Ekologia ogólna

Druk DNiSS nr PK_IIIF
OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA
NAZWA PRZEDMIOTU/MODUŁU KSZTAŁCENIA: Ekologia ogólna
Kod przedmiotu:
Rodzaj przedmiotu: podstawowy; obowiązkowy
Wydział: Wydział Nauk o Materałach i Środowisku
Kierunek: Inżynieria Środowiska
Specjalność (specjalizacja): wszystkie specjalności
Poziom studiów: pierwszego stopnia
Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rok: II Semestr: 3
Formy zajęć i liczba godzin: wykłady – 30; ćwiczenia laboratoryjne – 30
Język/i, w którym/ch realizowane są zajęcia: polski
Liczba punktów ECTS: 5
Osoby prowadzące:
wykład: dr hab. J. Żarnowiec prof. ATH
ćwiczenia laboratoryjne: dr hab. J. Żarnowiec prof. ATH, dr inż. Anna Salachna.
1. Założenia i cele przedmiotu: Przekazanie współczesnej wiedzy z zakresu ekologii
ogólnej, w tym elementów ekologii stosowanej oraz podstaw metodologii analiz i badań
ekologicznych. Student powinien opanować zasadniczą wiedzę na temat głównych
czynników środowiskowych (a także kompleksów czynników ekologicznych) i ich
wpływu na rozmieszczenie organizmów w przestrzeni oraz wiedzę z zakresu struktury
populacji, biocenozy i ekosystemu. Powinien rozumieć zagadnienia tolerancji
ekologicznej organizmów, związki i interakcje pomiędzy organizmami oraz organizmami
i środowiskiem, w tym problemy zaniku gatunków o wąskiej skali ekologicznej i
zmniejszania się różnorodności biologicznej. Opanować podstawowe zagadnienia z
zakresu obiegu materii i przepływu energii w ekosystemie. Powinien umieć posługiwać
się podstawowymi metodami analiz i badań ekologicznych.
2. Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymaganiami wstępnymi:
przedmiotem wprowadzającym jest „podstawy biologii”; student powinien mieć dobrze
ugruntowaną podstawową wiedzę ogólnobiologiczną.
3. Opis form zajęć
a) Wykłady
 Treści programowe (tematyka zajęć):
1. Definicja ekologii, ekologia jako dyscyplina nauki i jej związek z innymi naukami
biologicznymi; historia ekologii  2 godz.
[definicja ekologii i jej dyskusja; historia ekologii; ekologia w systemie nauk przyrodniczych; ekologia a
ochrona przyrody i ochrona środowiska; podstawowe zasady i zakres ekologii; metodyka badawcza w
ekologii; podział ekologii; literatura ekologiczna]
2. Ziemia jako środowisko życia  2 godz.
[powstanie wszechświata i początek Ziemi; Ziemia we wszechświecie; Geosfery Ziemi – podstawowe
charakterystyki atmosfery, hydrosfery, litosfery]
3. Biosfera. Różnorodność biologiczna Ziemi  2 godz.
[warunki istnienia życia; definicja i ogólna charakterystyka biosfery; biogeneza i historia biosfery; pojęcie i
poziomy różnorodności biologicznej; źródła różnorodności; bogactwo gatunkowe Ziemi i Polski; zmiany
liczby gatunków w historii biosfery; wymieranie gatunków; przestrzenna zmienność różnorodności
gatunkowej na Ziemi; znaczenie globalnej różnorodności gatunkowej i jej zagrożenia]
4-5. Osobnik w środowisku – ekologia organizmów  4 godz.
[strategie metaboliczne organizmów; związek organizmu ze środowiskiem; środowisko życia organizmów i
klasyfikacje czynników środowiskowych; tolerancja ekologiczna organizmów; nisza ekologiczna;
1
przystosowania ekologiczne i ewolucja; organizmy wskaźnikowe i ich rola bioindykacyjna; klasyfikacje
ekologiczne organizmów]
6. Czynniki środowiska ograniczające występowanie organizmów  2 godz.
[środowisko lądowe i środowisko wodne; klimat; promieniowanie i temperatura; światło; woda; wiatr;
atmosfera; gleba]
7. Gleba jako czynnik ekologiczny i środowisko życia organizmów  2 godz.
[definicja gleby; powstawanie gleby; substancje organiczne w glebie i ich znaczenie; skład mechaniczny
gleby i jego ekologiczne znaczenie; woda glebowa; powietrze glebowe; organizmy glebowe i ich znaczenie;
profil gleby]
8. Woda jako środowisko życia organizmów  2 godz.
[właściwości środowiska wodnego; rodzaje biotopów wodnych, ich charakterystyka i właściwości;
przystosowanie organizmów do środowiska wodnego; klasyfikacje ekologiczne organizmów wodnych]
9-10. Populacje  4 godz.
