СД.Ф.4 Ботаника_Фитоценология

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
СД.Ф.4. БОТАНИКА С ОСНОВАМИ ФИТОЦЕНОЛОГИИ: ФИТОЦЕНОЛОГИЯ
СД.04. БОТАНИКА: ФИТОЦЕНОЛОГИЯ
Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности
(специальностям)
050102 «Биология»
050102.00 «Биология с дополнительной специальностью (География)»
(код и наименование специальности/тей)
Утверждено на заседании кафедры
биологии и химии
естественно-географического факультета
(протокол № 13 от 02 апреля 2008 г.)
Зав. кафедрой
Харламова М.Н
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.
1.1 Автор программы: Меньшакова М.Ю., к.б.н., доцент кафедры биологии и химии
1.2 Рецензенты: Харламова М.Н., к.б.н., доцент, зав. кафедрой биологии и химии.
Прохорова Т.А., .н.с. лаборатории пелагических рыб ПИНРО
1.3 Пояснительная записка:
Цель курса: усвоение студентами знаний о растительных сообществах и методах их
изучения
Задачи курса: формирование у студентов представлений о структуре фитоценозов,
взаимодействии растений в сообществе друг с другом и с окружающей средой, динамике
фитоценозов, современных методов изучения и классификации сообществ растений.
Курс фитоценологии завершает изучение ботанических дисциплин в вузе. Данный курс
базируется на знаниях студентов, полученных при освоении курсов анатомии и морфологии,
систематики растений, физиологии и экологии растений, а также почвоведения и географии
После изучения курса студенты должны знать:
- основные понятия фитоценологии, пути формирования и развития фитоценозов,
закономерности жизни популяций растений
должны уметь:
- характеризовать фитоценоз
- сравнивать фитоценозы по видовому составу и участию разных видов
1.4 Извлечение (в виде ксерокопии) из ГОС ВПО специальности (направления), содержащее
требования к обязательному минимуму содержания дисциплины и общее количество часов
(выписка).
Понятие фитоценоза. Состав и структура фитоценозов. Ценопопуляции растений. Влияние
растительности на среду. Динамика фитоценозов: циклическая изменчивость, сукцессии.
Классификация и ординация растительности
1.5 Объем дисциплины и виды учебной работы (для всех специальностей, на которых
читается данная дисциплина):
№
п/п
Шифр и
наименование
специальности
Курс
1
050102
Биология
050102.00
Биологиягеография
050102
Биология
ЗФО
5
10
68
30
20
-
10
38
экзамен
5
9
60
34
22
12
-
26
зачет
5
-
68
14
10
4
-
54
зачет
2
3
Семестр
Трудоемкость
1.6 Содержание дисциплины.
Виды учебной работы в часах
Всего
ЛК ПР/ ЛБ
Сам.
аудит.
СМ
работа
Вид
итогового
контроля
(форма
отчетности)
1.6.1 Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного
времени:
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Наименование раздела,
темы
Введение. Краткая
история фитоценологии
Понятие фитоценоз.
Взаимодействие
растений в фитоценозе
Состав фитоценоза
Популяционная экология
растений
Структура фитоценоза
Экология фитоценозов
Динамика фитоценозов
Методы классификации
и ординации
растительности
Всего:
Количество часов
Всег
о
ауд.
2
Вариант 1
Л ПР ЛБ
К /С
М
2
6
4
4
4
4
2
4
4
2
4
2
2
2
2
30
20
Всег
о
ауд.
2
2
4
6
4
2
2
2
6
6
6
6
4
4
2
2
2
4
2
4
4
6
6
4
3
4
3
2
2
2
2
2
1
2
1
4
4
4
5
10
38
34
22
12
2
2
–
Вариант 2
Л ПР ЛБ
К /С
М
2
Сам
.раб
.
2
-
Сам.
раб.
1
26
Примечание: Вариант 1 для специальности 050102 Биология.
Вариант 2 для специальности 050102.00 Биология-география.
№
п/п
Наименование раздела,
темы
Всег
о
ауд.
Количество часов
Вариант 3
Вариант 4
Л ПР ЛБ Сам Всег Л ПР ЛБ
К /С
.раб
о
К /С
М
.
ауд.
М
2
Введение. Краткая
история фитоценологии
2.
Понятие фитоценоз.
1
1
Взаимодействие
растений в фитоценозе
3.
Состав фитоценоза
3
1
2
4.
Популяционная экология
2
2
растений
5.
Структура фитоценоза
2
2
6.
Экология фитоценозов
1
1
7.
Динамика фитоценозов
4
2
2
8.
Методы классификации
1
1
и ординации
растительности
Всего:
14
10
4
Вариант 3 для специальности 050102 Биология ЗФО.
1.6.2 Содержание разделов дисциплины.
1.
6
8
8
6
6
8
10
54
Сам.
