Экология - Балтийский федеральный университет им. И. Канта

БАЛТИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И. Канта
Программа вступительного экзамена по специальной дисциплине
профиля (направленности)
экология
направления подготовки
06.06.01 Биологические науки
Раздел 1. Факториальная экология
1.
Свет как фактор, регулирующий условия существования и поведения
бионтов. Фотосинтез растений, связь освещенности с фотосинтезом. Понятие
компенсационной точки фотосинтеза. Фототаксис у животных.
2.
Температура как фактор, регулирующий активность бионтов. Коэффициент
Вант-Гоффа и температурная кривая Крога. Температура и распространение организмов.
Стено- и эвритермные организмы. Теплолюбивые и холоднолюбивые организмы.
Пойкилотермные и гомойтермные организмы.
3.
Соленость как фактор, определяющий распространение бионтов. Адаптации
к изменению солености. Осморегуляция и понятие критической солености. Засоление
почв.
4.
Вода как среда обитания и приспособления гидробионтов к водному образу
жизни. Приспособления к обитанию в водной толще, на поверхности грунта и в толще
грунта. Приспособления водных организмов к обитанию в проточных водоемах и в зоне
прибоя. Почва как среда жизни. Наземно-воздушная среда жизни.
5.
Совокупное действие экологических факторов. Биотические факторы.
Формы биотических взаимоотношений. Ресурсы среды. Законы, определяющие
взаимодействие факторов среды на организмы.
6.
Общие закономерности воздействия экологических факторов: влияние
факторов на биологические системы разного уровня, важность установления предельно
допустимых концентраций и относительность их значений, многолетние наблюдения за
состоянием экосистем и математические модели.
Раздел 2. Популяционная экология
1.
Структура популяций, видовая структура сообществ. Олиго- и полимиксные
сообщества. Методы количественной оценки структуры (биомасса, численность, число
видов). Показатели разнообразия и сходства сообществ. Доминирующие и руководящие
(индикаторные) виды.
2.
Относительное обилие популяций как показатель структуры сообществ.
Нормальное и лог-нормальное распределение (Престон). Модели относительного обилия,
их ограничения (МакАртур).
3.
Характер распределения организмов в пространстве. Свойства
популяционной группы. Основные характеристики популяций: численность, плотность,
рождаемость, смертность, прирост популяции, темп роста.
4.
Популяционная структура вида. Структура популяции: половая, возрастная,
пространственная и этологическая. Пространственная дифференциация и функциональная
интеграция видов растений и животных. Поддержание пространственной структуры
видов.
5.
Понятие о динамике популяций (биотический потенциал, реальная и
теоретическая кривые роста, кривые смертности, выселение особей из популяции).
Флуктуация численности популяции и «циклические» колебания.
6.
Понятие об агрегации, изоляции и территориальности в экологии. Понятие о
гомеостазе популяции. Общие закономерности регуляции численности популяции,
модифицирующие и регулирующие факторы, основные типы популяционной динамики.
Раздел 3. Экология сообществ
1.
Представления о продукции как о важнейшей функциональной
характеристике сообществ. Основные понятия - первичная, вторичная и конечная
продукция. Вопросы терминологии (продукция, продуктивность). Выражение продукции
в единицах энергии и единицах массы. Первичная продукция. Фотосинтез и хемосинтез.
Валовая, эффективная и чистая продукция. Отличие процессов создания первичной
продукции в наземных и водных системах. Первичная продукция морей и океанов,
континентальных водоемов (масштаб и распределение), разных ландшафтных зон суши.
Степень утилизации солнечной энергии. Связь процессов накопления первичного
органического вещества с факторами среды (свет, минеральное питание, температура и
др.). Связь процессов накопления органического вещества с биотическими факторами
(конкуренция за биогенные элементы, выедание). Продукция консументов («вторичная
продукция»). Фитофаги и зоофаги. Методы определения продукции популяций без
постоянного пополнения (метод Бойсен-Иенсена и его модификации). Расчет популяций с
постоянным пополнением (графический, «физиологический»). Радиоуглеродные методы.
Определение продукции эксплуатируемых популяций по данным промысловой
статистики и учета пополнения.
