1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
кафедра зоологии и экологии
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
для специальности 020200.62 – Биология
факультет Биологический
экзамен 7 семестр
курс 4
семестр 7
лекции 28 часов
лабораторные занятия 28 часов
самостоятельная работа 19 часов
Всего 75 часов
.
Составители: к. б. н., доцент С.С. Онищенко
к. б. н., доцент Е.М. Лучникова
старший преподаватель Е.В. Бибик
старший преподаватель Н.С. Теплова
Кемерово 2013
2
Рабочая
программа
дисциплины
«Экология
и
рациональное
природопользование» составлена в соответствии с требованиями
Государственного
образовательного
стандарта
высшего
профессионального образования второго поколения по специальности
020200.62 – «Биология» (2003).
3
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРА
Данная дисциплина является одной из основных прикладных
комплексных научных дисциплин, который базируется на фундаментальных
законах экологии с привлечением знаний из других естественнонаучных и
гуманитарных дисциплин – географии, биогеоценологии, физиологии, генетики,
демографии, социологии и др. Общеизвестно необычайно возросшее значение
экологии за последние десятилетия. Превратившись в первой половине
ушедшего века из науки о взаимоотношениях организма и среды в науку об
организации и функционировании надорганизменных систем, в наши дни
экология становится дисциплиной высоко интегрированной, объединяющей в
себе концепции естественных и гуманитарных наук и с успехом использующей
их в практической деятельности человека. В ней отчетливо видно сочетание и
взаимосвязь естественнонаучной и социальной (экономической и политической)
проблематики, без чего невозможно эффективно решить многие критические
ситуации современности. В то же время экология, оставаясь прежде всего
интегрированной естественной наукой, сохранившей тесные родственные связи
с биологией, требует к себе акцентированного внимания, а при подготовке
специалистов высшей школы, в первую очередь биологов – знаний сочетания
эмпирических и теоретических подходов, соотношения фундаментальных и
прикладных задач, навыков практического использования принципов и методов
дисциплины для решения важных народнохозяйственных проблем. Именно
поэтому общая дисциплина "Экология и рациональное природопользование"
справедливо считается фундаментальной дисциплиной биологического
профиля. В учебном плане биологических факультетов университетов он
относится к общеобразовательным предметам, обязательным для биологов всех
специальностей и специализаций и состоит из общетеоретического и
прикладного предметов.
Рабочая
программа
дисциплины
«Экология
и
рациональное
природопользование»
составлена
в
соответствии
с
требованиями
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения по специальности 020200.62 – «Биология» (2005).
ЦЕЛЬ
Обеспечить будущих специалистов высоким уровнем теоретической и
профессиональной
подготовки,
знаниями
общих
концепций
и
методологических вопросов экологии, истории ее формирования и развития,
глубоким пониманием основных разделов экологии и умением применять
полученные знания для решения исследовательских и прикладных задач.
Дать студентам знания по основным современным проблемам состояния
4
окружающей среды, характерам антропогенных влияний на различные
компоненты биосферы и сложившейся практике охраны живой и неживой
природы на глобальном, национальном и региональном уровнях.
ЗАДАЧИ
Задачи лекционного курса:
1. Ознакомить студентов с основными положениями экологической
науки.
2. Научить применять их для понимания и решения практических задач в
плоскости взаимоотношений общества и биосферы.
3. Подвести к осознанию необходимости перехода на биоцентрический
подход.
4. Сформировать понимание важности экологии как фундаментальной
биологической дисциплины для развития природопользования и глобального
будущего человечества.
5. Дать представление о месте прикладной экологии (охрана природы и
природопользование) в системе современных биологических и гуманитарных
наук.
6. Показать становление современных экологических проблем в
историческом развитии и охарактеризовать особенности современного
экологического кризиса;
7. Познакомить с особенностями охраны различных компонентов живой и
неживой природы;
8. Ознакомить с современными путями решения экологических проблем
на глобальном, национальном и региональном уровнях.
Задачи лабораторных занятий:
1.
Выработка навыков самостоятельного анализа современных
проблем охраны природы на основе знаний общей экологии, географии,
зоологии, ботаники и других смежных дисциплин.
2.
Расширение активности и самостоятельности студентов при
обсуждении экологических и природоохранных проблем.
3.
Овладение знаниями современных региональных проблем охраны
природы.
4.
Обучение практическим навыкам выработки комплекса решений
региональных проблем охраны природы
СТРУКТУРА, ОБЪЕМ И СРОКИ ИЗУЧЕНИЯ
Учебная дисциплина сформирована на основе теоретической части (28
часов лекций), 28 часов лабораторных и самостоятельной работы студентов (19
часов). Ряд тем, указанных в разделе «Содержание дисциплины» и в
тематическом плане, вынесен на самостоятельное изучение студентов. Общий
5
объем дисциплины – 75 часов в течение одного семестра.
ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ,
ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА, ВЗАИМОСВЯЗЬ
АУДИТОРНОЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Экология – комплексная, многоканальная научно-практическая
дисциплина со сложившейся обширной системой междисциплинарных связей.
Она восстанавливает, развивает и обобщает те знания, которые были получены
студентами при изучении физики и химии, ботаники и зоологии, геологии и
почвоведения, микробиологии и генетики, истории и философии. Эти
неразрывные связи различных наук рассматриваются в курсе в историческом
аспекте на многочисленных примерах, демонстрируемых учебной и научной
литературой.
Содержание разделов и тем рабочей программы сохранено
соответственно структуре классической экологии, однако изменен порядок
подачи материала. Это вызвано реально существующей номенклатурой
учебников и учебных пособий, в которых континуум разделов экологии в
общей системе экологического знания представлен соответственно точек зрения
различных экологических школ, а также соответственных взглядов автора
рабочей программы на экологию как на учебно-научную дисциплину.
Соответственно регламенту учебного плана специальности "Биология" ряд
вопросов общей программы вынесен для самостоятельной проработки с
последующей проверкой полученных знаний и их закрепления на семинарах:
экологическое значение основных абиотических факторов, типы биологических
сообществ, характеристика наземных и водных экосистем и др. Другие разделы
программы значительно расширены с учетом последних достижений
экологической науки и повышения их значимости для развития общего и
профессионального кругозора студентов (Экология популяций, структура
сообществ и экологическая ниша, коэволюция). Одновременно увеличен список
рекомендуемой литературы, а ее подразделение по категориям "основная" и
"дополнительная" обусловлено степенью доступностью учебных пособий и
специальных
научных
изданий.
Учитывая
огромную
значимость
природоохранных мероприятий, в настоящей программе большой раздел
выделен на изучение природоохранной тематики.
В соответствии с этим в разделе охраны природы уделяется большое
внимание вопросам современного состояния воздушной и водной сред,
животного и растительного мира, почвам, недрам, а также сложившейся
практике решения проблем их охраны и рационального использования. Особое
внимание уделяется вопросам состояния окружающей среды Кузбасса, изучение
которых вынесено на лабораторные занятия и самостоятельное изучение.
6
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ
Студенты должны знать:
Принципы формирования и функционирования надорганизменных
систем разного уровня.
Механизмы взаимосвязи организма и среды.
Особенности круговорота вещества и энергии в экосистемах и
биосфере.
Основы экологической экспертизы и экологического прогнозирования.
Методы анализа и моделирования экологических и эволюционных
процессов.
Принципы рационального природопользования.
Основные понятия, принципы и методы охраны природы: ресурсы,
антропогенные воздействия, экологические нормативы, качество среды и
др.;
Особенности антропогенного влияния на различные компоненты
биосферы – атмосферу , гидросферу, литосферу, биоту и последствия этих
воздействий;
Основные проблемы состояния среды на глобальном, национальном
(на примере России) и региональном (на примере Кузбасса) уровнях;
Основные мероприятия по охране неживых компонентов биосферы;
Особенности охраны живой природы;
Принципы контроля и управления качеством среды.
Студенты должны уметь:
1. Применять полученные в области экологии знания для решения
конкретных
научно-практических,
производственных,
педагогических,
информационно-поисковых, методических и других задач.
