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农业生态学(I)
 

章 节

第一章 绪论

周次


课时数

2

教学目的

和要求

通过本章学习,使学生了解生态学、农业生态学的概念;理解农业生态学的产生和发展、研究对象;农业生态学的主要内容;农业生态学的学科特点。

重 点

难 点

重点:农业生态学的研究对象及主要内容。
   
难点:农业生态学的产生和发展。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 农业生态学的产生和发展(1学时)

一、生态学是农业生态学的学科基础

(一)农业生态学定义

(二)生态学定义

(三)生态学发展的历史阶段

1、生态学知识的累积阶段

2、生态学的创始

3、生态学学科、学派的分化

4、生态系统生态学阶段

5、生态学向调控和工程方向发展

二、系统分析是农业生态学的方法论基础

1、系统论

2、控制论

3、信息论

三、农业生态学是农业科学发展的产物

1、人类社会的发展经历四个阶段

1)旧石器以前的原始时代

2)人类开始改造自然时代

3)经济大发展的工业化时代

4)后工业化时代

2、农业生态学是自然科学和社会科学相互渗透,农业科学向宏观方向发展的产物

四、农业生态学发展的社会原因

1、人类和生物的增长受资源与环境的约束,地球资源有限,而人口不断增加,对物质的需求也不断增加。

2、由于五大生态问题(人口危机、粮食危机、资源危机、污染危机和能源危机)都涉及到农业,从而也促进了生态学向农业的渗透,推动了农业生态学的发展

第二节 农业生态学的内容和特点(0.5学时)

一、农业生态学的内容

1、农业生态系统的结构

2、农业生态系统的功能

3、生物的种群与群落

4、生物与环境的关系

5、农业资源利用与环境保护

6、农业生态系统调节与控制

7、生态农业与可持续农业

二、农业生态学的特点

1、整体性

2、综合性

3、统一性

4、宏观性

5、实用性

第三节 农业生态学的应用(0.5学时)

一、农业评价

二、农业区划

三、农业资源的开发、利用和保护

四、农业系统的设计

五、农业综合技术设计

六、农业环境保护

七、农业发展研究

八、以系统为共识,协调各个专业的研究

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。


本章

思考题

1. 农业生态学发展的社会原因?

2. 农业生态学的定义及研究内容?

3. 农业生态学的特点?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌   李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思




章 节

第二章 农业生态系统

周次


课时数

2

教学目的

和要求

通过本章学习,使学生了解系统的概念、生态系统的概念以及农业生态系统的概念;掌握生态系统、农业生态系统的特点;理解农业生态系统的发展。

重 点

难 点

重点:农业生态系统的特点。
   
难点:农业生态系统的发展。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 系统的概念(0.5学时)

一、系统的概念

系统是由相互作用和相互依赖的若干个组成部分结合而成的、具有特定功能的整体。

二、系统的基本性质

1、系统无论大小都有一定的边界

2、系统都由两个以上的组分构成

3、系统具有一定的结构

4、系统都具有特定的功能

三、研究系统的方法

1、黑箱法:只了解系统的转换特性,了解系统的输出对系统的输入的响应规律,而不揭示引起这种特性或响应规律的系统内部原因。

2、白箱法:着重了解系统内部结构和功能对系统的行为和表现作出解释。

3、灰箱法:实际研究中常采用。即在重点层次、组分和关系上用白箱的方法,其它用黑箱方法。

第二节 生态系统的概念(0.5学时)

一、生态系统的定义

生态系统,是指生物群落与生存环境之间,以及生物群落内生物之间密切联系,相互作用,通过物质交换、能量转化和信息传递,成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。生态系统的核心是生物群落。

二.生态系统的基本组分

1、环境组分:辐射(Radiation)、气体(air)、水(water)、土体(soil)

2、生物组分:生产者(producer)、大型消费者(consumer)和小型消费者(分解者   decomposer)

三、生态系统的特点

1)组分上包括生物,生物群落是生态系统的核心。

2)空间上有明显的地域性。

3)具有明显的时间特征,具有从简单到复杂,从低级到高级的发展演变规律

4)生态系统的代谢活动是通过生产者、大型消费者和小型消费者这三大功能类群参与的物质循环和能量转化过程完成的。

5)系统的各组分间处于动态的平衡中。任何自然力或人类活动对系统的某一环节或环境因子的影响,都会导致生态系统的剧烈变化,影响系统的生态平衡。

6)各类生态系统都是程度不同的开放系统,不断的从外界输入物质和能量,经过转化变为输出,从而维持着系统的有序状态。

四、主要的生态系统类型

(1) 根据环境的性质生态系统可划分:

陆地生态系统(Terrestrial   ecosystem)、淡水生态系统(Freshwater ecosystem)和海洋生态系统(Ocean   ecosystem)。陆地生态系统又可分为森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统等。

(2) 根据受人类干扰的程度可划分:

