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探讨高等农业院校沈阳农业大学“保护生物学”教学内容

2019-12-27 412 上传者：管理员

摘要：研究怎样保护生物物种和其生存环境的科学是保护生物学。文章以下四个方面讨论研究了“保护生物学”的教学内容的组织与安排，包括保护什么，为什么保护生物多样性，怎样保护生物多样性和何人或者什么组织在保护生物多样性，并针对个别知识点做了案例分析，目的是为高等农业院校“保护生物学”的教学提供参考。

关键词：
保护生物学
国家公园
生物多样性
问题导向
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保护生物学是基础科学与应用科学的综合，是自然学科与社会科学的交叉。保护生物学通过整合生态学、遗传学、分类学、动植物学和生物地理学等学科的原理，进而探讨人类对自然的保护和管理的最佳途径^[1]。作为一门新兴的理论性强、应用范围广的综合学科，保护生物学形成了独特的自身特点。首先，保护生物学是处理危机的决策科学。物种极高的灭绝危机是保护生物学产生的最重要的因素之一。人类或已开启第六次物种大灭绝时期，这对人类和地球将是可怕的灾难，所以人类必须利用现有的信息、理论和技术，预先制定一系列的保护决策以扭转生物多样性急剧下降的趋势。其次，保护生物学是处理统计现象的科学。生态系统和生态过程具有高度的复杂性和难以预测性，这就决定了保护生物学在处理多因子相互作用的生态环境问题时，只能在一定概率水平上给出解决方案。最后，保护生物学是具有价值取向的科学。保护生物学保护的是对人类生存有价值的生物多样性，这样的价值取向使保护生物学与人类的生存与愿望密切相关，从而具有了一定的主观性和使命性。

1、保护生物学的课程性质

保护生物学通常是高等农业院校生态学、生物科学等专业本科生的选修课，课时常为32学时。鉴于保护生物学的学科特点及课程性质，因此，教师必须在繁多的课程内容与较少的学时数之间寻找合适的平衡点，合理组织与安排课程内容最大限度地强化学生的能力培养。教无定法，学无定式。在不同的教学阶段设定不同的教学模块和教学任务，在不同的教学内容上采取不同的教学方法与手段，从而提升教师的保护生物学教学水平，进而提高学生对生物多样性的保护意识以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。因此，笔者根据多年保护生物学的教学经验，建议非本专业本科生的保护生物学的教学内容应紧紧围绕以下四个问题设置（即保护生物学保护什么？为什么保护生物多样性？如何保护生物多样性（基本理论和保护措施）？什么人或组织在保护生物多样性？），以构建保护生物学的知识体系。笔者认为问题导向的教学内容的设置既使保护生物学教学内容在逻辑上保持连贯性，又能够激发学生的求知欲和探索精神。

2、保护生物学的教学内容

2.1 保护生物学的保护对象

保护生物学保护的是什么？人类赖以生存的生物多样性，即地球上所有生物体及其生存环境的丰富性和变异性。生物多样性按不同层次分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。因此，本部分内容围绕这三个层次的多样性展开，系统但有区别地讲解，重点放在物种多样性，生态系统多样性次之，再次之遗传多样性。这是因为物种多样性是我们最直观能够感觉到的，也是最易理解的生物多样性，这部分内容也最能够引起学生的共鸣。在介绍物种多样性衡量指标时，不仅要对各个物种多样性指数进行详细推导，还要对各指数的起源和发展背景进行简要介绍。例如，介绍辛普森优势度指数时，可以这样的问题引出：在无限大小的群落中，随机得到两个相同样本的概率有多大？在寒带森林和热带雨林中哪个概率更高？讲解香农-威纳指数时，应对香农本人的生平进行适当的介绍，使学生了解这位伟大数学家和信息论的创始人不平凡的一生以及他对世界的巨大影响，进而加深对香农-威纳指数的理解和记忆。生态系统多样性这部分内容主要讲授生态系统多样性的评估、生态系统多样性的变化与监测以及物种多样性与生态系统功能之间的关系等。其中生态系统组成、结构和主要生态过程的监测这部分内容中应详细讲解大样地的建设，包括样地选择、样地标定、每木调查、样地数据库的建立、主要监测内容和监测指标等。目前，大样地是国际上研究和揭示生态系统结构与功能变化规律而采用的最重要和最有效的手段，是认识生态系统物质循环和能量平衡过程不可替代的研究方法^[2]。Hubell于1980年在BarroColoradoIsland（BCI）地区建立了真正意义上的50公顷热带森林大样地^[3]。自2004年建立以来，我国森林生物多样性监测网络（CForBio）包括了从寒温带到热带的18个地带性森林大样地，样地面积达538.6公顷，监测木本植物227.9万株。因此，我国森林生物多样性监测网络已发展成为多学科交叉的生物多样性科学综合研究平台，是全球森林生物多样性研究最活跃的组成部分^[2]。

