[ Учреждение высшего образования
«Международный государственный экологический университет
имени А.Д. Сахарова»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
МГЭУ им. А.Д. Сахарова
О.И. Родькин
2012 г.
Регистрационный № УД-_/р.
ГИДРОЭКОЛОГИЯ
Учебная программа по специальности 1-33 01 01 Биоэкология Факультет экологической медицины Кафедра биологии человека и экологии Курс Семестр Лекции 24 Экзамен семестр Практические (семинарские) занятия - Всего аудиторных часов по дисциплине – Всего часов Форма получения высшего обрапо дисциплине – 104 зования очная Составил: А.П. Голубев, д.б.н, профессор кафедры биологии человека и экологии МГЭУ им. А.Д. Сахарова Минск 2012 г.Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы по дисциплине «Гидроэкология» для высших учебных заведений по специальности 1 – 330 101 Биоэкология, № ТД-6 293/тип., от 30.06.2010 г.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочей программы на заседании кафедры биологии человека и экологии Международного государственного экологического университета имени А.Д.Сахарова (протокол № 10 от 17.05.2012 г.).
Заведующий кафедрой _ Е.Ю. Жук Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета экологической медицины Международного государственного экологического университета имени А.Д.Сахарова (протокол № от «» 2012 г.).
Председатель _ М.С. Морозик
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа по учебной дисциплине «Гидроэкология» разработана в соответствии с образовательным стандартом высшего образования первой ступени по специальности 1-33 01 01 «Биоэкология», на основе типовой учебной программы и учебного плана специальности 1-330101 «Биоэкология».Водная экология (гидроэкология, экология гидросферы) - наука о надорганизменных формах организации жизни, изучающая структуру и функционирование водных экосистем. «Гидроэкология» является обязательной дисциплиной в системе экологического образования.
Цель дисциплины - сформировать у студентов целостное представление о структурной и функциональной организации водных экосистем.
Задачи курса - вооружить студентов теоретическими знаниями и практическими навыками, необходимыми для понимания и изучения:
взаимодействия гидробионтов со средой;
их роли в функционировании: водных экосистем естественного и искусственного происхождения;
процессов трансформации вещества и энергии, формирования качества вод, самоочищения и эвтрофирования внутренних вод, морей и океанов;
биологической продуктивности водных экосистем.
Организация самостоятельной работы студентов по курсу предполагает размещение в сетевом доступе комплекса учебных и учебно-методических материалов (программа, список рекомендуемой литературы и информационных ресурсов, вопросы для самоконтроля, темы практических и семинарских занятий и методические и информационные материалы к ним и др.).
В результате изучения дисциплины обучаемый должен знать:
структуру гидросферы планеты;
морфометрические характеристики водоемов;
суточную и сезонную динамику освещенности, температуры, газов (О2 и СО2) в водных экосистемах;
классификацию вод по солености:
экологические зоны океана, озера, реки, пруда;
экологические группировки (сообщества) водных экосистем;
глобальные экологические проблемы гидросферы: эвтрофирование. кислотные осадки, повышение глобальной температуры Мирового океана;
пути и способы регулирования продуктивности водных экосистем пользоваться методами измерения морфометрических показателей водоема;
определять величины показателей освещенности, растворенного в воде кислорода, активной реакции среды;
определять продукцию гидробионтов;
осуществлять сбор и количественный анализ образцов планктона, бентоса, перифитона.
Программа рассчитана на 104 часа, в том числе 36 аудиторных часов: 24 лекционных и 12 – практических занятий.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Определение и содержание гидроэкологии. История возникновения и развития гидроэкологии. Морские и пресноводные биостанции. Развитие методических подходов к изучению водных экосистем. Первые экспедиционные исследования. Выдающиеся лимнологи и океанологи. Косинская биологическая станция.Г.Г. Винберг и продукционная гидробиология. Нарочанская биологическая станция и ее роль в формировании белорусской школы продукционной гидроэкологии.
П. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ
Вода в биосфере. Океаны. Моря. Реки. Озера. Происхождение озер. Пресная вода стратегический ресурс человечества. Использование пресной воды в стране и в мире. Водные ресурсы Беларуси. Система водосбор -озеро. Важнейшие морфометрические характеристики водоемов. Понятие трофии водоемов.Трофические типы озер.
Ш. ВОДНАЯ СРЕДА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Аномальные свойства воды и жизнь на планете Земля. Температура. Температурная стратификация водоемов. Эпи-, гипо и металимнион: свойства, особенности существования гидробионтов. Стабильность стратификации. Типы перемешивания водной массы в озерах. Амиктические, мономиктические, димиктические, полимиктические и меромектические типы озер.Свет. Физические свойства света. Закономерности проникновения света в водную толщу. Факторы, контролирующие поглощение света в воде. Абсорбция света фотосинтетическими пигментами. Свет и водные животные. Свет в озерах.
Прозрачность. Эуфотическая зона. Ультрафиолет и водные экосистемы.
Солевой состав пресных и морских вод. Основные компоненты солевого состава. Концентрация основных ионов в пресных водах. Мертвое море. Соленость различных зон мирового океана. Соленость и биоразнообразие.
IV. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗОНЫ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Экологические зоны Мирового океана. Неритическая зона. Океаническая зона. Литораль, батиаль, абиссаль, ультраабиссаль. Пелагиаль. Бенталь. Экологические зоны озер. Литораль. Профундаль. Эпилимнион. Металимнион. Гиполимнион. Трофогенная и трофолитические зоны. Экологические зоны рек. Рипаль. Медиаль.
V. СОБЩЕСТВА ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Нейстон. Гипонейстон. Эпинейстон. Особенности существования в поверхностной пленке. Методические приемы работы с организмами нейстона.Метафитон. Состав метафитона. Механизмы образования метафитона. Экологические проблемы, связанные с формированием метафитона.
Планктон. Особенности существования во взвешенном состоянии. Голопланктон. Меропланктон. Размерная структура планктонного сообщества. Пикопланктон. Нанопланктон. Сетной планктон.
Фитопланктон. Альгофлора Беларуси. Основные таксономические группы.
Токсический фитопланктон. Красные приливы. Методы сбора и определения биомассы. Расчет биомассы в столбе воды. Сезонная сукцессия фитопланктонных популяций. Хлорофилл в планктоне. Методы определения. Люминесцентная микроскопия.
Пикопланктон и его продукционные возможности. Первичная продукция планктона. Методы определения первичной продукции. Зависимость первичной продукции от света, температуры, содержания биогенных элементов. Первичная продукция планктона в расчете на единицу объема и единицу площади водоема.
Глобальное распределение первичной продукции в Мировом океане. Факторы, контролирующие уровень первичной продукции. Апвеллинги.
Зоопланктон. Основные группы зоопланктона. Протисты. Коловратки.
Ветвистоусые. Веслоногие. Размерный спектр, стратегия питания и число Рейнольдса. Зоопланктон и пищевые цепи. Продукция зоопланктона как часть потока энергии. Р/В-отношение. Скорость оборота. Время оборота. Фильтрационная активность зоопланктона Вклад зоопланктона в продуктивность и процессы самоочищения водоемов.
Зоо- и фитобентос. Основные группы животных и растений, обитающих в донных биотопах. Взаимоотношение макрофитов и фитопланктона. Роль бентосных организмов в процессах формирования качества вод и продуктивности водоемов.
Бактериопланктон. Методы определения численности и биомассы бактерий в воде. Роль бактерий в трансформации вещества и энергии в водных экосистемах. Бактериальная петля. Продукция бактерий. Роль бактериопланктона в процессах формирования качества вод и продуктивности водоемов.
VI. СЕСТОН И ДЕТРИТ
Компонентный состав сестона. Размерный спектр взвешенных веществ.Вклад сестона в деструкционные процессы. Соотношение легко и трудноокисляемого органического вещества в сестоне. Седиментация взвешенных веществ.
Биогенные механизмы седиментации. Методы определения скорости седиментации в озерах. Биопомпа. Роль сестона в процессах формирования качества вод и продуктивности водоемов.
Детрит. Соотношение между планктоном и детритом в водоемах разного типа и степени загрязнения. Закономерности образования и созревания детрита.
Детрит как пищевой ресурс в водных экосистемах. Факторы, контролирующие утилизацию детрита в пищевых цепях. Детрит и микрофлора.
VII. ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ
УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ
Эвтрофирование. Причины. Последствия. Внешняя и внутренняя биогенная нагрузка. Пищевые цепи и управление функционированием водных экосистем. Биоманипуляции как метод управления функционированием водных экосистем.Кислотные дожди. Причины. Последствия.Глобальное потепление; озера и Мировой океан. Биопомпа и выведение углекислоты из атмосферы.
Нарочанские озера. Экологические проблемы и пути их решения.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Водные ресурсы планеты Водная среда и ее характеристики Географическое и экологическое районирование водных экосистем Сообщества водных экосистем Биологическая продуктивность и биологические ресурсы водоемов Антропогенное воздействие на водоемы и биоиндикация их состоянияIII. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
Номер раздела, темы, занятия 2. Основные этапы развития гидроэкологии. Концепции и методы гидроэкологии. Роль белорусских ученых в развитии 2. Основные типы водоемов – океаны, моря, реки, озера, болота и др., их классификация и морфометрические характеристики.3. Пресная вода стратегический ресурс человечества. Использование пресной воды в стране и в мире. Водные ресурсы Беларуси. Система водосбор - озеро. Важнейшие морфометрические характеристики водоемов. Понятие трофии водоемов.
Водная среда и ее характеристики температура, соленость, рН, освещенность, электропроводность. Их воздействие на видовой состав и жизнедеятельность организмов.
3. Растворенные в воде газы (О2, СО2, H2S), их источники и значение в функционировании водных экосистем. Факторы, влияющие на содержание кислорода в водоемах.
4. Биогенные элементы (N, P, K и др.), их биотические круговороты и значение в функционировании водных экосистем.
Экологические зоны в водных экосистемах 3. Экологическое районирование Мирового океана.Экологические зоны континентальных водоемов – рек, озер, водохранилищ и др.
Сообщества водных экосистем тос, бактериобентос.
3. Нектон, нейстон, перифитон.
4. Биологическая продуктивность водных экосистем и факторы, ее определяющие.
5. Первичная и вторичная продукция, методы их расчета.
6. Рыбопродуктивность пресных и морских водоемов. Аквакультура и марикультура.
Сестон и детрит дуктивности водоемов 3. Закономерности образования детрита, соотношение между планктоном и детритом в водоемах разного типа 4. Детрит как пищевой ресурс в водных экосистемах Антропогенное воздействие на водоемы и биоиндикация 1. Проблема чистой воды на планете.
2. Основные типы и источники загрязнения водной среды.
3. Методы очистки вод.
4. Основные принципы и методы биоиндикации состояния Глобальные экологические проблемы и пути управления водными ресурсами.
1. Эвтрофирование водоемов, его причины и следствия.
2. Глобальное потепление, кислотные дожди, их влияние на водные экосистемы.
3. Подходы к управлению биологической продуктивностью водоемов. Биоманипуляции.
4. Основные экологические проблемы водоемов Беларуси.
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ЛИТЕРАТУРА
1. Алимов А.Ф. Введение в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 152 с.2. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования экосистем.
СПб.: Наука. 2000. – 147 с.
3. Зенкевич Л.А. Биология морей СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1963. – 4. Константинов А.С. Общая гидробиология. М.: Высшая школа. 1986.– 466 с.
5. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии. Киев: Генеза, 2004. – 664 с.
6. Шитиков В.К., Розенберг Т.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: Изд-во Института экологии Волжского бассейна РАН. 2003. – 463 с.
7. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водомов. Л.:
Наука, 1983. – 150 с.
8. Бреховских В.Ф.. Казмирук В.Д., Вишневская Г.Н. Биота в процессах массопереноса в водных объектах М.: Наука, 2008. – 315 с.
9. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Мн.: Издательство АН БССР. 1960. – 329 с.
10. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.:
Наука, 2004. – 348 с.
11. Израэль Ю.А. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат.
1989. – 528 с.
12. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Л.: Наука.
Т.1. 1969. – 658 с. Т.2. 1980. – 439 с.
13. Макаревич Т.А. Экологический мониторинг, контроль и экспертиза.
Мн.: Изд-во БГУ. 2001. – 107 с.
14. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод.
Мн.: Орех. 2004. -125 с.
15. Семенченко В.П., Разлуцкий В.И. Экологическое качество поверхностных вод. Мн.: Беларуская навука. 2010. – 329 с.
16. Фащевский Б.В. Основы экологической гидрологии. Мн.: Экоинвест.
1996. – 240 с.
«