Учебная прогр. биогеоценология_14 (рабочая)

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе БГУ
________________ А. Л. Толстик
«____» _____________
Регистрационный № УД-______/р.
БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ
Учебная программа учреждения высшего образования по учебной
дисциплине для специальности:
1-31 02 01 География
Факультет географический___________________________________
Кафедра физической географии мира и образовательных технологий
Курс 3
Семестр 6
Лекции 36
________________
Практические (семинарские)
занятия 12
Экзамен
Зачет
4
КСР
6
Всего аудиторных
часов по дисциплине 54
Курсовой проект (работа) _____
Всего часов
по дисциплине
Форма получения
высшего образования
54
Составил – Кулеш В.Ф., профессор, доктор биологических наук
2014 г.
очная
Учебная программа составлена
на основе учебной программы по
дисциплине «Биогеоценология» и учебного плана учреждения высшего
образования по специальности 1-31 02 01 География, утвержденной «___»
____________2014 г. Регистрационный № ___________/уч.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению
мира и образовательных технологий
физической географии
«___» _________2014г. пр. № ___
Заведующий кафедрой
__________________ Я.К. Еловичева
Одобрена и рекомендована к утверждению Учебно-методической
комиссией географического факультета БГУ
«___» _________2014г. пр. №
Председатель
_______________
М. Н. Брилевский
І. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Биогеоценология
–
наука,
исследующая
строение
и
функционирование биогеоценозов – сложных природных комплексов
живых существ, находящихся во взаимной зависимости от неорганической
среды и взаимодействующих с ней материально-энергетическими связями.
Учебная дисциплина «Биогеоценология» предназначена для
студентов, обучающихся по специальности «физическая география» и
базируется на знаниях студентов по биогеографии, почвоведению,
метеорологии, ландшафтоведению, полученных в ходе предшествующего
обучения в вузе.
Цель учебной дисциплины – изучение основных закономерностей
организации и функционирования биогеоценозов, а также формирование
у студентов знаний о многообразия форм коадаптаций видов и
соотношения их экологических ниш в разных природно-географических
типах биогеоценозов как элементарных ячейках поверхностной оболочки
Земли.
Задачи учебной дисциплины:
– изучить состав, структуру, абиотических и биотических
компонентов, составляющих разнообразные
биогеоценозы земной
поверхности и биогидроценозы;
– дать представление о фитоценозе как фундаментальной
структурной и функциональной основе наземных биогеоценозов;
–
показать
структурно-функциональную
организацию
и
продуктивность наземных биогеоценозов;
– познакомить учащихся с трофической структурой биогеоценоза,
энергетическим обменом, потоком энергии и типами биогеохимических
круговоротов вещества и энергии;
– представить особенности структуры и функционирования
пресноводных и морских биогидроценозов;
– проанализировать динамику и эволюцию биогеоценозов в составе
биосферы
– показать особенности и структурно-функциональную организацию
биогеоценозов Беларуси.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен
Знать:
– цели и задачи
биогеоценологии как науки об основных
элементарных ячейках биосферы, а также представлять ее структуру и
методологию;
– основные принципы организации, функционирования наземных
биогеоценозов и водных биогидроценозов;
– продуктивность, динамические процессы в биогеоценозах различного
типа.
Уметь:
– выявлять и анализировать структурно-функциональную
организацию биогеоценотических систем различного типа;
– оценивать продукционные процессы и эффективность потока
энергии в пищевых цепях биогеоценозов;
– оценивать и анализировать их роль как элементарных
средообразующих структурно-функциональных блоков биосферы
На изучение учебной дисциплины «Биогеоценология» отводится 54
часа, из них 36 часов – лекционных, 8 часов – практических и 6 часов –
КСР. Итоговый контроль знаний осуществляется в форме зачета – 4 часа.
II. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
1. Биогеоценология как наука
Краткая история возникновения и развития биогеоценологии.
Определение биогеоценологии Взаимосвязь живой и неживой природы.
Предмет и задачи курса. Понятие экосистемы, экокомплекс. Развитие
представлений о биогеоценозе. Понятие биогеоценоза. Соотношение
экосистемы и биогеоценоза.
2. Общее строение и структура биогеоценоза
2.1 Биогеоценоз и его состав
Основные характеристики биогеоценоза по В.Н.Сукачеву.
