1197
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.А. Патова
БИОРАЗНООБРАЗИЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Биоразнообразие»
для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование
профиль Природопользование
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.А. Патова
БИОРАЗНООБРАЗИЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Биоразнообразие»
для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование
профиль Природопользование
Нижний Новгород
2016
2
УДК 58:59 (075.8)
М.А. Патова / Биоразнообразие [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / М.А. Патова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – __ с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).
В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Биоразнообразие» даются рекомендации обучающимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям.
© |
М.А. Патова, 2016 |
© |
ННГАСУ, 2016 |
3
Содержание
1. |
Общие положения .......................................................................................................................... |
|
5 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения ........................................................... |
5 |
|
|
1.2 |
Содержание дисциплины........................................................................................................ |
|
5 |
|
1.3 |
Порядок освоения материала...................................... |
Ошибка! Закладка не определена. |
|
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям...................................................................... |
|
6 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях......................................................................... |
|
6 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций...................................................... |
|
6 |
|
2.3 |
Общие рекомендации по изучению материала лекций………………………………… |
...6 |
|
|
2.4 |
Контрольные вопросы……….. ............................................. |
................................................10 |
|
3. |
Методические указания по подготовке к практическим занятиям ......................................... |
13 |
||
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям ...................................... |
13 |
|
|
3.2 |
Примеры задач для практических занятий.......................................................................... |
|
13 |
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы ........................................ |
15 |
||
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы.......................................................... |
|
15 |
4.2 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы………………………...17
4
1. Общие положения
1.1Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Целями освоения учебной дисциплины Биоразнообразие являются:
- формирование системы знаний о биологическом разнообразии, и его роли в обеспечении устой-
чивого развития; - освоение навыков идентификации и описания биологического разнообразия, его оценки совре-
менными методами количественной обработки информации.
В процессе освоения дисциплины студент должен
Знать:
−знать основные законы и концепции биоразнообразия, средообразующей функции живого;
−объяснять родство живых организмов; взаимосвязи организмов и окружающей среды; причины эволюции, изменяемости видов, устойчивости и смены экосистем; необходимость сохранения многооб-
разия видов;
− методы оценки биоразнообразия..
Уметь:
-сравнивать: биологические объекты (виды, экосистемы, сообщества),
-идентифицировать видовую и систематическую принадлежность биологических объектов;
-применять методы количественной обработки информации к оценке биоразнообразия.
Владеть:
-методами идентификации и описания биологического разнообразия
-методами количественной оценки биоразнообразия;
-методами прогнозирования изменения и стабилизации биомов в конкретных условиях.
Данная дисциплина предоставляет студентам возможности подготовки к решению профессио-
нальных задач в области научно-исследовательской деятельности (проведение лабораторных исследо-
ваний), призвана развить способности к самореализации и самообразованию в соответствии с требова-
ниями стандарта.
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
Раздел 1. Теоретические основы и методы решения научных и практических задач изучения и сохранения биоразнообразия. Видовое, ценотическое и экосистемное разнообразие и географиче-
5
ские факторы пространственной дифференциации разнообразия.
Раздел 2. Разнообразие жизни на планете. Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие, распространение на Земле. Вирусы. Бактерии, Царство грибы. Царство лишайники. Цар-
ство растения.Биоразнообразие растительных организмов и их взаимосвязь со средой обитания. Основ-
ные группы растенийВодоросли. Папоротники. Хвощи. Плауны. Голосеменные. Разнообразие и распро-
странение хвойных, их значение в природе, народном хозяйстве. Жизненный цикл (на примере сосны,
ели). Покрытосеменные растения. Семенное и вегетативное размножение растений как основа сохране-
ния редких видов. Ткани растений. Вегетативные органы растений. Корень Побег. Стебель. Лист. Цве-
ток и плод. Многообразие дикорастущих и культурных цветковых растений и их классификация. ТЦар-
ство животных. Одноклеточные. Многоклеточные. Тип кишечнополостные. Тип плоские черви.
Тип кольчатые черви. Тип круглые черви. Тип кольчатые черви. Тип Членистоногие. Тип хордовые.
Раздел 3. Эволюция биоразнообразия, изменение биоразнообразия в геологическом про-
шлом. Основные этапы исторического развития и усложнения растительного и животного мира на Земле. Создание культурных растений человеком. Достижения российских ученых в выведении новых сортов растений.
