МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Адыгейский государственный университет»

Факультет естествознания

ПРОГРАММА

вступительного испытания по ЭКОЛОГИИ при приеме на обучение по программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре направление подготовки 05.06.01 Науки о Земле профиль: Экология квалификация исследователь Начальник управления аспирантуры и диссертационных советов С.А. Ляушева Майкоп, Введение Предмет, структура и задачи экологии. История экологии. Основные тенденции современного развития экологии. Антропоцентрический и экоцентрический подходы к изучению экологии. Традиции и инновации в экологических исследованиях. Современные концепции экологии. Методы экологических исследований. Структура и содержание этапов исследовательского процесса.

Организмы и среда Единство и разнообразие биосистем. Уровни биологической организации. Биогенный круговорот вещества и поток энергии. Космическая роль зеленых растений. Фотосинтез как механизм преобразования кинетической энергии солнечного света в потенциальную энергию живого вещества (энергию химических связей). Средообразующая роль живых организмов. Место человека в биосфере.

Основные среды жизни на Земле и их физико-химическая характеристика. Классификация экологических факторов. Закономерности воздействия экологических факторов на организмы.

Температура как экологический фактор: температурные пороги жизни, теплообмен. Влияние температуры на биологические ритмы растений и животных. Пойкилотермные и гомойотермные организмы. Термофилы и психрофилы.

Вода как экологический фактор. Физико-химические свойства водной среды обитания. Водно-солевой обмен организмов в водной среде и на суше.

Пойкилогидрические и гомойогидрические организмы.

Газовый состав современной атмосферы планеты. Кислород как экологический фактор. Газообмен в водной и наземно-воздушной средах.

Основные адаптации растений и животных, связанные с дыханием.

Свет как экологический фактор. Спектральный состав солнечного излучения. Биологическое действие различных участков солнечного спектра.

Влияние света на биологические ритмы. Физиологическая регуляция сезонных явлений.

Адаптации организмов. Лимитирующие факторы. Пределы толерантности. Диапазон значений основных физических и химических показателей среды (температура, влажность, рН, солевой состав и др.), в пределах которого возможна жизнь на планете. Экологическая ниша как многомерный аналог пределов толерантности. Фундаментальная и реализованная ниши.

Популяции Определение понятий «биологический вид» и «популяция». Популяция как форма существования вида в природе и элемент экосистемы.

Половая структура популяций. Генетический полиморфизм.

Возрастная структура популяций популяций. Типы популяций по возрастной структуре. Пространственная структура популяций. Ценопопуляционные локусы в популяциях растений. Внутрипопуляционное распределение у высших животных и его регуляция. Механизмы поддержания пространственной структуры популяций.

Динамика численности популяций и популяционные волны. Типы колебания численности популяций. Кривые роста и выживания популяций.

Концепция минимальной численности популяции. Способы регуляции численности популяций. Формы, значение и механизмы гомеостаза популяций. Жизненные стратегии видов. Популяционный ареал, численность и плотность популяции. Методы оценки размеров и численности популяции.

Сообщества Состав и функциональная структура сообществ (биоценозов).

Основные типы межпопуляционных связей. Условия существования конкурирующих и мутуалистических видов. Отношения «хищник-жертва» и «паразит-хозяин».

Видовая структура сообществ и методы ее выявления. Видовое разнообразие как специфическая характеристика сообщества. Представление о консорциях. Топические, трофические, фабрические и форические связи в биоценозах. Сукцессии. Пионерные, сериальные и климаксные сообщества.

Первичные и вторичные экологические сукцессии. Дисбаланс продукции и деструкции как причина первичной сукцессии. Климаксное (равновесное) сообщество. Нарушение хода сукцессии под влиянием антропогенного воздействия.

Экосистема как функциональное единство сообщества и его среды обитания. Поток вещества и энергии по трофической цепи, основные функциональные группы организмов (трофические уровни) в экосистемах:

продуценты, консументы, редуценты. Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Пищевые цепи «выедания» (пастбищные) и пищевые цепи «разложения» (детритные). Сети питания. Первичная, чистая и валовая продукция. Деструкция органического вещества в экосистеме.