раб.
Тема 1. Введение. Краткая история фитоценологии.
Предмет, объекты и задачи фитоценологии. Связь фитоценологии с другими науками.
Практическое приложение геоботанических знаний
Тема 2. Понятие фитоценоз. Взаимодействие растений в фитоценозе
Формы взаимоотношений. Результаты взаимодействия растений в сообществе. Корневая
конкуренция растений. Семенное возобновление древостоя в лесах.
Тема 3. Состав фитоценоза.
Видовой состав фитоценоза. Полночленные и неполночленные фитоценозы. Понятие
«ареал-минимум»
Методы количественной оценки участия видов в сообществе. Обилие, методы его оценки,
проективное покрытие как метод оценки обилия. Проблема выделении счетных единиц у
растений с выраженным вегетативным возобновлением. Полнота древесных насаждений.
Эдификаторы сообществ. Доминанты, содоминанты и ассектаторы фитоценозов, их
соотношение в естественных и нарушенных сообществах.
Жизненные формы растений. Биологические спектры сообществ. Экологическая
валентность видов, ее выявление методом экологических рядов. Экологические шкалы
Л.Г.Раменского и Г.Элленберга.
Тема 4. Популяционная экология растений
Сущность понятий «популяция», «метапопуляция», «ценопопуляция» у растений.
Счетные единицы в популяциях растений. Возраст растений. Периодизация онтогенеза у
растений. Почвенный банк семян. Возрастные спектры ценопопуляций, их важнейшие типы.
Динамика возрастной структуры популяции.
Жизненность особей в популяции. Ступени жизненности. Типы виталитетных спектров
ценопопуляций. Половая структура популяций. Пространственная структура популяций.
Микропопуляции и ценопопуляционные локусы.
Фитогенное полерастений. Фитоценотипы, их классификация по Л.Г.Раменскому и
Дж.Грайму.
Тема 5. Структура фитоценоза
Вертикальное распределение надземной и подземной фитомассы. Ярусы лесных и
луговых сообществ, их динамика по сезонам и годам. Внеяусная растительность.
Синузии, их относительная самостоятельность в фитоценозах. Сезонные синузии.
Горизонтальная структура фитоценоза. Мозаичность, парцеллярность и комплексность.
Методы оценки мозаичности.
Тема 6.Экология фитоценозов.
Влияние физико-географических условий на растительность. Плакорные местообитания.
Влияние почвенных условий на растительность. Экологические группы растений по отношению
к почвенным факторам.
Рельеф и растительность. Высотная поясность.
Водный режим фитоценозов, круговорот минеральных веществ в фитоценозах.
Средообразуюшая роль растительных сообществ.
Болота. Различные подходы к определению понятия «болото». Типы болот. Типы
заболачивания. Особенности водного и температурного режима, минерального питания растений
на болотах. Торфонакопление. Значение болот
Лесные сообщества. Особенности структуры и динамики лесных фитоценозов. Охрана и
использование лесов.
Тема 7. Динамика фитоценозов.
Сезонные, годичные и многолетние изменения в фитоценозах. Флуктуации. Сукцессии.
1.6.3 Темы для самостоятельного изучения.
№
п/
п
Наименование раздела
дисциплины.
Тема.
Форма самостоятельной
работы
Колво
часов
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Рефераты
2
1
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
Опрос студентов
4
2
Проверка рефератов
Рефераты
Рефераты.
6
6
2
4
Проверка рефератов
Проверка рефератов
4
4
Проверка рефератов
4
4
Проверка рефератов
1.
Краткая история
фитоценологии
2.
5.
Понятие фитоценоз.
Взаимодействие растений в
фитоценозе
Состав фитоценоза
Популяционная экология
растений
Структура фитоценоза
6.
Экология фитоценозов
Рефераты
изучения
Рефераты
7.
Динамика фитоценозов
Рефераты.
6
4
Проверка рефератов
8.
Методы классификации и
ординации растительности
Рефераты.
6
5
Проверка рефератов
3.
4.
1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
 1.7.1 Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу
Лабораторная работа №1
Фитоценоз и экотоп.
На основании предложенных флористических списков определите экотоп, в котором может
сформироваться фитоценозов данного видового состава
Литература:
Арктическая флора СССР. В 12 томах. Л.: 1973
Флора Мурманской области. В 5-ти томах. Л.: 1963.
Раменская М.Л.Определитель растений Мурманской области и Карелии. Л.: 1978
Лабораторная работа №2
Оценка количественного участия видов в фитоценозе
По предложенным карточкам определите проективное покрытие отдельных видов в фитоценозе.
Мысленно перемещайте изображения проекций растений одно вида в один из четырех углов
карточки. После глазомерной оценки проведите точное определение проективного покрытия с
помощью сетки.