2. Планировать, организовывать и вести научно-исследовательскую и
учебно-воспитательную работу.
3. Организовывать полевые и камеральные работы по изучению
экосистем разной степени сложности.
4. Моделировать и прогнозировать поведение экосистем разной степени
сложности, находить способы их оптимизации.
5. Проводить экологическую экспертизу проектов преобразования
природы.
6. Разрабатывать мероприятия по рациональному использованию
природных ресурсов.
7. Владеть приемами поиска и использования научно-технической и
научно-методической информации.
8. Вести лекционную работу.
7
9. Применять полученные при изучении курса знания при выполнении
конкретных работ прикладного и теоретического плана по различным аспектам
состояния природной среды;
10. Самостоятельно работать с учебной и дополнительной литературой;
11. Самостоятельно работать с экологическими картами, ведомственными
материалами;
12. Анализировать современную экологическую обстановку на основании
статистической информации и отчетной документации служб контроля за
состоянием окружающей среды.
ВИДЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
На лабораторных занятиях – проведение бесед, выполнение лабораторных
работ, по завершению 7 семестра – экзамен.
К экзамену допускаются студенты, выполнившие рабочую программу по
дисциплине с учетом посещения ими всех лабораторных занятий .
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ
Оценка «5» на экзамене ставится при
·
·
·
·
практическим
·
·
·
·
практическим
правильном, полном и логично построенном ответе,
умении оперировать специальными терминами,
использовании в ответе дополнительный материал,
иллюстрировать
теоретические
положения
материалом.
Оценка «4» на экзамене ставится при:
правильном, полном и логично построенном ответе,
умении оперировать специальными терминами,
использовании в ответе дополнительный материал,
иллюстрировать
теоретические
положения
материалом.
Но в ответе
· имеются негрубые ошибки или неточности,
· возможны затруднения в использовании практического материала,
· делаются не вполне законченные выводы или обобщения.
Оценка «3» на экзамене ставится при
· схематичном неполном ответе,
· неумении оперировать специальными терминами или их незнание,
· с одной грубой ошибкой или неумением
· неумением приводить примеры практического использования
научных знаний.
Оценка «2» на экзамене ставится при
8
·
·
·
ответе на все вопросы билета с грубыми ошибками,
неумением оперировать специальной терминологией
неумением приводить примеры практического использования
научных знаний.
Оценка «зачтено» на зачете ставится в случае:
- правильного, полного и логично построенного ответа с иллюстрацией
теоретических положений примерами;
- умения оперировать специальными терминами;
- использования в ответе дополнительного материала.
В ответе могут присутствовать: негрубые ошибки или неточности;
допускаются затруднения в изложении и/или в подборе примеров; допускаются
не совсем законченные выводы и обобщения.
Оценка «незачтено» ставиться в случае:
- грубых ошибок в ответе на вопрос к зачету;
- незнании и не умении оперировать специальной терминологией;
- полном незнании ответа на вопрос к зачету.
9
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№
ТЕМЫ
объе
Используемые
м
Лаб.
наглядные и
часо лекц. зан.
методические
в
пособия
7
2
7
Илл.7,
4
ОЛ
2 1518, 20,24
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
СТУДЕНТОВ
1
Введение в экологию
2
Предмет экологии
3
Структура экологии
4
Жизнь и физич. среда
5
Факторы существования
организмов
2
Илл.13-14. ОЛ Проработка матер. лекций и
15-18,
2
УМП 2,5 учебников Сам.т 4 1 час
6
Экологическая
индивидуальность видов
2
Илл. 15-17, ОЛ
1,7,15-18, 25
Проработка материалов лекций и
учебников 1 час
7
Популяционная структура 18
вида
2
Илл. 18-19,2225,
2 ОЛ.15-18
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
10
2
4
2
12
2
3
3
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
Илл.
2 1-6, ОЛ
15-21, УМП 2
Проработка матер. лекций и
учебников Сам.т 1 1 час
Илл.3-6,
2
ОЛ
1,3,5, УМП 1,2
Проработка матер. лекций и
учебников Сам.т 2 1 час
Илл.8-12,
2
ОЛ
15-18, 20,24
Проработка матер. лекций и
учебников Сам.т 3 1 час
Формы
контроля
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
10
8
Структура популяций
2
9
Гомеостаз популяций
2
10 Динамика популяций, ее
регуляция
3
2
11 Межвидовые
взаимодействия
5
1
12 Циклические
взаимодействия
2
1
13 Структура экологических
систем
21
2
3
3
Илл.
2 29-35, ОЛ
1,7,25,ДЛ 5,8
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
Илл.
2 20,26-28,
ОЛ.1,7,25,15
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
Илл. 36-40, ОЛ
16,21,24
2
Проработка материалов лекций и
учебников 1 час
Илл. 41-45,
ОЛ.15,17-18
2
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
Илл.47-52.
ОЛ.4,9,22-23
2
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
Илл.54,62,64.
ОЛ.9,17-18
Проработка матер. лекций и
учебников Сам.т 6 1 час
14 Функциональный состав
экосистем
2
Илл.69-76, ОЛ
1,14,15,21
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
15 Энергетика экосистем
2
ИЛЛ.84-90, ОЛ
10,16-18,ДЛ 6
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
16 Динамика сообществ и
экосистем
2
Илл.55-60,6268 ОЛ. 1618,21, ДЛ 1,4,
УМП 1,2,5
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
3
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
11
17 Стабильность и
устойчивость экосистем
2
18 Учение о биосфере и
глобальная экология
5
19 Прикладная экология
5
Всего:
1
3
5
1
75
3 5
28
28
Илл.77-83. ОЛ
3,5,11,12,20
2
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
ДЛ 2,4. УМП
2,5
2
2
Проработка матер. лекций и
учебников Сам.т 7 1 час
Илл.3,14,20
2
2 ДЛ
2,4,9
Проработка матер. лекций и
учебников 1 час
19
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
Отчет о
лаб.
занятии
экзамен
12
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС
1. Предмет экологии.
Современные определения экологии и ее задач. Предмет экологии и ее
место в системе современных наук. Дискуссия о сущности современной
экологии. Объекты экологических исследований в системе уровней организации
живого. Иерархическая организация систем. Экология как наука о
подорганизменных биосистемах, их структуре и функционировании. Специфика
методов экологических исследований.
2. Структура экологии.
Подразделения современной экологии. Формирование общей экологии,
предмет и объекты ее изучения: физическая среда, разнообразие биологических
сообществ, продукция и энергетика. Частная экология: ландшафтный,
системный и структурный подходы. Теоретическая и прикладная экология.
Соотношение общей и частной, теоретической экологии. Взаимоотношения и
комплексирование экологии с другими науками. Экологические направления и
школы.
Актуальность
экологических
исследований.
Экологизация
естествознания и практической деятельности человека. Экологическая
литература.
3. Жизнь и физическая среда.
Свойства живого: дискретность, бесконечность, движение. Представления
о физико-химической среде обитания организмов. Водная и наземная среда.
Почва. Биосфера. Косное, живое и биокосное вещество памяти. Единство
жизни. Взаимодействие жизни и физической среды. Системная экология и
термины. Концепции биогеоценоза и экосистемы. Изменения внешней среды.
Большой геологический и малый биологический круговороты вещества...
Космические циклы, неомобилизм и глобальные типы климата. Климат и
понятие о факторе. Разнообразие и типы биологических сообществ.
4. Факторы существования организмов. Общие принципы действия
факторов на организм. Формы воздействия факторов на организмы.
Взаимодействие факторов. Классификация факторов. Лимитирующие факторы
и правило Либиха. Оптимум и пессиммум. Критические точки. Законы
толерантности и экологическая валентность видов. Эврибионтность и
стенобионтность. Акклиматизация и акклимация. Отношение организмов к
экстремальным условиям. Криофилия, термофилия, пойкилогидричность и др.
Активные и латентные состояния организмов. Отношения организмов к
неблагоприятным факторам.
5. Экологическая индивидуальность видов.
Ритмика и цикличность биологических процессов. Формы ритмов.
Эндогенные и экзогенные состояния ритмов. Биологические часы.
