1197

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

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.

3

Содержание

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