农业生态学课程教学大纲(10182303)

农业生态学课程教学大纲
Agroecology
课程编号：10182303
课程类别：学科基础课
适用专业：农学、农学（农业信息技术）、农村区域发展、园艺
先修课程：植物学、土壤肥料学、植物生理学
后续课程：农业环境保护、农村区域发展
总学分：2.5学分其中实验学分：0.4学分
主讲教师：沈新平，博士，副教授，研究方向为农田生态，**************.cn
庄恒扬，博士，教授，研究方向为生态农业，*******************.com
黄丽芬，博士，副教授，研究方向为作物生理与分子生态，***************.cn
教学目的与要求：农业生态学是针对当今农业的发展所面临的种种生态环境问题，必须要从宏观的、系统的、整体的角度出发来组织和管理农业，使农业的发展走向良性发展的道路这一基本状况而设置的。

通过对该课程的学习，培养学生从农业生态系统的角度宏观管理农业的能力，提高学生的生态意识。

通过本课程的学习，使学生基本了解和掌握：（1）农业生态系统的基本概念、基本功能、基本关系及调控机制；（2）农业生态学的基本分析方法；（3）国内外农业的生态化发展与我国生态农业的实践。

教学内容与学时安排
第一章绪论
一、教学基本要求
（1）掌握生态学、农业生态学概念；
（2）掌握生态学发展的4个历史阶段；
（3）了解农业生态学研究的基本内容、学科性质与特点；
（4）了解农业生态学的应用；
（5）掌握“五大危机”的内容。

二、教学基本内容
第一节农业生态学的发展基础
1、生态学的产生为农业生态学的产生提供了理论依据
*生态学的定义； #生态学发展的4个历史阶段
2、农业生态学发展的农业可持续发展背景
3、系统研究方法对农业生态学的影响
研究方法论；还原论；系统论。

第二节农业生态学的发展回顾
1、中国传统农业中累积了大量的农业生态学知识
2、农业生态学逐步成型与发展
3、我国现代农业生态学产生与发展
第三节农业生态系统的概念
1、系统及其特性
*系统的定义及3个条件；系统的结构；*系统的功能整合性。

2、生态系统及其特点
*生态系统的定义；生态系统的基本组分；#生物组分；#生态系统的特点。

3、农业生态系统
*农业生态系统的概念；#农业生态系统的特点。

第四节农业生态学的任务及研究方法
1、农业生态学的任务
2、农业生态学和相关学科之间的关系
3、农业生态学的基本研究方法
三、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第二章农业的基本生态关系
一、教学基本要求
（1）掌握个体生态学中生境、生态因子、生活型的基本概念；掌握生态型的概念及类型；掌握最小因子定律、耐性定律；熟悉与运用生境原理、生态位原理的概念；
（2）了解种群的结构；掌握种群的动态；了解正负种间关系；了解次生代谢物在种间关系中的作用；掌握种群的生活史对策和种群调节方式；
（3）了解群落的基本特征；掌握群落的水平、垂直、时间结构；掌握顶级群落的概念以及如何利用群落演替原理建造农业群落；
（4）掌握生物多样性的定义、价值；了解农业活动对生物多样性的影响与中国农业生物多样性的特殊性；了解威胁中国农业生物多样性的因素；掌握中国农业生物多样性的保护与开发利用措施；了解生物入侵的概念与防控措施。

二、教学基本内容
第一节个体生态学关系
1、环境对生物的制约
*最小因子定律；*#谢尔福德耐性定律；*生活型；生境。

2、生物对自然环境的适应
*#生态型；生态型的分类；#生态位。

3、生物对自然环境的影响
森林的主要生态作用。

第二节种群
1、种群结构
种群的大小和密度；年龄结构和性比；出生率和死亡率；*#内禀增长率和环境容纳量；#空间分布和阿利氏原则。

2、种群动态
*指数式增长；#逻辑斯谛增长。

3、种群间的相互作用
负相互作用；*竞争；竞争排斥原理；捕食；寄生；#偏害作用；正相互作用；偏利作用；原始合作；互利共生。

4、次生代谢物在种间关系中的作用
化学生态学；*#化感作用。

5、种群的生活史对策
*r对策生物；*K对策生物；r对策生物和K对策生物主要特征的比较。

6、种群调节
密度制约；种内调节；种间调节；非密度调节。

第三节群落
1、群落的基本特征
2、群落的结构
群落的水平结构；群落的垂直结构；群落的时间结构。

3、群落演替
自然群落演替；典型旱生演替序列；*#顶级群落；#利用群落演替原理建造农业群落。

4、协同进化
第四节农业生态系统中的生物多样性
1、生物多样性的概念
生物多样性的定义；*生物多样性3个层次；生物多样性的直接价值和间接价值。

2、分子生态学及其在生物多样性研究中的应用
分子生态学定义；分子生态学的技术；分子生态学方法在农业生物多样性研究中的应用。

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；中国农业生物多样性的特殊性；*威胁中国农业生物多样性的因素；*#中国农业生物多样性的保护与开发利用。

