Краткая история экологии. Периодизация экологических исследований. Предмет и задачи экологии. Место экологии в системе научных знаний. Динамические характеристики популяции. Рождаемость, смертность, мгновенная скорость популяционного роста. Продолжительность жизни, когортные и статические таблицы основные типы кривых выживания. Соотношение экосистемного и популяционного подходов в экологии. Осноовные проблемы современной экологии. Методы экологических исследований. Экологический мониторинг: виды, цели, задачи. Повозрастная рождаемость и расчет скорости роста популяции. Связь между удельной скоростью популяционного роста (r) и показателем чистой скорости воспроизводства (R0). Возрасной состав (структура популяции) и современные проблемы народонаселения. Понятие об экологическом кризисе, его проявление на современном этапе, пути выхода из кризиса. Экспоненциальная модель динамики численности популяции и ее ограничения. Понятие экологического фактора: определение, критерии. Современные классификации экологических факторов. Логистическая модель динамики численности популяции. Графический способ построения логистической модели Ферхюльста-Пирла-Рида. Роль запаздывания в логистической модели. Экологические факторы, ограничивающие распространение особей и популяций. Концепция лимитирующих факторов. Закон «максимального давления жизни». Законы Либиха, Шелфорда и их обобщение. Колебания численности популяции. Оппортунистические и равновесные популяции. «Волны жизни» . Митчерлиха-А. Тинемана-Б. Бауле. Закон «снижения энергетической эффективности природопользования» и закон «падения природно-ресурсного потенциала» – их экологическая взаимообусловленность. Регуляция численности популяции (зависимая и независимая от плотности). Модель буферной популяции Р. Уиттекера. Границы толерантности разных видов. Эври - и стенобионтные виды. Компенсация факторов. Экотипы и биоморфы. Викарирующие виды (экологические эквиваленты). Понятие равновесной плотности популяции. Регуляционизм и стохастизм в подходах к оценке динамики численности. Концепция саморегуляции. Понятие об условиях существования и ресурсах. Классификация ресурсов по Тилману. Модели динамики популяций, определяемой концентрацией ресурсов. Экологическая роль внутривидовой конкуренции. Эксплуатационная и интерференционная конкуренции. Закон «постоянства конечного урожая». Явление самоизреживания популяции. Понятие о природных ресурсах и их эколого-экономическая классификация. Примеры. Типы экологических стратегий. Сравнительная характеристика r- и К-типов отбора. Классификация эколого-ценотических стратегий у растений по -Дж. Грайму. Температура, как экологический фактор. Классификация организмов по отношению к температурному фактору. Температурный коэффициент Q10. Сумма эффективных температур. Типы взаимодействий между организмами: межвидовая конкуренция, ее виды, экологическое значение. Примеры. Свет как экологический фактор. Роль фотопериодизма. Понятие о биологических ритмах. Типы взаимодействий между организмами: хищничество и паразитизм, их экологическое и эволюционное значение. Примеры. Тепловой баланс. Особенности терморегуляции у животных. Тепловая одышка. Гибернация, эстивация. Бергмана и Д. Аллена. Типы взаимодействий между организмами: аменсализм, комменсализм, протокооперация, мутуализм. Примеры. Адаптивные механизмы растений к изменению внешней температуры. С3 и С4 пути фотосинтеза и их экологическая роль. Динамика популяций хищника и жертвы. Модель Лотки-Вольтерра, ее графическое выражение и анализ. Особенности воды как среды обитания. Классификация вод. Круговорот воды. Общая характеристика воды как абиотического фактора. Понятие о биотическом сообществе. Эмерджентность. Структура биоценоза и показатели ее характеризующие. Вода как лимитирующий экологический фактор. Эвапотранпирация. Правило Глоджера. Климаграммы. Газовый состав природных вод и рН. Видовая структура биотического сообщества. Общая характеристика. Доминирование и индекс доминирования Симпсона. Пример расчета. Экологическая зональность морских и пресноводных водоемов. Видовое богатство и видовое разнообразие. Индексы видового разнообразия Симпсона и Шеннона, их сравнительная характеристика. Понятие об α-, β- и γ-разнообразии. Связность по Маргалефу. Особенности атмосферы, как среды обитания. Температурная стратификация атмосферы. Тепловой баланс Земли. Парниковый эффект. Кривые доминирования – разнообразия, показатели выравненности (эквитабельности) и их экологическое значение. Циркуляция атмосферы. Роль озонового слоя атмосферы и принципы его разрушения. Кислотные дожди. Фотохимический смог. Особенности пространственного распределение сообществ. Понятие о градиентном подходе и ординации в фитоценологии. Экотон и явление «краевого эффекта». Индекс сходства. Современные проблемы биоразнообразия. Особенности почвы как среды обитания. Понятие о почве и ее плодородии. Почвенные горизонты. Органическая часть почвы. Факторы почвообразования. Энергетика биотических сообществ. Применение основ термодинамики неравновесных процессов в экологии. Энтропия: ее термодинамическое и информационное значение. Концепция экологической ниши. Работы Дж. Гринелла, Ч. Элтона, Дж. Хатчинсона. Модель многомерной ниши Дж. Хатчинсона и ее допущения.. Фундаментальная и реализованная ниши. Продуктивность сообщества: продукция автотрофов и гетеротрофов. Понятие биомассы. Оценки продуктивности экосистем Земли и эффективность использования человеком. Принцип конкурентного исключения . Правило обязательного заполнения экологических ниш. Закон константности . Мерность экологической ниши. Трофическая структура сообщества: пищевые сети, пищевые цепи, трофические уровни. Коэффициенты экологической эффективности: потребления, ассимиляции, продуцирования. Способы отображения трофической структуры сообщества. Экологическая диверсификация. Явление смещения признаков. Симпатрические и аллопатрические виды. «Ширина» экологической ниши и ее показатели (примеры). Влияние конкурентных отношений на размеры экологической ниши. Понятие об экосистеме, ее функциональной и структурной организации. Гомеостаз экосистемы. Понятие об устойчивости экосистем (резистентная и упругая устойчивость). Относительная упругость. Понятие о популяции, ее характерные генетические и экологические признаки. Статические и динамические показатели популяции. Соотношение понятий экосистема и биогеоценоз, биосфера и экосфера. Понятие биома (работы ). Понятие о сукцессии. Автотрофная и гетеротрофная сукцессии. Автогенная и аллогенная сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Концепция климакса. Коэффициенты P/R, Р/В, R/В и их экологическая интерпретация. Статистические характеристики популяции. Численность. Унитарные и модулярные организмы. Рамет и генет. Плотность популяции и методы ее оценки. Структура популяции: характер распределения особей в пространстве. Принцип Олли, территориальность и изоляция. Экологическое и эволюционное значение изоляции. Понятие о биогеохимических циклах. Циклы углерода, азота, серы и фосфора.
