 |
Методические указания для изучения темы
|
|
|
|
Программа самостоятельной подготовки студентов
Занятие 1. Концепция экосистем
Вопросы:
1. Концепция экосистем по Тэнсли - Сукачеву.
2. Универсальная концепция экосистем по Эвансу.
3. Современная концепция биогеоценоза с позиции системной экологии.
4. Размер экосистем.
5. Иерархия экосистем биосферы.
Методические указания для изучения темы
Уровни организации жизни. Понятие «теории уровней интеграции» Фейблмена. Принцип эмерджентности. Основной объект экологии. Экосистема по А.Тенсли или биогеоценоз по В.Н.Сукачеву. Универсальность понятия экосистемы по Эвансу (1956). Нетерриториальность, безранговость, размер экосистемы. Иерархия экосистем. Биогенные, биокосные экосистемы. Функциональные единицы экосистем. Автотрофы, гетеротрофы, продуценты, консументы, редуценты. Типы биокосных экосистем.
Учебные цели:
- понять, что является предметом изучения экологии;
- объяснить, почему экосистема – основной объект современной экологии;
- понять особенности объекта экологии с позиций существования двух концепций экосистем;
- раскрыть содержание таких понятий, как безранговость, нетерриториальность, размер экосистемы;
- уяснить место и значение биогеоценоза в концепции экосистем;
- знать основные функциональные единицы экосистемы биогеоценоза.
Занятие 2. Поступление и трансформация энергии в экосистемы
Вопросы:
1. Характеристика солнечного излучения как основного источника энергии в экосистемах.
2. Основные законы термодинамики в экологии.
3. Энтропия в экосистемах.
4. Влияние антропогенного фактора на энтропию.
Методические указания для изучения темы
|
|
|
Основные начала термодинамики. Состав лучистой энергии у поверхности Земли. Солнечная постоянная. Характеристика спектра солнечного излучения с позиций энергетики экосистем. Перенос энергии в устойчивых системах. Энтропия в экосистемах. Показатель термодинамической упорядоченности Шредингера. Понятие продуктивности экосистем. Первичная, вторичная продуктивность. Единицы измерения продуктивности. Биомасса, урожай на корню. Валовая и чистая первичная продуктивность, чистая продуктивность сообщества. Соотношение между солнечной энергией и первичной продуктивностью. Понятие добавочной энергии, ее источники. Взаимосвязь валовой и чистой первичной продуктивности. Способы повышения чистой продукции экосистем. Методы измерения продуктивности.
Учебные цели:
- раскрыть основные законы термодинамики в приложении к экосистемам и биосфере;
- уметь охарактеризовать энергию солнечного излучения на поверхности автотрофного слоя, в том числе энергию фотосинтеза;
- раскрыть понятие энтропии в экологии, значение этой величины в биосистемах;
- знать, что такое продуктивность, биомасса экосистем; овладеть основными понятийными характеристиками продуктивности;
- иметь представление о методах определения продуктивности экосистем и способах повышения выхода чистой продукции сообщества.
Занятие 3. Трофическая структура экосистем
Вопросы:
1. Пищевые цепи, пищевые сети, трофические уровни.
2. Правило Линдемана.
3. Универсальная биоэнергетическая модель.
4. Экологические пирамиды.
Методические указания для изучения темы
Трансформация энергии в экосистемах. Понятие пищевой цепи. Трофические уровни. Место человека как биологического вида в трофическом ряду. Правило Р.Линдемана. Поток энергии в трофическом ряду. Пастбищные и детритные пищевые цепи. Пищевая сеть. Распределение потоков энергии в разных экосистемах (на примере лесных и морских). Универсальная модель биоэнергетики. Экологическая эффективность ассимиляции, продукции, Линдемана. Зависимость между размером организмов, удельным метаболизмом, биомассой. Трофическая структура сообщества. Типы экологических пирамид. Особенности пирамид чисел и биомассы.
|
|
|
Учебные цели:
- на основе знания форм энергии и законов термодинамики раскрыть процесс переноса энергии в экосистемах;
- уяснить понятие трофического уровня и уметь определить позиции разных групп организмов в трофическом ряду.
- уметь охарактеризовать любую наземную и морскую экосистему с точки зрения ее энергетической структуры;
- объяснить перераспределение энергии в экосистемах на основе универсальной модели биоэнергетики;
- знать, что такое трофическая структура сообщества, экологическая эффективность, экологическая пирамида; раскрыть особенности разных типов пирамид.
Занятие 4. Продуктивность экосистем
Вопросы:
1. Биомасса, продуктивность, урожай.
2. Методы определения продуктивности.
3. Продуктивность основных экосистем биосферы.
4. Продуктивность агроценозов.
5. Биопродуктивный потенциал Земли.
6. Способы повышения выхода чистой продукции в агросистемах.
Методические указания для изучения темы
Валовая продукция Земли. Продуктивность наземных экосистем. Продуктивность морских экосистем. Продуктивность агросистем. Закон минимума Либиха, условия его действия. Экологический максимум. Закон толерантности. Пределы толерантности в отношении разных экологических факторов. Зависимость распределения организмов от диапазона толерантности. Взаимосвязь между диапазоном толерантности и величиной факторов. Пределы толерантности в период размножения. Экотипы. Характеристика пределов толерантности и оптимумов экотипов. Компенсация факторов. Механизм компенсации на уровне сообщества. Понятие лимитирующих факторов и диапазона толерантности.
Учебные цели:
- познать биопродуктивные возможности Земли на основе характеристики продуктивности основных наземных и водных экосистем;
- уяснить лимитирующую роль экологических факторов в жизни организмов;
|
|
|
- понять сущность, значения, условия применимости законов Либиха и Шелфорда и уметь показать их действие на конкретных примерах;
- раскрыть механизм компенсации экологических факторов на уровнях вида и сообщества.
Занятие 5. Лимитирующие факторы
Вопросы:
1. Компенсация факторов живыми организмами.
2. Свет как лимитирующий фактор.
3. Температура как лимитирующий фактор
4. Лимитирующая роль воды в наземных экосистемах.
5. Почва. Особенности почвы как среды обитания организмов. Влияние почвы на продуктивность экосистем.
Методические указания для изучения темы
Фактор температуры. Диапазон толерантности наземных и водных организмов к температуре. Фактор излучения: свет. Характеристика светового спектра: длина волны, интенсивность, продолжительность воздействия. Вода: количество осадков, распределение осадков по сезонам, влажность воздуха, иссушающее действие воздуха, доступный запас влаги. Транспирация. Типы биотических сообществ в зависимости от количества осадков. Совместное действие температуры и влажности. Двуокись углерода и кислород как лимитирующие факторы. Их влияние на фотосинтез. Лимитирующее действие азота, фосфора, серы, кальция и калия. Микроэлементы. Барометрическое давление. Почва как лимитирующий фактор.
Учебная цель:
- понять роль основных лимитирующих факторов - свет, температура, вода, атмосферные газы, макро- и микроэлементы, почва в жизни распространении организмов и их сообществ.
|
|
|
