Кафедра информационно-измерительных систем
и физической электроники


english version


КИИСиФЭ 40 лет!

Главная
История кафедры
Преподаватели и сотрудники
Мероприятия
Научная деятельность
Учебная деятельность
Публикации
Конференции
Сотрудничество
Лаборатории
Методические пособия
Доска объявлений
Абитуриентам

Физико-технический институт
НОЦ "Плазма"
Веб-ресурсы ПетрГУ
Петрозаводский университет

185910, Республика Карелия,
г. Петрозаводск, ПетрГУ,
ул. Университетская, 10А,
каб. 111
телефоны
dfe@petrsu.ru
Подписка на новости
(введите свой e-mail
и нажмите Enter)

Разработка беспроводных сетей датчиков nanoLOC

The Optical Society OSA

ITMULTIMEDIA.RU


Экология

(34 ч. лекций, 50 ч. практ. и лаб. занятий)


    Цели и задачи курса

  • Сформировать у будущих специалистов знания о фундаментальных биологических закономерностях, необходимые для принятия оптимальных решений в условиях экологического кризиса и обсудить проблемы формирования науки "Экологии" как точной науки, базирующейся на соединении биологических концепций с концепциями, методами и приборами физики, химии, математики, информатики и других естественных наук;
  • проследить, как эта интегрированная естественнонаучная дисциплина может быть применена в практической деятельности человека при решении проблем как естественнонаучного, так и социального (экономический и социальный аспекты) профиля.

    1. Глобальный кругооборот веществ в природе

      Динамическое равновесие газо- и водообмена. Роль живых организмов в биохимических циклах. Взаимодополнение растений и животных. Эффект "самоочищения". Преобразующее влияние живого на среду обитания.


    2. Экосистемы

      Концепция экосистем. Структура экосистем и их изучение. Биологическая регуляция геохимической среды. Глобальная продукция и распад. Кинетическая природа и стабильность экосистем. Классификация и примеры экосистем. Город как гетерофазная экосистема. Агроэкосистемы.


    3. Энергия в экологических системах

      Энергия космоса и Земля. Роль Солнца. Процессы инсоляции и геотермальные процессы. Микрорайонирование экосистем. Энергетические характеристики среды, продуктивность. Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни. Качество энергии. Метаболизм. Трофическая структура и экологические пирамиды. Энергетическая классификация экосистем. Энергия, деньги и цивилизация.


    4. Биогеохимиические циклы

      Структура и основные типы биогеохимических циклов. Количественное изучение биохимических циклов. Глобальные круговороты углерода и воды. Осадочные циклы. Круговорот второстепенных элементов. Пути возвращения веществ в круговорот. Коэффициенты возврата. Математические модели геобиохимических циклов. Кинетические уровни, средние времена жизни звеньев. Функции распределения.


    5. Лимитирующие факторы и физические факторы среды

      Концепция лимитирующих факторов: "Закон минимума" Либиха. Компенсация факторов и экотипы. Условия существования как регулирующие факторы. Краткий обзор важных лимитирующих факторов. Антропогенный стресс и токсические отходы как лимитирующий фактор индустриальной цивилизации. Динамика биоразнообразия.


    6. Динамика популяций

      Популяции в сообществах. Понятие ареала вида. Популяции и динамическое равновесие численности популяции. Структура популяции, взаимодействие видов. Видовое, структурное, генетическое разнообразие в сообществах. Популяции и сообщества в географических градиентах, краевые эффекты. Палеоэкология. От популяций к сообществам и экосистемам. Геоинформационные системы и базы данных популяционной динамики.


    7. Биосфера, развитие и эволюция экосистем

      Стратегия развития экосистемы, концепция климакса, эволюция биосферы, естественный отбор, коэволюция, групповой отбор. Применимость теории развития экосистемы и эволюции биосферы к экологии человека. Моделирование функций пространственно-временного распределения в геосферном блоке.


    8. Экологические принципы рационального природопользования

      Понятие об иммунитете экосистемы. Допустимые нагрузки, направления дрейфа экосистем и изменение среды обитания под влиянием перераспределения веществ и воздействия на биогеофизические циклы. Стимуляция сохранения биоразнообразия и естественных экосистем. Региональный и глобальный природный мониторинг. Лечение и корректировка экосистем. Планирование индустриального природопользования на основе экологических оценок его последствий. Имитационные модели. Промышленная экология. Экозапретная техника и технология. Основы экологического права, профессиональная ответственность.


    9. Глобальные модели и варианты будущего мира

      Экологическая оценка. Отчеты Римского клуба.


Литература

    1. Одум Ю.П. Экология. В 2 т. М.: Мир, 1986.
    2. Одум Ю.П. Основы экологии. М.: Мир, 1975.
    3. Стадницкий Г.В. Экология. СПб.: Химия, 1995.
    4. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. СПб.: ДЕАН+ФДИА, 1996.
    5. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. М.: Высшая школа, 1988.
    6. Введение в экологию / Казанский Ю.А., Сазыкина Т.Г., Крышев И.И. и др. М.: ИздАТ, 1992.
    7. Степановских А.С. Общая экология. Курган: Зауралье, 1996.
    8. Чернова Н.М. Экология. М.: Просвещение, 1988.

Приложения

    Лабораторные работы

    1. Ознакомление с приборами для контроля качества пищевой и промышленной воды - 6 часов.
    2. Ознакомление с приборами определения качества воздушной среды - 6 часов.
    3. Ознакомление с приборами определения качества почвы - 6 часов.
    4. Ознакомление с системами сбора и обработки информации по экологии - 2 часа.

    Практические занятия и семинары

    1. Экологические ГИСы - 2 часа.
    2. Базы данных экологического мониторинга - 2 часа.
    3. Датчики для природного мониторинга - 4 часа.
    4. Лазерные комплексы в экологии - 4 часа.
    5. Математические модели и имитационное моделирование в экологии - 4 часа.
    6. Планирование регионального развития на базе имитационных моделей - 6 часов.
    7. Моделирование поведения звена в цепи биогеохимического обмена на базе анализа кинетических уравнений - 4 часа.
    8. Оптимизация процедур имитационного моделирования при использовании открытых систем - 4 часа.

    Контрольные вопросы

    1. Человек и среда его обитания: рациональное природопользование.
    2. Человек и среда его обитания: оптимальное природопользование.
    3. Атмосфера, состав, структура, функционирование.
    4. Фотопоглощение и фотосинтез.
    5. Факторы среды и их влияние на организм.
    6. Проблемы солнечной энергетики.
    7. Учение В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу.
    8. Продуктивность и регенерация в экосистеме. Фактор устойчивости природного разнообразия.
    9. Потоки энергии и веществ в трофических сетях.
    10. Причинно-следственная связь экологических стрессов и катастроф.
    11. Поток элементов в круговороте веществ.
    12. Морские и воздушные течения как результат взаимодействия Земли и Солнца.
    13. Биоэнергетические ресурсы районов Карелии.
    14. Кризис экосистемы и ее устойчивость.
    15. Сукцессии в природных системах.
    16. Экология, основные этапы развития, место в системе современных наук.
    17. Химическое загрязнение среды промышленностью.
    18. Экологические ниши.
    19. Ноосфера как высший этап развития биосферы.
    20. Биогеоценоз. Уникальная планета Земля.
    21. Экология и космос.
    22. Антропогенное воздействие на гидросферу.
    23. Трансформация солнечной энергии в автотропном русле экосистем.
    24. Промышленная экология.
    25. Гидросфера.
    26. Экосистема. Состав и структура.
    27. Причинно-следственные связи экологических кризисов и катастроф.
    28. Состав и структура биосферы.
    29. Биоиндикаторы загрязнения окружающей среды.
    30. Углеродный цикл и изменения климата.
    31. Состав и структура популяции.
    32. Круговорот веществ в биосфере: экологический аспект.
    33. Биологические круговороты веществ в природе.
    34. Динамические характеристики популяций.
    35. Экологические катастрофы и их последствия в биосфере.
    36. Роль круговорота воды в переносе веществ в биосфере.
    37. Роль кислорода и серы в биосфере.
    38. Роль и действие лимитирующих факторов.
    39. Природно-климатическое районирование экосистем.
    40. Естественные и субсидируемые экосистемы.
    41. Хозяйственное значение и экологическая роль агроэкосистем.
    42. Экологические аспекты планов преобразования природы.
    43. Солнечные и рукотворные энергоресурсы человечества.
    44. Океаны и пресноводные бассейны. Проблемы питьевой воды.
    45. Первичные и вторичные гетеротрофи. Роль вегетарианства.
    46. Роль форфора в биосфере и жизни человека.
    47. Роль и действие микроэлементов в биосфере.
    48. Биологическая и экологическая роль почвы.
    49. Экологическое планирование природопользования.
    50. Первичная валовая продуктивность, пути ее повышения.
    51. Продукция и продуктивность экосистем.
    52. Продуценты и консументы в круговороте энергии вещества.
    53. Взаимодействие биосферы со спектральными составляющими излучения Солнца.
    54. Биологическая продуктивность океанов и суши.
    55. Роль детритной пищевой цепи в круговороте веществ.
    56. Пастбищные пищевые цепи.
    57. Роль азота в природе.
    58. О происхождении жизни на Земле.
    59. Современное состояние водных объектов Карелии.
    60. Водные ресурсы: социально-экологические вопросы.


Составил зав. КИИСиФЭ, профессор Хахаев А.Д.         



Последнее обновление
21.07.2009

Поддержка: Lab 127 team

Дизайн: студия "PetroL@B"