МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Географический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической
работе_______________ Е. Г. Елина
"_____" _________________ 2012 г.
Рабочая программа дисциплины
ЭКОЛОГИЯ
Направление подготовки
021300 Картография и геоинформатика
Профиль подготовки
Геоинформатика
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2012 год
1. Цели освоения дисциплины
Цель освоения дисциплины «Экология» состоит в изучении и
понимании взаимоотношений между живыми организмами и средой их
обитания, а также формировании у студентов понятийного аппарата по
экологии, ознакомление их с главными концепциями и принципами науки.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина читается на 2 курсе и входит в состав базовой части
математического и естественнонаучного цикла. Она логически и
содержательно-методически связана с дисциплинами «Химия», «Физика», с
дисциплинами модуля «География», прежде всего такими как
«Землеведение»,
«География
почв
с
основами
почвоведения»,
«Метеорология и климатология».
Дисциплина дает объяснение многообразию взаимоотношений
организмов и их отношений к условиям среды. Она является основой для
изучения некоторых других дисциплин, таких как «Экономика
природопользования».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины «Экология»
Выпускник должен обладать следующими компетенциями:
ОК – 1. Владеть культурой мышления, способность к общению,
анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её
достижения;
ПК – 3. Владеть базовыми знаниями фундаментальных разделов
экологии в объеме, необходимом для освоения физических, химических и
биологических основ в общей, физической и экономической географии.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
 теоретические основы и базовые представления основных разделов
общей экологии;
 основные этапы исторического развития экологии как науки.
 свойства и принципы функционирования организмов, популяций,
сообществ и экосистем.
 разнообразие экологических систем.
 новейшие научные данные о пределах устойчивости биосферы и
глобальных экологических изменениях и т.п.
Уметь:
 излагать
и
критически
анализировать
базовую
общепрофессиональную информацию.
 применять экологические методы исследований при решении
типовых профессиональных задач.
 собирать и анализировать экологическую информацию.
Владеть:
 навыками самостоятельной работы со специализированной
литературой;
 методами и способами программных экологических наблюдений
природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы (144
Самостоятельная
работа
практические
Семинары
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в
часах)
Лекции
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/п
Неделя семестра
часа).
1
Становление и история
развития экологии
3
1
3
2
Аутэкология
3
1-7
11
4
3
Демэкология
3
8-11
5
4
9
4
Синэкология
3
11-13
5
2
9
5
Экологические системы
3
13-15
5
2
9
6
Биосфера
3
15-18
7
Всего:
36
8
12
2
10
4
9
6
54
Формы текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
устный
письменный
контроль
устный и
письменный
контроль
устный и
письменный
контроль
устный и
письменный
контроль
устный и
письменный
контроль
устный и
письменный
контроль
Экзамен
и
Становление и история развития экологии.
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. Законы Б. Коммонера.
Этапы исторического развития экологии как науки. Предтечи
экологии: вклад в экологию К. Линнея, А.Л. Лавуазье, Ж.Б. Ламарка,
значение работ Т.Мальтуса для экологии, А.Гумбольдт как эколог, вклад в
развитие экологии Ч.Дарвина, К. Рулье, В.В. Докучаева, 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».
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 факторовусловий 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 факторресурс. 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 «Котбор». 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» Г.Ф. Гаузе.
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.
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.
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.
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. Учение В. И.
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 В.И. Вернадского на ноосферу.
5. Образовательные технологии
При реализации учебной работы в форме лекций используются
различные формы визуализации наглядного материала (мультимедийные
презентации MS Power Point, таблицы, материалы периодической печати ).
При проведении семинарских занятий в рамках разделов курса
«Основы экологии» применяется система устных докладов подготовленных
студентами в ходе самостоятельной работы в течение семестра. Краткие
сообщения по актуальным проблемам науки, выполняются на основании
изучения студентами современных научных периодических изданий.
Предпочтение отдается реферируемым журналам РАН и др. изданиям.
Доклады завершаются дискуссией по основным вопросам, затронутым в
устных сообщениях.
При проведении практических занятий в рамках изучения разделов
курса студенты знакомятся со структурой и границами биосферы,
пищевыми цепями. С продовольственными ресурсами Мирового океана, его
частей и продовольственными ресурсами агрофитоценозов.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Самостоятельная работа обучающихся проводится в форме изучения
дополнительной литературы, в том числе периодических научных
реферируемых изданий.
По результатам данной работы выполняются рефераты и устные
доклады на семинарских занятиях с последующим их обсуждением.
Темы рефератов:
1. Значение экологического образования.
2. Общие положения теории систем: виды систем.
3. Законы Б. Коммонера.
4. «Золотой век» теории экологии.
5. Современная экология.
6. Главные уровни организации жизни – ген, клетка, орган, организм,
популяция, сообщество (биоценоз).
7. Факторы среды. Факторы-условия
8. Основные принципы аутэкологии.
9. Адаптации к абиотическим факторам.