Литература:
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Лабораторная работа №3
Периодизация онтогенеза у растений
Используя гербарий и ключи для определения возрастных состояний, установите возраст
растений, полученные результаты обоснуйте.
Литература:
Биологическая флора Мурманской области. Вып. 1-5.
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Лабораторная работа №4
Возрастные спектры популяций.
Используя данные по количеству особей каждого возраста в данной ценопопуляции, определите
ее возрастной спектр и , учитывая биологические особенности каждого вида, дайте прогноз
дальнейшего развития этой группировки.
Литература:
Биологическая флора Мурманской области. Вып. 1-5.
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Лабораторная работа №5
Вертикальная структура фитоценоза.
На основании предложенных видовых списков охарактеризуйте ярусность лугового или лесного
сообщества. Установите число видов в ярусе, его верхнюю и нижнюю границу.
Литература:
Арктическая флора СССР. В 12 томах. Л.: 1973
Флора Мурманской области. В 5-ти томах. Л.: 1963.
Раменская М.Л.Определитель растений Мурманской области и Карелии. Л.: 1978
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Лабораторная работа №6
Номенклатура растительных сообществ.
Используя предложенные списки видов растений в фитоценозе, дайте им названия (по
доминантам) на латинском языке.
Литература:
Арктическая флора СССР. В 12 томах. Л.: 1973
Флора Мурманской области. В 5-ти томах. Л.: 1963.
Раменская М.Л.Определитель растений Мурманской области и Карелии. Л.: 1978
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Лабораторная работа №7
Используя предложенные списки фитоценозов и справочную литературу, охарактеризуйте
консортивные связи видов-эдификаторов данного сообщества.
Литература:
Арктическая флора СССР. В 12 томах. Л.: 1973
Флора Мурманской области. В 5-ти томах. Л.: 1963.
Раменская М.Л.Определитель растений Мурманской области и Карелии. Л.: 1978
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
1.8 Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
1.8.1 Рекомендуемая литература учебные издания: учебники и учебные пособия, включая (при
наличии) их электронные версии:
. Рекомендуемая литература:
 Основная:
Миркин Б. М. Современная наука о растительности : учебник для студ. вузов, обуч. по спец.
"Биология", "Ботаника", "Экология" / Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. - М. : Логос,
2001. - 262 с.
Кузнецов Л. Л. Фитоценозы Баренцева моря : физиол. и структур. характеристики / Кузнецов Л.
Л., Шошина Е. В. ; отв. ред. Г. Г. Матишов, А. Д. Чинарина ; РАН, Кольский науч. центр, Мурм.
морской биол. ин-т (ММБИ). - Апатиты, 2003 - 308 с.
Сергиенко Л. А. Флора и растительность побережий Российской Арктики и сопредельных
территорий : [монография] / Сергиенко Л. А., Сергиенко Людмила Александровна ; Федер.
агентство по образованию, ГОУВПО ПетрГУ. - Петрозаводск : ПетрГУ, 2008. - 225 с.
Руднев Н. И. Средообразующая роль растительности тропических и умеренных широт Евразии :
[монография] / Руднев Н. И. ; РАН, Ин-т пробл. экологии и эволюции им. А. Н. Северцова. - М. :
ИПЭЭ РАН, 2003. - 307 с.
 Дополнительная:
Арктическая флора СССР. В 12 томах. Л.: 1973
Алехин В.В. Теоретические проблемы фитоценологии и степеведения. М. 1986
Горышина Т.К. Экология растений М. 1979
Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения популяций ценотических популяций растений.
Казань. 1989
Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология СПб. 1998
Марков М.В. Популяционная биология растений . Казань. 1990.
Наумова Л.Г. Основы фитоценологии. Уфа, 1995
Работнов Т.А Фитоценология. М.1992
Раменская М.Л. Определитель растений Мурманской области и Карелии. Л.: 1978
Толмачев А.И. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. Новосибирск. 1986.
Флора Мурманской области. В 5-ти томах. Л.: 1963.
1.9
Материально-техническое обеспечение дисциплины (учебные и учебно-методические
средства дистанционного обучения: специализированные учебники с мультимедийными
сопровождениями, электронные учебно-методические комплексы, включающие электронные учебники, учебные пособия, тренинговые компьютерные программы, компьютерные
лабораторные практикумы, контрольно-теститирующие комплекты, учебные видеофильмы, аудиозаписи, иные материалы, предназначенные для передачи по телекоммуникационным каналам связи).
1.9.1 Перечень используемых технических средств: проектор слайдов, видеомагнитофон,
мультимедийный проектор
1.9.2
Перечень используемых пособий: Таблицы по темам: структура фитоценозов,
периодизация онтогенеза у растений
1.9.3 Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения. видеофильмы «Крылья
над Серенгети»
1.10 Примерные зачетные тестовые задания.
