Геохимия таежных и тундровых ландшафтов

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
И.о. проректора-начальник
управления по научной работе
_______________________ Г.Ф. Ромашкина
__________ _____________ 2011 г.
ГЕОХИМИЯ ТАЕЖНЫХ И ТУНДРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 25.00.23 Физическая география и
биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
очной и заочной форм обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________ Хорошавин В.Ю.
«__26____»____мая_______2011 г.
Рассмотрено на заседании кафедры физической географии и экологии, 27 мая, номер
протокола №6
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем ____13_____стр.
Зав. кафедрой ______________________________ Хорошавин В.Ю.
«__27__»_____мая______ 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ, 17 июня, номер протокола №3
Соответствует ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной программы
послевузовского профессионального образования (аспирантура)
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________О.А. Столярова
«___17___»______июня_______2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Нач. отдела аспирантуры
и докторантуры_____________М.Р. Сорокина
«______»_____________2011 г.
2011
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра физической географии и экологии
Хорошавин В.Ю.
ГЕОХИМИЯ ТАЕЖНЫХ И ТУНДРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для аспирантов специальности 25.00.23 Физическая география и
биогеография, география почв и геохимия ландшафтов очной и заочной форм
обучения
Тюменский государственный университет
2011
2
Хорошавин В.Ю. Геохимия таежных и тундровых ландшафтов. Учебнометодический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности
25.00.23 Физическая география и биогеография, география почв и геохимия
ландшафтов очной и заочной форм обучения. Тюмень, 2011, 13 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с ФГТ к структуре
основной профессиональной образовательной программы послевузовского
профессионального образования (аспирантура).
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте
ТюмГУ: Геохимия таежных и тундровых ландшафтов [электронный ресурс] /
Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой физической географии и экологии.
Утверждено и.о. проректора-начальника управления по научной работе
Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий
географии и экологии Хорошавин В.Ю.
кафедрой
физической
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Хорошавин В.Ю., 2011.
3
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
1. Пояснительная записка:
1.1.
Цели и задачи дисциплины
Цель курса: обеспечить целостное представление о специфике химического состава
компонентов природно-территориальных комплексов в тундровой и таежной природных
зонах, об особенностях миграции и аккумуляции химических веществ и соединений, об
физико-химических режимах ландшафтов этих природных зон, и ресурсном потенциале
ландшафтов, связанном с химическими процессами в почвах и грунтах территории.
Задачи курса включают приобретение опыта и умений по направлениям: классификация
геохимических ландшафтов Севера, расчет кларков рассеяния и кларков концентрации
химических элементов; определения функций различных химических веществ в
ландшафтах тундровой и таёжной зон, а так же выявление связи между геохимией
ландшафтов и их устойчивости и экологической ценности.
1.2. Место дисциплины в структуре ОПППО.
Изучение
дисциплины
базируется
на
знаниях
наук
геологического,
физико-
географического циклов, химических наук, в частности неорганической и органической
химии и геохимии.
Дисциплина
курсом,
обобщающим
представления
обучающихся
о
физико-
географических и геохимических особенностях региона, формирует необходимый объём
знаний для изучения дисциплин аспирантуры, связанных с районированием и
классификацией ландшафтов, а также завершения работы над диссертацией на соискание
степени кандидата наук по специальности «Физическая география и биогеография,
география почв и геохимия ландшафтов».
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций: Проведение масштабных эколого-геохимических исследований с целью
рационального использования природных ресурсов и оценки экологического состояния в
контексте устойчивого развития регионов.
В результате освоения дисциплины, обучающийся должен:
Знать: химический состав природных компонентов и природно-территориальных
комплексов в целом, методы оценки экологического состояния зональных таёжных и
тундровых ландшафтов.
4
Уметь: читать и оценивать химико-аналитическую информацию о составе проб
природных сред, отобранных при экологических исследованиях.
Владеть: современными методами эколого-геохимических исследований.
2. Трудоемкость дисциплины.
Семестр 5. Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 2 зачетные единицы - 72 часа.
Таблица 1
1
1
2
Специфика и общие черты геохимии
3
10
4
2
в
10
2
Геохимические барьеры и концентрация
10
2
5
8
6
6
Формы
контроля
форме
самостоятельная
работа*
лабораторные
занятия*
лекции*
Всего часов
Тема
семинарские
(практические)
занятия*
виды учебной работы и
самостоятельная работа, в час.
3. из них в интерактивной
Тематический план
№
7
8
таёжных и тундровых ландшафтов
Миграция
2
химических
элементов
6
2
6
2
6
2
ландшафтах
3
2
химических элементов
Геохимия
4
зональных
таёжных
10
2
ландшафтов
таежных
10
2
1
8
2
ландшафтов
Геохимия
5
верховых болот
6
Геохимия ландшафтов тундры
10
2
1
8
2
7
Антропогенное преобразование
12
4
2
10
2
72
16
6
50
12
12
эколого-геохимической обстановки в
тайге и тундре
Итого:
из них часов в интерактивной форме
8
9
Таблица3.
Планирование самостоятельной работы аспирантов
№
1
Темы
Специфика
и
общие
черты
геохимии
таёжных
и
Виды СРА
обязатель дополнитель
ные
ные
3
2
Объем
часов
5
тундровых ландшафтов
2
Миграция химических элементов в ландшафтах
3
2
5
3
Геохимические барьеры и концентрация химических
3
2
5
6
2
8
элементов
4
Геохимия зональных таёжных ландшафтов
5
5
Геохимия ландшафтов таежных верховых болот
6
3
9
6
Геохимия ландшафтов тундры
6
3
9
7
Антропогенное преобразование эколого-геохимической
6
3
9
33
17
50
обстановки в тайге и тундре
ИТОГО:
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Морфология,
классификация и
картографирование
ландшафтов
Физикогеографическое и
ландшафтное
районирование
5.
1
Темы дисциплины необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
2
3
4
5
6
7
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Содержание дисциплины.
1. Специфика и общие черты геохимии таёжных и тундровых ландшафтов.
История формирования химического состава горных пород, природных вод и почв
территорий
распространения
тундровой
и
таёжной
природных
зон.
Биогеохимические процессы формирования геохимии исследуемых ландшафтов.
Пространственно-временное развитие ландшафтно-геохимических особенностей.
Ресурсный потенциал ландшафтов.
2. Миграция химических элементов в ландшафтах. Геохимические циклы
миграции в тундре и тайге. Виды и типы миграции химических элементов.
Особенности
факторов
миграции
химических
элементов
в
абиогенных
компонентах природы. Особенности миграции элементов в биогенной части
ландшафтов тундры и тайги. Эволюция процессов миграции химических
элементов. Кларки рассеивания химических элементов.
3. Геохимические барьеры и концентрация химических элементов. Понятие
геохимических барьеров. Физико-химические барьеры в тундре и тайге.
Механические барьеры. Биогеохимические барьеры. Комплексные геохимические
барьеры. Кларки концентрации химических элементов.
6
4. Геохимия зональных таёжных ландшафтов. Элювиальные горные породы как
фактор формирования геохимии зональных ландшафтов тайги. Биогеохимические
особенности северотаёжных, среднетаёжных и южнотаёжных ландшафтов. Ряд
биологического поглощения. Геохимическая формула ландшафтов средней тайги.
Специфика почвенно-геохимических условий Западной Сибири.
5. Геохимия
особенности
ландшафтов
таёжных
верховых
таёжных
гидроморфных
болот.
ландшафтов.
Ряд
Биогеохимические
биологического
поглощения верховых болот. Геохимическая формула болотных ландшафтов тайги.
Гидрохимия болот Урала и Сибири. Западная Сибирь как эпицентр развития
болотных ландшафтов.
6. Геохимия ландшафтов тундры. Элювиальные горные породы как фактор
формирования геохимии зональных ландшафтов тундры. Биогеохимические
особенности ландшафтов арктических, мохово-лишайниковых и кустарниковых
тундр. Ряд биологического поглощения. Геохимическая формула ландшафтов
тундры. Специфика почвенно-геохимических условий тундры Западной Сибири.
7. Антропогенное преобразование эколого-геохимической обстановки в тайге и
тундре. Геохимия ландшафтов и охрана ОС. Особенность геохимического
воздействия человека на ландшафтную оболочку. Источники техногенного
воздействия. Оценка природного геохимического фона территории. Техногенные
геохимические аномалии. Геохимия антропогенных ландшафтов. Экологические
исследования геохимических ландшафтов
6.
Планы семинарских занятий.
Практическое и семинарское занятие 1. Геохимические барьеры и концентрация
химических элементов
Задание: Построить таблицу физико-химических барьеров характерных для западносибирской тайги. Рассчитать кларки концентрации химических элементов в зональных
ландшафтах тундры, тайги.
Вопросы для обсуждения: Особенности биогеохимического цикла тундры и тайги.
Ресурсные, средоформирующие и природоохранные функции гидроморфных ландшафтов.
Семинарское занятие 2. Геохимия ландшафтов таежных верховых болот.
Вопросы для обсуждения: Верховые болота: генезис, структура, функционирование,
значение, геохимические особенности, антропогенная трансформация и природоохранное
значение. Региональные особенности гидрохимии болот.
7
Семинарское занятие 3. Геохимия ландшафтов тундры. Особенности геохимии
ортоэлювия холодных гумидных областей. Геохимия подбуров, глеезёмов, торфяноглеезёмов.
Биогеоцикл
в
тундровых
ландшафтах.
Количественная
модель
функционирования тундрового ПТК.
Семинарское занятие 4. Антропогенное преобразование эколого-геохимической
обстановки в тайге и тундре
Вопросы для обсуждения: Типология антропогенных гидроморфных ландшафтов
Вопросы для обсуждения: Источники техногенного воздействия. Оценка природного
геохимического фона территории. Основные методические и методологические принципы
изучения геохимической трансформации ландшафтов.
Основные международные программы, связанные с изучением эколого-геохимической
обстановки в Арктике.
Перечень тем контрольных работ и рефератов:
1. Элементарные геохимические ландшафты
2. Почвенно-геохимические особенности экотонов Субарктики России
3. Дистанционные методы исследования геохимии гумидных холодных
ландшафтов.
4. Техногенные потоки веществ и геохимические барьеры.
5. Геохимия
осадочных
отложений
различного
генезиса
(морские,
аллювиальные, озерно-аллювиальные, гляциальные и пр.).
6. Геохимия почв криолитозоны Западной Сибири.
7. Рассеянные элементы в поверхностных водах тайги
8. Гидрохимия болот
9. Геохимические особенности азональных ландшафтов в условиях
криолоитозоны
10. Эколого-геохимические воздействия нефтегазодобывающего комплекса
на ландшафты криолитозоны
11. Геохимическое воздействие ракетно-космической техники на тундровые
и лесотундровые ландшафты.
12. Эколого-геохимическая устойчивость почв.
7.
Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы аспирантов.
Оценочные
средства
для
текущего
контроля
успеваемости,
промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
8
Темы для самостоятельной работы аспирантов
1. Ученые-исследователи ландшафтно-геохимических особенностей тундры и тайги.
2. Вклад горных пород в формирование химического состава почв и природных вод.
3. Поведение тяжелых металлов в многолетнемерзлых горных породах.
4. Геохимия глеезёмов
5. Геохимия подбуров
6. Геохимия подзолов
7. Физико-химические особенности криогенных почв
8. Биогеохимический цикл в ландшафтах криолитозоны
9. Химический состав растительности тундры
10. Химический состав растительности тайги
11. Геохимия болот Урала и Западной Сибири
12. Техногенез и геохимия ландшафтов
13. Миграция нефтяных углеводородов в почвогрунтах Субарктики
14. Техногенная
трансформация
геохимии
почв
в
рудодобывающих
районах
Субарктики
15. Радиоактивное загрязнение территории Крайнего Севера
16. Трансграничный перенос загрязняющих веществ в ландшафты Крайнего Севера
17. Эколого-геохимические проблемы Северо-Американского сектора Арктики
18. Закисление почв холодных гумидных ландшафтов
19. Урбанизация и геохимия ландшафтов тайги
20. Связь геохимической специфики ландшафтов тундры и тайги со здоровьем
коренного населения.
21. Организация эколого-геохимического мониторинга
Вопросы к зачету
1. Понятие о геохимических ландшафтах.
2. История исследования геохимии ландшафтов тундровой и таёжной природных зон
3. Особенности геохимии ортоэлювия холодных гумидных ландшафтов
4. Особенности геохимии ортоэлювия холодных аридных ландшафтов
5. Вклад горных пород в формирование химического состава почв и природных вод.
6. Почвенно-геохимические особенности криолитозоны
7. Геохимические циклы миграции
8. Факторы миграции химических элементов в окружающей среде
9
9. Биогенная миграция химических элементов в условиях тундры и тайги
10. Водная миграция химических элементов в условиях тундры и тайги
11. Геохимические особенности азональных ландшафтов в условиях криолоитозоны
12. Особенности геохимии болотных ландшафтов таёжной зоны
13. Понятие о геохимических барьерах
14. Кларки концентрации и кларки рассеяния химических элементов
15. Глеевые геохимические барьеры
16. Сорбционные геохимические барьеры
17. Механические барьеры в тундре и тайге
18. Зональные биогеохимические барьеры
19. Биогеохимические особенности северотаёжных, среднетаёжных и южнотаёжных
лесов
20. Биогеохимические особенности тундровых ландшафтов
21. Геохимические формулы ландшафтов
22. Гидрохимия болот Урала и Западной Сибири
23. Геохимические и геофизические модели функционирования ландшафтов
24. Техногенез и геохимия ландшафта
25. Особенность геохимического воздействия человека на ландшафтную оболочку.
26. Источники техногенного воздействия.
27. Оценка природного геохимического фона территории.
28. Техногенные геохимические аномалии.
29. Геохимия антропогенных ландшафтов.
30. Экологические исследования геохимических ландшафтов
31. Организация эколого-геохимического мониторинга
32. Нефтегазодобывающий комплекс и геохимия ландшафтов Крайнего Севера
33. Горнодобывающая промышленность в Субарктике
34. Эколого-геохимические последствия урбанизации в таёжных и тундровых
условиях
35. Кислотные выпадения и геохимия ландшафтов криолитозоны
36. Здоровье коренного населения Крайнего Севера в связи с особенностями геохимии
ландшафтов Субарктики
10
8.
Образовательные технологии.
При изучении курса рекомендуется пользоваться литературным материалом:
специальной литературой, географическими и другими словарями; картографическим
материалом: геохимическими, геологическими, топографическими, растительными,
почвенными, климатическими картами, атласами; использовать компьютерную технику, в
процессе усвоения теоретических основ дисциплины, подготовке к семинарским и
практическим занятиям, разработке тем самостоятельной работы и написании рефератов.
9.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
а) Основная литература:
1.
Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. 627 с.
2.
Берзин Н.А. и др. Мир зеленого безмолвия. Болота, их свойства и жизнь М., 1983,
160 с.
3.
Боч М.С., Мазинг В.В. Экосистемы болот СССР. Л., 1979. 188 с.
4.
Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. -
М.: Изд-во АН СССР, 1957. —237с.
5.
Геохимия ландшафта. /Сб. статей отв. редактор Глазовская М.А., Добровольский
В.В., Фридланд В.М. ИГ АН СССР. М.: Наука, 1967. - 165 с.
6.
Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. – М.: Недра,
1990. – 335 с.
7.
Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.:
Высш. шк.. 1988.
8.
Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. Новосибирск: Наука СО. 1991. - 294 с.
9.
Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высш. шк., 1975.
10.
Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1979.
11.
Посохов Е.В. Химическая эволюция гидросферы . - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 286
с.
12.
Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат. 19 89. – 719 с
13.
Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ,
1998. - 376 с.
14.
Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. - Новосибирск: Наука, 1978. - 320 с.
15.
Телицин В.Л., Ваймер А.А. Гидроморфные и полугидроморфные почвы геосистем
Западной Сибири и их рациональное использование. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2005,
230 c.
11
16.
Хренов В.Я. Почвы криолитозоны Западной Сибири: морфология, физико-
химические свойства, геохимия. Новосибирск: Наука, 2011. 211 с.
17.
Черных Н.А., Сидоренко С.Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере.
М.: Изд-во РУДН, 2003. 430.
18.
Черняев А.М., Черняева Л.Е., Еремеева М.Е. Гидрохимия болот. Л: Гидрометоиздат,
1989.
б) Дополнительная литература:
1.
Авессаломова И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов. Учебно-
методическое пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987.
2.
Алекин О.А. Основы гидрохимии. — Л.; М.: Гидрометеоиздат, 1970. — 432 с.
3.
Беус А А., Грабовская Л. И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. — М.:
Недра, 1976. — 248с.
4.
Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994.
5.
Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М., 1982.
6.
Тарасова Н.П., Кузнецов В.А. и др. Задачи и вопросы по химии окружающей
среды. М.: Мир, 365 с.
7.
Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. -
М.,МГУ, 1998, 300 с .
8.
Зайдельман Ф.Р.Мелиорация почв М., 1996, 384 с.
9.
Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. – М.: Недра, 1994. – Кн.1. – 303 с.
10.
Ковальский В.В. Геохимическая экология. — М.: Наука, 1974. — 280 с.
11.
Кондратьев Н. Е., Попов И. В. Типизация руслового и пойменного процессов.— В
кн.: Нечаева Е.Г. Гидрохимическая обстановка в таежном Обь-Иртышье // География и
природные ресурсы, 1994. №1. С.110-117
12.
Московченко Д. В. Некоторые аспекты регионального эколого-геохимического
анализа (на примере Тюменской области) // Проблемы географии и экологии Западной
Сибири: Сборник. Вып. 3. – Тюмень: Изд-во ТГУ, 1998. – С.143 – 155.
13.
Региональные ландшафтно-геохимические исследования / АН СССР, Сиб. отд-
ние, Ин-т географии;Отв. ред. Е. Г. Нечаева, В. А. Снытко. - Иркутск: Б. и., 1986 - 159с.
14.
Рекомендации по учету руслового процесса при проектировании ЛЭП. Л., 1973, с.
5—22.
15.
Родин Л.Е, Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический
круговорот элементов и азота в основных типах растительности земного шара. — М.; Л.:
Наука, 1965. — 253 с.
12
16.
Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. Сборник под
редакцией Глазовской М.А. М., 1981.
17.
Хренов В.Я. Почвы Тюменской области. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 156 с.
18.
Экогеохимия городских ландшафтов / Под ред. Н.С Касимова. М.: Изд-во Моск.
ун-та. 1995
10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.
Учебная аудитория с мультимедийным проектором для чтения лекций
Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения семинарских занятий
Компьютерный класс с доступом в Интернет
Литературные фонды научных и публичных библиотек
Картографические фонды научных и публичных библиотек.
13