Ekologija

Opis predmeta

Sklop 1: Funkcionalna ekologija rastlin

Sklop vključuje različne vidike interakcij rastlin z okoljem, vlogo rastlin pri oblikovanju okolja ter njihove prilagoditve na razmere v okolju. Posebej bo izpostavljen pomen rastlin za uravnavanje okoljskih razmer in za ekosistemske storitve.

Sklop 2: Ekologija vodnih rastlin

Sklop bo zajemal najnovejše izsledke o vlogi vodnih rastlin v ekosistemu, o pojavu invazivnih tujerodnih vodnih rastlin, uporabnosti vodnih rastlin kot bioindikatorjev, odzivu rastlin na strese iz okolja. Zajemal vsebine o vsebnosti selena v izbranih slovenskih vodotokih, vplivu Se na vodne rastline ter vlogo silicija v vodnih rastlinah. Sklop bo zajemal tudi vpliv globalnih sprememb na vodne ekosisteme s poudarkom na vodnih rastlinah.

Sklop 3: Vegetacija

Sklop povzema preučevanje vegetacije in obsega obdelavo najnovejših domačih dosežkov in pregled metodološkega razvoja vede v preteklem obdobju. Poseben poudarek bo na obdelavi velikih podatkovnih baz in uporabi numeričnih metod pri iskanju odgovorov na različna raziskovalna vprašanja (fitogeografska, ekološka, iskanje razlogov za spremembe v okolju itd.). Poleg tega pa se bomo tudi seznanili s uporabno vrednostjo rastlinskih združb pri opredelitvi habitatnih tipov in vrednotenju sprememb v okolju.

Sklop 4: Medvrstni odnosi

Sklop vključuje: (1) uvod v ekologijo medvrstnih odnosov in funkcionalne povezave vrst v združbah, (2) tipe in značilnosti neposrednih odnosov, (3) večvrstne interakcijske komplekse (posredne odnose), (4) vpliv sprememb medvrstnih odnosov na delovanje ekosistemov, (5) problematiko vnašanja tujerodnih vrst v naravne ekosisteme ter invazijski proces naturalizacije tujerodnih vrst v naravnih ekosistemihin ekologijo invazijskih stopenj in (6) koevolucijo sobivajočih vrst (pravilo Rdeče kraljice), vključujoč koevolucijo patogenov in gostiteljev.

Sklop 5: Ekologija mikorize

Študentu bodo predstavljeni ekološki aspekti interakcij mikorize, ki obsegajo: 1) pojavljanje in značilnosti mikoriznih povezav glede na klimatski pas in ekosistem; 2) pomen mikoriznih interakcij na nivoju rastlinske in glivne združbe in 3) potencialni vplivi klimatskih sprememb na oblikovanje in funkcioniranje mikoriznih povezav. Študenti bodo tudi spoznali sodobne pristope preučevanja mikoriznih interakcij (metagenomi, umetna inteligenca).

Sklop 6: Funkcionalna biodiverziteta

Obravnava funkcionalne biodiverzitete v kopenskih ekosistemih s poudarkom na evolucijsko pogojeni vlogi živalskih populacij. Na primeru referenčnih živalskih skupin (Lumbricidae, Chilopoda; Mammalia) predstavitev vloge pri ključnih ekosistemskih procesih. Vključevanje omenjenih skupin v upravljanje s kopenskimi ekosistemi. Njihova ogroženost in varstvo v kulturni krajini.

Sklop 7: Ekologija celinskih voda

Sklop vključuje naslednja področja: (1) Naravne in antropogene spremembe v vodnih ekosistemih in njihovih prispevnih območjih: sprememba habitata, onesnaževanje, raba zemljišč, čezmerna izraba ekosistemov in vrst, spremembe količine vode, klimatske spremembe, fragmentacija habitata, tujerodne vrste. (2) Ugotavljanje soodvisnosti med okoljskimi spremembami in združbami organizmov v vodnih ekosistemih; vrste odzivov združb na spremembe, primerjava odzivov med različnimi združbami v istem okolju, primerjava odzivov med podobnimi združbami v različnih okoljih; spremembe v pestrosti, sestavi, delovanju; merjenje odzivov z različnimi orodji, interpretacija odzivov. (3) Vrednotenje okoljskih sprememb in ekološkega stanja vodnih ekosistemov: tipologija voda; metode primerjave združb in klasifikacija; za tip okolja značilna združba, izhodiščno (referenčno) stanje značilne združbe, merjenje odstopanja od izhodiščnega stanja (razmerje ekološke kakovosti), razvoj indeksov; indikatorske vrste v združbi, primernost različnih združb vodnih organizmov za ugotavljanje vpliva okoljskih spremembe, negotovosti pri vrednotenju ekološkega stanja.

