森林舞会电玩城,森林舞会飞禽走兽

本科生培养
森林舞会电玩城»课程建设»环工专业课程
系统生态学

系统生态学

英文名称:Systems Ecology

课程编号】ENV21015 所属模块】专业选修课
学分数】2学分 适用专业】环境科学/环境工程/生态工程
学时数】32学时 开设学期】春季
【已开设次数】0 【建议选课人数】20-30……(需配备助教)
授课教师姓名】苏美蓉,陈彬 授课教师职称】副教授,教授
授课教师联系方式】sumr@bnu.edu.cn 授课教师所属单位】森林舞会电玩城
【先修课要求】环境科学基础、普通生态学、大学物理

一、课程简介

系统生态学是一门以一般系统论、生态热力学、普通生态学、能量生态学等传统学科为基础而发展起来的学科,旨在分析各种类型、各种规模的系统普适性特点,揭示系统的一般性结构与功能特征,识别系统内组分间及其与环境间的交互作用关系,进而为针对性开展调控与管理提供科学依据。由于其关注系统的普适特征,因此对小至个人日常生活管理、中至企业行业发展策略、大至社会经济发展战略顶层设计,系统生态学都具有重要指导意义。该课程尤其适用于环境科学、环境工程、生态学等专业的学生,对其他专业学生形成系统思考思维也具有重要辅助作用。

二、课程目标

该课程目标主要包括以下三方面:

(1) 了解和掌握能值分析、生态网络分析、生态足迹、生命周期评价等基本系统分析方法;

(2)了解各种系统分析方法在科学研究及实践管理中的潜在应用,提高灵学活用能力;

(3) 形成科学思维模式,以更系统的视角看待和分析各种系统运行情况及其与环境作用关系,更好地规划自身发展,更有效地实施对各类系统的管理。

三、教学内容和学时分配

(一)总论    2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:总体介绍系统生态学形成背景、发展阶段、主要分支流派等基本状况,结合国际前沿及自身研究经验系统分析该学科发展现状及未来趋势,总结其研究意义及可能的应用范围,并介绍相关学科领域的权威期刊、经典书目、实用网址等。

教学要求:让学生对系统生态学的最初形成、最新发展有初步的认知,大致了解系统生态学的主要分支流派及其特点

课前学习要求:学生具备普通生态学、环境科学的基本专业基础,并对基本热力学定律有所了解

重点、难点:无

其它教学环:课下翻阅经典书目

(二)第一章 系统生态学基础理论4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍系统论、控制论、一般系统论,生态学基本原理及结构、功能等关键概念,热力学基础三大定律及最大功率原理等系统生态学的基础理论

教学要求:使学生了解一般系统论,培养其对系统分析、统筹规划的概念认识;在对理论基础了解的基础上更好地理解系统生态学的研究范畴

课前学习要求:学生具备普通生态学、热力学定律的知识基础

重点、难点:一般系统论、最大功率原理

其它教学环:课堂讨论、课下权威期刊查阅

(三)第二章生态模拟2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:生态模拟的形成、概念、意义,生态模拟各关键组成变量的定义及确定方法,生态模的基本步骤及主要模拟工具

教学要求:了解生态模拟的大致发展历史,各阶段特征,理解和熟悉生态模拟的关键组成变量及其相互间关系,熟悉生态模拟的基本分析步骤,了解生态模拟的常用方法与软件

课前学习要求:学生具备普通生态学、热力学定律的知识基础

重点、难点:生态模拟的关键变量、概念模型

其它教学环:课堂讨论、课下对常用生态模拟软件的了解

(四)第三章  能值分析4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:能值概念、发展历史及现状、基本原理和分析程序,能值常见分析指标意义及其计算方法,能值分析方法的适用范围

教学要求:熟悉能值分析的基本程序,了解和掌握常见指标的意义、表达方法,了解能值分析方法的适用范围

课前学习要求:对生态学中的物质能量流动有基本了解

重点、难点:能值转换率、能流图、能值指标计算

其它教学环:课堂讨论、课堂小测验、阅读并讲解经典文献、课后作业

(五)第四章  生态网络分析4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:网络概念、网络分析的发展历史、分支流派及发展现状、生态网络分析方法的基本程序和计算方法,生态网络分析方法的适用范围

教学要求:了解生态网络分析的基本思想,理解节点、路径等生态网络分析的关键要素,熟悉生态网络分析的基本程序,理解信息分析、结构分析、效用分析等基本计算方法,了解生态网络分析方法的适用范围和研究意义

