《农业生态学》教学大纲

Agroecology (Bilingual Teaching)

一、大纲说明

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。农业生态学是生态学在农业领域应用的一个分支学科。主要研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其和管理途径等。学习农业生态学的目的意义一方面要了解有关生态学的一般知识及理论与方法，另一方面要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。

运用农业生态学的理论和方法，分析研究农业领域中的生态问题，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。

人类社会的发展在一定程度上必然要以牺牲自然资源为代价。如何尽可能减轻经济发展对生态环境的压力和降低资源成本，走可持续发展之路，是生态学面临的重大问题。同样，这也是农业生态学要探索的问题。把握农业生产的“生态―技术―经济”复合系统的相互作用关系与特点，从整体结构优化和提高系统功能上进行合理，以促进农业生产持续高效发展，是农业生态学未来发展中面临的重要任务。

2．课程教学的基本要求

从农业生态学研究对象－农业生态系统出发，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。

理解农业生态学的原理是根据自然界中的能量转化和物质循环规律，环境资源―生物群体―人类之间协调发展规律建立起来的。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。

理解农业生态学围绕生物这个核心，从个体、种群和群落水平研究生物与生物、生物与环境相互关系和作用规律，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。

理解农业生态系统的三个层次，包括自然、农业技术和社会间接，掌握机理和技术要点。

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。

3．教学改革

农业生态学不同于自然生态学，它更多地要涉及社会、经济与技术问题，因为农业生产本身就是一个自然再生产与经济再生产结合在一起的过程。所以，从这一角度出发，在教学过程中应把握农业生态与自然生态的异同点，注重社会经济因素及技术条件对农业生态系统的作用，不能简单地用纯生态的理论与思想来分析和解释农业及经济发展问题，更不能把生态问题绝对化。在教学过程中，要特别注重实例的解剖，要通过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。

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

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

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

农业生态学的内容、农业生态学的特点、农业生态学的任务

本章的重点、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。

本章思考题：

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 （7学时）

Chapter 2: Agroecosystem and environment (7h)

第一节  生态系统概述

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；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。

第二节  农业生态系统的物质生产力

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。

第三节  环境与生物因子的生态作用

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；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、草原草的生物的生态作用、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；生态型、生活型、生境和生态位

本章重点、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、养分循环特点及系统服从规律、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，结合农业生产中的实例，提高教学效果与学生掌握对生态学的实际应用能力。

本章思考题：

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 （5学时）

Chapter 3: Energy flow of agroecosystem (5h)

第一节  农业生态系统能量流动的途径

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  能量流动与转化的基本定律

热力学第一定律－能量守恒定律、热力学第二定律―能量衰变定律、熵与耗散结构、生态金字塔、林德曼效率与生态效率定律。

第三节  农业生态系统的能量转化

初级生产、次级生产。

第四节  农业生态系统的辅助能

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。

本章的重点、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；农业生态系统能量转化的基本定律；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。

本章思考题：

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 （4学时）

Chapter 4: Material cycle of agroecosystem (4h)

第一节  物质循环的基本规律

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

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

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

化肥对环境与影响、农药对环境的污染及生物浓缩。

本章的重点、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，全面提高提高学生对本章知识的应用能力。

本章的思考题：

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 （4学时）

Chapter 5: Biological population (4h)

第一节  种群的概念与特征

种群的概念、种群的基本特征。

第二节  种群的增长模型

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

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

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。

本章重点、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。

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。

本章思考题：

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 （4学时）

Chapter 6: Biotic community (4h)

第一节  生物群落的概念与特征

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

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  生物群落中的生态位

生态位的概念、生态位理论、生态位理论的应用。

第四节  群落的演替

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。

本章的重点、难点：有关概念与术语；生物群落结构理论及其农业应用；生态位理论与应用；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生态位、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。

本章思考题：

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．何谓生态位？生态位理论在农业上有什么意义和作用？

4．群落演替的含义是什么？描述其演替过程。

5．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

自然机制、人工机制。

第二节  农业生态系统的分析与诊断

系统分析、系统诊断、生态系统健康评估。

本章的重点、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。

建议教学方法：在教学方法上，通过多媒作生态系统自然机制、人工机制等模型，举例说明农业生态系统的分析与诊断，全面提高学生对分析问题与解决问题的能力。

本章思考题：

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 （3学时）

Chapter 8: Rational utilization of agricultural resource (3h)

第一节  农业资源的分类与特性

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

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

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。

概念、中国的生态问题、我国主要的生态问题的防治。

本章的重点、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，分析了解农业生态系统的生态效益。

本章思考题：

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 （4学时）

Chapter 9: Ecological agriculture and sustainable development (4h)

第一节  生态农业的产生与发展

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

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

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

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。

本章的重点、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。

本章思考题：

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。为检验高年级学生掌握基本概念、基本理论和基本知识以及综合运用知识能力的情况，采用一页纸开卷或闭卷加写综述报告相结合方式，即采用填空、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，成绩占总成绩的50～60%；同时在课程开始时，由任课教师命出10个综合性题目，学生自行选择其中一题，通过学习与阅读有关文献，写出综述论文，同时进行课堂PPT交流，以检验学生对综合知识的运用能力，其成绩约占总成绩的40-50%。

