МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ
ПРОГРАММЫ
по дисциплине
Б3.В.ОД.5«Системная экология»
(индекс и наименование дисциплины)
Код и направление
05.03.06 «Экология и природопользование»
подготовки
Профиль
подготовки
Экология
Квалификация
(степень) выпускника
Бакалавр
Факультет
Экологический
Кафедраразработчик
Общей биологии и экологии
Ведущий
преподаватель
Доцент Мельник Ольга Александровна
Краснодар 2015
1. Цель и задачи дисциплины
Цель дисциплины (модуля) «Системная экология» – выработка у студентов
системного мышления, умения составлять физические и математические модели,
описывающие функционирование экосистем, и использовать методы системного
анализа при исследовании экосистем.
В ходе изучения дисциплины «Системная экология» ставятся следующие задачи:
- поиск информации по полученному заданию, сбор и анализ данных, необходимых для проведения конкретных экологических исследований;
- построение стандартных теоретических моделей исследуемых процессов в
соответствии с поставленной задачей, анализ, оценка, интерпретация полученных
результатов и обоснование выводов.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Системная экология» входит в вариативную часть профессионального цикла Б3 ООП по направлению подготовки 05.03.06 «Экология и природопользование» (квалификация (степень) «бакалавр») по профилю «Экология и природопользование»
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины (модуля) «Системная экология»
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
а) общекультурные (ОК):
- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления
информацией (ОК-13).
а) профессиональные (ПК):
– владение методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга; владение методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использование теоретических знаний
на практике (ПК-9).
4. Тематика лекционных занятий
№ темы
лекции
1
2
3
Наименование и содержание темы
2 курс, 4 семестр
Предмет системной экологии, ее место в цикле биологических и экологических
наук. Теоретический и прикладной аспект системной экологии. Общая теория систем, исторические периоды ее развития.
Понятийный аппарат теории систем и системного анализа. Терминология системного анализа. Определение понятия системы. Понятия, характеризующие строение системы. Понятия, характеризующие функционирование и развитие систем.
Структура системы. Свойства систем.
Классификация систем. Классифицирующие признаки и виды систем. Большие и
сложные системы. Обобщающие системные теоремы.
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Сущность экосистемного подхода. Основные черты экосистемного подхода, интерпретация этого термина некоторыми учеными. История становления системного
подхода в экологии. Современное состояние теоретической экологии.
Сложные биогенные системы и их структурные характеристики. Системы, претендующие на роль основного объекта экологии. Топогенный и ценогенный принципы деления экосистем. Иерархический ряд экосистем.
Основные уровни морфологического строения экологических систем. Элементарные единицы абиотической и биотической части экосистем. Иерархические
уровни экологических систем и их основные количественные показатели. Основные
ценоэлементы экосистем. Основные принципы системной экологии.
Определение границ экосистем. Концепция континуума, дискретность и непрерывность экосистем. Критерии разграничения экосистем. Экологические признаки
деления экосистем. Математические методы разграничения экосистем.
Методы системных исследований в экологических науках. Проблематика экологических исследований. Основные направления экологических исследований (полевые наблюдения, экспериментальные методы, прогнозирование).
Основные этапы системного анализа в решении экологических проблем. Схема
системного анализа для решения экологических задач. Математический аппарат
экологического моделирования.
3 курс, 5 семестр
Модели и моделирование. Виды моделирования. Цели моделирования, основные
требования к модели. Технология построения математической модели. Адекватность модели.
Методы оценки основных статистических параметров популяций. Обзор основных статических параметров популяции. Оценка численности и абсолютной плотности популяции. Методы оценки абсолютной плотности. Методы измерения численности и плотности популяций. Индексы относительного обилия. Обеспечение
репрезентативности экологических сборов.
Количественные и качественные характеристики видовой структуры биотического сообщества. Основные показатели видовой структуры биотического сообщества. Оценка доминирования. Кривая число видов – площадь, гипотеза Вильямса.
Зависимость числа видов от их встречаемости.
Модели распределения значимости видов. Значимость видов, кривые значимости
видов. Наиболее популярные модели рангового распределения. Построение графиков видового обилия. Практическое применение моделей ранговых распределений.
Законы факториальной экологии и методы их формализации. Основные группы
экологических факторов. Закон Либиха. Правило минимума. Модель роста растения
Полетаева. Концепция совокупного действия природных факторов.
Закон толерантности и метод функции отклика. Закон толерантности. Метод
функции отклика - формализация закона совокупного действия фактора. Практическое применение моделей факториальной экологии.
Теория экологических ниш. Концепция экологической ниши. Модель многомерной ниши Хатчинсона. Динамика экологических ниш. Современная концепция экологической ниши. Задача классификации сообществ в терминах многомерной экологической ниши.
Динамические показатели популяций. Гипотезы абиотической и биоценотической регуляции численности популяции. Количественная оценка рождаемости,
смертности, скорости роста популяции. Биотический потенциал популяции. Продолжительность жизни и выживаемость. Демографические таблицы популяций,
кривые выживания. Оценка скорости роста популяции.
Простейшие популяционные модели. Концепция устойчивости популяций.
Принцип экспоненциального роста численности популяции. Модель экспоненциального роста Мальтуса. Закон ограниченного роста Дарвина, модель логистического роста ( Ферхюльста-Пирла). Дискретный аналог дифференциальных уравнений роста популяции. Гипотеза различных типов эколого-ценотических стратегий
популяций.
Системно-динамические
имитационные
модели.
Сущность
системнодинамического имитационного моделирования. Основные переменные имитационной модели. Язык потоковых диаграмм, правила построения диаграммы связей.
Процедура построения имитационной модели.
Технология построения имитационной модели на примере моделирования
цикла азота в агроэкосистеме. Основные этапы построения имитационной модели
цикла азота в агроэкосистеме. Потоковая диаграмма движения азота в экосистеме,
идентификация структуры модели. Синтез модели. Проверка и исследование модели. Оптимизация модели.
19
20
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Дневная форма обучения
2,3 курс
Семестр
Всего часов
Лекции
Практические занятия (семинары)
Лабораторные работы
Всего аудиторных занятий
36/1,0
54/1,5
90/2,5
4
18/0,5
26/0,7
44/1,2
Самостоятельная работа
90/2,5
28/0,8
62/1,7
-
-
-
Контрольные работы
Курсовой проект (работа)
да
-
да
Зачёт
Консультации
Экзамен
Всего по дисциплине
да
да
да
да
-
да
да
180/5,0
72/2,0
108/3,0
Производственная практика
5
18/0,5
28/0,8
46/1,3
По дисциплине предусмотрено 12 часов интерактивных и активных занятий, из них
6 часов – лекции и 6 часов – практические занятия.
Вид занятия
Лекция
Лекция
Лекция
Практ. занятие
Практ. занятие
Итого
Тема занятия
Предмет системной экологии, ее место в
цикле биологических и экологических наук.
Методы системных исследований в экологических науках.
Основные этапы системного анализа в
решении экологических проблем.
Модели (индексы) разнообразия.
Методы сравнения, сходства, соответствия сообществ.
Интерактивная форма
Объем,
количество
часов
Дискуссия
2
Дискуссия
2
Разбор конкретных
ситуаций
Разбор конкретных
ситуаций
Разбор конкретных
ситуаций
2
2
4
12