农业生态学教案2009

1农业生态学教案第一章绪论这一章是全书的绪言。它的中心是阐明生态学和农业生态学产生的历史背景和任务，使学生建立系统、生态系统和农业生态系统的概念，学会用系统的方法来分析和思考问题，掌握农业生态系统的特点、基本结构和功能，清楚地认识到农业生态系统是农业生态学的研究对象。学习这一章，要了解生态学的产生和发展过程，理解生态危机对农业生态学的促进作用，掌握农业生态学的研究对象、内容和学科地位。认识到生态学知识对提高人们生态意识，在农业生产中自觉遵从生态规律和自然协调相处的重要性。一、教学目的掌握：农业生态学的概念、发展趋势、研究对象、研究内容及方法理解：农业生态学与农业生产及发展的关系农业生态学与与生态学的关系二、教学重点：生态学的发展过程、农业生态系统的概念、研究内容三、教学难点：农业生态系统的功能特点四、教学方法：通过多媒体，以教师主讲为主，辅助课堂提问及讨论。五、教学用具：投影仪、多媒体课件，辅以黑板板书。六、教学过程及主要教学内容本章教学时数为2学时。首先介绍生态学的基本概念，通过环境问题危机引出生态学的诞生，再详细介绍生态学的发展的历史、学科性质和研究层次。最后简单介绍生态学研究的基本方法。并透过对农业结构与环境问题的分析，引导出农业生态学的产生与发展。2１．农业生态学产生与发展．生态学的产生和发展历程．科学的发展与农业生态学的产生．农业可持续发展与农业生态学的关系２．农业生态系统的概念．系统及系统特性．生态系统及其特点．农业生态系统及其特点３．农业生态学的任务及其研究方法．农业生态学与其他学科的关系．农业生态学的任务．农业生态学的基本研究方法七、本章小结与作业：１．生态学为何受到人类的如此重视？２．讨论：环境污染是生态学研究的重点吗？３．农业生态学与其它传统农业学科及生态学之间的关系。3第二章农业生态系统的基本生物结构这一章是生态学的基本知识部分，主要要求掌握环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响；生物种群、群落、生物多样性等基本概念及生物种群、群落的基本特征。一、教学目的1.掌握：环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响；生物种群的空间结构、空间特征及空间动态变化；生物种群的数量特征及其动态变化；种群的遗传特征；种间相互作用、生态对策与种群调节；生物群落的基本特征、生物群落的结构（空间结构、时间结构、营养结构）、生物群落的演替；生物多样性的概念与层次，生物多样性与农业的关系，生物多样性的保护途径等2．理解：群落及生态系统的稳定性、生态平衡、协同进化3．运用：1）如何利用种间关系进行病虫草害的生物防治2）如何应用演替理论进行退化土地的植被恢复二、教学重点：种群的动态变化、种间相互作用及生态对策；群落的结构、演替；生物多样性的层次及与农业的关系三、教学难点：种群的动态变化、次生代谢产物在种间关系中的作用、群落的多样性与稳定性的关系四、教学方法：通过多媒体，以教师主讲为主，辅助课堂提问及讨论。五、教学用具：投影仪、多媒体课件，辅以黑板板书。六、教学过程及主要教学内容1．农业生态系统的生物与环境（１）自然环境4（２）人工环境（３）环境对生物的制约（提问）最小因子规律（水桶原理）、耐受性定律、生活型与生境（4）生物对自然环境的适应生态型、生态位（5）生物对自然环境的影响2．农业生态系统的种群（1）生物种群的空间结构、空间特征及空间动态变化；（2）种群的数量特征和数量动态（图示）A）大小与密度、年龄结构与性比、出生率与死亡率、内禀增长率与环境容纳量B）种群的生命表与生命曲线、种群的增长型（J型与S型）（3）生物种群的遗传特征基因漂变概念（举例说明）遗传瓶颈概念（举例说明）建立者效应概念（举例说明）（4）种群间的相互作用负相互作用（竞争、捕食、寄生）正相互作用（偏利、原始合作、互利共生）化感作用（次生代谢产物的作用）5（5）种群的生活史对策（r对策、K对策）（6）种群的调节密度制约（种间牵制和种内调节）非密度制约IPM3．