Фотопериодизм. Сигнальное действие факторов и их экологическое значение.
13
Экологическая индивидуальность видов и их распределение по градиенту
условий. Стации. Стациальное распределение и климатические градиенты.
Понятие экологической ниши. Экологическая ниша и толерантность.
Фундаментальная, потенциальная и реализованная ниши. Адаптивные формы
организмов. Морфо-экологические типы. Классификация приспособительных
форм. Экологическая классификация и систематика.
6. Популяционная структура вида.
Определение понятия "популяция" в экологии и генетике. Проблема
элементарной популяционной единицы. Популяционная структура вида,
ценопопуляции. Иерархия популяционных категорий. Демография. Структура
популяций и основные демографические параметры: численность и
плодовитость видового населения. Количественный учет. Распределение
особей, методы оценки и анализа. Возрастной состав. Особенности возрастной
структуры ценопопуляций растений. Соотношение полов. Генетическая
структура популяций и полиморфизм.
7. Структура популяций.
Пространственная структура популяций и территориальные отношения.
Территориализм. Этологические механизмы. Формы групповых объединений.
Эффект
группы.
Коммуникационные
механизмы.
Роль
системы
доминирования-подчинения. Особенности пространственной структуры
популяций и механизмов ее формирования в разных группах животных.
Динамические
параметры
популяций.
Репродуктивный
потенциал.
Плодовитость и семенная продуктивность. Рождаемость и смертность. Скорость
роста популяций. Рост популяций в органической среде. Экспоненциальный и
логистический рост. Темпы и скорость роста популяций и условия среды.
Специфическая скорость роста и условия среды. Специфическая скорость роста
и "плотность насыщения" как показатели "емкости среды".
8. Гомеостаз популяций.
Гомеостаз популяций. Рост различных форм внутривидовых отношений в
гомеостазе популяций. Рост внутривидовой конкуренции. Химическое
ингибирование роста популяций. Роль территориализма. Этологические
механизмы. Миграции. Плотность популяции и эколого-физиологические
параметры, стрессовые реакции. Рост размеров популяции, критические
величины плотности. Система механизмов популяционного гомеостаза.
9. Динамика популяций и ее регуляция.
Стохастические и регуляционные факторы динамики популяций.
Факторы, зависящие и независящие от плотности. Множественность и
соотношения факторов колебания численности и механизмов ее регуляции.
Положение вида в биоценозе и механизмы регуляции популяционной
динамики. Популяционные циклы. Оптимальная эксплуатация популяций. О
роли космических ритмов в динамике популяций. Расселение организмов и
межпопуляционные связи. Изоляция. Островные эффекты. Колонизация и
14
вымирание. Экологические механизмы поддержания видового разнообразия
популяций. Генетический полиморфизм и его адаптивное значение.
Популяционная динамика и микроэволюция.
10. Межвидовые взаимодействия.
Основные типы взаимоотношений между организмами. Классификация
биотических взаимодействий и связей. Распространение и значимость форм
биотических взаимодействий и связей в разных средах, зональноклиматических условиях, сообществах разных типов, их таксономический и
функциональный состав. Различные взгляды на природу сообществ,
соотношение дискретности и континуальности. Парное межвидовое
взаимодействие как нижняя ступенька биогеоценоза. Межвидовая конкуренция.
Эксплуатация и интерференция. Принцип конкурентного исключения. Условия
существования конкурирующих видов. Конкуренция и распространение видов в
природе.
11. Циклические взаимодействия (хищничество и паразитизм).
Отношение типов "хищник-жертва", "паразит-хозяин". Численная и
функциональная реакция хищника в ответ на увеличение численности жертвы.
Сосуществование хищника и жертвы в лабораторных и природных условиях.
Отличительные особенности паразитизма от хищничества. Биотический
потенциал хищника и паразита.
Экспериментальный анализ и математическое моделирование форм
биотических отношений. Симбиогенез. Коэволюция.
12. Структура экосистем.
Развитие представлений об основных понятиях и объектах синэкологии.
Сообщество, биоценоз, экосистемы, биогеоценоз, биотоп и др. Основные
разделы и направления синэкологии, связь со смежными направлениями.
Видовая структура. Видовое богатство. Доминанты и эдификаторы.
Механизмы формирования видовой структуры сообщества: рост конкуренции и
хищничество. Разнообразие: связь между показателями видового богатства и
обилия. Разнообразие, сложность и стабильность. Соотношение и рост видов с
разными типами адаптивных стратегий в сообществах. Состав сообщества и
разнообразие экологических ниш. Законы В. Шелфорда и Г.Ф. Гаузе в
синэкологии.
Пространственная (вертикальная и горизонтальная) структура сообществ.
Ярусность. Парцеллярность. Мозаичность и комплексность. Взаимосвязи
компонентов наземных экосистем (консорции, микориза) и водных (планктон,
бентос, нектон) экосистем. Градиенты среды и пространственное распределение
биоценозов и их элементов. Периодический закон географической занятости.
13. Функциональный состав экосистем
Принципы термодинамики в изучении экосистем. Экологическая
энергетика. Принципы и методы изучения потока энергии через экосистемы.
Модели потока энергии. Трансформация энергии в системе трофических
15
уровней. Соотношение величин энергетического потока в разных точках
пищевой цепи. Экологическая эффективность. Экологические пирамиды. Цепи
выедания и цепи разложения, их соотношение в различных экосистемах.
Структура биогеоценозов и закономерности миграции вещества и энергии.
Уровень автономности функционирования экосистем. Экосистемы проточного
типа. Особенности и специфика наземных, пресноводных и морских
экосискость среды. Величины. Биологическая продукция в разных биомах.
Связь продуктивности с климатическими и геофизическими факторами.
Деструкция органического вещества в экосистеме. Многообразие и сложность
состава комплекса редуцентов в экосистемах разного типа. Биотрофы и
сапротрофы. Пищевые цепи "выедания" (пастбищные) и пищевые цепи
"разложения" (детритивные). Баланс процессов продуцирования и разложения в
различных биомах. Деструкционные процессы и круговорот веществ.
14. Энергетика экологических систем
Биологическая продукция. Первичная продукция - продукция
автотрофных организмов. Рост фото- и хемосинтеза. Чистая и валовая
продукция. Пробы на дыхание. Методы оценки первичной продукции.
Характеристика продукционного процесса и его соотношение в экосистемах
разных
типов.
Продукционный
процесс
и
развитие
экосистем.
Поддерживающая емкость среды. Величины. Биологическая продукция в
разных биомах. Связь продуктивности с климатическими и геофизическими
факторами. Деструкция органического вещества в экосистеме. Многообразие и
сложность состава комплекса редуцентов в экосистемах разного типа.
Биотрофы и сапротрофы. Пищевые цепи "выедания" (пастбищные) и пищевые
цепи "разложения" (детритивные). Баланс процессов продуцирования и
разложения в различных биомах. Деструкционные процессы и круговорот
веществ.
15. Динамика сообществ и экосистем.
Сукцессионный процесс. Разнообразие форм сукцессий. Первичные и
вторичные сукцессии. Этапность сукцессий. Темпы сукцессий. Структурные
особенности сообществ на разных этапах сукцессий, соответствия
разнообразия, биомассы и продукции. Концепция климакса. Антропогенные
факторы динамики природных экосистем. Стабильность и устойчивость
экосистем.
Стабильность и устойчивость, методы их количественной оценки. Связь
стабильности и устойчивости с видовой и трофической структурой.
Биоценотический уровень организации жизни и эволюционный процесс.
Взаимосвязь эволюции организмов и преобразование сообществ и экосистем.
Эволюционная экология.
16. Учение о биосфере и глобальная экология.
Развитие
представлений
о
биосфере.
Структура
биосферы.
Энергетический баланс биосферы. Круговорот вещества как основной механизм
16
гомеостаза биосферы. Биогеохимические функции разных групп организмов и
типов экосистем. Проблемы динамики биосферы и ее компонентов.
Антропогенные воздействия на компоненты биосферы. Антропогенные
изменения энергетического баланса биосферы. Концепция биосферы.
Глобальная экология
17. Прикладная экология.
