Модуль I. Городская среда и растения.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Л.М. Волосникова/
__________ _____________ 2013г.
РАСТЕНИЯ В УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЕ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности:
250203.65 Садово-парковое и ландшафтное строительство
очной и заочной формы обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы __________________/Алексеева Н.А./
«______»___________2013г.
Рассмотрено на заседании кафедры ботаники, биотехнологии
архитектуры протокол № __ от «___» __________2013 г.
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр.
Зав. кафедрой __________________/Боме Н.А./
«______»___________ 2013г.
и
ландшафтной
Рассмотрено на заседании УМК ИНБИО, протокол № ____ от «___» ____________ 2013 г.
Соответствует ГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _____________/Мелентьева А.А./
«______»_____________2013г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. библиотекой биологической литературы ИНБИО _____________/Киприна Н.И./
«______»_____________2013г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Фарафонова И.Ю./
«______»_____________2013г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт биологии
Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры
Алексеева Н. А.
РАСТЕНИЯ В УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЕ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
факультатива для студентов специальности 250203.65
«Садово-парковое и ландшафтное строительство»
очная и заочная формы обучения
Тюменский государственный университет
2013
Алексеева Н.А. Растения в урбанизированной среде. Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа факультатива для студентов специальности 250203.65 «Садово-парковое и
ландшафтное строительство», очная и заочная формы обучения. Тюмень, 2013. 9 с.
Рабочая учебная программа факультатива опубликована на сайте ТюмГУ: Растения в
урбанизированной среде [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru,
свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной
архитектуры. Утверждено первым проректором по учебной работе Тюменского
государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой ботаники, биотехнологии и
ландшафтной архитектуры, д.с.-х.н., профессор Н.А. Боме
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Алексеева Н.А., 2013.
Итого часов
по теме
Недели
Семестра ОДО
1.
Пояснительная записка
1.1.
Цель курса - изучение особенностей существования растений в городской среде.
Задачи:
- закрепить знания об общих закономерностях воздействия экологических факторов;
изучить изменения экологических факторов в условиях урбоэкосистем;
- изучить влияние промышленного загрязнения на растения на различных уровнях
организации.
1.2.
Место дисциплины в структуре ООП специалитета: факультатив.
Содержание программы базируется на биологических и экологических знаниях, заложенных в
курсах «Ботаника», «Физиология растений», «Почвоведение», «Урбоэкология и мниторинг» и
др. Данная дисциплина связана с курсами «Основы лесопаркового хозяйства», «Ландшафтное
проектирование», которые читаются в последующих семестрах.
В ходе изучения дисциплины студенты должны овладеть следующими теоретическими
знаниями:
- иметь представление о связи растительного организма со средой и общих
закономерностях воздействия экологических факторов;
- знать основные источники загрязнения городских территорий;
- иметь представление о влиянии урбоэкосистем на растительный мир.
2.
Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр седьмой. Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 43 часа.
3. Тематический план
Таблица 1
Виды учебной и самостоятельной работы, час.
№
Тема
ОДО
ОЗО
ЛекЛекСРС
СРС
ции
ции
Модуль I. Городская среда и растения
1.1 Город как антропоэкологическая система
1-2
2
2
0,5
3,5
4
1.2 Общие
закономерности
действия
3-6
4
6
1
9
10
экологических факторов
Всего:
6
8
1,5
12,5
14
Модуль II. Влияние промышленного загрязнения на организм растения
2.1 Реакция растений на действие загрязняющих
7-8
2
2
0,5
3,5
4
веществ на субклеточном и клеточном уровнях
2.2 Реакция растений на действие загрязняющих
9веществ на органном и организменном
2
4
1
5
6
10
уровнях
Всего:
4
6
1,5
8,5
10
Модуль III. Техногенные эффекты надорганизменного уровня
3.1 Флора городов: структура и тенденции
113
4
1
6
7
антропогенной динамики
13
3.2 Влияние загрязнителей на природные
133
4
1,5
5,5
7
экосистемы
16
3.3 Роль зеленых насаждений в городской среде
172
3
0,5
4,5
5
18
Всего:
8
11
3
16
19
ИТОГО:
18
25
6
37
43
Таблица 2
Виды СРС
№
Модули и темы
Неделя
семе
стра
Объем
часов
Планирование самостоятельной работы студентов (СРС) дневного отделения
Работа
с
литературой,
источниками. Тестирование
1-2
2
Работа
с
литературой,
источниками.
