Экологическое почвоведение

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет геосистем и технологий»
(СГУГиТ)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по НиИД __________________В.А. Середович
«____»________________2015 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ФД.А.03 цикл «Факультативные дисциплины»
Основной образовательной программы
послевузовского профессионального образования
по отрасли 25.00.00 Науки о Земле
специальность 25.00.36 - Геоэкология (по отраслям)
Закреплена за кафедрой:
Всего учебных часов
Всего аудиторных часов
Всего часов на самостоятельную работу аспиранта
Вид итогового контроля
Год аспирантуры
Форма обучения
Новосибирск
2015
Экологии и природопользования
- 108, зач.ед. - 3
- 16
- 92
- зачет
- третий
- очная / заочная
Рабочая программа составлена на основе:

федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского образования, утверждѐнных приказом Минобрнауки РФ от 16.03.2011 г. № 1365 (с изменениями от 29.08.2011 г., приказ
№ 2238);

паспорта научной специальности 25.00.36 - Геоэкология (по техническим
наукам);

учебного плана ФГБОУ ВО СГУГиТ по специальности 25.00.36 - Геоэкология (по отраслям).
Составители программы:
профессор кафедры экологии и природопользования,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Ю.С. Ларионов
Рецензент программы:
доктор биологических наук
М.В. Якутин
Программа обсуждена на заседании кафедры экологии и природопользования.
Протокол № 7 от «05» февраля 2015 г.
Зав. кафедрой экологии и природопользования,
доктор технических наук, профессор
*'
)
Л.К. Трубина
Программа одобрена на заседании Ученого Совета Института кадастра и природопользования (ИКиП). Протокол № ___ от «____» _________ 2015 г.
Председатель Ученого совета, директор ИКиП
/ IV
Д.Н. Ветошкин
Программа согласована:
зав. отделом аспирантуры и докторантуры,
кандидат технических наук, доцент
Т.А. Широкова
2
1
Цели и задачи изучения дисциплины
Курс «Экологическое почвоведение» служит для раскрытия роли почвы в функционировании биосферы, а также для выявления значения почвы в поддержании жизни на
Земле и тех опасностей, которые угрожают жизни почвы.
Цель курса - рассмотрение проблем, связанных с взаимоотношением между почвой
как природным телом и биотическим компонентом геосистем. Почва, с одной стороны,
один из важнейших экологических факторов, а с другой, она представляет собой продукт
функционирования экосистем. Почва, будучи прямо или опосредованно связанной с биотой, выполняет множество различных функций, всегда имеющих значение для экосистем
того или иного уровня организации вплоть до биосферы в целом.
2.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Аспирант, прошедший курс «Экологическое почвоведение», должен
Знать:
1.
Экологические аспекты почвооборазования.
2.
Основные экологические функции почвы.
3.
Роль почвы как экологического фактора в биосфере, т.е. влияние почвы на
растения, почвенные микроорганизмы и почвенную фауну.
4.
Причины неоднородности свойств почв.
5.
Связь между многообразием почв и биоразнообразием.
6.
Реакцию почв на все виды антропогенных воздействий.
7.
Возможные пути сохранения устойчивости экологического функционирования почв.
Уметь:
1.
Производить по аналитическим данным почв учет любых почвенных компонентов (биоты, питательных элементов, гумуса, солей и др.).
2.
Выявлять изменение (потерь или восполнения) этих компонентов под влиянием различных антропогенных воздействий.
3.
Составлять модели и прогнозы восстановления потерянных компонентов, а,
следовательно, и устойчивости экологического функционирования почв, нарушенных антропогенной деятельностью.
Иметь представление:
1.
О триаде «растения - почвенные микроорганизмы - почвенная фауна» и ее
роли в биосфере и биологическом круговороте.
2.
О механизме влияния почвы как экологического фактора на эту триаду.
3.
