Рабочая программа Фитоценология магистр

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева»
Факультет биологический
Кафедра ботаники и физиологии растений
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_______________ С.В. Полутин
«___»________________200__г.
УТВЕРЖДЕНО
Председатель учебно-методической
комиссии ______________ Н.А. Атыкян
__________________________
«____»______________200__г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ФИТОЦЕНОЛОГИЯ
(название дисциплины)
Направление подготовки: «Биология», 020200.68
Специализированная магистерская программа: экология, 020200.05.68
Индекс цикла по ГОС ДНМ.Р.03
Форма
обучения очная
Семестр 1
Вид
отчетности экзамен
Всего часов по ГОС 145
Из них:
Аудиторных 32
Практических, (семинары) 8
Лабораторных
Самостоятельная работа 105
Рабочая программа составлена на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования направления 510600 «Биология» (специальности 510613 «Экология»), утвержденного
Минобрнауки в ______году и на основании типовой (примерной) программы дисциплины, одобренной Советом УМО.
Составитель рабочей программы Шаркаева Э.Ш., к.б.н. доцент кафедры ботаники и физиологии растений
Рабочая программа утверждена
на заседании кафедры
«29» сентября
протокол № 10
зав. кафедрой ботаники и
физиологии растений д.б.н. профессор
2009 г.
А.С. Лукаткин
1. Цели и задачи дисциплины, место в учебном процессе, требования к
уровню освоения содержания дисциплины.
1) Основной целью курса «Фитоценология» является изучение приоритетных
направлений современной фитоценологии, что в условиях дальнейшей интенсификации
природопользования и связанного с этим обострения ряда проблем, касающихся взаимоотношений человека и природы, является очень важным моментом. В связи с этим
необходимо формирование у студентов представления о фитоценозе как сложной биологической макросистеме, обеспечивающей нормальное существование человека
2) К основным задачам дисциплины относят раскрытие закономерностей
взаимосвязей между организмами, структуры и динамики сообществ, механизмов
регуляции численности, условий формирования и существования фитоценозов.
3) Студенты после изучения данной дисциплины должны:
иметь представление:
- о биологических макросистемах (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамике во времени и пространстве;
- о условиях формирования и существования фитоценозов;
- о признаках фитоценозов, их динамике и классификации
знать:
- закономерности взаимоотношений между компонентами фитоценоза;
- структуру и состав фитоценоза;
- распределение организмов по средам жизни;
- антропогенное влияние на фитоценозы
уметь:
- применять полученные знания на практике, для проведения самостоятельных исследований в области охраны природы и рационального природопользования.
2. Связь с дисциплинами (междисциплинарные связи): ботаника (анатомия и морфология, систематика растений), физиология растений, биогеография, экология (среда и экологические факторы).
3. Технологическая карта дисциплины (см. приложение)
4. Содержание дисциплины
• Лекционный курс (основные вопросы по каждой теме)
Раздел 1. Фитоценоз как элементарный состав биосферы.
Тема 1. Введение. Предмет и задачи фитоценологии.
Краткая история биологических наук, формирование учения о биосфере и
биоценозах. Связь фитоценологии с другими науками о природе. Основные
признаки фитоценоза. Научные и прикладные задачи, решаемые фитоценологией. Биосфера – живая оболочка Земли.
Раздел 2. Биотические взаимоотношения в фитоценозах
Тема 2. Взаимоотношение между растениями и их консортами
Автотрофы и гетеротрофы. Консорции – единицы биоценозов. Детерминанта консорции, консорты, концентры. Биотрофы, сапротрофы, экскритро-
трофы.
Паразитизм. Грибные паразиты. Цветковые растения, паразитирующие на автотрофах.
Симбиотические (мутуалистические) контактные взаимоотношения. Микосимбиотрофия. Бактериосимбиотрофия. Фикосимбиотрофия.
Эпифиты. Форофиты. Взаимоотношения между эпифитами и форофитами.
Растения – душители.
Лианы. Экологические группы лиан. Гелиофиты.
Тема 3. Взаимоотношения между растениями в фитоценозах.
Контактные взаимоотношения. Влияние одних растений на другие в результате срастания корней. Другие формы контактных взаимоотношений
между растениями.
Трансабиотические взаимодействия. Понятие об экологических нишах.