4、生物入侵与防控
生物侵概念、生物入侵途径；生物入侵危害；生物入侵防控。

三、实验内容
实验一、观看生物多样性录相（3学时）
实验性质：验证性实验。

实验内容：观看《让生命永存》教学录相。

实验目的和要求：使学生充分理解生物多样性所包含的含义，生物多样性的价值以及保护生物多样性的措施。

注意点：充分理解遗传多样性的内涵。

四、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第三章农业生态系统的结构
一、教学基本要求
（1）了解农业生态系统的物种结构的设计原则和农林牧副渔各业相结合的组分结构；
（2）了解生态交错带；掌握边缘效应及合理开发边缘效应的途径；
（3）了解农林业、农田、水体、畜禽养殖业的垂直结构；
（4）掌握食物链定义；掌握食物链加环的作用和类型；了解食物链加环的注意事项；掌握食物链解列的定义。

二、教学基本内容
第一节农业生态系统的物种结构
1、农业生态系统的物种结构的设计原则
2、农林牧副渔各业相结合的组分结构
3、大农业的组分结构
第二节农业生态系统的水平结构
1、景观多样性与农业生态系统的水平结构
生态交错带；*#边缘效应；合理开发边缘效应。

2、自然条件引起的农业生态系统水平结构
温度与温度引起的水平结构；地貌类型差异形成的水平结构。

第三节农业生态系统的垂直结构
1、自然地理位置与农业生态系统的垂直结构
2、农林业系统的垂直结构
农林业系统；农林业模式举例。

3、农田立体模式
间作；稻田养鱼；稻田养鸭。

4、水体内的垂直结构
5、畜禽养殖业立体模式
第四节农业生态系统的营养结构
1、食物链的加环与解链
*食物链；食物链结构；*#食物链加环的作用；*#食物链加环的类型；*生产环；*增益环；减耗环；加工环；复合环；食物链加环的注意事项；#食物链的解列。

2、食物链的结构类型
第五节农业生态系统的时间结构
1、作物套作
*套作；几种套作方式。

2、轮作和轮养
*轮作；轮作方式；轮养。

3、农业生产模式的演替
4、退化生态系统的恢复过程
热带亚热带退化生态系统的恢复与重建；北方退化草地的恢复。

三、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第四章农业生态系统的能量流
一、教学基本要求
（1）了解热力学第一、第二定律及农业生态系统熵的基本概念及应用；
（2）掌握能源的类型及其功能地位；
（3）掌握生态系统能量流动的主要路径；了解能量在生态系统中传递的损耗途径；了解生态系统能量转化效率、生态金字塔等的基本概念；
（4）掌握农业生态系统中初级生产、次级生产的概念，了解农业生态系统中次级生产的功能地位；理解初、次级生产之间的关系；
（5）掌握提高农业生态系统初、次级生产力的基本途径，理解人工辅助能在农业生态系统中的作用。

二、教学基本内容
第一节热力学定律及其在农业生态系统能量流中的应用
1、热力学第一定律及应用
2、热力学第二定律及应用
3、熵与农业系统熵的基本概念
第二节农业生态系统的辅助能
1、农业的辅助能
太阳能；自然辅助能；*#人工辅助能；*人工辅助能分类。

2、辅助能在生态系统中的作用
3、不同类型生态系统辅助能的特点与能量效率
自然生态系统与农业生态系统辅助能的特点；不同类型农业生态系统的能流水平与能流结构。

4、再生能源的开发利用
可再生能源及其发展现状；*生物质能；我国农村能源现状与前景。

第三节初级生产中的能流
1、农业生态系统初级生产中的能流路径和能量平衡关系
*农业生态系统初级生产力的概念；*初级生产能量转化的含义；农田上的热量平衡。

2、初级生产的能量效率与生产力比较
C3植物、C4植物、CAM植物3类植物的光能利用效率。

3、地球主要生态系统的初级生产力
地球各生态系统的净初级生产力；*农业生态系统（农田、草原和林地）的初级生产力；
*初级生产力测定的方法；作物生产力的估算模型。

4、初级生产力的制约和改善方向
初级生产力的制约因子；*#提高初级生产力的途径。

第四节次级生产的能流
1、次级生产的能流途径与能量平衡
2、次级生产在农业生态系统中的地位与作用
*农业生态系统中的次级生产及其作用。

3、次级生产的能量转化效率
4、提高次级生产力的基本途径
* 提高次级生产力的基本途径。

三、实验内容
实验二、农业生态系统能流分析（3学时）
实验性质：验证性实验
实验内容：制定农田生态系统的能量平衡表，折算各实物流为能量流，计算能量转化效率，评价能流的合理性；主要方法为计算。