О механизме реагирования почвы (органической и минеральной составляющей почвы) на антропогенные воздействия.
3. Место дисциплины в структуре ООП аспиранта
Дисциплина «Экологическое почвоведение» (ФД.А.03) относится к циклу «Факультативные дисциплины».
3
4.
Объѐм дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем часов /
зачетных единиц
Обязательная аудиторная нагрузка
в том числе:
- лекции
- практические занятия
Самостоятельная работа аспиранта
в том числе:
- работа с сетевыми ресурсами Интернет
- собеседование
- конспектирование статей и книг
- подготовка к итоговому контролю
- изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку
Общая трудоемкость дисциплины:
5.
Содержание дисциплины
5.1
Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
Название раздела дисциплины
1.
Экологическая роль почвенного покрова,
его организация и факторы, ее определяющие.
Почва как экологический фактор.
Неоднородность почв и их свойств как
результат воздействия на почвы биотического компонента геосистем. Плодородие почв и продуктивность экосистем.
Экологические функции почв.
Трансформация почв и их функционирование при; антропогенном воздействии.
Всего по курсу
2.
3.
4.
16
16
92
6
4
12
6
64
108 / 3
Объем часов
аудиторные занятия
лекции
практические
занятия
самостоятельная работа
4
-
18
2
4
-
22
26
6
-
26
16
-
92
5.2
Содержание лекционного курса
Раздел 1. Экологическая роль почвенного покрова, его организация и факторы, ее
определяющие.
1.1. Биохимические преобразования верхних слоев литосферы.
1.2. Трансформация поверхностных вод в грунтовые и участие их в формировании речного стока.
1.3. Регулирование газового режима атмосферы. Участие в формировании геохимического потока элементов.
1.4. Обеспечение среды обитания живых существ.
1.5. Обеспечение растений влагой и элементами питания.
Раздел 2. Почва как экологический фактор.
2.1. Свойства почв и их влияние на растения и растительность.
2.2. Физические свойства почв и растения (гранулометрический состав, плотность
4
и твердость почв, водные и тепловые свойства).
2.3. Минералогический состав, химические и физико-химические свойства почв.
их регуляторная и лимитирующая роль.
2.4. Гумусированноеть почв и реакция на нее растений. Реакция растительности на
разное содержание и почве биогенных макро- и микроэлементов.
2.5. Засоленность, осолонцеванность, карбонатность, заболоченность и оглеенность почв как экологические факторы роста и развития растений.
2.6. Лимитирующая и регулирующая жизнь и продуктивность растений, роль режимов почв (водного, воздушного, теплового, окислительно-восстановительного и др.).
Корневые системы растений в зависимости от физических и механических особенностей
почвенной толщи и режимов отдельных процессов в пей. Особенности растительного покрова в зависимости от свойств почв и их режимов (лесные формации, степи и др.). Свойства почв и их роль в жизни животных. Роль свойств ночи и их режимов в жизни почвообразующих животных (позвоночных, беспозвоночных, насекомых, паукообразных и др.).
Почвы и наземные животные.
Раздел 3. Неоднородность почв и их свойств как результат воздействия па почвы
биотического компонента геосистем. Плодородие почв и продуктивность экосистем,
Экологические функции почв.
3.1. Влияние на почвы растений и растительности. Фитогенные поля. Прямое и
опосредованное влияние растений. Поглощение растениями из почвы влаги и элементов
минерального питания. Механическое воздействие корневых систем растений на почву.
3.2. Педотурбационные процессы в почвах, связанные с вывалом деревьев. Корневые выделения растения и их роль в жизни почв.
3.3. Изменение водного и темпе раз урн о го режимов почв под влиянием растительности. Роль различных растений в перераспределении атмосферных осадков и изменении их химического состава.
3.4. Роль животных в педогенезе и в создании пространственной неоднородности
состава и свойств почв. Деструкция мертвого органического вещества и его перераспределение в почвенном пространстве животными. Роющая деятельность разных групп животных и ее место в жизни почв. Осмотрофы и их роль в педогенезе и функционировании
биогеоценозов.
Раздел 4. Трансформация почв и их функционирование при антропогенном воздействии.
4.1. Роль биотических факторов в создании и подержании неоднородности почв и
почвенного покрова. Квазипериодическая изменчивость свойств почв в почвенном покрове. Концепция парцеллярного устройства биогеоценозов. Здификация парцелл и тессеры.
Процессы гетерогенизации и гомогенизации в пространстве почвенного покрова. Неоднородность почв как результат и как условие устойчивого функционирования геосистемы.
Почва как компонент биогеоценоза. Представление о климаксных биогеоценозах и их связи с климаксностью почв и почвенного покрова.
4.2. Естественная правоспособность почв по В.В. Докучаеву, плодородие почв и
продуктивность фитоценозов: соотношение понятий.
5.3.
Содержание практических занятий дисциплины
Не планируются.
Контрольные работы - не предусмотрены.
Тематика рефератов - не предусмотрены.
Формы контроля включают:
Текущий контроль, осуществляемый на каждом занятии проверкой выполнения заданий.
5
Итоговый контроль проводится в виде зачета.
5.4
Самостоятельная работа
Изучение учебного материала, перенесенного с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.
Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Интернет по
экологическому почвоведению.
Конспектирование и реферирование научно-технической литературы по тематическим блокам.
Тематический план самостоятельной работы по дисциплине
№
раздела
1.
2.
3.
4.
Тема
Всего
часов
Экологическая роль почвенного покрова, его организации и
факторы, ее определяющие.
Депонирование семян и других зачатков, сорбция микроорганизмов.
Аккумуляция, трансформация и минерализация органических остатков и продуктов их переработки. Санитарная функция почвы (уничтожение отбросов, интоксикация ядов, подавление патогенных
микроорганизмов).
Почва как экологический фактор.
Микроорганизмы и их распространение и функционирование как
функция свойств и режимов почв. Водоросли, простейшие, грибы,
актиномицеты, бактерии, дрожжи и их распространение в разных по
свойствам почвах.
Закономерности распространения отдельных групп живых организмов в почвах разных типов, в почвах с разными свойствами и режимами и возможности биоиндикации почв. Индикационная геоботаника и ее возможности для проведения почвенно-геохимических
изысканий. Почва как компонент биогеоциноза.
Неоднородность почв и их свойств как результат воздействия
на почвы биотического компонента геосистем. Плодородие
почв и продуктивность экосистем. Экологические функции
почв.
Роль микроорганизмов в формировании почв. Азотфиксация, нитрификация и аммонификация. Сульфатредуцирующая деятельность
микроорганизмов.
Биота и образование почвенного гумуса.
Трансформации почв и их функционирование при антропогенном воздействии.
Антропогенное воздействие на почву.
Всего по курсу:
18
22
26
26
92
Поддержка самостоятельной работы:
Список литературы и источников для обязательного прочтения. Полнотекстовые
базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен в электронной библиотеке СГУГиТ.
Издания СГУГиТ.
6
Вопросы для итогового контроля
1.
2.
Почва - ресурс органического вещества биосферы.
Физические свойства почвы как экологический фактор (влияние на расте-
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
Почва - среда обитания организмов суши.
Почва - источник вещества и энергии для живых организмов.
Влияние гидротермического режима почв на растения.
Почва и животные.
Почва и атмосфера.
Влияние химических почв на растения.
Почва и микроорганизмы.
Влияние реакции почвенной среды на растения.
Санитарные функции почвы.
Почва и гидросфера.
Влияние обеспеченности почв гумусом на растения.
Депонирование семян в почве.
Почва - источник питательных элементов.
Влияние засоленности почв на растения.
Почва - «память» биогеоценоза.
Основные экологические функции почвы.
Биоиндикация почв.
Почва - фактор биологической эволюции.
Влияние осолонцевания почв на растения.
Почва и микроорганизмы.
Географические закономерности распространения живых организмов в поч-
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
Влияние заболачивания и оглеения почв на растения.
Почва среда обитания живых организмов суши.
Формирование экологии почв как самостоятельного раздела учения о почве.
Глобальные функции почвы.
Биоиндикация почв.
Почва - звено малого биологического круговорота.
Влияние реакции почвенной среды на микроорганизмы.
Причины неоднородности почвенного покрова.
Влияние антропогенной деятельности на экологические функции почв.
Влияние гидротермического режима почвы на растения.
Трофические связи в почвенной системе.
Биологический круговорот.
Физические свойства почвы как экологический фактор (влияние на расте-
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
Почва - среда обитания организмов суши.
Процессы трансформации опада в почве.
Влияние гидротермического режима почв на растения.
Почва и животные.
Роль микроорганизмов в формировании почв.
Влияние химических свойств почв на растения.
Корневые выделения растений и их роль в жизни почвы.
Гумус - звено малого биологического круговорота.
Влияние реакции почвенной среды на растения.
Основные различия между составом атмосферы и почвенного воздуха.
Глобальные экологические функции почвы.
ния).
вах.
ния).
7
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
Влияние обеспеченности почв гумусом па растения.
Депонирование семян и почве.
Общебиосферные экологические функции почвы.
Влияние карбонатности почв на растения.
Вещественный и элементный состав опала.
Индикационная геоботаника и ее практическое применение.
Биота и образование почвенного гумуса.
Биогеоценотические функции почвы.
6.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Рекомендуемая литература:
Основная
1.
Вальков В. Ф. Почвоведение [Текст]: учебник / В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев,
С. И. Колесников. – М.: Юрайт, 2014. – 527 с.
2.
Хаустов, А. П. Экологический мониторинг [Текст]: учебник / А. П. Хаустов,
М. М. Редина. — М. : Издательство Юрайт, 2014. — 637 с.
3.
Горбылева А.И. Почвоведение [Электронный ресурс]: учеб. пособие для вузов / А.И. Горбылева, В.Б. Воробьев, Е.И. Петровский ; ред. А.И. Горбылева. - М.: НИЦ
Иифра-М; Мн.: Нов. знание. 2011. - 400 с. - Режим доступа: http://znanium.com. - Загл. с
экрана.
Дополнительная
1. Кленов Б.М. Экология почв [Текст]: учебно- метод, пособие / Б. М.Кленов. Новосибирск: СГГА, 2001. - 84с.
2. Почвоведение. Общее учение о почве [Текст]: учеб.пособие для вузов / А.X.
Газизуллин. - М.: МГУЛ, 2007. - 484 с.
Интернет - ресурсы:
1. Официальный сайт научно - технической библиотеки СГУГиТ. - Режим доступа: http://lib.ssga.ru - Загл. с экрана.
2. Электронно-библиотечная система научно-издательского центра «ИНФРА-М».
- Режим доступа: http://znanium.com - Загл. с экрана.
3. Электронно-библиотечная система издательства «Лань». - Режим доступа:
http://e.lanbook.com - Загл. с жрана.
4. Научная электронная библиотека. - Режим доступа: http://elibrary.ru - Загл. с
экрана.
7.
Средства обеспечения освоения дисциплины
Программное обеспечение: Microsoft Office. веб-обозреватель Internet Explorer,
Mapinfo, AreGIS, Соrеl, Adobe Reader.
ИКТ - тeхнологии, мультимедийные презентации.
8.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерные классы, оснащенные компьютерами класса Реntium 4 с выходом в
Интернет и в локальную сеть СГУГиТ, а также принтеры, сканеры и ксероксы.
Экологическая лаборатория для проведения экспериментальных исследований по
теме диссертации.
Презентационные материалы в формате Power Point.
8