- •1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины «Общая экология».
- •2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •3. Содержание дисциплины
- •3.1. Требования государственного образовательного стандарта к обязательному минимуму содержания программы
- •3.2. Содержание разделов дисциплины
- •Общий список рекомендуемой литературы
- •Вопросы для подготовки к экзамену раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3.
- •Раздел 4.
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
_____________________ проф. В.С. Бухмин
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Общая экология
Цикл – ОПД.Ф
Специальность: 013100 – Экология
Принята на заседании кафедры общей экологии
(протокол № __ от «__» ____ 200__ г.)
Заведующий кафедрой
____________________(Т.В. Рогова)
Утверждена Учебно-методической комиссией экологического факультета КГУ
(протокол №___ от «___» ____________ 200__г.)
Председатель комиссии
_____________________(Ш.Х. Зарипов)
Рабочая программа дисциплины «Общая экология»
Предназначена для студентов 2-го курса специальности «экология»
АВТОР: д.б.н., профессор Т.В. Рогова
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ:
Курс формирует знания по основным направлениям современной фундаментальной экологии; дает представление о ведущих научных понятиях и концепциях, о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений в биосфере, об особенностях взаимодействия человечества и природы в современных условиях. Данный курс направлен на формирование у студентов системных естественнонаучных представлений об экологических закономерностях в биосфере, умения применять теоретические знания для решения природоохранных проблем. В задачи курса входит также ознакомление слушателей с современными проблемами антропогенного изменения окружающей природной среды и путями рационального использования природных ресурсов и их охраны.
Цели курса: Формирование теоретических знаний, представлений о взаимообусловленности экологических процессов в биосфере и практических навыков рационального использования природных ресурсов.
Задачи курса:
ознакомить студентов с основными научными понятиями и законами экологии;
сформировать целостное естественнонаучное представление о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений в биосфере;
- познакомить студентов с проблемами антропогенного изменения биосферы, вопросами рационального природопользования и охраны природы.
1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины «Общая экология».
По завершении курса «Общая экология» студенты должны:
владеть основными понятиями общей и прикладной экологии;
адекватно оценивать место и роль человека в биосфере;
знать и уметь анализировать особенности антропогенной динамики экосистем и биосферы в целом;
знать о путях и методах решения экологических проблем;
уметь практически использовать знания по охране природы.
2. Объем дисциплины и виды учебной работы
Количество семестров – 2
Форма контроля: 1 семестр – зачет, 2 семестр – экзамен
№ п/п |
Виды учебных занятий |
Количество часов по семестрам |
|
1 |
2 |
||
1. |
Всего зачетных единиц |
3 |
3 |
2. |
Всего обязательных аудиторных часов |
52 |
48 |
3. |
Лекций |
24 |
22 |
4. |
Семинарских (практических) занятий |
24 |
24 |
5. |
Поточные консультации |
8 |
8 |
6. |
Групповые консультации |
8 |
8 |
7. |
Контрольные работы |
2 шт. |
2 шт. |
3. Содержание дисциплины
3.1. Требования государственного образовательного стандарта к обязательному минимуму содержания программы
Индекс |
Наименование дисциплины и ее основные разделы |
Всего часов |
ОПД.Ф.01 |
Общая экология организм и среда, лимитирующие факторы; динамика популяций, сообщества, формы биологических отношений в сообществах; структура и функционирование экосистемы; основные типы экосистем и их динамика; биосфера; основные виды антропогенного воздействия на экосистемы |
200 |
Организация самостоятельной работы
В процессе подготовки к занятиям студенты изучают соответствующие разделы учебников и учебных пособий, знакомятся с научными монографиями и статьями в периодических изданиях по экологии.