Разнообразие биогеоценозов, границы и ценокомплексы видовых
ценопопуляций. Структурные компоненты биогеоценоза. Абиотический
компонент биогеоценоза: аэротоп, эдафотоп. Понятие биотопа.
Биоценотические принципы А. Тиннемана. Биогеоценоз как структурный
компонент биома. Основные типы сухопутных биомов.
2.2 Биотический компонент биогеоценоза
Биоценоз: фитоценоз, зооценоз, микоценоз, микробиоценоз. Общие
характеристики географической динамики биогеоценозов. Правило
А.Уоллеса. Правило географического оптимума. Правила: Бергмана,
Алена, Глогера. Понятие экотона. Краевой эффект. Автотрофный,
гетеротрофный (биотрофный) и сапротрофный компоненты биогеоценоза.
Состав и функциональная деятельность автотрофного, биотрофного и
сапротрофного компонентов.
3. Биотические компоненты биогеоценоза и их состав
3.1 Видовая структура биогеоценоза
Виды и их популяции в составе биоты биогеоценоза.
Фитоценотипы, зооценотипы и биоценотипы. Виды: доминанты,
субдоминанты, эдификаторы, ассектаторы. Принцип экологической
(рабочей) надежности биогеоценоза. Принципы видового обеднения.
3.2 Принципы экологической классификации
Жизненные формы (экобиоморфы) растений и животных в составе
биогеоценоза. Классификации жизненных форм растений: В.Р.Вильямса;
К. Раункиера в модификации Д. Мюллера, Г. Элленберга; И.Г.
Серебрякова. Жизненные формы животных: классификация Д. Н.
Кашкарова, классификация жизненных форм насекомых по
В.В.
Яхонтову. Понятие «стратегии жизни». Конвергенция.
4. Косные ( неживые) компоненты биогеоценоза и их состав
4.1 Аэротоп (климатоп) и его основа
«Деятельный» слой тропосферы и его составные элементы. Структура
атмосферы, ее компонентный состав и функциональная роль в биогеоценозе.
Значение фотосинтетически активной радиации (ФАР) в функционировании
биогеноценозов различного типа. Тепловой режим атмосферы, атмосферные
осадки, газовый состав и общая циркуляция воздушного фронта.
4.2 Эдафотоп и его характеристика
Структура и функционирование эдафотопа. Совокупность факторов
биогенных элементов почвенной среды. Почва ее состав, строение,
основные характеристики и генетические свойства. Почвообразование и
органическое вещество почвы. Физико-химические свойства и
функционирование почвы в составе биогеоценоза. Почва как внутренняя
почвенная среда биогеоценоза.
4.3 Водные биокосные системы
Биогидроценозы и их особенности. Физико-химические свойства воды
и грунта. Химический состав и строение воды. Движение воды. Вещества,
содержащиеся в природной воде: газы, ионы минеральных солей. Вводносолевой обмен. Водородные ионы и окислительно-восстановительный
потенциал. Растворенные органические вещества. Взвешенные вещества.
5 Фитоценоз как фундаментальная основа наземных биогеоценозов
5.1 Структурно-функциональные характеристики фитоценоза
Определение фитоценоза. Организация и состав фитоценозов.
Концепция континуума и квантованности растительного покрова. Принцип
континуума Л.Г. Раменского–Г.А. Глизона. Экологические группы растений
по отношению к температуре, свету, влажности в составе фитоценоза.
5.2 Эколого-фитоценотические стратегии видов
Понятие фитоценотической стратегии. Система Дж. МаклиодаЭ.Пианки. Система Л.Г.Раменского-Дж. Грайма: виоленты, патиенты,
эксплеренты. Характеристика первичных типов стратегий. Вторичные
стратегии. Пластичность стратегий.
6. Структурная организация наземных биогеоценозов
6.1 Пространственная структура биогеоценоза.
Синморфология. Понятие ярусности. Ярусность и пространственное
распределение живых компонентов биогеоценоза. Понятие полога. Состав
ценопопуляций, пространственная структура луговых и лесных сообществ.
Концепция биогеогоризонтов.
6.2 Горизонтальное структура биогеоценозов
Горизонтальное сложение биогеоценозов. Мозаичность и факторы ее
определяющие. Понятие биогеценотической парцеллы по Н.В. Дылису.
Синузии. Концепция фитогенного поля. Понятие стации. Принцип
стациальной верности. Правило М.С.Гилярова смены ярусов.