2.
Трофическая структура сообществ. Понятие о трофическом уровне и
трофической группировке. Продуценты, консументы, редуценты. Отношения организмов
в пределах одной трофической группы. Пищевая конкуренция. Принцип Гаузе, его
ограничения. Отношения организмов различных трофических группировок. Опыты
Граузе и математические модели Вольтера и Лотки. Трофические цепи и сети. Колебание
численности популяций как результат запаздывания отклика при взаимодействии
хищника и жертвы. Методы количественных оценок пищевых взаимоотношений
организмов в сообществе. Величины рационов, общий и частный рацион. Пищевая
избирательность. Классификация бионтов по типу питания.
3.
Пространственная структура сообществ. Однородность и неоднородность
биотопа. Убежища. Количественная и качественная неоднородность, неоднородность
сообществ, микрораспределение. Механизмы, обуславливающие пространственную
неоднородность, центробежные и центростремительные силы. Консорции как реальная
единица структуры биоценоза (В. Беклемишев, Раменский).
4.
Граница биоценозов. Понятие об экотопе. Механизмы экспатриации
(выноса), миграции и интродукции и проблема пространственной перестройки
биоценозов.
5.
Понятие экологической ниши. Трофический и пространственный аспекты.
Фундаментальная ниша Д.Э. Хатчинсона. Потенциальная и реализованная ниша.
Проблема акклиматизации
6.
Деструкция органического вещества. Основные представления о
прижизненном распаде органического вещества. Дыхание и пищеварение как основные
функциональные механизмы разрушения органического вещества живым организмом. Их
количественная оценка. Связь между интенсивностью обмена и весом тела, методы
оценки. Активный, пассивный и стандартный обмен. Уравнение Берталанфи.
Раздел 4. Системная экология
1.
Понятие о системном подходе. Система и слагающие ее элементы. Понятие
об организации систем и особенностях структуры. Изолированные, закрытые и открытые
системы. Биологические системы. Системы с активным и пассивным управлением.
2.
Экологические системы. Элементарные единицы экосистем. Популяция и
трофическая группировка как основные подсистемы биотической компоненты экосистем.
Составные части экосистемы, ее абиотическая и биотическая компоненты. Развитие
представлений о взаимозависимости населения и биотопа (Тэнсли, Шорыгин, Эванс,
Сукачев, Зенкевич). Биоценология – учение об экосистемах, живой частью которых
является биоценоз. Соотношение понятий – биоценоз Мебиуса, биотоп Даля, биогеоценоз
Сукачева, экосистема Тэнсли и Эванса.
3.
Биогеоценозы – хорологические единицы биосферы. Различные подходы к
определению и изучению биоценоза как некоторого организованного множества бионтов:
флора-фаунистический принцип описания, биотопический принцип описания, описания
на основании прямых трофических связей и связей через экологический метаболизм.
Энергетически зависимые и независимые сообщества.
4.
Круговорот веществ в экосистемах. Живое вещество, его накопление,
состав. Масштабы этого процесса и учение и биосфере В.Н. Вернадского.
Биогеохимические циклы основных элементов живого вещества – углерода, азота,
фосфора, кремния. Синтез и распад органического вещества в биосфере.
5.
Методы исследования экосистем. Задача количественной оценки
взаимодействия элементов в системе. Однофакторный и многофакторный эксперимент
при получении моделей описания. Изучение связей в экосистемах с помощью
регрессионного анализа. Статистика в экологических исследованиях. Моделирование как
специфический подход в изучении и описании экосистем. Типы моделей. Адекватные
модели и прогностические свойства моделей.
6.
Понятие сукцессии как развития экосистемы. Первичная и вторичная
сукцессии, их характерные особенности. Движущие силы и направление сукцессии.
Зрелость экосистем и концепция климакса. Виды сукцессии. Исторические сукцессии и
эволюция экосистем. Сезонные сукцессии и биологические сезоны. Пространственнодинамический аспект развития сообществ. Случайные сукцессии – погодные, вызванные
деятельностью человека, природными катастрофами. Глобальные изменения климата и
эволюция экосистем. Дрейф континентов. Экологические катастрофы: природные,
антропогенные.
