本书主要包括神农架自然条件介绍和生物学野外综合实习工作方法两部分内容。具体涉及神农架自然概况、神农架野外科学考察路线、野外工作安全须知、植物学野外考察与植物标本采集、动物学野外考察与动物标本采集、微生物调查与样本采集、生态学工作方法、野外科学研究方法等内容。另附有生物学野外科学考察常用器材及其使用方法、神农架常见维管植物分科检索表、神农架常见昆虫分类检索表、神农架珍稀濒危动植物名录等。适适合作为生物学及相关专业野外实习本科生教学用书,对生物学野外工作者和自然探索爱好者也有一定参考价值。
生物学野外实习是生命科学类本科生创新能力培养的重要环节,不仅对训练野外科研工作能力具有不可替代的作用,而且能激发学生探索大自然奥秘的热情,增强环境意识和社会责任感。野外实习也是最具特色的一门课程,包括本人在内的每一位生物学专业毕业生都会对自己的野外实习经历终生难忘。
素有“华中屋脊”之称的神农架,拥有得天独厚的自然环境,野生动植物资源极为丰富,植被类型谱系完整,自然保护工作在国家级自然保护区中也堪称典范,是华中地区野外科学研究和宏观生物学实践教学最具吸引力的去处。2001年起,在湖北神农架国家级自然保护区管理局的支持下,武汉大学生命科学学院在神农架建立了野外实习基地。
野外实习教学团队立足神农架,经过十余年教学改革研究与实践,取得了令人瞩目的成绩:以提高学生野外科学工作能力为教育理念,打造了植物学一动物学一微生物学一生态学多学科综合型野外实习的全新模式;多年的野外教学实践,也造就了一支稳定、高水平、吃苦耐劳的野外实习教师队伍。2010年7月,我作为当时的学院院长参与组织了野外实习教学过程,并出席了神农架野外实习基地十周年庆典。老师们的敬业精神、专业水平和所取得的教学成果给我留下深刻的印象。更令人欣慰的是,经过长期建设和积累,由武汉大学联合华中农业大学申报的“神农架生物学野外实习基地建设与学生实践能力提高”项目获得国家基础科学人才培养基金的资助,这对神农架实习基地建设和教学改革是十分有力的肯定和支持。
以十多年来神农架基地所积累的数据、资料、标本和图片以及野外实习教学改革经验为基础,王建波、汪小凡和谢志雄三位教授主持编纂了《神农架生物学野外综合实习指导丛书》),丛书包括《神农架野外科学考察手册》《神农架常见植物图谱》和《神农架常见动物图谱》,内容丰富,图文并茂,充分反映了神农架生物类群与实习基地的特色。我相信,这套丛书的出版将对生物学及相关专业学生创新能力尤其是野外科学研究能力的提高起到有力的推动作用。
序
总论
1 生物学野外科学考察与教学实习
1.1 生物学野外科学考察
1.2 生物学野外实习课程
2 生物学野外实习基地
2.1 高等学校生物学野外实习基地建设
2.2 神农架野外实习基地
自然条件篇
3 神农架自然概况
3.1 神农架林区
3.2 湖北神农架国家级自然保护区
3.3 神农架国家公园
4 神农架野外科学考察路线
4.1 野外实习主要路线
4.2 野外科学考察其他路线
工作方法篇
5 野外工作安全须知
5.1 组织和准备
5.2 安全须知
5.3 野外实习学生守则
6 植物学野外考察与植物标本采集
6.1 维管植物标本的采集、制作与鉴定
6.2 浮游植物样本的采集、分离与鉴定
6.3 植物自然居群的DNA样本采集
7 动物学野外考察与动物标本采集
7.1 昆虫标本的采集、制作与鉴定
7.2 常见鸟类的识别与观察
7.3 野生动物的DNA样本采集
8 微生物调查与样本采集
8.1 土壤微生物样本的采集、分离与鉴定
8.2 空气微生物样本的采集与培养
8.3 大型真菌标本的采集与识别
9 生态学工作方法