自然生态系统、人工驯化的生态系统和人工生态系统。

第三节 农业生态系统(1学时)

一、农业生态系统的定义

农业生态系统是人类利用农业生物与非生物环境之间,以及生物种群之间的相互作用建立的,并按人类社会需求进行物质生产的有机整体。

二、农业生态系统的基本组分

1、生物组分:农业生物如农作物、家畜、家禽、家鱼、家蚕等,以及与这些生物有密切联系的病虫害、杂草等。其中的大型消费者也包括人。

2、环境组分:受到人类的不同程度的调节和影响。而有些环境如温室、禽舍等完全是人工环境。

三、农业生态系统的特点

1、农业生态系统是在人类强烈干预下的开放系统

2、农业生态系统中的农业生物具有较高的净生产力、较高的经济价值和较低的抗逆性

3、农业生态系统受自然生态规律和社会经济规律的双重制约

4、农业生态系统是一个综合生产系统

5、农业生态系统具有明显的区域性

四、农业生态系统的历史发展

1、原始农业生态系统

2、传统农业生态系统

3、现代农业生态系统

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

思考题

1. 系统的基本性质

2. 生态系统的特点

3. 农业生态系统的特点

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳   尚玉昌 李庆芬   党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思




章 节

第三章 农业生态系统的结构—基本生物结构

周 次


课时数

6

教学目的

和要求

通过本章学习要使学生理解农业生态系统的生物和环境组成,种群结构、动态、种群之间的相互作用、种群的调节等。并且了解群落结构和群落的演替,以及农业生态系统中的生物多样性。

重 点

难 点

重点:种群的结构、动态以及调节,群落的特征及演替和农业生态系统的生物多样性。
   
难点:种群的结构和动态

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 农业生态系统结构的概念与意义(0.5学时)

一、生态系统结构的概念

生态系统的结构是指系统的构成要素及其在时间上、空间上的配置和物质、能量在各成分间的转移、循环的途径。  

二、农业生态系统结构的概念与意义

农业生态系统的结构是指农业生态系统的构成要素--农、林、牧、副、渔各业以及各业内部的组成要素之间的配置方式,能量和物质在各成分或组成要素间的转移、循环途径。

第二节 农业生态系统的生物与环境(1.5学时)

一、环境

环境可分为区域环境、生境、生态环境、小环境、内环境。

二、自然环境(Natural   environment)

三、人工环境(Artificial environment)

四、生态因子的相互作用

1、生态因子的不可替代性和可调剂性

2、生态因子的主导作用与辅助作用

3、生态因子的直接作用和间接作用

4、生态因子的阶段性

5、生态因子的整体效应

五、环境对生物的制约

1、最小因子定律(Law of minimum)

2、谢尔福德耐性定律(Law of tolerance)

3、生活型(life form)和生境(habitat)

1)生活型

2)生境

六、生物对环境的适应

1、生态型(ecotype)

2、生态位(niche)        

七、生物对自然环境的影响

1、森林的生态效应

2、淡水水域生物的生态作用

3、草地生物的生态效应

4、农田生物的生态效应

第三节 种群(2学时)

一、种群的结构

(一)种群的空间分布格局和阿利氏原则

1、种群的分布格局通常可分为三类

随机型(random):蜘蛛等

均匀的(uniform):个体间存在自我生存领地。

成丛的(clumped):如蜜蜂、蚂蚁等。

2、阿利氏原则:即每个生物都有自己最适的密度,过疏过密都产生限制影响。种群总是避免过分的分散和过分拥挤,使种群内个体能获得最佳的生活和生存条件。

(二)种群的大小和密度

1、种群大小

2、种群密度

(三)种群的繁殖力

1、出生率 :种群产生新个体的能力。

1)最大出生力:受任何生态因子限制,种群处于理想状态时产生新个体的最大能力。反映了该生物的特性。

2)实际出生力(生态出生力):种群在一定的环境条件下,产生新个体的能力。反映了环境对该种群的影响。

2、死亡率 :单位时间内种群死亡的个体数。

1)最小死亡率:种群处于理想状态时的死亡率。

2)实际死亡率:种群在一定的环境条件下的死亡率。又称生态死亡率,不仅受环境条件的影响,而且受种群大小和年龄组成的影响。

(四)种群的年龄结构和性比

(五)内禀增长率和环境容纳量

1)内禀增长率

2)环境容纳量(K

二、种群的动态

(一)生命表和存活曲线

1、生命表

2、存活曲线:A型、B型和C

(二)种群的增长型

1)种群的指数增长

2)种群的逻辑斯谛增长

三、种群间的相互作用

(一)负相互作用

1、竞争

2、   捕食

3、寄生

4、偏害作用

(二)正相互作用

1、偏利作用(共栖)

