动物生态学教案新大纲新模版正文部分.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流动物生态学教案新大纲新模版正文部分.精品文档.第一章 绪 论【目的要求】通过讲授使学生了解生态学的诞生及发展过程,了解本学科与其它相关学科的关系,使学生掌握学习本学科的方法,理解学习生态学的意义。【教学方法】理论教学【教学时数】1学时【重点】本章重点为动物生态学的概念及研究对象;【难点】难点为生态学的特点和学习方法。【思考题】1. 动物生态学的概念是什么?与普通生态学有什么区别?2. 试述生态学及动物生态学的发展经过。一 家畜生态学的概念及研究对象1、 生态学的定义生态学(ECOLOGY)一词,源于希腊文oikos + logos,意为“住所
2、、栖息地”和 “论述、学科”。从字义上讲,生态学是关于居住环境的科学。即研究生物的聚居地或生境。 Haeckel(德国动物学家,1869):生态学是研究生物和有机、无机环境的全部关系的科学。 Reiter(1885):有机体与环境间的相互关系。这两种定义简明而广泛。后来生态学将研究对象分为三个层次:个体、种群和群落。生态学家研究的层次不同,提出的定义也就不同植物生态学家主要强调个体和群落。 Warming(1909)植物生态学研究环境因子对植物的影响。(个体和群落) Weaver & Clements(1929)强调生态学是一门野外科学。 Braun Blanquet(1932)研究植物群落的
3、科学。 (1933)植物与其周围环境相互作用中的形态、结构与化学特点。(个体)动物生态学家主要强调个体和种群。 Shelford(1907)研究有机体的生活要求和生活习性的科学。 HaymoB(1955)研究动物的生活方式与生存条件的联系,以及动物生存条件对繁殖、生活数量及分布的意义。 Krebs(1972)环境与生物分布和数量的相互关系。随着生态系统概念的提出,研究重点开始向生态系统转移,动植物生态学合并,现代生态学家给生态学下了新的定义。强调生态系统及其能流、物流。 美国Odum(1959)研究生态系统的结构和功能的科学。 Duvigneaud(1974)综合性现代科学。 马世骏:研究包括
4、人类在内的生物系统与环境系统之间物质循环和能量转化规律的科学。 目前的定义生态学(Ecology)是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学。 它包括4个层次的内容: 生物在其历史条件下的适应; 种群的形成与发展规律; 生物群落(生态系统)的形成与发展规律;生态系统的结构与功能。2. 家畜生态学定义 家畜生态学是研究家畜与其环境之间相互关系的科学。 家畜生态学是研究家畜与其环境之间在不同层次上的相互关系的科学。 说明:家畜生态学和普通生态学一样,其概念的产生和发展有一个孕育的过程,最早提出这个术语的是原苏联科学家卡什卡罗夫(),英国、日本、中国的畜牧学家对此从不同的侧面进行了论述,以上
5、定义是对多位学者的见解的综合。3. 家畜生态学研究对象家畜生态学的研究对象重点是农畜,包括家养的其它哺乳动物、鸟类、鱼类和昆虫。人类饲养这些动物的目的是获得产品,它们既是消费者,又是转化者,他们的生态现象不仅表现为一般的生物现象,而且包含着许多经济指标,所以,在家畜的环境因素中,还包括了人类社会因素。二 、 生态学的诞生和发展(一)发展简史 1. 生态学的建立前期(公元前2世纪公元17世纪) 积累了大量的生态学事实、现象和材料,如动植物的生活习性和驯化。 公元17世纪以前: u 在我国:公元前1200年 尔雅一书;公元前200年管子“地员篇”;公元前100年前后,农历确立了24节气,同时禽经一
6、书(鸟类生态)问世;本草纲目。 在欧洲:公元前285年也有类似著作问世。 2. 生态学建立期(18世纪初19世纪末) (1)提出了生态学的定义和许多定律、法则,如最小因子定律、生存斗争学说、逻辑斯谛方程; (2)生态学专著问世。 建立期:17世纪后生态学作为一门科学开始成长。1792年德国植物学家C.L.Willdenow出版了草学基础;1807年德国A.Humbodt出版植物地理学知识提出“植物群落”“外貌”等概念;1798年T.Malthus人口论的发表;1859年达尔文的物种起源;1866年Haeckel在他的著作普通生物形态学中首先提出ecology一词,并首次提出了生态学定义。189
