Ekologia ekosystemów

fakultatywne

Przedmiot jest w całości realizowany w trakcie 12-dniowego wyjazdu terenowego. Celem zajęć jest przedstawienie aktualnego stanu wiedzy na temat struktury i funkcjonowania ekosystemów ze szczególnym uwzględnieniem zależności biocenotycznych między organizmami w różnych środowiskach lądowych i wodnych. W trakcie zajęć studenci realizują w 3-6 osobowych zespołach badawczych tematy dotyczące problematyki zajęć. Wyniki przeprowadzonych przez siebie badań studenci przedstawiają podczas prezentacji podsumowującej zajęcia. W trakcie zajęć odbywają się również interaktywne warsztaty o charakterze seminaryjno-wykładowym, na których każdy ze studentów prezentuje krótkie opracowanie literaturowe, a prowadzący zajęcia moderują dyskusję jak również przekazują studentom wiedzę niezbędną do zaliczenia przedmiotu. Zajęcia prowadzone są zwykle na początku lipca.

Ekosystem i biocenoza – definicje, krytyka podejścia „superorganizmalnego”. Struktura ekosystemów wodnych i lądowych. Przepływ energii przez ekosystem, sieci i poziomy troficzne, łańcuchy pokarmowe. Drapieżnictwo i konkurencja. Mechanizmy regulacyjne w ekosystemach, stabilność ekosystemów i sukcesja ekologiczna.

Przedmiot jest w całości realizowany w trakcie 12-dniowego wyjazdu terenowego. Zajęcia odbywają się w północno-wschodniej części Polski (Pojezierze Mazurskie) w oparciu o Stacje Terenowe Wydziału Biologii znajdujące się w Urwitałcie i w Pilchach. W trakcie zajęć studenci realizują w 3-6 osobowych zespołach badawczych tematy dotyczące problematyki zajęć. Wyniki przeprowadzonych przez siebie badań studenci przedstawiają podczas prezentacji podsumowującej zajęcia W roku akademickim 2023/2024 zajęcia odbędą się w terminie od 7.07.2024 r. do 20.07.2024 r.

Celem zajęć jest przedstawienie aktualnego stanu na temat struktury i funkcjonowania ekosystemów. W ramach zajęć poruszane są następujące zagadnienia:

Definicja podstawowych pojęć: ekosystem, biocenoza, biotop, nisza ekologiczna. Modelowe ekosystemy. Redukcjonistyczne i holistyczne spojrzenie na ekosystem - krytyka koncepcji „superorganizmu”. Strukturalne i funkcjonalne różnice pomiędzy ekosystemami lądowymi i wodnymi. Sieci troficzne. Ewolucja interakcji międzygatunkowych (drapieżnictwo, roślinożerność, konkurencja) a wydajność ekologiczna. Specjaliści i oportuniści środowiskowi i pokarmowi. Wybrane elementy teorii optymalnego żerowania. Typy łańcuchów pokarmowych: łańcuch spasania i łańcuch detrytusowy. Długość łańcuchów pokarmowych. Regulacja „od dołu” (bottom-up) i od góry (top-down) piramidy troficznej. „Dlaczego Ziemia jest zielona? – hipoteza HSS i inne wyjaśnienia względnej obfitości biomasy roślinnej w biosferze. Antropogeniczne zaburzenia funkcjonowania ekosystemów. Różnorodność gatunkowa biocenoz i jej źródła. Geograficzne zróżnicowanie różnorodności gatunkowej i jego przyczyny. Gatunki inwazyjne ich rola w ekosystemach. Stabilność ekosystemów – mit „równowagi w przyrodzie”. Sukcesja ekologiczna – proces deterministyczny czy stochastyczny.

Przykładowe tematy badawcze realizowane w trakcie zajęć: 1. Charakterystyka i porównanie zespołów gryzoni, płazów i bezkręgowców epigeicznych w trzech wybranych biocenozach. 2. Preferencje pokarmowe i środowiskowe wybranych gatunków zwierząt kręgowych. 3. Preferencje pokarmowe oraz dobowa aktywność żerowania wybranych gatunków płazów i gadów. 4. Presja drapieżników na lęgi ptaków gniazdujących na ziemi – eksperyment z użyciem sztucznych gniazd. 5. Zooplankton różnych ekosystemów wodnych. 6. Makrofauna bezkręgowa rzek, jezior i drobnych zbiorników astatycznych. 7. Dobowe migracje pionowe ryb i zooplanktonu jeziornego. 8. Dobowe zmiany wybranych czynników abiotycznych w różnych typach zbiorników wodnych. 9. Dynamika biomasy fitoplanktonu ekosystemów o różnej żyzności i różnej strukturze troficznej. 10. Wpływ presji ryb na strukturę zooplanktonu.

Jędrzejewska B., Jędrzejewski W. 2001. Ekologia zwierząt drapieżnych Puszczy Białowieskiej. PWN Warszawa, 462 ss.Krebs C.J., 1996. Ekologia. PWN, Warszawa, 735 ss.Lampert W., Sommer U. 2001. Ekologia wód śródlądowych. PWN, Warszawa, 415 ss.

Weiner J. 1999. Życie i ewolucja biosfery. PWN, Warszawa, 591 ss.

Artykuły naukowe dotyczące problematyki zajęć, proponowane przez prowadzących zajęcia.

Wykład:

wiedza: zna definicje podstawowych pojęć stosowanych w ekologii (K_W02 Os I), zna zastosowanie ekologii w praktyce ochrony środowisk wodnych i lądowych (K_W05 Os I), posiada wiedzę dotycząca ochrony ekosystemów (K_W10 Os II), posiada wiedzę z zakresu procesów ekologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji przyrody (KW 09 BI I), zna podstawowe metody oceny różnorodności biologicznej w środowiskach wodnych i lądowych (KW 10 BI I)

Ćwiczenia:

wiedza: zna podstawowe metody i aparaturę stosowane w badaniach terenowych organizmów wodnych i lądowych (K_W16 BI I; K_W11 BI II), zna podstawowe gatunki zwierząt kręgowych i bezkręgowych środowisk wodnych i lądowych (K_W07 Os I), zna metody analizy statycznej zebranych wyników (K_W17 BI I)

umiejętności: potrafi samodzielnie przeprowadzić analizę statystyczną uzyskanych wyników (K_U02 Os I; K_02 BI II), potrafi opracować statystycznie oraz właściwie zinterpretować wyniki samodzielnie przeprowadzonych eksperymentów (K_U08 BI II), potrafi przygotować i wygłosić prezentację dotyczącą opracowanego przez siebie materiału (K_U11 B II), potrafi odnieść się krytycznie do opublikowanych prac naukowych z zakresy ekologii

K_U09 B II)

Kompetencje: potrafi pracować w małych grupach badawczych oraz wspólnie opracować wyniki przeprowadzonych przez grupę badań terenowych (K_K07 BI; K_k10 Os II)), wykazuje odpowiedzialność za powierzony mu sprzęt wykorzystywany do badań terenowych i laboratoryjnych (K_K03 BI), posiada nawyk krytycznej oceny informacji zawartych w źródłach naukowych K_K09 Os II)

Efekty kształcenia dla programu studiów obowiązującego od roku akademickiego 2018/2019:

Zna definicje podstawowych pojęć stosowanych w ekologii.

Zna podstawowe metody i aparaturę stosowane w badaniach terenowych organizmów wodnych i lądowych.

Zna zastosowanie ekologii w praktyce ochrony środowisk wodnych i lądowych.

Posiada wiedzę dotycząca ochrony ekosystemów.

Posiada wiedzę z zakresu procesów ekologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji przyrody.

Zna podstawowe metody oceny różnorodności biologicznej w środowiskach wodnych i lądowych.

Potrafi opracować statystycznie oraz właściwie zinterpretować wyniki samodzielnie przeprowadzonych eksperymentów.

Potrafi odnieść się krytycznie do opublikowanych prac naukowych z zakresy ekologii.

Zna podstawowe gatunki zwierząt kręgowych i bezkręgowych środowisk wodnych i lądowych.

Potrafi przygotować i wygłosić prezentację dotyczącą opracowanego przez siebie materiału.

Wykazuje odpowiedzialność za powierzony mu sprzęt wykorzystywany do badań terenowych i laboratoryjnych.

Posiada nawyk krytycznej oceny informacji zawartych w źródłach naukowych.

Potrafi pracować w małych grupach badawczych oraz wspólnie opracować wyniki przeprowadzonych przez grupę badań terenowych.

Egzamin w formie testu pisemnego. Kryterium oceny ćwiczeń będzie umiejętność zebrania danych, ich analizy, interpretacji i prezentacji.