2、原始合作

3、互利共生

(三)种间相互关系在农业生产中的应用

1、农作物间作套种、林粮间作及人工混交林的建立

2、生物防治病虫害及杂草

(四)次生代谢产物在种间相互关系中的作用

1)植物与植物的化感作用

2)植物与微生物的化感作用

3)植物与草食动物间的化相互作用

4)动物信息素

四、种群的适应与对策

(一)形态适应

(二)生理适应

(三)生态适应

1K对策者

2r对策者

五、种群波动与调节

(一)种群波动:非周期性波动和周期性波动

(二)种群调节

1、密度制约作用(density dependent)

2、非密度制约(density independent)

第四节 农业生态系统的群落(1学时)

一、群落的特征

(一)群落的基本特征

(二)群落的组成

(三)群落的类型与分布

二、群落的结构

(一)垂直结构(vertical   structure)

(二)水平结构(horizontal structure)

(三)时间结构(temporal   structure)

(四)群落的交错区(ecotone)与边缘效应(edge effect)

三、群落的演替(succession)

(一)群落演替及其自然群落演替的类型

(二)演替系列

(三)演替的顶级学说

1、单元顶级理论(monoclimax theory)

2、多元顶级理论(polyclimax theory)

3、顶级型理论(climax pattern theory)

(四)自然群落演替趋势

四、群落的多样性与稳定性(Stability)

第五节 农业生态系统中的生物多样性(1学时)

一、生物多样性(biodiversity)

(一)定义

(二)多样性层次:

1、遗传多样性

2、物种多样性:

3、生态系统多样性(景观多样性):

(三)价值

1、直接价值

2、间接价值

3、潜在价值

(四)威胁生物多样性的原因

1、人口迅猛增加

2、生境的破碎化

3、环境污染

(五)我国生物多样性的特点

1、物种高度丰富

2、特有属、种繁多

3、区系起源古老

4、栽培植物、家养动物及其野生亲缘种的种质资源异常丰富

5、生态系统的类型丰富

二、农业生态系统中的生物多样性

(一)农业活动对生物多样性的影响

1、土地的农业利用对生物多样性的影响

2、农业耕作方式对生物多样性的影响

3、农田杂草防治措施对生物多样性的影响

4、杀虫剂及其使用对生物多样性的影响

5、放牧对草地生物多样性的影响

6、作物间套轮作对生物多样性的影响

7、农业动植物品种改良对农业生态系统中遗传多样性的影响

(二)威胁因素

1、土地过度开发利用

2、土地集约化

3、污染

4、物种单一

(三)保护与开发利用

1、就地保护

2、迁地保护

3、离体保存

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

思考题

1.  种群的基本特征有哪些

2.  生物群落的基本特征是什么?

3.  农业活动对生物多样性的影响

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳   尚玉昌 李庆芬   党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,2004;、、、6. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思



章 节

第四章 农业生态系统的结构—综合结构

周次


课时数

4

教学目的

和要求

通过本章学习要使学生理解农业生态系统层次结构的内涵;了解农业生态系统层次结构的主要类型,包括行政区域结构、气候地理区域结构、产业结构、农田生态系统结构、生物结构等;理解农业生态系统的空间结构的概念;掌握农业生态系空间结构的主要类型,包括农业生态系统的垂直结构、水平结构;理解掌握垂直结构的原理在农业立体种植、立体种养、立体养殖上的应用;了解农业生态系统中立体种植、立体种养、立体养殖的主要结构模式及其效益原理;了解农业生态系统营养结构的概念和主要类型;理解掌握食物链、食物网的概念,食物链的主要类型;理解掌握农业生态系统食物链加环的意义和作用,食物链加环的主要途径和类型;了解时间结构的概念;理解掌握种群密结型、种群嵌合型、人工设施型等时间结构的特点。

重 点

难 点

重点:农业生态系统的垂直结构及其原理应用;食物链、食物网的概念;食物链的类型;农业生态系统食物链加环的意义和作用;食物链加环的主要类型。
   
难点:垂直结构原理的应用;农业生态系统立体种种植、立体种养、立体养殖的主要结构模式及其效益原理。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 概述(0.25学时)

一、生态系统的结构

物种结构(species structure, 组分结构)

时间结构(temporal structure)

空间结构:水平结构(horizontal structure)

垂直结构(vertical structure

营养结构(nutritious structure , 食物链结构)

二、合理农业生态系统结构的标志

1、资源优势得到充分发挥并保持永续利用

2、系统保持生态平衡

3、系统具有多样性与稳定性

第二节 农业生态系统的水平结构(1.25学时)

一、农业生态景观与农业生态系统的水平结构

(一)景观多样性(landscape biodiversity)

(二)边缘效应与生态交错带

1、城郊农业

2、基塘系统与滩涂养殖

3、农户庭院经济

二、影响农业生态系统水平结构的因素

(一)不同区位对水平结构的影响

1、自然区位(natural zone)