[koncepcja i właściwości populacji; liczebność i zagęszczenie populacji; struktura płci populacji; struktura
wiekowa populacji; organizacja przestrzenna populacji; organizacja socjalna populacji; rozrodczość i
śmiertelność w populacji; dynamika liczebności populacji; regulacja liczebności populacji]
11-12. Biocenozy  4 godz.
[koncepcja biocenozy i właściwości biocenozy; struktura fizyczna biocenoz; interakcje i mechanizmy
współwystępowania gatunków w biocenozach; struktura troficzna biocenozy; struktura konkurencyjna i
paratroficzna biocenozy; dynamika biocenoz, w tym sukcesja ekologiczna; klasyfikacje biocenoz]
13-14. Ekosystemy  4 godz.
[definicja ekosystemu; komponenty ekosystemu; model ekosystemu; rodzaje produkcji w ekosystemach;
piramidy ekologiczne; cykle biogeochemiczne; homeostaza ekosystemów; główne typy ekosystemów świata
– biomy]
15. Ekologia stosowana  2 godz.
[eksploatacja gatunków; walka ze szkodnikami; ekologia ochroniarska]
 Metody dydaktyczne: wykład z wykorzystaniem rzutnika multimedialnego i foliogramów.
 Forma i warunki zaliczenia: egzamin jest pisemny; student przystępując do egzaminu
powinien wcześniej uzyskać zaliczenie z ćwiczeń laboratoryjnych.
 Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej (maksymalnie 5 pozycji w każdej grupie):
Trojan P. 1976. Ekologia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, ss. 419.
Weiner J. 1999. Życie i ewolucja biosfery. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, ss.
591.
Krebs C.J. 1996. Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, ss. 735.
Lampert W., Sommer U. 1996. Ekologia wód śródlądowych. Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa, ss. 390.
Freeland J.R. 2008. Ekologia molekularna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, ss.
357.
Wiąckowski S. 1998. Ekologia ogólna. Oficyna Wydawnicza Branta, Bydgoszcz.
b) Ćwiczenia laboratoryjne
 Treści programowe (tematyka zajęć):
Lab. 1. Program i organizacja zajęć; warunki zaliczenia przedmiotu; literatura
przedmiotu; omówienie metodyki badawczej i przygotowanie do zajęć terenowych. 1
godz.
Lab. 2-3. Ocena lokalnych warunków ekologicznych siedlisk – zajęcia terenowe  2 godz.
[Wyznaczenie powierzchni badawczej; elementy opisu stanowiska i siedliska; ocena lokalnych warunków
ekologicznych siedliska na podstawie obserwacji i pomiarów: położenie hipsometryczne powierzchni, spadek
terenu, ekspozycja, sąsiedztwo, charakter powierzchni, skład utworu glebowego, naświetlenie i zacienienie,
wilgotność powietrza, temperatura powietrza i gleby, ruch powietrza.]
Lab. 4-5. Elementy dendrometrii, ocena biomasy drzew – zajęcia terenowe  2 godz.
[Wykonanie pomiarów wysokości drzew na podstawie metody szacunkowej i przy użyciu wysokościomierza,
pomiar średnicy drzew przy użyciu klupy, wykonanie odwiertów dendrologicznych przy użyciu świdra
Presslera.]
2
Lab. 6-8. Ocena zagęszczenia roślin i typów ich rozmieszczenia na przykładzie populacji
wybranych gatunków drzew, krzewów i roślin zielnych w biocenozach leśnych i
łąkowych – zajęcia terenowe  3 godz.
[Zebranie danych w terenie w oparciu o metody powierzchniowe i bezpowierzchniowe.]
Lab. 9-10. Spektra form życiowych roślin w różnych biocenozach – zajęcia terenowe  2
godz.
[Wykonanie spisu gatunków roślin na powierzchniach badawczych w biocenozie leśnej i łąkowej.]
Lab. 11-12. Ocena warunków klimatycznych terenu  2 godz.
[Konstruowanie diagramu pluwitermicznego na podstawie wieloletnich danych dotyczących opadów i
temperatury badanego terenu.]
Lab. 13-14. Elementy dendrometrii, ocena biomasy drzew – opracowanie danych
terenowych  2 godz.