Экология – научная база разработки проблем рационального
природопользования и охраны природы. Экологические принципы в различных
сферах практической деятельности человека: промышленность, транспорт,
сельское хозяйство, строительство. Экологическая индикация состояния
окружающей среды. Экологический мониторинг и экологическая экспертиза.
Международное сотрудничество в разработке экологических проблем.
18. Введение. Охрана природы в структуре экологии. Определение
охраны природы, предмет, цели и задачи, базовые принципы, аспекты,
структура. Взаимосвязь с естественными и гуманитарными науками. История
взаимоотношения человека и природы: периодизация, экологические кризисы и
экологические революции, демографический "взрыв" и научно-технический
прогресс. Современные экологические проблемы.
19. Природные ресурсы и основные типы воздействий на различные
компоненты биосферы. Современная классификация природных ресурсов,
особенности их использования. Современная классификация основных видов
антропогенных воздействий. Концепция допустимой нагрузки и принципы
экологического нормирования.
20. Охрана атмосферы. Общие сведения о строении атмосферы и
атмосферных процессах: состав атмосферы, постоянные и переменные
компоненты; строение атмосферы и краткая характеристика отдельных слоев;
атмосферная
циркуляция
и
типы
погоды
(циклониальный
и
антициклониальный), влияние на процессы накопления и миграцию
загрязняющих веществ. Антропогенные факторы, влияющие на атмосферу.
Изменения свойств и характеристик атмосферы в результате антропогенного
действия на нее. Загрязнение приземного слоя в России: структура выбросов по
источникам; общая ситуация в России с загрязнением атмосферного воздуха.
21. Проблемы и глобальные последствия антропогенных влияний на
атмосферу.
Загрязнение
приземного
слоя
атмосферного
воздуха
(фотохимический смог) и трансграничный перенос загрязняющих веществ.
Парниковый эффект и изменение климата: история вопросы и предпосылки
постановки проблемы; изменения климатических параметров в индустриальную
эпоху; сценарии возможных последствий изменения климата. Стратосферный
озон: экологическая роль озонового экрана; естественные механизмы
образования и разрушения стратосферного озона (водородный и гидроксильный
циклы); «озоновые дыры» - история открытия, механизмы образования
(азотный и хлорный каталитические циклы и др.); мероприятия по защите
17
озонового слоя.
Кислотные осадки: загрязнение атмосферы и феномен
кислотных осадков; механизм формирования кислотных осадков; влияние
кислотных осадков на экосистемы
22. Охрана гидросферы. Общие сведения о строении гидросферы:
поверхностные воды, воды Мирового океана, подземные воды; круговорот
воды, средообразующее значение гидросферы. Запасы пресных вод и проблема
ограниченности ее ресурсов. Вода – как ресурс и объект водопользования:
статические и возобновляемые водные ресурсы, Возобновление воды в
различных водных объектах. Типы водопотребления: водопотребление с
изъятием воды из источников, водопользование без изъятия воды из
источников.
Факторы, влияющие на гидрологический режим водоемов,
проблема регулирования водных ресурсов. Подземные воды, особенности их
эксплуатации и последствия.
23. Загрязнение вод (поверхностных, подземных вод и вод Мирового
океана) и основные последствия. Экологическое состояние поверхностных и
морских вод в России: экологическое состояние поверхностных вод России,
структура загрязнений и вклад отдельных источников, состояние оз. Байкал
(особенности гидрологического и геохимического режимов). Экологическое
состояние морей.
Виды загрязнения, их характеристика и последствия.
Загрязнение пресных поверхностных водоемов и экологические эффекты
(эвтрофизация, закисление водоемов), меры охраны. Особенности загрязнения
морей, меры охраны. Загрязнение подземных вод, меры охраны.
24. Охрана почв и недр. Значение почвы в истории цивилизаций
человечества. Общие сведения о почвах, структура, состав, почвообразующие
процессы. Структура и состояние земельного фонда России и мира – проблема
ограниченности фонда сельскохозяйственных земель и обеспечения продуктами
питания. Пути увеличения мирового производства продуктов питания.
Современное экологическое состояние почвенного покрова России.
Мероприятия по сохранению плодородия почв.
25. Антропогенное влияние на почвенный покров. Эрозия почвенного
покрова (водная и ветровая), значение различных видов эрозии в падение
продуктивности почв. Техногенная эрозия или повреждение земель при добычи
полезных ископаемых и рекультивация земель. Опустынивание или аридизация
почв, основные факторы и причины, приводящие к опустыниванию. Вторичное
засоление и заболачивание. Загрязнение почв, пути поступления различных
веществ в почву и их влияние на экосистемы.
26. Охрана растительного и животного мира. Антропогенные влияния на
живую природу: чрезмерная добыча и эксплуатация отдельных видов,
специальное уничтожение для защиты сельскохозяйственных и промысловых
объектов, случайное уничтожение, разрушение мест обитаний, влияние
вселенных видов, сокращение и ухудшение кормовой базы, загрязнение среды
химическими соединениями (влияния на различных уровнях организации
18
живого). Международные, национальные и региональные Красные книги:
история создания, категории редких видов и подвидов Международной Красной
книги (качественные и количественные). Особенность отечественной практики
создания Красных книг.
27. Пути сохранения живого. Создание условий для размножения редких
и хозяйственно ценных видов. Генетические банки. Создание системы особо
охраняемых природных территорий. Историческая справка. Характеристика
особо охраняемые природные территории (заповедники, национальные и
природные парки, заказники, памятники природы и др.), леса различного
назначения. Концепция развития экорегионов. Принципы организации сети
особо охраняемых территорий.
28. Контроль и управление качеством среды. Концепция экологического
мониторинга Цель и задачи создания мониторинга. Его роль в управлении и
контроле воздействий. Классификация и виды мониторинга. Программа
мониторинга. Система национального экологического мониторинга России.
3.2. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
1. Введение в экологию. Определение экологии и ее задач. Основные
подходы к изучению частной экологии. Понятия аут- и синэкологии.
Взаимоотношения экологии с другими науками. Экологический подход к
самостоятельным исследованиям.
2. Факториальная экология. Понятие об экологическом факторе.
Современные классификации факторов. Правило Й. Либиха и его
ограниченность. Закон В. Шелфорда, его графическое изображение.
Экологическая толерантность видов, Следствия закона толерантности. Действие
факторов на организм, сигнальные факторы. Понятие об экологической нише.
Фундаментальная, реализованная и потенциальная ниши. Экологическая
индивидуальность видов. Средообразующие факторы. Вода как среда обитания
и как экологический фактор. Почва как среда обитания и как экологический
фактор. Воздух как среда обитания и как экологический фактор.
Зоогеографические
правила
Бергмана
и
Аллена.
Экологическая
индивидуальность видов. Адаптивные формы организмов, их классификация.
3. Популяции и их структура. Определение популяции. Демографическая
структура популяций. Возрастной состав популяций. Возрастные и
половозрастные пирамиды. Генетическая структура популяций. Полиморфизм.
Пространственная структура популяций. Этологическая структура популяций.
Структура популяций для объектов самостоятельного изучения студентами.
4. Динамические процессы в популяциях. Динамические параметры
популяций: рождаемость, смертность, выживаемость, плодовитость. Кривые
выживания и способы их построения. Критические точки существования
популяций. Скорость роста популяций. Логистический и экспоненциальный
19
рост. Плотность насыщения. Стратегии выживания. Репродуктивное состояние
популяций в условиях высокой и низкой плотности. Пути поддержания
популяционного гомеостаза. Регуляция популяций в природе. Популяционные
циклы. Флуктуации.
5. Биотические взаимодействия. Классификация форм взаимодействия
между организмами. Конкуренция и принцип конкурентного исключения.
Возможности снижения уровня конкуренции. Условия существования
конкурирующих видов. Хищничество и паразитизм как циклические системы
взаимодействия. Стратегии популяций жертвы. Значение "эффекта
запаздывания". Биотические потенциалы хищника и паразита.
6. Структура экологический систем. Понятия синэкологии: сообщество,
биоценоз, биогеоценоз, экосистема. Видовая структура сообщества:
биологическое разнообразие, выравненность, доминанты и эдификаторы.