2、杜能农业区位(商品经济发展初期)

3、生态经济区位(经济高度发达阶段)

(二)社会经济条件对水平结构的影响

1、人口密度梯度

2、城乡经济梯度:离城市越近,投入、鲜活产品增加,生产水平提高,收入增加。

第三节 农业生态系统的时空结构(0.5学时)

一、农业生态系统的时间结构

1、概念:

2、类型:种群嵌合型和种群密结型、人工设施型。

二、农业生态系统的空间结构

1、概念:

2、类型:农田立体模型、水体立体模型、坡地立体模型和养殖业立体模型。

三、时空结构的生物学基础

()  对资源利用的种间互补

(二)实现系统稳定的种间互补

第四节 农业生态系统中的营养结构(2学时)

一、食物链(food chain)

二、食物链的类型:

1、捕食食物链(grazing food chain)

2、腐食食物链(detritus food chain)

3、寄生食物链(parasite food chain)

三、食物链结构

(一)食物链结构特点

1、在同一食物链中,常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。

2、在同一生态系统中,可能有多条食物链,它们的长短不同, 营养级数目不同。

3、不同的生态系统中所包含的各种类型的食物链比重不同。

4、在任一生态系统中,各类食物链总是协同起作用。

(二)食物链加环的作用

1、提高农业生态系统的稳定性。

2、提高农副产品的利用率。

3、提高能量的利用率和转化率。

(三)食物链加环的途径

1、引进捕食性动物,控制有害昆虫对农业生物生产量的消耗。

2、增加新的生产环节, 将人类不能直接利用的有机物质通过多种生物转化为可以直接利用的价值高的产品。

(四)食物链加环类型

1、生产环

2、增益环

3、减耗环

4、复合环

5、加工环

(五)食物链解列

1、处理污染土壤

2、污水处理

四、我国几个比较合理的农业生态系统结构分析

1、“农牧结合、粮草轮作”结构

2、“桑基渔塘生态系统”结构

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

思考题

1. 影响农业生态系统水平结构的因素有哪些?

2. 食物链加环有哪些类型?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思




章 节

第五章 农业生态系统的能量流动

周次


课时数

4

教学目的

和要求

通过本章学习,使学生理解能量流动的基本规律,掌握初级生产力和次级生产力的概念及提高途径,了解农业生态系统的辅助能。

重 点

难 点

重点:初级生产力和次级生产力的提高途径
 
难点:初级生产力的测算

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 能量流动的基本规律(0.5学时)

一、能量流动的基本定律

(一)热力学第一定律

(二)热力学第二定律

(三)普里斯津的耗散结构理论

二、能源、能流和能量转化效率

(一)形态

(二)度量

(三)能源:太阳能、辅助能

(四)能流

(五)能流路径

(六)能量流动的特征

1、能流是单向流动

2、能流是能量不断递减的过程

3、能量流动的途径和渠道是食物链(food   chain)和食物网 (food web)

(七)能量转化效率和生态金字塔

第二节 初级生产力(2学时)

一、概念

二、初级生产的能量平衡

1、初级生产(primary production)

2、净初级生产量=总初级生产量-呼吸量

三、地球主要生态系统的初级生产力

(一)地球表面的分布

1、低生产力

2、中等生产力

3、高生产力

四、农业生态系统的初级生产力

农田

森林

草地

五、初级生产力的潜力估算与分析

(一)作物生产力

1、光合生产力:温度、水分、土壤等条件都处于最适状态下的初级生产力。         Y=0.00373Q

2、光温生产力:除光、温以外其他生态条件都处于最适状态下的初级生产力。

3、气候生产力   :除光、温、水以外其他生态条件都处于最适宜状态下的初级生产力。

4、土地生产力:除气候和肥力以外其他条件都处于最适宜状态下的初级生产力。

(二)作物生产力估算的重要意义

(三)初级生产力测定方法

1、直接测定:是测定初级生产者的生物量。

2、间接测定:二氧化碳测定法、叶绿素测定

(四)初级生产力与光能利用率较低的原因

1、漏光损失:漏光指光的反射和透射。

2、光饱和限制:超过光饱和点的光能不能被利用。

3、呼吸消耗:消耗量可占到光合作用量的533%,在不良条件下可达到50%

4、环境条件及生理状况限制:环境条件适应,光能利用率高;作物进入衰老期,光能利用率低。

六、提高农田初级生产力的途径

1、改善生态环境限制因子(水、肥、病、虫、草害等),提高投入

2、培育高光效抗逆性强的植物品种:如水稻、小麦等

3、提高复种指数,合理间套作

4、调控作物群体结构:合理密植、施肥、水分管理等

第三节 次级生产的能量转化(1学时)

一、次级生产的能量平衡

二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用

(一)转化农副产品,提高利用价值。

(二)生产动物蛋白质,改善食物构成。

(三)促进物质循环,增强生态系统功能。

(四)提高经济价值。

三、次级生产的改善途径

1、调整种植业结构,建立粮--饲三元结构;