Конкуренция из-за средств жизни. Внутривидовая и межвидовая конкуренция. Критерии влияния особей друг на друга – процент выживаемости,
мощность особей, общая масса органов растений (урожай).
Аллелопатия. Формы аллелопатии – эккрисодинамия и сапрокринодинамия. Компоненты выделений растений. группы веществ, поступающие из
надземных органов. Сапрокрины. Эккрисотрофы. Аллелопатически нейтральные системы.
Благоприятное влияние одних видов на поглощение другими видами
минеральных элементов.
Трансбиотические взаимоотношения. Положительные взаимодействия.
Эффект группы. «Разговаривающие» растения. Растения – «няни».
Конкурентная способность видов растений.
Раздел 3. Состав фитоценозов.
Тема 4. Организация фитоценозов. Состав фитоценозов.
Флористический состав фитоценозов. Флористически бедные и флористически богатые фитоценозы. Факторы, определяющие флористический состав. Экотопический, ценобиотический, антропогенный отборы. Гетерогенность среды, «флористический максимум».
Флористическая полночленность и неполночленность фитоценозов. Абсолютнополночленные, туземно полночленные, практически полночленные и
явно неполночленные фитоценозы.
Экобиоморфный состав фитоценозов.
Типы поведения (эколого-фитоценотические стратегии) видов. система
Маклиода-Пианки. Растения-капиталиствы, растения- пролетарии.
Система Раменского-Грейма. Виоленты, патиенты, эксплеренты. Первичные типы стратегий. Треугольник Грайма.
Вторичные стратегии. Переходные типы стратегий.
Пластичность стратегий. Стратегии культурных и сорных растений.
Фитоценотипы. Эдификаторы, ассектаторы.
Факторы, влияющие на видовое богатство фитоценоза. Флора. Экологический объем местообитаний. Переменность режимов экологической среды.
Стратегический спектр видов. Режим нарушений. Карусели. Время (возраст
сообщества).
Тема 5. Популяции растений.
Понятие о фитоценотической популяции.
Плотность и распределение популяций растений в пространстве. Типы
регулирования плотности популяций растений: зависимость от смертности и
пластичность. Экотопическая регуляция.
Гетерогенность популяций растений: факторы гетерогенности популяций растений: возрастная, генетическая, размерная. Онтогенетическая тактика:
стабилизация, конвергенция, дивергенция, неопределенность.
Возрастной состав популяций растений. Периодизация онтогенеза цветковых растений. Латентный, виргинильный, генеративный, сенильный периоды.
Виталитет популяций растений. другие формы гетерогенности популяций растений.
Банки диаспор и проростков.
Популяции клональных и споровых растений. Генеты и раметы. Стратегия гаметофита и спорофита.
Тема 6. Структура фитоценозов.
Понятие о структуре фитоценозов. Структура (синморфология).
Вертикальная структура. Объем среды. Индекс листовой поверхности.
Подземная часть фитоценозов.
Ярусность. Выделение ярусов по высоте растений, по разным жизненным
формам. Типы ярусов.
Фитоценотические горизонты, их типы.
Горизонтальная структура. (4ч)
Мозаичность. Особенности мозаичности фитоценозов.
Типы мозаичности. Варианты мозаичности фитоценозов. Регенерационные, клоновые, фитоэнвайронментальные, аллелопатические, зоогенные мозаики.
Синузии. Учение о синузиях по Грамсу, Липпмая, Трассу.
Раздел 4. Динамика фитоценозов.
Тема 7. Суточная и сезонная изменчивость фитоценозов.
Суточная изменчивость. Ее зависимость от изменений условий произрастания.
Сезонные фенологические изменения. Воздействие условий произрастания на сезонные изменения: климат, гидрологический режим, фитоклимат, деятельность человека и животных. Смена аспектов.
Понятие о феноритмотипах. Биологические типы Раункьера. Классификация феноритмотипов по Баркману.
Сезонные изменения структуры и состава фитоценозов. Группы растений,
различающихся по сезонной устойчивости. Смена аспектов. Сезонные изменения состава фитоценозов. Изменения в количественном соотношении компонентов фитоценозов. Сезонная динамика продуктивности.
Тема8. Смена фитоценозов во времени
Сукцессии. Синдинамика. Климаксы – устойчивые, самовозобновляющиеся растительные сообщества.
