Гидробиология - Томский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАДРЫ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИИ
(АСПИРАНТУРА)
УТВЕРЖДАЮ
Директор Биологического института НИ ТГУ
_________________ Д.С. Воробьев
« 25 » марта 2014 г.
ПРОГРАММА
вступительных экзаменов по специальной дисциплине, соответствующей
профилю «Гидробиология»
(направление подготовки: 06.06.01 - Биологические науки)
Томск 2014
Требования к поступающим в аспирантуру:
 наличие высшего образования (диплом магистра или специалиста, по профильному
направлению);
 наличие задела по научной работе (научных публикаций или реферата по теме
диссертационной работе).
Основная цель экзамена – определить уровень сформированности у будущего
аспиранта способности осуществлять профессиональную коммуникацию и готовность к
межкультурному научному общению.
Программа нацелена на выявление готовности специалиста заниматься подготовкой в
системе высшего образования в соответствии с ФГОС по направлению подготовки
«Биологические науки» и возможности повышения его уровня образования, научной и
педагогической квалификации. Будущий аспирант должен продемонстрировать
накопленные умения и навыки.
Общие профессиональные компетенции
соответствии с уровнем высшего образования:
поступающих
в
аспирантуру
в

способность демонстрировать и применять полученные знания по профильному
направлению;

владение приёмами и методами дискуссии и коммуникативной деятельности в
условиях профессионального сообщества;
 способность участвовать в коллективном научном исследовании;
 способность к самоорганизации;
 умение профессионально излагать полученные знания профильного направления;
 владение культурой и логикой научного общения;

способность модифицировать и адаптировать полученные в вузе знания к выбранной
профессиональной научной деятельности.
Абитуриент, поступающий в аспирантуру по профилю 03.02.10 «Гидробиология» по
кафедре «Ихтиологии и гидробиологии» должен показать глубокие знания об организации,
особенностях структуры и методах исследования водных экосистем, влиянии света,
температуры, солености, газового режима, химического состава природных вод на структуру
популяций и сообществ гидробионтов, знать основные биотические характеристики
водоемов, принципы биологического мониторинга и рациональной эксплуатации водных
экосистем - в пределах программы высшего учебного заведения биологического профиля.
Он должен проявить способности к выполнению научно-исследовательской работы,
знать теоретические и практические основы современной гидробиологии.
Вступительные испытания проводятся в форме собеседования по темам и
вопросам, указанным в программе вступительного экзамена.
Автор: Романов В.И., д.б.н., зав.кафедрой
Содержание программы вступительного экзамена
Место гидробиологии в системе биологических наук. Предмет гидробиологии. Цели и
задачи. Основные научные направления и подходы к изучению объекта (описательный,
количественный, системный). Научные школы в отечественной гидробиология (Зернов,
Скадовский, Зенкевич, Ивлев).
Понятие о системном подходе. Система и слагающие ее элементы. Понятие об
организации систем и особенностях структуры. Изолированные, закрытые и открытые
системы. Биологические системы. Системы с активным и пассивным управлением.
Методы
исследования
водных
экосистем.
Задача
количественной
оценки
взаимодействия элементов в системе. Однофакторный и многофакторный эксперимент при
получении моделей описания связей в экосистемах с помощью регрессионного анализа в
экологических исследованиях. Моделирование как специфический подход в изучении и
описании водных экосистем. Типы моделей, прогностические свойства моделей.
Свет как фактор, регулирующий условия существования и поведения гидробионтов.
Фотосинтез растений, связь освещенности с фотосинтезом. Понятие компенсационной точки
фотосинтеза. Эффективность использования световой энергии. Фототаксис животных.
Адаптация гидробионтов к изменению интенсивности освещения и спектральному составу.
Вертикальные миграции гидробионтов.
Температура
как
фактор,
регулирующий
жизнедеятельность
гидробионтов.
Коэффициент Вант-Гоффа и температурная кривая Крога. Температура и распространение
организмов. Стено- и эвритермные организмы. Тепловодные и холодноводные организмы.
Пойкилотермные
и
гомойотермные
организмы.
Сезонная
динамика
температуры.
Термоклин.
Соленость как фактор, определяющий распространение гидробионтов. Адаптации
гидро-бионтов к изменению солености. Осморегуляция и понятие критической солености.
Эври- и стеногалинные организмы.
Газовый режим. Растворенный кислород и углекислота. Особенности дыхания
гидробионтов в воде. Сероводород, его образование и окисление.
Связь между содержанием кислорода, температурой и фотосинтезом. Суточные и
сезонные колебания кислорода.
Активная реакция среды, рН в воде и грунтах. Понятие об окислительновосстановительном потенциале и его влиянии на процессы, связанные с жизнью и
активностью гидробионтов.