10.Типы стратегии жизни (поведения) организмов.
11.Связи организмов в экосистемах. Экологическая ниша организмов.
12.Популяционные законы.
13.Пищевые цепи и сети. Экологические пирамиды.
14.Видовая и пространственная структуры биоценозов.
15.Биологическая регуляция окружающей среды.
16.Фототрофные естественные экосистемы.
17.Природная и антропогенная эволюции экосистем. Адвентивизация
биосферы.
18.Основные направления эволюции биосферы.
19.Учение В.И. Вернадского о биосфере. Сопряженная эволюция
(коэволюция) и групповой отбор.
20.Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы.
Перечень тем практических занятий:
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. Становление и история развития экологии как науки
2. Методы экологических исследований
3. Системы организмов и биота Земли.
4. Среда и ее экологические факторы
5. Факторы среды: факторы – ресурсы
6. Действие факторов среды на организм человека
7. Пространственная и этологическая структуры популяций.
8. Динамика популяций.
9. Популяции синантропных видов.
10.Трофическая структура биоценозов.
11.Закономерности саморегуляции биоценозов, экологическое
дублирование.
12.Биоразнообразие.
13.Концепция экосистемы.
14.Разнообразие экосистем.
15.Динамика экосистем.
16.Системный подход и моделирование в экологии.
17.Структура и границы биосферы.
18.Живое вещество биосферы.
19.Ресурсы биосферы
20.Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы.
7.
Учебно-методическое
и
информационное
обеспечение
дисциплины
а) основная литература:
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Ростов-на-Дону:
Феникс. 2008.
2. Страхова Н.А. Экология и природопользование: уч. пособие. Ростов-на-Дону: Феникс. 2007.
б) дополнительная литература:
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология – Ростов н/Д: Феникс,
2005. – 576 с.
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии: учебное
пособие /под ред. Г.С. Розенберга. – М.: Университетская книга, 2005.- 240
с.
3. Экологические основы природопользования: учебник /М.В.
Гальперин. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. - 255 с.
4. Экология и природопользование в России: энцикл. слов. / В. В.
Снакин; ред. совет: М.Е. Алексеев и др.; Музей землеведения МГУ
им. М. В. Ломоносова, Ин-т фундамент, проблем биологии РАН. - М.:
Acadcmia, 2008. – 814 с.
5. Экология и природопользование: учеб. пособие / Н. А. Страхова, Е.
В. Омельченко. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. -252 с.
6. Фетисова Л.М. и др. Экология атмосферы крупного
промышленного центра в условиях сложного рельефа. Саратов: Изд-во
Сарат.ун-та.2004.
7. Геоэкология и природопользование: учеб. для вузов /Н. Н.
Родзевич. - М.: Дрофа, 2003. – 255 с.
8. Геоэкология и природопользование: учеб. пособие / Н. Г.
Комарова. - М.: Академия, 2003. – 189 с.
9. Геоэкология: учеб. пособ. /В.В. Братков, Н.И. Овдиенко. - М.;
Ставрополь: Илекса; Сервисшкола, 2001. - 248 с.
10.Экология, охрана природы. Законы, кодексы, платежи. Показатели,
нормативы, Госты. Экологическая доктрина. Киотский протокол. Термины и
понятия. Экологическое право: учеб. пособие / В.Ф. Протасов. - М.:
Финансы и статистика, 2006. – 380 с.
11.Экология и природопользование в России: энцикл. слов. / В. В.
Снакин; ред. совет: М. Е. Алексеев и др.; Музей землеведения МГУ им. М.
В. Ломоносова, Ин-т фундамент, проблем биологии РАН. - М.: Academia,
2008. – 814 с.
12.Розанов С.И. Общая экология – СПб.: Изд-во "Лань", 2001. – 288 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
1. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7781 - Доклады Академии наук.
2. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7795&selid=674723 - Журнал общей
биологии
3. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7809&selid=650269 - Зоологический
журнал.
4. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7823 - Известия РАН. Серия
биологическая.
5. http://ras.ru/publishing/nature.aspx - Природа.
6. http://elibrary.ru/issues.asp?id=7753 - Успехи современной биологии.
7. http://elibrary.ru/issues.asp?id=8276 – Экология.
8. http://elementy.ru/news
Элементы.
Сайт
новостей
фундаментальной науки.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Литературные источники, тексты лекций, тематические словари.
2. Плакаты с тематическими графиками
3. Материалы периодической печати.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 021300
Картография и геоинформатика и профилю Геоинформатика.
Авторы:
Горшкова Л.Ю., к.г.н. доцент кафедры физической
ландшафтной экологии географического факультета СГУ
географии
и
Программа одобрена на заседании кафедры физической географии и
ландшафтной экологии от _____________2012 года, протокол № ________
Подписи:
Зав. кафедрой физической географии
и ландшафтной экологии д.г.н., профессор
В.З. Макаров
Декан географического факультета,
д.г.н., профессор
В.З. Макаров