3.2. Содержание разделов дисциплины
№ п/п |
Название темы и ее содержание |
Количество часов |
||
Лекции |
семинарские (лаб.-практ.) занятия |
СРС |
||
введение |
||||
1. |
Место экологии в системе научных знаний. Экология как теоретическая основа рационального природопользования и охраны природы. Место экологии как фундаментальной науки в системе биологических наук. История развития экологии от науки о связях организма и среды до науки о закономерностях функционирования биосферы. Экология – теоретическая основа охраны природы и рационального природопользования. Современные методы исследования взаимоотношений природы и общества. Прогностические модели перспектив развития и состояния окружающей среды на планете Земля. Доклады Римского клуба. Концепция устойчивого развития. |
2 |
2 |
2 |
Раздел 1. Основы аутэкологии |
||||
2. |
Экологические факторы, определение, классификация. Определение понятия экологический фактор. Формы воздействия экологических факторов и их компенсация. Внутривидовые экологические подразделения: экотипы, экологические расы. Классификация экологических факторов Сукачева, Мончадского и др. Учение об экологических оптимумах видов. Концепция лимитирующих факторов. Закон минимума Либиха, закон толерантности Шелфорда. |
2 |
4 |
2 |
3. |
Тепло как экологический фактор. Экологическая роль климатических факторов. Особенности формирования тепловых режимов местообитания. Стенотермные и эвритермные виды. Зависимость активности организмов от температуры, тепловой преферендум. Пойкилотермные и гомойтермные виды. Сумма эффективных температур. Тепло как ограничивающий фактор. Адаптации к экстремально высоким и низким температурам. Правило Бергмана, правило Аллена. |
2 |
2 |
2 |
4. |
Свет как экологический фактор. Светолюбивые и теневыносливые растения. Световые кривые фотосинтеза. Экологические группы растений по отношению к свету. Фотопериодизм. Растения короткого и длинного дня, сезонные и суточные биологические ритмы животных, диапауза. |
2 |
2 |
2 |
5. |
Влажность как экологический фактор. Свойства воды и ее биологическая роль. Классификация живых организмов по их потребности в воде. Адаптация ксерофилов к дефициту влаги. Круговорот воды в лесной экосистеме и на вырубке. Абиотические факторы в водных экосистемах. |
2 |
2 |
2 |
6. |
Рельеф и почва как экологические факторы. Роль рельефа в формировании комплекса прямодействующих экологических факторов. Эдафические факторы. Экологическое значение механического состава почв. Экологическое значение химических свойств почв. Экологические группы растений по отношению к реакции почвенного раствора, по отношению к солевому режиму (галофиты, нитрофилы,кальцефилы и др.). |
2 |
4 |
2 |
7. |
Жизненные формы растений и животных. Жизненные формы как результат приспособления организмов к действию комплекса экологических факторов. Классификация жизненных форм растений по Раункиеру. |
2 |
2 |
2 |
8. |
Биондикация и экологические шкалы. Живые организмы - индикаторы среды как комплекса экологических факторов. Биоиндикация. Экологические шкалы Раменского, Элленберга, Цыганова. |
2 |
2 |
2 |
Раздел 2. Основы ПОПУЛЯЦИОННОЙ ЭКОЛОГИИ |
||||
9. |
Популяция. Определение понятия "популяция", метапопуляция, локальная популяция, ценопопуляция. Свойства популяции: численность, плотность, рождаемость, смертность, выживаемость. Кривые выживаемости. Унитарные и модулярные организмы. Скорости роста и развития в связи с особенностями жизненного цикла. Распределение энергии и оптимизация. Репродуктивное усилие и энергия для поддержания. Репродуктивная ценность, суммарная и остаточная. Классификация местообитаний по их демографическому эффекту. Возрастные состояния особей и возрастная структура популяций. Популяции инвазионного, гомеостатического и регрессивного типа. Пространственная структура популяции. Видовые и популяционные отличия по способности особей к расселению. Агрегация и территориальность. Скорость естественного роста популяции, кривые роста. Внутривидовая конкуренция, уравнение Йоды. Концепция максимальной ёмкости среды. Динамика численности популяции. Модель буферной популяции Уиттекера. Типы популяционной стратегии жизни, классификация. |
8 |
16 |
8 |
10. |
Экологическая ниша. Определение экологической ниши. Многомерность ниши. Графическое изображение ниши. Ниша фундаментальная и реализованная. Динамика ниш на уровне кратковременных и долговременных изменений. Влияние конкуренции на ширину экологической ниши, перекрывание ниш. Гильдия видов. |
2 |
2 |
2 |
11. |