农业生态系统的群落（1）群落的概念及其基本特征（2）群落的结构水平结构、垂直结构、时间结构、营养结构、交错区与边缘效应（3）群落的演替演替的类型（原生演替和次生演替、旱生演替与水生演替）演替的发展趋势利用演替原理建造农业生物群落（4）协同进化（5）群落的多样性与稳定性4．农业生态系统中的生物多样性（1）生物多样性的概念与层次遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性（2）生物多样性的价值6（3）农业生态系统中的生物多样性农业活动对生物多样性的影响农业生态系统生物多样性的特殊性农业生态系统生物多样性的威胁因素农业生态系统生物多样性的保护与开发利用七、本章小结与作业：1、农业生产中如何利用生物种间的相互关系。2、如何利用自然群落演替的知识，对农业生物群落进行调控。3、如何保护和利用农业生物多样性7第三章农业生态系统的结构农业生态系统功能的强弱与其结构状况关系密切。结构决定功能，不同的结构产生不同的功能。优化结构，强化功能是生态农业生产实践的一条重要经验。学习本章，必须理解结构和功能的关系，掌握农业生态系统的结构类型与调节控制结构的途径，为构建高效的农业生态系统服务。一、教学目的１．掌握：农业生态系统的结构类型与调节控制结构的途径，为构建高效的农业生态系统服务。２．理解：农业生态系统结构和功能的关系３．运用：如何应用生态学原理分析一个具体生态系统模式的合理性及其缺陷二、教学重点：水平结构、立体农业模式、食物链加环三、教学难点：优良生态农业模式的评价标准四、教学方法：通过多媒体课件结合启发性、参与式、提问等方式进行五、教学用具：投影仪、多媒体课件及硬件支持等六、教学过程及主要教学内容通过日常生活例子启发学生理解农业生态系统的结构。1．概述（1）生态系统结构的概念（举例子引出概念）（2）合理农业生态系统结构的标志（举例剖析）2．农业生态系统的水平结构8（1）农业生态景观与水平结构（图示）景观多样性、边缘效应与生态交错带、农户庭院经济（2）自然条件对水平结构的影响（温度、水分）（3）农业区位和社会经济条件对水平结构的影响：（图示）农业区位、杜能农业区位、生态经济区位3．农业生态系统的垂直结构（1）自然地理位置与垂直结构（图示）流域位置、地形变化（大地形和小地形）（2）农田立体模式（先提问，再图示）农作物间作、稻田养鱼、稻萍鱼、农田种菇等（图示）（3）水体立体模式（先提问，再图示）鱼的分层放养、鱼牧结构（4）养殖业立体模式（图示）分层立体养殖、林鱼鸭立体种养（5）农林立体模式（图示）农林业系统；农林业模式（桐粮间作、枣粮间作、林胶茶、林药间作等）4．农业生态系统的营养结构（1）食物链（举例）（2）食物链类型（图示、提问）捕食、腐食、寄生食物链9（3）食物链结构类型与食物链加环（图示）食物链加环的作用与类型（生产环、增益环、减耗环、复合环、加工环等）、食物链的解列、食物链结构举例5．农业生态系统的时间结构（1）作物套作（提问）（2）轮作、轮养（图示、提问）（3）农业生产模式的演替七、本章小结与作业：1．通过农业生态系统结构的分析来确定其功能的优劣。2．设计一个乡镇农业生态系统的水平结构。3．应用杜能区位理论分析我国以城镇为中心的农业圈层。4．利用食物链原理设计农业生态系统的营养结构。5．食物链加环应掌握的原则。10第四章农业生态系统的能量流动能量的输入、传递、转化、做功，是生态系统最重要的功能；农业生态系统的能量流动，是体现农业生产持续运转的基本过程。学习这一章要重点掌握农业生态系统能流的基本规律、了解能流的现状、存在问题和改进措施。为进一步分析农业生态系统的能量流打下基础。一、教学目的1．掌握：能流的基本规律，初级生产、次级生产的能量流动途径，农业生态系统的辅助能2．理解：农业生态系统中的能量关系3．