《动物的生态学教学》课件

动物生态学教学教学大纲概述主讲人生态学教授适用对象生物科学专业学生课程时长15周，每周3学时课程介绍核心概念教学目标动物与环境互动关系理解生态系统复杂性考核方式课堂参与30%，实验报告30%，期末考试40%生态学基本概念生物多样性基因、物种、生态系统三层次生态系统生物群落与非生物环境互动群落共同栖息地中的不同物种种群同一地区同种生物个体集合动物与环境的关系生物因子生物因子光、温度、水分、土壤捕食、竞争、共生生态位限制因子物种在生态系统中的功能位置决定生物分布关键因素适应的概念形态适应身体结构变化以适应环境生理适应内部机能调节满足生存需求行为适应活动方式调整应对环境变化遗传基础自然选择与适应性进化动物的形态适应案例沙漠适应极地适应高山适应水生适应长睫毛防沙，肉垫防烫厚毛皮和脂肪层保温胸腔发达，肺容量大流线型减阻，鳍状肢推动动物的生理适应体温调节恒温动物与变温动物不同机制水分平衡沙漠动物高效保水，极少排尿休眠与冬眠降低代谢率度过不良环境迁徙生理脂肪储备，内部指南针导航动物的行为适应觅食策略最优化寻食路线与能量获取防御机制拟态、警戒色、集群行为社会行为群居协作提高生存概率领地行为划分空间资源减少竞争种群生态学基础种群定义共享基因库的同种个体群统计方法标志重捕法、样线法、样方法密度分布均匀、随机、聚集三种模式增长模型指数增长与逻辑增长曲线对比种群数量动态选择理论影响因素r-Kr策略繁殖快，寿命短密度依赖食物、空间K策略繁殖慢，寿命长密度独立气候、灾害•种群波动周期性•种群爆发机制种间关系类型捕食关系竞争关系一方获益，一方死亡双方均受损寄生关系共生关系一方获益，一方受损双方均获益捕食者被捕食者关系-模型功能反应策略与防御狼群驯鹿案例Lotka-Volterra-预测种群数量周期性波动猎物密度影响捕食效率进化军备竞赛现象种群数量相互依存波动竞争机制竞争排斥原理相同生态位物种无法长期共存资源分配空间、食物、时间隔离实现共存案例非洲草原食草动物高度分化取食植物共生关系互利共生偏利共生珊瑚虫与藻类树蛙与大树鸟类为犀牛清理寄生虫海葵与寄居蟹•原始共生完全依赖•次级共生选择性结合食物链与食物网初级生产者光合作用植物，能量基础初级消费者草食动物，直接食用植物次级消费者肉食动物，捕食草食动物顶级捕食者生态系统顶端，无天敌分解者分解有机物，循环物质能量流动与生态效率顶级捕食者能量最少次级消费者10%能量传递初级消费者10%能量传递生产者能量最多物质循环碳循环氮循环磷循环呼吸释放，分解者作用排泄物提供氮源粪便返还土壤水循环呼吸蒸腾，饮用排泄生态系统的类型陆地生态系统淡水生态系统森林、草原、沙漠湖泊、河流、沼泽海洋生态系统过渡带潮间带、珊瑚礁、深海红树林、河口、湿地森林生态系统林冠层鸟类、飞行哺乳动物树干层攀爬动物、树栖灵长类灌木层小型哺乳动物地表层爬行动物、地栖昆虫土壤层蚯蚓、蚂蚁等分解者草原生态系统70%20%草食动物肉食动物种群比例种群比例10%杂食动物种群比例草原草食动物形成大规模迁徙群体肉食动物与草食动物协同进化案例塞伦盖蒂生态平衡依赖季节性迁徙沙漠生态系统水分获取策略昼夜活动节律•高效吸收晨露大多数沙漠动物夜行•深根寻找地下水白天躲避高温•储存体内水分节省水分消耗案例撒哈拉沙漠跳鼠夜间活动湿地生态系统鸟类多样性两栖动物天堂植物适应长江湿地案例迁徙鸟类重要栖息地繁殖与觅食理想场所耐水湿根系特化候鸟迁徙重要驿站淡水生态系统海洋生态系统浅海区中层区深海区海沟光照充足，生物丰富光照减弱，温度降低高压黑暗，特化生物极端环境，稀有物种生物多样性基因多样性物种多样性种内遗传变异不同种类数量2测量方法生态系统多样性3丰富度、均匀度指数不同环境