附使用教材与参考书目录：

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.主要参考书

沈亨理主编.农业生态学.北京:中国农业出版社,1996

陈阜主编.农业生态学（第二版）.北京:中国农业大学出版社,2011

实验部分

一、说明

1.课程的性质、地位与任务

该实验内容附属于《农业生态学》，它与课堂教学密切配合，侧重于学生感性认识、创新思维意识、实践能力和严谨科学作风的培养，具有一定的完整性和性。该实验的任务是给学生提供一个理论与实践结合的平台，启发学生进行创新思维，提高学生综合运用理论知识的能力，使学生掌握进行《农业生态学》调查和研究所必须的基本方法和基本技能，并能在实际情况中，具体分析、灵活运用，用所学知识寻求解决实际问题的有效途径。

2.课程教学的基本要求

通过本课程的学习，加深对《农业生态学》基础理论、基本知识的理解，培养学生理论与实践相结合的能力，使学生获得运用农业生态学原理进行农田小气候测定、光合作用测定、农业生态系统的物流和能流分析、生产力的测定等基本实验技能和综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

3.教学改革

在教学过程中，既要与农业生态学的教学内容相统一，又要注重实验教学现场的代表性和特殊性，注重教学方式和方法的革新，通过重视理论与实践的有机结合，来激发组织参与，提高学生提出问题、思考问题和解决问题的能力。

二、实验项目及内容提要（从下表中根据实际情况选择3个实验）

实验完毕，应用专门的实验报告纸，根据预习和实验中的问题、现象及数据结果分析等，及时而认真地写出实验报告。农业生态学实验报告一般包括以下内容：

实验（编号）             实验名称 

                                           实验日期

（一）目的要求 明确实验的目的和要求。

（二）材料与用具  写明实验所用材料、实验地点及实验用具。

（三）主要试剂和仪器  列出实验中所要使用的主要试剂和仪器。

（四）实验内容与方法  应简明扼要地写出实验内容和方法步骤。

（五）实验观察结果处理与数据分析  应用图形、文字、表格将观察结果和数据表示出来。根据实验要求及计算公式计算出分析结果。

（六）问题讨论  对实验中的现象、数据结果等进行讨论和分析，尽可能地结合农业生态学有关理论，以提高自己的分析问题、解决问题的能力，为以后的科学研究打下一定的基础。

四、本课程考核方式、方法及实验成绩评定方法

1、本课程考核方式、方法：本实验课以平时单次实验考核为主，包括是否缺席、有无迟到早退现象、是否认真对待实验课和遵守实验室纪律、实验操作是否合理及完成实验报告情况等。课程结束后，集中安排考试。

2、实验成绩评定方法：实验课成绩单独按五级分记录考试成绩。凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。学生的实验成绩应以平时考查为主，一般应占总分的70%，按实验课的目的要求，以实际实验工作能力的强弱作为评定成绩的主要依据。最终的集中考试结果只能占总成绩的30%。

评定各级成绩时，可参考以下标准：

（一）优秀（很好）

能正确理解实验的目的要求，能、顺利而正确地完成各项实验操作，会分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的各项实验技能，能较好地完成实验报告及其它各项实验作业，有一定创造精神和能力。有良好的实验室工作作风和习惯。

（二）良好（较好）

能理解实验的目的和要求，能认真而正确地完成各项实验操作，能分析和处理实验中遇到的一些问题。能掌握所学实验技能的绝大部分，对难点较大的操作完成有困难。能一般完成实验报告和其它实验作业。有较好的实验习惯和工作作风。

（三）中等（一般）

能粗浅理解实验目的要求，能认真努力进行各项实验操作，但技巧较差。能分析和处理实验中一些较容易的问题，掌握实验技能的大部分。有30%掌握得不好。能一般完成各项实验作业和报告。处理问题缺乏条理。工作作风较好。能认真遵守各项规章制度。学习努力。

（四）及格（较差）

只能机械地了解实验内容，能一般按图、或按实验步骤“照方抓药”完成实验操作，能完成60%所学的实验技能。遇到问题常常缺乏解决的办法，在别人启发下能作些简单处理，但效果不理想。能一般完成实验报告，能认真遵守实验室各项规章制度，工作中有小的习惯性毛病（如工作无计划，处理问题缺乏条理）。

（五）不及格（很差）

盲目地“照方抓药”，只掌握50%的所学实验技能。有些实验虽能作，但一般效果不好，操作不正确。工作忙乱无条理。一般能遵守实验室规章制度，但常有小的错误。实验报告较多的时候有结果，遇到问题时说不明原因，在教师指导下也较难完成各项实验作业。或有些小聪明但不努力，不求上进。

五、主要仪器设备及台（套）数： 

计算器、钢卷尺、容量瓶、移液管、量筒、便携式光合测定系统、照度计、温度计、温湿度计、风速计、烘箱、电子天平、红外分析仪、叶绿素活体测定仪等，每件仪器设备12套。

六、教材和参考资料

1．骆世明主编.农业生态学（第二版）.农业出版社.2009

2．陈阜主编.农业生态学（第二版）.中国农业大学出版社.2011

3．沈亨理主编.农业生态学.中国农业出版社.1996

4．黄京华编.农业生态学实验指导.广西大学内部教材.2003