Раздел 4. Основные методы оценки состояния и динамики биоразнообразия. Влияние дея-
тельности человека на биоразнообразие. Биологическое разнообразие как фактор устойчивости экоси-
стем. Прогнозирование изменения и стабилизации биомов в конкретных условиях. Индексы и модели биоразнообразия. Оценка численности видов животных. Оценка состояния ценопопуляций растений.
Глобальный, региональный и локальный уровни мониторинга биоразнообразия. Использование количе-
ственных методов для оценки биоразнообразия.
Раздел 5. Проблемы охраны редких и исчезающих видов. Причины сокращения численности и исчезновения видов. ООПТ как механизм охраны биоразнообразия. Виды и особенности ООПТ, режи-
мы охраны. Оценка эффективности функционирования ООПТ. Значение зоопарков и питомников, бо-
танических садов в поддержании биоразнообразия.
Раздел 6. Региональное биоразнообразие. Видовое разнообразие России и Нижегородской обла-
сти. Анализ численности и лимитирующих факторов в отношении редких видов. Сохранение биоразно-
образия территории. Биоразнообразие городских территорий. Пути формирования городской флоры.
Раздел 7. Международные программы и национальная стратегия изучения и сохранения би-
оразнообразия. Красная книга. Рамсарская конвенция. Конвенция СИТЕС. Другие механизмы охраны
биоразнообразия.
Раздел 8. Социально-экономические механизмы сохранения биоразнообразия. Финансирова-
ние деятельности по сохранению биоразнообразия. Анализ зарубежного и отечественного опыта финан-
сирования ООПТ.
6
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1Общие рекомендации по работе на лекциях
Цель лекционного курса дисциплины - формирование основы для последующего усвоения учеб-
ного материала. Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлага-
емой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточ-
нения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффек-
тивности лекционных занятий.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечива-
ет наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной ли-
тературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.
В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве слу-
чаев неусвоенность материала дисциплины.
2.3 Общие рекомендации по изучению материала лекций
Биологическое разнообразие (БР) - это разнообразие всего живого на Земле - от генов до экосистем. В его основе лежит видовое разнообразие. Оно включает миллионы видов животных, рас-
тений, микроорганизмов, живущих на нашей планете. Однако БР охватывает и всю совокупность при-
родных экосистем, которые слагаются этими видами. Таким образом, под БР следует понимать разно-
7
образие организмов и их природных сочетаний. На основе БР создается структурная и функциональная организация биосферы и составляющих ее экосистем, которая определяет их стабильность и устойчи-
вость к внешним воздействиям.
Существует три основных типа БР [21]:
а) генетическое, отражающее внутривидовое разнообразие и обусловленное изменчивостью особей;
б) видовое, отражающее разнообразие живых организмов (растений, животных, грибов и микроорга-
низмов);
в) разнообразие экосистем, охватывающее различия между типами экосистем, средами обитания и эко-
логическими процессами.
Разнообразие экосистем отмечается не только по структурным и функциональным составляю-
щим, но и по масштабу - от биоценоза до биосферы.
Все типы БР взаимосвязаны: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов; раз-
нообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов; повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов биосферы.
Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие, и с этой точки зрения не существует бесполез-
ных или вредных видов.
Существующее БР соответствует современной пространственно - временной и функциональной структуре биосферы в рамках текущего этапа эволюции. Может быть, в следующую геологическую эпоху для равновесного состояния биосферы будет необходимо меньшее БР. Существующее в настоя-
щее время БР выполняет несколько функций.
Во-первых, оно обеспечивает поддержание экологического равновесия в биосфере, в том числе:
а) непрерывность развития жизни во времени;
б) поддержание динамического равновесия и восстановления сообществ;
в) эффективность процессов функционирования в экосистемах.
Во-вторых, необходимо учитывать, что все существующие виды растений и животных являют-
ся хранителями бесценного генетического фонда, к возможностям использования которого наука только подступается. Практически безграничны перспективы развития биотехнологии (в настоящее время че-
ловек использует не более 1,5% всего разнообразия растительного мира). Поскольку потенциальная по-
лезность для человека различных видов растений и животных далеко не установлена, а потеря любого вида невосполнима, все виды организмов априори считаются требующими сохранения.
Наконец, с этической точки зрения необходимо разумное сочетание прав человека с правами других живых существ.
Резкие скачки БР, вымирание одних видов и появление других характерно и для естественного хода эволюции. Закономерности, приведенные выше, действительны и для антропогенного кризиса
8
наших дней. Проблема заключается в том, что темпы и масштабы современного исчезновения видов невероятно велики, несопоставимы с естественным ходом эволюции, а наблюдающееся катастрофиче-
ское сокращение БР обусловлено исключительно деятельностью человека и противоречит естественно-
му ходу эволюции биосферы.