类型生物多样性保护就地保护迁地保护国际公约自然栖息地保护区建设人工环境中保育繁殖跨国界合作保护机制•国家公园•动物园•生物多样性公约•自然保护区•植物园•濒危物种贸易公约生态恢复退化评估确定基线与退化程度恢复规划制定目标与技术路线实施措施3物种引入，环境改造监测评价使用指示物种跟踪效果气候变化与动物栖息地丧失与破碎化边缘效应生态廊道熊猫保护案例栖息地边缘微环境变化影响物种连接破碎栖息地，保障基因流动建立保护区网络，连接栖息地斑块入侵物种入侵成功特征生态影响•繁殖力强竞争本土物种资源•适应性广改变营养循环•缺少天敌传播疾病•抗逆性高案例中华鳖对北美水域影响污染与生态毒理学顶级捕食者污染物浓度最高大型鱼类积累中等浓度污染物浮游生物吸收低浓度污染物水环境污染物初始来源城市生态学城市适应物种特征杂食性强，警惕性低人工绿地为城市生物提供栖息地案例北京城区鸟类多样性随绿地增加保护生物学原理小种群理论遗传多样性下降导致灭绝风险2最小可存活种群维持长期生存所需最少个体数岛屿生物地理学栖息地面积与物种数关系模型PVA种群存活力分析预测未来趋势动物行为与保护栖息地选择了解关键微环境需求社会结构保护完整社会单元繁殖行为提供适宜的交配环境放归成功预训练提高野外生存技能动物生态学研究方法野外观察标记追踪数量估计直接记录行为活动环志、耳标、项圈等样线法、样方法、航拍数据分析统计模型、预测模拟现代技术在动物生态学中的应用遥感技术卫星监测栖息地变化•植被指数分析•地形分析GIS系统空间分布模型构建•热点图•活动范围分析生物信息学基因组数据挖掘•种群遗传多样性•亲缘关系分析环境DNA非入侵式物种监测•水体采样•土壤微量DNA检测红外相机技术图像分析数据收集物种识别，活动模式研究布设策略定期更换存储卡和电池工作原理兽道、水源、痕迹处热感应触发，自动拍摄动物追踪技术200g无线电追踪设备重量限制40km信号接收有效接收距离年5电池寿命现代GPS项圈分钟10定位频率高精度追踪生态建模个体基模型种群动力学模型模拟单个动物行为决策预测未来种群变化趋势涌现群体行为模式评估保护措施有效性气候变化情景模拟分析不同气候条件下动物分布野外实验设计研究问题明确假设与目标实验设计样本量，取样方法野外实施控制变量，收集数据数据分析统计检验，结果解释动物生态学教学方法课堂教学实验教学野外实习研究型教学引入案例式教培养动手能直接接触自学，小组讨论力，验证理论然，提高实践从提问到解决能力培养科研素养多媒体辅助教学虚拟仿真视频案例数字教材模拟生态过程，降低实验成本展示难得一见的自然现象互动学习，随时更新野外实习教学地点选择生物多样性高，安全便利安全管理应急预案，分组活动数据收集标准化记录表格报告指导科学格式，数据分析科研训练选题设计实验实施有价值且可行规范操作，记录完整论文写作数据分析逻辑清晰，格式规范选择恰当统计方法案例教学法案例选择经典研究，热点问题问题设计层层递进，深化思考小组讨论分角色，多视角分析总结提升理论联系实际实验教学设计基础性实验验证基本原理设计性实验学生自行设计方案综合性实验多知识点融合应用创新性实验探索未知问题考核评价体系教学资源建设教材选择经典与前沿相结合•国内外优质教材•新研究成果补充网络资源整合线上教学平台•慕课资源•科研数据库实验资源完善实验教学系统•标本库•仪器设备案例库建立生动教学案例•本土研究案例•国际经典案例国际动物生态学研究前沿1多样性研究生物多样性维持生态系统功能2全球变化气候变化生态响应3分子生态学环境DNA监测与宏基因组学综合保护跨学科保护生物学方法总结与思考核心知识教学挑战生物多样性与生态保护理论与实践结合2职业发展改革方向保护机构，科研院所科研融入教学。