Рабочая программа дисциплины Прикладное ландшафтоведение (стр. 2 )

Понятие о геофизике как науке о физических явлениях и процессах в оболочках Земли и ее ядре. Место геофизики среди наук о Земле. Современные проблемы и основные направления геофизических исследований: физика атмосферы, физика моря, физика литосферы, геологическая (региональная и разведочная) геофизика, инженерная геофизика, геофизика ландшафта, экологическая геофизика. Предметы, методы, задачи исследований.

История развития геофизики и геофизических методов исследования. Роль геофизики в изучении геосфер Земли. Связь экологии и геофизики.

Основные особенности геофизического строения Земли и ее оболочек. Глобальные геофизические поля, их роль в эволюции Земли. Региональные физические свойства вещества Земли.

Гравитационное поле. Понятие изостазии, вязкости Земли, данные о ее плотностей неоднородное т. Фигура Земли. Связь гравитационного поля с тектоническим строением.

Тема 2. Магнитное поле Земли, его происхождение, вариации. Тепловое поле Земли, процессы теплообмена в оболочках Земли.

Магнитное поле Земли, его происхождение, вариации. Нормальные и аномальные магнитные поля. Связь геомагнитных полей с магнитными свойствами горных пород.

Электромагнитные поля Земли, их природа и связь с особенностями строения и взаимодействия геосферных оболочек. Глобальные, региональные, локальные геоэлектрические поля. Электрические свойства горных пород.

Тепловое поле Земли, процессы теплообмена в оболочках Земли. Тепловой поток, термические зоны Земли. Тепловые свойства горных пород.

Барическое поле Земли. Реологические свойства вещества Земли. Ползучесть, вязкость, релаксация, фазовые переходы вещества и их оценка по геофизическим данным. Геофизические модели Земли; распределение упругих, плотностных, магнитных свойств, электропроводности, температуры и давления в оболочках Земли. Внешние и внутренние источники энергии Земли; геофизическая эволюция Земли и ее связь с эндогенными и геодинамическими процессами: конвекцией мантийного вещества и движением литосферных плит, вулканизмом, сейсмической активностью.

Тема 3. Физические поля в биосфере. Геофизика ландшафта. Из истории геофизики ландшафта.

Физические поля в биосфере, их роль в формировании пространственно-временной структуры природных и природно-техногенных геосистем. Влияние физических полей на биосферные процессы.

Техногенные физические поля, их природа, происхождение, пространственно-временная структура. Воздействие техногенных полей на окружающую среду. Геофизические поля и здоровье человека.

Из истории геофизики ландшафта. Григорьева, , . Концептуальные модели. Геосистемы с горизонтальными и вертикальными связями. Эмерджентность. Хроноорганизация географических процессов и ее физическая сущность. Пространство – время в ландшафтоведении.

Тема 4. Балансовые уравнения вещества и энергии. Основные положения биоэнергетики ландшафта.

Основные источники энергии природных процессов в ландшафте. Балансовые уравнения вещества и энергии. Метод балансов и его ограничения. Радиационный и тепловой балансы геосистем. Роль альбедо, крутизны и экспозиции склонов в поступлении и перераспределении энергии. Водный баланс геосистем. Баланс вещества. Уравнение связи водного и теплового режима геосистем.

Основные положения биоэнергетики ландшафта. Трофические цепи. Физико-географические факторы фотосинтеза. Оптическая плотность растительного покрова, функции пропускания и поглощения солнечной радиации. Понятия продуктивности. Энергетическая продукция. Энергетические эквиваленты фотосинтеза. КПД фотосинтеза зональных ландшафтов мира. Закономерности распределения КПД фотосинтеза растительного покрова на внутриландшафтном уровне. Вторичная продукция. Линдемана. Энергетические и биоэнергетические характеристики зональных типов и родов ландшафтов. Энергетика почвообразования.

Тема 5. Физическая география и теория информации Региональная геофизика ландшафта.