Вертикальная,
горизонтальная
и
временная
структура
сообществ.
Функциональная структура сообществ. Пищевые цепи и сети. Трофические
уровни. Экологические пирамиды. Энергетические характеристики среды.
Экотоны и понятие "краевого эффекта".
7. Динамика сообществ и экосистем. Сукцессии и их классификация.
Первичные сукцессии и их этапность. Вторичные сукцессии. Климакс,
потенциальные ландшафт и растительность. Стабильность и устойчивость
сообществ и экосистем на разных этапах сукцессии. Модели экологической
сукцессии в лабораторных условиях и в природе, признаки экосистем на ранних
и зрелых стадиях сукцессии.
8. Учение о биосфере и глобальная экология. В.Н. Вернадский и его
учение о биосфере. Косное, живое и биокосное вещество планеты. Структура
биосферы. Круговорот вещества и энергии в биосфере. Динамические процессы
в биосфере. Антропогенное воздействие на компоненты биосферы. От
биосферы к ноосфере. Цели и задачи глобальной экологии.
9. Прикладная экология. Экология - научная база разработки проблем
рационального природопользования и охраны природы. Экологические
принципы в различных сферах практической деятельности человека:
промышленность, транспорт, сельское хозяйство, строительство. Экологическая
индикация состояния окружающей среды. Экологический мониторинг и
экологическая экспертиза. Международное сотрудничество в разработке
экологических проблем.
20
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА (ОЛ)
Бродский А.К. Общая экология [Текст] : учебник / А. К. Бродский. - М. : ИЦ
Академия, 2006 (Тверь). - 254 с. : ил.
Валова, Валентина Дмитриевна (Копылова).
Экология [Текст] : учебник / В. Д. Валова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. :
Дашков и К, 2012. - 359 с.
Дмитриев, Василий Васильевич.
Прикладная экология [Текст]: учебник для вузов / В. В. Дмитриев, А. И.
Жиров, А. Н. Ласточкин. - М.: Академия, 2008. - 600 с.
Коробкин, Владимир Иванович.
Экология [Текст] : учебник для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. 8-е изд. - Ростов на Дону : Феникс, 2005. - 576 с
Коробкин, Владимир Иванович.
Экология [Текст] : учебник для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Предельский. 17-е изд., доп. и перераб. - М. : Феникс, 2011. - 602 с.
Маврищев, Виктор Викторович.
Общая экология [Текст] : курс лекций / В. В. Маврищев. - 3-e изд. - Минск :
Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2012. - 298 с
Миркин, Борис Михайлович.
Устойчивое развитие: вводный курс [Текст] : учеб. пособие для вузов / Б. М.
Миркин, Л. Г. Наумова. - М. : ЛОГОС, 2006. - 311 с.
Хван, Татьяна Александровна.
Экология. Основы рационального природопользования [Текст] : учебное
пособие / Т. А. Хван, М. В. Шинкина. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Юрайт,
2011. - 319 с.
Ручин, Александр Борисович.
Экология популяций и сообществ [Текст] : учебник для вузов / А. Б. Ручин. М. : Академия, 2006. - 349 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА (ДЛ)
1.
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и
сообщества. - В 2-х т. – Пер. с англ. – М.: Мир. – 1989. – Т.1 – 667 с, Т.2 477 с.
2.
Биология охраны природы / под ред. М. Суле, Б. Уилкокса.- М.;
1978.- 278 с.
3.
Будыко М.Н. Глобальная экология.- М.: Мысль. – 1977. – 327 с.
4.
Василевич В.И. Очерки теоретической фитоценологии.- Л.: Наука.1983.- 247 с.
5.
Вернадский В.И. Биосфера. М.: 1967.- 376 с.
6.
Вронский В.А. Экология. Словарь-справочник.- М.,- Ростов на
Дону: 1997.- 572 с.
21
7.
Гиляров А.В. Популяционная экология. - М., Высшая школа, 1987,
302 с.
8.
Горышина Т.К. Экология растений.- М.: Высшая школа - 1979. - 368
с.
9.
Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша.- М.: Мир,
1988.- 184 с.
10. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М.: 1979.- 151 с.
11. Дювиньо П. Танг М. Биосфера и место в ней человека. М.: 1968.255 с.
12. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.:
1979.- 375 с.
13. Культиасов И.М. Экология растений. М.: 1982.- 381 с.
14. Макфедьен Э. Экология животных. М.: 1965.- 360 с.
15. Наумов Н.П. Экология животных. М.: 1963.- 618 с.
16. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир.- 1975.- 740 с.
17. Одум Ю. Экология. В 2-х т.- М.: Мир.- 1986.- Т.1 - 328 с, Т.2.- 376 с.
18. Пианка Э. Эволюционная экология.- М.: Мир, 1981.- 399 с.
19. Работнов Т.А. Фитоценология. М.: 1978.- 384 с.
20. Рамад Ф. Основы прикладной экологии. Л.: 1981.- 543 с.
21. Риклефс Р. Основы общей экологии.- М.: Мир - 1979. - 424 с.
22. Уиттекер Р. Собщества и экосистемы.- М.: Прогресс - 1980. - 327 с.
23. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология.- М.: Просвещение - 1981. 255
с.
24. Шилов И.А. Экология.- М.: Высшая школа. 1997. - 512 с.
25. Яблоков А.В. Популяционная биология. - М.: Высшая школа, 1982, 302 с.
26. Яблоков А.В., Остроумов С.А. Охрана живой природы.- М.: Лесная
промышленность. - 1983.
22
27. Рамад Ф. Основы прикладной экологии. – Л.: Гидрометеоиздат,
1981. – 543 с.
28. Реймерс Н.Ф., Штильмарк Ф.Р. Особо охраняемые природные
территории. – М.: Мысль, 1978. – 294 с.
29. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и
гипотезы). – М.: Россия молодая, 1994. – 367 с.
30. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. – М.: Логос,
2000. – 627 с.
31. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. –
М.: Гидрометеоиздат, 1984. – 375 с.
32. Карташев А.Г. Введение в экологию. Учебное пособие. – Томск:
Изд-во «Водолей», 1998. – 384 с.
33. Лаптев И.П. Теоретические основы охраны природы. – Томск: Издво Томского университета, 1975. – 278 с.
34. Лаптев И.П. Охрана атмосферы. - Томск: Изд-во Томского
университета, 1987. - 150 с.
35. Лосев К.С. Вода. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 272 с.
36. Марков Ю.Г. Социальная экология: взаимодействие общества и
природы: Учеб. пособие. – Новосибирск: Издательская компания «Лада»,
Новосибирск: «Наука». Сибирская издательская фирма РАН, 2001. – 544 с.
37. Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России. – М.,
2001. – 76 с.
38. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб.
пособие для вузов, средних школ и колледжей. 2-е изд. – М.: ФАИР-ПРЕСС,
2002. – 560 с.
39. Емельянов И.Г. Роль разнообразия в функционировании
биологических систем. – Киев, 1992.- 63 с.
40. Коптюг В.А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию
(Рио-де-Жанейро, июнь 1992 года) / Информационный обзор.- Новосибирск:
Сиб. отд-ние РАН.- 1972.- 62 с.
41. Проблемы сохранения биологического разнообразия Южной
Сибири / Материалы межрегиональной научно-практической конференции,
Кемерово: 1997, - 260 с.
42. Солбриг О., Солбриг Д. Популяционная биология. - М.: Мир, 1982, 488 с.
43. Сукачев В.Н. Основы лесной типологии и биогеоценологии /
Избранные труды. Т.1. Л.: Наука. 1972. 418 с.
44. Тарасов А.О. Экология и охрана природы. - Саратов: - 1990.
45. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Очерк учения
о популяциях. - М.: Наука, - 1973, - 277 с.
46. Тишлер В. Сельскохозяйственная экология.- М.: Колос.- 1971.- 455
с.
23
47. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. - М.: Наука,
1980. - 278 с.
48. Шилов И.А. Эколого-физиологические основы популяционных
отношений животных.-М.:Мир.- 1977. - 262 с.
