Введение. Предмет и задачи экологии. Понятие «экология». Предмет и объект экологии. Состав и задачи экологии. Значение экологического образования.
Основные понятия и системность экологии. Экосистема как основная таксономическая единица экологии. Понятия: «биогеоценоз», «биотоп», «популяция», «сообщество». Различия понятий «экосистема» и «геосистема». Общие положения теории систем: виды систем (замкнутые, закрытые, открытые); прямые и обратные (положительные, отрицательные) связи в системах. Эмерджентность – универсальное свойство экосистем. Энергетические процессы в экосистемах: первое и второе начала термодинамики; энтропия и негэнтропия. Коммонера.
Этапы исторического развития экологии как науки. Предтечи экологии: вклад в экологию К. Линнея, , значение работ Т. Мальтуса для экологии, А. Гумбольдт как эколог, вклад в развитие экологии Ч. Дарвина, К. Рулье, , Э. Геккеля. Суть дедуктивно-гипотетического подхода в экологии. «Золотой век» теории экологии. Наиболее важные теоретические достижения экологии в первой половине ХХ века. Современная экология. Основное отличие представлений современных экологов от взглядов ученых периода «золотого века». Понятия: «органицизм», «биологическое пространство», «биологическое время», «универсальная методология экологии».
Тема 2. Аутэкология.
Состав клетки и обмен веществ. Состав клетки организма. Пластический обмен веществ, энергетический обмен веществ.
Уровни биологической организации и развитие организма как живой целостной системы. Главные уровни организации жизни – ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоценоз). Понятие «организм». Автотрофные и гетеротрофные организмы. Продуценты, консументы, редуценты. Метаболизм организмов: ферменты, коферменты, витамины. Онтогенез и стадии его развития у животных и растений. Филогенез.
Системы организмов и биота Земли. Высшие таксоны систематики империи клеточных организмов (надцарства: прокариоты, эукариоты; царства, подцарства). Понятие биоты Земли.
Факторы среды. Классификация факторов среды. Отличие факторов-условий и факторов-ресурсов. Факторы-ресурсы. Свет. Значение лучей различной длины в жизни растений и животных. Значение интенсивности света. Фотосинтетическая активная радиация. Индекс листовой поверхности. Экологическая роль невидимых лучей. Вода как фактор-ресурс. Диоксид углерода как прямой и косвенный экологический фактор. Макро - и микроэлементы в питании растений и животных. Взаимообусловленность и содержание кислорода в водных экосистемах. Пространство как фактор-ресурс. Сравнение растительных и животных организмов как пищевых ресурсов. Факторы-условия: температура, относительная влажность воздуха, рН воды и почвы, засоление воды и почвы как экологический фактор, течения, загрязняющие вещества.
Основные принципы аутэкологии. Принцип экологического оптимума. Зоны оптимума, пессимума, критические точки и их значения в жизни организмов. Зависимость величины энергозатрат организмов от степени благоприятности природных условий. Эврибионтные и стенобионтные организмы. Экологическая валентность. Принцип индивидуальности экологии видов. Экологические группы. Континуум и его типы: экоклин и экотон. Принцип лимитирующих факторов. Закон минимума Ю. Либиха. Суть принципа лимитирующих факторов. Ограничивающие факторы в отдельных ландшафтных зонах и в водных экосистемах.
Адаптации к абиотическим факторам. Определение понятия. Адаптивные комплексы. Примеры адаптаций: эктотермные и эндотермные организма; биоритмы, фотопериодизм, ксерофиты, адаптации животных к дефициту кислорода и др. Жизненные формы растений и животных.
Типы стратегии жизни (поведения) организмов. «r-отбор» и «К-отбор». Система типов стратегий Раменского – Грайма, треугольник Грайма. Первичные типы стратегий как r- и К-стратегии (организмы типов С, S и R). Вторичные типы стратегий, пластичность стратегий. Особенности стратегий культурных растений и животных.
Связи организмов в экосистемах. Экологическая ниша организмов.
Взаимосвязи организмов (трофические, топические, форические, фабрические). Взаимоотношения организмов: симбиоз, хищничество и паразитизм (различия в образе жизни и адаптациях), конкуренция, комменсализм, аменсализм, нейтрализм. Экологическая ниша как многомерное явление. Различия экологических ниш у растений и животных. «Правило конкурентного исключения» .
Тема 3. Демэкология.
Общая характеристика популяции. Определение популяции. Взаимоотношения в популяции. Статические показатели популяций (численность, плотность, показатели структуры).
Популяционные законы. Возрастная и половая структуры популяций. Понятия: «размер популяции», «сопротивление среды», «биотический потенциал», Возрастная, половая структуры популяций.
Пространственная и этологическая структуры популяций. Типы распределения особей популяции в пространстве (случайное, групповое, регулярное).
Динамика популяций. Динамические характеристики популяций. Кривые выживания. Модели роста популяций. Регуляция плотности популяции.