Sklop 8: Sistemska biologija

Vsebinski sklop seznani študente s sistemsko ekologijo, ki sodi v širše področje ekologije ekosistemov. Sistemska ekologija s pomočjo splošne teorije sistemov in ekološkega modeliranja preučuje strukture in delovanje ekosistema na ravneh višjih od osebka ali vrste. Sklop sestajajo tri vsebinska področja: ekosistemska teorija, koncepti modeliranja in uporaba orodij za modeliranje na izbranih študijskih primerih.

Sklop 9: Molekularna ekologija

Predstavljeno bo področje molekularne ekologije in ogromen potencial, ki ga ima za ekološke raziskave. Preko primerov iz realnega sveta bodo študentje spoznavali sodobne molekularno-ekološke metode: ocenjevanje velikosti populacij z neinvazivnim genetskim vzorčenjem, prepoznavanje prostorske strukturiranosti in migracij iz prostorske razporeditve genotipov, uporabo genetike razumevanje razvoja kvantitativnih lastnosti in oceno biotske pestrosti s pomočjo DNA črtnih kod. Pojasnjena bo povezava med genetsko pestrostjo in sposobnostjo populacije/vrste, da obstane, genetsko ozadje viabilnosti populacij in problemi, ki spremljajo male populacije.

Predmet učimo na programih

Cilji in kompetence

Sklop 1: Funkcionalna ekologija rastlin

Poznavanje prilagoditev rastlin v različnih okoljih. Zavedenje, da specifične funkcionalne poteze rastlin omogočajo optimizacijo privzema energije in kroženja snovi v ekosistemih, vsakršne motnje pa to učinkovitost zmanjšajo, kar se odraža v slabšanju delovanja ekosistema. Zavedanje medsebojne povezanosti med rastlinami in okoljem, kot osnove za trajnostno gospodarjenje z rastlinskimi viri (kmetijstvo, gozdarstvo). Poznavanje možnosti uporabe rastlin za blaženje sprememb v okolju.

Sklop 2: Ekologija vodnih rastlin

Prepoznavanje bioindikacijske vloge makrofitov in invazivnega potenicala tujerodnih vodnih rastlin. Posredovati študentom najnovejše znanje na področju sposobnosti vodnih rastlin, za privzem selena ter jih seznaniti z pomenom silicija za vodne rastline.  Seznaniti študente o vplivu globalnih sprememb na vodne ekosisteme.

Sklop 3: Vegetacija

Vedenje, da vegetacija predstavlja rastlinsko komponento biosfere, ki jo gradijo posamezne rastlinske združbe in so tako osnovni del večine kopenskih ekosistemov. Ti pa so deli krajin, tako naravnih kot kulturnih, ki predstavljajo okolje, v katerem živijo živa bitja. Poznavanje vegetacije nam pomaga razumeti krajine, hkrati pa je tudi okolja za živa bitja, ki jo soustvarjajo.

Sklop 4: Medvrstni odnosi

Razvoj kritičnega pogleda na razumevanje delovanja ekosistemov, evolucije in vidikov ekosistemskega varstva z vidika biotskih odnosov. Posebej izpostavljena je problematika tujerodnih vrst, ki so danes pomemben okoljskih dejavnik s stališča varstva ekosistemov in ekonomskega izkoriščanja naravnih virov. Predmet je nadgradnja osnovnih ekoloških principov zgradbe in delovanja ekosistema s poudarkom na razumevanju biotskega okoljskega dejavnika, ki je razdelan tako iz temeljnih kot aplikativnih vidikov.

Sklop 5: Ekologija mikorize

Študent bo osvojil ekološke aspekte mikoriznih interacij, s čimer bo sposoben lastnega načrtovanja in opravljanja raziskav na tem raziskovalnem področju. V ta namen bo študent tudi seznanjen z modernimi metodami raziskovanja mikoriznih interakcij (metagenomi, umetna inteligenca), s čimer bo pridobil kritičen pogled na trenutno stanje raziskav na tej tematiki.

Sklop 6: Funkcionalna biodiverziteta

Seznaniti študente z novimi spoznanji o funkcijski vlogi raznolikosti življenja, razumevanje evolucijskega izhodišča razvoja biote in funkcionalnih ekosistemov. Utrditi pomen znanja pri trajnostnem upravljanju kopenskih ekosistemov. Prepoznati grožnje biodiverziteti in razviti sposobnost za iskanje ustreznih rešitev za njeno varstvo.

Sklop 7: Ekologija celinskih voda

Temeljni izobraževalni cilji so: (1) razumevanje odziva vodnih ekosistemov na naravne in antropogeno povzročene spremembe v okolju, (2) poznavanje najnovejših metod vrednotenja ekološkega stanja vodnih ekosistemov na podlagi združb organizmov, (3) razumevanje ekosistemskega pristopa pri upravljanju voda.