9.1 主要环境指标及其测度
9.2 植被类型及垂直分布规律考察
9.3 植物群落样地调查
9.4 植物群落中昆虫访花活动的监测
9.5 水环境与鱼类资源调查
9.6 两栖类和爬行类动物资源调查
9.7 大型野生动物红外监测
10 野外科学研究方法
10.1 研究课题的选择
10.2 研究方案的制定
10.3 研究结果的取得
10.4 研究报告的写作
10.5 野外科学研究训练选题指南
附录
Ⅰ 生物学野外科学考察常用器材
Ⅱ 神农架常见维管植物分科检索表
Ⅲ 神农架常见昆虫分目检索表
Ⅳ 神农架地区国家级重点保护野生植物名录
Ⅴ 神农架地区国家级重点保护野生动物名录
后记
《神农架野外科学考察手册》:
1 生物学野外科学考察与教学实习
野外科学考察是科学工作者认识大自然与从事野外科学研究的主要途径,也是生物学、地理学、地质学和海洋科学等专业的学生通过野外实践学习有关知识和技能的重要环节,开展有组织、有计划的野外科学考察和教学实习,对学生综合素质的培养具有极大的推动作用,也将锻炼其体魄和适应能力,培养团队协作精神。
1.1 生物学野外科学考察
生物学野外科学考察指组织相关专业技术人员对某一区域内的动植物等生物类群及种群、群落与生态系统特征进行科学、系统的实地调查,认识该区域物种的生物学及生态学特性,为生物资源的保护与利用提供科学依据。考察指标主要包括生物地理与区系、种类组成与分布、种群数量、群落结构、生境状况、生态位与物候期等,在考察中应特别关注珍稀、濒危及国家重点保护物种的生态习性与生存状况。
在野外基地进行生物学野外科学考察也是生物科学类专业本科生野外教学实习的重要组成部分,是课堂教学的延续,是学生创新能力培养的重要环节,可以激发其学习兴趣和探索大自然奥秘的热情,让他们充分认识人与自然的关系,加强环境意识和社会责任感,同时对提高学生综合素质和野外科研工作能力都具有重要意义。
1.2 生物学野外实习课程
生物学野外实习课程是生物科学专业学生将理论与实际相结合的一个实践教学过程,在生物多样性丰富的教学基地,让学生运用已经学到的生物学专业理论知识到大自然中去观察和鉴别动物、植物和大型真菌等,学习动、植物标本和微生物样本的采集方法以及生态学工作方法,深入了解各生物类群的形态特征及生活习性,认识生物与自然环境的关系,训练野外工作基本技能,为进一步的学习与研究奠定坚实的基础。该课程的具体要求包括:
(1)初步掌握动物、植物和微生物的野外观察、采集与保存方法;熟悉动、植物各大类群及常见科(目)、属的主要特征,能够运用工具书进行种类鉴定等工作。
(2)学习生态学野外工作方法,了解实习基地的生物多样性及群落与生态系统特征,考察动、植物的分布及其垂直地带性规律。
(3)初步具备野外科学研究提出选题、设计研究方案的能力,掌握相关的基本研究方法,熟练使用野外工作常用仪器和设备。
(4)制作动物和植物标本,充实标本馆馆藏,支持实习基地条件建设,并为自然保护区自然资源的保护工作提供科学依据。
(5)了解实习基地人与自然的关系,增强热爱大自然、保护生物多样性的意识,提高对自然资源可持续利用的认识,思考自然保护与经济发展之间的矛盾与对策。
国内高等学校早期的生物学专业野外实习课程主要是配合各门理论课的教学而进行的单科实习,如植物学实习、动物学实习、生态学实习等。近十年来,各高校深入开展了生物学野外实习课程教学内容与方式改革,普遍的做法是将单科实习整合为生物学野外综合实习,同时更加注重对学生野外工作能力尤其是野外科学研究能力的培养,取得了较好的教学效果。野外实习基地的开放与校际共享,更充分发挥了这些基地在人才培养中的重要作用。