Экологическая ниша как место вида в трофической структуре сообщества.

Наземные экосистемы. Динамика экосистем. Устойчивость экосистем.

Взаимосвязи компонентов наземных экосистем. Зональные экологические системы. Факторы, определяющие природную зональность и высотную поясность экосистем. Основные характеристики зональных экологических систем.

Водные экосистемы и их особенности. Планктон, бентос, нектон.

Основные группы продуцентов в водной среде: фитопланктон, макрофиты, перифитон. Вертикальная структура водных экосистем. Олиготрофные и эвтрофные водоемы.

Биосфера как экосистема самого высокого уровня, специфическая оболочка Земли и арена жизни. Границы биосферы в литосфере, гидросфере и атмосфере. Учение Вернадского В.И. о биосфере и концепция ноосферы.

Живое вещество биосферы: состав, свойства и функции. Биотический круговорот. Превращение энергии и информации в биосфере. Круговорот углерода, азота, кислорода, фосфора, воды. Эволюция биосферы.

Биологическое разнообразие как основное условие устойчивости биосферы.

Биомасса и биопродуктивность биосферы.

Возникновение потенциальной угрозы экологическому равновесию в биосфере. Разрушительное воздействие на биосферу технического прогресса.

Влияние промышленных и сельскохозяйственных производств на окружающую среду. Ограниченность ресурсов как фактор, лимитирующий развитие человечества.

Современная численность населения и прогноз динамики численности населения на ближайшие десятилетия. Емкость биосферы. Возрастная структура населения. Миграция населения. Основные причины и последствия демографического взрыва.

Пути решения продовольственной проблемы: микробиологический путь устранения белкового дефицита, интенсификация использования белковых ресурсов Мирового океана, возможности «зеленой революции», освоение пустынь и др.

Проблема загрязнения и возможности самоочищения биосферы.

Природа и свойства загрязнителей среды. Классификация загрязнений:

физические, химические и биологические. Циркуляция загрязняющих веществ в атмосфере, литосфере и гидросфере. Источники загрязнения окружающей среды. Включение загрязняющих веществ в трофические сети экосистем. Глобальное и локальное распространение загрязняющих веществ в биосфере.

Экологические стратегии. Проблемы выхода из экологического кризиса. Управление экоразвитием и экологизацией.

1. Горелов А.А. Экология. Учебник для вузов. М.: Академия, 2007. 2. Передельский Л.В., Коробкин В.И., Приходченко О.Е. Экология.

Учебник для вузов. М.: Проспект, 2008. 512 с.

3. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учебник для студ. пед. вузов.

2-е изд., пер. М.: Дрофа, 2004. 416 с.

4. Шилов О.Г. Экология. Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 2000. 5. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология: человекприрода-техника: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 343 с.

6. Вернадский В.И. Биосфера М.: Наука, 1967.

7. Козлов О.В., Садчиков А.П. Задачник по экологии: Учеб. пособие для студентов вузов. Ростов н/Д: Феникс, 2006. 125 с.

8. Колесников С.И. Экология: Учеб. пособие для студентов вузов. М.:

Дашков и К. Ростов н/Д: Наука-Пресс, 2008. 384 с.

9. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб.

пособие для вузов. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003. 560 с.

10. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов.

М.:ЮНИТИ, 2000. 510 с.

11. Хван Т.А., Шинкина М.В. Экология. Основы рационального природопользования: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Юрайт, 2011. 12. Человек и среда его обитания. Хрестоматия / Под ред. Г.В.

Лисичкина и Н.Н. Чернова. М.: Мир, 2003. 460с.

13. Экология. Тесты для студентов / А.Е. Шадже, Э.А. Сиротюк. – Майкоп: Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – 60 с.

14. Яншина Ф.Т. Глобальные проблемы биосферы. М.: Наука, 2003. Шкала оценивания и минимальное количество баллов для поступающих в аспирантуру по направлению подготовки 05.06.01 Науки о Земле Содержание устного или письменного ответа соискателя полностью соответствует вопросу, содержит все необходимые теоретические факты и грамотное, отличается последовательностью и аккуратностью и основано на понимании теоретического материала В изложении допущены небольшие пробелы, неискажающие логического и информационного содержания ответа. Изложение основано на понимании теоретического материала В изложении материала показано общее понимание вопроса, продемонстрированы знания, достаточные для дальнейшего обучения. Тема раскрыта непоследовательно, неполно, допущены ошибки в определении понятий, использовании терминологии.

Исследователь

ВОПРОСЫ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

ПО ЭКОЛОГИИ

1. Определение экологии как одной из важнейших отраслей научных знаний. Место экологии в системе биологических наук. Общая и частная экология, популяционная и экосистемная экология.

2. Современные проблемы экологии.

3. Основные компоненты биосферы: атмосфера, литосфера и гидросфера.

Важнейшие признаки биосферы.

4. Распределение жизни в биосфере. Геохимическая роль живого вещества.

5. Эволюция биосферы. Формирование современной биосферы.

Фотосинтез - главный определяющий элемент генезиса биосферы.

6. Представления о физико-химической среде обитания, экологических факторах и условиях жизни организмов. Классификации экологических факторов. Понятия о местообитании и экологической нише.

7. Общие закономерности воздействия экологических факторов среды на организмы. Толерантность и экологическая амплитуда. Лимитирующие факторы.

8. Типы и пути адаптаций организмов к среде обитания. Эври- и стенобионтность видов.

9. Формообразующее влияние факторов среды. Конвергенция.

Жизненные формы высших растений и животных.

10.Общие понятия об экосистеме, ее элементах, структуре и связях.

Иерархическая организация экосистем.

11.Уровни организации живой материи: молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой и биогеоценотическибиосферный.

12.Концепции экосистемы (А. Тенсли) и биогеоценоза (В.Н. Сукачев).

Экосистема как основная структурная единица биосферы.

13.Структурные элементы экосистемы: биотоп и биоценоз.

Агроэкосистемы.

14.Отношения организмов в биоценозах: мутуализм (симбиоз), комменсализм, нейтрализм (аменсализм), биотрофия (хищничество, паразитизм), конкуренция.

15.Звенья пищевой цепи: продуценты, консументы и редуценты, или деструкторы.

16.Цепи выедания и цепи разложения. Трофические уровни. Типы трофических цепей.

17.Биологические и геологические круговороты. Биогеохимический круговорот. Основные типы биогеохимических круговоротов:

круговорот воды, круговорот элементов в газообразной фазе и круговорот элементов в осадочной фазе.

18.Биосферные циклы углерода, кислорода, азота, серы, фосфора и др.

элементов.

19.Круговорот воды и ее баланс на планете. Стабильность биосферы.

20.Поток энергии в экосистемах. Энергетическая эффективность растений, животных, сообществ. Редуцентное звено экосистем. Пути возвращения питательных веществ в новые циклы поглощения.

21.Валовая, первичная и вторичная продукция экосистем.

22.Основные группы продуцентов наземных и водных экосистем.

Продуктивность наземных и водных экосистем. Возможности увеличения первичной продукции фитоценозов.

23.Консументы наземных и водных экосистем. Соотношение биомассы продуцентов и консументов в наземных и водных экосистемах.

24.Редуценты и деструкция органического вещества в экосистемах.

25.Пирамиды численности, биомассы и энергии. Экологическая эффективность и КПД экосистем.

26.Основные понятия синэкологии. Особенности формирования биоценозов. Эдификаторы и доминанты сообществ. Самоподдержание и саморегуляция биоценозов.

27.Видовое разнообразие биоценозов и методы его оценки. Компоненты и факторы видового разнообразия. Проблема вымирания видов.

28.Пространственная структура биоценозов. Понятие о синузии.

Парцеллярность. Экологическая структура сообществ.

29.Динамика биоценозов. Флуктуации, нарушения, эволюция и сукцессии.

Типы сукцессий. Этапы сукцессионного процесса. Сукцессионная серия. Пионерные и климаксовые сообщества.

30.Понятие о популяциях в экологии и генетике. Популяционный ареал, численность и плотность популяций. Методы оценки размеров и численности популяции.

31.Возрастная структура популяций. Классификация популяций по возрастной структуре. Возрастной спектр популяции и его типы.

32.Половая структура популяций. Правило Геодекяна. Генетический полиморфизм.

33.Пространственная структура популяций. Ценопопуляционные локусы в популяциях растений. Внутрипопуляционное распределение у высших животных и его регуляция.

34.Динамика популяций. Кривые роста и кривые выживания популяций.

Концепция минимальной численности популяций.

35.Типы колебания численности популяций. Способы регуляции численности популяций. Жизненные стратегии видов.

36.Формы, значение и механизмы гомеостаза популяций.

37.Влияние промышленных и сельскохозяйственных технологий на биосферу.

38.Демографические проблемы и возможности биосферы. Понятие демографического взрыва.

39.Классификация загрязняющих веществ: физические, химические и биологические.

40.Различия между химическим загрязнением и накоплением отходов.

Циркуляция загрязнений в атмосфере, литосфере и гидросфере.

41.Включение загрязняющих веществ в трофические сети экосистем.

Глобальное и местное распространение загрязняющих веществ в биосфере.

42.Источники загрязнения атмосферы. Основные вещества, загрязняющие атмосферу.

43.Влияние загрязнения атмосферы на биогеохимические циклы углерода, кислорода, азота и др. элементов.

44.Влияние загрязнений атмосферы на растения, животных и человека 45.Почва как посредник между атмосферой и гидросферой для загрязняющих веществ. Эрозия и нарушение структуры почв.

46.Типы загрязнения природных вод: биологическое, химическое и физическое.

47.Воздействие загрязнения природных вод на гидробионтов.

48.Процессы эвтрофикации стоячих вод. Темп и этапы эвтрофикации водоемов. Влияние человека на процессы эвтрофикации водоемов.

49.Воздействие индустриального общества на биоценозы. Упрощение экосистем под воздействием человека. Рекреационное воздействие на биоценозы.

50.Оптимизация процессов эксплуатации и экологический мониторинг природных экосистем.

1. Горелов А.А. Экология. Учебник для вузов. М.: Академия, 2007. 239 с.

2. Передельский Л.В., Коробкин В.И., Приходченко О.Е. Экология.

Учебник для вузов. М.: Проспект, 2008. 512 с.

3. Экология / Под ред. проф. В.В. Денисова. – Ростов-н/Д: ИКЦ «МарТ», 4. Экология / М.Н. Корсак, С.А. Мошаров, А.П. Пестряков и др. / Под ред. С.В. Белова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 240 с.

5. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учебник для студ. пед. вузов. 2е изд., пер. М.: Дрофа, 2004. 416 с.

6. Сиротюк, Э.А. Экология и химия окружающей среды / Э.А. Сиротюк, Т.Б. Попова. – Майкоп: Изд-во ООО «Аякс», 2003. – 136 с.

7. Шилов О.Г. Экология. Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 2000. 512 с.

8. Экология. Тесты для студентов / А.Е. Шадже, Э.А. Сиротюк. – Майкоп:

Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – 60 с.

9. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология: человек-природатехника: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 343 с.

10.Человек и среда его обитания. Хрестоматия / Под ред. Г.В. Лисичкина и Н.Н. Чернова. М.: Мир, 2003. 460с.

11.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003. 560 с.

12.Шорин В.П. Актуальные проблемы экологии. Самара: СНЦ РАН, 2005.

13.Яншина Ф.Т. Глобальные проблемы биосферы. М.: Наука, 2003. 198 с.