Популяции синантропных видов.
Тема 4. Синэкология.
Трофическая структура биоценозов. Пищевые цепи и сети. Экологические пирамиды. Закономерности трофического оборота в биоценозе.
Видовая и пространственная структуры биоценозов. Видовое разнообразие; α – разнообразие, β – разнообразие. Количественное соотношение числа видов между собой. Доминантные виды, «второстепенные» виды. Обилие вида. Степень доминирования. Консорция. Ярусное строение в фитоценозе, мозаичность.
Закономерности саморегуляции биоценозов, экологическое дублирование.
Биоразнообразие. Аллогенные и автогенные процессы, способствующие биоразнообразию на внутривидовом, межвидовом и биосферном уровнях. Биологическая регуляция окружающей среды.
Тема 5. Экологические системы.
Концепция экосистемы. Функциональные блоки экосистемы. Классификация экосистем. Пищевые цепи. Детрит в экосистеме. Биологическая продукция и запас биомассы. Связь биоразнообразия с функциональными параметрами экосистемы.
Разнообразие экосистем. Фототрофные естественные экосистемы: лес и озеро. Фототрофные экосистемы океана. Хемоавтотрофные экосистемы рифтовых зон. Гетеротрофные и автотрофно-гетеротрофные естественные экосистемы. Сельскохозяйственные экосистемы; городские экосистемы. Биомы.
Динамика экосистем. Классификация изменений экосистем. Циклические изменения экосистем. Первичные автогенные сукцессии и климакс. Модели автогенных сукцессий. Гетеротрофные сукцессии. Вторичные автогенные (восстановительные) сукцессии. Аллогенные сукцессии. Природная и антропогенная эволюции экосистем. Адвентивизация биосферы.
Системный подход и моделирование в экологии. Системные принципы: целостность, структурность, взаимозависимость, иерархичность. Понятие модели и требования к ней. Этапы моделирования. Виды моделей по составу построения и характеру объекта отображения.
Тема 6. Биосфера.
Структура и границы биосферы. Атмосфера, литосфера, гидросфера, магнитосфера.
Живое вещество биосферы. Биомасса растений, животных и бактерий. Распределение плотности живого вещества на суше и в пределах гидросферы. Биогеохимические циклы. Основные направления эволюции биосферы.
Основные направления эволюции биосферы. Вернадского о биосфере. Сопряженная эволюция (коэволюция) и групповой отбор. Регулирующее воздействие биоты на окружающую среду.
Ресурсы биосферы. Природные ресурсы и их классификация.
Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы. Понятие. Взгляды Терьер де Шардена и на ноосферу.
Практические работы к разделу «Биосфера»:
1. Живое вещество биосферы.
2. Пищевые цепи биосферы.
3. Продовольственные ресурсы Мирового океана и его частей.
4. Продовольственные ресурсы агрофитоценозов.
Перечень тем семинарских занятий:
1. Значение экологического образования.
2. Становление и история развития экологии.
3. Факторы среды: факторы – условия.
4. Факторы среды: факторы – ресурсы.
5. Адаптации организмов к абиотическим факторам.
6. Экологические системы и их разнообразие.
Часть 2. «Устойчивое развитие»
№ п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
Лекции | Семинары | практические | Самостоятельная работа | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Введение. История возникновения понятия "устойчивое развитие" Создание концепции устойчивого развития | 5 | 1 | 1 | 3 | устный контроль | ||
2 | Первые глобальные модели и международные соглашения в области окужающей среды и развития | 5 | 1-2 | 1 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | |
3 | Основы теории устойчивости систем. Общие проблемы устойчивого развития | 5 | 3-4 | 1 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | |
4 | Устойчивость природных систем Природные факторы возникновения неустойчивости в биосфере | 5 | 4-7 | 2 | 2 | 2 | 3 | устный и письменный контроль |
5 | Структура ноосферы и взаимодействие природы и общества. Антропогенно-природные факторы возникновения неустойчивости в биосфере | 5 | 7-8 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | ||
6 | Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере | 5 | 8-10 | 2 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | |
7 | Социально-экономические проблемы развития | 5 | 10 | 1 | 3 | устный и письменный контроль | ||
8 | Методологические проблемы изучения устойчивого развития. Критерии и показатели устойчивого развития. Уровни устойчивого развития | 5 | 11-13 | 2 | 2 | 2 | 3 | устный и письменный контроль |
9 | Опыт разработки стратегий устойчивого развития в мире | 5 | 14-15 | 2 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | |
10 | Проблемы и перспективы устойчивого развития России. Современное развитие России. | 5 | 16-17 | 2 | 2 | 3 | устный и письменный контроль | |
11. | Обеспечение устойчивого развития России | 5 | 18 | 1 | 3 | устный и письменный контроль | ||
12 | Заключение | 5 | 18 | 1 | 3 | Опрос, тестирование, реферат | ||
Всего: | 18 | 10 | 8 | 36 | зачёт |
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