Раздел 5. Прикладная экология
1.
Прикладная экология. Принципы и практические меры в различных
отраслях промышленности, направленные на охрану живой природы. Процесс
урбанизации. Экология города. Агроэкология.
2.
Фрагментация (расчленение) ареалов видов в результате расширения
сельхозугодий, поселений и коммуникаций человека. Загрязнение человеком воздушной,
водной среды и почвы. Основные источники загрязнения.
3.
Сохранение биоразнообразия и биологической продуктивности биосферы
(глобальные конвенции, создание особо охраняемых природных территорий, сохранение
растительного и животного мира в урбанизированной среде и в агрокультурном
ландщафте). Состояние окружающей природной среды и ее охрана в России.
4.
Принципы и механизмы системного экологического мониторинга и
контроля в отраслях промышленности. Оценка качества окружающей среды.
Нормирование экологических нагрузок.
5.
Устойчивость природных экосистем. Различные способы в ее оценке.
Устойчивость по Ляпунову. Эмпирические подходы - Паттен и др. Гомеостаз системы как
основной механизм поддержания устойчивости. Устойчивость экосистем к
антропогенному воздействию и концепция предельно допустимого воздействия (ПДВ).
Раздел 6. Экология человека
1.
Экология человека. Общие законы взаимодействия человека и биосферы.
Влияние промышленной деятельности на среду обитания человека. Экология человека и
проблемы адаптации.
2.
Разработка принципов и механизмов, обеспечивающих устойчивое развитие
человеческого общества при сохранении биоразнообразия и стабильного состояния
природной среды в условиях той или иной промышленной деятельности.
3.
Экологические основы жизнедеятельности. Проблема народонаселения,
воспроизводство населения и демографические процессы. Образ жизни и качество
здоровья. Основы биолого-генетического мониторинга человеческой популяции.
Эволюция человека.
Основная и дополнительная литература
Основная литература
1.
Шилов И.А. Экология. – М.: Юрайт, 2011. – 512 с. (библиотека БФУ им.
И. Канта, 50 экз.)
2.
Степановских А.С. Биологическая экология. Теория и практика. Учебник
для ВУЗов. – М.: ЮНИТИДАНА, 2009. – 791 с. (библиотека кафедры биоэкологии и
биоразнообразия - 3 экз.)
3.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии: Учебное пособие. –
М.: Университетская книга, 2005. (областная библиотека, библиотека кафедры
биоэкологии и биоразнообразия - 2 экземпляра).
Дополнительная литература
1.
Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова Н.В. Экологические основы
природопользования. Учебное пособие. Издательский дом «Дашков и К», 2001. (Имеется
в личной библиотеке преподавателя - 1 экземпляр).
2.
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и
сообщества. В 2-х т. – М.: Мир, 1989. Т. 1,2. (областная библиотека, личная библиотека
преподавателя - 1 экземпляр).
3.
Булгаков Д.Б., Гришанов Г.В., Гришанова Ю.Н. Прикладная экология:
Учеб.-метод. пособие. – Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2006. – 52 с. (учебная
библиотека БФУ им. И. Канта, 50 экземпляров).
4.
Воронков Н.А. Экология общая, прикладная, социальная. – М.: Агар,
Рандеву А.М., 1999. (областная библиотека, личная библиотека преподавателя 1 экземпляр).
5.
Гиляров А.М. Популяционная экология. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990.
(личная библиотека преподавателя - 1 экземпляр).
6.
Жигарев И.А. 350 задач и ответов по экологии. – М.: МПГУ, 2001. (личная
библиотека преподавателя -1 экземпляр).
7.
Небел Б. Наука об окружающей среде: В 2-х т. – М.: Мир, 1993. (учебная
библиотека БФУ им. И. Канта, 2 экземпляра).
8.
Одум Ю. Экология. – М.: Высшая школа, 1997. (учебная библиотека
БФУ им. И. Канта, 21 экземпляр).
9.
Федоров В.Д., Остроумов С.А. Экология, биоценология и охрана природы:
Метод. указания. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. – 44 с. (областная библиотека,
библиотека кафедры биоэкологии и биоразнообразия - 2 экземпляра).