运用：如何提高农业生态系统中的初级生产力和次级生产力二、教学重点：初级生产、次级生产的能量流动、农业生态系统的辅助能三、教学难点：初级生产力和次级生产力的测定方法及初级生产、次级生产的能量平衡四、教学方法：通过多媒体课件结合启发性、参与式、提问等方式进行五、教学用具：投影仪、多媒体课件及硬件支持等六、教学过程及主要教学内容1．能量流动的基本规律（1）能的形态、度量、来源（提问：地球上能量主要来源于哪里）（2）热力学第一定律（3）热力学第二定律（4）普里斯津的耗散结构理论2．初级生产的能量转化（1）初级生产的能量平衡（图示）（2）初级生产力的分布地球表面的分布我国初级生产力的状况初级生产力的估算（3）提高初级生产力的途径3．次级生产的能量转化11（1）次级生产的能量平衡（2）次级生产的作用（3）次级生产的能量转化效率（4）提高次级生产力的途径4．生态系统中的辅助能（1）生态系统中的辅助能（提问）自然辅助能和人工辅助能（包括工业和生物辅助能）（2）人工辅助能的作用（3）农业生态系统的能流特征和转化效率5．生态系统的能量关系（1）生态系统的能流途径（图示）（2）生态效率与生态金字塔（图示、提问）6．能量生态学上的生态系统类型（1）生态系统类型（2）农业生态系统能流关系的调整方向七、本章小结与作业：1．次级生产在农业生态系统中的地位和作用。2.根据各种畜禽的能量转化效率提出我国拟发展的畜牧业结构。3．人工辅助能对农业增产的意义。4．提高能量转化效率的途径。5．分析农业生态系统的能流途径和效率。12第五章农业生态系统的物质循环物质是生命活动的基础，又是能量的载体。生命有机体和生态系统为了生存和发展，不仅要不断地输入能量，还要不断地输入物质。学习本章的目的是要掌握农业生态系统物质循环的基本规律，了解物质循环的现状和存在问题，为进一步调节和控制农业生态系统的水分和养分平衡服务。一、教学目的1．掌握：各种类型的循环过程及农业生态系统的养分平衡2．理解：人类活动对物质循环的影响与物质循环有关的环境问题3．运用：如何进行农业生产的养分管理与水分管理二、教学重点：水、氮、磷及养分循环过程及污染物对农业生态系统的影响三、教学难点：农田生态系统的水分、养分平衡四、教学方法：通过多媒体课件结合启发性、参与式、提问等方式进行五、教学用具：投影仪、多媒体课件及硬件支持等六、教学过程及主要教学内容通过日常生活例子启发学生引出物质循环的概念：如人类和动物在不停的呼吸过程中，每天都消耗大量的氧气，可是空气中氧气依然如故，并未明显改变；动物每年都要排泄大量的粪便，动植物死亡后的尸体也要遗留在地面，然而经过漫长的岁月之后，这些粪便和尸体也未堆积如山。提问学生：这是什么原因。原来生态系统中存在一种奇妙的物质循环。1．物质循环的概念及物质循环的几种基本类型（1）物质循环的概念（举上面的例子引出概念）（2）物质循环的几种基本类型水循环气相型循环沉积型循环2．水循环（1）水贮量及分布（提问：水是从哪里来的）（2）水循环过程：（文字加图示）13（3）农田生态系统的水分平衡（文字加图示）输入项：降水、灌溉、地下水上升输出项：蒸发蒸腾、渗漏、排水（4）人类活动对水循环的影响（提问：目前水资源存在什么问题）水资源短缺（文字加图示）水污染（文字加图示）（5）与人类活动有关的水循环问题植被破坏；围湖造田；兴建大型水利工程（提问：修建水利工程的利与弊）；过度开采地下水（6）农业生态系统的水分管理扩大土壤水分库容；提高水分利用率和利用效率；大力发展节水农业（先提问）；减少水体污染；加强水资源的跨流域管理3．碳循环（1）碳的贮存库大气圈、生物圈、土壤岩石圈、水圈（提问）（2）碳循环过程不同层次水平上（图示）（3）人类活动对碳循环的影响二氧化碳、甲烷等温室气体（提问）（4）温室效应对农业生态系统的影响4．氮循环（1）氮的贮存库大气圈、岩石圈（很少参与循环）（2）氮循环过程（图示、提问）输入：生物固氮、工业固氮、高能固氮输出：燃烧、挥发、反硝化、渗漏等（3）人类活动对氮循环的影响亚硝酸盐污染、水体富营养化、氮素利用效率低（提问）（4）农业生态系统的氮素调控14合理施肥、灌溉、水土保持5．磷循环（1）磷的贮存库——岩石土壤圈：主要是地壳（2）磷循环过程（图示、提问）生物小循环和地