Решение
ситуационных задач.
3-6
6
обязательные
Дополнительные
Модуль I. Городская среда и растения
1.1 Город
как
антропоэкологическая
система
1.2 Общие
закономерности
действия
экологических
факторов
Всего по модулю:
8
Модуль II. Влияние промышленного загрязнения на организм растения
2.1 Реакция
растений
на
действие
загрязняющих
веществ на субклеточном и
клеточном уровнях
2.2 Реакция
растений
на
действие
загрязняющих
веществ на органном и
организменном уровнях
Всего по модулю:
Работа
с
литературой,
источниками. Тестирование
7-8
2
Работа
с
литературой,
источниками. Тестирование.
Составление
тестовых
заданий
9-10
4
6
Модуль III. Техногенные эффекты надорганизменного уровня
3.1 Флора городов: структура и
тенденции антропогенной
динамики
3.2 Влияние загрязнителей на
природные экосистемы
Работа
с
литературой,
Сообщение
источниками. Тестирование
Работа
с
литературой,
источниками.
Решение
ситуационных
задач.
Тестирование
3.3 Роль зеленых насаждений в Работа
с
литературой,
городской среде
источниками. Тестирование.
Реферат*
Всего по модулю:
Итого:
Разработка
презентации
1113
4
1316
4
1718
3
11
25
Таблица 3
Виды СРС
№
Модули и темы
обязательные
Дополнительные
Неделя
семе
стра
Модуль I. Городская среда и растения
1.1 Город как антропоэкологическая Работа с литературой,
система
источниками.
1.2 Общие закономерности действия Работа с литературой,
экологических факторов
источниками. Решение
ситуационных задач.
Всего по модулю:
Модуль II. Влияние промышленного загрязнения на организм растения
2.1 Реакция растений на действие
загрязняющих
веществ
на Работа с литературой,
субклеточном
и
клеточном источниками.
уровнях
2.2 Реакция растений на действие
Составлезагрязняющих
веществ
на Работа с литературой,
ние
органном
и
организменном источниками.
тестовых
уровнях
заданий
Всего по модулю:
Модуль III. Техногенные эффекты надорганизменного уровня
3.1 Флора городов: структура и
Работа с литературой,
тенденции
антропогенной
источниками.
динамики
3.2 Влияние
загрязнителей
на Работа с литературой,
природные экосистемы
источниками.
3.3 Роль зеленых насаждений в Работа с литературой,
городской среде
источниками. Реферат*
Всего по модулю:
Итого:
Объем
часов
Планирование самостоятельной работы студентов заочного отделения
4
8,5
12,5
2
6,5
8,5
3
3
10
16
37
4. Содержание дисциплины.
Модуль I. Городская среда и растения.
Тема 1.1. Город как антропоэкологическая система
Основные тенденции изменения природной среды. Урбанизация планеты. Город как
антропоэкологическая система.
Тема 1.2. Общие закономерности действия экологических факторов
Общие закономерности воздействия экологических факторов на растения.
Экологические группы растений по отношению к факторам влаги, света, тепла, физикохимическому составу почвы.
Изменение экологических факторов в городской среде. Источники загрязнения среды в
условиях урбанизации. Воздействие промышленности, энергетики, транспорта, образования и
утилизации отходов на среду городов. Загрязнение атмосферы, поверхностных и грунтовых
вод, почвы, эрозионные процессы, рекреационное воздействие и др. Экологическое состояние
территории России.
Модуль II. Влияние промышленного загрязнения на организм растения.
Тема 2.1. Реакция растений на действие загрязняющих веществ на субклеточном и
клеточном уровнях.
Изменение структуры хлоропластов, проницаемости мембран, увеличение частоты
хромосомных аберраций, нарушение обмена веществ и др.
Тема 2.2. Реакция растений на действие загрязняющих веществ органном и
организменном уровнях.
Чувствительность и устойчивость растений к действию различных поллютантов.
