Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный университет»

Биологический факультет

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Основы лесной фитоценологии и биогеоценологии»

(цикл ОД.А.07 «Дисциплины по выбору аспиранта» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли 03.00.00 Биологические науки, специальность 03.02.08 – Экология) Самара 2011 Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 03.02.08 – Экология, в соответствии с Программой-минимумом кандидатского экзамена по специальности 03.02. «Экология» по биологическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки Российской Федерации № 274 от 08.10.2007 г. и учебным планом Самарского государственного университета по основной образовательной программе аспирантской подготовки.

Составитель рабочей программы: Матвеев Николай Михайлович, профессор, доктор биологических наук.

Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета биологического факультета протокол № 6 от 23.06.2011 г.

Декан биологического факультета «_24»июня2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины.

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины.

Цель дисциплины – сформировать у аспиранта представление о лесе как о сбалансированной природной системе, развивающейся под влиянием абиотических и биотических экологических факторов.

Задачи дисциплины:

– получить представление о лесном типе растительности, об основных подразделениях лесов Земного шара, о лесообразующих древесных породах и формациях лесной растительности, существующих на территории Российской Федерации;

– проанализировать роль абиотических (света, тепла, влаги, почвенного покрова, воздуха, ветра, рельефа) и биотических факторов в жизни леса;

– изучить динамику леса в пространстве и во времени, – освоить учение о типологии леса;

– изучить специфику естественных и искусственных лесов в степи.

1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины.

Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:

иметь представление: о лесе как о экосистеме и фитоценозе;

знать: принципы формирования, условия функционирования и типологию лесов;

уметь: осуществлять типологический, ценоморфный и экоморфный анализ естественных и искусственных лесов.

1.3. Связь с предшествующими дисциплинами.

Курс предполагает наличие у аспирантов базовых знаний по ботанике, зоологии, микробиологии, физиологии растений, почвоведению, экологии, рациональному природопользованию и а также знаний в области других естественных наук в объеме программы высшего профессионального образования.

1.4. Связь с последующими дисциплинами.

Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, будут задействованы в процессе подготовки и написания диссертации по специальности 03.02.08 – Экология.

2. Содержание дисциплины.

2.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах).

2 год аспирантуры; вид отчётности – зачет.

Объем часов / Вид учебной работы зачетных единиц 72 / Трудоемкость изучения дисциплины Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) в том числе:

лекции семинары Самостоятельная работа аспиранта (всего) в том числе:

изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку 2.2. Разделы дисциплины и виды занятий.

новных типов растительного покрова растительное сообщество и как биогеоценоз искусственные леса 2.3. Лекционный курс.

Тема 1. Введение в дисциплину.

Понятие о лесе. Лес как природный объект изучения в понимании Г.Ф. Морозова, Г.Н. Высоцкого, В.Н. Сукачева. Предмет и задачи научной дисциплины, роль отечественных и зарубежных ученых в ее развитии. Место научной дисциплины в системе биологических наук, взаимосвязь с другими науками. Народнохозяйственное и природоохранное значение лесов.

Тема 2. Лес как один из основных типов растительного покрова Земли.

Лесной тип растительности и его отличие от тундрового, степного, пустынного, лугового и болотного типов растительности Земли, взаимодействие между лесом и перечисленными типами растительности. Границы и физико-географические особенности лесных областей. Характеристика переходных областей (лесотундры, лесостепи).

Основные подразделения лесов Земного шара: лиственные леса – вечнозеленые (тропические, субтропические, лавролистные) и зимне-зеленые леса с опадающей листвой (летне-зеленые и зимнезеленые), хвойные леса. Вертикальная зональность лесов. Влияние морей и океанов на леса.

Основные лесообразующие древесные породы в России. Биологические, экологические особенности и хозяйственное значение основных лесообразующих пород (сосны, ели, дуба и др.).

Обзор главнейших формаций лесной растительности России, их география, состав, строение и значение в народном хозяйстве России. Хвойные леса России. Темнохвойные леса (еловые, пихтовые, кедровые). Светлохвойные леса (сосновые, лиственничные). Лиственные леса России. Мелколиственные леса (березовые, осиновые, тополевые, ольховые, ивовые, черёмушные). Широколиственные леса (дубовые, буковые, грабовые, каштановые, липовые, смешанно-широколиственные). Ореховые, фисташковые леса. Саксаульники. Тугайные леса.

Тема 2. Лес как растительное сообщество и как биогеоценоз.