49. Биологическое разнообразие Алтае-Саянского экорегиона / под ред.
А.Н.Куприянова. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2003. – 156 с.
50. Безуглая Э.Ю. Чем дышит промышленный город.-Л.: Наука, 1990.200 с.
51. Особо охраняемые природные территории Алтае-Саянского
экорегиона / под ред. А.Н.Куприянова. – Кемерово: Азия, 2001. – 176 с.
52.
Плюснин Ю.М., Калугина З.И., Соболева С.В., Попков Ю.В.
Концепция устойчивого социального развития Алтае-Саянского экорегиона. –
Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2002. – 5 8 с.
53. Территориальная комплексная программа охраны окружающей
среды Кемеровской области до 2005 года. - Кемерово, 1993. - тт. 1-10
54. Экологическое состояние территории России: Учеб. пособие для
студ. высш. пед. учеб. заведений / Под ред. С.А.Ушакова, Я.Г.Каца. – М.:
Издательский центр «Академия», 2001. – 128 с.
55. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране
окружающей среды: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.:
Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 288 с.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОСОБИЯ (УМП)
1.
Беляков В.В. Экология, биогеоценология и охрана природы.
Учебное пособие. Калининград: 1981.- 130 с.
2.
Краснова Т.А., Сергеев В.Е., Годовалов В.П. Основы экологии и
рационального природопользования. Учебное пособие. Кемерово: 1983.- 134 с.
3.
Литвинов Н.И. Экология. Учебное пособие.- Иркутск: 1987.- 87 с.
4.
Литвинов Ю.Н., Швецов Ю.Г. Методы изучения сообществ мелких
наземных
позвоночных
животных.
Учебно-методическое
пособие.
Новосибирск: 2001.- 52 с.
5.
Федоров В.П., Остроумов С.А. Экология, биогеоценология и охрана
природы. Методические указания. М.: МГУ.- 1984.- 43 с.
24
6.
Экологическая карта Кемеровской области.
7.
Описание экологической карты Кемеровской области - Кемерово,
1996. 52 с.
8.
Физико-географическая карта Кемеровской области.
9.
Информационные ежегодные издания Кемеровский областной
центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Мониторинг
загрязнения атмосферного воздуха Федеральная служба России по
гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Кемерово, 2000 - 2002 .
10. Информационные ежегодные издания Кемеровский областной
центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Мониторинг
загрязнения поверхностных вод.
Западно-Сибирское межрегиональное
территориальное. Кемерово, 2000 - 2002 г.
РЕЕСТР ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА (Илл)
1. Структура общей (теоретической) экологии.
2. Структура частной (ландшафтный и системный подходы) экологии.
3. Структура первичных связей между растениями и животными.
4. Схема превращения энергии в организме растения.
5. Схема превращения энергии в организме животного.
6. Схематическое изображение экосистемы (по Р. Риклефсу, 1979).
7. Межпредметные связи экологии.
8. Классификация экологических факторов.
9. Классификация абиотических факторов.
10. Лимитирующие факторы. Зависимость первичной продукции от
количества осадков в засушливом климате.
11. Схематическое изображение правила толерантности В. Шелфорда.
12. Схема сигнального действия факторов на организм животного.
13. Иерархия структуры органического мира.
14. Схема перестройки биогеоценозов.
15. Схема развития таксонов и сообществ по Е.С. Смирнову.
16. Схема развития популяций и сообществ по Н.П. Наумову.
17. Схематическое изображение космических циклов.
18. Скорость роста популяции в ненасыщенной среде
19. Скорость роста популяции в насыщенной среде.
20. Теоретическая кривая роста популяции.
21. Кривые выживания организмов.
22. Половозрастные пирамиды.
23. Половая структура популяций.
24. Флуктуации плотности популяций.
25. Схема саморегулирования и стабилизации популяций.
26. Сезонные флуктуации популяций.
27. Годовые флуктуации популяций.
25
28. Многолетние флуктуации популяций в 11-летних циклах солнечной
активности.
29. Зависимость рождаемости у животных от плотности популяций.
30. Схематическое изображение комплексного действия факторов,
зависящих от плотности, когда плотность популяции снижает темпы ее роста
31. Схематическое изображение вариантов расселения организмов.
32. Схема размещения особей в пространстве (пространственная
структура популяций и их регуляция в природе).
33. Территориально-механическая изоляция (примеры сплошного и
дизъюнктного ареалов).
34. Картина "Дама с горностаем" Леонардо да Винчи.
35. Схема межродового скрещивания в экспериментах Д.В. Терновского
(получение "хонориков" и эффект морфо-физиологической изоляции).
36. Классификация межвидовых взаимодействий.
37. Закон конкурентного исключения Г.Д. Гаузе в рисунках и схемах.
38. Экологическая ниша и ее графическое изображение.
39. Схема дивергенции экологических ниш у конкурирующих видов.
40. Логистические уравнения межвидовой конкуренции.
41. Схема взаимоотношений в системе "хищник-жертва".
42. Эффект "запаздывания" в цикличной система "хищник-жертва".
43. Функциональные реакции на примере трех хищных млекопитающих.
44. Таблица, демонстрирующая смертность людей в годы эпидемии чумы
в Европе в 14 веке.
45. Модели нормирования изъятия промысловых видов животных
человеком.
46. Схема развития теорий динамики популяций.
47. Таблица спектров жизненных форм.
48. Вертикальная структура сообществ
49. Схема структурно-функциональных связей в сообществе.
50. Шкала требовательности древесных растений к свету.
51. Схема распределения видов птиц соответственно градиенту условий
по вертикали в многоярусном древостое.
52. Горизонтальная структура сообщества.
53. Схема адаптивного ответа организмов на изменение условий среды.
54. Схема синхронизации функциональных ритмов организма с ритмами
среды.
55. Показатели концентрации доминирования видов в сообществе.
56. Показатель доминирования Г. Симпсона.
57. Индекс общности видовой структуры сообществ ЖаккараЧекановского и Сёренсена.
58. Показатель видового разнообразия Р. Маргалефа.
59. Информационная мера разнообразия Шеннона-Уивера.
26
60. Индекс верности (степени приуроченности) биотопу.
61. Графическое изображение зависимости между числом видов и их
численностью.
62. Структура синэкологии.
63. Типы группировок животных.
64. Схема образования почвы.
65. Схема биогеоценоза В.Н. Сукачева.
66. Биогеоценоз-экосистема-природный комплекс.
67. Схема экосистемы Р. Кларка.
68. Этапы исследования биологических систем.
69. Энергия солнца и ее превращения.
70. Схематическое изображение превращения вещества и энергии в
биосфере.
71. Схема потока энергии в биосфере.
72. Энергетические характеристики среды.
73. Схема образования и использования химической энергии в
биологической системе.
74. Распределение энергии в пределах одного звена пищевой цепи.
75. Экологические пирамиды.
76. Экологические пирамиды в природной и антропогенной экосистемах.
77. Круговорот углекислоты в биосфере.
78. Круговорот кислорода в биосфере.
79. Круговорот азота в биосфере.
80. Круговорот углерода в биосфере.
81. Круговорот фосфора в биосфере.
82. Круговорот серы в биосфере.
83. Круговорот воды в биосфере.
84. Блочная модель экосистемы с указанием наиболее важных путей
обмена минеральных и биогенных веществ.
85. Классификация типов сукцессий с учетом вызывающих их причин.
86. Модель экологической сукцессии в лабораторных условиях.
87. Модель экологической сукцессии в природных условиях.
88. Схемы пищевых цепей и сетей.
89. Водно-болотная сукцессия.
90. Таблица-схема изменений экосистем в их развитии.
5. Формы текущего, промежуточного и рубежного контроля
5.1 Вопросы и задания для индивидуальной и самостоятельной работы
1. Введение в экологию.
27
2. Предыстория экологии. Элементы экологии в науке 18-19 веков. Значение
работ А.Гумбольдта, К.Ф.Рулье, Н.А.Северцова. Роль Ч.Дарвина в
становлении экологии. Экологические исследования в зоологии и
ботанике
(В.Шелфорд,
А.Тенсли,
Ф.Клементс,
В.Н.Сукачев,
Л.Г.Раменский и др.). Введение представления о биосфере
(В.И.Вернадский). Формирование популяционной экологии (Ч.Элтон).