7. Cтруктурно-функциональная организация и продуктивность наземных
биогеоценозов
7.1. Взаимоотношения популяций в составе биогеоценозов
Структурно-функциональный комплекс в обеспечении целостности
биогеоценоза. Типы взаимоотношений ценопопуляцияй животных и
растений в биогеоценозе по классификации Е. Хэскела и Ю. Одума.
Межвидовые взаимоотношения животных в классификации В.Н.
Беклемишева. Межвидовые отношения между растениями.
7.2 Организация и структура функциональных компонентов
Функциональные
компоненты
биогеоценоза:
продуценты,
консументы, редуценты. Консументы и их роль. Потребление пищи
консументами. Классификация потребителей пищи: монофаги, полифаги.
Защита пищевых ресурсов от потребителей. Спектры питания. Понятие
фитофагии, типы хищников, детритофаги.
7.3 Продуктивность и продукция
Воспроизводство живых ресурсов и проблема биопродуктивности.
Основные понятия и показатели продуктивности. Первичная и вторичная
продукция. Удельная продукция (P/B – коэффициент). Методы расчета
продукции. Эффективность использования пищи на рост.
7.4 Консорция и концепция экологической ниши
Понятие консорции, состав и строение. Классификация, многообразие и
динамика консорций. Консорция как ключевой структурно-функциональный
элемент биогеоценоза. Понятие экологической ниши. Фундаментальная и
реализованная ниша. Принцип плотной упаковки Р.Мак-Артура. Правило
обязательности заполнения экологических ниш. Принцип конкурентного
взаимоисключения Г.Ф.Гаузе. Принцип сосуществования или парадокс Дж.
Хатчинсона.
8. Энергетический обмен и функционирование биогеоценозов
8.1 Трофическая структура и поток энергии
Поступление и использование солнечной энергии в биогеоценозе.
Трофическая структура и обменные процессы. Пищевые цепи, строение и
классификация. Пищевые сети и трофические уровни. Экологические
пирамиды. Общая схема потока энергии и роль живых организмов в
функционировании биогеоценоза.
8.2. Биогеоценотические круговороты веществ в составе биосферы
Биогеоценотический обмен веществ, циклы и типы биологического
круговорота. Круговорот воды. Биогеохимические циклы биогенных
(биофильных) элементов и их типы. Биогеохимический круговорот
углерода, кислорода, азота, фосфора и серы.
9. Структура и функционирование биогидроценозов.
9.1 Структура и функционирование континентальных
биогидроценозов
Водные биокосные системы (биогидроценозы) континентальных
водоемов, их особенности и структурно-функциональная организация.
Водно-солевой обмен. Взаимодействие живого и косного компонентов.
Жизненные формы населения биогидроценозов и их характеристика.
Трансформация веществ и энергии. Сукцессии в водных биогидроценозах.
9.2. Структура и функционирование морских биогидроценозов
Морские биогидроценозы и их особенности. Жизненные формы и их
распределение в Мировом океане. Вертикальная структура и трофические
взаимосвязи планктона. Биогидроценозы, бентали, батиали, абиссали и
коралловых рифов. Биогидроценозы литорали. Динамика морских
биогидроценозов и этапы эволюции Мирового океана.
10. Динамика и эволюция биогеоценозов в системе биосферы
10.1 Динамика биогеоценозов
Динамика биогеоценозов и формы проявления. Циклические
изменения биогеоценозов. Флуктуации. Экологические сукцессии и их
классификация. Сингенез как процесс формирования биогеоценоза.
Эндогенез и эндогенные сукцессии.
10.2. Сукцессии и эволюция биогеоценозов
Эволюция и экзогенные сукцессии. Простые и сложные автогенные
сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Концепции климакса,
динамика и устойчивость
биогеоценозов.
Факторы и механизм
органической эволюции и эволюционный прогресс биокосных систем.
11. Биогеоценозы Беларуси
Основные принципы выделения природных биогеоценозов и
гидробиоценозов Беларуси.
Биогеоценозы лесов, лугов, болот.
Особенности гидробиоценозов рек, озер, водохранилищ.
Ключевые и ресурсные виды растений и животных в различных
наземных и водных биогеоценозах и их динамика.
Особенности агроценозов Беларуси. Структура и функционирование
фитоценозов и зооценозов на урбанизированных территориях.
2.1
2.2
3
3.1
3.2
4
4.1
4.2
Материальное
обеспечение
занятия (наглядные,
методические
пособия и др.)