实验目的和要求：要求学生通过对农业系统的能量流动分析，掌握农业生态系统能流规律和能流的分析方法。

注意点：能量折算标准的确定。

四、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第五章农业生态系统的物质流
一、教学基本要求
（1）理解生物地球化学循环的概念、地质大循环和生物小循环过程，了解物质循环的库、流、周转率、周转期等概念；
（2）掌握碳、氮、磷和水四种物质的循环路径及特点；
（3）了解“温室效应”产生的原因；
（4）掌握维持农田N素、P素平衡的基本途径；
（5）了解农业生态系统养分循环一般模式的内容，了解我国农业生态系统养分循环的特征，掌握保持农田养分平衡的基本途径；
（6）了解农业生态系统物流的分析方法。

二、教学基本内容
第一节物质循环的基本概念
1、生物地球化学循环
*生物小循环；地质大循环的过程。

2、物质循环的库与流的概念
*库；流；#周转率
第二节水循环与节水
1、水循环的库存和流动特点
水循环的库存；水循环的流动特点。

2、人类对水循环的影响和水资源危机
人类对水循环的影响；世界水资源危机；我国水资源危机。

3、农业生产的水平衡
4、影响农业水利用效率的因素和农业节水措施
*影响农业水利用效率的因素；*#农业节水措施。

第三节碳流与温室效应
1、碳循环的库存和流动特点
2、人类对碳循环的影响
化石能源消费与碳循环；经济发展与碳循环；*#农业生产与碳循环。

3、温室效应及其对农业的影响
*温室效应；*#温室气体；温室效应对农业的影响。

第四节氮流与氮效率
1、氮循环的库存和流动特点
*三种固氮途径；硝化作用；反硝化作用。

2、人类对氮循环的影响和氮污染
人类对氮循环的干扰；氮污染问题；*水体富营养化问题；*农作物品质与硝酸盐超标问题；*温室效应问题；大气氮沉降与酸雨问题；臭氧层破坏问题。

3、农业生产的氮平衡
农田生态系统中的氮素循环；农业生产中的氮素平衡。

4、提高氮素利用效率的措施
大力推广包括生物固氮的耕作制度；推广应用环境友好的新型氮肥肥料；改进氮肥施用方法；加强农业生态系统中的氮素循环利用。

第五节磷流与磷效率
1、磷循环的库存和流动特点
沉积型循环；磷流动特点。

2、人类对磷循环的影响和磷污染
人类对磷循环的影响；磷污染问题；*水体富营养化危害的现状；水体富营养化的防治。

3、农业生产中的磷平衡
输入输出路径；磷的生物归还。

4、提高磷素利用效率的措施
第六节钾流与钾资源
1、钾循环的库存和流动特点
2、人类对钾循环的影响
3、农业生产中的钾平衡
4、提高钾利用效率的措施
第七节硫流与酸雨
1、硫循环的库存和流动特点
2、人类对硫循环的影响和酸雨问题
人类对硫循环的影响；*酸雨形成；酸雨危害；酸雨对生态系统和人类健康的影响
3、酸雨的防治措施
第八节污染物的流动和累积
1、污染物在食物链上的浓缩作用
*生物学放大作用。

2、农业生产过程产生的内源污染
*农业面源污染的特点；化肥污染；农药污染；畜禽粪便污染。

3、工业源污染对农业的影响
重金属污染；土壤重金属污染的防治；生物修复。

三、实验内容
实验三、农业生态系统养分平衡分析（4学时）
实验性质：验证性实验
实验内容：建立农田养分平衡模型，分析测定各养分库的养分含量。

评价养分流动的合理性；主要方法为计算。

实验目的和要求：要求学生了解物质循环规律及物流分析方法。

研究农业生态系统的物质流，主要是研究生态系统的营养元素及物质的循环平衡、利用效率等问题。

注意点：计算方法的确定。

四、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第六章农业生态系统的调节与控制
一、教学基本要求
（1）了解农业生态系统的自然信息流和人工信息流；
（2）掌握生态系统价值流与能物流的关系；
（3）掌握“成本外摊”与“收益外泄”的概念。