Первичные сукцессии. Субстраты, на которых возникают первичные сукцессии. Типы первичных сукцессий по Клементсу.
Миграция растений. Перенос диаспор ветром и водой.
Приживание растений. Экотопический отбор. Фитоценотический отбор.
Серийные и климаксчовые фитоценозы. Гипотеза моноклимакса. Концепция
поликлимакса. Концепция климакс- континуума. Классификация Уиттекера по
критерию длительности жизни доминантов сообщества.
Изменение условий произрастания растений при первичных сукцессиях.
Изменения, происходящие при сукцессиях (по схеме Одума).
Вторичные сукцессии. Понятие о вторичных сукцессиях. Демутация.
Типы сукцессий. Вековые смены, быстрые смены, смены по состоянию и
динамическим потенциям растительного покрова.
Сингенез. Этапы сингенетических изменений.
Эндоэкогенетические (автогенные) сукцессии. Факторы, влияющие на
эндоэкогенез.
Раздел 5. Классификация фитоценозов.
Тема 9. Классификация и ординация.
Ассоциация – основная единица растительности. Классификация растительности (синтаксономия). Классификация по доминантам. Формация и ассоциация. Биогеографическая классификация. Биом (формация). Система Одума.
Эколого-флористическая классификация (система Браун-Бланке). Общая
характеристика метода. Синтаксономические ранги. Класс, порядок, союз и
ассоциация. Достоинства метода Браун-Бланке.
Основные подходы к классификации растительности. Фитотопологические и фитоценотические классификации.
Представление о непрерывности растительного покрова. Континуум.
Экологические шкалы. Ординация. Типы территориальных объединений фитоценозов.
Раздел 6. Фитоценология и рациональное природопользование.
Тема 10. Антропогенное воздействие на фитоценозы.
Сокращение ареалов и уничтожение растений. Распашка. Вырубка леса.
Выжигание. Выпас домашних животных. Выкашивание. Осушение. Орошение
и обводнение. Действие дымов, газов и других вредных примесей в воздухе.
Создание рудеральных местообитаний и отвалов. Создание искусственных фитоценозов.
• Практические занятия (тематика)
1. Взаимоотношения между растениями и животными
Влияние фитофагов, опылителей. Распространение зачатков растений (диаспор) животными. Механическое воздействие животных на растения. Участие
животных в разложении и минерализации опада. Транабиотические взаимодействия.
Значение воздействия животных на растения для организации фитоценозов.
2. Образование фитосреды
Определение фитосреды. Влияние на солнечную радиацию, температуру почвы и воздуха, водный режим биоценозов, почву. Опад в лиственных лесах.
Влияние на солевой режим и ветер.
3. Ценотические популяции
Классификация фитоценотипов. Ценотипы Раменского. Группа особей, находящихся в состоянии первичного покоя. Виргинильные особи. Генеративные
особи. Сенильные особи. Типы и состояния ценотических популяций.
4. Флюктуация
Причины возникновения флюктуаций. Типы флюктуаций. «Механизм» флюктуаций. Значение изучения флюктуаций. Возрастные изменения фитоценозов.
5. Продуктивность фитоценозов
Первичная и вторичная продуктивность. Общая или валовая продукция. Чистая первичная продукция. Зависимость продукции от температуры, увлажнения, обеспеченности элементами минерального питания. Энергетическая ценность фитомассы. Опад растений.
6. Экзогенные (аллогенные) смены
Антропогенные смены. Вырубка леса, воздействие огня, осушения.
7. Антропогенные сукцессии
Орошение. Смена фитоценозов при создании водохранилищ, применение
удобрений, выпаса скота.
8. Экзогенные смены (продолжение)
Рекреационные, техногенные, зоогенные, климатогенные, эдафогенные сукцессии.
9. Зачетное занятие.
• Самостоятельная работа (темы, выносимые на СРС и методическая
поддержка СРС)
1. Краткая история развития учения о фитоценозах.
2. Образование фитосреды.
3. Гетеротрофный компонент фитоценоза: паразитические грибы, сапрофиты, симбиотрофы. Лишайники.
4. Взаимное биохимическое влияние высших растений (аллелопатия).
5. Взаимоотношения между продуцентами и консументами.
