03.02.08 «Экология

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
______________ В.В. Бирюков
«___»_____________ 20___г.
ПРОГРАММА
кандидатского экзамена по специальности
03.02.08 ЭКОЛОГИЯ
ОМСК – 2012
Программа составлена в соответствии с программой – минимумом
кандидатского экзамена по специальности 03.02.08 «Экология
Составители программы к.х.н., доцент Хомич В.А.,
к.т.н., доцент Шаповалова Е.В.
Программа утверждена на заседании кафедры «Инженерная экология и
химия» «___»___________ 2011
Протокол № ____
Зав. кафедрой ______________ Т.С. Химич
(подпись)
ПРОГРАММА – МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
03.02.08 «Экология»
по техническим наукам
Введение
Настоящая программа разработана на основе программы, созданной
и одобренной экспертным советом Высшей аттестационной комиссии при
Министерстве образования и науки Российской Федерации по
сельскохозяйственным
наукам
(инженерным
агропромышленным
специальностям)
при
участии
Московского
университета
природообустройства и Московской сельскохозяйственной академии им.
К.А. Тимирязева. Программа включает следующие разделы: общие
вопросы экологии; факториальная экология; системная экология;
прикладная экология; биоэкология; экология сред жизни, экология
человека, социальная экология, глобальная экология.
1. Экология как наука
Классическое толкование экологии как науки (Э.Геккель, 1866).
Современные
интерпретации
экологии
в
приложении
к
природопользованию, состоянию и охране окружающей природной среды.
Основные разделы экологии: экология особи (аутоэкология), экология
популяций и экология сообществ (синэкология). Отношение экологии к
другим наукам и ее значение для цивилизации. Краткая история развития
экологии. Иерархия уровней организации живых систем. Принцип
эмерджентности в экологии. Общие вопросы моделирования в экологии.
Основные подразделения современной экологии: факториальная
экология, системная экология, прикладная экология, биоэкология, экология
сред жизни, экология человека, социальная экология, глобальная экология.
2. Экологические факторы
Главные экологические факторы: биотические, абиотические,
антропогенные. Реакция особей и популяций на экологические факторы.
Толерантность, устойчивость к экологическим факторам. Лимитирующие
факторы. Зоны толерантности: зоны оптимума и зоны пессимума.
Совместное действие на организм и популяцию комплекса факторов.
Стено-и эври-«формы» организмов. Абиотические факторы среды:
климатические, гидрологические, эдафические и орографические. Общая
характеристика биотических факторов. Антроцоэкология: использование
человеком
биоразнообразия,
основные
механизмы
потери
биоразнообразия, экспансия человеком планеты Земля и ее экологические
последствия, состояние и охрана лесов, загрязнение окружающей
природной среды (атмосферы, гидросферы и литосферы).
3. Экологические системы
Понятие об экосистемах. Функциональная схема, структура и
методы изучения экосистем. Главные компоненты экосистем: продуценты
(автотрофы), консументы (гетеротрофы) и редуценты. Биологическая
регуляция геохимической среды обитания организмов. Глобальная
продукция и распад. Фотосинтез и хемосинтез. Кибернетическая природа и
стабильность экосистем. Классификация экосистем и их основные типы.
«Правила» Б.Коммонера.
Энергия в экосистемах. Фундаментальные концепции, связанные с
энергией. Взаимосвязь принципов термодинамики с экологией.
Энергетические характеристики среды обитания организмов. Концепция
продуктивности. Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни.
Понятие качества энергии в экологии. Метаболизм и размеры особей
популяции. Трофическая структура и экологические пирамиды.
Энергетическая классификация экосистем.
Биогеохимические
циклы.
Структура
и
основные
типы
биогеохимических
циклов.
Значение
трудов
В.И.Вернадского.
Количественное изучение биогеохимических циклов. Биогеохимия
водосборного бассейна. Глобальные круговороты углерода и воды.
Биогеохимические циклы азота, фосфора и серы. Осадочный цикл.
Круговорот радиоактивных элементов, ртути и других тяжелых металлов.
