

在认识和掌握生态学的基本规律的基础上，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。

四、教学内容及要求 

第一章 绪论

（一）目的与要求

1.掌握环境生态学、生态学的概念；

2.了解环境生态学、生态学产生的背景和发展过程；

3.理解环境生态学与其他关联学科的关系；

4.熟悉环境生态学、生态学的研究对象和研究方法。

（二）教学内容

  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。

第四节 相关学科

1．景观生态学；

2．城市生态学；

3．恢复生态学；

4．保育生态学；

5．环境生物学；

6．污染生态学；

7．生态经济学；

8．类生态学。

（三）课后练习

1．当今世界面临的环境问题是如何产生的？

2．环境生态学的主要研究内容和学科任务是什么？

3．你认为环境生态学与哪一门学科的关系最为紧密？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第二章  生物与环境 

（一）目的与要求

1．掌握环境的概念、类型、分类和特征；

2．理解生物与环境之间的相互作用规律；

3．熟悉生态因子的概念、特征、类型和生态因子研究的一般原理；

4．了解主要生态因子对生物的生态作用以及生物的适应机制。

（二）教学内容

      第一节 生物与环境的关系

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．生物与环境的相互作用。

第二节 生态因子的概念和特征

1. 生态因子的概念和分类

2. 生态因子作用的一般特征。

 第三节 生态因子研究的一般规律

1. 利比希最小因子定律、谢尔福德耐受性定律；

2. 生态幅和因子。

 第四节 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）：了解主要环境因子的生态作用及其生物的适应规律。

（三）课后练习

1. 什么是生物的协同进化？举例说明。

2. 试述生物多样性及其影响因素。

3. 简述光的生态作用及生物的适应。

4. 温度对生物作用的“三基点”和积温在农业生产和虫害上有何意义。

5. 水分对生物产生哪些影响？生物如何适应水分的变化？

6. 试述土壤的 生态作用及盐碱植物对土壤因子的适应。

7. 试述生态因子作用的一般规律。 

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第三章 种群生态学

（一）目的与要求

1.掌握种群的概念、特征、空间分布格局和阿利规律；

2.熟悉生命表的构建方法和种群增长的数学模型

3.了解种群的平衡和数量调节的相关学说；

4.了解种群繁殖的相关概念和繁殖策略；

5.理解种内关系、种间关系的相互作用类型以及种间进化的机制；

6.掌握高斯假说与竞争排斥原理。

（二）教学内容

第一节 种群的概念和基本特征和种群的空间格局

1．种群的基本概念，

2．种群的内分布；

3．种群和阿利规律。 

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 种群的调节和种群的繁殖

1. 主要内容：了解种群繁殖的相关概念和繁殖策略

2. 基本概念和知识点：种群调节和调节因素，外源性因子与调节学说，内源性银子调节学说。

第四节 种内关系和种间关系

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）；

（三）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。

（四）课后练习

1. 如何理解生命系统的层次性？

2. 什么是种群？与个体相比，种群具有哪些重要的群体特征？

3. 试比较指数增长模型和逻辑斯谛增长模型？

4. 什么是生态对策？r-选择和K-选择理论的主要特征？

（五）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第四章 群落生态学

（一）学习目的

1. 掌握生物群落的概念、基本特征和种类组成特点；

2. 熟悉群落的数量特征和测点方法；

3. 了解群落的结构和影响群落结构的因素，理解干扰对群落结构影响的意义；

3．掌握群落演替的基本类型和控制群落演替的几种主要因素；

4．了解群落的分类和方法。

（二）教学内容

第一节 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。

第二节 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）；

3．问题与应用（能力要求）：了解对群落结构的影响的主要因素。

第三节 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。

第四节 群落的分类与排序

1. 群落的分类；

2. 群落的排序。

（三）课后练习

1．什么是生物群落？群落种类组成及其研究意义？

2．影响群落结构的因素有哪些？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第五章 生态系统生态学 

（一）目的与要求

1．掌握生态系统的概念、组成和结构；

2. 掌握生态系统中能量流动的基本概念、途径和特点；

3. 熟悉物质循环的基本概念和各类物质循环的过程及特点；

4. 了解物种流动和信息流动的特点；

5. 理解生态平衡的特征和调节机制。

（二）教学内容

  第一、二节  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。 

      第三节  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。

第四节  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。

（三）课后练习

1．生态系统有哪些主要组成成分，它们是如何构成生态系统的？

2．什么是食物链、食物网和营养级？食物链包括哪些类型，在生态系统中有什么意义？

3．什么是负反馈调节，它对维护生态平衡有什么指导意义？

4．测定初级生产量的主要方法。

5．概括出生态系统次级生产过程一般模式。

6．提出一个普适生态系统能流模型。

7．生态系统中信息传递主要有哪几种类型？

8．地球生态系统可以分为哪些主要类型？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第六章  景观生态学

