1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | ознакомиться с основами биоиндикации экосистем, с особенностями организации мониторинговых исследований наземных и водных объектов, современными методами исследования биоиндикации, дать представление о возможностях, которые они открывают в оценке состояния экосистем. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.03 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-2 | Способен применять биологические методы при осуществлении экологического мониторинга |
| ПК-2.1 | Знает основные биологические методы, используемые в процедуре экологического мониторинга |
| ПК-2.2 | Умеет применять биологические методы в процедуре экологического мониторинга |
| ПК-2.3 | Владеет навыками применения методов биоиндикации |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Теоретические основы фундаментальных и прикладных разделов биологических дисциплин; основные идеи и достижения в области изучения лесных экосистем; основы камеральной обработки полевых материалов и работы с помощью определителей, видовой состав фито- и зоопланктона, зообентоса, макрофитов и других гидробионтов, особенности морфологии, физиологии и экологии основных групп и видов гидробионтов; основы биостатистики, структуру и методику работы с базой данных материалов камеральной обработки. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Творчески использовать в профессиональной деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов биологических дисциплин; определять организмы до рода/вида с помощью определителей и работать с различными видами микроскопической техники, проводить расчеты численности, биомассы, продукции; использовать результаты исследования и преобразовывать в практические рекомендации. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Основными методами анализа в сфере биохимии, биотехнологии и микробиологии; навыками участия в проведении мероприятий по организации экологической экспертизы технологических проектов и природоохранных территорий; методами статистической обработки материалов, составления отчетной документации, ведения базы данных материалов камеральной обработки. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Биоиндикация – основной метод биологического мониторинга | ||||||
| 1.1. | Понятие биоиндикации. Организмы биоиндикаторы. Объекты биоиндикации | Лекции | 3 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1 |
| 1.2. | Преимущества и недостатки биоиндикации по сравнению с физико-химическими методами оценки состояния окружающей среды | Сам. работа | 3 | 10 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1 |
| 1.3. | Экологические основы биоиндикации. Диапазоны физиологической толерантности и экологические диапазоны присутствия (экологические потенции) | Сам. работа | 3 | 8 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1 |
| 1.4. | Критерии выбора биоиндикаторов. Абсолютные и относительные стандарты сравнения при оценке изменений в окружающей среде | Лабораторные | 3 | 4 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л2.1 |
| Раздел 2. Формы биоиндикации | ||||||
| 2.1. | Специфическая и неспецифическая, регистрирующая и аккумулятивная биоиндикация | Сам. работа | 3 | 8 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | |
| 2.2. | Прямая и косвенная, первичная и вторичная, пассивная и активная биоиндикация | Сам. работа | 3 | 8 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | |
| Раздел 3. Уровни биоиндикационных исследований | ||||||
| 3.1. | Видовой уровень: биохимические и физиологические реакции организмов, морфологические и анатомические изменения, используемые для биоиндикации; биоиндикация по изменению биоритмов, по поведению животных, по изменению популяционных характеристик | Лабораторные | 3 | 10 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.2. | Биоценотический уровень: флористические и фаунистические изменения в биоценозах, изменение структуры биоценозов | Сам. работа | 3 | 10 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | |
| Раздел 4. Биологическая индикация загрязнения водоемов и в наземно-воздушной среде | ||||||
| 4.1. | Индикация загрязнения водоемов по состоянию организмов, популяций и биоценозов | Сам. работа | 3 | 5 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1 |
| 4.2. | Гидробиологический мониторинг | Лабораторные | 3 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л2.1 |
