Экология и охрана природы - Кафедра зоологии позвоночных и

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«Утверждаю»
Директор Биологического института
_____________С.П. Кулижский
« »
2009г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ПРИРОДЫ»
Направление 020200 «Биология»
Специальность 020200 «Биология»
Статус дисциплины: 2330 ДН
(федеральный компонент)
Томск – 2009
Одобрено кафедрой _зоологии позвоночных и экологии
Протокол № 62 от «12» февраля 2009 г.
Зав. кафедрой ____________________
_Н.С.Москвитина__
Рекомендовано методической комиссией Биологического института
Председатель методической комиссии
М.В. Олонова
«______» ____________2009 г.
Рабочая программа по курсу «Экология и охрана природы» составлена на основе требований
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по
направлению (020201 – биология), утвержденного 10 марта 2000 г.
Общий объем курса 70 ч., из них – лекционные 40 ч., семинарские 6 ч., самостоятельная работа
студентов – 24 ч. Экзамен во втором семестре. Общая трудоемкость курса 1,9 зач. ед.
Составители: д.б.н., профессор Н.С.Москвитина
Рецензент: д.б.н., профессор М.П.Мошкин
I. Организационно-методический раздел
1. Цель курса:
Формирование у студентов представлений о закономерностях организации и
функционирования биосистем в их взаимодействии с окружающей средой, о
взаимодействии с окружающей средой, о взаимодействии человека и природы
2. Задачи учебного курса:
Дать знания об основных принципах взаимодействия со средой биосистем
различного уровня, их структурных особенностях, гомеостазе, специфике
различных сред обитания, экологических факторах и адаптациях организмов,
показать место и роль человека в биосфере, возможности оптимизации
взаимоотношений в системе биосфера – общество.
3. Требования к уровню освоения курса:
Курс предназначен для студентов, знакомых с основами естественно-научных
дисциплин – физики, химии, ботаники, зоологии, почвоведения, физиологии и
генетики. По окончании курса студент должен:

знать основные понятия экологии;

знать основные особенности различных сред обитания и адаптации к ним
организмов;

знать основные принципы воздействия экологических факторов на
биосистемы;

иметь представление о принципах организации и функционирования
надорганизменных систем;

иметь представление об основных принципах взаимодействия в системе
природа – человек - общество

уметь
использовать
экологические
знания
применительно
к
специализации;

