Дистанционные курсы в Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова
Регистрация Главная Контакты О Центре дистанционного образования МГУ им. М. В. Ломоносова МГУ им. М. В. Ломоносва Научный парк МГУ

Экология

Описание

Цель курса: Ознакомить слушателей с наиболее общими законами живой природы, на которых основана ее устойчивость в окружающей среде во взаимосвязи с жизнью и деятельностью человека.

Задачи курса: Освоение основных положений и концепций современной экологической науки, лежащей как в основе исследований в области фундаментальной экологии, так и современных стратегий охраны и рационального использования естественных и урбанизированных территорий. Создать представление о системных свойствах живой природы на всех уровнях ее организации, о механизмах обратных связей в самопоjержании живых систем и необходимости учета этих свойств во всех формах практической деятельности человека, включая существования в урбанизированных экосистемах.

Требования к уровню освоения курса: После прохождения курса слушатель должен знать основные экологические законы и закономерности, освоить особенности, отличающие взаимодействие с окружающей средой биологических систем разного уровня.

Разделы курса «Определение предмета экология. Краткая история экологии», «Экология организма», «Популяции и экология сообществ. Экосистема», «Биосфера», «Прикладная экология».

Темы и краткое содержание

Раздел Введение

Определение предмета экология. Экология как одна из фундаментальных биологических дисциплин и как часть современного мировоззрения. Уровни организации живой материи и структура экологии. Аутэкология и синэкология. Популяционный и экосистемный подходы. Методы экологических исследований. Математическое моделирование в экологии. Соотношение экологии с другими биологическими дисциплинами. Прикладная экология. Значение общей и прикладной экологии для сохранения окружающей среды и существования человечества. Значение общей экологии для устойчивого развития развития городской среды.

Раздел Краткая история экологии

Ранняя история экологии: описание биологического разнообразия и первые представления о «равновесии» в природе. Значение эволюционных представлений для развития экологии: К.Ф.Рулье, Ч.Дарвин. Э.Геккель и возникновение экологии как самостоятельной науки. Возникновение понятия "биоценоз": К.Мёбиус. Концепция сукцессии: Ф.Клементс. Интенсивное развитие экологии в первой половине XX в. Развитие геоботаники, геоботанические школы в Европе и в СССР. Возникновение экспериментальной экологии, Г.Ф.Гаузе. Начало математического моделирования: А.Лотка, В.Волтерра. Формирование популяционной экологии: Ч.Элтон. А.Тенсли: введение понятия "экосистема". В.Н.Сука¬чев и биогеоценология. Изучение энергетических аспектов экологии и продуктивности сообществ. Глобальный уровень: В.И.Вернадский и учение о биосфере. Современный период в экологии. Международные экологические программы. Развитие количественных подходов, прикладной экологии. Возникновение социальной экологии. Роль экологии в современном урбанизированном мире.

Раздел Экология организма

Факторная экология. Закон минимума Либиха. Закон оптимума. Лимитирующие факторы. Толерантность. Эврибионтные и стенобионтные виды. Совместное действие факторов. Компенсация факторов. Адаптации. Основные стратегии приспособления организмов к действию неблагоприятных факторов: подчинение среде, активное сопротивление и избегание. Анабиоз. Основные среды обитания: водная, наземно-воздушная. Организмы как среда обитания. Почва как среда обитания. Особенности городской среды обитания.

Экологические классификации организмов. Понятие о жизненной форме. Жизненные формы растений и животных.

Биологические ритмы и их адаптивное значение. Внутренние и внешние ритмы. Фото- и термопериодизм.

Раздел Популяции и экология сообществ

Определение понятия популяции у макро- и микроорганизмов. Основные статические характеристики популяции: численность, плотность. Структура популяции: биологическая, половая, возрастная, этологическая. Пространственная структура популяции. Типы распределения организмов в пространстве: случайное, равномерное и агрегированное. Роль городской среды в изменении границ популяций животных и растений.

Динамика численности популяций. Рождаемость, смертность, эмиграция, иммиграция. Уравнения роста популяции. Экспоненциальный рост. Скорость роста популяции, зависимость ее от размеров организма и факторов среды. Логистическое уравнение. Понятие емкости среды. Понятие об экологических стратегиях. Стратегии по Л.Г.Раменскому: виоленты, эксплеренты, патиенты. K- и r-стратеги.

Гомеостаз популяции. Регуляция численности популяции, зависящая и независящая от плотности. Механизмы регуляции численности популяции: генетические: физиологические, этологические. Внутривидовая конкуренция как механизм гомеостаза популяции. Принцип Олли. Изоляция. Самоизреживание у растений, территориальность у животных, регуляция метаболитами. Флюктуации численности популяций и циклические колебания.

Экология сообществ

Понятие о сообществе. Биоценоз. Биотоп. Структура сообщества. Видовой состав и видовая структура сообщества. Доминанты и эдификаторы. Понятие консорции. Видовое разнообразие и его типы. Видовое богатство и выравненность. Иерархия биологического разнообразия: инвентаризационное и дифференцирующее разнообразие. Количественная оценка разнообразия, показатели разнообразия. Параметрические распределения относительного обилия видов.