（4）了解农业生态系统的调控过程、调控机制及特点；
（5）掌握农业生态系统的调控层次。

二、教学基本内容
第一节农业生态系统的信息流
1、农业生态系统中的自然信息流
*环境与动植物的信息关系；植物与植物间的信息联系；*植物与动物间的信息联系；动物与动物之间的信息联系；
2、农业生态系统中的人工信息流
人工仿自然信息；人工采集和生成的信息。

第二节农业生态系统的资金流
1、资金流的基本构成
2、资金流与能物流的关系
耦联关系；*独立关系。

3、“成本外摊”现象与“收益外泄”现象
*成本外摊；* 收益外泄。

第三节农业生态系统的调控特点
1、农业生态系统调控机制的基本特点
*中心式调控；非中心式调控。

2、农业生态系统的调控层次
自然调控机制及类型；程序调控；随动调控；最优调控；*稳态调控；人工直接调控；社会间接调控。

三、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第七章农业资源的合理利用及农业效益
一、教学基本要求
（1）了解资源的概念，掌握农业自然资源的分类及特点；
（2）理解保护和合理利用农业自然资源的意义；
（3）了解不可更新资源的利用原则及合理利用途径；
（4）掌握公共资源的生物经济平衡规律；
（5）了解不同类型可更新资源的利用原则及生物质资源保护开发增殖途径。

二、教学基本内容
第一节农业资源
1、农业资源的概念
资源；农业资源。

2、农业资源的特性
3、自然资源的分类与特点
*可更新资源；不可更新资源。

第二节不可更新资源的利用
1、不可更新资源的特点
2、不可更新资源的利用原则
第三节可更新资源的利用保护与增殖
1、可更新资源利用存在的危机
2、可更新资源中生物质资源的利用保护与增殖
*#最优持续收获量；再生资源的增殖。

3、资源利用的生态经济规律
自有资源利用的生态经济规律；*#公共资源利用的生态经济规律。

第四节农业效益的概念
1、农业效益的定义与分类
农业效益的定义；经济效益；社会效益；*生态效益。

2、“三效益”之间的关系
相互依赖关系；相互矛盾关系。

三、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第八章农业的可持续发展
一、教学基本要求
（1）了解可持续发展思想的由来，掌握可持续发展的基本内涵和原则；
（2）了解历史上农业发展的几个阶段及其特点；
（3）掌握农业与农村的可持续发展目标
二、教学基本内容
第一节可持续发展的一般概念
1、可持续发展思想的由来
2、可持续发展的基本内涵
3、可持续发展的基本原则
4、中国的可持续发展行动
第二节农业的历史发展阶段与现代农业发展思潮
1、历史上农业发展的几个阶段及其特点
原始农业；传统农业；现代农业；*各种替代农业。

2、现代农业发展过程中的几种思潮
第三节农业可持续发展与可持续农业
1、可持续农业的基本概念
2、农业与农村的可持续发展
三、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

第九章中国的生态农业
一、教学基本要求
（1）了解当今世界农业发展的新趋势；
（2）了解国外替代农业产生的背景、形式、定义、基本技术、基本原理、评价及发展趋势；
（3）掌握我国生态农业的概念及内涵，掌握我国生态农业产生的背景；了解我国生态农业的特点；
（4）理解生态农业建设的基本原理，掌握当前我国生态农业的几项主要技术，掌握几个典型的生态农业模式。

二、教学基本内容
第一节农业发展阶段和生态农业方向
1、农业发展阶段
刀耕火种阶段；*传统农业阶段；工业化农业阶段。

2、国外替代农业
国外替代农业产生的背景；*国外替代农业的主要形式；国外替代农业的评价与发展趋势。

第二节中国生态农业
1、我国生态农业产生的背景
2、我国生态农业的定义与内涵
3、中国生态农业的特点
4、我国生态农业建设
生态农业建设的层次；*几种典型的生态农业模式
三、实验内容
实验四、生态农业建设规划（3学时）
实验性质：设计性实验
实验内容：以地方县市为特定区域，规划设计该区域生态农业。

实验目的和要求：要求在分析区域环境对农业生态系统影响的基础上，充分合理利用自然资源，明确生态农业建设方向。

注意点：根据规划的区域大小和涵盖的内容，调整规划的侧重点。

四、教学方法
课堂教学与讨论相结合。

考核方式：
按平时成绩与期终考试成绩进行综合评定，其中平时成绩占30%，期终考试成绩占70%。

课程考试采用闭卷方式。

教材：
骆世明主编.《农业生态学》第二版，中国农业出版社，2009年。

主要参考书目：
1、骆世明主编.《农业生态学》第一版，中国农业出版社，2001年。

2、沈亨理主编《农业生态学》、农业出版社，1996年。

大纲执笔人：沈新平（负责人）、庄恒扬、黄丽芬。