| 4.3. | Биоиндикация и биомониторинг в наземно-воздушной среде с помощью растений | Лекции | 3 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1 |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| ПК-2: Способен применять биологические методы при осуществлении экологического мониторинга. Тестовые задания 1. Какой ученый впервые высказал предположение о формировании черноземов под степными фитоценозами. а) А.П. Карпинский б) Э.И. Эйхвальд в) Ф.И. Рупрехт г) В.В Докучаев 2. Биоиндикаторы это организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых настолько тесно коррелируют с условиями окружающей среды, что могут использоваться для их оценки. Какие группы организмов больше подходят для этих целей а) эврибионты б) стенобионты в) организмы с широкой экологической амплитудой г) эвритермные 3. Что является объектом индикации на ценотическом уровне а) поведенческие отклонения животных б) изменение формы роста, экобиоморфных признаков в) продуктивность сообщества г) показатели фотосинтетической активности 4. Как называются индикаторы, которые сохраняют свое значение в пределах одной или нескольких областей со сходными физико-географическими условиями а) панареальные б) локальные в) региональные г) зональные 5. Из списка индикаторов выберите экосистемные. а) Индикаторы обширной деградации б) Объекты измерения асимметрии в) Объекты измерения успешности роста г) Индикаторы опытов 6. Что относится к биохимическим и физиологическим реакциям на антропогенные стрессоры? а) флуктуирующая асимметрия черепа, мышц насекомых, млекопитающих, пресмыкающихся, листовой пластинки растений б) нарушение избирательной проницаемости биомембран в) биоритмические изменения г) поведенческие отклонения животных 7. Выберите организмы полисапробных водоемов а) серные бактерии, бактериальные зооглеи, олигохеты Tubifex tubifex б) корненожки, солнечники, моллюски в) протококковые водоросли г) диатомовые водоросли 8. Выберите процент зарастания эвтрофных водоемов мактофитами. а) 5 % б) 20 % в) 50 % г) 70 % 9. Как называются растения с глубоко расположенной корневой системой, использующие в качестве источника влаги грунтовые воды? а) мезофиты б) псаммофиты в) гигрофиты г) фреатофиты 10. Как называются растения, произрастающие на почвах бедных влагой? а) ксерофиты б) гигрофиты в) гидрофиты г) мезофиты Задания открытого типа 1. Как называется комплекс физиолого-биохимических свойств организма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, то есть с той или иной степенью загрязнения? 2. Какое количество видов макрофитов может встречаться в дистрофных водоемов? 3. Как называются виды, приуроченные исключительно к породам и почвам с определенной геохимической минерализацией и не встречающиеся в иных условиях? 4. К месторождениям каких ценных минералов приурочено произрастание ольховника кустарникового (Duschekia fruticosa) 5. Кратко опишите последнюю стадию пастбищной дигрессии — абсолютный сбой. 6. Как называется раздел геоботаники, рассматривающий растительные сообщества как показатель условий среды? 7. Как называются организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых настолько тесно коррелируют с условиями окружающей среды, что могут использоваться для их оценки? 8. Перечислите индикаторы здоровья. 9. Перечислите три ситуации в которых необходимо применение биоиндикации. 10. Как называется процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности? 11. Перечислите представителей мезофауны почвы 12. Как называется группа организмов-обрастателей в водоемах? 13. Как называется группа придонных организмов водоемов? 14. Как согласно классификации Б.В. Виноградова (1964) называются индикаторы, распространенные только на объекте индикации и не встречающиеся на других. 15. Как называется процесс разрушения верхних, наиболее плодородных слоев почвы и подстилающих пород талыми и дождевыми водами или ветром. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| 1. Показатели, характеристические параметры, индексы и коэффициенты, используемые в биомониторинге и биоиндикации на примере водных объектов. 2. Критерии оценок в биоиндикации. 3. Основные задачи при оценке качества воды: угроза инфекционных заболеваний; токсичность; эвтрофикация. 4. Количественные способы оценки водоёмов. 5. Биотический индекс Вудивисса. 6. Новые подходы к оценке состояния водных экосистем с использованием гидробионтов: популяционный; анализ стабильности развития популяций организмов-индикаторов; анализ накопления поллютантов в различных частях организмов-индикаторов. 7. Гидробиологический мониторинг, как основа адекватности оценки состояния водных экосистем. 8. Фитоиндикация – использование растений для оценки качества среды. 9. Индикационная геоботаника. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Вопросы к экзамену 1. Понятие биоиндикатора. Виды индикаторов. 2. Индикаторные и аккумулирующие растения. Понятие антропотолерантности. 3. Стандартизация индикаторных и аккумулирующих растений. 4. Контроль в биоиндикации. 5. Типы анализа растительного и животного материала. Общие основы методов. 6. Общие принципы использования биоиндикаторов. 7. Особенности использования растений в качестве биоиндикаторов. 8. Особенности использования животных в качестве биоиндикаторов. 9. Симбиотические методы в биоиндикации. 10. Опыт проведения комплексных биоиндикационных исследований. 11. Достоинства и недостатки подходов. Новые подходы к оценке состояния водных экосистем. 12. Гидробиологический мониторинг, как основа адекватности оценки состояния водных экосистем. 