6. Основные признаки фитоценоза.
7. Видовой состав фитоценоза.
8. Изменения, происходящие при сукцессиях.
9. Классификация и ординация. Основные подходы к классификации.
10. Антропогенное действие на луговую растительность.
10.Организация текущего и промежуточного контроля знаний:
•Контрольные работы (тематика)
Контрольные работы учебным планом не предусмотрены
• Тестирование (основные вопросы)
Тестирование учебным планом не предусмотрено
11.Подготовка рефератов (тематика)
1. Биосфера, ее свойства и особенности.
2. Образование фитосреды.
3. Автотрофный и животный компонент фитоценоза.
4. Микроорганизмы как возбудители болезней, редуценты, азотфиксаторы.
5. Взаимоотношения между компонентами фитоценоза.
6. Организация фитоценоза.
7. Видовой состав фитоценоза.
8. Изменчивость фитоценозов во времени.
9. Фитоценотические горизонты.
10.Учение о синузиях.
11. Экологическая ниша.
12. Особенности классификации фитоценозов.
13. Фитоценоз и деятельность человека.
15. Методики изучения фитоценозов.
• Проведение коллоквиумов (тематика)
Проведение коллоквиумов учебным планом не предусмотрено
• Курсовая работа (проект) (тематика)
Курсовые работы (проекты) учебным планом не предусмотрены
6. Применение активных методов обучения: (деловые игры, научные
проекты)
Применение активных методов обучения учебным планом не предусмотрено
7. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ
• Работа с ресурсами Internet
7.Материальное обеспечение дисциплины
• Установки (стенды)
8. Методическое обеспечение дисциплины
Основная литература (с грифами)
1. Работнов Т.А. Фитоценология. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978 – 384 с.
2.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. – М.: Логос, 2001. – 264 с.
3.
Василевич В.И. Очерки теоретической фитоценологии. – Л.: Наука,
1983. – 248 с.
4.
Ярошенко П.Д. Геоботаника. – М.: Просвещение, 1960. – 200 с.
5.
Радкевич С.И. Экология. – Минск: Высш. школа, 1998. – 159 с.
6.
Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высш. школа, 1979. – 368 с.
Дополнительная литература.
1. Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. -СПб.: СпбГУ, 1998. – 314 с.
2. Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. М.: Наука,
3.
4.
5.
6.
1986. - 161 с.
Миркин Б.М. Что такое растительные сообщества. М.: Наука, 1986. – 161 с.
Наумова Л.Г. Основы фитоценологии. Уфа, 1995. – 238 с.
Работнов Т.А. Фитоценология. 3-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1992. – 350 с.
Работнов Т.А. Экспериментальная фитоценология. М.: Изд-во МГУ, 1998. –
240 с.
1) Разделы дисциплины и виды занятий:
№
п/п
Название раздела дисциплины
Количество часов
лекции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Фитоценоз как
элементарный
состав биосферы
Биотические
взаимоотношения в фитоценозах
Состав фитоценозов
Динамика фитоценозов
Классификация
фитоценозов
Фитоценология
и рациональное
природопользования 4
практические за- самостоятельная
нятия
работа (СРС)
2
1
15
6
2
20
6
2
15
8
1
15
6
1
20
4
1
20
2) Тематическое планирование:
Лекционный курс: (основные вопросы)
Раздел 1. Фитоценоз как элементарный состав биосферы.
Тема 1. Введение. Предмет и задачи фитоценологии.
Раздел 2. Биотические взаимоотношения в фитоценозах
Тема 2. Взаимоотношение между растениями и их консортами
Тема 3. Взаимоотношения между растениями в фитоценозах.
Раздел 3. Состав фитоценозов.
Тема 4. Организация фитоценозов. Состав фитоценозов.
Тема 5. Популяции растений.
Тема 6. Структура фитоценозов.
Раздел 4. Динамика фитоценозов.
Тема 7. Суточная и сезонная изменчивость фитоценозов.
Тема8. Смена фитоценозов во времени
Раздел 5. Классификация фитоценозов.
Тема 9. Классификация и ординация.
Раздел 6. Фитоценология и рациональное природопользование.
Тема 10. Антропогенное воздействие на фитоценозы.
Практические занятия
№ п/п Номер темы
1.
1
2.
2,3
3.