иметь представление о ретроспективном и современном воздействии
человека на биосферу, стратегиях выживания человечества.
//. Содержание курса
«Экология и охрана природы» является обязательным курсом базовой подготовки
студентов по специальности «биология». Его содержание включает разделы,
знакомящие студентов с различными средами обитания организмов, спецификой
факторов в разных средах и закономерностями их воздействия на биосистемы, с
разноуровневой организацией биологических систем, особенностями их
функционирования во взаимодействии с факторами окружающей среды, местом и
ролью человека в биосфере.
Темы и краткое содержание
1.
Тема 1. Предмет и содержание экологии, её место в системе современных
наук, зарождение и развития.
Исторический очерк развития экологии («стихийная» экология, возникновение
экологических направлений, экологические воззрения Ч. Дарвина и Э. Геккеля).
Исторический очерк развития экологии: становление экологии как отрасли
биологии, её развития в России и за рубежом, системные представления.
Тема 2. Основные принципы сложения систем.
Свойства систем разноуровневой организации
Тема 3. Основные среды жизни на Земле:
гидросфера, атмосфера, литосфера, организм. Специфические свойства сред,
адаптации к ним организмов. Факторы среды, их классификация. Количественные
выражения факторов, основные закономерности их действия.
Тема 4. Организм и факторы среды.
Организм как дискретная самовоспроизводящаяся открытая система. Источники
энергии. Автотрофы (фото - и хемосинтетики), гетеротрофы (фитофаги,
плотоядные, сапрофаги). Жизненные циклы. Перераспределение ресурсов в ходе
жизненного цикла, «цена» размножения. Унитарные и модулярные организмы.
Жизненные формы организмов. Местообитания. Экологическая ниша.
Тема 5. Абиотические факторы.
Характеристика и экологическое значение основных абиотических
факторов:
температура, вода и влажность, снежный покров, свет, ионизирующее излучение,
биотические элементы.
Тема 6. Биотические факторы.
Типы
взаимоотношений
животные)
по
линии
между
организмами
совместного
(микроорганизмы,
обитания,
питания,
растения,
размножения.
Гомотипические и гетеротипические реакции.
Тема 7. Антропогенные факторы.
Становление человека как вида, его взаимоотношения со средой по мере развития
общества и производственных сил. Экологические кризисы. Прямое и косвенное
воздействие факторов.
Тема 8. Популяция как биологическая система.
Место популяции в иерархии биологических систем. Численность, плотность,
возрастной и половой состав популяции. Связь структуры популяций с динамикой
численности Пространственная структура, типы распределения особей в
популяции, территориальное поведение.
Тема 9. Динамические характеристики популяций.
Рост, рождаемость, смертность, миграционные процессы. Гомеостаз популяций.
Механизмы поддержания пространственной и генетической структуры. Регуляция
плотности населения, её механизмы.
Тема 10. Сообщества.
Соотношения понятий биоценоз, сообщество, биогеоценоз (БГЦ), экосистема.
Видовое разнообразие БГЦ, пространственная структура взаимоотношения
видовых популяций. Основные типы эколого-ценотических стратегий.
Тема 11. Функциональный состав и трофическая структура биогеоценоза.
Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Экологические пирамиды.
Закономерности понятия вещества и энергии в экосистемах. Продуктивность
экосистем. Деструкционные процессы и круговорот веществ. Устойчивость
экосистем
Тема 12. Динамика биогеоценозов.
Суточные, сезонные, годовые изменения. Сукцессии, сериальные стадии.
Первичные и вторичные сукцессии, закономерности сукцессии. Антропогенные
факторы динамики природных систем: пастбищные, рекреационные дигрессии,
техногенные сукцессии.
Тема 13. Водные и наземные экосистемы.
