实例分析法在群落生态学教学中的应用

黄红英 徐 剑 易道生 邹佩贞 石海英

（韶关学院英东生命科学学院 广东韶关 512005）

群落生态学是从生物群落层次对生态学的诠释，是生态学的重要组成部分［1-2］。群落生态学因内容多、专业性强及涉及多学科（统计学、动物学、植物学等）交叉等特点，教学中对调动学生学习积极性方面有着客观的一面；由于种群生态学的许多理论知识是实践（验）研究的升华，利用学者在群落生态学领域取得的成果作为实例应用于理论课教学中，以理论联系实际，在活跃课堂气氛、吸引学生注意力及激发学习热情方面有着主观能动性的一面；再者群落生态学（尤其是植物生态学）因研究取材广、研究方法规范可循一直以来是研究的热点，以学者对韶关本土资源研究的成果作为实例，对于强化学生群落生态学研究意识、训练群落生态学研究的技能有着积极促进作用［2-4］。

为了提高群落生态学的教学效果，达到高校培养高素质人才的培养目标，本文就如何利用研究成果作为辅助教材、用实例分析法开展群落生态学的理论教学与实践指导进行探讨。

1 实例分析法诠释群落的组成与数量特征

群落的基本特征包括物种组成与数量特征。因学生不理解物种组成与数量特征之间的内在联系，认为群落基本特征内容中概念和公式繁多枯燥，出现被动学习的消极心态从而影响教学效果，导致在进行群落的实践调查研究时，对群落成员在群落中的生态位划定感到无所适从。

1.1 以实例分析法诠释群落组成名录 以校园及周边某一植物群落与动物群落调查结果为例，诠释群落结构组成的基本特征的教学，见表1。通过对堆积性红壤演替植物群落组成、同一土壤肥力不同种植根系土壤动物群落组成及某林场秋季节肢动物群落组成的综合比较，使学生明白任何一个生物群落都是由不同物种成员组成（即名录），要进行对某一生物群落生态学的研究时，首先应对群落的种类组成进行逐一鉴定、计数和登记后，才能得到一份所研究群落的生物种类名录；其次对不同物种逐一进行计数（个体数）、测量（株高、冠幅、茎粗）、计算（密度、频度、盖度、重要值、优势度）与排序；最后确定每个组成成员在群落中的定位。而群落物种成员组成（即名录）的确定基于物种的鉴定技能，植物分类学、动物分类学及微生物分类学的知识与技能及其在生物群落调查研究时的充分应用，这也是生态学课程开设在基础学科（动物学、植物学、微生物学）之后的原因之一。由于实验数据来自周边的生境，具有真实性与直观性，帮助学生拉近了理论知识与实践研究的距离，起到吸引学生学习注意力的效果。

表1 植物、土壤动物与节肢动物群落结构的组成

1.2 采用学生的实验原始数据作为案例，诠释群落数量特征的统计与应用 对某一群落进行生态调查与研究时，除对其种类组成进行鉴定与分类外，还要开展数量特征（密度、频度、盖度）的测量与统计，因为某物种的数量特征决定了该物种在群落中的地位。如何给物种定位？采用学生调查的原始数据作为课堂教学素材，在讲授群落数量特征的概念与计算公式时，用原始实验数据进行演算和推导，帮助学生理解物种组成的群落数量特征 （密度、频度、盖度、重要值、优势度）不仅可以确定其在群落中的地位，还能确定与其组成的群落的命名、分类与排序，见图1。

图1 植物群落组成成员的数量特征与应用

1.3 以本地土壤动物群落研究的成果作为地方教材诠释动物群落组成表示方法 由于群落生态学的研究与发展是以植物群落的研究为基础的，所以群落生态学课程内容主要以植物群落的特征而展开，对于动物群落研究涉及较少。以教师指导学生调查结果作为教学案例，开展植物Clements、Drude［2］多度等级制与土壤动物群落多度表示方法的差别，物种的重要值决定了植物群落中优势种、建群种、常见种、伴生种、稀有种、偶见种、罕见种及亚优势种的判断，而动物群落结构组成由优势类群（多度等级表示方法+++）、常见类群（++）和稀有类群（+）3类成员组成，见表2。通过实例对比分析，使学生理解群落组成成员的数量特征的应用。

表2 植物与土壤动物群落组成员多度的表示方法的比较

2 实地考察诠释植物群落结构特征

亲临其境的实地教学能使学生对植物群落结构特征包括层片结构、垂直结构及时间结构等知识的理解更为深刻。利用韶关独特的地理概貌与丰富的生物多样性的优势，将植物群落结构分布特征课堂搬到丹霞山世界地质公园和南岭国家森林公园中，要求学生带着问题进行观察与学习，例如1）山麓到山顶，随着海拔的升高，丹霞地貌的植物群落分布有什么特征？ 2）韶关地理位置属于南亚热带北缘，植被具有南亚热带和中亚热带的过渡特征，其植物群落的结构单元特征是什么？整合学生的答案，对韶关境内同一地带不同土壤生境植物群落垂直分布特征进行归纳总结，见表3。带着问题考查与学习，学生的积极性很高。学生都反映通过实地考察的学习方式，亲自体会了群落生态学研究的广泛性与应用性，开启了学生自主选题探究的窗口，增强了使命感与成就感。

