Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Глава 4. Пример компоновки курсовой работы




Тема: «Исследование геоэкологических функций водорастворимых органических веществ в таежных ландшафтах»

Курсовая работа включает следующие разделы:

1. Введение,

2) Обзор литературы,

3) Объекты исследования (ландшафты и почвы): их состояние, деградация и характер использования,

4) Сравнительная оценка методов геоэкологических исследований: лабораторные и полевые (картирование, хроматография, ИК-спектроскопия, сорбционные лизиметры и другие),

5) Экспериментальная часть: она обязательно включает математическую обработку результатов изысканий, их анализ, систематизацию и интерпретацию,

6) Выводы,

7) Библиография (не менее 15 источников).

 

Ниже представлена аннотированная информация по разделам курсовой работы на тему «Исследование геоэкологических функций водорастворимых органических веществ в таежных ландшафтах».

Введение. В нем студенты указывают цель и задачи изучения геоэкологических функций водорастворимых органических веществ (ВОВ) в таежных ландшафтах. Отмечают, где выполнена курсовая работа, кто является научным руководителем? Указывают актуальность и научную новизну заявленной темы.

Обзор литературы. В этом разделе проводится разносторонний материал, освещающий узловые аспекты темы курсовой работы. У студентов вырабатывается навык поиска, подбора и критического анализа накопленного литературного материала (отечественного и зарубежного), который изложен в научных статьях, монографиях и методических пособиях. Нужно по возможности полнее проанализировать состояние проблемы изысканий, научиться делать ссылки на использованную литературу. Например, ссылка на приоритет автора оформляется с указанием его фамилии, года и публикации; целесообразно указать и страницу книги: И.М.Яшин, Л.Л. Шишов, В.А. Раскатов, 2000. С. 281. Цитаты и высказывания авторов оформляются с указанием страницы публикаций и берутся в кавычки. Списывание текстов из научных источников - неэтично и не допускается. Писать нужно, хоть и не так красиво, по-своему.

При ссылке на результаты опытов какого-то специалиста в курсовой работе нужно стремиться к краткости: в большинстве случаев достаточно указать номер ссылки в библиографическом списке, например [17 ], также номера таблицы и графика (рис. 5, табл. 4, гл. 2, формула 9).

Кратко раскрывается теоретическая и практическая значимость научных исследований по проблемке ВОВ в условиях таежных ландшафтов. Обычно анализируются работы специалистов научных школ (И.С. Кауричева, Г.В. Добровольского…). Рассматриваются взаимосвязи таких процессов как мобилизация из опада у подстилки ВОВ и гумусообразование. ВОВ – как фактор активной мобилизации и миграции в экосистеме химических элементов питания и ряда токсикантов; участие ВОВ в реакциях комплексообразования и питании растений, а также детоксикации тяжелых металлов, радионуклидов и пестицидов.

В заключение обзора литературы целесообразно сделать краткие выводы по разрабатываемой теме, наметив возможные дальнейшие направления исследований дискуссионных (и недостаточно изученных) вопросов рассматриваемой экогеохимической проблемы или парадигмы.[1]

Объекты исследования. Выполняется краткая характеристика изучаемых объектов: типов ландшафтов (или геосфер Земли), почв, природных вод, болот, и их диагностика. Важно не просто перечислить компоненты ландшафтов, но и отметить специфику их функционирования, деградации (эрозии) и использования. Нужно попытаться объяснить, например, почему в таежных ландшафтах наблюдаются активные процессы формирования и миграции групп ВОВ с кислотными и комплексообразующими свойствами? Почему эти группы органических соединений имеют низкие величины молекулярных масс и свойства поверхностно-активных веществ? Какие факторы миграции (внутренние и внешние) обусловливают устойчивость процесса мобилизации ВОВ из лесной подстилки и участие ВОВ в функционировании почв и биоты таёжных экосистем?

Характеристика методов геоэкологических исследований. Это один из актуальных разделов курсовой работы по «Геоэкология». При изучении экологических функций ВОВ рекомендуется оценить современные методологические подходы и методики изучения, в частности, фракционно-группового и молекулярно-массового состава компонентов ВОВ, приемы натурного исследования процессов формирования и трансформации ВОВ в таежных экосистемах, а также дать краткую характеристику современным методам изучения коллоидно-химических, кислотных и комплексообразующих свойств ВОВ (хроматографии, потенциометрии, ИК-спектроскопии). Объяснить, почему при оценке содержания, например, доступных форм элементов питания нередко используется химический подход: используются водные растворы агрессивных минеральных кислот и щелочей? Рекомендуется критически рассмотреть имеющиеся схемы препаративного выделения групп и фракций ВОВ из почв и опада растений и их последующее аналитическое изучение: охарактеризовать методы В. Форсита – И.М. Яшина; В.В. Пономаревой; И.В. Тюрина; В.В. Вильямса; Г.М. Варшал; А.Д. Фокина и А.И. Карпухина, И.С. Кауричева и ряд других. Следует четко мотивировать достоинства и недостатки указанных методов. Предложить альтернативные подходы. Обосновать, с какой целью используются методы диагностики ВОВ?