13. Почвенные беспозвоночные (мезофауна) – биоиндикаторы индустриальных загрязнений. 14. Опыт применения методов биоиндикации с использованием мезофауны. 15. Методические требования при использовании почвенных беспозвоночных в качестве индикаторов состояния окружающей среды. 16. Критерии выбора биоиндикатора. 17. Типы биоиндикаторов. 18. Преимущества фитоиндикации на организменном уровне. 19. Показатели, характеристические параметры, индексы и коэффициенты, используемые в биомониторинге и биоиндикации на примере водных объектов. 20. Критерии оценок в биоиндикации. 21. Основные задачи при оценке качества воды: угроза инфекционных заболеваний; токсичность; эвтрофикация. 22. Количественные способы оценки водоёмов. 23. Биотический индекс Вудивисса. 24. Новые подходы к оценке состояния водных экосистем с использованием гидробионтов: популяционный; анализ стабильности развития популяций организмов-индикаторов; анализ накопления поллютантов в различных частях организмов-индикаторов. 25. Гидробиологический мониторинг, как основа адекватности оценки состояния водных экосистем. |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС Биоиндикация(1).docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Мелехова О.П., Егорова Е.И., Евсеева Т.И. | Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для вузов | М.: Академия, 2007 | 7 |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Соколова Г.Г., Шарлаева Е.А. | Практикум по биоиндикации экологического состояния окружающей среды: Учебное пособие | Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2006 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курс Moodle | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| MS Office; Word, Excel, PowerPoint u др.Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| www.greenpeace.org/russia.ru - Гринпис России. Общественная международная неправительственная организация (информация о проектах, мероприятиях, достижениях общественной организации в области охраны окружающей среды); http://ecoportal.ru/dict.php - Справочники по охране окружающей среды, природопользованию и экологической безопасности; www.rosdnh.narod.ru/ekolslov.htm - Экологический словарь-справочник. В словаре дано толкование более 5 000 терминов, которые используются при описании проблем экологии, природопользования и охраны природы. Особое внимание уделяется объектам охраны природы. Приведены термины промышленной экологии, экологии человека; http://www.cntd.ru/noframe/com-spec-ecology - Экологический словарь. Термины и понятия, помещенные в словарь,охватывают разделы общей и прикладной экологии, а также экологии человека, социальной экологии, географии и т. д.; http://www.ecology.ru; http://www.webdirectory.com -Web-каталог по окружающей среде; http://www.ecoline.ru Эколайн: справочно-информационная служба; | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 301Л | лаборатория агробиологии и агроэкологии - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 8 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитная маркерная – 1 шт.; компьютерные столы – 3 шт., компьютер Aquarius Pro P30 S46 - 1 шт.; моноблок RAMEC Gale Custom G1610 - 3 шт.; микроскоп Биомед 6 - 1 шт.; микроскоп медицинский БИОМЕД-6 - 3 шт.; мини-лаборатория "Экотест-120-ИП(16)" в кейсе - 1 шт.; портативная система для измерения газообмена в образцах растений GFS-3000 Walz - 1 шт., рН-метр полевой с длинным щупом - 1 шт.; спектрофотометр ПЭ-5 400 УФ - 1 шт.; центрифуга ЦЛМН-Р 10-01 - 1 шт.; электронный регистрирующий почвенный пенетрометр Eijelkamp P1.52 в комплекте -1 шт.; ноутбук полностью защищенный трансформируемый Panassonic Toughobook CF-19 - 1 шт.; флуориметр универсальный переносной Walz Junior-PAM - 1шт.; аквадистиллятор Адэа- С3СМО - 1 шт.; весы аналитические CY-224C - 1 шт.; весы электронные Acom JW-1-300 - 1 шт.; влагомер зерна PM-650 - 1 шт.; комплект приборов PNT3000 Combi и pH3000 (10700) - 1 шт.; шкаф для хранения лабораторной посуды и оборудования – 3 шт., стол лабораторный 3 шт. |
| 326Л | лаборатория биогеографии и экологии сообществ - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; стационарный экран: марка Digis Optima-C - 1 единица; проектор Epson EB-X04 - 1 шт.; микроскоп Альтами ПС0745 - 3 шт.; микроскоп Биомед 6 - 1 шт.; микроскоп Микмед - 2 шт.; рабочее место преподавателя, моноблок Powercool P21 Intel - 1 шт.; принтер LaserJet 1320 - 1 шт.; микроскоп Биолам Р-11 - 8 шт. |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Приступая к изучению дисциплины, студенту необходимо внимательно ознакомиться с тематическим планом занятий, списком рекомендованной литературы. Следует уяснить последовательность выполнения индивидуальных учебных заданий. Самостоятельная работа студента предполагает работу с научной и учебной литературой,умение создавать тексты. Уровень и глубина усвоения дисциплины зависят от активной и систематической работы на лекциях, изучения рекомендованной литературы, выполнения контрольных письменных заданий. |