2、培育、改良、推广优良畜、禽、渔品种;

3、将分散经营适度集约化养殖;

4、大力开发饲料,进行科学喂养;

5、改善次级生产构成:发展草食动物、水产业,发展腐生食物链,利用分解能等。

第四节 生态系统中的辅助能(0.5学时)

一、生态系统的辅助能

自然辅助能

人工辅助能( artificial auxiliary   energy)

二、人工辅助能对农业增产的意义

(一)辅助能输入的作用是改善不良的生态环境条件,解除环境中一些限制因子的制约,促进农作物对日光能的吸收、利用和转化。

(二)随着人工辅助能投入的增加,特别是工业辅助能投入量的增加,产量明显提高。

(三)工业辅助能投入的增加也带来了能源短缺、环境污染和成本提高等问题。今后应优化辅助能投入,提高辅助能的利用效率。

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

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. 何谓辅助能?其在农业生态系统中的作用事什么?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思



章 节

第六章 农业生态系统的物质循环

周次


课时数

4

教学目的

和要求

这一章要使学生了解物质循环的概念;理解掌握地质大循环、生物小循环、气相循环、沉积循环的特点;理解掌握水、碳、氮、磷、钾的循环途径及其特点。

重 点

难 点

重点: 地质大循环、生物小循环、气相循环、沉积循环的特点;水、碳、氮、磷的循环途径和特点;

难点: 水、碳、氮、磷的循环途径及特点;

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 物质循环的一般原理(0.5学时)

一、生命活动中的营养元素

(一)能量元素

(二)大量元素

(三)微量元素

二、物质循环的几个概念

(一)库

1、贮存库(storing sink)

2、交换库(exchange sink)

(二)流

(三)周转率(turnover   ratio,R)和周转期(Turnover time,T)

三、物质循环的特征

(一)物质循环在生态系统中是时刻进行的,并与能量流动紧密结合在一起。

(二)物质循环是双向流动,而能量流动则是单向的,是不可逆的。

四、物质循环的类型

(一)生物地球化学循环

1、地质大循环

2、生物小循环

(二)物质循环的基本类型

1、水循环

2、气相型循环

3、沉积型循环

4、农业生态系统物质循环的特点

1)强烈的人为调控

2)物质循环规模大,速度快,开放式

3)不但发生在生物环境中,且生物环境社会中,途径多,变化大

第二节 水循环(0.5学时)

一、水循环过程

1、水贮量及分布

2、水循环过程

二、农田生态系统的水分平衡

三、人类活动对水循环的影响

(一)植被破坏:水土流失、河流洪涝或干枯

(二)兴建大型水利工程:改变流域的水平衡,造成流域不同部位盐碱化、沼泽化和干旱化

(三)围湖造田:地表水蓄水、调洪能力降低,易造成地区性干旱   (如湿地的减少)

(四)过度开采地下水:造成水位下降、河流干枯、海水入侵等

四、农业生态系统的水分管理

(一)扩大土壤的水分库容

(二)提高水分的利用率和利用效率,大力发展节水农业

(三)减少水体污染

(四)加强水资源的跨流域管理

第三节 碳循环(1学时)

一、碳的贮存库(stored   sink)

1、大气圈(CO2

2、生物圈(有机分子)

3、土壤(有机质)

4、岩石圈(化石燃料和沉积岩)

5、水圈(溶解CO2和碳酸钙)

二、碳循环过程

1、细胞水平上

2、个体水平上

3、生态系统水平上

4、地质大循环
 
三、农业生态系统中的碳素流动

(一)碳素通过作物的光合作用从大气流向作物。

(二)碳素自作物流向土壤。

(三)碳素沿食物链向家禽家畜和人体流动,然后由人畜粪便及其遗体等重新进入环境。

(四)土壤向大气排放CO2  

(五)土壤向大气排放CH4  

(六)人为施入土壤中的碳量,主要包括有机肥和化肥(尿素)中的碳量。

(七)作物收获移出农业生态系统的碳量。

四、人类活动对碳循环的影响

(一)对CO2浓度的影响

(二)对CH4的影响

第四节 氮循环(1学时)

一、氮的贮存库(stored   sink)

(一)岩石圈  93.8%

(二)大气圈  6.2%

二、氮素的输入输出循环过程

(一)输入

(二)输出

三、氮循环

四、人类活动对氮循环的影响

(一)含氮有机物燃烧产生NOx污染大气温室气体

(二)过度耕种使土壤氮素肥力下降

(三)工业固氮抑制生物固氮,造成氮素局部富积和氮循环失调(水体富营养化)