Тестовые задания по теме «Основы клеточной и генной инженерии»
1. Первые попытки изучения растительности были предприняты
А. М.В. Ломоносовым
Б. Л.Б. Раменским
В. А.А. Сукачевым
2. Обильные виды, формирующие внутреннюю среду сообщества называются
А. ассектаторы
Б. эксплеренты
В. эдификаторы
3. Восстановление нарушенных сообществ происходит за счет
А. виолентов
Б. патиентов
В. Эксплерентов
4 Аллелопатические вещества выделяются для
А. Защиты от патогенных грибов
Б. Защиты от поедания травоядными животными
В. Защиты от конкурирующих растений.
5. Виды, обитающие в высоких широтах северного полушария и альпийском поясе гор в
различных климатических зонах называются
А. аркто-альпийскими
Б. арктическими
В. монтанными
6. Причиной возникновения клоновой мозаики в фитоценозе является главным образом
А. особенности вегетативного размножения растений
Б. неравномерное распределение ресурсов среды
В. Влияние доминирующих видов
7. Накопление фитомассы, измеряемое в весовых единицах на единицу площади за единицу
времени называется
А. запасом фитомассы
Б. чистой первичной продукцией
1.11 Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену).
1. Объекты и методы современной фитоценологии
2. Этапы развития геоботаники
3. Понятия «флора», «растительность», «фитоценоз», «экотоп»
4. Взаимодействие растений в фитоценозе
5. Состав фитоценозов
6. Вертикальная структура фитоценозов
7. Горизонтальная структура фитоценозов
8. Экология фитоценозов
9. Болота, их возникновение, развитие, значение и классификация
10. Лесные фитоценозы. Особенности структуры. Развития. Значение лесов.
11. Классификация и ординация растительности
1.12 Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав. кафедрой до начала сессии)
1.13 Примерная тематика рефератов.
Мониторинг редких и исчезающих растений Мурманской области.
Флора и растительность болот Мурманской области
Рубки леса, их виды и значение
Старовозрастные леса Мурманской области.
Ярусность в тундровых фитоценозах.
Растительность городских территорий.
Восстановление техногенных пустошей – экологический подход
1.14 Примерная тематика курсовых работ.
нет
1.15 Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ.
нет
1.16 Методика(и) исследования (если есть).
нет
1.17 Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания знаний
студентов по данной дисциплине.
бально-рейтинговая система не используется
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины (или её разделов) и
контрольные задания для студентов заочной формы обучения.
Образцы заданий:
На Памире, на высоте более 2000 м над уровнем моря произрастают безлигульные виды
пшеницы, то есть в том месте, где влагалище листа переходит в листовую пластинку, отсутствует
пленчатый вырост- язычок. В других районах обитают пшеницы с язычком. Объясните, какое
значение имеет наличие язычка и почему памирские пшеницы обходятся без него.
2 типа плуга: с оборотом пласта и без оборота. В каких случаях целесообразно применять
каждых из них?
Ядовитое вещество колхицин, выделяемое их тканей растений рода Безвременник, широко
применяется в селекции растений для получения полиплоидных форм. Объясните механизм
действия этого ядовитого вещества
(Колхицин тормозит сборку микротрубочек веретена
деления, поэтому после удвоения хромосом их распределения между дочерними клетками не
происходит)
Раньше в деревнях для предохранения мяса от порчи использовали свежие листья пижмы.
Как вы считаете, является ли такой метод сохранения свежести мяса обоснованным? (Порча
продуктов во многом связана с развитием на них гнилостных бактерий
Все органы пижмы содержать летучие эфирные масла, которые придают ей характерных
запах.
Эти
вещества
обладают
бактерицидным
(то
есть,
убивают
бактерии)
и
бактериостатическим (останавливают деление бактерий) действием. Кроме того, запах пижмы
отпугивает мух, которые пытаются отложить в мясо яйца. Таким образом, пижма надежно
предохраняет мясо от порчи)
В старых кувшинчиках непентеса иногда можно увидеть странное зрелище: в жидкости,
содержащейся в них, обитают личинки насекомых. При этом, они не только не перевариваются в
кувшинчике, но еще и сами питаются его тканями. Как можно объяснить это явление? Почему
взрослые насекомые перевариваются в кувшинчиках этого растения, а личинки, имеющие очень
тонких хитиновый покров, нет? (Способность кувшинчиков выделать пищеварительный секрет
по мере старения органа снижается. Старые кувшинчики уже не секретируют необходимых для
переваривания ферментов. Жидкость, содержащаяся в них - это просто дождевая вода. Поэтому
даже личинки насекомых, имеющие очень тонкий и нежный хитиновый покров, чувствуют себя
там в безопасности. Стареющие и постепенно разрушающиеся кувшинчики являются для них
ценной пищей. Во влажных тропических лесах, где они обитают, очень много видов
растительноядных насекомых, поэтому конкуренция за пищу очень сильна.
