Реферат: Программа дисциплины экология популяций и сообществ для студентов специальности 020803 «Биоэкология» направления

Министерство образования Российской Федерации




ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе


____________С.Б. Бурухин

"____"__________2007 г.


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ И СООБЩЕСТВ


для студентов специальности 020803 «Биоэкология»

направления 020800 «Экология и природопользование»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







7-й










Общая трудоемкость дисциплины

80

80










Аудиторные занятия

54

54










Лекции

36

36










Практические занятия и семинары

18

18










Самостоятельная работа

26

26










Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




зачет












Обнинск 2007

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 020803 - биоэкология

Программу составила


__________________Горшкова Т.А., старший преподаватель кафедры биологии


Программа рассмотрена на заседании кафедры биологии (протокол № __ от ________ 2007 г.)


Зам. заведующего кафедрой биологии


_____________________ Е.И. Егорова


«___»________________ 2007 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно-методического Декан

управления факультета естественных наук


___________________Ю.Д. Соколова _____________________Н.Б. Эпштейн


«___»________________2007 г.


^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Целью учебного курса «Экология популяций и сообществ» является изучение популяций и сообществ организмов как биологических систем, обладающих специфическими свойствами и экологическими характеристиками.

В связи с поставленной целью в задачи дисциплины «Экология популяций» входит изучение состава, структуры, динамики популяций животных и растений, общих принципов популяционного гомеостаза, структуры и динамики сообществ организмов и экосистем.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: популяционную структуру вида, структуру, особенности динамики и гомеостаза популяций, формы взаимоотношений организмов в биоценозах, понятие об экологических нишах, жизненных формах, трофической структуре биоценоза, основные типы экосистем

уметь: свободно пользоваться терминологией демэкологии и синэкологии; описывать внутрипопуляционные взаимодействия, взаимодействия популяции со средой; оценивать биологические преимущества различных форм внутривидовых и межвидовых взаимодействий; оценивать продуктивность экосистем, выявлять известные закономерности экологии популяций и сообществ при изучении модельных и реальных популяций.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


Экология популяций (демэкология). (14 часов).


1. Определение и соотношение понятий: организм, вид, популяция, экосистема. Генетическая и экологическая трактовка понятия популяции. Популяция как форма существования вида, как элементарная единица эволюции и как часть биотического сообщества.

2. Популяционная структура вида (подвиды, географические популяции). Биологические свойства популяции - свойства общие для популяции и составляющих ее организмов структурированность, целостность, авторегуляции, адаптивные реакции, самовоспроизводимость, жизненный цикл).

3. Статические и динамические характеристики популяции. Численность и плотность (общая и экологическая), возрастной и половой состав, пространственное размещение особей в популяции.

4. Механизмы, поддерживающие пространственную структуру популяции (соотношение размеров организмов и их численности, территориальность и миграции, половое и пищевое поведение).

5. Кривые и таблицы выживания. Оценка ожидаемой продолжительности жизни. Рождаемость, смертность и скорость популяционного роста.

6. Экспоненциальный рост популяций. Биотический потенциал . Пределы роста, емкость среды. Понятие о ресурсах. Факторы ограничивающие рост численности популяций: нехватка пищи и других ресурсов, пресс хищников и паразитов, поведенческие механизмы саморегуляции.

7. Жизненные «стратегии» популяций. «К» и «r» стратегии. Виоленты, патиенты, эксплеренты. Циклические колебания численности и их причины. Взаимодействие популяций. Различия и сходства между популяциями представителей различных царств (бактерий, простейших, грибов, растений, животных) организмов.


Основная литература:

Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 352 с.

Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – 624 с.: ил

Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – 2-е изд., испр. – М.: Высшая школа 2000. – 512 с.: ил.

Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, привила, принципы и гипотезы) – М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 – 367 с.


Экология сообществ (синэкология). (22 часа).


8. Популяции в сообществах и экосистемах. Понятие экологической ниши. Роль межвидовых взаимоотношений (симбиоза) в становлении и поддержании структуры сообщества. Различные формы симбиоза - мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм. Отношения хищник - жертва и паразит - хозяин. Роль хищников и паразитов в регуляции численности и поддержании гомеостаза сообществ.

9. Конкуренция внутри и межпопуляционная. Коэволюция популяций и становление межпопуляционных отношений. Пространственная и временная структура сообществ. Трофические сети. Понятие об экологической нише.

10. Состав и структура сообществ: видовое, структурное и генетическое разнообразие в сообществах. Индексы разнообразия и доминирования. Сообщества во времени. Сезонные изменения состава и структуры сообществ.

11. Сложные системы. Отличие в методах исследования и анализа живых и неживых систем. Моделирование. Типы моделей (вербальные, графические, физические и математические).

12. Редукционный и системный подходы. Проблемы, связанные с получением репрезентативных результатов при исследовании сообществ и экосистем. Мониторинг.

13. Потоки вещества и энергии в экосистемах. Принципиальная блоковая схема строения экосистемы (продуценты, консументы, редуценты, депонированное вещество). Биосфера как глобальная экосистема.

14. Идеи В.И. Вернадского о космической роли живого вещества в формировании современного облика оболочек Земли. "Быстрые" обменные процессы в биологических сообществах и "медленные" геологические процессы, их значение и взаимосвязь в глобальных круговоротах вещества и энергии. Чистая и валовая продукция экосистем. Проблемы функционирования экосистем, связанные с естественными процессами депонирования (накопления) продукции.

15. Экосистемы во времени. Сукцессия. Типы и механизмы сукцессии. Эволюция биоразнообразия и сукцессии в современных экосистемах. Место и роль человека как биологического вида в этих процессах. Устойчивость сообществ и экосистем. Концепция климакса.

16. Типы и классификация сообществ и экосистем. Жизнь в водной среде. Создание органического вещества в поверхностном слое морей и его потребление на глубине. Неравномерность распределения процессов продуцирования в географическом масштабе. Низкая продуктивность центральных частей океана (как следствие нехватки биогенных, элементов) и высокая продуктивность прибрежных областей и зоны подъема глубинных вод. Цепи и сети в океанической экосистеме.

17. Наземные экосистемы. Определяющая роль первичной продукции высших растений. Два пути утилизации энергии продуцентов в наземных пищевых цепях: "пастбищный" - через фитофагов и хищников; и "детритный" - через потребление сапрофагами отмерших организмов.

18. Основные типы наземных экосистем. Влажные тропические леса - наиболее продуктивные экосистемы биосферы. Разнообразие флоры и фауны тропических лесов. Роль лесов в определении динамики содержания углекислого газа в атмосфере. Степи, полупустыни и пустыни. Полнота биотического круговорота в наземных экосистемах. Болота - их роль в накоплении (депонировании) различных веществ и регулировании речного стока. Почва как важнейший биокосный компонент наземных экосистем.

Основная литература:

Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 352 с.

Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – 624 с.: ил

Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 703 с.

Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. спец. – М.: Просвещение, 1980. – 255 с., ил.

^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Число часов

Дем-экология

Популяции в иерархии биологических систем и в пространстве

2

Структура популяции

2

Биотический потенциал, выживаемость и колебания численности

2

Экологические стратегии и типы динамики численности

2

Син-экология

Формы взаимоотношений в биоценозах

2

Экологические ниши и жизненные формы

2

Трофические сети и экологические пирамиды

2

Сезонная жизнь сообществ

2

Особенности наземных и водных экосистем

2


^ 3.3. Лабораторный практикум – не предусмотрен


3.4. Курсовые проекты (работы) – не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля



Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

Структура и динамика популяций

Коллоквиум

9

Жизнь вида в составе сообщества

Контрольная

17


^ 3.6. Самостоятельная работа


1. Логистическая модель роста численности популяции. Разнообразие типов динамики численности.

Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – С. 102 – 108.

2. Роль моделирования в исследовании популяций, сообществ и экосистем. Примеры моделей различных процессов (пространственное размещение, динамика численности, конкуренция и т.п.).

Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – С. 318 – 323.

3. Реки и озера: их роль в переработке и аккумуляции вещества, создающихся на суше. Озеро как экосистема. Сезонное эвтрофирование озер и рек. Распределение притока биогенных элементов в пресноводных экосистемах и его регулирование через пресс рыб и зоопланктона.

Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – С. 184 – 193.


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 352 с.

2. Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – 624 с.: ил

3. Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – 2-е изд., испр. – М.: Высшая школа 2000. – 512 с.: ил.

4. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, привила, принципы и гипотезы) – М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 – 367 с.

5. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 703 с.

6. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. спец. – М.: Просвещение, 1980. – 255 с., ил.


^ 4.1.2. Дополнительная литература

1. Гейнрих Д, Гергт М. Экология: dtv-Atlas: Пер. с 5-го нем. изд. – М.: Рыбари, 2003. – 287 с.: ил.

2. Радкевич В.А. Экология: Учебник. – 4-е изд., стер. – Мн.: Выш. шк., 1998. – 159 с.: ил.

3. Кемп П., Армс К. Введение в биологию: Пер. с анкл. – М.: Мир, 1998. – 671 с., ил.

4. Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы. – М.: Педагогика-Пресс, 1994. – 208 с.: ил.

5. Дьяков Ю.Т. О болезнях растений. – М.: Агропромиздат, 1985 – 221 с., ил.

6. Акимушкин И.И. Проблемы этологии. – М.: Мол. гвардия, 1985. – 191 с., ил.


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Лекции-презентации по разделам курса.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Проектор для презентаций.