4.
5.
6.
4,5,6
7, 8
9
10
Тема практического занятия
Количество часов
Фитоценоз как элементарный состав био1
сферы
Биотические взаимоотношения в фитоце2
нозах
Состав фитоценоза
2
Динамика фитоценозов
1
Классификация сообществ
1
Биоценоз и человек
1
3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний
1). Подготовка рефератов (тематика)
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Тематика
Биосфера, ее свойства и особенности
Образование фитосреды
Автотрофный и животный компонент биоценоза.
Микроорганизмы как возбудители болезней,
редуценты, азотфиксаторы
Взаимоотношения между компонентами биоценоза
Организация биоценоза
Видовой состав биоценоза
Изменчивость биоценозов во времени
Фитоценотические горизонты
Учение о синузиях
Экологическая ниша
Особенности классификации биоценозов
Биоценозы Земли
Сроки проведения
2 неделя занятий
3 неделя занятий
5 неделя занятий
6 неделя занятий
7 неделя занятий
9 неделя занятий
10 неделя занятий
12 неделя занятий
12 неделя занятий
13 неделя занятий
14 неделя занятий
15 неделя занятий
16 неделя занятий
Технологическая карта дисциплины
Дисциплина Основы биоценологии
Тематика
Раздел
Лекции
Час
1. Фитоценоз как
1.Введение. Предмет и 2
элементарный со- задачи фитоценологии.
став биосферы
2. Биотические взаи- 2. Взаимоотношение
моотношения в фи- между растениями и их
тоценозах
консортами
Теку- Методищий
ческое
кон- обеспетроль
чение
Практические*
Час
Фитоценоз как элементарный состав
биосферы
1
СРС
Час
Краткая исто- 15
рия развития
учения о биоценозах
2 Биотические взаимо- 1
отношения в фитоценозах
Образование
фитосреды
3.Взаимоотношения
4 Биотические взаимо- 1
между растениями в фиотношения в фитоцетоценозах.
нозах
Животный
компонент:
млекопитающие, птицы,
Воронов
Г.А.
Геоботаника
Шилов
И.А.
Экология
20 Рефе- Вернадрат
ский
В.И.
Биосфера
Дылис
Н.В. Основы
биоценологии
15 Рефе- Радкевич
рат
В.Н.
Экология
другие позвоночные
3. Состав фитоцено- 4. Организация фитозов.Структура
ценозов.
биоценозов
2
Организация фитоценозов.
Гетеротроф- 5
ный компонент биоценоза: паразитические грибы,
сапрофиты,
симбиотрофы.
Лишайники
0,5 Микроорга5
низмы как
возбудители
болезней, редуценты,
азотфиксаторы
5.Популяции растений. 2
Популяции растений
6. Структура фитоцено- 2
зов
Структура фитоце- 0,5 Взаимное био- 5
нозов
химическое
влияние высших растений
1
Миркин
Б.М. и
др. Современная
наука о
растительности
Рефе- Радкевич
рат
В.Н.
Экология
Рефе- Воронов
рат
В.Г.
Геоботаника
Работнов
Т.А. Фитоценология
Рефе- Радкевич
рат
В.Н.
Экология
(аллелопатия)
4. Динамика фитоце- 7. Суточная и сезонная
нозов.
изменчивость фитоценозов
6.
7.
Классификация
биоценозов
4 Динамика фитоцено- 0,5 Взаимоотно- 7
зов.
шения между
компонентами
биоценоза
8. Смена фитоценозов во 4 Динамика фитоцено- 0,5
Основные
времени
зов.
признаки биоценоза
8
9. Классификация и ор- 6
динация
Фитоценология и 10. Антропогенное воз-
4
Реферат
Реферат
Классификация и
ординация
1
Биоценозы
суши
20 Реферат
Антропогенное воз-
1
Изменения
10 Рефе-
Уиттекер
Р. Сообщества и
экосистемы
Работнов
Т.А. Фитоценология
Миркин
Б.М. и
др. Современная
наука о
растительности
Радкевич
С.И.
Экология
Джиллер
П.
Структура сообществ
и экологическая
ниша
Воронов
рациональное при- действие на фитоценозы.
родопользование.
действие на фитоценозы
происходящие
при сукцессиях
рат
А.Г.
Геоботаника