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.