（一）目的与要求

1．掌握景观生态学中的基本概念和常用术语；

2．理解斑块、廊道、基质3大景观要素的起源、类型和基本结构特征；

3．了解景观格局的主要内容，熟悉景观中各要素的主要功能；

4．了解景观生态学在实际工作中的应用。

（二）教学内容

第一节 景观生态学概述，景观要素与景观格局

景观的含义，景观生态学的产生和发展，景观生态学的研究内容及重要概念，斑块，廊道，基质，景观结构，景观格局。

第二节 景观的功能

斑块的功能，廊道的功能，基质的功能，网格的功能。

第三节 景观生态学的研究方法

遥感法，数量技术。

第四节 景观生态学的应用

生态系统管理，土地利用规划，城市景观生态建设，自然保护区规划。

（三）课后练习

1. 景观生态学的研究和内容是什么？其相互关系如何？

2. 如何区分景观中的斑块、廊道和基质？

3. 基质判定标准是什么？研究基质和孔隙度有什么意义？

4. 阐述目前景观生态学有哪些应用方面？

（五）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第七章  地球上的主要生态类型

（一）目的与要求

1．熟悉海洋生态系统的主要常见类型；

2．了解河口生态系统和红树林生态系统；

3．熟悉淡水生态系统的主要常见类型，理解湿地和湖泊生态系统的主要功能；

4．掌握陆地生态系统的地带性分布特征，熟悉各类森林生态系统的主要特点和分布；

5．熟悉草地生态系统的主要类型及其特征；

6．掌握农业生态系统和城市生态系统的概念、组成和基本结构；

7．了解农业生态系统和城市生态系统的基本功能和特征。

（二）教学内容

第一节 陆地生态系统

陆地生态系统分布规律，森林、草地、荒漠和苔原生态系统。

第二节 人工生态系统

农业生态系统和城市生态系统。

第三节 淡水生态系统

湿地生态系统、河流生态系统和湖泊生态系统。

第四节 海洋生态系统

海洋环境特征，河口生态系统，红树林生态系统。

（三）课后练习

1. 为什么说湿地是“地球之肾”？

2. 河流生态系统与湖泊生态系统的区别有哪些？

3. 陆地生态系统具有哪些主要分布规律？

4. 农业生态系统氮素循环的主要输入和输出途径有哪些？如何合理利用？

5. 如何根据城市生态系统的特征看待和解决城市环境问题？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第八章  退化生态系统的恢复

（一）目的与要求

1. 掌握退化生态系统和生态恢复的概念和内涵，理解干扰与生态系统退化之间的相互关系；

2. 掌握生态恢复的主要原则、方法和技术体系，了解典型退化生态系统生态恢复的措施与方法；

3. 熟悉恢复生态学的主要研究对象、内容、原理和一般程序；

（二）教学内容

第一节 人类干扰与退化生态系统，恢复生态学基本理论

退化生态系统及其成因、类型和特征，全球退化生态系统现状；生态恢复与恢复生态学，恢复生态学研究对象和主要内容，恢复生态学的理论基础。

第二节 退化生态系统恢复的理论和方法，典型退化生态系统的恢复

生态恢复的目标和原则，生态恢复的技术方法和程序，生态恢复的时间与评价标准；森林、草地、淡水、海水、海岸带和农业弃耕地的恢复。

（三）课后练习

1. 常见的退化生态系统有哪些类型？退化的特征是什么？

2. 简述生态恢复和恢复生态学的辩证关系。

3. 目前恢复生态学的主要研究内容有哪些？

4. 恢复生态学的基本理论包括哪些？

5. 生态恢复应该考虑哪些基本原则？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第九章  生物多样性与保育

（一）目的与要求

1. 掌握生物多样性的概念，理解其价值和用途；

2. 理解生物多样性的危机及其产生原因，把握生物多样性研究的动态和趋势；

3. 掌握保育生物学的概念以及就地保护、易地保护的，了解保护生物学的形成和发展历史，熟悉自然保护区设计的基本原理和方法，了解景观尺度上的保护与管理；

4. 了解生物多样性检测与管理的标准和基本内容。

（二）教学内容

第一节 生物多样性概述

退化生态系统及其成因、类型和特征，全球退化生态系统现状；生态恢复与恢复生态学，恢复生态学研究对象和主要内容，恢复生态学的理论基础。

第二节 退化生态系统恢复的理论和方法，典型退化生态系统的恢复

生态恢复的目标和原则，生态恢复的技术方法和程序，生态恢复的时间与评价标准；森林、草地、淡水、海水、海岸带和农业弃耕地的恢复。

（三）课后练习

1. 常见的退化生态系统有哪些类型？退化的特征是什么？

2. 简述生态恢复和恢复生态学的辩证关系。

3. 目前恢复生态学的主要研究内容有哪些？

4. 恢复生态学的基本理论包括哪些？

5. 生态恢复应该考虑哪些基本原则？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第十章  生态系统服务

