06.06.01 РПУД Экология организация сообществ и экосистем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
"Экология: организация сообществ и экосистем"
Направление подготовки 06.06.01 Биологические науки
профиль
«Экология»
по образовательной программе высшего образования – программе подготовки научнопедагогических кадров в аспирантуре
Форма подготовки (очная)
Школа естественных наук ДВФУ
Кафедра экологии
курс 2 семестр 3
лекции 18 час. /__0,5__ з.е.
практические занятия 18 час. /___0,5_ з.е.
лабораторные работы _______час. /____ з.е.
всего часов аудиторной нагрузки 36 (час.) /__1__ з.е.
самостоятельная работа 72 (час.) /__2__ з.е.
контрольные работы (количество) 4
курсовая работа / курсовой проект ___-______ семестр
экзамен 3 семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки
кадров высшей квалификации), утвержденного приказом министерства образования и
науки РФ от 30 июля 2014 г. № 871
Программа обсуждена на заседании кафедры экологии, протокол № 28 от «21 » января 2015 г.
Заведующий (ая) кафедрой Галышева Ю.А.
Составители: д-р.биол. наук, доцент, профессор каф. экологии Осипов С.В.
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
АННОТАЦИЯ
Дисциплина "Экология: организация сообществ и экосистем" предназначена
для аспирантов, обучающихся по образовательной программе экология и входит в
вариативную часть учебного плана.
При разработке рабочей программы учебной дисциплины использованы
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования
(уровень подготовки кадров высшей квалификации) по направлению подготовки
06.06.01 Биологические науки, учебный план подготовки аспирантов по профилю
Экология.
Цель освоения дисциплины – углубить и расширить комплекс знаний об
организации биотических сообществ (биоценозов) и экосистем, являющихся
объектами диссертационного исследования.
Задачи изучения дисциплины заключаются в формировании следующих
знаний, умений и компетенций аспирантов:
– знать методы экологических исследований;
– уметь подбирать соответствующие методы для решения типичных задач;
– знать и уметь определять типы взаимодействия между организмами,
популяциями;
– знать основные закономерности функционирования и развития биоценозов и
экосистем;
– уметь определять ведущие экологические факторы функционирования и
развития биоценозов и экосистем;
– уметь определять главные черты организации конкретных биоценозов и
экосистем;
– иметь представление о существующем многообразии биоценозов и
экосистем.
Интерактивные формы обучения составляют 30% часов и включают в
себя анализ конкретных, практических биоценотических описаний.
Задачи изучения дисциплины раскрываются через изложение требуемых
результатов изучения дисциплины, характеризующие знания, умения и
формируемые компетенции (в соответствии с ФГОС и паспортом компетенций).
Компетенции выпускника, формируемые в результате изучения
дисциплины:
Универсальные компетенции:
УК-1 Способность к критическому анализу и оценке современных научных
достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и
практических задач, в том числе в междисциплинарных областях.
Профессиональные компетенции:
ПК – 1 Способность проводить теоретические и экспериментальные
исследования с использованием знаний в области экологии
ПК - 2 Способность к анализу имеющейся научной информации, выявлению
фундаментальных проблем, постановке задачи и выполнению полевых,
лабораторных исследований при решении конкретных задач по экологии.
ПК - 3 Готовность понимать и творчески использовать в научной
деятельности знания основных принципов охраны природы, проведения
экологического мониторинга и экологической экспертизы
Требования к уровню усвоения содержания дисциплины.