2
Биогеоценология как наука. Предмет и задачи
курса. Этапы развития биогеоценотических идей.
Взаимосвязь живой и неживой природы.
Биогеоценоз, экосистема, экокомплекс.
Общее строение и структура биогеоценоза.
Биогеоценоз и его состав. Понятие биогеоценоза и его
структурные компоненты. Абиотические компоненты
биогеоценоза. Биомы.
Биотический компонент биогеоценоза. Фитоценоз,
зооценоз, микоценоз, микробиоценоз. Состав и
функционирование.
Биотические компоненты биогеоценоза и их состав
Видовая структура биогеоценоза. Фитоценотипы,
зооценотипы и биоценотипы. Виды: доминанты,
субдоминанты, эдификаторы, ассектаторы.
Жизненные формы растений и животных в составе
биогеоценоза и их классификации.. Конвергенция.
Косные компоненты биогеоценоза и их состав
Аэротоп (климатоп) и его основа. Структура
атмосферы, ее компонентный состав и функциональная
роль в биогеоценозе.
Эдафотоп и его характеристика. Почва ее состав,
строение, основные характеристики и генетические
свойства
3
4
5
6
7
Литература
Контролируемая
самостоятельная
работа студента
2
Лабораторные
работы
1
Название раздела, темы, занятия; перечень
изучаемых вопросов
практические
(семинарские)
занятия
1
Количество аудиторных часов
лекции
Номер раздела, темы,
занятия
III. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
Форма
контроля
знаний
8
9
2
Мультимедиа
[1,4,5,8,
9, 16]
2
Мультимедиа
[1,4,5,8,
19, 20]
Проверка
конспектов
2
Наглядные пособия,
фото
[1,2,3,
4, 9,16]
Фронтальный
опрос
2
Мультимедиа
[4, 9,13
16,17]
Проверка
конспектов
2
Мультимедиа
[1,2,3,4,
16,21]
Фронтальный
опрос
2
Наглядные
пособия,фото
[4,6,
15,19]
Фронтальный
опрос
2
Наглядные пособия,
фото
[4,6,15,
16,19]
Фронтальный
опрос
4.3
5
5.1
5.2
6
6.1
6.2
7
7.1
7.2
7.3
7.4
Водные биокосные системы. Физико-химические
условия существования гидробиоценозов. Свойства
воды и грунта. Взвешенные и растворенные органические
вещества.
Фитоценоз как фундаментальная основа наземных
биогеоценозов
Структурно-функциональные характеристики фитоценоза.
Cостав
фитоценозов.
Концепция
континуума.
Экологические группы растений по отношению к
температуре, свету и влажности в составе фитоценоза.
Эколого-фитоценотические стратегии видов.
Характеристика
первичных
типов
стратегий.
Вторичные стратегии. Пластичность стратегий.
Структурная организация наземных биогеоценозов
Пространственная
структура
биогеоценоза.
Пространственное распределение живых организмов
в лесных и луговых сообществах. Биогеогоризонты.
Горизонтальное
структура
биогеоценозов.
Мозаичность и факторы его
определяющие.
Биогеценотической парцелла. Синузии. Концепция
фитогенного поля. Понятие стации.
Cтруктурно–функциональная
организация
и
продуктивность наземных биогеоценозов
Взаимоотношения
популяций
в
составе
биогеоценозов. Структурно-функциональный комплекс
биогеоценоза. Типы взаимоотношений ценопопуляцияй.
Организация
и
структура
функциональных
компонентов. Продуценты, консументы, редуценты.
Классификация потребителей пищи.
Продуктивность и продукция. Основные понятия и
показатели продуктивности. Удельная продукция.
Методы расчета продукции.
Консорция и концепция экологической ниши.
Многообразие и динамика консорций. Понятие
экологической ниши и ее характеристики.
Схемы, карты
2
2
Наглядные пособия,
фото
Мультимедиа
2
Мультимедиа
2
[4,9,12,
13,15]
[1,2,3,6,
8,10,20]
Проверка
знания биол.
номернклатуры
Контрольный
опрос
[1,2,3,4,
8,10,20]
Проверка
конспектов
[3,4,6,8,
10,13,
14,16]
[3,4,6,8,
10,13,1
4
14,16,2
0]
Фронтальный
опрос
[4,5,9,
16,18]
Проверка
конспектов
Проверка
знания биол.