[Tabelaryczne opracowanie danych zebranych w terenie; obliczenie błędu procentowego dla pomiarów
wysokości drzew, obliczenie wieku drzew z odwiertów dendrologicznych; ocena biomasy drzew na podstawie
tabel miąższosci drzew.]
Lab. 15. Ocena lokalnych warunków ekologicznych siedlisk – opracowanie danych
terenowych  1 godz.
[Analiza porównawcza siedlisk dokonana na podstawie obserwacji i pomiarów terenowych.]
Lab. 16. Spektra form życiowych roślin w różnych biocenozach – opracowanie danych
terenowych  1 godz.
[Ustalenie form życiowych roślin na podstawie danych literaturowych i wykreślenie cyklogramu; analiza
porównawcza biocenoz.]
Lab. 17-20. Ocena zagęszczenia roślin i typów ich rozmieszczenia na przykładzie
populacji wybranych gatunków drzew, krzewów i roślin zielnych w biocenozach leśnych
i łąkowych – opracowanie danych terenowych  4 godz.
[Obliczanie średniego zagęszczenia osobników, błędu pomiaru oraz najmniejszej koniecznej liczby prób na
podstawie danych uzyskanych metodą powierzchniową i bezpowierzchniową; porównanie metod - interpretacja
wyników. Analiza typów rozmieszczenia osobników badanego gatunku na podstawie opracowania graficznego
(histogramy) i matematycznego (nomogramy).]
Lab. 21-22. Wpływ zagęszczenia na strukturę wielkości osobników w populacji roślinnej
 2 godz.
[Wysiew rzeżuchy ogrodowej przy różnym zagęszczeniu nasion ( 50, 100, 300, 500 nasion na 100 cm2); pomiar
wielkości osobników w poszczególnych próbach; obliczenie wartości średniej, odchylenia standardowego i
współczynnika zmienności – interpretacja otrzymanych wyników; graficzne przedstawienie struktury wielkości
osobników w zależności od zagęszczenia.]
Lab. 23-24. Struktura wiekowa populacji – tabele przeżywania i krzywe populacyjne  2
godz.
[Ustalenie struktury wieku populacji (piramidy wieku); konstruowanie tabeli przeżywania oraz krzywych
populacyjnych (przeżywania, śmiertelności i dalszego przewidywanego czasu życia) na podstawie danych
statystycznych dla populacji ludzkiej.]
Lab. 25-26. Metody pomiaru różnorodności biologicznej na poziomie gatunkowym  2
godz.
[Obliczanie różnorodności gatunkowej z zastosowaniem miary Shannona –Weavera i miary Simpsona, różnice
w zakresie zmienności tych miar.]
Lab. 27-28. Metody pomiaru różnorodności biologicznej na poziomie ekosystemu  2
godz.
[Obliczanie różnorodności gatunkowej z zastosowaniem miary ,  i  różnorodności; różnice w zakresie
zmienności tych miar między różnymi biocenozami.]
Lab. 29-30. Prezentacja sprawozdań i zaliczenie przedmiotu  2 godz.
 Metody dydaktyczne: podczas zajęć terenowych studenci samodzielnie pozyskują dane
ilościowe i jakościowe opisujące daną sytuację ekologiczną, a następnie zebrane dane
terenowe analizują, zgodnie z instrukcją, podczas zajęć kameralnych [praca indywidualna i w
grupach, pod opieką prowadzącego]. Każdy blok tematyczny zajęć laboratoryjnych poprzedza
wstępna prelekcja.
 Metody ewaluacji wiedzy: kartkówki sprawdzające przygotowanie do zajęć; studenci
przygotowują sprawozdanie z laboratorium, które prezentują i jest ono oceniane.
3
 Forma i warunki zaliczenia: obowiązkowa obecność na zajęciach; pozytywne oceny z
przygotowania do zajęć i ich aktywności; na ostatnich zajęciach studenci prezentują
sprawozdanie z laboratorium, które podlega ocenie.
 Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej (maksymalnie 5 pozycji w każdej grupie):
Górecki A., Kozłowski J., Gębczyński M. 1987. Ćwiczenia z ekologii. Podręcznik dla
studentów biologii ogólnej i biologii środowiskowej. Uniwersytet Jagielloński – Kraków,
Filia Uniwersytetu Warszawskiego  Białystok, ss. 275.
Begon M. i in. 1999. Ekologia populacji. Studium porównawcze zwierząt i roślin.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Falińska K. 1996. Ekologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, ss. 453.
4