Аспиранты должны приобрести следующие знания и умения:
знать:
 методы критического анализа и оценки современных научных достижений,
а также методы генерирования новых идей при решении исследовательских
и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях
 осуществлять отбор и поиск современных методов исследования и
информационно-коммуникационных технологий, планировать и проводить
научные исследования в области экологии
 тенденции развития в области экологии, особенности разнообразия и
функционирования биологических систем всех уровней, факторы,
определяющие устойчивость и динамику биологических систем и объектов
 основные концепции экологии и фундаментальные проблемы загрязнения
окружающей среды, природных объектов,пищевых продуктов
 нормативно-правовые принципы
охраны природы, основы проведения
экологического мониторинга и экологической экспертизы
уметь:
 анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и
практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши
реализации этих вариантов;
 при решении исследовательских и практических задач генерировать новые
идеи, поддающиеся операционализации исходя из наличных ресурсов и
ограничений;

осуществлять отбор методов, использовать современные базы данных и
другие
биоинформационные
ресурсы;
создавать
новые
биоинформационные ресурсы
 осуществлять отбор и использовать оптимальные методы исследования
природных объектов, выявлять фундаментальные проблемы, ставить задачу
исследования и выполнять полевые, лабораторные исследования при
решении конкретных задач по профилю подготовки
реализовать критический отбор и использовать оптимальные методы
проведения
экологического
мониторинга
и
экологической
экспертизы
Интерактивные формы обучения составляют 12 часов и включают в себя
(дискуссии, дебаты, ситуационный анализ, творческие задания).
I.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
Модуль 1. Организация биоценозов и экосистем: методы исследования (3
час.), включая интерактивные формы с использованием ситуационного
анализа (3 час.)
Тема 1.1. Методы исследования (3/3 час.).
Маршрутные исследования. Наблюдение и описание. Отбор образцов.
Картографирование. Дистанционные материалы. Геоинформационные
системы.
Стационарные исследования. Временные ряды. Процессы функционирования
и развития. Изучение флюктуаций. Изучение сукцессий. Изучение
продуктивности. Изучение биологического круговорота (биогеохимические
исследования). Полевые лаборатории.
Лабораторный эксперимент. Природный эксперимент. Экспериментальная
фитоценология.
Математическое моделирование. Алгоритмы исследования. Прогноз.
Модуль 2. Структура и динамика биоценозов и экосистем (12 час.).
Тема 2.1. Жизненные формы, эколого-ценотические стратегии и
ценотипы (3 час.).
Понятие об организме (бионте). Разнообразие организмов. Филогенетический
и экоморфологический подходы. Возрастные периоды и состояния разных групп
организмов. Циклы развития популяций. Поливариантность развития организмов.
Жизненное состояние. Жизненная форма организма и вида. Жизненная форма и
экологическая ниша.
Эколого-ценотические стратегии. Л.Г. Раменский (1938) – "ценобиотические
типы". Grime (1979). Система Раменского – Грайма.
Ценотипы. Т.И. Поплавская, В.Н. Сукачев. F. Clements (1936). Б.А. Быков
(1988).
Тема 2.2 Биоценоз и экосистема как поток вещества, энергии,
информации (3 час.).
Химический состав живого вещества. Макроэлементы. Микроэлементы.
Биофильные элементы.
Биомасса. Продукция. Валовая первичная продукция. Чистая первичная
продукция. Чистая продукция биоценоза. Вторичная продукция биоценоза.
Валовая первичная продукция основных типов биоценозов/экосистем.
Поступление минеральных элементов в биологический круговорот. Разложение.
Биологический круговорот элементов. Закон биологического круговорота А. И.
Перельмана.
Пищевая (трофическая) цепь. Пищевая сеть. Пастбищная цепь. Детритная
цепь. Трофический уровень.
Схема потока энергии в биоценозе/экосистеме.
Информационные взаимодействия, их отличия от вещественноэнергетических. Внутривидовые потоки информации. Межвидовые потоки
информации.
Биоценоз как система. Элементы и подсистемы биоценоза. Связи внутренние и
внешние. Структура и полиструктура.
Тема 2.3 Связи и взаимодействия биоценозов и экосистем (3 час.).
Влияние сообщества на условия среды. Учение о лесной пертиненции Г.Н.
Высоцкого. Учение о георастительных системах И.А. Титова. Почва – продукт
жизнедеятельности организмов.