номернклатуры
2
Мультимедиа
2
Наглядные пособия,
фото
2
Мультимедиа
[4,5,7,9,
16,18]
Проверка
конспектов
Наглядные пособия,
фото
[1,4,5,7,
9,16,
18]
[1,4,5,7,
9,16,
18]
Контрольный
опрос
2
2
Мультимедиа
Фронтальный
опрос
8
8.1
8.2
9
9.1
9.2
10
10.1
10.2
11
Энергетический обмен и функционирование
биогеоценозов
Трофическая структура и поток энергии. Пищевые
цепи, сети, трофические уровни экологические
пирамиды. Поток энергии.
Биогеоценотические круговороты веществ в составе
биосферы. Циклы и типы биологического круговорота.
Круговороты: воды углерода, кислорода, азота, фосфора.
Структура и функционирование гидробиоценозов
Континентальных биогидроценозы. Жизненные
формы
населения
биогидроценозов
и
их
характеристики. Трансформация веществ и энергии.
Морские биогидроценозы. Жизненные формы и их
распределение в Мировом океане. Динамика морских
биогидроценозов и этапы эволюции Мирового океана.
Динамика и эволюция биогеоценозов в системе
биосферы
Динамика биогеоценозов. Циклические изменения
биогеоценозов. Флуктуации. Экологические сукцессии.
Сингенез. Эндогенез и эндогенные сукцессии.
Сукцессии и эволюция биогеоценозов. Экзогенные
сукцессии. Простые и сложные автогенные сукцессии.
Первичные и вторичные сукцессии. Концепции климакса.
Биогеоценозы Беларуси. Наземные биогеоценозы.
Гидробиоценозы. Ключевые и ресурсные виды
растений и животных в различных наземных и
водных биогеоценозах и их динамика. Особенности
агроценозов Беларуси. Урбанизированные территори
ИТОГО
2
Схемы, карты
[1,2,5,9,
16,17]
Проверка
конспектов
2
Мультимедиа
[4,5,9,
16,17]
Проверка
конспектов
2
Наглядные пособия,
фото
[4,5,9,
12,13
,19]
Фронтальный
опрос
2
Наглядные пособия,
фото
[4,5,9,
12,13]
Фронтальный
опрос
2
Схемы, карты
Проверка
знания биол.
номенкатуоы
2
Мультимедиа
[1,3,4,9,
10,18
,20]
[1,4,5,9,
10,13,
20]
[11,13,
14,15,
]
Проверка
КСР,
тестирование
6
36
8
6
Раздаточный
материал,
картосхемы
Проверка
конспектов
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Литература
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Основная
Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М. 1978
Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология, М. 1997
Сукачев В.Н. Избранные труды. Т. 1. Основы лесной типологии и
биогеоценологии. Л.: Наука. 1972
Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. М.:
ЮНИТИ. 2001
Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2-е изд. 2003
Дополнительная
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов на Дону:
феникс. 2005.
Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйшая школа. 1998.
Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии.
М.: Наука. 1985
Смирнова О.В. Популяционная организация биоценотического
покрова лесных ландшафтов // Успехи современной биологии. 1998
Сукачев В.Н. Избранные труды. Т. 3. Проблемы фитоценологии. Л.:
Наука, 1975
Смирнова О.В. Природная организация биогеоценотического
покрова лесного пояса Восточной Европы // Восточноевропейские
леса. Ред. О.В.Смирнова. Кн. 1. М.: Наука. 2004
Бяллович Ю.П. Системы биогеоценозов. – в кн.: Проблемы
биогеоценологии. М., Наука. 1973
V. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
«БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ»
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Название
дисциплины,
с которой
требуется
согласование
Название
кафедры
1.Биогеография
Физ.географ.
материков и
океанов и
методики
преп.геогр.
геоэкологии
2. Общая
экология
Предложения
об изменениях в
содержании учебной
программы
по изучаемой учебной
дисциплине
согласовано
Решение, принятое
кафедрой,
разработавшей
учебную программу
(с указанием даты и
номера протокола)
Пр № ____от
___________2014 г.
согласовано
Пр № ____от
___________2014 г.
VI. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО БИОГЕОЦЕНОЛОГИИ
на _____/_____ учебный год
№
№
пп
Дополнения и изменения
Основание
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
(протокол № ____ от ________ 200_ г.)
Заведующий кафедрой
д. г. н., профессор __________________
Я.К. Еловичева
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
д. г. н., доцент__
Д.Л. Иванов
_________________