Экспериментальная часть. В этом разделе обосновывается выбор конкретного метода (сопряженных методов), используемых для оценки генезиса и геоэкологических функций компонентов ВОВ. Дается краткое описание использованных химических и физико-химических методов анализа и модельного опыта, которые студент применял при проведении самостоятельного научного исследования. Данный раздел целесообразно дифференцировать по этапам выполнения практической работы (в частности, по теме лабораторного практикума курса «Геоэкология»):

а) приготовление реактивов (в том числе индикаторов, хроматографических колонок с различными типами сорбентов (а также образцами почв, пород, минералов) в зависимости от цели эксперимента);

б) выделение компонентов ВОВ из почв и растительных остатков,

в) диагностика в исходном растворе величин рН и органического углерода и,

г) наконец, проведение целевого лабораторного опыта, например, по изучению взаимодействия ВОВ или их отдельных компонентов – низкомолекулярных органических кислот (НМОК), полифенолов, аминокислот, фульвокислот (ФК) с химическими мелиорантами (СаСО3;Са3(РО4)2, почвенными коллоидами. Указанные опыты студенты могут провести в статике или динамике. Обращается внимание на активное комплексообразование ВОВ с мобилизованными в раствор из твердой фазы минералов ионами металлов, и маскировку свойств ионов металлов – железа, алюминия, кадмия – органическими лигандами.

Студенты, занимающиеся исследовательской работой в лаборатории и на полевых стационарах, должны изучить и соблюдать неукоснительно технику безопасности. Выносить любые реактивы из лаборатории запрещается! В данном разделе можно указать на отдельные и, наиболее опасные стадии работы. Например, определение общего органического углерода в сорбенте (оксиде алюминия) с «хромпиком» следует проводить под тягой (в частности, кипячение).

Важно обратить внимание на правильное приготовление растворов и точное соблюдение прописи методик анализов. В календарном плане указывают основные этапы исследований и время их выполнения. Программа научных исследований и план согласовываются с научным руководителем, утверждаются и доводятся до сведения преподавателя, ведущего лабораторно-практические занятия.

Экспериментальная часть завершается математической обработкой результатов опытов (лабораторных, полевых, вегетационных) и их интерпретацией. В последнем случае следует попытаться объяснить, с какой целью вообще проводится разделение ВОВ на группы и фракции? Здесь можно опираться на следующие экспериментально установленные факты. Группы ВОВ, с одной стороны, представляют собой сложную смесь как индивидуальных органических соединений фотосинтетической природы (слабо или совсем не измененные процессами почвообразования), так и специфических веществ (фульвокислот и гуминоподобных компонентов) – продуктов конкретного типа почвообразования, а с другой – гетерогенную по молекулярно-массовому составу и свойствам, систему: совокупность агрегатных состояний (коллоиды, ионы...) и различных классов органических веществ и органно-минеральных соединений, а также промежуточных продуктов микробиологической трансформации растительного опада. Группы и фракции ВОВ генетически взаимосвязаны и выполняют важные экологические функции, в известной мере, обусловливая кислотность почв таежных экосистем.

Так, после раскорчевки таежных лесов и распашки значительных пространств земледельцы стремятся различными мелиоративными и агротехническими приемами нейтрализовать кислотность. Эти приемы существенно повышают урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур. В то же время данные приемы агротехники заметно изменяют направленность и скорость целого ряда процессов почвообразования (прежде всего гумусообразования), необходимых для поддержания сложившихся веками биогеохимических циклов миграции (биогенного и абиотического круговоротов веществ). При этом возникает закономерный вопрос: нужно ли стремиться к сохранению подобных круговоротов? Какие почвенные процессы стали ведущими в агроландшафтах? Как соотносятся биогенный и абиотический потоки в агроландшафтах тайги?

Важность сохранения и поддержания исторически обусловленного типа взаимодействия компонентов экосистем можно свести к следующему положению: современное человечество ответственно перед будущими поколениями за современное состояние биосферы. В этой связи оценка состояния различных экосистем должна проводиться не только с тактических позиций, но и стратегических на отдаленную перспективу.