Зарождение теоретической и экспериментальной экологии (В.Вольтерра,
А.Лотка, Г.Ф.Гаузе).
3. Среда и факторы существования организмов.
4. Экологическое значение основных абиотических факторов: тепла,
освещенности, влажности, солености, концентрации биогенных веществ и
т.д. Освещенность водной, почвенной и воздушной сред.
5. Синэкология и учение о биосфере.
6. Климатическая зональность и основные типы наземных экосистем.
Тундры, болота, тайга, смешанные и широколиственные леса умеренной
зоны, степи, тропические влажные леса и пустыни. Взаимосвязи разных
компонентов экосистем. Значение почвы как особого биогенного тела.
Водные экосистемы и их особенности. Отличие водных экосистем от
наземных. Континентальные водоемы: реки, озера, водохранилища,
эстуарии. Биологическая структура океана.
7. Круговорот важнейших химических элементов в биосфере (вода,
углекислота, сера, фосфор, азот).
1.
Биогеохимические циклы углерода, азота, серы, фосфора. Распределение
азота, серы, фосфора и углерода по различным компонентам биосферы.
Антропогенное влияние на них и последствия.
2.
Загрязнение приземного воздуха городов. Основные загрязняющие
вещества и их влияние на здоровье населения, на состояние зданий и
сооружений. Современные инженерные, архитектурные, градостроительные и
другие методы и способы охраны атмосферного воздуха городов.
3.
Водохранилища. Положительные и негативные последствия их создание.
4.
Замусоривание бытовыми и промышленными отходами почвенного
покрова. Проблемы и способы их утилизации.
5.2. Вопросы для самоконтроля
1. Назовите основные различия в трактовке понятия "Экология"
Э.Геккелем и современными учеными.
2. Назовите основные направления экологических исследований первой
половины 20 века и с какими известными учеными Вы эти направления
связываете?
28
4. Определите Ваше отношение к экологии как науке о надорганизменных
биологических системах и в чем Вы видите специфику методов экологических
исследований?
5. Как Вы понимаете структуру современной экологии и какие ее
подразделения Вам известны?
6. Э.Геккель впервые определил экологию в 1866 г. Как Вы считаете,
имеет ли экология более давнюю историю?
7. Экология, охрана природы, рациональное природопользование,
экология человека, глобальная экология... С чем, на Ваш взгляд, связано
возникновение этих терминов и что они представляют собой для человека?
8. Перевод понятия "Экология" трактуется как "слово, знание о доме". В
каком смысле Вы понимаете "знание о доме" относительно той среды, в
которой существуют живые организмы, в том числе человек?
9. Биогеоценоз и экосистема - понятия современной экологии. В чем Вы
видите здесь сходство или различия?
10. Физическая среда различна в каждой точке сравниваемого
пространства. В чем Вы видите основные причины ее изменчивости и какие
влияния оно оказывает на то "ошеломляющее многообразие жизни", которое
окружает нас?
11. Что такое экологический фактор и какие современные классификации
экологических факторов Вы знаете?
12. Какие основные пути действия экологических факторов на живые
организмы Вы знаете и каковы возможные результаты этого действия?
13. Ограничивающие и лимитирующие факторы. Какова их природа и с
именем какого ученого Вы их связываете?
14. Известно, что виды с высокой приспособленностью к факторам среды
имеют широкое распространение. Приведите примеры и объясните, какому
экологическому правилу подчинены в своем существовании названные Вами
виды живых организмов.
15. С чем связано экологическое правило В.Шелфорда и каково его
практическое значение для познания объектов окружающего нас мира?
16. В чем Вы видите эволюционные приспособления видов к
изменяющимся условиям внешней среды, каково их отношение к
экстремальным условиям?
17. Эврибионтность и стенобионтность. Назовите их преимущества и
недостатки.
18. Что такое сигнальные факторы, каковы их действия и экологическое
значение?
19. Что Вы знаете о биологических часах и фотопериодизме? В чем Вы
видите теоретическую и практическую значимость ритмики и цикличности
биологических процессов?
29
20. В чем, по Вашему, заключается экологическая индивидуальность
видов?
21. В чем Вы видите индикационную значимость организмов для
экологической теории и практики?
22. Существует понятие "производство пищи как биосферный процесс". В
чем Вы видите основной экологический принцип этого понятия?
23. Что такое экологическая ниша? Какие формы экологической ниши
Вам известны?
24. Что такое популяция? Каково ее определение в современном
естествознании?
25. Как Вы понимаете популяционную структуру вида и каково, на Ваш
взгляд, значение этой категории для экологии и теории эволюции?
26. В чем Вы видите сходство между понятиями численность и плотность
популяции?
27. Что может дать знание генетической структуры и полиморфизма для
оценки численного потенциала видовых популяций?
29. Можно ли сопоставить водную и наземную среды (например, озеро и
участок луга), используя общий экологический показатель? Что он из себя
представляет?
30. Какова роль территориальных отношений в формировании
пространственной структуры популяций?
31. Что такое этологическая структура популяций и какие формы
групповых отношений Вам известны?
32. Популяция - динамическая надорганизменная структура. Каковы
динамические параметры популяции?
33. Что такое рост популяции, чем он определяется и каковы его пределы?
34. Что такое кривые выживания и каковы принципы их построения?
Каково значение кривых выживания для экологической практики?
35. Что такое возрастные пирамиды и каково их практическое значение?
36. Какова роль факторов, зависящих и независящих от плотности, в
регулировании численности популяции?
37. Какие типы расселения живых организмов Вы знаете и какова их роль
в регулировании популяционной численности?
38. Какова репродуктивная стратегия особей видовых популяций в
разряженной и насыщенной среде и какова роль этой стратегии в поддержании
популяционного гомеостаза?
39. Зависят ли эколого-физиологические параметры от плотности
популяции?
40. Что такое ареал видовой и ареал популяционный? Какова значимость
этих терминов в экологических дисциплинах: биогеографии, экологии, теории
эволюции?
30
41. В современном определении популяции существует понятие
"изоляция". Что означает это понятие в популяционной экологии?
42. Какие формы межпопуляционной изоляции Вы знаете и какова их
роль в регуляции популяций?
43. Что такое популяционные циклы, каково их общебиологическое и
практическое значение?
44. Какие формы взаимоотношений организмов Вы знаете? Приведите
примеры и обоснуйте их экологическую обусловленность?
45. Что такое аменсализм и комменсализм, их место в системе
межвидовых взаимоотношений.
46. Что такое биологическое сообщество видов?
47. Как Вы представляете себе иерархическую структуру биогеоценоза?
48. Что такое внутривидовая конкуренция и к какому отделу структурной
экологии она относится? Какова ее роль в регуляции численности популяций?
49. В чем Вы видите возможность совместного существования
конкурирующих видов?
50. Что такое принцип конкурентного исключения и с именем какого
ученого связано название этого экологического принципа?
51. Что такое хищничество и какие типы хищников Вам известны?
52. Какова должна быть ответная реакция популяции жертвы на действия
различного типа хищничества?
53.
Каким
обязательным
условиям
отвечает
циклично
взаимодействующая система "хищник-жертва" в природных условиях?
53. Какие основные отличия хищничества и паразитизма Вам известны?
55. В чем Вы видите сходство и различие в экологических понятиях
сообщество и биоценоз, биотоп и стация?
56. Назовите основные разделы и направления синэкологии.
57. Что такое видовая структура биологических сообществ?
58. В чем смысл понятия "видовое разнообразие" и как это понятие
связывает показатели видового богатства и обилия?
59. В чем Вы видите смысл существования различных экологических ниш
и как они формируются?
60. Что такое градиенты среды и как они влияют на пространственное
распределение популяций видов и сообществ?
61. Что такое экотон? Каково значение краевого эффекта в изучении
эволюции биологических сообществ?
62.
