Учебная программа по биогеоценологии

1
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(название высшего учебного заведения)
УТВЕРЖДАЮ
Декан географического факультета БГУ
________________ И. И. Пирожник
________________
(Регистрационный
№ УД-______/р.
БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ
Учебная программа для специальности:
1-31 02 01 География
2010 г.
2
СОСТАВИТЕЛИ:
Л.В. Колтун, старший преподаватель кафедры физической географии
материков и океанов и методики преподавания географии Белорусского
государственного университета
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Ю.А. Гледко – доцент кафедры общего землеведения и гидрометеорологии
Белорусского государственного университета, кандидат географических наук
А.И. Зарубов – доцент кафедры геоэкологии Белорусского государственного
университета, кандидат биологических наук
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой физической географии материков и океанов и методики
преподавания географии________________________________________
(протокол №__9__ от __30 апреля 2010 г.__________________);
Научно-методической комиссией географического факультета
(протокол №_12___ от _28 мая 2010 г.___________________);
Ответственный за редакцию – Л.В. Колтун
Ответственный за выпуск – Л.В. Колтун
3
І. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Биогеоценология – это наука о взаимосвязанных и взаимодействующих
комплексах живой и неживой природы – биогеоценозах и их планетарной
совокупности – биогеосфере. Спецкурс «Биогеоценология» предназначен 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 курса формирование у студентов знаний о связях и
взаимодействии в элементарных ячейках поверхностной оболочки Земли –
биоценозах.
Задачи курса:
- исследование структуры, свойств и функций компонентов, составляющих
биоценозы и расшифровка механизма их связей;
- изучение потоков вещества и энергии в биогеоценозах;
- изучение преобразования одними компонентами состояний, свойств и работы
других;
- определение роли компонентов биоценозов в их изменении и динамике;
- изучение устойчивости биоценозов и ее регуляторных механизмов;
- исследование взаимосвязей и взаимодействий между биогеоценозами;
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать
- цели, задачи, сущность биогеоценологии;
- структуру биогеоценоза;
- динамические процессы биогеоценозов;
- основные функции биогеоценоза;
Уметь
анализировать
структурно-функциональную
организацию
биогеоценотических систем;
- определять динамические процессы в биогеоценозах;
- оценивать эффективность продукционных процессов и
средообразующих
функций биогеоценозов.
На изучение спецкурса «Биогеоценология» отводится 54 часа, из них 36
часов – лекционных, 8 часов – практических и 6 часов - КСР. Итоговый
контроль знаний осуществляется в форме зачета.
4
IІ. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№
п/п
Название разделов и тем
Всего Лекций Лабора- Семинар
торных\
ских,
аудит
практич.
КСР
.
часов
1
Предмет
и задачи курса.
2
2
Место биогеоценологии среди
дисциплин
географического
профиля.
Основные
подходы
к
изучению спецкурса.
2 Биогеоценозы:
понятие
и
2
2
сущность
3 Фитоценоз
как
главная
2
2
составляющая биогеоценоза:
определение,
признаки,
границы
и
критерии
выделения
4 Жизненные
формы
как
2
2
отражение условий среды и
отношений в фитоценозе
5 Структурно-функциональная
8
4
организация биоценотических
систем и ее анализ. Видовая и
пространственная структура
биогеоценоза.
5.1. Структурно-функциональные
2
особенности
биогеоценотического покрова
пойменных лугов (в пределах
геостанции
«Западная
Березина»
6 Функциональная структура
8
4
биогеоценоза. Взаимосвязи в
биогеоценозе. Типы
отношений в биогеоценозе.
Сопряженность видов в
фитоценозе. Внутривидовые и
межвидовые отношения в
биогеоценозе.
6.1. Эколого-ценотический анализ
2
лесной растительности (в
пределах геостанции
5
7
7.1.
8
9
10
10.1
10.2
11
11.1
11.2
12
«Западная Березина»)
Динамика и сукцессии
биогеоценозов
Специфика динамических
процессов в биогеоценозах (в
пределах геостанции
«Западная Березина»)
Вторичные сукцессии и
климаксовые сообщества.
Подвижное равновесие.
Энергетика и продуктивность
Типология биогеоценозов
земного шара. Биогеоценозы
лесотундр, тундр и полярных
пустынь. Биогеоценозы лесов.
Биогеоценозы степей и
пустынь. Биогеоценозы болот
и пойм рек. Биогеоценозы
океанов и морей.
Основные варианты
сукцессионных систем в
разных физикогеографических областях
Ключевые виды растений и
животных в основных типах
экосистем суши
Биогеоценозы Беларуси
Специфика динамических
процессов в биогеоценозах
интразонального типа
Динамика животных
представителей биоценозов
Беларуси
Основные варианты ключевых
видов средопреобразователей)
в разных природных зонах. Их
роль в организации
биогеоценотического покрова.
Механизмы устойчивого
поддержания структурного и
таксономического
разнообразия
биогеоценотических единиц.
ИТОГО
4
2
2
2
2
2
12
2
10
2
2
6
2
2
2
2
2
50
36
8
6
6
ІІІ. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Биогеоценология
1. Введение
Предмет и задачи курса. Место биогеоценологии среди дисциплин
географического профиля. Основные подходы к изучению спецкурса.
2. Биогеоценозы: понятия, сущность
Понятие о биогеоценозе, компонентный состав. Свойства биоценозов.
Различия водных и наземных биоценозов. Биоценоз и экосистема.
3. Фитоценоз как главная составляющая биогеоценоза
Выделение границ биогеоценоза. Биогеоценозообразующая роль
фитоценоза в ландшафте. Определение понятия "фитоценоз". Основные
признаки фитоценоза. Минимальный размер площади выявления фитоценоза. О
границах фитоценоза. Понятие о континууме растительного покрова. Различия
понятий "фитоценоз", "ассоциация" и "растительное сообщество".
4. Жизненные формы как отражение условий среды и
отношений в фитоценозе
Понятие "жизненная форма". Классификация жизненных форм растений.
Классификация К. Раункиера. Биоморфологический спектр. Классификация
И.Г. Серебрякова. Понятие «экобиоморфа и «онтобиоморфа». Понятие
конвергенции.
5. Структурно-функциональная организация биоценотических
систем и ее анализ
Определение понятия «структура биоценоза». Видовая структура.
Характеристики видового состава фитоценоза. Факторы, влияющие на видовое
разнообразие и богатство биоценоза. Виды доминанты, предоминанты и
второстепенные виды. Виды эдификаторы, суб- или со-эдификаторы,
ассектаторы. Пространственная структура растительного сообщества.
Вертикальная структура. Ярусность (надземная, подземная ярусность, водный
фитоценоз). Горизонтальная структура. Мозаичность. Синузиальность.
5.1. Структурно-функциональные особенности биогеоценотического
покрова пойменных лугов (в пределах геостанции «Западная Березина»
7
Взаимоотношения между растениями пойменных лугов и средой
произрастания (экологическое направление). Взаимоотношения между особями
одного вида (популяционный уровень). Взаимоотношения между разными
видами (биоценотический подход). Постоянные (сессильные) и временные
(вагильные) отношения между растениями.
6. Функциональная структура биоценоза
Взаимосвязи между почвой и растительностью. Взаимодействие между
растительностью и атмосферой. Взаимосвязь между микроорганизмами и
разными компонентами биогеоценоза. Взаимоотношения между растениями.
Взаимосвязь растительности с животным миром. Взаимодействие между
неживыми (абиотическими) компонентами. Факторы, влияющие на
взаимодействия компонентов биогеоценоза. Типы отношений между
организмами в биоценозе: симбиоз, антагонизм.
6.1. Эколого-ценотический анализ лесной растительности
(в пределах геостанции «Западная Березина»)
Видовой состав лесного сообщества. Ярусность. Синузиальность.
Эдификаторы. Консорция.
7. Динамика и сукцессии биогеоценозов
Динамика фитоценозов: суточные изменения, сезонные различия,
флюктуационные изменения, возрастные изменения, изменения, обязанные
своим происхождением микроэволюции. Типы развития и фазы развития
сукцессий. Первичные сукцессии. Факторы, определяющие развитие
растительности в первой фазе сукцессии – на оголенных территориях. Эцезис и
его особенности. Стадии развития фитоценоза первичной сукцессии. Стадии в
развитии растительного покрова. Методология изучения сукцессий
7.1. Специфика динамических процессов в биогеоценозах (в пределах
геостанции «Западная Березина»)
Суточные и сезонные изменения в лесных и луговых сообществах.
Краткосрочные флуктуации луговых сообществ.
8. Вторичные сукцессии и климаксовые сообщества.
Подвижное равновесие.
Вторичные сукцессии – смена одного фитоценоза другим. Суть понятий
сингенез, эндоэкогенез и гологенез. Классификация типов сукцессий по П.Д.
8
Ярошенко. Кратковременные, вековые и филоценогенетические смены
фитоценозов. Эволюция фитоценозов. Примеры филоценогенетических
сукцессий. Понятие климакса в биогеоценологии. Теория подвижного
равновесия. Методология изучения вековых смен.
9. Энергетика и продуктивность
Основные типы функций биогеоценоза. Органические функции.
Пищевые цепи. Схема расчета потока энергии через простую цепь питания.
Экологические пирамиды. Понятие биологической продуктивности.
Показатели биологической продуктивности. Средообразующие функции.
Понятие о консорции. Понятие об экологической нише. Типы экологических
ниш.
10. Типология биогеоценозов земного шара
Биогеоценозы лесотундр, тундр и полярных пустынь. Биогеоценозы
лесов. Биогеоценозы степей и пустынь. Биогеоценозы болот и пойм рек.
Биогеоценозы океанов и морей.
10.1. Основные варианты сукцессионных систем в разных физикогеографических областях
Популяционные критерии климаксового и сукцессионного состояния
экосистем. Основные варианты нарушений растительного покрова природных
зон.
10.2. Ключевые виды растений и животных в основных типах экосистем
суши
Принципы организации биогеоценотического покрова Земли. Наборы
ключевых видов растений и животных в разных природных зонах.
11. Биогеоценозы Беларуси
Основные принципы выделение биогеоценозов Беларуси. Структура.
Динамика и сукцессии. Энергетика и продуктивность основных биогеоценозов.
11.1. Специфика динамических процессов в биогеоценозах
интразонального типа
Особенности биогеоценотического покрова болотных и пойменных
ландшафтов. Вертикальная и горизонтальная структура болотного сообщества.
Ярусность. Синузиальность. Роль экотопических и фитоценотических факторов
9
в образовании биогеоценозов болот. Вторичные сукцессии в болотных
биогеоценозах.
11.2. Динамика животных представителей биоценозов Беларуси
Суточная, сезонная, многолетняя динамика. Факторы, влияющие на
динамику. Основные животные представители биоценозов Беларуси и их
влияние на процессы, протекающие в биогеоценозе.
12. Основные варианты ключевых видов (средопреобразователей) в
разных природных зонах.
Роль ключевых видов в организации биогеоценотического покрова. Механизмы
устойчивого поддержания структурного и таксономического разнообразия
биогеоценотических единиц.
10
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Литература
Основная
Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М. , 1978.
Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. М., 1997.
Киселев В.Н. Основы экологии. Мн., 2002.
Сукачев В.Н. Избранные труды. Т. 1. Основы лесной типологии и
биогеоценологии.Л.: Наука, 1972.
5. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ., 2001.
6. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2-е изд., 2003.
1.
2.
3.
4.
Дополнительная
1. Бяллович Ю.П. Системы биогеоценозов. – в кн.: Проблемы биогеоценологии.
М., Наука, 1973.
2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов на Дону: феникс, 2005.
3. Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. М.:
Наука,.1985.
4. Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйшая школа, 1998.
5. Смирнова О.В. Популяционная организация биоценотического покрова
лесных ландшафтов // Успехи современной биологии//. М., 1998.
6. Сукачев В.Н. Избранные труды. Т. 3. Проблемы фитоценологии. Л.: Наука,
1975.
7. Смирнова О.В. Природная организация биогеоценотического покрова
лесного пояса Восточной Европы // Восточноевропейские леса. Ред.
О.В.Смирнова. Кн. 1. М.: Наука. 2004.
11
Приложение
План практических и семинарских занятий по спецкурсу
«Биогеоценология»
1. Структурно-функциональнные особенности биоценотического покрова
пойменных лугов(на примере пойменных лугов территории геостанции
“Западная Березина”.
2. Эколого-ценотический анализ лесной растительности (на примере
сосняков территории геостанции “Западная Березина”.
3. Специфика динамических процессов в биогеоценозах.
4. Ключевые виды растений и животных в основных типах экосистем суши.
Тематика КСР
Тема №1
«Специфика динамических процессов в биоценозах»
Примерный план работы
1. Динамка
фитоценозов
(суточные,
сезонные,
флюктуационные
изменения).
2. Возрастные и «возобновительные» изменения
3. Направленные и ненаправленные смены растительного покрова.
Литература
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов-на-Дону: ФЕНИКС,
2005
2. Основы лесной богеоценологии /под ред Вукачева В.Н. и Дылиса Н.В./
М.: Наука, 1964
3. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2-ое изд. 2003.
Тема №2
«СУКЦЕССИИ БИОГЕОЦЕНОЗОВ»
Примерный план работы
1. Фазы развития сукцессий
2. Стадии развития фитоценоза первичной сукцессии (по А.Г.Воронову)
3. Стадии в развитии растительного покрова (по В.Н.Сукачеву)
4. Методология изучения сукцессий.
Литература
5. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов-на-Дону: ФЕНИКС,
2005
6. Основы лесной биогеоценологии /под ред. Сукачева В.Н. и Дылиса Н.В./
М.: Наука, 1964
12
7. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2-ое изд. 2003.
Тема №3
«Динамика животных в биоценозах Беларуси»
Примерный план работы
1. Мониторинг животного мира.
2. Методы ведения мониторинга животных.
3. Кадастр животного мира.
Литература
1. Галковский Г.А. Основы популяционной экологии. – Минск: Лексис,
2001.
2. Маврищев В.В., Сачек Г.С. Экология. – Минск: Акад. МВД РБ. 2004.
3. Чистик О.В. Экология. – Минск. Новое зрение. 2000.
13
V. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
ПО 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
согласовано
Решение, принятое
кафедрой,
разработавшей
учебную программу
(с указанием даты и
номера протокола)
14
IV. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ»
на _____/_____ учебный год
№№
пп
Дополнения и изменения
Основание
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
(протокол № ____ от ________ 200_ г.)
Заведующий кафедрой
_____________________ _______________ __________________
(степень, звание)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
_____________________ _______________ __________________
(степень, звание)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
15