Круговорот элементов питания в тропиках. Пути возвращения веществ в
круговорот (коэффициент возврата). Превращения ациклических
процессов в циклические - основа охрана природы и присущих ей
круговоротов веществ.
4. Популяционная экология
Характер распределения организмов в пространстве. Свойства
популяционной
группы.
Основные
характеристики
популяций:
численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост популяции,
темп роста. Популяционная структура вида. Структура популяции:
половая, возрастная, пространственная и этологическая. Понятие о
динамике популяций (биотический потенциал, реальная и теоретическая
кривые роста, кривые смертности, выселение особей из популяции).
Флуктуация численности популяции и «циклические» колебания. 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.
5. Экология сообществ
Биоценоз
и
синэкология.
Сообщество
как
совокупность
взаимодействующих популяций. Типы взаимодействия между двумя
видами (нейтрализм, конкуренция, аменсализм, паразитизм, хищничество,
комменсализм, протокооперация, мутуализм). Концепция местообитания,
экологической ниши и гильдии. Видовое, структурное и генетическое
разнообразие в сообществах. Разнообразие и устойчивость сообществ.
Палеоэкология.
6. Развитие и эволюция экосистем
Экологическая сукцессия как процесс развития экосистем. Развитие
экосистем в пространстве и во времени. Первичная сукцессия и ее
основные стадии. Климаксная стадия сукцессии как наиболее
продуктивное состояние экосистемы. Вторичная сукцессия и роль
антропогенных факторов в ее формировании. Экотон как переходное
состояние экосистем. Зональные и локальные экотоны.
7. Биосфера - глобальная экосистема
Строение Земли, ее оболочки, их структура, взаимосвязь, динамика.
Природные ландшафты. Границы биосферы в атмосфере, гидросфере и
литосфере. Основные этапы эволюции биосферы, микро- и
макроэволюция, коэволюция природы и общества. Ноосфера как новая
эволюционная стадия биосферы. Роль В.И. Вернадского в формировании
современного понятия о биосфере. Экологические системы биосферы и
человек. Экология и экономика (общее, различие).
8. Охрана окружающей природной среды
Основные уровни охраны живой природы: молекулярногенетический,
онтогенетический,
популяционно-видовой
и
биоценотически-биосферный.
Сохранение
биоразнообразия
и
биологической продуктивности биосферы (глобальные конвенции,
создание особо охраняемых природных территорий, сохранение
растительного и животного мира в урбанизированной среде и в
агрокультурном ландшафте). Состояние окружающей природной среды и
ее охрана в России.
9. Понятие о промышленной и инженерной экологии
Основные разделы: мониторинг, регулирование, контроль и
управление воздействием на окружающую среду как на уровне отдельного
производства, так и на территориальном уровне.
Факториальная экология. Влияние абиотических факторов на живые
организмы в природных и лабораторных условиях с целью установления
пределов толерантности и оценки устойчивости организмов, а также
сохранения существующих и формирования новых экологических ниш при
воздействиях, возникающих в результате функционирования различных
отраслей промышленности: химической и нефтегазовой отраслей,
строительной деятельности, транспортных средств, объектов энергетики.
Системная экология. Взаимодействие сообществ со средой обитания,
созданной и измененной в результате той или иной промышленной
деятельности, и установление закономерностей функционирования
сообществ в этих условиях.
Прикладная экология. Принципы и практические меры в различных
отраслях промышленности, направленные на охрану живой природы.
Принципы создания искусственных экосистем в процессе промышленной
деятельности и управления их функционированием. Влияние
антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью
разработки экологически обоснованных норм воздействия отраслей
промышленности на природу. Методы проектирования техникотехнологических систем и нормирования проектной и изыскательской
деятельности, обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия
на живую природу отраслей промышленности. Научные основы
рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных,
рекреационных, энергетических и биологических ресурсов, а также
создания
экологически
чистых,
малоотходных,
энергои
ресурсносберегающих технологий. Экологическая (нано)биотехнология.
Принципы и механизмы системного экологического мониторинга и
контроля
в
отраслях
промышленности.
