Учебно-методический комплекс утвержден на заседании кафедры 30 августа 2011 года

1. Цели и задачи дисциплины

1.1. Цели дисциплины

Цель дисциплины - формирование у студентов экологического мировоззрения и осознания единства всего живого и незаменимости биосферы Земли для выживания человечества.

1.2. Задачи дисциплины

Задачей дисциплины является развитие у студентов способности планирования своей профессиональной деятельности на основе экологических законов природной среды.

2. Требования к уровню освоения дисциплины

2.1. Уровень освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

В результате изучения дисциплины студенты должны уметь:

-оценивать состояние экосистем;
-прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности с точки зрения воздействия на биосферные процессы;
-выбирать принципы защиты природной среды в соответствии с законами экологии.

2.2. Связь с предшествующими дисциплинами

-химия,
-физика,
-философия,
-термодинамика.

3. Виды учебных занятий по дисциплине и их объёмы (в часах)

4. Содержание дисциплины

4.1. Тематическое содержание дисциплины

Тема 1. Введение
Экология как наука о закономерностях взаимодействия живых организмов со средой обитания. Основные направления экологии. История развития экологических взглядов на окружающий мир. Современное значение экологического образования.

Тема 2. Основные вопросы и объекты экологии
Взаимодействие организма и среды. Свойства организма, как самовоспроизводящейся системы. Видовое разнообразие организмов. Источники энергии организмов. Фотосинтез и хемосинтез. Трофические отношения между организмами. Гомеостаз и адаптация организмов. Толерантность организмов. Стенобионтные и эврибионтные организмы. Факторы и ресурсы среды обитания. Физико-химические характеристики среды обитания. Геосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера. Абиотические и биотические факторы среды обитания. Понятие экотопа. Лимитирующие факторы. Закон минимума Либиха. Распределение видов по градиенту условий. Понятие экологической ниши. Характеристики экологических ниш, поддерживающая емкость среды обитания. Популяции и сообщества. Понятие популяции биологического вида. Статистические характеристики популяции (численность, плотность и т.д.). Биомасса популяции. Пространственное размещение особей. Механизм поддерживания пространственной структуры популяции. Динамические характеристики популяции (рождаемость, смертность, естественный прирост). Теоретическая кривая динамики популяции. Этапы экспоненциального роста, катастрофы, стабилизации на уровне ниже поддерживающей емкости среды, логистического роста популяции, стабилизации на уровне поддерживающей емкости среды. Понятие сообщества организмов (биоценоза). Состав и видовая структура сообщества. Типы взаимоотношений между организмами в сообществе (симбиоз, мутуализм, комменсамум, паразитизм и т.д.). Межвидовая и внутривидовая конкуренция. Принцип конкурентного исключения. Отношения хищник - жертва . Сопряженная эволюция. Динамика сообществ.

Тема 3. Экологические системы и биосфера Земли
Понятие экосистема . Компоненты экосистем. Взаимодействие биоценозов и экотопа в экосистеме, свойство эмерджентности экосистем. Биотический круговорот вещества и поток энергии в экосистеме. Использование вещества и энергии в экосистемах. Трофические уровни. Первичная продуктивность и методы ее оценки. Пирамиды массы и энергии в экосистеме. Правила 1% и 10%. Внутреннее равновесие экосистем. Правило Ле-Шателье. Климатическая зональность и типы наземных экосистем. Компоненты наземных экосистем, взаимосвязи компонентов, пищевые цепи. Динамика наземных экосистем. Процесс сукцессии. Понятие биом . Характеристика 9-ти мировых биомов: тундра, бореальные леса (тайга), леса умеренного пояса, луга умеренного пояса (прерии), среднеземноморское редколесье (чаппараль), саванна, субтропическое редколесье (миомбо), вечнозеленые тропические леса (сельва), экосистемы пустынь. Водные экосистемы, их особенности. Компоненты водных экосистем, взаимосвязи компонентов водных экосистем, пищевые цепи. Динамика водных экосистем. Лимитирующие факторы. Олиготрофные и эвтрофные водоемы. Процесс эвтрофирования. Понятие о биосфере, как о глобальной экологической системе планеты Земля. Структура и границы биосферы. Биомасса и абиотическое вещество, их взаимодействие. Круговорот вещества в биосфере. Баланс энергии в биосфере. Организация биомассы: продуценты, консументы, редуценты. Биогенное вещество биосферы - почва, ее происхождение. Продуктивность суши и океана. Частные круговороты вещества в биосфере. Гидрологический цикл (круговорот воды). Круговороты химических элементов (углерода, азота, серы, фосфора). Эволюция биосферы. В.И.Вернадский о происхождении биосферы. Геохронологическая шкала, основные этапы эволюции биосферы. Представление о ноосфере.