Межвидовая конкуренция и симбиоз. Межпопуляционные взаимоотношения в экосистеме. Межвидовая конкуренция, принцип конкурентного исключения Гаузе и дифференциация экологических ниш. Уравнение межвидовой конкуренции Лотки-Вольтерры. Конкуренция и сосуществование видов (модель Аткинсона и Шоррокса, модель Тилмана). Взаимовыгодные отношения, мутуализм и комменсализм. Микосимбиотрофия, бактериосимбитрофия, симбиотические отношения между растениями и насекомыми и др. |
6 |
6 |
6 |
12. |
Хищничество и паразитизм. Реакция хищника на плотность популяции жертвы. Теорема о пороговой ценности кормового пятна. Уравнение хищничества Лотки-Вольтерры. Популяционные стратегии хищника и жертвы. Факторы, обеспечивающие стабильность системы “хищник-жертва”. Лабораторные и математические модели хищничества. Паразитизм, сопряженная эволюция паразита и хозяина. Способы адаптации хозяина к отрицательному воздействию паразита. |
6 |
6 |
6 |
Раздел 3. Основы синЭКОЛОГИИ |
||||
13. |
Сообщества и экосистемы. Концепция экосистемы, компоненты, определение. Соотношение понятий экосистема, биогеоценоз, биоценоз. Подходы и методы изучения экосистем. Видовое разнообразие. Значимость видов, кривые распределения. Альфа- , бета- , гамма- разнообразие. Методы оценки богатства видов, концентрации доминирования (индекс Симпсона), равномерности распределения (информационный индекс Шеннона-Винера). Современная концепция биоразнообразия и его охрана. |
4 |
4 |
4 |
14. |
Пространственная и функциональная структура экосистем. Пространственная структура: вертикальная, горизонтальная. Представление о ярусности и биогеогоризонтах. Причины горизонтальной неоднородности. Парцелла. Консорция – функциональная структурная единица сообщества. Межвидовая сопряженность, методы ее расчета. Сходство и расстояние как мера для сравнения видового состава сообществ: коэффициент общности, процентное сходство, эвклидово расстояние. |
6 |
2 |
6 |
15. |
Концепция континуума. Популяции и сообщества в географических градиентах. Принцип Раменского и Глизона об экологической индивидуальности видов. Концепция континуума, этапы формирования. Континуум топографический, таксономический, временной. Границы экосистем, представление об экотоне, краевой эффект. Межэкосистемные связи. Дискретность, причины возникновения. Градиентный анализ. Представление о ценоклине, экоклине. |
4 |
4 |
4 |
16. |
Функциональная структура экосистем. Представление о консорции, виды детерминанты и их консорты. Трофическая структура: автотрофы и гетеротрофы. Продуценты, консументы, редуценты. Пищевые цепи и сети. Типы пищевых цепей. Концепция трофического уровня. Двойной метаболизм продуцентов. Типы организмов продуцентов. Бактериальный фотосинтез, типы фотосинтеза высших растений. Хемосинтез хемолитотрофов. Типы разложения. Аэробное и анаэробное дыхание, брожение. Стадии разложения детрита, экологическая роль. Экологическая эффективность. Размеры организмов в пищевых цепях. Способы выражения трофической структуры, экологические пирамиды. |
4 |
2 |
4 |
17. |
Потоки энергии в экосистеме. Продуктивность экосистем. Схема потока энергии в экосистеме. Концепция продуктивности. Представление о валовой и чистой первичной продукции, о чистой продукции сообщества, о вторичной продукции. Методы измерения продуктивности экосистем. Динамика продуктивности в зависимости от физико-географических условий и типологии экосистем. Классификация экосистем по продуктивности. Продуктивность биосферы. Продуктивность экосистем суши и моря. Производство продуктов питания как процесс в биосфере. Пути повышения продуктивности биосферы. Энергетическая цена индустриализации сельскохозяйственного производства. Биоэнергетический коэффициент полезного действия агропромышленного производства. Современные сельскохозяйственные технологии и проблемы охраны окружающей среды. Нетрадиционные источники получения белка. |
4 |
2 |
4 |
18. |
Динамика экосистем. Развитие и динамика экосистем. Циклическая и флюктуационная динамика экосистем. Стадии биогеоценотического процесса (сингенез, эндогенез). Концепция климакса. Критерии устойчивости экосистем. Отличие климаксных и серийных экосистем. Классификация биогеоценотических сукцессий. Эндогенные сукцессии. Гологенетические и локальные экзогенные сукцессии. Антропогенные сукцессии. Демутационные смены. |
4 |
2 |
4 |
19. |
Классификация сообществ. Классификация сообществ, различные подходы. Одномерная и многомерная полярная ординация. Флористическая классификация Браун-Бланке. Класссификация по доминантам лесов умеренных широт Сукачева. Физиономический подход при выделении биомов и типов биомов. Характеристика основных биомов по Уиттекеру. |
4 |
2 |
4 |
|
Итого часов: |
68 |
68 |
68 |