Их специфика, структура, основные типы водных экосистем и растительных
формаций суши.
Тема 14. Биосфера как специфическая оболочка Земли.
Роль и функции живого вещества в биосфере. Функциональные связи в биосфере,
роль почвы как связующего звена биологического и геологического круговоротов.
Круговорот веществ, биогеохимические циклы, роль в них живых организмов.
Влияние антропогенных факторов на биогенный круговорот веществ и
энергетический баланс биосферы.
Тема 15. Экологическая безопасность и охрана природы.
Экологические принципы в различных сферах практической деятельности
человека. Загрязнение биосферы и его экологическое значение, воздействие на
биогеохимические циклы. Урбанизация и её влияние на биосферу. Принципы
биологической оценки состояния природной среды. Экологический мониторинг.
Критерии оценки деградации среды. Зависимость экологического равновесия в
биосфере от площади изъятых из хозяйственного оборота земель.
Тема 16. Глобальные экологические проблемы современности. Стратегии
выживания человечества
Глобальные экологические
проблемы
современности:
демографические,
изменение климата, озоновый экран, биологическое разнообразие и проблемы его
сохранения, сведение тропических лесов и др. Окружающая среда и устойчивое
развитие человечества (Конференция ООН в Рио-де-Жанейро, 1992г.).
Тема 17. Международное сотрудничество в области охраны окружающей
среды.
Охрана атмосферного воздуха, воды и почвы. Экология и здоровье
человека. Экологический контроль и экспертиза.
Примерная тематика рефератов
1. Болота Западной Сибири, их роль в биосфере.
2. Сохранение биоразнообразия на Земле.
3. Проблемы охраны природных ресурсов Томской области.
4. Парниковый эффект и глобальное потепление.
5. Разрушение озонового слоя – глобальная экологическая проблема.
6. Влияние экологических факторов на психическое здоровье человека.
7. Проблемы экологии. Возможные пути их решения.
8. Тропические леса, их роль в биосфере и проблемы сохранения.
9. Зависимость растительного покрова Земли от физико-географических
условий.
10. Проблемы утилизации отходов призводства и потребления.
11. Генетические аспекты загрязнения окружающей среды.
12. Проблемы ограничения роста народонаселения.
13. Экологические проблемы Западно-Сибирского региона
14. Экологические проблемы здоровья человека
15. Экологические кризисы в истории человечества
Семинарские занятия
Тема: Популяция – элементарная единица эволюции и управления
1. Величина популяции, изоляция, возрастная и половая структура,
положение в ареале, пространственно-генетическая структура – важнейшие
особенности, влияющие на формирование эволюционных явлений.
2. Популяция как единица эксплуатации.
3. Популяция как единица регулирования численности.
4. Популяция как единица охраны.
Литература
Яблоков А.В. Популяционная биология: Учебн. пособие для биол. спец.
вузов. – М.: Высш. школа., 1987. – 303 с.
Тема: Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу
1. Ретроспективный анализ деятельности человека от момента зарождения
до наших дней.
2. Эволюция экологической ниши человека.
3. Современные виды антропогенной деятельности и их воздействие на
экосистемы.
4. Загрязнение среды – один из значимых факторов воздействия на
биосферу.
Литература
Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. Экологические
системы и биосфера. – М.: Прогресс, 1973. – 270 с.
Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: Изд. отдел
УНЦ ДО МГУ. Прогресс. – Традиция, АБФ, 1999. – 640с.
Гичев Ю.П. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека
(Печальный опыт России). – Новосибирск, СО РАМН, 2002. – 230 с.
Ердаков Л.Н. Человек в биосфере (Экология для зеленых). Новосибирск: Изд: ИСАР-Сибирь, 2002. - 230с.
Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное
пособие для вузов. – М.: Агентство «ФАИР», 1998. -320 с.
Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы:
Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. – СПб: Химия, 1998. 352 с.
Протасов
В.Ф.,
Молчанов
А.В.
Экология,
здоровье
и
природопользование в России / Под. ред. В.Ф.Протасова. – М.: Финансы и
статистика, 1995. – 528 с.
Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и
гипотезы. Екатеринбург: «Россия молодая», 1994. - 365 с.
Тема: Глобальные экологические проблемы и возможные пути их
решения
1. Демографические проблемы: рост народонаселения, миграции, религии,
голод и др.
2. Энергетические ресурсы. Источники, технологии, энергосбережение.
3. Ресурсосбережение.
4. «Устойчивое развитие» – современная модель социально-экологического
развития
Литература
Д.Медоуз, Й. Рандерс, Д, Медоуз. Пределы роста. 30 лет спустя
/Учебное пособие для вузов.- М.: ИКЦ»Академкнига», 2007. – 342 с.
http://www.koob.ru/books/nature/predeli_rosta.zip ; http://obuk.ru/book/1422predely-rosta.-30-let-spustja..html
Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология: Учеб.пособие
для студ. высш. пед. учебн. заведений. – М.: Издательский центр
«Академия», 2000. – 280 с.
Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное
пособие для вузов. – М.: Агентство «ФАИР», 1998. -320 с.
Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы:
Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. – СПб: Химия, 1998. 352 с.
Протасов
В.Ф.,
Молчанов
А.В.
Экология,
здоровье
и
природопользование в России / Под. ред. В.Ф.Протасова. – М.: Финансы и
статистика, 1995. – 530 с.
Распределение курса по темам и видам работ
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16-17
Наименование тем
Предмет,
содержание
экологии и её место
в
системе
современных наук,
зарождение
и
развития.
Основные принципы
сложения систем.
Основные
среды
жизни на Земле.
Организм и факторы
среды.
Абиотические
факторы
Биотические
факторы.
Антропогенные
факторы.
Популяция
как
биологическая
система.
Динамические
характеристики
популяций.
Сообщества.
Функциональный
состав
и
трофическая
структура
биогеоценоза.
Динамика
биогеоценозов.
Водные и наземные
экосистемы.
Биосфера
как
специфическая
оболочка Земли.
Экологическая
безопасность
и
охрана природы.
Глобальные
экологические
проблемы
современности.
Стратегии
выживания
Всего
часов
Аудиторных занятий (часов)
В том числе
лекции
семинары
лабораторный
занятия
Самостоятельная
работа
2
2
2
2
4
2
2
2
6
2
4
4
2
2
4
2
2
2
8
4
2
2
6
2
4
4
8
2
2
4
2
4
2
2
2
8
2
4
6
2
2
4
человечества.Охрана
природы
ИТОГО
70
34
6
30
IV. Форма итогового контроля – экзамен.
Вопросы и задания для самостоятельной работы:
1. История экологии. Основные этапы ее формирования и развития.
2. Антропогенез. Трансформация роли человека в биосфере, его современная
роль.
3. Какие факторы более всего нарушают деструкционные процессы в
экосистемах?
4. Сконструируйте трофические цепи и сети в различных экосистемах,
используя знания, полученные в курсах ботаники, зоологии и микробиологии.
5. Антропогенное загрязнение биосферы. Его виды. Источники загрязнения.
6. Основные направления эволюции биосферы.
7. Ноосфера. Представления В.И. Вернадского, их развитие в трудах
современных ученых.
8. Составить тесты для контроля знаний по следующим разделам: принципы,
правила, законы экологии; история экологии; взаимодействие человека и
природы.
9. Изменения климата, основные тенденции, роль естественных и
антропогенных факторов.
10. Международная деятельность по охране окружающей среды.
11. Современное представление о биоразнообразии.
12. Пути сохранения биоразнообазия.
V. Учебно-методическое обеспечение курса
1. Рекомендуемая литература









Основная.
Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ,
1998. 455 с.
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и
сообщества: В 2-х т. М.: Мир, 1989. Т. 1 - 667 с, т.2 - 477 с.
Одум Ю. Экология. Т. 1, 2. М.: Мир, 1986. 328 с.,376 с.
Шилов И.А. Экология: Учеб.для биол. и мед.спец. вузов.- М.: Высш. шк.,
2002. - 512 с.
Яблоков А.В. Популяционная биология. М.: Высш. шк., 1987. - 303 с.
Москвитина Н.С. Организм и среда. Учебное пособие. - Томск: 2001. - 82с.
Экология, охрана природы и экологическая безопасность: Учебное
пособие/ Под ред. В.И.Данилова-Данильяна. – М.,1997. -743 с.
Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и
гипотезы. Екатеринбург: «Россия молодая», 1994. - 365 с.
Д.Медоуз, Й. Рандерс, Д, Медоуз. Пределы роста. Учебное пособие для
вузов. 2005










Дополнительная.
Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989. Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1978, - 358 с.
Ердаков Л.Н. Человек в биосфере (Экология для зеленых). Новосибирск: Изд: ИСАР-Сибирь, 2002. - 230с.
Лебедева Н.В., Дроздов Н.Н., Криволуцкий ДА. Биоразнообразие и
методы его оценки: Учебное пособие. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1999. 95 с.
Новиков ГА. Очерк истории экологии животных. Л.: Наука, 1980. - 288
с.
Моисеев Н.Н. Человек и биосфера: Опыт систем, анализа и
эксперименты с моделями. М., 1985
Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981. - 399 с.
Реймерс Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990. - 639 с.
Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология: Учеб.пособие
для студ. высш. пед. учебн. заведений. – М.: Издательский центр
«Академия», 2000. – 280 с.
Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. - 327 с.
2. Компьютерные презентации лекций.
3. Контрольные вопросы по курсу
1. Свет как экологический фактор, его характеристики, значение для
организмов.
2. Основные принципы сложения систем.
3. Антропогенные факторы. Принципы их воздействия на организмы.
4. Основные экологические кризисы в истории человечества.
5. Продуктивность экосистем.
6. Пространственная структура популяций.
7. Гидросфера как среда обитания организмов. Ее свойства, адаптации
к ним организмов.
8. Унитарные и модулярные организмы.
9. Современные представления о биологическом разнообразии.
10. Пространственная структура биогеоценоза и видовое разнообразие.
11. Возрастная структура популяции, ее взаимосвязь с динамикой
численности.
12. Свойства популяции как биологической системы.
13. Экологические пирамиды.
14. Современное состояние и задачи экологии.
15. Первичные и вторичные сукцессии.
16. Пастбищные и рекреационные дигрессии экосистем.
17. Популяция – основная эволюционная единица.
18. Представление о жизненных формах организмов.
19. Биотические факторы. Основные типы взаимоотношений между
организмами.
20. Предмет экологии, ее место в системе наук.
21. Положение и роль человека в биосфере.
22. Почва как среда обитания организмов, ее свойства, адаптации
организмов.
23. Трофическая структура биогеоценоза.
24. Биогенные элементы, их экологическое значение.
25. Место популяции в иерархии биологических систем.
26. Смертность в популяциях. Типы кривых смертности.
27. Атмосфера как среда обитания организмов, ее свойства, адаптации
организмов.
28. Регуляция плотности в популяциях растений.
29. Снежный покров как фактор среды.
30. Принцип конкурентного исключения. Работы Г.Ф. Гаузе по
изучению межвидовых взаимодействий.
31. Циклические колебания в системе «хищник-жертва».
32. Ионизирующее излучение как экологический фактор.
33. Половая структура популяций.
34. Отличия водных и наземных экосистем.
35. Стратегические
направления
выживания
человечества
в
современных условиях.
36. Закономерности и механизмы экологических сукцессий.
37. Международная деятельность в области охраны природы.
38. Эмерджентные свойства популяции
39. Правило экологического дублирования.
40. Гипотеза генетического контроля плотности популяций.
41. Водный обмен растений.
42. Понятие о «биологическом поле» растений и животных.
43. Роль отечественных ученых в формировании и развитии экологии.
44. Видовая структура биогеоценоза.
45. Критерии популяции.
46. Жизненные циклы организмов. Компромисс жизненного цикла.
47. Лимитирующие факторы. Пределы толерантности.
48. Принципы потока энергии в экосистемах.
49. Температура и температурные адаптации организмов.
50. Основные закономерности воздействия экологических факторов на
организмы.
51. Скорость роста популяций.
52. Экологическая ниша.
53. «Римский клуб». Основные доклады и направления деятельности.
54. Пастбищные и детритные пищевые цепи в экосистемах.
55. Динамика сообществ.
56. Понятия «биоценоз», «сообщество», «экосистема», «биогеоценоз».
57. Авторегуляция в популяциях на основе стресса.
58. Типы динамики численности популяций.
59. Периодические и непериодические факторы среды. Принципы их
воздействия на организмы.
60. Принцип двух уровней адаптации организмов.
61. Горизонтальная структура биогеоценоза.
62. Вертикальная структура биогеоценоза.
63. Биогеохимический круговорот веществ в биосфере.
64. Устойчивое развитие. Основные принципы.
65. Факторы среды, принципы их классификации.
66. Основные типы эколого-ценотических стратегий.
67. Деструкционные процессы в наземных экосистемах.
68. Загрязнение биосферы и его экологическое значение.
69. Демографические процессы современности.
70. Понятие о биосфере.
71. Гомеостаз и эволюционное развитие биосферы.
72. Популяция как единица управления.
73. Представления о ноосфере.
74. Зоогенные сукцессии.
VI. ЛИСТ ПЕРЕУТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Дата
№ протокола кафедрального
заседания
Подпись зав. кафедрой
14.09.2009
72