Тема 4. Антропогенное воздействие на биосферу
Человек в биосфере. Человек как биологический вид Homo sapiens , его экологичекая ниша. Популяционные характеристики человечества. Демографический взрыв. Урбанизация. Характеристика антропогенной деятельности. Характеристика ресурсного цикла промышленного производства. Ресурсоистощающее природопользование. Загрязнение природной среды. Основные источники загрязнения окружающей среды: энергетика, промышленность, транспорт, сельское хозяйство. Краткая характеристика выбросов в атмосферу, сбросов сточных вод, состава твердых отходов источников загрязнения. Региональные экологические проблемы вследствие загрязнения окружающей среды. Районы России с неблагополучной экологической обстановкой. Глобальные экологические проблемы. Влияние антропогенной деятельности на глобальный круговорот вещества. Нарушение правила 10%. Потеря устойчивости биосферой. Центры дестабилизации биосферы: США и Европа. Сущность современного экологического кризиса. Проявления экологического кризиса: глобальное загрязнение окружающей среды, изменения климата, разрушение озонового слоя, гибель лесов, опустынивание, изменение видового состава биосферы. Возможные последствия экологического кризиса. Незаменимость биосферы для выживания человечества. Концепции выхода из экологического кризиса и сохранения биосферы. Труды Римского клуба. Концепция устойчивого развития.

Тема 5. Принципы охраны окружающей природной среды (ОПС)
Рациональное природопользование. Потенциал создания ресурсосберегающих технологий. Основные виды природных ресурсов, классификация. Исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы. Возобновимые ресурсы. Платность природопользования. Государственный надзор и ограничение природопользования. Система экологического права. Понятие об экологическом праве. Объекты и субъекты экологического права. Закон РФ Об охране окружающей природной среды 1991г. с изменениями 2001г. Объекты ОПС, подлежащие охране: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, недра, леса, озоновый слой, животный мир, микроорганизмы, естественные экосистемы, ландшафты, генофонд. Федеральные экологические законы О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения 1999, Об охране атмосферного воздуха и др. Нормирование качества ОПС. Показатели качества природных сред. Принципы их измерения. Нормирование показателей. Система стандартов охраны природы. Санитарные нормы и правила. Государственная система надзора за соблюдением норм качества ОПС. Мониторинг ОПС. Понятие о мониторинге. Параметры ОПС, подлежащие мониторингу. Методы мониторинга: инструментальный контроль, индикация, дистанционное зондирование. Организация сети мониторинга. Мониторинг наземный и аэрокосмический. Контролируемые процессы. Периодичность наблюдений. Организационные методы охраны ОПС. Значение территорий, занятых естественными экосистемами для стабилизации биосферы. Мировые центры стабилизации: Россия, Канада, Индокитай. Статус особо охраняемых территорий. Заповедники, заказники. Биосферные заповедники. Охрана генофонда. Красные книги. Международное сотрудничество. Международные акты в области охраны ОПС с участием России. Конференции РИО 92 и РИО+5. Международные правительственные организации по охране ОПС. Неправительственные экологические организации.