2.2 生物多样性保护的重要性

为什么保护生物多样性？这部分主要包括生物多样性的价值、生物多样性减少（物种灭绝）的原因及其对人类的影响。生物多样性价值部分要更加侧重潜在价值和存在价值。生物多样性是绿色基因库，其巨大的潜在价值意味着未来发展更多的选择权。但同时物种丰富的地区，往往也是经济相对落后的地区。因此，在这里向学生提出问题：保护生物多样性还是加快发展经济？两者相互对立，还是相互促进？教师要向学生提出一个明确的观点，那就是强调生物多样性的价值并不意味着所有的保护生物学或生物多样性问题都可简化为经济学问题^[4]。讲解生物多样性减少的原因时，要从人类自身出发，比如以美国东北部松鸡灭绝事件为例，明确人类在物种灭绝过程中的“第一冲击效应”。通过本部分的讲授要使学生了解到生物多样性的下降及其影响或多或少，或早或晚地都会波及到我们每个人，任何人都无法置身事外，人类应当回归为自然的一份子，珍视生物多样性这个宝藏。地球正经历着以人类破坏环境为主因的第六次生物大灭绝，这是一个值得讨论的话题，人类能否在这次生物大灭绝中得到幸免？所以教师可以要求学生通过课后资料查找和课堂讨论，让学生讲解生物多样性如何影响自己生活的方方面面。教师可以设置某些情境，让学生切身体会到生物多样性的重要性以及生物多样性减少的危害性。此过程中，教师的作用是把握方向、提出问题、启发思路，讨论后简要总结。通过课堂讨论增加师生之间和学生之间的交流，培养学生针对特定问题的探究兴趣、学习和思考能力。

2.3 保护生物多样性的理论基础和实践措施

如何保护生物多样性这个问题应分别从理论和实践措施两部分展开。其中理论部分主要介绍保护生物学的三个重要的基本理论，当然有关保护生物学的理论并不仅限于这三个，即岛屿生物地理学理论、小种群理论和复合种群理论。未获诺贝尔奖的五大科学发现之一的岛屿生物地理学理论由美国生物学家RobertMacArthur和EdwardWilson于1967年提出。该理论首次从动态方面阐述了物种丰富度与岛屿面积及隔离程度的关系，奠定现代物种保护的理论基础。事实上，随着世界人口的爆发式增长，保护生物学家一直试图回答保存一个物种所需的最小栖息地面积以及最小种群数量分别是多少？从而形成了最小存活种群的概念^[5]。小种群理论中主要内容之一是如何确定最小存活种群的大小，即确定方法以及影响最小存活种群的确定性和随机性因素。复合种群的概念于1970年由Levins提出，复合种群理论是生物多样性保护的重要指导理论和研究的前沿和热点^[6]。复合种群理论中的要点是其概念、分类以及复合种群生存力分析。另外，鉴于复合种群理论是保护生物学三个基本理论中实际研究与应用中最成功的理论，被称之为保护生物学的一种“范式转移”，有取代岛屿生物地理学理论地位的趋势^[1]。因此，对复合种群理论的讲授应结合大量的野生动植物保护应用实例。如何保护生物多样性问题的实践部分主要利用案例教学法讲解两种保护生物多样性的主要方式，即就地保护和迁地保护。选择知名的典型案例（如长白山原始森林的保护和白鳍豚的拯救），对比两种保护方法的实施原则、实施条件和保护的优缺点。另外，在就地保护措施中，笔者认为应着重介绍我国新施行的国家公园体制与传统自然保护区之间的差异。国家公园体制是2017年政府工作报告12个新词之一，为我国生态文明建设提供了有力的制度保障。国家公园作为我国自然保护地最重要类型之一，对优化完善我国自然保护地体系具有重要作用。因此，在如何保护生物多样性问题中国家公园的内容应该得到充分体现，以增强学生对国家公园体制的理解。

2.4 保护生物多样性的国内国际组织

这部分内容不是保护生物学的重点和难点，主要采用自主型教学法进行。教师布置作业，学生带着任务利用网络查找有关保护生物多样性的人物和国内国际组织，如世界自然保护联盟（IUCN）、世界自然基金会（WWF）、世界野生生物保护学会（WCS）和中国科学院生物多样性信息系统（CBIS）等。着重了解这些保护组织的发展历史和正在从事的保护项目及其对全球生物多样性的影响。从中找出热点内容在课堂上讨论，每个小组针对一个人物、组织或保护项目进行详细报告，然后进行自由讨论。经过几十年的快速发展，保护生物学已成长为一门影响深远、意义重大的综合学科^[7]。而在当前全球气候急剧变化的条件下，保护生物学将面临前所未有的问题、挑战和机遇。因此，保护生物学教学应融入国内外的研究和新闻热点，使课程内容富有前沿性和启发性，从而培养学生对生物多样性的保护意识，丰富学生的保护生物学学科知识。根据课程基础性和前沿性，注意内容深度与广度的结合，教学手段和方法应通俗易懂、生动有趣又不乏专业知识。

参考文献：

[1]薛建辉.保护生物学[M].北京:中国农业出版社,2009.

[2]马克平.森林动态大样地是生物多样性科学综合研究平台[J].生物多样性,2017,25(3).

[3]ConditR.Researchinlarge,long-termtropicalforestplot[J].Tree,1995,10(1).

[4]EhrenfeldD.Neoliberalizationofconservation[J].ConservationBiology,2008,22(5).

[5]徐宏发,陆厚基.最小存活种群(MVP)—— —保护生物学的一个基本理论[J].生态学杂志,1996,15(2).

[6]苏建荣,缪迎春,刘万德.集合种群理论及其在野生植物保育中的应用[J].林业科学研究,2018,31(1).

[7] 蒋志刚,马克平.保护生物学的现状、挑战和对策[J].生物多样性,2009,17(2).

王存国,郭伟.高等农业院校“保护生物学”教学内容的探讨——以沈阳农业大学为例[J].科教文汇(下旬刊),2019(01):76-78.