(四)不合理施肥造成氮素流失,污染地下水、蔬菜硝酸盐中毒
 
五、农田氮素控制的途径

(一)改进氮肥施用技术

(二)平衡施肥和测土施肥

(三)采用硝化抑制剂

(四)合理灌溉

(五)做好水土保持工作

第五节 磷循环(0.25学时)

一、磷的贮存库及循环过程

二、农业生态系统磷的循环

(一)磷的输入

(二)磷的输出

三、人类活动对磷循环的影响

(一)磷矿开采与消耗

(二)磷肥的施用与流失

(三)生活废水、工业污水排放

第六节 农业生态系统中的养分循环(0.75学时)

一、养分循环特点

(一)有较高的养分输入率和输出率

(二)系统内部养分的库存量较低,但流量大,周转快

(三)养分保持能力弱,流失率较高

(四)养分供求同步机制较弱

二、养分循环的一般模式

三、农业生态系统的养分平衡

四、土壤有机质与农田养分循环

(一)有机质的作用

1、是各种养分的载体

2、为土壤微生物提供生活物质

3、具有和硅酸盐同样的吸附阳离子的能力

4、保蓄水分、提供抗旱、抑制线虫等作用

(二)农田土壤有机质的积累与分解

1、积累:根茬、落叶、秸秆还田、畜肥、生物遗体、排泄物等

2、分解:土壤微生物要求土壤有机质保持一定的碳氮比20-251

五、农田养分循环的调节

(一)调节的原则

1、多样化的养分输入

2、建立养分循环再生机制

3、提高土壤肥力和保持养分,减少养分流失

4、系统的整体优化

(二)调节的途径

1、建立合理的轮作制度:用养结合

2、农林牧相结合,发展沼气,促使秸秆回田

3、措施优化:有机无机结合、NPK比例协调、少免耕、覆盖等

4、废弃物回收利用

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

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.    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?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思







章 节

第七章 农业的资源与效益

周次


课时数

4

教学目的

和要求

这一章教学,要使学生了解农业自然资和社会资源的概念;了解我国农业资源的现状和农业自然资源利用存在的问题;理解农业资源的特点、农业资源合理开发利用的途径和措施。

重 点

难 点

重点:农业资源的特点;我国农业资源利用存在的问题;农业资源合理利用的途径和措施;

难点:我国农业资源利用存在的问题

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 农业资源(1学时)

一、农业资源的概念与分类

(一)资源与农业资源

(二)农业资源的分类

二、我国农业自然资源状况

(一)土地资源:土地资源的绝对数量是较大的,但由于人口众多,人均占有的土地资源数量却相对甚少。

(二)气候资源:太阳辐射能分布随时间和空间的变化而不同。

(三)生物资源:我国自然条件复杂多样,因而动物、植物、微生物等生物资源非常丰富。

(四)水资源:水资源总量较丰富,但人均占有量较少,而且水资源在地区间分布不均匀。

三、我国农业自然资源利用中出现的问题

(一)森林覆盖率下降

(二)水土流失严重

(三)土地沙漠化加剧

(四)地下水位下降,湖泊面积缩小

(五)生物物种灭绝加速

(六)耕地面积逐年减少

四、不可再生资源的开发、利用控制和替代

(一)加强替代资源的开发

(二)提高资源的利用效率

(三)加强像铁、铜这类金属资源的回收和循环利用

五、再生资源的利用、保护和增殖

(一)森林:封山育林、培植速生丰产林、残林更新和扩建新林   (三北防护林、广东绿化)

(二)草原

(三)渔业资源

(四)野生动植物

(五)环境净化

第二节 农业资源的合理利用(1学时)

一、农业资源的特点

(一)农业资源的整体性

(二)农业资源的区域性

(三)农业资源的有限性

(四)农业资源的可变性

(五)农业资源的多用性

(六)农业资源潜力的无限性

二、农业资源合理利用的原则

(一)因地制宜、因时制宜原则

(二)资源利用与资源保护相结合原则

(三)资源利用与资源节约相结合原则

(四)综合开发、综合利用原则

第三节 资源利用的生态经济规律(0.5学时)

一、自有资源利用的生态经济规律

二、公共资源利用的生态经济规律

第四节 农业生态系统的效益(1.5学时)

一、农业的社会效益

(一)农业就业与人口城市化

(二)大食物概念与人类营养

(三)农产品代用品与农业的社会效益

1、工业原料替代农业原料

2、农业原料替代工业原料

3、农业收成与社会稳定

二、农业的经济效益

(一)资源投入的收益递减规律

(二)资源间的相互替代效益

三、农业的生态效益
 
(一) 中国的生态问题

1、以水土流失、土地荒漠化、盐渍化为主的土地退化

2、以江河断流、湖泊干涸、区域性地下水位持续下降

3、数量有限的天然林仍在遭砍伐,草地开垦和破坏不断,森林、草地的生态功能严重衰退;

4、生物多样性锐减,大量珍稀濒危动植物面临灭绝的危险;