4.2. Разделы дисциплины и виды занятий

4.3. Содержание дисциплины по видам занятий

4.3.1. Лекции

4.3.2. Практические занятия (семинары)

4.3.3. Лабораторный практикум

4.4. Самостоятельная работа студентов

5. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация

5.1. Текущий контроль успеваемости

5.1.1. Контроль самостоятельной работы студентов

5.1.2. Текущий контроль знаний студентов

Текущий контроль знаний (ТКЗ) студентов (в часы лекций)

Текущий контроль знаний (ТКЗ) студентов (в часы лабораторного практикума)

5.1.3. График текущего контроля успеваемости студентов

5.1.4. График самостоятельной работы студента

5.2. Промежуточная аттестация

3 семестр - зачет

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Основная литература

6.2. Дополнительная литература

6.3. Периодические издания

6.4. Ресурсы интернет

7. Средства обеспечения освоения дисциплины

Другое

1. аудитория с соответствующим оснащением
2. технические средства обучения для показа
3. специальная лаборатория, оснащенная соответствующими учебными лабораторными стендами
4. специализированный компьютерный класс

Методические рекомендации для преподавателя

Методические указания студентам для самостоятельной работы

Дополнительные учебно-методические материалы по дисциплине

Список экзаменационных вопросов (вопросов для зачёта) по дисциплине

1. Понятие экологии. Ее содержание. Основные направления.
2. Закономерности, свойственные организму: тенденция усложнения организма, неограниченность прогресса и др.
3. Толерантность и адаптация организма. Лимитирующие факторы, их влияние на организм.
4. Источники энергии для организма. Трансформирование энергии солнца в другие виды.
5. Деление организмов на продуцентов, консументов и деструкторов. Их функции. Понятие о фотосинтезе и хемосинтезе.
6. Понятие о пищевых (трофических) цепях. Их роль в жизни организмов.
7. Общие характеристики среды обитания организмов: атмосферы, гидросферы, литосферы. Абиотические и биотические факторы.
8. Возникновение атмосферы и ее эволюция. Структура атмосферы и ее характеристика.
9. Гидросфера. Свойства воды, ее распространение на Земле. Роль океанов.
10. Понятие о литосфере, ее структура. Процессы, идущие в литосфере. Почва и ее влияние на организмы.
11. Виды экологической ниши организмов: пространственная, трофическая, многомерная.
12. Понятие о биовиде и популяции. Характеристика вида и популяции.
13. Статические и динамические характеристики популяции (численность, плотность, рождаемость, смертность и др.).
14. Понятие о сообществе, составе, характеристиках сообщества и влияющих на них факторов.
15. Виды отношений в сообществах. Отрицательное и положительное взаимодействие.
16. Межвидовая конкуренция. Роль конкуренции в эволюции.
17. Отношения хищник - жертва . Закон всемирной корреляции. Сопряженная эволюция.
18. Видовая структура сообществ. Видовое разнообразие сообществ и его влияние на устойчивость сообществ.
19. Понятие о экосистеме и биогеоценозе.
20. Взаимосвязи между частями экосистемы. Принцип дополнительности и соответствия частей экосистемы.
21. Смена фаз сукцессии. Закон энергетической проводимости экосистемы. Биомы.
22. Трофические уровни экосистем. Образование биомассы в экосистеме. Процессы фотосинтеза и хемосинтеза.
23. Продуктивность биосистемы. Продуктивность первичная, вторичная, валовая и чистая.
24. Круговорот веществ в экосистеме. Функции организмов в передаче веществ. Влияние круговорота на устойчивость биосистем.
25. Движение энергии в экосистемах. Закон сохранения энергии и формы трансформации. Закон пирамид энергии в биосистемах.
26. Типы наземных экосистем. Классификация экосистем. Связь экосистем с климатическими зонами.
27. Роль почвы в экосистемах. Участие почвы в обмене веществ и энергии.
28. Понятие биосферы и ноосферы. Биосфера как динамическая система с биогеохимическими циклами.
29. Проблема появления жизни на Земле. Вернадский о переходе биосферы в ноосферу.
30. Почва как компонент биосферы. Процесс образования почвы. Типы почвы.
31. Круговорот энергии и веществ в биосфере. Большой и малый круги биотического обмена.
32. Круговорот биогенных веществ в природе: воды, кислорода, углерода, азота и др.
33. Человек и биосфера. Экологическая ниша человека. Воздействие человека на природу. Понятие об экологическом кризисе.
34. Негативное воздействие общества на природную среду в эпоху НТР, масштабы загрязнения природной среды.
35. Источники загрязнений и характеристики загрязнений атмосферы, гидросферы и литосферы. Ингредиентное, параметрическое, деструктивное и биоценотическое воздействие загрязнений.
36. Последствия загрязнений окружающей среды. Изменение климата. Разрушение озонового слоя. Кислотные осадки.
37. Понятие о региональных экологических проблемах. Влияние хозяйственной деятельности на экологическую обстановку в различных регионах.
38. Роль энергетики в обществе. Источники энергии, их характеристика. Пути экономии энергии.
39. Лимитирующие факторы в сельском и лесном хозяйстве. Пути обеспечения общества сельхозпродуктами.
40. Загрязнение окружающей среды промышленными сточными водами. Стоки коммунального хозяйства городов. Роль стоков в антропогенном эвтрофировании водоемов.
41. Закон РФ об охране окружающей природной среды. Объекты и задачи охраны среды.
42. Понятие о мониторинге окружающей среды. Уровни мониторинга: ударный, региональный, сроковый.
43. Задачи, решаемые мониторингом I, II и III ступени (биологической, экосистемной и биосферной).
44. Понятие о природоохранном законодательстве. Его структуры, задачи и объекты охраны.
45. Основные законодательные акты об охране Земли, атмосферы, водных ресурсов, леса, о недрах Земли.
46. Закон РФ об охране природной среды. Права и обязанности граждан. Ответственность за экологические правонарушения.
47. Экономический механизм государственного регулирования природопользования и охраны природы. Планирование, финансирование, лимиты, плата за ресурсы, возмещение вреда.
48. Особо охраняемые территории России. Россия как мировой центр стабилизации биосферы.
49. Международное сотрудничество в ООПС.
50. Роль организации объединенных наций (ООН) в организации экологического сотрудничества стран, участие РФ в международном экологическом сотрудничестве.

