Автор: Владимир Космынин.
Программа содержит перечень вопросов, знакомство с которыми позволяет сформировать у ребят современные представления о современной экологии, связи Земли с космосом. Большое внимание уделяется понятию «Ноосфера». Все материалы данного курса подобраны таким образом, чтобы ребятам было интересно и увлекательно воспринимать достаточно сложную информацию. Курс рассчитан в основном на средний и старший подростковый возраст. Занятия проводятся в лабораториях, научных экспедициях, походах и на «экологических тропах», последним отводится особое значение. Интересным дополнением могут быть вечерние и ночные занятия.
Тема 1
Предмет экологии. Экология как наука об экосистемах. Понятие экосистемы. Компоненты экосистемы. Биоценоз и биогеоценоз. Экосистема и ландшафт. Биоцентрический и геоцентрический подходы к изучению экосистемы. Иерархия экосистем. Биосфера.
Тема 2
Экологические факторы. Понятие экологического фактора. Климатические, эдафизические и антропогенные факторы. Ограничивающий (лимитирующий) фактор. Нижний предел выносливости (экологический минимум), оптимум, верхний предел выносливости (экологический максимум), диапазон выносливости (толерантности). Взаимодействие и взаимная компенсация факторов. Среда как комплекс регулирующих факторов.
Тема 3
Абиотические (физические) экологические факторы. Температура. Свет. Вода (атмосферные осадки, грунтовые воды как среда обитания). Взаимодействующее влияние факторов влажности и температуры. Биогенные элементы. Субстрат и почва. Рельеф как фактор и его влияние на другие факторы. Динамика среды (течение, ветер, подвижность субстрата и др.).
Тема 4
Биотическая структура экосистемы. Понятие структуры. Продуценты. Первичная продукция. Продуктивность т биомасса. Консументы. Трофические (пищевые) отношения в экосистемах. Трофическая структура экосистем. Трофические уровни, цепи, сети. Пастбищная и детритная трофические цепи. Детритофаги и редуценты.
Тема 5
Энергия в экосистемах. Понятие энергии. Потенциальная и кинетическая энергии, законы термодинамики. Понятие энтропии. Законы термодинамики и превращение солнечной энергии в потенциальную энергию органических соединений. Хемосинтез и фотосинтез. Поток энергии в трофических цепях. Повышение качества энергии в пределах трофической цепи. Пирамиды численностей, биомасс и энергии. Энергия окружающей среды. Поддерживающяя емкость среды. Возможности использования первичной продукции человеком и энергетические субсидии в экосистемах.
Тема 6
Биогеохимический круговорот веществ в экосистемах. В.И.Вернадский о химической роли организмов в жизни Земли. Понятие биогеохимического цикла. Круговорот воды как пример природных круговоротов. Источник энергии круговорота воды и других биогеохимических циклов. Круговороты углерода, азота, фосфора, серы, микроэлементов. Осадочный геологический цикл и накопление ископаемых органических соединений. Влияние человека на круговороты веществ в природе.
Тема 7
Биотические факторы в экосистемах. Понятие популяции. Свойства популяций. Кривая роста популяций, колебания и регуляция численности популяций. Структура популяций. Распределение энергии в популяциях: r-стратегия и К-стратегия. Межвидовые взаимодействия. Конкуренция и сосуществование видов. Симбиоз: паразитизм, комменсализм, мутуализм. Понятие экологической ниши.
Тема 8
Экологическая сукцессия и эволюция биосферы. Понятие экологической сукцессии. Движущие силы и энергетика экологической сукцессии. Эволюция биосферы как результат взаимодействия абиогенных и биогенных факторов. Элементы палеоэкологии.
Тема 9
Примеры экосистем и особенности их функционирования. Элементы экологической биогеографии. Изменения физико-географических условий и связанных с ними экосистем. Лес умеренной зоны. Тропическая пустыня. Экосистема кораллового рифа. Пресноводное озеро. Агроэкосистемы.
Тема 10
Подведение итогов. Проверка усвоенного материала.