Геохимический сток. Взаимодействия на склоне (катене). Миграции
животных. Перенос растительных диаспор. Краевые эффекты. Приобщающие
сукцессии. Системы биогеоценозов.
Примеры: грядово-мочажинное болото, зарастающий водоем, лесная опушка.
Тема 2.4 Динамика биоценозов и экосистем включая интерактивные
формы, разбор ситуационных заданий в интерактивной форме (3 /3час.)
Суточные изменения. Сезонные изменения. Неблагоприятные периоды.
Разногодичные изменения. Циклические и направленные изменения.
Сукцессии. Методы исследования сукцессий. Прямые и косвенные методы.
Теория моноклимакса. Теория поликлимакса. Типы климакса Уиттекера. Модели
автогенной сукцессии. Работы Сукачева.
Эволюция биоценоза. Сетчатая эволюция биоценоза Уиттекера. Типы
антропогенной эволюции растительности Миркина.
Устойчивость биоценоза.
Модуль 3. География биоценозов и экосистем (3 час.).
Тема 3.1 Экологические факторы и географическое распространение
биоценозов и экосистем (3 час.).
Ареал вида. Ареал биоценозов определенного типа. В пределах своего ареала
биоценозы данного типа присутствуют лишь на определенных местообитаниях.
Точечный и контурный методы изображения ареала. Сеточный метод. Сочетание
методов.
Факторы, определяющие ареал биоценозов определенного типа.
Климатические факторы. Геолого-геоморфологические факторы. Почвенные
(почвенно-грунтовые) факторы. Биотические факторы. Ареал как историческое
явление. Антропогенные факторы.
Учение о природной зональности. Схема зональности идеального континента.
Зональное местообитание. Зональные и азональные сообщества.
Концепция жизненной формы сообщества.
II. Структура и содержание практической части курса
Практические занятия
1. Методы исследования (4 час.) включая интерактивные формы (2час).
2. Жизненные формы организмов и видов (2 час.).
3. Структура сообществ (4 час.), включая интерактивные формы (4час).
4. Динамика сообществ (4 час.).
5. Типы сообществ (4 час.).
III. Контроль достижения целей курса
Фонд оценочных средств прилагается.
IV. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература (печатные и электронные издания)
1. Христофорова,
Н.К.
Основы
экологии,
изд.
3-е.,
доп./
Н.К.
Христофорова. – М.: Магистр ИНФРА-М. 2013.- 640с. Режим доступа:
https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:683337&theme=FEFU
2. Бурковский, И.В. Морская биоценология. Организация сообществ и
экосистем/И.В. Бурковский. - М.: Т-во научных изданий КМК. 2006. 285
с.
Режим
доступа:
https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:263747&theme=FEFU
3. Пелипенко О.Ф. 2008. Системная экология/ О.Ф. Пилипенко. - Ростовна-Дону: Изд-во Южного федер. ун-та. 2008. - 128 с.
http://www.twirpx.com/file/559248/
Дополнительная литература
4. Одум Ю. Экология: В 2 т. / Ю. Одум. - М.: Мир, 1986.— 376 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:258964&theme=FEFU
5. Наумов Н.П. Экология животных. М.: "Высшая школа", 1963. - 618 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:27811&theme=FEFU
6. Пианка Э. Эволюционная экология : [монография] / Э. Пианка ; пер. с
англ. А. М. Гилярова, В. Ф. Матвеева.- М. Мир. 1981. 399 с.
Режим
доступа:
https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:45233&theme=FEFU
7. Киселев, В.Н.
Основы экологии : Учеб. пособие / В.Н. Киселев.-
Минск. Высшая школа. 2001. - 383 с. Режим доступа:
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:396075&theme=FEFU
8. Пузаченко
Ю.Г.
Математические
методы
в
экологических
и
географических исследованиях учебное пособие для вузов по
географическим и экологическим специальностям/ Ю.Г. Пузаченко. –
М.: Академия, 2004. – 416 c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:395124&theme=FEFU