Экология

ПРОГРАММА

• по курсу: ЭКОЛОГИЯ
• по направлению:010600 «Прикладные математика и физика»
• факультеты: ФМБФ
• кафедра: кафедра биофизики и экологии
• курс: II
• семестр: 3 Экзамен - нет
• лекции: 34 часа зачёт в 3 семестре
• семинарские занятия: 34 часа
• самостоятельная работа: 1 час в неделю
• всего часов: 51

Скачать версию с программой и заданиями (PDF, 237 Кб)

1.   Человек и природная среда. Общая характеристика состоя­ния окружающей среды и динамики, её изменения. Здоровье человека в связи с состоянием окружающей среды. Глобаль­ный характер экологической проблемы как проблемы выжи­вания человечества.

2.   Экология как отрасль знания о живой природе. Отношения с другими науками. «Физическая экология». Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов как смеж­ная дисциплина. Структура данного учебного курса. Приори­теты в решении экологической проблемы.

3.Биосфера как физическая система. Основные понятия физики биосферы. Биосфера как открытая термодинамическая система. Энтальпия, свободная энергия и химический потенциал биосферы. «Живая» и «неживая» часть биосферы, их взаимосвязь, совместная эволюция. Схема преобразования энергии и вещества в биосфере. Глобальные потоки энергии и вещества.

4. Физика абиотической части биосферы. Понятие о ее эволюции. Тепловой режим Земли. Средняя температура планеты.  Тепловой баланс атмосферы и поверхности Земли. Понятие о парниковом эффекте. Климатообразующие факторы, циркуляция атмосферы и океана. Характерные ветры и течения. Естественные и антропогенные причины эволюции климата. Физическая природа глобальных процессов и всемирного потопа.

5.   Понятие о физике биоты. Автотрофы и гетеротрофы. Клю­чевые роли фотосинтеза и биологического окисления. Пред­ставления о физике этих процессов. Трофические цепи, коэф­фициенты преобразования энергии, закон Линдемана. Экоси­стемы.

6.   Популяция как совокупность самовоспроизводящихся эле­ментов. Общие уравнений роста элементов и численности по­пуляции. Взаимодействия внутри популяции и со средой. Био­тический потенциал, сопротивление и ёмкость среды, самоот­равление. Влияние параметров среды. Лимитирующие факто­ры.  Возрастная структура популяции.  Демографическая си­туация в мире, демографические прогнозы.

7.   Сообщество как устойчивая система видов. Типы взаимо­отношений между видами. Эволюция сообщества. Понятие об экологической нише, Математические модели взаимодействия видов и эволюции сообщества.

8. Экосистема как относительно устойчивое и относительно изолированное сообщество региона. Динамика эволюции экосистем. Первичная  и вторичная сукцессии, климаксовые экосистемы. Адаптация, изменение, вымирание. Понятие о мате­матических моделях развития экосистем и биосферы.

9.   Живой организм в окружающей среде. Основы экологии человека.  Природа устойчивости живого  организма.  Типы внешних воздействий. Реакции организма на адекватные и не­адекватные воздействия.  Механизмы защиты организма от воздействия факторов внешней среды и механизмы репарации повреждений. Приспособление к внешним факторам и преде­лы устойчивости живого организма. Стрессовые реакции и адаптация к внешним условиям. Действие наркотиков, алкого­ля, курения.

10.  «Мишени» воздействия окружающей среды на человека. Медицинские и экономические основы нормирования воздей­ствия внешних факторов. Понятие о предельно допустимых концентрациях (ПДК), предельно допустимых дозах (ПДД), предельно допустимых воздействиях (ПДВ). Экологический риск, оптимизация риска при ограниченных ресурсах.

11.  Антропогенное воздействие на биосферу. Загрязнение ок­ружающей среды и разрушение биосферы, пределы допусти­мого воздействия. Контроль состояния биосферы. Скрининг, мониторинг, оценка пригодности или опасности среды обита­ния. Современные и перспективные методы. Состояние окру­жающей среды в России.

12.  Ресурсы биосферы. Понятие о возобновляемых и не возоб­новляемых ресурсах.  Основные ресурсы жизнеобеспечения человечества. Их количественная характеристика. Структура, динамика и перспектива их потребления. Техническая и сис­темная оценка ситуации. Состояние проблемы ресурсов в Рос­сии. Современная продовольственная проблема в мире.

13.  Альтернативные  технологии  природопользования.   Пер­спективные способы  преобразования энергии и вещества. Примеры   использования   нетрадиционных   энергетических ресурсов: атомная и термоядерная энергия, геотермальная и солнечная   (фотоэлектрическая,   фотохимическая,   тепловая, гидродинамическая,   ветровая)   энергия,   тепловые   насосы, энергия смешения.