Физическая география и теория информации. Информационные связи и их специфика в гео - и экосистемах. Природа саморегуляции. Устойчивость и изменчивость процессов в геосистемах. Гомеостаз.

Региональная геофизика ландшафта. Геофизическая характеристика зональных и подзональных типов и подтипов геосистем (биогеоценозов): пустынно-арктических, тундровых, таежных, мерзлотно-таежных, лесных, лесостепных, степных, полупустынных, пустынных, саванн, влажных тропических вечнозеленых лесов.

Тема 6. Геофизические методы исследования. Арокосмические (дистанционные) методы геофизических исследований.

Геофизические методы исследования. Геофизическая характеристика систем с горизонтальными связями: речных бассейнов, ледниковых, снежных, лавинных, эоловых. Их классификация, история развития. Роль геофизических методов в геологии; разведочная геофизика. Область применения геофизических методов в геоэкологии.

Аэрокосмические (дистанционные) методы геофизических исследований, их классификация, физическая основа; особенности получаемой информации, способы ее интерпретации; области применения и решаемые задачи.

Тема 7. Наземные геофизические методы, их классификация. Методы определения составляющих радиационного, теплового, водного балансов и баланса вещества в ландшафте.

Наземные геофизические методы, их классификация. Электромагнитное зондирование и профилирование с помощью естественно и искусственно созданных электрических полей: физические основы, методики наблюдений, принципы интерпретации, решаемые задачи.

Сейсмические методы исследования, их классификация, физические основы, методика наблюдений, принципы интерпретации. Области применения и решаемые задачи.

Гравиметрические и магнитные методы, их физические основы, методика наблюдений и области применения. Термометрические методы. Методы ядерной геофизики.

Аквальные геофизические методы, их физические основы и классификация. Методика аквальных геофизических наблюдений на море и в пресноводных водоемах. Области применения и решаемые задачи.

Методы геофизических исследований во внутренних точках среды (скважинная и шахтная геофизика). Классификация методов, задачи, исследований, особенности наблюдений, получаемые результаты.

Методы определения составляющих радиационного, теплового, водного балансов и баланса вещества в ландшафте.

Тема 8. Применение геофизических методов при решении геоэкологических задач. Природные и природно-техногенные экосистемы как предмет геофизических исследований.

Природные и природно-техногенные экосистемы как предмет геофизических исследований. Эколого-геофизические аномалии природного и техногенного происхождения, их классификация, особенности проявленности во времени и пространстве, связь с физическими процессами в оболочках Земли и с хозяйственной деятельностью человека. Физико-геологические (ФГМ) и эколого-геофизические (ЭГМ) модели объектов исследования. Принципы комплексирования геофизических методов при решении экологических задач.

Геофизические методы изучения и прогноза экологически опасных природных процессов и катастроф: землетрясений, цунами, ураганов и наводнений, селей и оползней, деградации мерзлоты, карстово-суффозионных деформаций и др.

Тема 9. Эколого-геофизические исследования природно-техногенных систем.

Эколого-геофизические исследования природно-техногенных систем. Радиационное, электромагнитное, вибрационное, тепловое, барическое загрязнение окружающей среды. Статистические и динамические ФГМ и ЭГМ техногенного загрязнения; предельно допустимые экологические нагрузки на окружающую среду, их связь с геофизическими аномалиями.

Принципы эколого-геофизического районирования урбанизованных территорий. Методика комплексных геофизических исследований при изучении загрязнения окружающей среды. Эколого-геофизический мониторинг техногенного загрязнения окружающей среды, его задачи, структура информационного канала. Методика режимных геофизических наблюдений, представление результатов.

Практические примеры эколого-геофизических исследований. Изучение экологически опасных природных процессов; эколого-геофизическое районирование городских территорий; оценка загрязнения подземных и поверхностных вод; радиационный контроль территорий; геофизический мониторинг опасных техногенных процессов на урбанизированных территориях.

Перечень тем семинарских занятий

1. Геофизика как наука о физических явлениях и процессах в оболочках Земли и её ядре.

