 |
Физические и химические свойства природных вод. Вода как среда обитания гидробионтов.
|
|
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный университет
им. Н.И. Лобачевского»
Биологический факультет
Кафедра экологии
УТВЕРЖДАЮ:
Декан биологического факультета
проф.________ А.П. Веселов
Учебная программа
по дисциплине:
«УЧЕНИЕ О ГИДРОСФЕРЕ»
Программа разработана
к.б.н., доц. Шургановой Г.В.,
Утверждена на заседании кафедры
«____»____________ 2006 г.
Зав. каф. экологии,
проф. __________ Д.Б. Гелашвили
Нижний Новгород, 2006
Программа дисциплины «Учение о гидросфере»
Цель курса:
Целью курса является изучение системы основных научных представлений при комплексном подходе к изучению гидросферы. Интегративность изложения современных проблем и представлений о гидросфере достигается использованием основных положений различных дисциплин (гидрологии, гидрофизики, гидрохимии, гидробиологии и др.).
Задачи курса:
Дать представление о наиболее общих закономерностях процессов в гидросфере, показать взаимосвязь гидросферы с атмосферой, литосферой. Познакомить студентов с основными закономерностями географического распределения водных объектов разных типов: океанов и морей, озер, рек, ледников, подземных вод, болот, водохранилищ, их гидрологическими, гидрофизическими, гидрохимическими, гидробиологическими особенностями.
В результате изучения данного курса студенты должны:
· Получить современные представления о гидросфере и ее составляющих.
· Освоить особенности морфометрии и гидрологии водных объектов разных типов, их гидрохимические и гидрофизические характеристики.
· Получить представления об основных экологических группировках разнотипных водоемов, составляющих гидросферу.
|
|
|
Место курса в профессиональной подготовке
Курс «Учение о гидросфере» является фундаментальной научной дисциплиной. Курс предполагает знание основ географии, физики, химии, экологии, зоологии, ботаники. Читается в качестве базового курса в VIII семестре.
Требования к уровню освоения материала.
Освоение содержания курса предполагает формирование у студентов современных представлений о гидросфере.
Промежуточный контроль освоения материала должен проводиться в форме устных и письменных тестов. Итоговая оценка по курсу формируется на основе результатов этих тестов, активности студентов во время практических занятий, а также проверки знаний на экзамене
II. Содержание курса.
ВВЕДЕНИЕ
Вода в природе и в жизни человека. Понятие о гидросфере. Единство гидросферы. Энергетические основы круговорота воды.
Науки о природных водах: гидрология, гидрофизика, гидрохимия, гидробиология. Интегративность изложения современных проблем и представлений о гидросфере.
ГИДРОСФЕРА И ТИПЫ ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМОВ.
Круговорот воды: глобальный круговорот, его материковые и океанические звенья. Круговорот веществ в водоемах. Миграция наносов и солей.
Учение В. И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его состав и функционирование, масштабы этого процесса в гидросфере.
Биогеохимические циклы основных элементов живого вещества – углерода, азота, фосфора, кремния. Синтез и распад органического вещества в гидросфере. Вода как биокосное тело гидросферы.
Распределение природных вод в Мировом океане и в континентальных водоемах. Классификация водоемов: океаны и моря, озера и водотоки, водохранилища и пруды. Характеристика морской среды с экологической точки зрения.
Мировой океан. Океаны и моря. Средиземные, окраинные и межостровные моря. Заливы, фьорды, лиманы, лагуны, проливы: гидрологическая, гидрофизическая и гидрохимическая характеристики.
|
|
|
Зональность в море: вертикальная и горизонтальная экологическая зональность, климатическая зональность. Рельеф дна Мирового океана. Донные отложения. Гидротермальные образования в океанах.
Движение водных масс в океане: приливы, течения, волны. Апвеллинг и его роль в процессах обмена поверхностных и глубинных вод.
Континентальные водоемы. Озера и их размещения на земном шаре.
Особенности морфометрии и гидрологии озер. Классификация озер по минерализации и солевому составу воды.
Реки и их распространение на земном шаре. Река и речная сеть. Долина и русло реки. Продольный профиль реки. Плесы и перекаты. Особенности гидрологии рек.
Малые реки: гидрология, загрязнение.
Искусственные водоемы: пруды, водохранилища. Назначение водохранилищ и их размещение на земном шаре. Виды водохранилищ и их классификация. Основные морфометрические и гидрологические характеристики водохранилищ. Отличия водохранилищ от рек и озер, их гидрологическая специфика. Влияние водохранилищ на речной сток и окружающую природную среду.
Болота как специфические образования гидросферы. Происхождение болот и их распространение на земном шаре. Влияние болот на речной сток.
Подземные воды: запасы и ресурсы, использование, загрязнение, охраны. Роль подземных вод в питании рек.
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД. ВОДА КАК СРЕДА ОБИТАНИЯ ГИДРОБИОНТОВ.
Основные особенности воды как среды обитания. Химические свойства природных вод. Вода как растворитель.
Физические свойства природных вод. Агрегатные состояния воды: жидкая вода, водяной пар, лед. Термодинамические (теплоемкость, теплота плавления, теплота парообразования) и механико-динамические свойства воды (плотность, вязкость, различные виды движения). Плотность воды и ее зависимость от температуры, минерализации (солености) и давления.
Лед как среда обитания.
Соленость. Классификация водоемов по содержанию соли в воде. Факторы, влияющие на величину солености. Ионный состав морских и пресных вод. Адаптации гидробионтов к изменению солености. Осморегуляция и понятие «критической солености», парадокс солоноватых вод. Соленость и пространственное распределение гидробионтов.
|
|
|
Температура. Термический режим океана и континентальных вод. Температурная стратификация, ее сезонная и широтная изменчивость. Температура как фактор, регулирующий скорость энергетического обмена гидробионтов. Коэффициент Вант-Гоффа и температурная кривая Крога. Пойкилотермные и гомойотермные организмы. Стено- и эвритермные организмы. Тепловодные и холодноводные организмы. Температура и распространение организмов.
Свет. Источники света в водоемах. Распространение света в водной среде. Прозрачность и цветность воды природных водоемов. Биологическое воздействие излучений разных частей спектра на гидробионтов. Свет как фактор, регулирующий условия существования и поведения гидробионтов. Фотосинтез растений, связь освещенности с фотосинтезом. Свет и биологические ритмы. Хроматическая адаптация гидробионтов.
Газовый режим. Режим кислорода и углекислоты в водоемах разного типа. Особенности дыхания гидробионтов в воде. Приспособления гидробионтов к жизни в водоемах с разным содержанием кислорода. Оксифилы и анаэробы. Сероводород, его образование и окисление.
Активная реакция среды. Колебания рН в природных водоемах. Окислительно-восстановительный потенциал в воде и грунтах и его влияние на процессы жизнедеятельности гидробионтов.
Гидростатическое давление. Влияние гидростатического давления на вертикальное распределение и биологические особенности организмов.
Перемещения и перемешивание вод. Течения. Общая схема циркуляции вод в океане. Приливно-отливные явления. Специфика организмов, населяющих приливно-отливные зоны. Апвеллинг. Состав и продуктивность зон апвеллинга. Ветровое и термическое перемешивание. Голомиктические и меромиктические озера (по Хатчинсону), состав и особенности населения.
|
|
|