7、5年E.Warming发表了他的划时代著作以植物生态地理为基础的植物分布学(1909年经改写成植物生态学)。3. 生态学的巩固期(20世纪初50年代):(1)大量生态学专著出版;(2)生态学会创建(英国1913,美国1916);(3)生态学刊物创刊Journal of Ecology,1913; Ecology,1920; Ecological Monographs,1931; Journal of Animal Ecology,1932(4)各植物生态学派的形成:北欧学派:群落分析(瑞典);法瑞学派:植被等级分类(法国、瑞士);英美学派:群落演替、植物顶级学说;苏联学派:植被生态和植被地理。
8、(5)动物生态引入统计学,形成了种群生态学。动植物生态学并行发展,著作与教科书出版代表作:C.Cowels(1910)发表的生态学;F.E.Chements(1907)发表的生态学及生理学;前苏联苏卡切夫的植物群落学(1908)、生物地理群落学与植物群落学(1945);A.G.Tamsley(1911)发表的英国的植被类型等;R.N.Chapman(1931)的动物生态学;中国费鸿年(1937)的动物生态学;特别是W.C.Alle(1949)等的动物生态学原理出版,被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。学派的形成:主要有 北欧学派:以注重群落结构分析为特点。代表人物:G.E.Du Rietz
9、法瑞学派:注重群落生态外貌,强调特征种的作用。代表人物是J.Braum-Blanquet 英美学派:以动态和数量生态为特点。代表人物是Clements和Tansley 俄国学派(前苏联学派):植物(群落)与地学结合。代表人物:B.H.Cykayeb4. 现代生态学发展期(60年代至今)(1)动植物生态学合并,以生态系统为研究的基本单位,促进了交叉(边缘)学科的形成;(2)国际生态学组织的建立: 国际生物学规划(IBP);人与生物圈(MAB);国际地圈生物圈计划(IGBP);环境问题科学委员会(SCOPE) (3)应用生态学的产生:5.家畜生态学的发展简史 我国古籍中有不少关于生物与环境的关系的
10、记载:例如周礼、诗经、本草纲目等都有大量的相关记载,国外史书在这方面也有大量记载。请大家参阅教材的第二页。 家畜生态学的发展与普通生态学的发展密切相关。普通生态学的发展促进了家畜生态学的发展。 1925年,美国的地理学家汉亭顿对家畜的地理分布做了比较详细的论述。 20世纪30年代,苏联动物学家卡什卡罗夫和畜牧学家伊万诺夫针对也研究了绵羊生态学及品种区划问题。日本学者家唐胜三发表了家畜生态地理论文。 国内方面,著名的畜牧学家汤逸人教授、杨诗兴教授、郑丕留教授、徐振英教授、张仲葛教授等在20世纪60至80年代进行了大量的研究,发表了不少有关论述。 1983年6月,中国畜牧兽医学会成立了家畜生态研究
11、会。 1988年至1989年,全国有关专家合作编写了中国家畜生态专著。1991年,家畜生态杂志公开发行。 1982年至今,国内的高等农业院校陆续开设了家畜生态学课程。三 、 生态学的应用1. 向宏观和微观两极方向发展 宏观:重视全球生态功能的研究。景观生态学(LANDSCAPE ECOLOGY),保持土地利用的方式的异质性(相异生态系统的组合)。全球生态学(GLOBAL ECOLOGY),以生物圈和全球为研究对象。微观:分子生态学 (MOLECULAR ECOLOGY),以分子生物技术研究有机体对生态环境的适应性机理。(1992年分子生态杂志在美国创刊)。2. 系统理论在生态学中广泛应用,计算
12、 机起巨大的促进作用。 建立系统的模拟模型,选择最优方案;以最优化原理控制管理生态系统。3. 定量化研究进一步发展。 系统理论和应用生态都要求定量研究。4. 向多学科方向发展,尤其与经济学相结合。 生态学在解决当今人类面临的重大社会问题中具有重要作用,受到社会的普遍重视,研究对象的庞大和复杂,生态学与多学科的相互渗透显得十分重要。经济生态学研究人类活动(大型项目)对生态系统的影响。5. 应用生态学迅速发展。 从理论走向应用是学科成熟的标志。80年代以来,生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等逐步被人们所认识和采用,并将极大地促进工农业生产的发展和经济、生态效益的提高。四 、 研究家畜生态学的
13、意义动物生态学是一门应用学科,在畜牧业资源开发利用、畜牧业区划、家畜育种、家畜饲养管理、畜牧业经营、生态环境的治理与保护等方面,都有现实意义。五 、 生态学的特点和学习方法1.人工气候室法:本方法与20世纪50年代开始推广使用,特点是基本上排除了外界因素的干扰,让家畜处在研究者设计的环境中,为研究家畜的个体生态开辟了新途径。目前此方法仍然在广泛使用。2.环境分析法:对环境中的某些因素进行化验分析,观察各种物质在生态系统中的运行渠道、各环节的利用率和积累量,考察整个生态系统中的物质循环规律,为环境质量监测、环境保护和治理、生态系统的结构和功能的调控、以及各类资源的合理开发利用等提供科学依据。3.
14、生产力分析法:以系统论原理为指导,以数理统计和数学模型为手段,分析各种因素的相互关系,寻找调控途径,提高畜牧业生产的经济效益、生态效益和社会效益。4.生态地理比较法:调查不同地区之间在自然地理条件、资源分布、家畜种类及适应能力等各方面情况,分析研究其中的规律性。第二章 动物的适应【目的要求】本章目的在于使学生了解家畜适应的基本原理,掌握动物对光照和温度等主要生态因子的适应规律。本章分三节,重点在第三节的内容:动物对温度的适应。【教学方法】理论教学【教学时数】3学时【重点】本章重点为第三节的内容:动物对温度的适应。【难点】难点为动物对光的适应。【思考题】名词解释:1. 冷害、冻害*2.阿伦规律3
15、.光周期现象4. 贝格曼定律 5.极端温度6.外温动物.威尔逊法则8 .滞育9.临界光周期*10.长日照生物11. 生物学零度/发育阈温度问答题1. 试述光与动物密切有关的几种生物节律,并简述其生态适应意义。 2. 从动植物对日照长度变化的适应出发解释生物的光周期现象。3.为什么动物在高温环境下维持恒定体温比在低温下困难?它们对高温环境的适应性特征有哪些?4. 以某种动物或类群为例,说明其适应环境的主要方式。5. 简述生物对环境适应的基本方式及其意义。6. 简述温度的生态作用。第一节 适应的基本概念 动物受到内、外环境因素的刺激而产生的生理反应、形态变化或遗传反应称之为适应。一、表型适应和遗传
16、适应 动物对所受刺激产生形态、解剖、生理生化和行为等方面的变化称之为表型适应。表型适应又可以分为形态适应和生理适应。 由于自然选择和人工选择的作用,淘汰了不适应环境变化的个体,保留了适应环境变化的个体,使群体获得了可以适应某种特定环境的遗传特征,称之为遗传适应。二、适应的判定标准 良好的适应判定标准:在不利的环境条件下动物的繁殖性能、生长发育、生产性能以及抗病性能等基本保持正常。三、适应过程的调节家畜在受到环境因素改变的刺激时,可以通过神经系统和内分泌系统调节体内的能量平衡(热平衡)、化学平衡(水和电解质)和循环平衡(血液循环),实现各个组织器官机能之间的协调,从而保证机体的繁殖性能和生产性能
17、不受影响。第二节 动物对光的适应一、光的性质 光是一个十分复杂而重要的生态因子, 对于地球上的生物来讲,太阳辐射的作用体现在光和热量(温度)两个方面,光的生物学作用表现在三个方面:光质、光照强度和光照周期。 光是由波长范围很宽的电磁波组成的。地球上的电磁波的波长范围为数米-1/10000nm。相差13个数量级。太阳辐射的波长范围为150-4000nm。光的性质:波长1504000nm,分紫外光、可见光和红外光三类,波长在380760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380700nm之间。上述人为分类是相对于人而言的,对于不同的动物和植物,会有一定的差异,例如,一定波长的红外线是