Гидростатическое давление и его влияние на вертикальное распределение и
биологические особенности организмов.
Вода как среда обитания. Химический состав природных вод. Приспособления к
водному образу жизни: в толще воды, на поверхности и в толще грунта, в проточных
водоемах и в зоне прибоя.
Структура популяций, видовая структура сообществ. Олиго- и полимиксные
сообщества. Консорции, как реальная единица структуры биоценоза (В. Н. Беклемишев, Л. Г.
Раменский).
Методы
количественной
оценки
структуры
(биомасса,
число
видов,
разнообразие связей).
Показатели разнообразия и сходства. Урони видового разнообразия. Доминирующие
формы, ключевые виды и виды-эдификаторы. Относительное обилие популяций как
показатель структуры сообщества. Модели относительного обилия, их ограничения.
Трофическая структура сообществ. Понятие о трофическом уровне и трофической
группировке. Продуценты, консументы, редуценты.
Отношения организмов различных трофических группировок. Взаимодействия типа
хищник – жертва. Опыты Гаузе и математические модели Лотки и Вольтерра. Современные
модели трофических отношений. Трофические цепи и сети.
Методы
количественных
оценок
пищевых
взаимоотношений
организмов
в
сообществе. Классификация гидробионтов по типу питания. Пищевая избирательность.
Рационы, усвояемость пищи.
Пространственная
структура
сообществ.
Количественная
и
качественная
неоднородность сообществ, типы пространственного распределения. Факторы и механизмы,
обусловливающие пространственную неоднородность планктона и бентоса. Основные
деления водной биоты.
Население водной толщи. Планктон и нектон. Вертикальное распределение и
миграции гидробионтов. Горизонтальное распределение и активные миграции гидробионтов.
Перемещение водных масс и проблема их биоиндикации.
Население границы раздела «вода–воздух». Нейстон, плейстон. Население границы
раздела «вода–грунт». Инфауна и эпифауна
Население грунтов. Инфауна и интерстициальная фауна. Механизмы экспатриации
(выноса), миграции и интродукции гидробионтов и проблема перестройки биоценозов.
Акклиматизация
гидробионтов.
Понятие
экологической
ниши.
Трофический
и
пространственный аспекты. Фундаментальная ниша Д.Э. Хатчисона.
Классификация водоёмов: океаны и моря, озера и водотоки, водохранилища и пруда.
Вертикальная экологическая зональность водоемов, основные черты ее структуры: бенталь
моря и океана – супралитораль, литораль, сублитораль (зона шельфа), батиаль (материковый
склон), абиссаль (ложе океана), ультраабиссаль (глубоководные желоба). Соответствующие
подразделения в пелагиали – эпипелагиаль, мезопелагяаль, батипелагиаль, абиссапелагиаль.
Климатическая зональность водоемов – арктическая, бореальная, тропическая, нотальная и
антарктическая зоны.
Важнейшие абиотические характеристики водоемов. Соленость. Классификация
водоемов по содержанию соли в воде и фаунистический состав. Соленость и
пространственное распределение гидробионтов.
Свет. Солнечная радиация и закономерности распространения света в водной среде.
Цветность воды.
Температура. Температурная стратификация, ее сезонная и широтная, изменчивость.
Термоклин. Эпилимнион и гиполимнион в озерах. Прямая и обратная температурная
стратификация. Типы озер по термическому режиму (тропические, умеренные и полярные).
Роль термоклина в существовании сообществ эпипелагиали океана, его «проницаемость» для
мигрирующих интерзональных видов.
Особенности термического и солевого режима. ТС- кривые как индикаторы водных
масс. Пикноклин как нижняя граница биотопа фитопланктона в пелагиали.
Важнейшие биотические характеристики водоемов. Трофность. Биологическая
классификация водоемов: эвтрофные, олиготрофные, мезотрофные, дистрофные.
Продуктивность. Основные представления о продуктивности как важнейшей
характеристики водоема. Конечная продукция. Соотношение между первичной и конечной
продукциями. Продуктивность водоемов различной трофности. Продуктивные районы морей
и океанов, их характеристика. Потенциальная продуктивность водоемов и биологические
ресурсы океана.
Фитопланктон.
Видовое
разнообразие.
Закономерности
пространственного
распределения, сезонной динамики фитопланктона и факторы, их определяющие.
Зоопланктон.
Видовое
разнообразие.
Закономерности
пространственного
распределения, сезонной динамики зоопланктона и факторы, их определяющие. Суточные,
онтогенетические и сезонные вертикальные миграции.
Фитобентос,
состав,
вертикальная
структура
и
географическая
зональность.
Зообентос, состав мелководного и глубоководного бентоса. Микро-, мейо- и макробентос.