Едва обособившись из животного мира, человек, помимо прочего, начал интенсивно занимать-
ся именно сокращением окружающего его БР. Среди животных первоначально преобладали, естествен-
но, самые доступные и ценные для охотников: мамонты, бизоны, мастодонты и др. Исчезновение жи-
вотных зависело от времени освоения территории человеком и в разных частях света шло разновремен-
но. Произошло также принципиальное изменение антропогенных факторов, влияющих на сокращение БР. Если на ранних этапах взаимодействия человека и природы основным фактором служили непосред-
ственное преследование и охота, то сейчас, наряду с чрезмерной эксплуатацией биоресурсов, к наибо-
лее значимым относятся фрагментация и трансформация естественных ландшафтов, разрушение место-
обитаний, загрязнение среды, влияние интродуцированных видов и т. п.
В последние десятилетия скорость исчезновения видов превышает естественный ход эволюции примерно в 5 тысяч раз. Средняя продолжительность существования вида растений и животных состав-
ляет около 4 млн. лет, так что теоретически с лица Земли должно исчезать примерно 4 вида в год. Одна-
ко исчезли и продолжают исчезать десятки тысяч организмов, и процесс все ускоряется. В настоящее время БР, по некоторым оценкам, уменьшается со скоростью примерно 1 вид/час. При сохранении по-
добной тенденции в течение ближайших 50 лет может исчезнуть около половины видов наземных орга-
низмов.
Предельно допустимая степень сокращения БР, при которой будет поддерживаться устойчи-
вость биосферы и сохраняться здоровье человечества как целого, пока не известна современной науке.
Все виды в природе существуют не так, как в гербариях или в определителях - разложенные по таксономическим признакам, систематизированные по их предполагаемому родству. Практически везде представители самых разных и далеко не родственных групп растений, животных и микроорганизмов,
взаимодействуя и взаимодополняя друг друга, образуют биоценозы, входящие в состав биогеоценозов и более крупных единиц экосистемной иерархии. Поэтому таксономические кадастры животного и расти-
тельного мира и перечни их представителей, которые нуждаются в глобальной, национальной или ло-
кальной охране (Красные книги разных уровней), имеют скорее контрольное значение. Реально в при-
роде какой-то отдельный вид, взятый сам по себе, существовать не может – все виды существуют толь-
ко во взаимодействии друг с другом и окружающей средой. Отсюда с неизбежностью следует вывод о том, что БР планеты и ее отдельных регионов должно сохраняться преимущественно по биохорологиче-
ским единицам-ландшафтам и другим подразделениям геосистемной иерархии.
Если свести к разумному минимуму нарушение биотических компонентов хозяйственной дея-
9
тельностью, то в этих условиях они сами могут обеспечить сохранение составляющих их видов и попу-
ляций.
2.4.Контрольные вопросы
Контрольные вопросы к разделу 1
1.История возникновения термина «биоразнообразие».
2.В чем заключаются отличия видового и ценотического разнообразия и методов и его охраны?
3.Охарактеризуйте роль географических факторов в дифференциации биоразнообразия.
4.Какие механизмы охраны биоразнообразия вы знаете?
5.Каким образом ЛЭП влияют на биологическое разнообразие различных групп жи-вых организ-
мов?
6.Назовите основные факторы сокращения численности и исчезновения видов.
7.
8. Контрольные вопросы к разделу 2
1.Почему грибы выделяют в отдельное царство?
2.Какие растения относят в низшим?
3.Какие типы отделы растений относят к высшим растениям и почему?
4.В жизненном цикле каких растений преобладает гаметофит?
5.Благодаря каким ароморфозам покрытосеменные заняли господствующее положение в совре-
менной флоре?
6.Какие животные относятся к двуслойным?
7.Какие ароморфозы позволили пресмыкающимся освоить сушу?
8.Благодаря каким ароморфозам млекопитающие заняли господствующее положение на земле?
9.Какой фактор ограничивает распространение мхов, хвощей, плаунов и папоротников?
10.К воздействию каких факторов наиболее чувствительны лишайники?
11.Какие таксоны животных и растенеий наиболее уязвимы к антропогенному воздействию?
Контрольные вопросы к разделу 3
1.Перечислите основные этапы исторического развития и усложнения растительного и животного мира на Земле.
2.Почему эволюция покрытосеменных, птиц и млекопитающих шла параллельно?
3.Сформулируйте закон биогенетических рядов С.Вавилова. Как он может быть использован для выяснения теоретической основы сохранения биоразнообразия?
10