Основы
управления
антропогенным воздействием объектов той или иной отрасли
промышленности на основе информационных систем. Основы
экологической безопасности производственных объектов отраслей
промышленности.
Экология человека. Общие законы взаимодействия человека и
биосферы. Влияние промышленной деятельности на среду обитания
человека. Разработка принципов и механизмов, обеспечивающих
устойчивое развитие человеческого общества при сохранении
биоразнообразия и стабильного состояния природной среды в условиях
той или иной промышленной деятельности.
Дополнительный раздел программы кандидатского экзамена
по специальности 03.02.08 «Экология»
Абиотические факторы воздействий строительной и транспортной
деятельности, эксплуатации ЖКХ; установления пределов толерантности и
оценки устойчивости живых организмов к действию этих факторов.
Взаимодействие сообществ со средой обитания, созданной и
измененной в результате строительной и транспортной деятельности,
эксплуатации ЖКХ; нарушения закономерностей превращений вещества и
энергии в процессах биотического круговорота.
Влияние условий среды обитания, созданной и измененной в результате
строительной и транспортной деятельности, эксплуатации ЖКХ, на человека.
Принципы и практические меры, направленные на охрану живой
природы, как на видовом, так и на экосистемном уровне при строительной
и транспортной деятельности, эксплуатации ЖКХ; экологические нормы
воздействия на живую природу.
Принципы создания строительных систем, урбосистем и ЖКХ, как
искусственных экосистем; управление их функционированием.
Экологическое строительство, как система обеспечения охраны
природной среды и рационального использования природных ресурсов в
строительстве; правовая и нормативно-методическая база.
Оценка воздействия объектов строительства и ЖКХ на экосистемы
различных уровней. Процедура оценки воздействия на окружающую среду
(ОВОС); принципы и методология. Применение информационных
технологий (САПР, ГИС, CALS) для охраны живой природы и
оптимизации использования природных ресурсов при строительстве.
Экологическая сертификация строительных проектов, технологий,
изделий, конструкций, материалов. Экологическая стандартизация в сфере
экологического строительства.
Строительство и управление обращением с отходами.
Строительство и городская среда: принципы, теоретические основы
и практические методы защиты компонентов природной среды и живой
природы.
Строительство и жилая среда: влияние химического и
биологического загрязнения, шума, вибрации, электромагнитных полей,
радиации на человека.
ЖКХ и охрана водных экосистем.
Комплексная оценка воздействия объектов транспорта и транспортных
систем (включая этап строительства) на экосистемы различных уровней.
Загрязнение компонентов природной среды транспортными объектами
и техническими средствами обеспечения перевозок; экологически
обоснованные нормы воздействия транспортной деятельности человека на
природную среду.
Современные методы проектирования природоохранной техники для
автомобильного транспорта. Современные транспортные средства, объекты
и транспортные системы, методы нормирования проектной и
изыскательской деятельности, обеспечивающие предотвращение и
минимизацию негативного воздействия на природную среду. Экологически
чистые
транспортные
средства,
малоотходные,
энергои
ресурсосберегающие технологии.
Системы экологического мониторинга и контроля на транспорте.
Управление антропогенным воздействием объектов транспорта на основе
информационных систем.
Принципы и методы прогнозирования, предупреждение и
ликвидация последствий загрязнения природной среды при техногенных
авариях и катастрофах на объектах транспорта.
Основная литература
1. Коробкин В.И. Экология в вопросах и ответах [Текст]: учебное пособие
/В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – 4-е изд., доп. и перераб. – Ростов
н/Д : Феникс, 2009 – 378 с.
2. Хван Т.А. Основы рационального природопользования [Текст]: учебное
пособие / Т.А. Хван, М.В. Шинкина. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.:
Юрайт, 2011 – 319 с.
3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во
«Феникс», 2003. - 576 с.
Дополнительная литература
4. Графкина М.В. Экология и экологическая безопасность автомобиля
[Текст]: учебник М.В. Графкина, В.А. Михайлов, К.С. Иванов. – М.: Форум,
2009. – 320 с.
5. Хомич В.А. Экология городской среды /В.А.Хомич. – М.: АСВ, 2006. –
240 с.
