ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
I. Организационно-методический раздел
В настоящее время изучение экологии и экологических проблем современного
мира является весьма актуальным. В программе рассмотрены основные положения
общей экологии, учения о биосфере, антропогенные воздействия на биосферу,
проблемы экологии человека, связи здоровья населения России с загрязнением
окружающей среды, даны современные представления об устойчивом развитии России.
Цель курса: формирование у студентов представления о взаимосвязях природы и
общества, о том, что выход из современного экологического кризиса возможен только
через экологическое образование и воспитание всего населения России.
Задачи курса:
-изучение устройства биосферы и закономерностей ее функционирования;
-изучение взаимосвязей живых организмов с окружающей средой;
-изучение взаимосвязей природы и человеческого общества;
-анализ экологических проблем, связанных с изменением состояния окружающей
природной среды и с использованием природных ресурсов;
-рассмотрение концепции устойчивого развития
Место курса в системе биологического образования
Курс занимает одно из важнейших мест в системе биологического образования,
так как дает представление о функционировании надорганизменных систем, таких, как
популяции, сообщества, экосистемы и биосфера в целом, о взаимодействиях живых
организмов в таких системах, о проблемах, связанных с использованием человеком
природных ресурсов.
Требования к уровню освоения курса:
Дипломированный специалист в области биохимии должен знать основные
понятия и законы экологии, особенности взаимодействия организмов со средой и
взаимоотношений между организмами в экосистеме, учение о биосфере, проблемы,
связанные с воздействием человека на природную среду, характеристики воздействия
химических веществ на живые системы, в том числе и на человека.
Формы проведения занятий: лекции.
II. Содержание курса
Тема 1. Экология как наука. История экологии. Объект, предмет науки экологии.
Значение экологии в наши дни. Место экологии среди других наук. Соотношение
понятий «природа», «природная среда», «окружающая среда», «рациональное
природопользование» и «охрана природы». Антропогенные воздействия на биосферу.
Экологические кризисы в истории Земли. Литература по экологии.
Тема 2. Учение об экологических факторах. Характеристика важнейших
экологических факторов. Лимитирующие факторы. Антропогенные факторы.
Адаптации организмов к воздействию экологических факторов. Взаимодействие
факторов. Классификация А.С.Мончадского. Законы Ю.Либиха (1840), В.Шелфорда
(1913), закон незаменимости фундаментальных факторов В.Вильямса (1949). Правило
Д.Аллена (1877). Правило К.Бергмана (1847). Правило поверхностей.
Тема 3. Понятие популяции. Правило С.С.Четверикова (1903). Основные
свойства популяции. Плотность, оценка плотности популяции с помощью различных
методов. Структура популяции: возрастная, половая, пространственная, генетическая,
4
экологическая. Достаточная численность популяции. Изоляция популяции. Радиус
репродуктивной активности. Принцип минимального размера популяций.
Тема 4. Сообщества, экосистемы, биогеоценозы. Эмерджентные свойства
экосистем. Правило пирамиды чисел Элтона (1927). Принцип (правило) разнообразия
условий биотопа А.Тинемана (1939). Правило 10% Р. Линдемана (1942). Правило
биологического усиления. Экотоп. Экотон. Причины разнообразия биоценозов.
Устойчивость популяций и сообщества.
Тема 5. Популяция во времени. Основные динамические характеристики
популяции (рождаемость, смертность, мгновенная скорость роста популяции, таблицы
и кривые выживания). Основное уравнение динамики численности популяции. Законы
роста численности популяции. Анализ экспоненциального роста. Анализ
логистического роста численности популяции. Причины колебаний численности
популяций. Колебания численности популяций в природе и механизмы регуляции
численности. Классификация типов динамики численности. Популяционные циклы.
Правило максимальной рождаемости (воспроизводства). Правило колебаний
(цикличности) численности. Теория лимитов популяционной численности (теория
Х.Андреварты - Л.Бирча (1954)). Теория биоценотической регуляции численности
популяций К.Фридерикса (1927). Синтетическая теория динамики численности. Метод
анализа динамики численности популяции на фазовой плоскости (метод А.Исаева -
Р.Хлебопроса (1974)).Модифицирующие и регулирующие факторы. Коэффициент
размножения. Фазовый портрет популяции фитофага. Траектория вспышки массового
размножения на фазовом портрете. Вспышка массового размножения: типы вспышек,
качественные и количественные показатели популяций во время вспышек.
Тема 6. Популяции в сообществах. Типы взаимодействия между двумя видами.
Экологическая ниша. Местообитание популяции, вида. Конкуренция. Внутривидовая
конкуренция и динамика численности популяции. Влияние внутривидовой
конкуренции на особей. Закон постоянства конечного урожая. Групповой эффект.
Массовый эффект. Принцип скопления (агрегации) особей В.Олли (1931).
Территориальность и регуляция численности популяции. Правило стрессогенного
увеличения надпочечников у высших позвоночных животных (Я.Кристиан, 1963).
Саморегуляция популяций. Межвидовая конкуренция: условия возникновения,
последствия, приспособления для снятия у видов, типы конкуренции. Уравнение
динамики численности, обусловленное межвидовой конкуренцией. Принцип Г.Ф.Гаузе
(1934). "Планктонный парадокс" Дж. Хатчинсона. Сосуществование конкурирующих
видов без заметного разделения ниш. Растительноядность, паразитизм, аллелопатия,
антибиоз, хищничество. Основные свойства хищничества. Влияние хищников на
отдельные особи жертв. Влияние хищников на популяции жертв. Ответные реакции
хищников (функциональные ответы): скорость потребления и плотность корма. Модель
динамики численности хищника и жертвы А.Лотки - В.Вольтерра. Механизмы
стабилизации численности в системе "хищник-жертва". Эффекты саморегуляции.
Агрегация и частичные убежища в пространстве. Пятнистость и время: “игра в прятки”.
Воздействие человека на популяции организмов.
Тема 7. Динамика экосистем. Понятие, классификации и параметры сукцессии.
Теории сукцессий: холистическая, индивидуалистическая, регенерационная.
Концепция климакса. Изменения основных характеристик экосистем в ходе сукцессии.
Стратегии популяций.
Тема 8. Понятие биосферы. Определение, границы, эволюция биосферы. Учение
В.Вернадского о биосфере. Поток энергии в биосфере. Первый и второй законы
термодинамики. Продуктивность, биомасса. Характеристика основных биомов Земли,
Красноярского края.
Тема 9. Устойчивость популяций, сообществ и экосистем. Сложность и
устойчивость сообществ. Гипотеза Р.Мак-Артура (1955). Гипотеза Р.Мея (1981).