Изменение структуры сообществ в результате антропогенной деятельности. Разнообразие сообществ в экстремальных условиях. Изменение разнообразия различных групп организмов в городской среде. Катастрофическое снижение глобального биологического разнообразия в XX в. Роль разнообразия сообществ в поjержании устойчивости городской среды обитания. Проблема охраны биоразнообразия.

Пространственная структура сообщества. Ярусность и мозаичность в растительных сообществах. Экотон и экотонный эффект

Методы ординации и классификации сообществ. Проблема границ. Дискретность и континуум сообществ.

Местообитание и экологическая ниша. Модель многомерной экологической ниши. Потенциальная и реализованная экологическая ниша.

Межвидовые взаимодействия в сообществах. Нейтрализм. Конкуренция: закон конкурентного исключения Гаузе. Математическое моделирование конкуренции: уравнения Лотки-Вольтерра. Конкуренция в гетерогенной среде. Условия сосуществования конкурирующих видов. Хищничество и паразитизм: динамика популяций хищника и жертвы, модель Лотки-Волтерра. Воспроизводимость математических моделей системы "хищник-жертва" в экспериментах и в природных сообществах. Примеры циклических колебаний и вспышек численности. Вспышки численности в городской среде. Амменсализм. Комменсализм. Протокооперация. Мутуализм, симбиоз, синтрофия. Опыление растений. Примеры симбиозов: лишайники, микориза, микрофлора рубца, симбиотическая фиксация азота.

Раздел Экосистема

Понятие экосистемы. Биогеоценоз. Структура экосистемы: абиотическая среда, автотрофы и гетеротрофы, продуценты, консументы, редуценты (деструкторы). Биотрофы и сапротрофы. Почва как важнейший компонент наземной экосистемы. Проблема редукции экосистемной структуры в городе.

Энергия в экосистеме. Источники энергии в экосистеме. Аккумуляция энергии в почве. Потоки вещества и энергии: пищевые цепи, пищевые сети, трофические уровни. Пастбищные и детритные пищевые цепи.

Продуктивность. Первичная и вторичная продукция. Валовая и чистая первичная продукция. Трофическая структура экосистемы и экологические пирамиды. Географическое распределение первичной продукции, связь с плодородием почв. Вертикальное распределение продуктивности в наземных и водных экосистемах. Продуктивность городских экосистем.

Стабильность экосистем. Гомеостаз, принцип обратной связи. Резистентная и упругая устойчивость экосистем. Буферная роль почв в экосистемах.

Классификации экосистем. Биомы. Основные типы биомов и их важнейшие характеристики. Агроэкосистемы.

Динамика экосистем. Циклические и поступательные изменения экосистем. Экзогенетические и эндогенетические изменения. Сукцессии. Типы сукцессий: первичные и вторичные, демутационные, конвейерные. Сукцессионные серии. Изменение продуктивности и разнообразия экосистемы в ходе сукцессии. Пионерные сообщества. Концепция климакса. Сукцессии при разложении растительных остатков в почве. Особенности сукцессионных смен в городах.

Раздел Биосфера

Учение В.И.Вернадского о биосфере. Структура биосферы. Живое, косное, биогенное и биокосное вещество. Границы распространения жизни, распределение жизни в биосфере. Географическая зональность и вертикальная поясность. Геохимическая работа живого вещества. Почвы как биокосное тело. Роль почвы в продукционных процессах. Роль почвенных микроорганизмов в изменениях состава атмосферы.

Биогеохимические циклы традиционное направление современного почвоведения. Приоритет почвоведения в изучении биогеохимических циклов.

Раздел Прикладная экология

Место человека в биосфере в ранний период существования человечества и в современном мире. Понятие о ноосфере. Экологические проблемы современного общества. Глобальный и региональные экологические кризисы. Нарушения экологических законов как причина экологических катастроф. Возникновение принципиально новых антропогенных типов среды. Рост численности народонаселения: прогноз на XXI в. Проблема обеспеченности продовольствием и земельные ресурсы: роль экологии и почвоведения. Энергетический кризис: исчерпание традиционных источников энергии и возможные стратегии дальнейшего энергопользования. Экологические основы новейших технологий. Биотехнология.

Кризисное состояние современного человечества. Международное сотрудничество в исследованиях биосферы. Роль экологического образования и воспитания ответственности человечества за будущее биосферы. Начало осознания необходимости принципиально новой стратегии развития общества. Переход от антропоцентризма к биоцентризму.

Подразделение: факультет почвоведения МГУ
Сертификация: Свидетельство о краткосрочном повышении квалификации государтственного образца (на основании лицензии МГУ имени М.В.Ломоносова)
Ресурсы: Наличие компьютера на базе процессора Pentium, 64 Мб оперативной памяти, Операционная система Windows 98/Me/2000/XP или Linux, браузера Internet Explorer 5.5 (и выще) или Mozilla 1.2 ( и выше), Adobe Photoshop, Adobe Acrobat Reader, пакет Microsoft Office или аналогов данных программ обладающих соответствующими функциональными возможностями. Наличие доступа в интернет по модему или выделенной линии, e-mail.