6. Безопасность и качество в строительстве. Основные термины и
определения [Текст]: учебное пособие /В.И. Теличенко [и др.] – М.: АСВ,
2002. – 335 с.
7. Трофименко Ю.В. Экология. Транпортное сооружение и окружающая
среда / Ю.В. Трофименко, Г.И. Евгеньев. – М.: Академия, 2006. – 416 с.
8. Ситаров В.А. Социальная экология [Текст]: учеб. пособие для вузов /В.А.
Ситаров, В.В. Пустовойтов, 2000. – 276 с.
9. Экология и промышленность России: журнал / М.: ЗАО «Калвис»,
2003 – 2012.
Экзаменационные вопросы
1. Перечислите абиотические факторы воздействий строительной и
транспортной деятельности, эксплуатации ЖКХ на живые организмы.
Опишите методику установления пределов толерантности и оценки
устойчивости конкретного вида организмов к действию этих факторов.
2. Охарактеризуйте взаимодействие сообществ живых организмов со
средой обитания, созданной и измененной в результате строительной и
транспортной деятельности, эксплуатации ЖКХ. В чем заключаются
нарушения закономерностей превращений вещества и энергии в процессах
биотического круговорота в этой среде?
3. Охарактеризуйте городскую и жилую среду обитания человека.
Какое
влияние
оказывает
«искусственная»
среда
на
его
жизнедеятельность?
4. Укажите принципы и приведите примеры практических мер
охраны конкретного вида организмов и конкретной природной экосистемы
от воздействий строительства, транспорта, ЖКХ.
5. Какие экологические принципы лежат в основе создания и
управления функционированием искусственных экосистем: строительной
системы, урбосистемы, ЖКХ.
6. Охарактеризуйте термин «экологическое строительство».
Назовите статьи основных законов, нормативно-методические и
нормативно-технические документы, в которых определены направления
строительных технологий и строительные нормы, обеспечивающие охрану
природной среды и рациональное использование природных ресурсов.
7. Укажите принципы и охарактеризуйте методологию оценки
воздействий объектов строительства, ЖКХ, транспорта и транспортных
систем на экосистемы различных уровней.
8. Опишите процедуру ОВОС; приведите примеры использования
информационных технологий для охраны живой природы и оптимизации
использования природных ресурсов при строительстве.
9. Назовите цели и задачи: экологической сертификации
строительных проектов, технологий, изделий, конструкций, материалов;
экологической стандартизации в сфере экологического строительства.
10. Укажите направления обращения с отходами при строительстве.
Какие виды отходов используются в качестве компонентов строительных
материалов; их класс опасности и физико-химические характеристики?
11. Какие принципы, теоретические основы и практические методы
защиты компонентов природной среды и живой природы используются
при создании (строительстве) и функционировании городской среды?
12. Какое влияние на человека оказывают химические,
биологические и физические факторы воздействия в жилой среде.
Приведите методики установления санитарно-гигиенических норм
воздействий. Какие недостатки имеют эти методики?
13. Охарактеризуйте ЖКХ как основной источник загрязнения вод.
Опишите влияние загрязнителей сточных вод ЖКХ на водные экосистемы.
Укажите методы охраны и сохранения устойчивости природных водных
экосистем.
14. Обоснуйте показатели экологических норм воздействия
транспортной деятельности на природную среду. Приведите примеры
норм и их обоснования.
15. Перечислите и охарактеризуйте современные методы
проектирования природоохранной техники для автомобильного
транспорта, а так же современные транспортные средства, объекты и
транспортные системы, обеспечивающие минимизацию негативного
воздействия на природную среду, энерго- и ресурсосбережение.
16. Охарактеризуйте систему экологического мониторинга и
информационные системы мониторинга. Опишите систему мониторинга
воздействия объектов транспорта г. Омска.
17. Опишите методы прогнозирования, предупреждение и
ликвидация последствий загрязнения природной среды при техногенных
авариях и катастрофах на объектах транспорта, строительства и ЖКХ. На
каких экологических принципах основаны эти методы?