（一）目的与要求

1.掌握生态系统服务的定义、生态系统服务功能的主要内容；

2.熟悉生态系统服务功能价值的主要特征；

3.了解全球主要生态系统类型服务的功能价值。        

（二）教学内容

  第三节  生态系统服务的定义与研究进展，生态系统服务功能的主要内容

1．主要内容：生态系统服务的研究，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（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），了解生态系统服务的研究现状和发展趋势。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。

第四节  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）。

（三）课后练习

1．结合你的理解，谈一谈生态系统服务的概念及其功能价值的内涵。

2．结合我国生态环境的现状，谈一谈生态系统服务价值评估的现实意义。

3．生态系统服务有哪些主要的评估方法？

4．结合你的理解，谈一谈绿色国民帐户对我们生活生产方式的影响。

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第十一章 生态系统健康与管理

（一）目的与要求

1. 理解生态系统健康的定义和含义；

2. 了解生态系统健康的标准和生态系统健康管理的原则；

3. 掌握生态系统管理的概念和原则，熟悉生态系统管理的技术途径；

4. 了解生态系统管理的数据基础和生态系统变化的度量方法。

（二）教学内容

第一节 生态系统健康

生他系统健康的定义和内涵，生态系统健康的标准、原则，生态系统健康、生态系统管理和生态系统可持续发展。

第二节 生态系统管理和美国太平洋西北部成过熟森林生态系统管理

成过熟森林管理计划的发展历程，FEMAT的管理目标、管理参数和健康指标；空间尺度，实施，适应性管理。

（三）课后练习

1. 怎样理解生态系统健康的定义和内涵？

2. 生态系统健康管理的标准有哪些？需要遵循哪些原则？

3. 如何理解生态系统健康、生态系统管理和生态系统可持续发展之间的关系？

4. 怎样理解生态系统管理应遵循的10大基本原则？

5. 实现生态系统管理有哪些途径和方法？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第十二章 生态监测和生态评价

（一）目的与要求

1. 理解环境污染生态效应的发生机制、污染的生态过程和生态效应；

2. 熟悉生态监测的概念、类型和常规监测指标；

3. 掌握生态环境影响评价的基本内容、程序及常用方法；

4. 了解生态风险评价的概念、步骤和基本方法。

（二）教学内容

第三节 环境污染的生态效应，生态监测

污染生态效应及其发生机制，环境污染的种群生态效应和生态系统效应，生态监测的概念及理论依据，生态监测的分类，生态监测的指标体系。

第四节 生态影响评价和风险评价

生态影响评价的概念，生态评价的程序，内容和方法；生态评价的概念，步骤和基本方法。

（三）课后练习

1. 污染生态效应发生的机制有哪些？

2. 污染在不同的生态系统层次中分别会发生哪些生态效应？

3. 生态监测根据空间尺度如何分类？

4. 生态影响评价的内容和方法有哪些？

5. 生态风险评价的步骤是什么？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第十三章 生态系统可持续发展途径

（一）目的与要求

1. 熟悉生态规划的的原则、内容和方法；

2. 了解景观生态规划的原则和步骤；

3. 掌握生态城市建设的概念、特征、内容和原则；

4. 理解生态工程的含义。

（二）教学内容

第一、二节 生态规划和生态城市建设

生态规划的概念和原则、内容和方法，景观生态的规划；生态城市的概念、特征，内容，和建设模式，生态示范区建设。

第三、四节 生态工程与技术

生态工程概述，湿地生态工程，道路绿化生态工程，植被恢复生态系统。

（三）课后练习

1. 结合实际观察，阐述对生态系统服务概念的理解。

2. 阐述对生态系统管理的认识。

3. 生态规划有何重要的作用和意义？

4. 生态城市建设的模式有哪些，我国应该如何建设生态城市？

5. 植被恢复对目前我国城市自然生态建设有何意义？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

第十四章 全球生态问题与生态安全危机

（一）目的与要求

1. 了解土地退化与沙漠化、酸雨、水资源短缺和森林锐减的而主要内容；

2. 掌握气候变暖、温室效应和臭氧层破坏的定义和产生的原因；

3. 理解环境污染、生物入侵、转基因生物的主要危害机制。

（二）教学内容

第一节 全球生态问题

气候变暖与温室效应，臭氧层破坏，土地退化与沙漠化，酸雨，水资源短缺，森林锐减。

第二节 生态环境危机

环境污染，生物入侵，转基因生物。

（三）课后练习

1. 防止全球变暖的额对策有哪些？

2. 为什么臭氧层是地球的保护伞？臭氧层破坏有哪些主要影响？

3. 阐述酸雨的形成机理及其控制途径？

4. 全球对水资源短缺和森林锐减采取了哪些有效措施？

5. 转基因生物对人体产生的生态风险有哪些？

（四）教学方法与手段

课堂讲授、课堂讨论等。

五、推荐教材和教学参考资源

教材：盛连喜主编. 环境生态学导论（“十五”国家级规划教材）. 北京：高等教育出版社, 2002