2. Глобальные геофизические поля, их роль в эволюции Земли.

3. Геофизические модели Земли; распределение упругих, плотностных, магнитных свойств, электропроводности, температуры и давления в оболочках Земли.

4. Внешние и внутренние источники энергии Земли; геофизическая эволюция Земли и ее связь с эндогенными и геодинамическими процессами: конвекцией мантийного вещества и движением литосферных плит, вулканизмом, сейсмической активностью.

5. Техногенные физические поля, их природа, происхождение, пространственно-временная структура. Воздействие техногенных полей на окружающую среду. Геофизические поля и здоровье человека.

6. Основные источники энергии природных процессов в ландшафте. Основные положения биоэнергетики ландшафта.

7. Природа саморегуляции. Устойчивость и изменчивость процессов в геосистемах. Гомеостаз.

8. Методы геофизических исследований. Аэрокосмические (дистанционные), наземные, сейсмические гравиметрические, магнитные, термометрические. Методы ядерной геофизики.

9. Методы определения составляющих радиационного, теплового, водного балансов и баланса вещества в ландшафте.

10. Геофизические методы изучения и прогноза экологически опасных природных процессов и катастроф. землетрясений, цунами, ураганов и наводнений, селей и оползней, деградации мерзлоты, карстово-суффозионных деформаций и др.

11. Эколого-геофизические исследования природно-техногенных систем. Радиационное, электромагнитное, вибрационное, тепловое, барическое загрязнение окружающей среды

12. Принципы эколого-геофизического районирования урбанизованных территорий.

13. Эколого-геофизический мониторинг техногенного загрязнения окружающей среды.

Перечень практических работ

1. Предельно допустимые экологические нагрузки на окружающую среду.

2. Определения составляющих радиационного, теплового, водного балансов и баланса вещества в ландшафте.

3. Эколого-геофизический мониторинг техногенного загрязнения окружающей среды.

4. Эколого-геофизическое районирование городских территорий.

5. Оценка загрязнения подземных и поверхностных вод;

6. Радиационный контроль территорий.

Часть 2. «Геохимия ландшафта»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).

№ 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	Тема 1. Введение. Из истории развития геохимии ландшафтов. Ландшафт как неравновесная динамическая система	5	1	2			3	устный и письменный контроль
2	Тема 2. Кларки и распространенность химических элементов в ландшафтах. Факторы, параметры и виды миграции химических элементов.	5	1,2,3	4	2		3	устный и письменный контроль
3	Тема 3. Роль гипергенных процессов в миграции и концентрации элементов	5	3,4	2			3	устный и письменный контроль
4	Тема 4. Биогенная миграция химических элементов	5	4,5	2		2	3	устный и письменный контроль
5	Тема 5. Физико-химическая миграция элементов	5	5,6	4			3	устный и письменный контроль
6	Тема 6. Механическая и техногенная миграции химических элементов Тема 7. Миграционная и геохимическая структуры ландшафтов	5	7,8	4	2		6	устный и письменный контроль
7	Тема 8. Геохимическая классификация ландшафтов Тема 9. Геохимия группы тундровых ландшафтов	5	9,10	4	2		6	устный и письменный контроль
8	Тема 10. Геохимия лесных ландшафтов Тема 11. Геохимия степных ландшафтов	5	11,12	4		2	6	устный и письменный контроль
9.	Тема 12. Геохимия ландшафтов пустынь Тема 13. Геохимия азональных ландшафтов	5	13,14	2	2	2	6	устный и письменный контроль
10	Тема 14. Геохимия океанических ландшафтов Тема 15. Геохимия городских ландшафтов	5	15,16	2		4	6	устный и письменный контроль
11	Тема 16. Геохимия агроландшафтов Тема 17. Геохимия техногенных ландшафтов	5	17,18	2	2		6	опрос, тестирование
12	Тема 18. Прикладные аспекты геохимии ландшафтов	5	18	2			3	опрос, тестирование
Всего:	36	8	10	54	зачёт

Введение