Заслуживает внимания проблема, связанная с оценкой экологической роли почв и почвенного покрова в ландшафтах. В силу известных социально-политических и экономических обстоятельств, в частности, в Советском Союзе, почву рассматривали только как основное средство производства и нередко отводили ей априори агрономическую роль. Другие функции – экономические и экологические - практически не учитывались. Почвы не имели ценовую стоимость: отсюда ошибки в расчетах себестоимости продукции растениеводства; использование не учтенных трудовых ресурсов (заключенные…). Насколько это некорректно, неоднократно рассматривается в работах Г.В. Добровольского и Е.Д. Никитина (1986, 1990, 1993).

Следует обратить внимание на тесную взаимосвязь процессов функционирования почв и особенно экосистем тундры, тайги и тропиков, с одной стороны, и образование запасов каустобиолитов (горючих полезных ископаемых) – с другой. Так или иначе, а формирование таких залежей неразрывно сопряжено с фотосинтезом и почвообразованием, торфо- и угленакоплением, развитием экосистем в гумидных регионах и водной миграцией ионов и молекул органических лигандов - ВОВ и их органо-минеральных производных в глубь Земли и в гидрографическую сеть. Расчеты, основанные на фактических опытных изысканиях, показывают, например, что воды р. Сев. Двины выносят за год от сотни тысяч до десятков миллионов тонн Сорг. На солевом гидрогеохимическом барьере дельты реки эти продукты почвообразования и эрозии осаждаются, формируя слои коллоидных донных осадков (мощные сорбенты для микроорганизмов, ионов металлов и анионов), называемые как наилки (или по-поморски «няша»). В этих осадках аккумулируются огромные количества компонентов ВОВ, фульво-, и гуминовые соединения, детрит, которые геологи рассматривают как «рассеянное органическое вещество» (Н.Б. Вассоевич, 1978). На устьевом взморье рек Северной Евразии (р. Сев. Двина, Мезень, Печора, Обь и другие) сформировались значительные по размерам острова речных дельт, что свидетельствует о грандиозности процесса современного седиментагенеза на морском шельфе. Данные осадки постепенно опускаются в зону гипергенеза Земли, где и радикально трансформируются. Почвенные органические соединения (как «полуфабрикаты» углеводородов и углеводородных газов) отжимаются из минерального субстрата, и при благоприятных температуре и давлении превращаются в различные фракции нефтепродуктов. Они активно мигрируют и аккумулируются в известняково-доломитизированных (и иных) коллекторах. Большинство твердых полезных ископаемых (торф, бурый и калийный угли, антрацит) – не что иное, как трансформированные органогенные горизонты былых торфов и торфяных толщ, образовавшихся в мелководных замкнутых бассейнах. Таким образом, почвы, почвенный покров и ландшафты тесно связаны с литосферой Земли абиогенными потоками веществ и энергии, что приводит не только к современному формированию, но и пополнению запасов нефти в недрах земного шара. Примечательно, что на шельфе Баренцева моря в 2000 году были обнаружены залежи нефти порядка 100 млрд. тонн; на Беломорско-Кулойском плато открыты промышленные месторождения алмазов, которые с 2002 года активно добываются.

Уместно отметить, что в химическом составе угля, нефти и природного газа много общего. Прежде всего заметно преобладает органический углерод (его более 70-80%), присутствуют водород, азот, кислород и сера, то есть биофильные элементы – основа жизнедеятельности биоты Земли.

Дискуссия о неорганическом или органическом генезисе нефти и газа, как известно, завершалась признанием гипотезы органического генезиса и подтверждена практикой: из более 4∙104 месторождений нефти и газа на земном шаре ни одно не было открыто на основе первой гипотезы. Однако в последнее время получены данные, подтверждающие и неорганическую гипотезу происхождения нефти. Заслуживает внимания положение об экологических функциях жидких углеводородов в развитии Земли; пока нефть используется однонаправленно – потребительски, как и почва в недалеком прошлом России. Вернемся к курсовой работе.

Полученные экспериментальные данные сопоставляются с литературными. При этом объясняются выявленные новые закономерности и артефакты. Результаты опытов обобщают, систематизируют, проверяется их достоверность; их сводят в таблицы, графики и диаграммы. По итогам курсовой работы делаются выводы. Они должны четко отражать сущность и новизну решения эколого-геохимической задачи и не содержать общих рассуждений.

В частности, при изучении процессов сорбционно-десорбционного взаимодействия компонентов ВОВ (водных растворов НМОК – щавелевой кислоты) с химическими веществами дерново-карбонатной почвы «Каргопольской суши» Архангельской области (гор. А1) необходимо объяснить ряд ключевых положений: 1) механизм сорбции оксалат-ионов веществами высокогумусовой дерново-карбонатной почвы; 2) последовательность десорбции (вытеснения) из почвы раствором Н2С2O4 ионов кальция, некоторого количества мобильных органно-минеральных соединений железа; 3) обосновать взаимосвязь указанных химических реакций с функционированием микрофлоры и растительности таежных экосистем, 4) охарактеризовать реакции трансформации соединений кальция, мобилизованных с помощью компонентов ВОВ в растворимое состояние, 5) отметить химические особенности формирования в растворе СаСО3, фульватов и оксалатов кальция, в частности, порядок их образования и осаждения. Целесообразно кратко охарактеризовать функции ВОВ в экосистемах (И.М. Яшин с соавт., 2000).