Назовите
основные
трофические
уровни
естественного
биологического сообщества?
63. Что такое экологическая сукцессия и какие ее формы Вам известны?
64. Что такое первичная и вторичная сукцессии, в чем их сходство и
различия?
31
65. Каковы соответствия разнообразия, биомассы и продукции на ранних
и поздних стадиях сукцессии?
66. Каковы пути использования и превращения энергии растениями и
животными?
67.Что такое биологическая термодинамика и как ее принципы можно
использовать для моделирования потока энергии в экосистемах?
68. Как Вами понимается трансформация энергии в системе трофических
уровней?
69. Что такое экологические пирамиды и какие их типы Вам известны?
70. Что такое биологическая продукция и отличаются ли по этому
показателю наземные и водные экосистемы?
71. Как Вами понимается понятие энергетического баланса и какие его
изменения в биосфере происходят в связи с деятельностью человека?
72. Каковы энергетические различия естественных и антропогенных
экосистем?
73. Каковы различия в эффективности и стабильности естественных и
антропогенных экосистем и в чем это проявляется?
74. Как Вы понимаете понятие "Ноосфера"?
75. Какие общие экологические принципы можно использовать в
различных сферах практической деятельности человека: промышленности,
сельском хозяйстве, строительстве и др.?
76. Что такое экологическая экспертиза и на каких принципах она
основывается?
77. Что такое мониторинг и каково его значение в практической
деятельности человека?
78. Что такое биосфера, какова ее структура и энергетический баланс? Что
Вы знаете о биогеохимических циклах?
32
1.
Значение и экологическая роль применения пестицидов и минеральных
удобрений. Методы защиты урожая. Интенсификация сельского хозяйства.
2.
Методы очистки воздуха.
3.
Методы очистки сточных вод.
4.
Дефляция и водная эрозия почв. Условия возникновения и особенности.
5.
Методы защиты почв от эрозии.
6.
Рекультивация нарушенных земель. Техническая и биологическая.
7.
Санитарно-гигиенические нормативы.
8.
Красная книга: международная, национальная, региональная. Критерии
редкости видов – качественные и количественные.
9.
Система особо охраняемых природных территорий: заповедники,
национальные и природные парки, заказники, памятники природы.
10. Концепция устойчивого развития.
Вопросы для самоконтроля приводятся в учебном пособии «Актуальные
проблемы охраны природы» после каждого раздела.
5.2. Примерный перечень вопросов к экзамену
1.
История возникновения «Экологии» и её разделов. Современные
проблемы аутэкологии, популяционной экологии и синэкологии.
2.
Современные определения Экологии. Объект и предмет Экологии,
структура Общей экологии, содержание основных разделов.
3.
Среда обитания, основные типы и их особенности.
4.
Экологические факторы, их классификация.
5.
Основные лимитирующие факторы наземно-воздушной среды, их
экологическое значение.
6.
Основные лимитирующие факторы водной среды, их экологическое
значение.
7.
Климат, природная зональность, основные биомы Земли.
8.
Однофакторная
модель
диапазонов толерантности организмов.
Экологическая индивидуальность видов.
9.
Экологические группы растений и животных.
10. Комплексное воздействие факторов (двухфакторная модель диапазона
толерантности). Сдвиги диапазонов толерантности (закалка, акклиматизация,
акклимация).
11. Концепция лимитирующих факторов (правило Либиха и правило
Шелфорда).
12. Ресурсы среды и их классификация (по Тилману).
13. Жизненные формы: понятие, основные подходы к классификации
33
жизненных форм организмов.
14. Система жизненных форм растений Раункиера.
15. Система жизненных форм Серебрякова.
16. Система жизненных форм животных.
17. Экогеографические правила изменчивости (правила Бергмана, Аллена,
Глогера, гидробионтности).
18. Концепция экологической ниши: история возникновения понятия
«экологическая ниша», определения.
19. Модель
многомерной
экологической
ниши
(реализованная,
потенциальная, фундаментальная ниши).
20. Дифференциация экологических ниш, расхождение видов в сообществе
по его главным измерениям.
21. Концепция вида и критерии биологического вида (основные и
дополнительные).
22.
Основные подходы к определению термина «популяция»: экологоландшафтный, генетико-эволюционный, экологический.
23. Понятие «ценопопуляция». Основные отличия популяций растений и
животных.
24. Популяционная структура вида: причины дифференциации вида на
популяционные группировки.
25.
Основные механизмы изоляции популяций.
26.
Разнообразие и иерархия внутривидовых популяционных группировок:
локальные, ландшафтные, метапопуляции и их типы, экологические расы,
географические популяции и подвиды, хромосомные расы.
27. Морфологические аспекты пространственной организации популяции:
причины и следствия.
28. Функциональные аспекты пространственной организации популяции
растений и животных.
29. Пространственно-этологическая
структура
популяции
животных:
территориальность и социальность.
30. Половая структура популяции, первичное, вторичное и третичное
соотношение полов.
31. Возрастная структура популяции растений: возрастные категории у
растений и их функциональное значение, типы ценопопуляций.
32. Возрастная структура популяции животных: возрастные категории и их
функциональное значение, основные направления стратегии размножения.
33. Способы
отображения
демографической
структуры
популяций
(демографические таблицы, кривые выживания, половозрастные пирамиды)
34. Генерационная структура популяции: генерации, когорты, основные типы
популяций по генерационной структуре, понятия «альтруистическое
поколение» и «возрастной кросс», эколого-эволюционное значение
разнокачественности генераций.
34
35. Динамика популяций: численность, рождаемость, смертность.
36. Модели роста популяции: экспоненциальный и логистический.
37. Концепции стратегий отбора видов: K-отбор, r-отбор, основные различия.
38. Cистема экоценотических типов стратегий растений (Система
Раменского-Грайма).
39. Типы динамик численности популяций: сезонная, многолетняя,
флуктуации и осцилляции. Ациклические и циклические популяции.
40. Фазы популяционного цикла и факторы динамики численности.
41. Плотностно-зависимая регуляция популяций, концепции авторегуляции
или саморегуляции популяции.
42. Биоценотическая регуляция популяций.
43. Плотностно-независимая
регуляция
популяций:
стохастизм
и
цикличность.
44. Функциональные и пространственные аспекты классификации сообществ.
45. Межвидовые взаимодействия и их классификация.
46. Межвидовая конкуренция. Принцип конкурентного исключения Г. Гаузе,
условия существования конкурирующих видов.
47. Система взаимоотношений «хищник-жертва». Сосуществование хищника
и жертвы в лабораторных и природных условиях. Функциональные реакции.
48. Система взаимоотношений «паразит-хозяин». Отличительные черты
паразитизма и хищничества.
49. Видовая структура сообществ: видовое богатство, плотность видов,
видовое разнообразие.
50. Структура доминирования и градация видов по обилию.
51. Распределение видов по обилию: основные модели и меры измерения
видового разнообразия.
52. Теория «островной биогеографии».
53. Пространственная неоднородность сообществ (ассоциации и формации),
типы видового разнообразия.
54. Морфологическая структура сообщества: мозаичность, парцеллярность и
комплексность.
55. Эколого-структурная организация сообществ: синузии и консорции.
56. Понятие биоразнообразия и основые аспекты.
57. Функциональная организация сообществ: основные функциональные
группы, термоэнергетика экосистем - пути переноса и трансформации энергии и
вещества в экосистемах.
58. Стабильность и устойчивость сообществ.
59. Концепция продуктивности экосистем: первичная и вторичная
продуктивность экосистем.
60. Трофическая структура экосистем: пищевые цепи и сети, трофические
уровни, экологические пирамиды.
61. Типы динамики сообществ и их основные особенности.
35
62. Флуктуации: основные типы и их особенности.
63. Сукцессии: понятие и классификация.
64. Основные стадии сукцессии, направления изменения структуры и свойств
экосистем.
65. Концепция моноклимакса.
66. Концепции поликлимакса и континуум-климакса.
67. Эволюция сообществ, основные концепции.
68. Биосфера, ее структура и типы веществ.
69. Биогеохимические круговороты воды, углекислоты, серы, фосфора, азота.