Диагностические признаки повреждения ассимиляционных органов деревьев при воздействии
различных типов загрязнений. Биохимические эндемии: хлорозы, некрозы. Уменьшение
площади листьев, годичных приростов побегов, усыхание ветвей, кроны, изменение габитуса
деревьев, гибель растений. Тератологические изменения. Биологические поражения
насекомыми, болезнями. Нарушение основных физиологических процессов: фотосинтеза,
дыхания и др. Жизненность.
Устойчивость растений к ионизирующим излучениям.
Изменение онтогенеза растений под действием неблагоприятных факторов.
Модуль III. Техногенные эффекты надорганизменного уровня.
Тема 3.1. Флора городов: структура и тенденции антропогенной динамики.
Таксономическая структура флоры как индикатор ее антропогенной нарушенности.
Адвентизация флоры. Синантропный компонент. Историческая и современная флора
травянистых растений г. Тюмени.
Тема 3.2. Влияние загрязнения на природные экосистемы.
Нарушение взаимосвязей в экосистемах, биогеохимических циклов, образования
биомассы, расширение пустынных зон и др. Нарушение способности сообществ к
самоподдержанию и др.
Экологическая ситуация в г. Тюмени. Основные источники загрязнения, состояние
зеленых насаждений.
Тема 3.3. Роль зеленых насаждений в городской среде.
Эстетико-психологическое воздействие растений на человека. Санитарная и
гигиеническая функции: влияние растений на состояние атмосферы, влажность, тепловой и
акустический режимы и др. Декоративно-планировочная функция. Нормы озеленения.
Использование растений в качестве биоиндикаторов среды.
5. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины.
Модуль I. Городская среда и растения.
Тема 1.1. Город как антропоэкологическая система.
Работа с литературой, источниками. Тестирование по модулю – выполнение тестовых
заданий различного типа.
Тема 1.2. Общие закономерности действия экологических факторов.
Работа с литературой, источниками. Решение ситуационных задач (работа в малых
группах). Тестирование по модулю.
Модуль II. Влияние промышленного загрязнения на организм растения.
Тема 2.1. Реакция растений на действие загрязняющих веществ на субклеточном и
клеточном уровнях.
Работа с литературой, источниками. Тестирование.
Тема 2.2. Реакция растений на действие загрязняющих веществ на органном и
организменном уровнях.
Работа с литературой, источниками. Тестирование по модулю. Составление 15 тестовых
заданий различного типа по теме «Реакция растений на действие поллютантов на уровне
организма».
Модуль III. Техногенные эффекты надорганизменного уровня
Тема 3.1. Флора городов: структура и тенденции антропогенной динамики. Работа с
литературой, источниками. Тестирование.
Разработка сообщения на тему «Декоративные свойства сорных и рудеральных
растений».
Тема 3.2. Влияние загрязнителей на природные экосистемы.
Работа с литературой, источниками. Решение ситуационных задач (работа в малых
группах). Тестирование по модулю.
Разработка презентаций по темам:
1) «Видовое разнообразие древесно-кустарниковых насаждений г. Тюмени»;
2) «Растительность г. Тюмени: состояние, основные тенденции изменений»;
3) «Основные источники загрязнений в г. Тюмени»;
Тема 3.3. Роль зеленых насаждений в городской среде.
Работа с литературой, источниками. Тестирование по модулю.
*В ходе изучения дисциплины студенты готовят реферат на одну из ниже указанных
тем:
1. Использование растений-индикаторов для изучения природных ресурсов;
2. Растения Красной книги Тюменской области. Категории редкости;
3. Фитоценотические критерии устойчивости экосистем;
4. Устойчивость цветочно-декоративных культур в условиях города;
5. Устойчивость древесно-кустарниковых пород в условиях города;
6. Изменения внеярусной растительности при антропогенном загрязнении;
7. Возрастные изменения растений в связи с адаптацией к условиям городской среды;
8. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях;
9. Эколого-физиологические основы газоустойчивости растений;
10. Особенности прорастания семян в почвах с разной степенью загрязнения тяжелыми
металлами.
Реферат должен основываться на проработке нескольких дополнительных к основной
литературе источников (монографий, статей и др.). Все приводимые в реферате факты и
заимствованные соображения должны сопровождаться ссылками на источник. Список
литературы оформляется в соответствии с действующим ГОС.
Примеры тестовых заданий:
Влияние экологических факторов прежде всего проявляется на:
1) изменении анатомии растений;
2) внешней структуре;
3) физиологических процессах;
4) скорости развития.