 

Глава 5. Пример оформления плана курсовой работы

 

Индивидуальный П Л А Н

курсовой работы на тему: «Исследование геоэкологических функций водорастворимых органических веществ в таежных ландшафтах».

Введение: краткое обоснование темы; программа исследований, основные методы получения (выделения) и диагностики нативных компонентов ВОВ.

1. Составление плана краткого обзора литературы: работы специалистов научной школы И.С. Кауричева и других, изучавших данную проблему.

2. Оценка лабораторных методов, используемых при изучении ВОВ: химические, биохимические, почвенно-экологические методы и моделирование.

3. Методы нативного получения компонентов ВОВ в таежных экосистемах и ландшафтах: метод сорбционных лизиметров и радиоактивных индикаторов.

4. Методы лабораторного выделения групп и фракций ВОВ, изучения их состава и коллоидно-химических свойств: аналитическая схема W. Forsyth в модификации И.М. Яшина.

5. Способы оценки масштаба мобилизации и внутрипочвенной миграции ВОВ в почвах таежных экосистем.

6. Объекты исследования. Приводитсяхарактеристика конкретного ландшафта, геосферы Земли и почв.

7. Экспериментальное изучение сорбционно-десорбционных взаимодействий компонентов ВОВ с дерново-карбонатной почвой в лабораторном опыте:

7.1. Особенности мобилизации в раствор из почвы ионов кальция (в статике и динамике);

7.2. Экспериментальное определение в растворе, наряду с кальцием, ионов тяжелых металлов – кадмия, железа;

7.3. Оценка химического загрязнения подзолистой почвы некоторыми ксенобиотиками. Роль ВОВ в их миграции и детоксикации. Роль почвенно-геохимических барьеров в миграции и трансформации экотоксикантов.

 

8. Выводы.

 

9. Библиография.

 

 

Бакалавр Иванова И.А.

 

«____» ___________2013 г.

 

 

 

ПРИМЕРНЫЙ ПЛАН

 

курсовой работы, разработанный студенткой Ивановой И.А., обучающейся в бакалавриате кафедры экологии.

 

Тема курсовой работы: «Исследование геоэкологических функций водорастворимых органических веществ в таежных ландшафтах».

Цель работы: изучить некоторые геоэкологические функции ВОВ, а также сорбционно-десорбционные взаимодействия ВОВ с почвой (получить изотермы сорбции ВОВ) и мобилизацию в раствор ионов кальция. Определить коэффициент мобилизации ионов кальция.

Краткое обоснование темы: накапливается все больше фактических данных раскрывающих уникальную и важную геоэкологическую роль компонентов ВОВ в таежных экосистемах. Выявлены, в частности, педогенные, гидрохимические и иные функции ВОВ в гумусообразовании, формировании генетических горизонтов, почв подзолистого типа, мобилизации и миграции токсикантов (И.М. Яшин, 1993). В то же время некоторые аспекты рассматриваемой проблемы остаются еще недостаточно разработанными. Этим и вызвана необходимость изучения поставленной эколого-геохимической задачи.

Объекты исследования: изучаются продукты взаимодействия компонентов таежных экосистем – хвойной растительности и наземного мохово-разнотравного покрова и почв подзолистого типа – ВОВ, формирующиеся в опаде и лесной подстилке с минералами почв и мелиорантами. Объекты: учхоз «Михайловское» Подольского р-на Московской области, Лесная опытная Дача, РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева. Всего 4 образца.

Методы изучения ВОВ в лабораторных условиях. Выделенные из растительного опада ВОВ по схеме W.Forsyth (1947) – И.М. Яшина (1973, 1993) будут фракционированы на гелях декстрана Молселект G-10, G-50 на две группы органических веществ. Затем группа специфических соединений (ФК) будет использована в лабораторных опытах при изучении процессов взаимодействия ВОВ с образцами дерново-карбонатной почвы.

Повторность опытов 4-х кратная. Кальций диагностируется в растворах с помощью ионселективных электродов, или на приборе Phlapho. Органический углерод – на СНN-анализаторе или по методу И.В. Тюрина.

Бакалавр Иванова И.А.

Согласовано:

научный руководитель,

профессор Петров А.В.

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...