Лес как растительное сообщество. Взаимное влияние деревьев в лесу. Закон регрессии числа деревьев с возрастом. Дифференциация деревьев в насаждениях. Классы роста и развития деревьев в насаждениях. Структура леса. Ярусность и синузиальное строение. Ярус, подъярус и подрост в лесу.

Подгон. Внеярусная растительность. Взаимосвязь ярусов в лесу. Показатели, характеризующие древесный ярус: состав древостоя, сомкнутость крон, полнота, бонитет. Деление лесов по признакам структуры и возраста (чистые, смешанные, простые и сложные, одновозрастные и разновозрастные древостои).

Лес как биогеоценоз. Компоненты лесного биогеоценоза. Древостой. Кустарниковый подлесок. Живой напочвенный покров (травостой). Зооценоз. Микробоценоз. Экотоп и биотоп. Абиогеонная, биогенная и биотическая среда.

Тема 4. Экологические факторы в жизни леса. Лес и свет.

Экологические факторы лесного растительного сообщества, средообразующая роль леса.

Взаимосвязь между лесом и климатом.

Требования древесных пород к свету и влияние леса на свет. Распределение света в лесу.

Прямая и рассеянная радиация в лесу. Классификация типов освещения. Свет как фактор формирования деревьев. Признаки светолюбия и теневыносливости. Световой прирост. Теневая угнетенность подроста под пологом леса. Шкалы светолюбия и теневыносливости древесных пород.

Значение тепла в жизни леса. Требовательность древесных пород к теплу. Шкалы отношения древесных пород к теплу. Значение крайностей температур: заморозков, солнечных перегревов, ожег деревьев, опал корня молодых древесных растений. Температурный режим под пологом леса. Зимнее вымерзание и зимостойкость. Морозобоины и другие виды зимних повреждений. Температурный режим почвы в лесу. Способы повышения морозо- и зимостойкости древесных растений. Влияние леса на температуру воздуха и почвы. Лесной фитоклимат и способы его регулирования.

Значение влаги в жизни леса. Баланс влаги на суше и роль леса в нем. Влияние леса на распределение атмосферных осадков. Влияние осадков на распространение лесов. Снежный покров в лесу. Поверхностный сток в лесу. Транспирация воды лесом. Влияние леса на окружающее его пространство. Засухойсточивость и влаголюбие древесных пород. Значение лесных болот и озер. Защитная и водоохранная роль леса.

Тема 7. Лес и состав воздуха.

Значение углекислого газа для леса. Промышленные газы в атмосфере, их влияние на лесную растительность. Выделение фитонцидов древесными растениями. Повреждение молнией в лесу. Санитарно-гигиеническое значение леса.

Значение ветра в жизни леса. Зависимость возобновления лесов от ветра. Формирование деревьев в лесу и сложение древесины под действием ветра. Ветроустойчивость и ветровальность древостоев. Положительное и отрицательное влияние ветра на развитие леса. Влияние леса на ветер.

Ветрозащитная роль леса.

Взаимодействие леса и почвы. Роль русских ученых (В.В. Докучаева, П.А. Костычева, В.Р.

Вильямса, Г.Н. Высоцкого, И.В. Тюрина и др.) в изучении взаимодействия леса и почвы. Почвы лесной зоны (подзолистые, дерново-подзолистые, подзолисто-глеевые, торфяно-подзолистые, торфяноподзолисто-глеевые). Влияние материнской породы и механического состава на почвообразование и развитие лесных сообществ. Влияние мелколиственных и широколиственных древесных пород и кустарников на почву. Лес и элементы его питания. Накопление азота лесом и его цикруляция. Лес и зольные вещества. Обмен веществ между лесом и почвой.

Лесной опад и гумус. Типы лесного перегноя. Значение лесной подстилки в жизни леса. Количество опада и скорость разложения подстилки в зависимости от почвенных-климатических условий, рельефа, состава насаждения, структуры и возраста леса. Почвоулучшающие и почвоухудшающие древесные породы и кустарники, относительность этого деления.

Лес и значение для него почвенной микоризы. Микробиологические процессы в лесных почвах. Влияние леса на температуру и влажность почвы.

Влияние рельефа на лес. Явление поясности в горах. Косвенное действие рельефа на распределение климатических и почвенных факторов.

Тема 11. Динамика леса.

Возобновление в лесных сообществах и факторы его обуславливающие. Семенное и вегетативное размножение древесных пород. Плодоношение и зависимость его от различных факторов.

Периодичность в плодоношении древесных пород. Характер распространения семян древесных пород. Прорастание семян и развитие всходов. Вегетативное возобновление леса. Естественное возобновление леса, его значение и зависимость от внешних и внутренних факторов. Методы учета урожайности насаждений и естественного возобновления леса.

Изменение лесных сообществ во времени. Основные периоды в развитии леса. Образование леса, формирование леса, выспевание леса, старение и замирание леса. Понятие о молодняке, жердняке, средневозрастном, приспевающем, спелом и перестойном лесе.

Рост и развитие леса. Рост и развитие древостоев в зависимости от древесных пород и условий местообитания. Строение леса. Естественное изменение густоты и полноты древостоев. Роль конкуренции, аллелопатии и других форм меж- и внутривидовых взаимоотношений растений в развитии леса. Устойчивость леса против вредных влияний факторов абиогенной, биотической и биогенной среды.

Смены лесных группировок, их причины. Учение о смене пород, роль русских ученых в развитии этого учения. Смена сосновых и еловых лесов осиновыми и березовыми и обратная смена.

Смена сосновых лесов еловыми и еловых сосновыми. Смена дубовых лесов лесами из мелколиственных пород. Смена дубовых лесов еловыми и еловых лесов дубовыми. Смена сосновых лесов дубовыми и дубовых сосновыми. Смена дубовых и буковых лесов грабовыми. Природные и антропогенные смены. Коренные сообщества. Производные сообщества. Динамика лесной растительности в степной зоне.

Тема 12. Естественные и искусственные леса в степи.

Климат, геоморфология, гидрология, почвы, растительность и животный мир степей. Типы потускулов и аридускулов по Г.Н. Высоцкому и А.Л. Бельгарду. Степи за пределами России. Причины безлесья плакорных местообитаний в интерпретации Г.Н. Высоцкого, Н.М. Костычева, А.Н.

Краснова, Г.И. Тенфильева, С.И. Коржинского, И.К. Пачосского, В.И. Талиева, Г.Э. Гроссета, Е.М.

Лавренко, А.Л. Бельгарда. Понятие об экологическом и географическом соответствии леса условиям обитания.

Особенности естественных лесов в степной зоне. Распределение естественных лесов по геоморфологическим элементам в разных подзонах степной зоны. Характеристика главнейших лесных массивов степной зоны России.

Искусственные леса в степи как геоботанический объект. Основные принципы проектирования и создания искусственных лесов в степи. Устойчивость разных древостоев в искусственных лесонасаждениях степной зоны. Генковские лесополосы. Государственные лесные полосы. Натурализация лесонасаждений в степи.

Тема 13. Основы лесной типологии.

Типы леса как основная типологическая единица в лесоведении. Соотношение понятий «тип леса», «лесная ассоциация» и «лесной биогеоценоз» (по В.Н. Сукачеву). Критический обзор различных учений о типах леса (Г.Ф. Морозов, В.Н. Сукачев, Д.В. Алексеев, П.С. Погребняк и др.). Современное состояние и задачи лесной типологии.

Основные принципы типологии естественных лесов в степи. Работы Г.Ф. Морозова, В.Н. Сукачева, В.Е. Воробьева, Е.В. Алексеева, П.С. Погребняка в области лесной типологии. Типология естественных лесов степной зоны А.Л. Бельгарда. Ценотическая структура лесных сообществ степной зоны. Моноценоз, псевдомоноценоз, амфиценоз. Продолжительнопоемные леса, особенности их структуры и типологии. Аренные леса, условия их произрастания, особенности видового состава и типологии. Байрачные леса и особенности их типологии. Кустарниковые сообщества, условия их произрастания, флористический состав и типология.

Различные взгляды на принципы типологии искусственных лесов в степи. Работы Г.Н.

Высоцкого, Л.Н. Вербицкого, С.В. Зона, В.Н. Мины, Д.Д. Лавриненко, А.С. Скородумова и их роль в создании типологии искусственных лесов в степной зоне. Типологические принципы А.Л. Бельгарда.

Тип лесорастительных условий как основная единица типологии искусственных лесов в степи.

Лесорастительные условия поемных, аренных, плакорно-балочных местообитаний. Взаимосвязь между почвенно-географической зоной, ландшафтом и типом лесорастительных условий. Тип экологической структуры лесонасаждения. Световая структура. Продолжительность средопреобразующего влияния насаждения. Тип древостоя. Типологические шифры А.Л. Бельгарда.

Применимость типологии А.Л. Бельгарда в различных провинциях степной зоны. Работы Р.П. Савоськиной и Л.С. Савельевой. Принципы типологии защитных лесонасаждений Л.С.

Савельевой.

2.4. Практические (семинарские) занятия.

Практическое занятие по разделу дисциплины «Лес как растительное сообщество и как биогеоценоз» - 2 часа.

3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний.

3.1. Контрольные работы.

Не предусмотрены.

3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования.

Не предусмотрен.

3.3. Самостоятельная работа.

Изучение учебного материала, перенесенного с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.

Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по следующим направлениям:

– публикации (в том числе электронные) источников по степному лесоведению;

– научно-исследовательская литература по актуальным проблемам степного лесоведения.

Конспектирование и реферирование первоисточников и научно-исследовательской литературы по тематическим блокам.

3.3.1. Поддержка самостоятельной работы.

– Список литературы и источников для обязательного прочтения;

– полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html):

1. Издания Самарского государственного университета 2. Полнотекстовая БД диссертаций РГБ 3. Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary) 4. БД издательства ELSEVIER 5. Oxford University Press 6. Университетская библиотека ONLINE 7. Университетская информационная система Россия 3.3.2. Тематика рефератов.

Не предусмотрена.

4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ.

– Программы пакета Microsoft Offiсe для ЭВМ;

– сайт научной библиотеки СамГУ с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым базам данных – URL: http://weblib.samsu.ru/level23.html.

5. Активные методы обучения.

Не предусмотрены.

6. Материальное обеспечение дисциплины.

Компьютерные классы, оснащенные компьютерами с операционной системой Pentium IV и с выходом в Internet и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры, ксероксы.

7. Литература.

7.1. Основная.

1. Бельгард А.Л. Степное лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1971. 336 с.

2. Луганский Н.А., Залесов С.В., Щавровский В.А. Лесоведение. Екатеринбург: Урал ЛТА, 1996. 373 с.

3. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Изд. МГУЛ, 1999. 398 с.

4. Сеннов С.Н. Лесоведение и лесоводство. М.: Издат. центр «Академия», 2005. 256 с.

5. Тихонов А.С., Набатов Н.М. Лесоведение. М.: Экология, 1995. 320 с.

7.2. Дополнительная.

1. Алексеев В.А. Световой режим леса. Л.: Наука, 1975. 225 с.

2. Вопросы лесной биогеоценологии, экологии и охраны природы в степной зоне. Куйбышев, 1976-1980. Вып. 1-5.

3. Желдак В.И., Атрохин В.Г. Закономерности роста древостоев. Новосибирск: Наука, 2003.

336 с.

4. Мартынов А.Н., Сеннов С.Н., Ковязин В.Ф. Лесоведение: практикум. СПб.: СПбГЛТА, 2002. 51 с.

5. Морозов Г.Ф. Избранные труды. Т I. М.: Лесная промышленность, 1970. 559 с.

6. Нестеров Н.С. Очерки по лесоведению. М.: Сельхозгиз, 1960. 485 с.

7. Рахманов В.В. Гидроклиматическая роль лесов. М.: Лесная промышленность, 1984. 240 с.

8. Савельева Л.С. Устойчивость деревьев и кустарников в защитных лесных насаждениях.

М.: Лесная промышленность, 1975. 32 с.

9. Сеннов С.Н., Грязькин А.В. Лесоведение: Учебное пособие. СПб: ЛТА, 2006. 156 с.

10. Спурр С.Г., Барнес Б.В. Лесная экология. М.: Лесная промышленность, 1984. 480 с.

11. Сукачев В.Н. Избранные труды. Т 1. Л.: Наука, 1972 г. 418 с.

12. Сукачев В.Н., Дылис Н.В. Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. 568 с.

13. Тихонов А.С, Набатов Н.М. М. Лесоведение. Экология. 1998.

14. Чертов О.Г. Экология лесных земель. Л.: Наука, 1981. 192 с.

15. Шегельман И.Р. Лесные трансформации (XV-XXI вв.). Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. 240 с.

7.3. Учебно-методические материалы по дисциплине.

1. Экология: Программы-минимум кандидатских экзаменов / Одобрено экспертным советом ВАК Министерства образования РФ по биологическим наукам; утверждено приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г. М.: Изд-во «Икар», 2004. 324 с.

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

В рабочую программу курса «Основы лесной фитоценологии и биогеоценологии» цикла ОД.А. «Дисциплины по выбору аспиранта» основной образовательной программы подготовки аспиранта, отрасли 03.00.00 Биологические науки, специальности 03.02.08 – Экология, вносятся следующие дополнения и изменения: