«Основы современной экологии» основная образовательная программа подготовки бакалавра по направлению

Утверждено на заседании кафедры

Начального естественно-математического образования

Протокол № ____ от ______ 2012 г.

Зав. кафедрой

­­_________________ Калинина М.И.

Утверждено на заседании Совета

факультета

Института детства

Протокол № ___ от _______2012 г.

Председатель Совета

__________________ Ноткина Н.А.

Дисциплина

(учебные курсы) / семестр

Трудоемкость

Аудиторная нагрузка, часы:

Форма итоговой аттестации / семестр

Всего кредитов /

из них на экзамен

Всего часов на теоретическое обучение

из них:

Лекции

Практические занятия

Лабораторные занятия

Аудиторная нагрузка

Самостоятельная работа

1. Основы современной экологии/2

4/1

108

54

54

18

36

Экз/2

№ п/п

Название темы с кратким содержанием

Виды занятий, часы

Самостоятельная работа, часы

Всего часов

Лекции

Практические занятия

Лабораторные занятия

1.

Введение. Предмет современной экологии. Краткая история экологии. Методы экологии. Основные направления и разделы современной экологии. Концепция устойчивого развития. Методы и формы реализации идеи устойчивого развития. Место экологического образования в развитии общества. Экология, природопользование и охрана природы.

1

2

3

2.

Организм и среда. Многообразие живых организмов Унитарные и модулярные организмы. Жизненные циклы. Среда обитания, среды жизни. Свойства, ресурсы и сигналы среды. Свет как сигнальный фактор. Фотопериод, два типа фотопериодической реакции. Циркадные ритмы, годовые циклы. Жизненные формы растений и животных.

1

2

2

5

3.

Понятие экологического фактора. Экологические закономерности действия факторов среды. Принцип действия экологического фактора: оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пределы выносливости. Закон толерантности Шелфорда. Правило лимитирующего фактора (закон минимума Либиха). Взаимодействие и компенсация факторов, адаптация организмов. Реакция организмов на одновременное действие нескольких факторов. Изменение реакции организмов на действие экологического фактора в пространстве и времени: поведенческие реакции и физиологическая перестройка организма. Адаптивные комплексы. Роль абиотических факторов в географическом распространении видов. Географическая изменчивость видов: правило Бергмана, Аллена и Глогера.

1

2

4

8

4.

Классификация экологических факторов. Абиотические факторы. Классификация экологических факторов: традиционная, А.С. Мончадского, синтетическая. Абиотические и биотические факторы. Абиотические факторы: свет, температура, вода и влажность. Правило суммы эффективных температур, холодовое закаливание Соленость и кислотность среды, течения и ветер как факторы среды. Экотипы и физиологические расы организмов. Экологические группы растений и животных.

1

4

7

13

5.

Ресурсы среды: свет, кислород, вода, пища и пространство. Экологическая роль факторов питания. Экологическая ниша. Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы среды. Свет, кислород, вода, пища и пространство – ресурсы среды. Пища как экологический фактор для растений и животных. Пары терминов: продуцент и консумент, автотроф и гетеротроф. Световое и минеральное питание растений. Пищевые режимы и пищевая специализация животных. Питание детритофагов. Типы питания животных. Различия между тремя экологическими группами фитофагов: моно-, олиго- и полифагами. Конкуренция за ресурсы Две формы конкуренции: прямая и косвенная. Принцип конкурентного исключения (Гаузе). Экологическая ниша: пространственная, трофическая и многомерная. Фундаментальная и реализованная экологические ниши. Причины и последствия расхождения ниш.

2

4

3

9

6.

Демография и динамика популяций. Ареал распространения вида. Популяция, ее критерии и основные характеристики. Пространственная, половая и возрастная структура популяций, их демографические показатели. Правило максимальной рождаемости и типы кривых выживания. Пирамиды половой и возрастной структуры популяции. Типы роста популяций. Оптимальная тактика размножения: зависимость количества и качества потомков от репродуктивного усилия родителей. Колебания численности популяций. Принцип Олли. Характерные признаки r- и K-отбора. Непериодические, периодические (многолетние и сезонные) колебания численности. Факторы динамики численности: модифицирующие и регулирующие. Миграции и расселение. Механизмы возникновения миграций и расселения. Биологический смысл миграций.. Покой и спячка как миграции во времени. Пассивное и активное расселение.

2

2

3

7

7.

Биотические взаимодействия в сообществе. Понятие биоценоз. Типы взаимоотношений видов: хищничество и паразитизм. Способы защиты и компенсации повреждений у растений. Защита от хищников у животных. Характерные особенности паразитизма. Эпидемиология и динамика численности паразитов. Мутуализм. Виды мутуализма. Поведенческий мутуализм. Трофический мутуализм. Мутуалистические отношения автотрофов и гетеротрофов. Тканевые и клеточные симбионты. Микориза. Конкуренция – как форма биотических взаимоотношений. Межвидовая и внутривидовая конкуренция. Факторы, определяющие успех конкурентной борьбы. Влияние межвидовой и внутривидовой конкуренции на место видов в экосистеме.

2

4

6

12

8

Экологические системы. Понятия об экосистемах (А.Тэнсли) и биогеценозах (В.Н.Сукачев). Видовая структура биотического сообщества. Показатели структуры: видовое богатство, частота, постоянство, верность и др. Концепция экологического доминирования. Виды эдификаторы. Видовое разнообразие в сообществах: многообразие и выравненность. Общая зависимость между числом видов и числом особей, приходящихся на один вид. Индекс (показатель) видового разнообразия. Закономерности видового разнообразия (зависимость видового разнообразия от продуктивности экосистемы, стрессовых воздействий и др.). Экологическое значение видового разнообразия. Проблемы сохранения биоразнообразия. Пространственная структура: вертикальная ярусность и горизонтальная мозаичность. Консорции. Разнообразие экосистем. Основные типы экосистем: наземные, пресноводные, морские.

3

4

8

14

9

Энергетика экосистемы. Поток энергии и круговорот вещества в экосистеме. Гомеостаз экосистемы, его механизмы. Первичная продуктивность (валовая и чистая), вторичная продуктивность, чистая продуктивность сообщества. Биомасса, видовое богатство и продуктивность. Экосистемы с максимальной и минимальной продуктивностью. Поддержание высокой продуктивности в агроценозах. Трофическая структура экосистемы: продуценты, консументы и редуценты. Правило экологических пирамид. Детритные пищевые цепи. Пищевые цепи и пищевые сети Поток энергии, проходящий через последовательные трофические уровни. Универсальная модель потока энергии; ее использование в экологии.

3

4

6

12

10

Развитие и динамика экосистем. Изменчивость экосистем суточная и сезонная. Общая стратегия экологической сукцессии. Примеры первичной и вторичной сукцессий. Понятие серий и климакса. Антропогенный субклимакс. Нарушения и катастрофы. Циклический характер сукцессий. . Сбалансированность экосистемы и темпы эволюции организмов. Понятие экологического кризиса.

2

2

3

7

11

Биосфера. Биосфера (представления Э. Зюсса и В.И. Вернадского). Структура биосферы, ее элементарные единицы. Распределение живых организмов в литосфере, атмосфере и гидросфере. Иерархический ряд экосистем. Биомы – основные наземные экосистемы. Экологические эквиваленты. Экосистемы суши и океана. Лимитирующие факторы и первичная продуктивность биосферы. Биогеохимические циклы в масштабе планеты. Глобальная экологическая пирамида. Концепция ноосферы.

2

2

4

8

12

Биоразнообразие: возможности сохранения и восстановления. Конвенция о биоразнообразии: её основные положения. Различные дефиниции биоразнообразия. Охрана биоресурсов через их рациональное использование. Характеристики состояния экосистем в различных ландшафтно-географических зонах России. Механизмы и причины разрушения природно-географических зон страны. Влияние антропогенных факторов на биоразнообразие. Понятие особо охраняемых природных территорий ООПТ (Н.Ф. Реймерс, Закон РФ 1995г). Категории ООПТ (международная и российская классификации). Роль (ООПТ) в мире и в России в сохранении биоразнообразия.

4

6

10

Содержание вариативной самостоятельной работы

22

Итого:

20

34

54

108

№ темы

Формы

2,3,4

Лабораторные работы исследование процессов и обсуждение результатов

2,3,6,7,8,9,10,11, 12

Просмотр и обсуждение видеофрагментов и презентаций

3,4,5,6,7,8,9,10

Моделирование и исследование модели

1,5,11,12

Использование Кейс-технологий

9,11,12

Дискуссия по проблемам

№ п/п

Темы дисциплины

Содержание самостоятельной работы студентов

Количество часов

1. 1

Введение. Предмет современной экологии.

Составление справки на основе анализа рекомендованной литературы

2

Организм и среда.

Описание жизненных форм растений и животных среды обитания с характеристикой годовых циклов отдельных видов (со списком литературы по теме)

2

Понятие экологического фактора. Экологические закономерности действия факторов среды.

Составление терминологического словаря по теме

2

Классификация экологических факторов. Абиотические факторы.

Минипроект: описание влияния абиотических факторов: поведенческих реакций особей, адаптивного комплекса популяции, географической изменчивости видов

4

Ресурсы среды: свет, кислород, вода, пища и пространство. Экологическая роль факторов питания. Экологическая ниша.

Минипроект: описание экологической ниши растения и животного на основе литературных данных, с описанием расхождения ниш с конкурентами

3

Демография и динамика популяций.

Характеристика демографических показателей двух популяций

3

Биотические взаимодействия в сообществе.

Описание биотических связей (прямых и опосредованных) растений и животных леса

2

Экологические системы.

Минипроект: характеристика состава и структуры природного сообщества и описание консорций на основе литературы или данных наблюдений

4

Энергетика экосистемы.

Составление пищевых цепей и сетей сообщества.

2

Развитие и динамика экосистем.

Описание суточной (сезонной) динамики природного сообщества или прогноз развития сообщества на основе описания структуры и состава по литературе

3

Биосфера.

Составление биогеохимических циклов вещества или элемента (с описанием)

2

Биоразнообразие: возможности сохранения и восстановления.

Подготовка доклада по ООПТ на основе анализа литературы

3

Итого:

32