Темы курсовых работ (проектов)

1. Лимитирующие факторы. Правило Либиха. Распределение отдельных видов по градиенту условий. Представление о потенциальной и реализованной нише.
2. Биотрофы и сапотрофы. Пищевые цепи выедания (пастбищные) и пищевые цепи разложения (детритные). Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Экологическая эффективность. Пирамида продукций и пирамида биомасс .
3. Климатическая зональность и основные типы наземных экосистем. Первичная продукция разных наземных экосистем. Взаимосвязи разных компонентов наземных экосистем.
4. Значение почвы как особого биокостного тела. Полнота биотического круговорота. Особенности сукцессии наземных экосистем.
5. Водные экосистемы и их основные особенности. Отличие водных экосистем от наземных. Вертикальная структура водных экосистем.
6. Роль зоопланктона и бактерий в минерализации органического вещества. Детрит.
7. Континентальные водоемы. Олиготрофные и евтрофные водоемы. Антропогенное евтрофирование водоемов.
8. Биологическая структура океана. Неритические и пелагические области. Зоны подъема вод. Интенсивность первичного продуцирования в различных частях Мирового океана.
9. Разнообразие видов как основной фактор устойчивости водных экосистем.
10. Пищевые ресурсы человечества. Проблемы питания и производства сельскохозяйственной продукции.
11. Сельскохозяйственное производство как экологически обусловленный биосферный процесс. агроэкосистемы, их основные особенности и условия существования.
12. Зеленая революция и ее последствия. Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов.
13. Формы и масштабы сельскохозяйственного загрязнения биосферы. Нехимические методы борьбы с видами, распространение и рост численности которых нежелателен для человека.
14. Загрязнение биосферы токсическими и радиоактивными веществами. основные пути миграции и накопления в биосфере радиоактивных изотопов и других веществ, опасных для человека, животных и растений.
15. Опасность ядерных катастроф.
16. Урбанизация и ее влияние на биосферу. Город как новая среда обитания человека и животных. Пути решения проблем урбанизации.
17. Охрана природы и рекультивация земель на территориях, интенсивно освоенных хозяйственной деятельностью человека.
18. Задача сохранения генофонда живого населения планеты.
19. Изменения видового и популяционного состава фауны и флоры, вызванные деятельностью человека. Нарушение биогеографических границ. Интродукция - преднамеренная и случайная. ее последствия.
20. Значение невозделываемых и исключаемых из хозяйственного оборота земель для поддержания экологического равновесия в биосфере.
21. Биосферные заповедники и другие охраняемые территории. Специфическая ресурсная значимость охраняемых территорий.
22. Экологические сукцессии. Вековые смены экосистем.
23. Проблемы экологии человека при исследовании и освоении космического пространства.
24. Антропоэкологические аспекты военных проблем в мирное и военное время.
25. проблемы экологии города Москвы и Московской области.
26. Окружающая среда и здоровье населения.
27. Промышленное развитие и экологический риск.
28. Экологические проблемы новых районов освоения.
29. Воздействие накопления CO2 в атмосфере на Мировой Океани долгосрочные колебания климата.
30. Переработка радиоактивных отходов в России и за рубежом.
31. Климатические и экологические последствия возожного применения ядерного оружия.
32. Полихлорбифенилы и пестициды: масштабы производства, распределение в окружающей среде, токсичность.
33. Переработка твердых отходов в России и за рубежом.
34. Микроэлементы и тяжелые металлы - влияние на здоровье человека.
35. Основные группы фотосинтезирующих организмов. Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях. Основные группы гетеротрофов.