课前学习要求:对系统论有基本了解

重点、难点:网络模型构建、网络分析计算

其它教学环:课堂讨论、课堂小测验、阅读并讲解经典文献、课后作业

(六)第五章  生态足迹2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:生态足迹概念、形成背景、发展现状、生态足迹的表达、计算和注意事项,生态足迹的适用范围及局限性,介绍一些基本的生态足迹计算器

教学要求:掌握生态足迹、生态承载力、生态赤字等概念,理解生态足迹研究意义,了解产量因子、均衡因子等生态足迹计算过程中的关键参数,理解生态足迹的基础假设及优缺点

课前学习要求:无

重点、难点:产量因子、均衡因子

其它教学环:课堂小测验、课后练习生态足迹计算器的使用

(七)第六章  生命周期评价2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:生命周期评价的概念、特征、主要步骤,生命周期清单方法介绍,基于生命周期的影响评价,生命周期评价方法的适用范围

教学要求:了解生命周期评价的概念及基本分析程序,了解几种常见模式,理解生命周期清单,了解基于全生命周期的环境影响评价计算方法

课前学习要求:有一定的环境影响评价基础

重点、难点:生命周期清单

其它教学环:课堂小测验、阅读并讲解经典文献

(八)第七章  系统生态学应用8学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍系统生态学理论方法在能源资源核算、生态系统模拟、生态系统综合评价(如生态系统健康评价)、生态系统调控管理(如能源安全调控、能源结构优化),全球气候变化及人类适应等当面的应用情况

教学要求:结合国际前沿及自身研究经历,全面介绍系统生态学在科学研究及实践管理中的应用现状及前景

课前学习要求:阅读指定的系统生态学文献

重点、难点:系统生态学在综合评价和管理中的应用

其它教学环:讲座、阅读并讲解经典文献、课后作业

(九)第八章  系统生态学实践4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:针对热点和现实问题(如三峡工程的争议、气候变化影响及应对、日本核泄漏的长期影响、电池是否该回收、不同个人/地区/国家对能源资源消耗的不公平等),利用适宜的系统生态学方法进行分析,并提出建议方案

教学要求:充分结合国际热点问题和与公众密切相关的话题,引导学生选用适宜方法,开展科学理性的分析,并尝试提出可行的措施建议

课前学习要求:对相关热点问题的背景了解

重点、难点:如何选用合适的系统生态学分析方法

其它教学环:分组讨论、课堂汇报

四、教材与学习资源

计划自己编撰教材《系统生态学》,预计于2016年底出版;

经典参考书目,包括White I.D.等人的《Environmental Systems: An Introductory Text》(1992)、Odum H.T. 的《Ecological and General Systems: An Introduction to Systems Ecology》(1994)、Jørgensen S.E. 的《Introduction to Systems Ecology》(2012)、Jørgensen S.E.等人的《A New Ecology: Systems Perspective》(2007)、Jørgensen S.E.和Fath B.D.的《Fundamentals of Ecological Modelling》(2011)、蒋有绪和徐德应翻译的《系统生态学》(1993);

相关领域权威期刊,如Environmental Science & Technology、Global Environmental Change、Energy Policy、Applied Energy、Energy、Ecological Modelling、Ecological Indicators、Ecological Engineering等。

五、教学策略与方法建议

本课程的教学策略与方法主要包括:(1)循序渐进、反复强化,从最初的总体理论介绍到中间的方法具体讲解再到最终的实践训练,不断加深学生对系统生态学思维方式及思考方法的理解,培养学生的系统思维习惯;(2)课堂教学和课下实践的结合,由于该课程具有一定的抽象性,较难理解和掌握,要求以教师讲授为主,但为了促进学生真正理解讲授的内容并做到活学活用,设计了较多实践环节,包括课堂讨论、课堂小测验、学生选择课题并分组完成并汇报等各种形式;(3)个人独立思考和团队合作并重,课堂小测验、课下作业等要求每位学生独立思考,但分组讨论、汇报等要求学生进行团队合作,一方面是为了让学生更清晰地认识系统内(由几位学生形成的团队也是一种系统)组分间的关系及系统的整体性特征,另一方面也是培养学生善于向他人学习的意识、团队合作精神和能力。

六、考核方式

1. 平时成绩占40%,期末考试占60%

2. 平时成绩由课后作业与课堂成绩组成

3. 课后作业:共4次,平均0.25次/周

4. 课堂成绩:教师布置,学生制作PPT,讲解15-20分钟,教师点评并给出成绩

5. 考试采用百分制。