1329

2

УДК 630*18:574

Харченко Н. Н. ЭКОЛОГИЯ [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для аспирантов по направлению подготовки

05.06.01– Науки о земле (направленность программы Экология (по отраслям)

/Н. Н. Харченко, Н. Л. Прохорова – ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2018. – 21 с.

Рецензент: зам. директора ФГБУ «ВНИИЛГИСбиотех по научной и инновационной работе, кандидат биологических наук, доцент Семенов М.А.

4

Введение

На сегодняшний день трудно переоценить важность и роль экологии, как в жизни целого общества, так и отдельно в жизни каждого человека. Состояние планеты зависит и от коммерческих компаний, вырабатывающих тонны отходов каждый год, так и от отдельного индивида, пользующегося благами цивилизации.

Экология – понятие всеобъемлющее, заключающее в себя массу вопросов, связанных со средой обитания и её чистотой. Основной задачей науки является поиск решений, позволяющих сохранить красоту и здоровье природы. Экология – наука, которая исследует структуру и функционирование живых систем (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и измененных человеком условиях. Предмет экологии: совокупность живых организмов (включая человека), образующих на видовом уровне популяции, на межпопуляционном уровне – сообщество (биоценоз), и в единстве со средой обитания – экосистему (биогеоценоз).

Резкое повышение потребительского образа жизни привело к неразумному использованию природных ресурсов. Бурное развитие научно–технического прогресса, масштабный рост сельскохозяйственной деятельности человека – всё это усугубило отрицательное воздействие на природу, что привело к серьёзному нарушению экологической ситуации на всей планете.

Для преодоления глубокого экологического кризиса необходимо формирование экологической культуры каждого человека и общества в целом, и на этой основе – переход на экологически чистые, малоотходные (или безотходные) технологии. Это значит, что специалист в этой области, во-первых, должен знать основные экологические термины, понятия, законы, уметь решать базовые экологические задачи, во-вторых, стремиться всегда разрабатывать и использовать такие материалы и технологии, которые наносят минимальный ущерб окружающей среде.

Целью практических занятий является усвоение и понимание механизма взаимодействия всех компонентов биосферы, познание предмета экологии и основных ее задач на современном этапе.

5

Тема 1. Современное состояние экологии как биосоциальной науки

Цель: актуализировать знания об экологии с позиции современного состояния этой науки

Вопросы для изучения:

1.Содержание, предмет, объект и задачи экологии.

2.История становления и развития экологии.

3.Вклад отечественного естествознания в экологию.

4.Место современной экологии в системе естественных и гуманитарных наук. Методы экологических исследований: полевые и лабораторные методы; методы количественного учета; мониторинг; моделирование и др.

5.Экология – теоретическая основа охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Направления экологических исследований в ХХ – начале ХХI века.

2.Экологические проблемы Воронежского региона.

3.Социально – экологические законы Б. Коммонера.

Вопросы для обсуждения:

1.Исторические аспекты возникновения и развития экологии.

2.Предмет, цели и задачи экологии как науки.

3.Методы экологических исследований.

4.Роль и место экологических знаний в природопользовании.

Темы докладов:

1.Экологические кризисы и катастрофы природного характера.

2.Экологические кризисы и катастрофы антропогенного характера.

3.Общенаучные и специфичные методы экологических исследований.

6

Тема 2. Аутэкология как система знаний о воздействии экологических факторов на живые организмы

Цель: формирование способности получать новые достоверные факты на основе наблюдений, опытов, научного анализа эмпирических данных о воздействии абиотических факторов на организмы

Вопросы для изучения:

1.Организм и среда. Разнообразие экологических факторов. Законы и закономерности воздействия экологических факторов на организмы.

2.Приспособленность как результат действия экологических факторов на организмы.

3.Специфика действия экологических факторов в техноэкосистемах.

4.Экологические группы организмов по отношению к действию различных факторов.

5.Методы факториальной экологии

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Как изменяется жизненная форма в процессе индивидуального развития?

2.Какие факторы наиболее часто лимитируют рост и развитие промысловых рыб?

3.Чем лимитируется численность промысловых животных?

4.Подберите растения для восстановления экосистемы на месте отвалов в местах добычи полезных ископаемых?

Вопросы для обсуждения:

1.Организм и среда.

2.Экологические факторы среды.

3.Общий характер действия экологических факторов

Темы докладов:

1.Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды.

2.Основные абиотические факторы и их влияние на организмы.

3.Биотические факторы среды.

4.Констелляция экологических факторов.

7

Тема 3. Современные подходы в популяционной экологии (демэкологии)

Цель: рассмотреть особенности экологических исследований статических и динамических популяционных характеристик

Вопросы для изучения:

1.Показатели популяций: статические и динамические (эмерджентные).

2.Территориальная иерархия популяций. Структура популяции и ее виды.

3.Экспоненциальный и логистический типы роста популяций. Потенциал роста популяций и емкость среды. Понятие о R и К отборах.