Способны существовать в узком диапазоне того или иного фактора:
1) эврибионты;
2) стенобионты;
3) умеренно пластичные;
4) эвритопы.
При влиянии загрязнителей на растения:
1) система гран занимает почти весь объем хлоропласта;
2) система гран разрушается;
3) размер хлоропластов увеличивается;
4) размер хлоропластов уменьшается.
Наименее устойчив(а) к действию поллютантов:
1) тополь черный;
2) береза повислая;
3) сосна обыкновенная;
4) клен ясенелистный.
Внедрение в определенный район видов-пришельцев называется:
1) синантропизацией;
2) адвентизацией.
Приведите в соответствие уровень и форму устойчивости растений:
А) клеточно-тканевый уровень;
Б) организменный уровень;
В) популяционно-ценотический уровень;
1) популяционная;
2) габитуальная;
3) биохимическая;
4) анабиотическая;
5) анатомическая;
6) физиологическая;
7) ценотическая.
Вопросы к зачету:
1. Основные тенденции изменения природной среды.
2. Понятие «урбоэкосистема». Урбанизация как процесс антропогенного развития.
3. Воздействие городов на природную среду. Атмосфера города, основные источники
загрязнения.
4. Воздействие городов на природную среду. Состояние почв и гидрологии в
урбоэкосистемах.
5. Связь растительного организма со средой.
6. Общие закономерности действия экологических факторов.
7. Экологические группы растений по отношению к фактору света и тепла
8. Экологические группы растений по отношению к фактору влаги.
9. Экологические группы растений по отношению к физико-химическому составу
почвы.
10. Роль зеленых насаждений в урбоэкосистемах. Нормы озеленения.
11. Влияние на растения загрязняющих веществ на уровне клеток.
12. Влияние загрязняющих веществ на вегетативные органы растений.
13. Влияние загрязняющих веществ на генеративные органы растений.
14. Чувствительность и устойчивость растений к действию различных поллютантов.
15. Влияние на растения ионизирующих излучений.
16. Влияние загрязняющих веществ на физиологические процессы растений.
17. Изменение онтогенеза растений под действием неблагоприятных факторов.
18. Изменение жизненности растений под влиянием неблагоприятных факторов.
19. Видовое разнообразие растений городской среды.
20. Адвентизация и синантропизация растительности.
21. Влияние загрязнения на природные экосистемы.
22. Сорные и рудеральные растения.
23. Растения как биоиндикаторы.
6. Образовательные технологии.
Работа на лекциях, решение ситуационных задач (работа в малых группах), подготовка
рефератов, сообщений, разработка презентаций, тестовых заданий.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
7.1. Основная литература:
1. Березина Н.А., Афанасьева Н.Б. Экология растений. М.: Академия, 2009. 400 с.
2. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / Под ред.
Мелеховой О.П., Егоровой Е.И. М.: Академия, 2008. 288 с.
3. Тетиор А.Н. Городская экология. М.: Академия, 2008. 336 с.
7.2. Дополнительная литература:
1. Дмитриев В.В., Жиров А.И., Ласточкин А.Н. Прикладная экология. М.: Академия, 2008.
608 с.
2. Калинин В.М. Мониторинг природных сред. Учебное пособие. Тюмень: изд-во ТюмГУ,
2007. 208 с.
3. Ларионов Н.М., Рябышенков А.С. Промышленная экология. М.: изд-во Юрайт, 2012. 495
с.
4. Прикладная экобиотехнология в 2-х тт. Т.2. / А.Е. Кузнецов [и др.]. М.: БИНОМ. 2012.
485с.
5. Хван Т.А., Шинкина М.В. Экология. Основы рационального природопользования. М.:
изд-во Юрайт, 2012. 319 с.
6. Шихова Н.С. Количественное участие в структуре насаждений и устойчивость
кустарников в урбоэкосистемах Владивостока // Сиб. экол. журн. 2008. № 4. С. 661-671.
7. Шилов И.А. Экология. М.: изд-во Юрайт, 2012. 512 с.
7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
http://herba.msu.ru
http://ecology.ostu.ru
8. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.
При чтении лекций используется мультимедийное оборудование, применяются
различные иллюстративные материалы: таблицы, рисунки, гербарные образцы и др.