表3 韶关地区植物群落垂直分布特征

3 实训诠释群落生态学的应用

学以致用是教育的宗旨。韶关及周边地区具有丰富的自然资源，许多生态领域的研究没有开展，是生态学研究的处女地。利用群落生态学的取材广、研究方法体系娴熟及应用性强等优点，培养学生运用知识研究发现及解决当前的生态问题，运用是很有必要的。

3.1 应用Raunkiaer的标准频度图解诠释入侵种豚草在校园的危害 豚草（Ambrosia artemisiifoliaL.）原产于北美，是世界公认的广布型恶性害草，被国家环保总局列为l6种禁止入境有害生物之一［5］。针对豚草在本校校园的分布及危害状况，指导学生应用Raunkiaer的标准频度图解诠释豚草在校园的危害程度。选取西区生态园为实验样地，以生态园新铺校道路基、轮作地、新堆积撂荒地为样点进行随机抽样调查，通过鉴定、计数与统计，绘制了生态园不同生境植物的Raunkiaer频率分布图，从实验结果得出，豚草在Raunkiaer频度分布图中，扮演E级别的角色，在群落中属于优势种和建群种，说明豚草种子大量萌发与快速生长，占据了轮作地与新堆积土壤的大部分资源，严重限制了其他物种的生长，证实了入侵种易扩散难治理的生态危害的一面；但从另一方面说明，豚草在群落次生演替中起了固定水土流失的积极作用。

3.2 以浮游动物群落多寡诠释校园湖泊的清洁度 衡量水质的好坏有很多种方法，其中生物指示法是简单易行的方法之一［3］。利用校园有多个人工湖泊与池塘的优势，指导学生分别采（取）湖泊、池塘及生活污水排放渠的水样进行水体pH检测和浮游生物群落结构与多样性调查，从浮游生物群落多样性及以草履虫作为指示生物判断水质。调查结果说明教师公寓西侧池塘草履虫、绿眼虫、蚤状蚤等浮游生物种类最丰富，望湖藻类占优势，西区生活污水排放渠仅见大肠杆菌未见浮游生物，结论是教师公寓西侧池塘水质适合浮游动物生存，发现了原生动物的实验取样点，进一步启发学生进行结果分析与讨论。

3.3 以土壤动物群落结构诠释土壤的清洁度土壤动物指长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表凋落物层中的动物［6］。土壤动物通过取食、排泄、挖掘等生命活动破碎其他生物残体，直接或间接地参与土壤中物质和能量的转化，是土壤生态系统中不可分割的组成部分［6］。而土壤是其生存的环境，土壤的物理性质（通气状况）、化学性质（污染）及生物化学性质（肥力及微生物）发生变化时，均会对土壤动物的生存造成威胁［6］。以受大宝山矿污染的弃耕农田土壤（重金属污染）与经过植物修复的土壤进行土壤动物的分离、鉴定与统计，以土壤动物群落结构诠释土壤的清洁度及肥力，见表4。从表中可知，经过植物修复后的重金属污染相比原位未修复的污染土壤，动物的种类与数量明显增多，实验结果证实了重金属污染对土壤动物的生存造成威胁，土壤动物是土壤生境的指示生物。

表4 大宝山重金属污染不同修复土壤动物群落结构比较

4 总言

以研究结果作为实例应用于教学之中，是将选题原则、实验设计原理、实验调查方法、数据统计及结果分析等知识技能逐步渗透，起到潜移默化的作用。让学生体会到通过实验实践诠释群落生态学理论的乐趣，可以用自己的研究结果补充当地生态研究空白，学生的自豪感油然而生，学生参与的积极性与探究性得到较大提高，在提高教学效果的同时，也为学生的毕业论文选题及生态学考研方向开启另一个视野。

主要参考文献

［1］孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，等.基础生态学.北京：高等教育出版社，2002.

［2］杨持.生态学.北京：高等教育出版社,2008.

［3］付荣恕，刘林德.生态学实验教程.北京：科学出版社,2004.

［4］黄红英,徐剑.生态学的“教”与“做”的教学模式探讨.生物学通报，2010,45(9):36.

［5］李振宇,解焱.中国外来入侵种.北京：中国林业出版社，2002:11.

［6］尹文英.中国土壤动物.北京：科学出版社，2000.