В 19 веке в России проводилось целенаправленное переселение крестьян на Черноморское
Побережье Кавказа. Но, эти мероприятия не оправдали себя.
Крестьяне, добросовестно
обрабатывавшие землю у себя на родине, работали также тщательно, глубоко вспахивая почву на
новых участках, получали скудный урожай, в то время как местные жители, проводившие только
слабую поверхностную вспашку, на урожай не жаловались. В чем же секрет местных жителей,
получавших обильный урожай? (На черноземах глубокая вспашка с оборотом пласта очень
полезна, так как при этом происходит интенсивное рыхление почвы и уничтожение многих
сорняков. Но на Кавказе почвы совершенно иные и глубокая обработка
их совершенно
недопустима. Под тонким плодородным слоем там залегает глинистый слой. При глубокой
вспашке с оборотом пласта, это слой оказывается наверху. В таких тяжелых, плотных глинистых
субстратах корни развиваются очень плохо, что и ведет к резком снижению урожая. На таких
почвах возможна лишь поверхностная вспашка, для развития винограда, фруктовых деревьев и
многих других культур этого вполне достаточно. А неграмотное земледелие переселенцев
привело к тому, что большие площади земли стали непригодными для выращивания культурных
растений)
Для кипарисов характерны очень узкие кроны, иногда они настолько узкие, что дерево
напоминает столб. Предположите, в чем состоит адаптивное значение такой формы кроны?
(Кипарисы произрастают в Средиземноморье, где очень жаркое солнечное лето. Когда солнце
высоко на горизонте, разрушительная сила его лучей очень велика, так как в это время суток
солнечный свет богат сине-фиолетовыми и ультрафиолетовыми лучами. Сине-фиолетовые лучи
используются в процессе фотосинтеза, но несут избыток энергии и могут вызвать негативные
последствия для растений. Ветви кипариса как-бы прикрывают друг друга в жаркие полуденные
часы. Рано утром или вечером солнечный свет содержит больше красных лучей, которые не
обладают таким разрушительным действием, как фиолетовые и ультрафиолетовые, а, наоборот,
очень благоприятны для фотосинтеза. При низком стоянии солнца утром и вечером, узкая крона
кипариса хорошо освещается.
Корни лекарственных растений заготавливают или ранней весной или поздней осенью.
Почему же нельзя заготавливать корни летом? (Корни многолетних травянистых растений
выполняют не только функцию поглощения воды с растворенными минеральными веществами и
закрепления растения в почве, но запасающую функцию. (Различные органические вещества, в
том числе и те, которые используются в лекарственных целях, в течение вегетационного сезона
синтезируются в надземных органах, а затем транспортируются в корни. Надземная часть
травянистых растений на зиму отмирает, а в корнях содержится запас питательных веществ, за
счет которого обеспечивается рост новых побегов весной. Таким образом, содержание
питательных веществ в корнях во время весеннего роста уменьшается. Поэтому корни
лекарственных растений должны быть выкопаны до начала роста. В корнях содержатся не только
питательные вещества, но и другие соединения, например, дубильные вещества, широко
применяемые в лекарственных целях. Они используются не для питания, а для предохранения от
патогенных микроорганизмов и грызунов во время зимы)
Перед дождем листочки кислицы опускаются и слегка складываются по жилке, образуя
пирамидку. Какое значение имеет такое движение листьев? (Для тонких нежных листочков
кислицы крупные капли дождя очень опасны. Ведь, как и у многих других сциофитов, у кислицы
очень тонкая эпидерма, а механические ткани листа развиты очень слабо. Складывание листьев
позволяет избежать ударов и сохранить листья невредимыми)
При выращивании растений на искусственных питательных растворах в золе растений
обнаруживаются такие элементы, которых в состав питательной среды не добавляли. Объясните
причину этого явления. (В состав солей, которые используют для приготовления питательных
растворов, всегда входят следы, то есть ничтожно малые количества примесей. Например, в
составе сульфата аммония могут оказаться следы солей кадмия. Причем, количество кадмия так
мало, что он не обнаруживается обычными методами химического анализа. Растения способны
концентрировать минеральные вещества, например, в виде нерастворимых соединений в составе
клеточной стенки. Питательный раствор обновляют раз в несколько дней. Поэтому, если
длительное время выращивать на искусственных питательных растворах растения, а затем сжечь
их, то в золе концентрация кадмия достигнет такой величины, что «посторонние» элементы
можно будет обнаружить.
У старых деревьев и пней древесина быстро сгнивает, а кора долгое время остается целой.
Многие животные используют такие пни и деревья как убежища. Объясните, почему кора
сгнивает медленнее? (Многие ткани коры пропитаны суберином, что делает их непроницаемыми
для воды. Вследствие этого они медленнее разлагаются сапротрофными бактериями и грибами.
Кроме того, в коре больше различных вторичных веществ, например, дубильных, что также
замедляет деятельность бактерий).
Известно, что при выращивании растений в закрытом грунте возникает необходимость в
искусственном опылении цветков. Но такие проблемы могут возникнуть и при культивировании
в открытом грунте. Так, например, ваниль, завезенная из Центральной Америки на остров Ява, не
давала плодов. Но при условии искусственного опыления плоды образуются и достигают
нормальных размеров. Объясните, почему на Яве, где обитает множество разнообразных
насекомых, ваниль не опыляется естественным путем? (В процессе коэволюции цветковых
растений и их опылителей форимруются очень тесные связи между ними. Цветки ванили могут
опыляться лишь некоторыми видами колибри, которые не встречаются в Юго-Восточной Азии.
Никакие насекомые не могут заменить колибри, так как не могут проникнуть вглубь цветка)
Интенсивность фотосинтеза слоевища лишайника обычно в 5-10 раз ниже, чем в высшего
растения, растущего рядом. В связи с этим и годовой прирост лишайников значительно меньше.
Объясните причины низкой интенсивности фотосинтеза у лишайников. (В 1 мм 2 слоевища
лишайника содержится очень небольшое количество клеток водорослей, в то время как в 1 мм2
листа высшего растения содержится в несколько раз больше клеток ФОТОГРАФИИ СРЕЗОВ!
Кроме того, фотосинтетический аппарат клетки растений значительно совершеннее, чем у
одноклеточных водорослей. Множество мелких хлоропластов с системой гран внутри имеют
большую площадь фотосинтезирующих мембран, чем единственный крупный хроматофор
водорослей. Кроме того, гифы гриба частично затеняют клетки водорослей.
Обычно в благоприятных условиях обитания вегетативное размножение преобладает над
половым. Однако, лишайники, обитающие в крайне суровых условиях, очень редко
размножаются
половым
путем
УТОЧНИТЬ
КАК.
Объясните
причины
преобладания
вегетативного размножения у лишайников. (Лишайники - симбиотические организмы, поэтому
при половом размножении микобионт потерял бы связь с фикобионтом)
Для озеленения пришкольного участка ребята высадили несколько молодых сосенок,
выращенных в теплице лесхоза. Но в первый год деревца росли очень плохо, многие из них
погибли, хотя все посадочные работы школьники выполнили по всем правилам. Ребята снова
обратились в лесхоз за новыми саженцами и попросили совета, как лучше ухаживать за
посадками. Специалисты посоветовали ребятам накопать немного почвы в сосновом лесу и
добавлять эту почву понемногу в каждую посадочную яму. После этого приживаемость саженцев
выросла до 100%. Объясните, на чем основан этот агротехнический прием. (Почва в сосновом
лесу содержит мицелий и споры микоризных грибов, а в тепличной почве они отсутствуют.
Микоризные грибы помогают сосне поглощать воду и минеральные вещества из почвы. В
тепличных условиях саженцы сосны в такой помощи не нуждаются, так как там и так достаточно
влажно и нет нехватки питательных веществ. А в открытом грунте, тем более, в городских
условиях, соснам очень сложно поглощать воду, поэтому часть саженцев погибла)
На обертках соцветий серпухи расположены нектарники, привлекающие муравьев.
Почему же нектарники расположены не в цветке, а в таком неподходящем месте? (муравьи не
участвуют в опылении цветков серпухи, но зато они отпугивают от растения жуков-окситрей,
которые могут повреждать цветки)
У родов Mamillaria и Parodia
крючковидно-загнутые колючки, направленные в стороны,
сочетаются с прямыми колючками. У Cephalocereus senilis
имеются белые волосовидные
колючки. Объясните, с чем связано такое разнообразие колючек?
Почему растения, испытывающие недостаток света часто теряют тургор, даже если почва и
воздух достаточно влажные?
Для чего сотрудники заповедников Флориды периодически проводят контролируемые пожары в
охраняемых лесах?
Садоводы-любители часто применяют такой прием: выполотые сорняки измельчают и
закапывают в почву для улучшения ее плодородия. Как Вы считаете, насколько оправданы эти
меры? (аллелопатия)
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала.
Теоретический (лекционный) материал предлагается представить схематично, в виде:
Тема1. Введение. Краткая история фитоценологии.
Лекция 1. Введение
План
1.Предмет фитоценологии – сообшества растений
2. Объекты и задачи фитоценологии
3. Методы фитоценологии: полевые и экспериментальные
4. Связь фитоценологии с другими науками (физиологией растений, ботанической
географией, экологией, почвоведением, географичекими науками)
5. Практическое приложение геоботанических знаний (использование в лесоводстве,
луговодстве, вопросах охраны растений)
Литература:
Основная:
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Л.Г. Наумова. Основы фитоценологии. Уфа, 1995
Т.А Работнов Фитоценология. М.1992
Дополнительная:
Горышина Т.К. Экология растений М. 1979
Тема 2. Понятие фитоценоз. Взаимодействие растений в фитоценозе
Лекция 2.Центральные понятия фитоценологии
План.
1. Фитоценоз как центральный компонент биогеоценоза
2. Взаимодействия растений с другими компонентами биогеоценоза
- трофические связи (поедание целых растений или частей живых растений, поедание
выделений растений, поедание мертвых частей растений)
- топические связи (влияние растений на условия обитания других компонентов
биогеоценоза, экотопическое воздействие на растения со стороны животных)
- фабрические связи (использование растений и их частей животными для постройки
убежищ и гнезд)
- хорические связи (перенос животными диаспор растений)
Литература:
Основная:
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Л.Г. Наумова. Основы фитоценологии. Уфа, 1995
Т.А Работнов Фитоценология. М.1992
Дополнительная:
Горышина Т.К. Экология растений М. 1979
Лекция 3. Конкуренция и взаимопомощь среди растений в фитоценозе
План
1. Аутэкологический и фитоценотический оптимум растений
2. Конкуренция растений:
- корневая конкуренция
- конкуренция за свет
- аллелопатия
- конкуренция за опылителей
3. Взаимопомошь растений
- стабилизация водного режима почвы
- защита от избыточного освещения
4. Внутри видовая конкуренция. Семенное возобновление древостоя в лесах
Литература:
Основная:
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Л.Г. Наумова. Основы фитоценологии. Уфа, 1995
Т.А Работнов Фитоценология. М.1992
Дополнительная:
Горышина Т.К. Экология растений М. 1979
Тема 3. Состав фитоценоза.
Лекция 3 Видовой состав фитоценоза
План
1. Видовое богатство фитоценоза. Одновидовые и маловидовые фитоценозы
2. Полночленные и неполночленные фитоценозы. Понятие «ареал-минимум»
3. Методы количественной оценки участия видов в сообществе:
- обилие, методы его оценки,
- проективное покрытие как метод оценки обилия
- проблема выделении счетных единиц у растений с выраженным вегетативным
возобновлением
- полнота древесных насаждений.
4. Эдификаторы сообществ.
5. Доминанты, содоминанты и ассектаторы фитоценозов, их соотношение в естественных
и нарушенных сообществах.
Литература:
Основная:
Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова, А.И. Соломец. Современная наука о растительности. М. 2001
Л.Г. Наумова. Основы фитоценологии. Уфа, 1995
Т.А Работнов Фитоценология. М.1992
Дополнительная:
Горышина Т.К. Экология растений М. 1979
Лекция 4. Экологический состав фитоценозов
План
1. Состав экобиоморф
- фитоценозы с преобладанием древесных форм
- фитоценозы без древесных форм
2. Жизненные формы растений.
3. Биологические спектры сообществ.
4. Соотношение растений различных экологических групп в фитоценозах
5. Экологическая валентность видов, ее выявление методом экологических рядов
6. Экологические шкалы Л.Г.Раменского и Г.Элленберга.
Тема 4. Популяционная экология растений
Лекция 5. Особенности популяций растений
План
1.Трудности изучения популяций растений
2. Сущность понятий «популяция», «метапопуляция», «ценопопуляция» у растений.
3. Счетные единицы в популяциях растений.
4. Возраст растений.
5. Периодизация онтогенеза у растений:
- латентный период
- вегетативный период (стадия проростка, ювенильная, имматурная, виргинильная стадия)
- генеративный период
- старческий период
6. Почвенный банк семян.
7. Возрастные спектры ценопопуляций, их важнейшие типы (нормальный,
правосторонний, левосторонний)
8. Динамика возрастной структуры популяции.
9. Жизненность особей в популяции. Ступени жизненности.
10. Типы виталитетных спектров ценопопуляций. Половая структура популяций.
11.Пространственная структура популяций.
12. Микропопуляции и ценопопуляционные локусы.
Тема 5. Структура фитоценоза
Лекция 6. Вертикальная структура фитоценоза
План
1.Вертикальное распределение надземной фитомассы
2. Вертикальное распределение подземной фитомассы
3. Ярусы лесных и луговых сообществ
4. Динамика ярусов по сезонам и годам.
5. Внеяусная растительность
- лианы
- эпифиты
6. Синузии, их относительная самостоятельность в фитоценозах.
7. Сезонные синузии.
8.Горизонтальная структура фитоценоза.
9. Мозаичность, парцеллярность и комплексность.
10. Методы оценки мозаичности.
Тема 6.Экология фитоценозов.
Лекция 7. Экология фитоценозов
План
1. Влияние физико-географических условий на растительность.
2. Плакорные местообитания.
3. Влияние почвенных условий на растительность.
4. Экологические группы растений по отношению к почвенным факторам.
5. Рельеф и растительность. Высотная поясность.
6. Водный режим фитоценозов.
7. Круговорот минеральных веществ в фитоценозах.
8. Средообразуюшая роль растительных сообществ.
9. Фитогенное полерастений. Фитоценотипы, их классификация по Л.Г.Раменскому и
Дж.Грайму.
Тема 7. Динамика фитоценозов.
Лекция 8. Динамика фитоценозов
План
1. Виды динамики фитоценозов
2. Сезонная динамика
3. Годовая динамика
4. Многолетние изменения в фитоценозах. Сукцессии:
- первичные
- вторичные
5. Флуктуации.
РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий).
Ассектаторы – подчиненные виды в фитоценозе
Виоленты –конкурентно мощные растения, занимающие прочное положение в фитоценозе,
характеризуются невысокой плодовитостью, большой массой вегетативных органов,
требовательностью к условиям среды
Виргинильная стадия онтогенеза – стадия, на которой растение имеет хорошо развитую
побеговую систему, листья, свойственные взрослым растениям, но не имеет репродуктивных
органов
Доминанты – виды, занимающие господствующее положение в сообществе
Жизненная форма – совокупность
Имматурная стадия онтогенеза – стадия, на которой начинается ветвление стебля.
Мозаичность – горизонтальная неоднородность фитоценоза
Патиенты – фитоценотип, характеризующийся устойчивостью к стрессам, невысокой
конкурентной мощностью
Площадь выявления фитоценоза – минимальная площадь, на которой можно обнаружить
главнейшие особенности фитоценозов.
Проросток – стадия онтогенеза растений, на которой происходит прорастание семени и
постепенный переход от гетеротрофного питания к автотрофному. Имеются лишь семядольные
листья
Сезонная изменчивость фитоценозов – изменения фитоценозов, происходящие в течение года,
такая изменчивость выражается в отмирании надземных органов травянистых растений,
листопаде, возобновлении листвы, неодновременном цветении разных видов. Но видовой состав
фитоценоза остается неизменным.
Сенильная стадия онтогенеза – старческая стадия, на которой процессы отмирания преобладают
над ростом, имеются единичные цветки.
Сукцессии – необратимые изменения фитоценозов во времени, имеющие определенную
направленность, в ходе которых наблюдается смена одних сообществ другими
Суточная изменчивость фитоценозов – изменения фитоценозов, происходящие в течение суток,
такая изменчивость выражается в том, что у разных видов растений распускание цветков или
листьев наблюдается в разное время
Фитоценоз – совокупность высших и низших растений, обитающих на данном однородном
участке земной поверхности, с только им свойственными взаимоотношениями как между собой,
так и с условиями местообитания, и поэтому создающими свою особую среду.
Фитоценотип – группа видов растений, характеризующихся определенной стратегией жизни, то
есть способом освоения среды обитания.
Флуктуационная изменчивость - изменения фитоценоза от года к году, вызванные различными
погодными условиями.
Ценопопуляция – часть популяции вида, обитающая в пределах одного фитоценоза
Эдификаторы - виды, не только доминирующие в данном фитоценозе, но и оказывающие
существенное воздействие на среду, определяющие условия для других растений.
Эксплеренты – фитоценотип, характеризующийся низкой конкурентной мощностью, высокой
плодовитостью и способностью к расселению.
Ювенильная стадия онтогенеза – стадия, на которой появляются настоящие листья и опадают
семядоли, растение полностью переходит на автотрофное питание.
Ярусность – вертикальная неоднородность фитоценозов
РАЗДЕЛ 5. Практикум по решению задач (практических ситуаций) по темам
лекций (одна из составляющих частей итоговой государственной аттестации).
Решение задач не предусмотрено
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после
утверждения программы.
Характер
изменений в
программе
Номер и дата
протокола заседания
кафедры, на котором
было принято
данное решение
Подпись заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесенное изменение
Подпись декана
факультета (проректора
по учебной работе),
утверждающего данное
изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут:
Ф.И.О., ученое звание и
Учебный
Факультет
Специальность
степень преподавателя
Меньшакова Мария Юрьевна
Меньшакова Мария Юрьевна,
к.б.н.
Меньшакова Мария Юрьевна,
к.б.н.
Меньшакова Мария Юрьевна,
к.б.н.
Меньшакова Мария Юрьевна,
к.б.н.
год
2007/2008
2008/2009
ЕГФ
ЕГФ
050102 Биология
050102 Биология
2009/2010
ЕГФ
2010/2011
ЕФКиБЖД
050102.00 Биология с доп.
спец. География
050102 Биология
2011/2012
ЕФКиБЖД
Меньшакова Мария Юрьевна, 2012/2013
к.б.н.
ЕФКиБЖД
050102.00 Биология с доп.
спец. География
050102 Биология
050102 Биология