5、海洋赤潮、自然生态破坏、海岸侵蚀和海水倒灌加剧,海洋生态趋于恶化;

6、乡镇企业污染的迅速蔓延

(二) 我国主要生态问题的防治
  1
、水土流失

1)水土流失的状况

2)水土流失的原因

3)水土流失的危害

2、沙漠化

1)世界沙漠化状况

2)我国沙漠化状况

3)沙漠化日益加剧的原因

4)土地沙漠化防治技术

3、盐碱化:(1)盐碱化的状况;(2)盐碱化的成因;(3)盐碱化的危害

4)土壤盐碱化的治理

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

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?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思



章 节

第八章 农业生态系统的调节与控制

周次


课时数

2

教学目的

和要求

通过本章学习使学生了解农业生态系信息的概念;物理信息、化学信息、行为信息、营养信息的特点;理解掌握农业生态系统信息传递的途径;掌握信息在农业上的应用;理解农业生态系统价值流的概念;掌握价值流分析的方法;理解掌握价值流分的意义。理解边际平衡原理及其在价值流分析中的应用。理解农业生态系统自然调控,包括本能调控、稳态调控;理解农业生态系统的反馈调控、冗余调控;理解掌握农业生态系统的市场经济调节器控、宏观经济调控和行政法律法规调控。

重 点

难 点

重点:农业生态系的反馈调控、市场经济调控。

难点: 农业生态系统的冗余调控;成本外滩和收益外泄现象。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 农业生态系统的信息流(0.5学时)

一、信息的种类

(一)物理信息

(二)化学信息

(三)营养信息

(四)行为信息

二、生态系统中的信息传递

(一)取食

(二)居住

(三)防卫

(四)性行为

(五)生物的群聚作用

三、信息在农业生态系统中的应用

(一)光信息在农业生态系统中的应用:利用光信息调节和控制生物的发生发展

(二)化学信息之农业生态系统中的应用

1、用于预测预报

2、用于防治害虫

3、用于提高家畜的繁殖力

(三)声信息在农业生态系统中的应用:利用声波处理达到增产的目的

第二节 农业生态系统的资金流(0.5学时)

一、资金流的基本构成

二、资金流与能物流的关系

(一)相偶联的关系:

(二)脱离了能流、物流的资金流

(三)单独的能物流

三、农业生产过程的外部性问题

(一)成本外滩:公共资源未算为成本

(二)收益外泄:环境效益未算为收益

(三)时间关联的外部性:如前人植树,后人乘凉

四、经济外部性的解决途径

(一)行政:规定资源的所有权和使用权

(二)法律:环境保护法规

(三)经济:经济杠杆调节

(四)宣传等手段

第三节 资源环境影响的经济核算(0.25学时)

一、资产定价

二、自然资源与生态环境的利用分类

(一)总经济价值

(二)直接使用价值:如森林提供木材、旅游等。

(三)间接使用价值:间接使用价值:森林对下游增产、吸收二氧化碳等。

(四)未来选择使用价值:如森林对未来生物多样性增加。

(五)非使用价值

第四节 农业生态系统的调节控制特点(0.75学时)

一、调控机制的基本特点

(一)兼有自然界的非中心调控和工业中心式调控

(二)调控层次

1、自然调控:生物与环境、生物与生物的相互作用

2、经营者的直接调控:农业技术

3、社会的间接调控:影响经营者的决策和行动
 
二、自然调控

(一)程序调控

(二)随动调控

(三)最优调控

(四)稳态调控

1、系统的功能组分冗余:从分子个体种群群落生态系统等

2、系统的负反馈作用:

三、人工直接调控

(一)调控途径:

1、生态环境调控

2、输入输出调控:

3、生物结构调控

4、系统的综合调控(系统模式):

四、社会间接调控

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

思考题

1. 农业生态系统的自然调控机制是什么?

2. 信息在农业生态系统中的应用有哪些?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,2004

6. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思







章 节

第九章 农业的可持续发展

周次


课时数

2

教学目的

和要求

通过本章学习让学生了解为什么我们要坚持走可持续发展的农业发展道路,了解可持续发展的基本内涵和基本原则。

重 点

难 点

重点:可持续发展的由来、基本内涵和基本原则

难点:可持续农业发展的实施。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 可持续发展的一般概念(0.5学时)

一、可持续发展思想的由来

(一)《寂静的春天》:对传统行为和观念的早期反思

(二)《增长的极限》:引起世界反思的严重忧虑

(三)联合国人类环境会议:人类对环境问题的正式挑战

(四)《我们共同的未来》:环境与发展思想的重要飞跃

(五)联合国环境与发展大会:环境与发展的里程碑

二、可持续发展的基本内涵

(一)着重于自然属性

(二)着重于社会属性

(三)着重于经济属性

(四)着重于科技属性

第二节 农业的历史发展阶段与现代农业发展思潮(0.5学时)