1. Понятие экологии.
2. Содержание экологии.
3. Осносные направления экологии.
4. Современное значение экологического образования.

1. Свойства организма, как самовоспроизводящейся системы.
2. Толерантность организмов.
3. Адаптация организма.
4. Трофические отношения между организмами.
5. Абиотические и биотические факторы среды обитания.
6. Лимитирующие факторы.
7. Законы экологии.
8. Понятие экологической ниши.
9. Понятие популяции биологического вида.
10. Численность и плотность популяции.
11. Пространственная структура популяций.
12. Динамические характеристики популяций.
13. Структура атмосферы и ее характеристика.
14. Структура гидросферы и ее характеристика.
15. Структура литосферы и ее характеристика.
16. Понятие сообщества организмов.
17. Состав и видовая структура сообществ.
18. Понятия симбиоза, мутуализма, комменсамума, паразитизма.
19. Конкуренция межвидовая и внутривидовая.
20. Отношения хищник - жертва.
21. Сопряженная эволюция.

1. Понятие экосистеме и биогеоценозе.
2. Взаимодействие биоценозов и экотопа в экосистеме.
3. Трофические уровни.
4. Закон пирамид энергии в биосистемах.
5. Правило Ле-Шателье.
6. Типы наземных экосистем.
7. Связь экосистем с климатическими зонами.
8. Понятие биосферы и ноосферы.
9. Продуктивность экосистемы первичная, вторичная, валовая и чистая.
10. Процесс сукцессии.
11. Понятие биом.
12. Водные экосистемы, их особенности.
13. Структура и граница биосферы.
14. Круговорот вещества в биосфере.
15. Почва, ее происхождение.
16. Круговорот воды.
17. Круговорот углерода.
18. Круговорот азота.
19. Круговорот серы.
20. Круговорот фосфора.
21. Вернадский о происхождении биосферы.

1. Человек в биосфере.
2. Экологическая ниша человека.
3. Демографический взрыв.
4. Урбанизация.
5. Воздействие человека на природу.
6. Характеристики ресурсного цикла промышленного производства.
7. Ресурсоистощающее природопользование.
8. Основные источники загрязнения окружающей среды.
9. Краткая характеристика загрязнений атмосферы.
10. Краткая характеристика загрязнений гидросферы.
11. Краткая характеристика загрязнений литосферы.
12. Ингредиентное воздействие загрязнение.
13. Параметрическое воздействие загрязнение.
14. Деструктивное воздействие загрязнение.
15. Биоценотическое воздействие загрязнений.
16. Изменение климата.
17. Разрушение озонового слоя.
18. Кислотные осадки.
19. Опустынивание.
20. Районы России с неблагополучной экологической обстановкой.
21. Концепция устойчивого развития.

1. Природные ресурсы и их классификация.
2. Понятие об экологическом праве.
3. Ответственность за за экологические правонарушения.
4. Основные законодательные акты об охране Земли.
5. Основные законодательные акты об охране атмосферы.
6. Основные законодательные акты об охране водных ресурсов.
7. Основные законодательные акты об охране леса.
8. Основные законодательные акты о недрах Земли.
9. Закон РФ об охране окружающей природной среде. Объекты и задачи охраны среды.
10. Понятие мониторинга окружающей природной среды.
11. Методы мониторинга.
12. Особо охраняемые территории России.
13. Красные книги.
14. Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды.