Типы роста популяций. Условия экспоненциального и логистического (S-образного) роста численности. Предельная численность, емкость среды, сопротивление среды.
Типы экологических стратегий. K- и r-стратегии. Система эколого-ценотических стратегий растений (система Раменского-Грайма). Жизненность.
Динамика численности популяций. Факторы динамики: модифицирующие и регулирующие. Биоценотические и внутривидовые регуляторные механизмы. Территориальное поведение и иерархическая структура популяций – механизмы авторегуляции. Способы регуляции численности в зависимости от положения организмов в пищевой цепи. Регуляционизм и стохастизм. Способы регулирования численности через зависимые от плотности факторы – рождаемость и смертность. Реагирование растений на повышение плотности популяции. Правило Сукачёва и результаты его экспериментальной проверки. Типы динамики численности. Популяционные волны (волны жизни) и их значение. Общие принципы регуляции численности организмов.
Экология сообществ
Сообщество. Биоценотические постулаты В. Тишлера (Н.В. Реймерс). Правило замещения, или дублирования. Различные взгляды на природу сообществ: выделение сообществ, соотношение дискретности и континуальности. Экоклин.
Структура сообщества. Видовая структура. Причины, влияющие на видовое разнообразие и его показатели. Соотношение числа видов и их численности. Экологическая структура: соотношение экологических групп, жизненных форм. Пространственная структура: ярусное и мозаичное сложение.
Устойчивость сообществ. Связь между сложностью сообщества и его устойчивостью. Хрупкость сложных сообществ, развивающихся в стабильных средах.
Отношения организмов в биоценозах. Трофические, топические, форические и фабрические связи. Отношения хищник-жертва. Функциональная и численная реакция хищника на возрастание количества жертвы. Колебания системы хищник-жертва. Коэволюция хищника и жертвы
Конкуренция. Эксплуатация и интерференция (Т. Парк). Лабораторные опыты с простейшими, микроорганизмами и насекомыми. Принципы конкурентного исключения (закон Гаузе) и его современная трактовка. Сосуществование видов.
Мутуализм. Примеры мутуализма среди животных и животных с растениями. Другие формы межвидовых взаимоотношений: паразитизм, синойкия, комменсализм, аменсализм.
Экологические ниши. Направления развития концепции экологических ниш (Гринелл, Элтон, Хатчинсон, Гаузе). Многомерная ниша Хатчинсона. Перекрывание ниш. Одномерные иерархические ниши (Е.И. Хлебосолов). Экологические викариаты.
Концепция экосистемы. Структурные элементы и процессы, обеспечивающие функционирование экосистемы. Петли обратных связей. Среда на входе и среда на выходе. Проблема проведения границ экосистемы. Экотон. Краевой эффект.
Биогеоценоз. Структура, связи, границы. Биогеогоризонты, ярусы, парцеллы, консорции в биогеоценотических системах. Сходство и различие экосистемы и биогеоценоза.
Энергетика экосистемы. Функциональный состав сообщества. Пищевые цепи, их типы. Трофические уровни. Передача энергии в экосистеме. Законы термодинамики, лежащие в основе функционирования экосистем. Энтропия экосистемы. Экологическая эффективность. Биологический круговорот веществ. Биологическая продуктивность. Первичная и вторичная продукции сообщества. Экологические пирамиды.
Водные экосистемы. Вода как среда жизни. Экологическая зональность морских и пресных водоемов (на примере озера). Свойства воды – теплоемкость, теплопроводность, плотность, соленость и другие – и приспособление к ним живых организмов. Причины ограниченности эволюции теплокровности у водных животных. Экологические группы организмов населения водоемов. Трофическая структура водных биогеоценозов.
Особенности наземных и водных экосистем. Роль высших и низших растений, соотношение продукции и биомассы животных и растений, разнообразие видов организмов, световой режим, типы пищевых цепей, градиент давления.
Почва – среда, промежуточная между наземной и водной. Ее роль в эволюции животного мира (М.С. Гиляров). Трофическая структура почвенных экосистем.
Биомная классификация экосистем Земли. Разнообразие и состояние биомов суши в России.
Сельскохозяйственные экосистемы, или аргоэкосистемы (АгрЭС). Отличие и сходство агробиоценоза и естественного биогеоценоза. Энергетический бюджет системы. Человеческая деятельность – дополнительный суровый фактор естественного отбора для комплексов организмов, заселяющих посевы культурных растений. Пути приспособлений беспозвоночных животных к смене сельскохозяйственных культур (М.С. Гиляров). Главные модули самоорганизации в АгрЭС (Б.М. Миркин).
Динамика экосистем. Циклические изменения сообществ – флюктуации (суточные, сезонные, многолетние). Сукцессии. Аутогенные и аллогенные сукцессии. Эндо- и сингенез. Первичные и вторичные сукцессии. Этапы развития сукцессий – сериальные стадии. Формирование климаксового сообщества. Общие закономерности сукцессий. Устойчивость и стабильность экосистем. Интегральная оценка уязвимости экосистем суши Российской Федерации.
Учение о биосфере
Понятие "биосфера" и роль в его формировании Ж.-Б. Ламарка, Э. Зюсса, В.И. Вернадского.Учение В.И. Вернадского (1863-1945) о биосфере. Определение понятия, границы биосферы. Оболочки (геосферы) Земли, охватываемые биосферой: атмосфера, гидросфера, земная кора (литосфера), их особенности. “Область былых биосфер”.
Структура (компоненты) биосферы. Живое вещество. Биогеохимические функции живого вещества. Соотношение понятий "биосфера", "биогеосфера", "биогеоценотический покров", "фитогеосфера", "пленка жизни".
Эволюция биосферы. Идеи В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу. Идеалистические представления Ле Руа и Теяр-де-Шардена. Свойства ноосферы.
. Охрана природы
Теоретические основы охраны природы. Определение понятия "охрана природы", развитие форм охраны, аспекты. Классификация природных ресурсов.Краткая история развития охраны природы
Природоохранные действия до н.э., в XI-XVII вв., 1805-1917 г.Зарождение природоохранного движения в России. Подходы к охране природы. Роль ученых в становлении движения: И.П. Бородин, В.В. Докучаев. Г.А. Кожевников, А.П. Семёнов-Тян-Шанский. Создание Государственного комитета по охране природы.
Первые декреты Советской власти по охране природы и первые заповедники. Охрана природы в годы НЭП (1925-1929). Упадок эстетического подхода к охране природы. Развитие утилитарных установок в использовании природных ресурсов. Работа по звероводству и акклиматизации новых видов животных: Б.М.Житков, П.А.Мантейфель, Н.П.Лавров. Краеведческое движение. Организация ВООП.
Развитее исследований в области экологии сообществ. Роль В.В. Станчинского в развитии биоценологии.
Охрана природа в годы первых пятилеток. Развитие тезиса о великом преобразовании природы. Борьба ученых за спасение заповедников как центров экологических исследований.
Расцвет теоретической экологии - Станчинский, Сукачев, Беклемишев, Алехин, Троицкий, Северцов, Кашкаров, Зернов, Шалыт. Кризис в экологии. Разгром школы В.В. Станчинского в Аскании-Нова.
Охрана природы без экологии – лысенковщина. Усиление нажима на охраняемые природные территории, вмешательство в природные процессы заповедников. Ученые-борцы за охрану природы (Б.Е. Райков, Г.А. Кожевников, В.Н. Макаров, М.М.Завадовский, А.Н.Формозов и др.).
Современное социально-экономическое развитие и состояние окружающей среды. Причины грядущего экологического кризиса. Необходимость стратегии совместного выживания цивилизации и биосферы – коэволюции (Н.Н. Моисеев). Переход мирового сообщества и каждого государства к устойчивому развитию. “Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию”.
Использование человеком территории планеты. Категории ООПТ (особо охраняемых природных территорий) по международной и отечественной классификации. Их назначение, степень заповедности режима, научное и практическое значение. Биосферные заповедники. Регуляция антропогенных нагрузок в ООПТ. Проблемы ООПТ в России.
Генофонд живой природы. Характеристика видового разнообразия флоры и фауны России. Причины обеднения и вымирания видов флоры и фауны. Отрицательные последствия уменьшения численности организмов. Пути сохранения разнообразия живого планеты.
Стратегия сохранения редких видов России. Цель и объекты стратегии. Биологические основы сохранения редких видов. Красная и Белая книги РФ. Красная книга и Черный список МСОП. Первый национальный доклад РФ “Сохранение биологического разнообразия”.
Биологическое загрязнение и его последствия. Загрязнение биоты. Инвазионные виды растений и животных территории России.
Экологизация землепользования. Земельные ресурсы мира и страны. Категории земель и их распределение по природным зонам. Основные причины, вызывающие деградацию почвы. Предотвращение загрязнения окружающей среды в сельскохозяйственном производстве: пестициды, минеральные удобрения. Экологическая альтернатива в земледелии.
Лесной покров Земли. Лесной фонд континентов и стран. Природные свойства лесов. Группы лесов. Территориальная неравномерность размещения лесов в стране, проблемы лесопользования и лесоразведения в России.
Нелесные растительные комплексы: степи, луга, городские и пригородные зеленые насаждения. Редкие и исчезающие виды растений. Комплекс охранных мероприятий.
Болота - экологические резерваты природы. Водно-болотные угодья России, охраняемые Рамсарской конвенцией.
Атмосфера воздуха. Природные и антропогенные источники загрязнений, состав загрязнителей. Состояние атмосферного воздуха в городах Российской Федерации. Типы смогов. Теногенное влияние на озоновый слой. Новая теория образования “озоновых дыр”. Мероприятия по охране воздушной среды.