Основные факторы, влияющие на распределение и состав донной фауны. Донная фауна как
пищевая база бентосноядных рыб.
Промысловая продукция океана. Уровень современного вылова. Состояние и
перспективы промысла по регионам и типам объектов (рыбы, беспозвоночные, водоросли и
млекопитающие).
Промысловая
ихтиофауна
и
ее
биогеографические
комплексы.
Хозяйственное освоение шельфов морей.
Эксплуатация природных сообществ и аквакультура. Гидробионты – объекты
аквакультуры.
Промысловая
рыборазведение.
продукция
Акклиматизация
континентальных
кормовых
вод.
объектов
и
Удобрение
промысловых
водоёмов
и
организмов.
Растительноядные рыбы.
Основные загрязнители водоемов, их влияние на функционирование и устойчивость
водных сообществ. Нефть, тяжелые металлы, пестициды, детергенты, бытовые стоки.
Радиоактивное и термическое загрязнения. Принципы биологического мониторинга.
Биотестирование, биоиндикация. Токсикологическое нормирование. Предельно допустимые
концентрации (ПДК), предельно допустимый сброс (ПДС), ориентировочно-безопасный
уровень воздействия (ОБУВ) загрязнителей.
Литература
1. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования экосистем. – СПб.: ЗИН РАН,
2000. – 147 с.
2. Алимов А.Ф., Иванова М.Б. Закономерности гидробиологического режима водоемов
разного типа. – М.: Научный мир, 2004. – 296 с.
3. Буруковский Р.Н. Зоология беспозвоночных: Учебное пособие. – СПб.: Проспект
Науки, 2010. – 960 с.
4. Гидрохимия экстремальных водных систем с основами гидробиологии: учеб. пособие
/ В.В. Хахинов, Б.Б. Намсараев, Е.Ю. Абидуева, Э.В. Данилова. – Улан-Удэ: Изд-во
Бурят. госун-та. 2007. – 148 с.
5. Гольд 3.Г., Морозова И.И. Словарь терминов и понятий по водным экосистемам
(биологическая структура, качество вод, охрана) : учеб.-метод, пособие. Краснояр.
гос. ун-т. – Красноярск, 2004. – 94 с.
6. Долгин В.Н., Романов В.И. Гидробиология: Учебное пособие к занятиям Большого
практикума. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 2014. – 236 с.
7. Зданович В.В., Криксунов Е.А.. Гидробиология и общая экология: словарь терминов.
– М.: Дрофа, 2004. – 192 с.
8. Зилов Е.А. Анализ и прогноз изменений водных экосистем на основе модельных
экспериментов. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2010. – 326 с.
9. Зилов Е.А. Гидробиология и водная экология (организация, функционирование и
загрязнение водных экосистем): учебное пособие. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2009.
10. Калайда М.Л., М.Ф. Хамитова. Гидробиология: Учебное пособие. – СПб.: Проспект
Науки, 2013. – 192 с.
11. Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. – Петрозаводск:
КарНЦ РАН. 2007. – 327 c.
12. Кожова О.М. Введение в гидробиологию: Учеб. пособие. – Красноярск: Изд-во
Краснояр. ун-та, 1987. – 244 с.
13. Константинов А.С. Общая гидробиология: учеб. пособие. 4-е изд. – М.: Высш. шк.,
1986. – 472 с.
14. Методология оценки состояния экосистем: Учеб. пособие / О.М. Кожова и др. –
Ростов н/Д: ЦВВР, 2000. – 128 с.
15. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А.. Гидрология: учебник для
вузов. – М.: Высш. шк., 2005. – 463 с.
16. Одум Ю. Экология: в 2 т. / под ред. В.Е. Соколова. – М.: Мир, 1986. – Т. 1. – 328 с.;
Т. 2. – 376 с.
17. Островерхова Г.П. Зоология беспозвоночных: Учебник для университетов. – Томск:
Изд-во Томск. ун-та, 2005. 660 с.
18. Садчиков А.П. Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности: учебное
пособие для студентов вузов. – М.: НИА– Природа, РЭФИА, 2004. – 220 с.
19. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы,
критерии, решения: в 2 кн. – М.: Наука, 2005. Кн.2. – 337 с.
20. Wetzel, R. G. Limnology: Lake and River Ecosystems / R. G. Wetzel. 3d ed. – London /
Sydney / Tokyo: Academic Press, 2001. – 1006 p.
Программа сформирована на основе федеральных государственных образовательных
стандартов высшего образования по программам специалитета и магистратуры.
Рекомендовано методической комиссией Биологического института, протокол № 135 от
27.02.14г.
Утверждена Учёным советом Биологического института, протокол № 3 от 25.03.14г.