Автор: с.н.с., к.б.н. В.Ф.Басевич

I. Организационно-методический раздел

Цель курса. Расширить и углубить полученные студентами знания в области общей и почвенной экологии, экологического почвоведения.

Задача курса. Равновесие в экосистемах рассматривается как состояние и результат сложного взаимодействия систем различной природы и разного уровня организации. Фокусируется внимание на почве как среде обитания и продукте жизнедеятельности с позиции стабильности-нестабильности экосистем различной иерархической и функциональной соподчиненности.

Место курса в профессиональной подготовке студентов. Курс читается в 8 семестре студентам кафедры общего земледелия (4 год обучения) после прослушивания основных и специальных курсов в области почвоведения, агрохимии, земледелия, биологии, экологии. Информация, изложенная в курсе, дает новые знания, в частности, о роли и значении почвы в функционировании экосистем с позиций их устойчивости, о механизмах выведения почвенного компонента и экосистемы в целом из состояния равновесия и формирует представление о почвенных сукцессиях различной природы.

Требования к уровню освоения содержания курса. Студенты должны знать особенности функционирования экосистем (в том числе системы «почва») при выведении их из состояния равновесия, причины и механизмы данного явления, роль и место почвы как внешнего и внутреннего фактора устойчивости-неустойчивости разных систем, типы сукцессионных последовательностей почв и их значение в эволюции почвенного покрова в целом.

II. Содержание курса

Разделы курса. Общий раздел (введение в дисциплину). Функционирование экосистем. Почва как фактор стабильности-нестабильности экосистемы.

Темы и краткое содержание

1. Общий раздел (введение в дисциплину).
1.1. Экология, предмет экологии. Актуальность экологических проблем в современном мире. Экологический уровень организации живого.
1.2. Базовая терминология и понятийный аппарат. Аутэкология, синэкология. Что такое экосистема, какие бывают экосистемы, классификационные подходы (организмы – популяции – сообщества –экосистема).
1.3. Структура экосистем. Биотический и абиотический компоненты (материя + энергия) экосистемы. Соотношение понятий экосистема и биогеоценоз. Биосфера как совокупность экосистем.
1.4. Подходы и методы экологии. Экосистемный подход, уровень сообществ, популяционный подход, эволюционный и исторический подходы. Изучение местообитаний (наземная, водная, воздушная среды обитания). Почва как экосистема и компонент экосистемы; ее место и роль в различных экосистемах. Факторы, формирующие различные типы экосистем.

2. Функционирование экосистем.
2.1. Связь отдельных компонентов сообщества, функциональные зависимости. Экосистема как комплексная экологическая единица. Факторы, определяющие параметры и устойчивость экосистемы (климат, породы и др. ). Почва как наиболее консервативная часть экосистемы.
2.2. Устойчивость экосистемы, равновесность (постоянство, предсказуемость). Равновесие устойчивое, нейтральное, неустойчивое, квазиравновесие. Причины, приводящие к выводу экосистемы из состояния равновесия. Изменчивость окружающей среды и изменчивость внутри системы. Уровни устойчивости. Биологический смысл устойчивости экосистем.
2.3. Понятие об экологических сукцессиях (первичные и вторичные сукцессии, полная сукцессия). Климакс, климаксное состояние. Естественные и искусственно созданные климаксные сообщества. Причины возникновения сукцессий.

3. Почва как фактор стабильности-нестабильности экосистемы.
3.1. Свойства почвы как функция местообитания и как фактор, определяющий жизнедеятельность биоты. Равновесное состояние системы, как результат такой взаимосвязи и взаимозависимости биотических и абиотических факторов.
3.2. Причины и механизмы вывода системы «почва» из состояния равновесия (естественного и антропогенного характера). Обратимые и необратимые изменения. Длительность и характер изменений, их скорость и направленность. Флуктуационный характер равновесия, как почвенно-экологического параметра.
3.3. Особенности происходящего с почвой, в том числе как средой обитания, в процессе различных сукцессий. Детальный анализ конкретных почвенных последовательностей (ветровальные сукцессии; сукцессии при пожарах и порубках; сельскохозяйственная деятельность; залежь и др. ).
3.4. Неоднородность почв и ее роль в устойчивости экосистем. Педотурбационные процессы различной природы как один из мощнейших факторов создания и поддержания неоднородности почв на разных уровнях организации. Равновесие и масштаб почвенного пространства (морфон, горизонт, профиль, почвенный покров).
3.5. Закономерности и специфика, определяющие стремление экосистемы вернуться в устойчивое (равновесное) состояние. Антропогенный фактор - важнейший фактор, влияющий на равновесие в современных экосистемах.

Основные блоки контрольных вопросов к экзамену по всему курсу. Представление об экосистеме; определение, структура и компоненты экосистемы; соотношение понятий экосистема и биогеоценоз. Экосистема, как комплексная экологическая единица. Факторы, определяющие параметры и устойчивость экосистемы. Почва как экосистема и наиболее консервативный компонент экосистемы; ее место и роль в различных экосистемах. Факторы, формирующие разные типы экосистем. Устойчивость экосистемы, меры степени изменчивости и регулярности в характере изменений. Типы равновесия, уровни устойчивости и изменчивости. Биологический смысл устойчивости экосистем. Что такое экологические сукцессии, какими они бывают. Понятие о климаксе. Естественные и искусственно созданные климаксные сообщества. Причины возникновения сукцессий. Причины и механизмы вывода системы «почва» из состояния равновесия. Какими бывают изменения, их длительность и характер, скорость и направленность. Что происходит с почвой, в том числе как средой обитания, в процессе различных сукцессий. Представление о почвенных сукцессиях. Детальный анализ конкретных почвенных последовательностей. Неоднородность почв и ее роль в устойчивости экосистем. Какие факторы и процессы приводят к созданию и поддержанию неоднородности состава и свойств почв на разных уровнях организации. Как соотносится понятие равновесие экосистем различной иерархической и функциональной соподчиненности с масштабом почвенного пространства. Что стоит за стремлением экосистемы вернуться в устойчивое (равновесное) состояние. Почвенно-экологические основы этого явления.

III. Распределение часов по темам

Лекции – 24 часа.

IV. Форма итогового контроля – зачет

V. Учебно-методическое обеспечение курса

Основная литература

  1. Одум Ю. Экология. В 2 т. - М.: Мир, 1986.
  2. Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979.
  3. Скворцова Е.Б., Уланова Н.Г., Басевич В.Ф. Экологическая роль ветровалов. М.: Лесная промышленность, 1983.
  4. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. М.: Просвещение, 1992.

Рецензент: профессор, д.б.н. А.Л.Степанов