4.Гомеостаз популяций. Репродуктивные особенности популяций. Типы популяций. Демографическая структура популяций.

5.Представления о популяционном здоровье. Регуляция численности природных популяций.

6.Типы популяционной динамики в связи с характером регуляции численности.

7.Методы количественного учета в популяциях, их специфика у растений

иживотных.

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Почему важно знать групповые характеристики популяции для охраны биологического разнообразия.

2.Каковы способы регуляции численности популяции?

3.Назовите несколько примеров стихийных биоэкологических бедствий.

4.Проанализируйте их причины, меры предупреждения и возможности ликвидации последствий.

Вопросы для обсуждения:

1.Понятие о популяции.

2.Территориальная иерархия популяций.

3.Структура популяции и её виды.

Темы докладов:

1.Показатели популяции.

2.Динамика популяций.

3.Популяционное здоровье.

8

4. Особенности популяции человека.

Тема 4. Исследования экосистем в системе их связей. Динамика экосистем.

Цель: формирование способности оценивать влияние технологий больших данных на результаты решений исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях

Вопросы для изучения:

1.Понятие «экологическая система» и «биогеоценоз». Учение В.Н. Сукачева о биогеоценозе. Структура экосистемы, ее основные элементы.

2.Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и функциональная

3.Разнообразие видов как основной фактор устойчивости экосистем.

4.Межвидовые взаимоотношения в биоценозе. Устойчивость и развитие биоценозов. Принципы функционирования экосистем.

5.Потоки энергии и круговорот вещества и информации в экосистеме.

6.Продуктивность экосистем суши и моря.

7.Саморегуляция и устойчивость экосистем.

8.Динамика экосистем. Циклические и направленные изменения в экосистемах. Аллогенные и автогенные изменения.

9.Экологические сукцессии: их причины и механизмы. Первичные и вторичные сукцессии. Концепция климакса. Понятие дисклимакса. Циклический климакс.

10.Разнообразие и особенности искусственных экосистем.

11.Методы оценки видового разнообразия экосистем.

12.Методы оценки продуктивности экосистем.

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Рассмотрите возможность повышения продуктивности антропогенных экосистем.

2.Проанализируйте, возможно ли полностью отказаться от химических мер борьбы с вредителями и перейти на биологические.

9

Вопросы для обсуждения:

1.Биоценоз. Биотоп. Биогеоценоз. Экосистема.

2.Структура биоценоза.

3.Устойчивость и развитие биоценоза.

4.Взаимоотношения организмов в биоценозе.

5.Потоки энергии и вещества в экосистеме.

Темы докладов:

1.Биотические связи в биоценозах.

2.Экосистемы и принципы их функционирования.

3.Биологическая продуктивность экосистем.

4.Динамика экосистем.

5.Саморегуляция и устойчивость экосистем.

6.Искусственные экосистемы.

Тема 5. Биосфера, её состояние и тенденции развития

Цель: формирование системных знаний о закономерностях развития биосферы

Вопросы для изучения:

1.Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое и биокосное вещество биосферы их взаимовозникновение и перерождение в круговоротах веществ и энергии.

2.Функциональная целостность биосферы. Биотические процессы в биосфере.

3.Круговороты биогенных элементов и их модификация. Кругообороты газообразного и осадочного циклов.

4.Круговороты воды, углерода, азота, фосфора и серы. Основные тенденции эволюции биосферы.

5.Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере.

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Антропогенный фактор в биосфере.

2.Экологические кризисы в истории человечества.

3.Биосферные функции человечества.

10

Вопросы для обсуждения:

1.Геосферы Земли.

2.Состав, строение и границы биосферы.

3.Живое вещество биосферы.

4.Распределение биогеоценозов на Земле.

5.Динамика биосферы.

Темы докладов:

1.Поток энергии и продуктивность.

2.Структура и основные циклы биохимических круговоротов.

3.Причины устойчивости биосферы.

Тема 6. Загрязнение геосфер Земли

Цель: Рассмотреть основные загрязнения биосферы, источники загрязнения и меры предупреждения загрязнения.

Вопросы для изучения:

1.Роль человека в эволюции биосферы. Особенности популяции человека

иеё динамические характеристики. Коэволюционный характер развития общества и природы на современном этапе развития биосферы. Экологические кризисы в истории человечества.

2.Антропогенное влияние и глобальные проблемы современной биосферы.

3.Загрязнение природных вод, атмосферы и почвы. Источники загрязнения биосферы.

4.Масштабы антропогенного воздействия на биосферу. Ответные реакции природы.

5.Природные и техногенные чрезвычайные ситуации.

Задания для самостоятельной работы аспирантов

1.Нормирование качества окружающей природной среды и экологическая стандартизация.

2.Система управления качеством окружающей природной среды.

3.Средства контроля окружающей природной среды.

4.Экология урбанизированных территорий.

5.Агроэкология сельского хозяйства.