18、某些动物的可见光。二、地球上光的分布(一)太阳辐射的变化规律 大气圈各种成分的吸收、反射、散射。 地球自转时,赤道附近照射的时间长(日周期) 地球公转时,夏天北半球照射的时间长;冬天南半球照射的时间长(季节周期) 低纬度地区有较为恒定的热量,高纬度比低纬度地区接受的能量更少(太阳高度角) 海拔高度、朝向、坡度。(二)光质的变化1.空间:高纬度,短波光少;高海拔,短波光多,紫外线影响植物的生长和分布。2.时间:季节,夏天短波光多,冬天短波光少。 日,中午短波光多,早晚长波光多。3.地貌:陆地,主要被植物的叶子吸收和反射。 水体,水体吸收和散射作用强,大部分红外线被吸收,紫蓝光散射(水色),绿光深
19、入水中。 在海水中10米深处,可见光消减50,100米处仅剩7。(三)、光强度的变化太阳常数为1.94卡/厘米2/分钟 (Cal/cm2/m)1.空间:高纬度,低强度;低纬度荒漠年平均光强200KCal/cm2,北极为120KCal/cm2。 高海拔,高强度;海拔1000米,入射光能的70,海平面为50。 坡向:南坡、平地和北坡强度越来越低。与坡度有关,不同纬度的最强光照的坡度不同。2.时间:季节,夏天高强度;冬天强度低 日,中午强度最高; 早晚强度较低不同纬度处的日照长度3.生态系统:上层,强度大;下层,强度低。植物和水体都分层。清澈静止的水体1.8米深处,50衰减。根据光照强度将水体分为:
20、 光亮带(euphotic zone):光合作用大于等于代谢能。 弱光带(dysphotic zone):光合作用小于代谢能。 无光带(aphotic zone):无光合作用。(四)、光照周期(Photoperiod)的变化北半球:夏至最长,冬至最短。南半球:相反。赤道:昼夜平分。两极:半年白天,半年黑夜。三、动物对光的适应光合作用:photosynthesis 绿色植物依赖叶绿素将辐射能转换成具有丰富能量的糖的过程。光合有效辐射photosynthetically active radiation):光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带(380-710nm)的辐射能。光合能力 photo
21、snythetic capacity:当饱和的辐射能、温度适宜、相对湿度高、大气中的CO2和O2的浓度正常是的光合作用的速率。(一)、光质变化对生物的影响及生物的适应1.光质的生态作用: 影响植物光合有效辐射; 影响植物的光合强度; 影响植物的形态建成、向光性、色素的形成。2.生物对光质的适应植物: 海洋植物 光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性: 海水表层植物色素吸收蓝、红光; 深水植物光合色素有效地利用绿光。 高山植物 对紫外光作用的适应,发展了特殊的莲座状叶丛。 陆生植物主要吸收红光和蓝光。动物: 动物 不同动物发展不同的色觉。 灵长类、鸟类、鱼类、节肢动物等都有很发达的色觉,应加强这
22、方面的研究。 不同发育阶段对光质反应不同,如红光促进鸡的繁殖,抑制啄肛,短波光(蓝光)有助于生长。 鱼类对绿、蓝、红光比较敏感。(二)、光强度变化对生物的影响及生物的适应 1.光强度的生态作用: 动物:影响动物的生长发育。 影响动物的体色或毛色。 植物:影响叶绿素的形成(黄化现象)。 影响植物细胞、组织、器官的增长和分化。 影响果实的成熟和品质。2.生物对光强度的适应(1).陆生植物对光强度的适应性变化:植物叶子的每日运动光强度和光方向的日变化。温带落叶树叶子的脱落光强度的年周期的变化。植物光合能力对光强度的反应差异C3、C4植物。植物种间对光强度的适应: 阳性植物(cheliophytes)
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