一、农业历史发展阶段

(一)原始农业(slash   and burn, shifting cultivation)

(二)传统农业(traditional   agriculture)

(三)现代农业(modern   agriculture)

(四)替代农业(alternative   agriculture)

二、现代农业发展的思潮

(一)农业现代化思潮

(二)绿色革命思潮

(三)自然农业思潮

(四)可持续农业思潮

第三节 农业可持续发展与可持续农(0.25学时)

一、农业可持续发展及其内容

农业可持续发展目标包含了经济持续性、生态持续性和社会持续性三个方面的内容。

二、可持续农业的基本概念

第四节 农业可持续发展的支持系统(0.25学时)

一、环境与资源支持系统

二、生产与管理支持系统

三、经济与市场支持系统

四、技术与信息支持系统

五、政策与法律支持系统

六、社会与伦理支持系统

第五节 农业可持续发展的技术体系(0.5学时)

一、关键技术

(一)农业资源高效利用(土地、水、气候等)

(二)农业品种的繁育及其高效种养技术:优质、高产、抗逆

(三)农业废弃物的资源化利用技术

(四)生态农业与绿色食品技术

(五)农业信息化技术

二、高新技术

(一)新物种塑造

(二)工厂化农业

(三)新兴替代能源开发技术

(四)新的空间领域拓展技术

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。

本章

思考题

1.    可持续发展农业的由来

2.    农业可持续发展的高新技术有哪些

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌 李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

课后反思



章 节

第十章 中国的生态农业

周次


课时数

2

教学目的

和要求

通过一章教学,要使学生理解生态农业的概念;了解生态农业产生的背景;国外替代农业的主要模式;生态农业的产生和发展;中国生态农业的特点;理解掌握生态农业的原理和技术;生态农业典型模式的分析;能运用生态学原理和方法,进行生态农业设计。

重 点

难 点

重点:中国生态农业的特点;生态农业的原理;生态农业的技术。
 
难点:生态农业的原理。

教学进程

(含章节、

教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)

第一节 中国农业的发展阶段和面临的挑战(0.25学时)

一、世界农业发展阶段

(一)传统农业阶段

(二)工业化农业阶段

(三)后工业化农业阶段

二、中国农业发展面临的挑战

(一)满足巨额农产品数量增长,品质改善的挑战。

(二)农业资源短缺与农业生态环境恶化的挑战。

第二节 中国生态农业的产生和发展(0.5学时)

一、中国生态农业的兴起

(一)产生发展过程

(二)生态农业产生发展的背景

二、中国生态农业的特点

(一)以追求高产、优质、高效为目的。

(二)传统农业的精华与现代科技相结合。

(三)强调物质的适当投入。

(四)劳动密集型和技术密集型相结合。

(五)个别农场的发展与区域发展相结合。

(六)是一种可持续农业。

三、生态农业能够实现农业持续发展的三大目标

(一)粮食问题

(二)经济问题

(三)生态问题

四、中国生态农业的定义和内涵

(一)定义:

(二)内涵:

1、生态农业是农业发展观念的转变

2、生态农业是以系统观念为知道,组织现代农业生产的一种方式。

3、生态农业技术是一套经济而高效的农村实用技术。

(三)中国生态农业的主要特征

五、生态农业的基本原理

(一)整体效应原理

(二)生态位原理

(三)食物链原理

(四)物质循环与再生原理

(五)生物种群相生互克原理

(六)生物与环境协同进化原理

第三节 中国生态农业的模式(1.25学时)

一、生态农业建设的核心

二、生态农业模式

三、我国生态农业发展模式类型

(一)生物物种共生模式。

(二)农田合理间套的结构优化模式。

(三)用养结合的集约型规模经营模式。

(四)种养配套互补的循环模式。

(五)农林间作或混林农业模式。

(六)生物能多层次再生利用模式。

(七)小流域综合治理的立体农业模式

(八)庭院经济模式

(九)沿海滩涂资源开发利用模式

(十)贸工农综合经营模式

四、不同生态区域的典型模式

(一)东北区

(二)黄淮海区

(三)黄土高原区

(四)长江中下游区

(五)华南区

(六)西南区

(七)西北干旱农业区

(八)青藏区

(九)庭院区

(十)城郊区

教学方法和辅助手段:多媒体教学,以课堂讲授为主。


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?

主要

参考资料

1. 陈阜,农业生态学,北京:中国农业大学出版社,2011

2. 王宏燕,曹志平,农业生态学,北京:化学工业出版社,2008

3. 中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书,北京:中国环境科学出版社,1994

4. 李博、杨持、林鹏,生态学,北京:高等教育出版社,2000

5. 孙儒泳 尚玉昌   李庆芬 党承林译,生态学,北京:高等教育出版社,20046. 孙儒泳主编,生态学进展,北京:高等教育出版社,2008

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