Sklop 8: Sistemska biologija

Cilj tega sklopa predmeta je podati znanje o sistemsko-ekološke značilnostih strukture in delovanja ekosistema za potrebe njegovega razumevanja, napovedovanja njegovega obnašanja in upravljanja z njim.

Sklop 9: Molekularna ekologija

Omogočiti študentom vpogled v hitro razvijajoče področje molekularne ekologije. Predstaviti najsodobnejše raziskovalne metode, ki zadnja desetletja premikajo meje izvedljivosti ekoloških raziskav.

Metode poučevanja in učenja

Predavanje, konzultacije, seminar, razprava

Predvideni študijski rezultati

Sklop 1: Funkcionalna ekologija rastlin

Študenti spoznajo odzive rastlin na okoljske dejavnike in njihovo vlogo pri preoblikovanju in vzdrževanju stanja okolja. Razumejo pomen plastičnosti rastlinskega odziva v različnih okoljih in njegovo razvrednotenje ob “nepričakovanih” spremembah. Seznanijo se z optimiziranostjo strukture in funkcije rastline kot dela kompleksnega sistema.

Sklop 2: Ekologija vodnih rastlin

Študenti bodo prepoznali vlogo vodnih rastlin v ekosistemu, lastnosti vodnih rastlin kot bioindikatorjev. Študenti bodo poznali najpogosteje invazivne tujerodne vodne rastline in njihov invazivni potencial in grožnjo za domorodno floro.  Seznanjeni bodo z najnovejšimi izsledki o sposobnost vodnih rastlin za privzem selena. Študenti bodo spoznali pomen silicija za vodne rastline. Študenti bodo spoznali možne vplive globalnih sprememb na vodne ekosisteme  s poudarkom na vodnih rastlinah.

Sklop 3: Vegetacija

Študenti se bodo seznanili s sodobnimi pristopi pri preučevanju vegetacije, ki jim bodo omogočili raziskovanje na tem področju in rezultatov poznavanja, ki jih je mogoče s to metodologijo doseči. Poleg tega pa se bodo seznanili z možnostmi, ki jih vegetacijske raziskave vegetacije ponujajo pri opredelitvi okolja posameznih živih bitij oz. za razumevanje krajine kot celote.

Sklop 4: Medvrstni odnosi

Predmet je zasnovan tako, da vzpodbuja slušatelje k raziskovalnemu razmišljanju na področju raziskav medvrstnih odnosov in njihove vpetosti v različna področja ekosistemskih raziskav. Ob tem bodo sposobni vidike biotskih interakcij vključevati v različna raziskovalna vprašanja pri uporabnih in temeljnih raziskavah, kar vzpodbuja k koncipiranju večje kompleksnosti reševanja raziskovalnih problemov. 

Sklop 5: Ekologija mikorize

Razumevanje delovanja mikoriznih interakcij, Poznavanje razporeditev mikoriznih interakcij v različnih klimatskih pasovih in ekosistemih,

Pomen mikoriznih interakcij na nivoju združb,

Potencialne spremembe v pojavljanju in delovanju mikoriznih interakcij zaradi klimatskih.sprememb

Sklop 6: Funkcionalna biodiverziteta

Razumevanje razvoja biodiverzitete in njene vloge v delovanju ekosistemov. Izpopolnitev znanja o funkcijski vlogi nekaterih živalskih skupinah v kopenskih ekosistemih. Povezati različna biološka znanja v uporabno celoto kot osnova holističnem pristopu k trajnostnem upravljanju z okoljem. Poznavanje dejavnikov ogrožanja kopenske biodiverzitete ter načini varstvenega ukrepanja.

Sklop 7: Ekologija celinskih voda

Predvideni študijski rezultat je kandidata usposobiti za delo z obravnavanimi metodami in orodji, ki jih bo kandidat lahko uporabljal pri temeljnih in aplikativnih raziskavah združb vodnih ekosistemov in njihovem upravljanju.

Sklop 8: Sistemska biologija

Slušatelji bodo pridobili metodološka znanja, ki jim bodo omogočala pridobivanje novih znanj o obnašanju preučevanega ekosistema, znali bodo napovedati njegovo obnašanje  in strukturirati pridobljene znanje v obliko primerno za upravljanje ekosistemov.

Sklop 9: Molekularna ekologija

Študentje bodo dobili vpogled v področje molekularne ekologije in možnosti, ki jih ponuja. Dobili bodo pregled sodobnih raziskovalnih molekularno-ekoloških metod in rešitev, ki jih ponujajo. Na ta način bodo razširili svojo paleto poznavanja raziskovalnih orodij, ki jih bodo lahko z dodatnim študijem s pridom uporabili pri svojem raziskovalnem delu.

Temeljni viri in literatura

Funkcionalna ekologija rastlin/ Functional plant ecology

Larcher, W., 2003. Physiological Plant Ecology. 513 pages, Springer, 4 edition, ISBN: 3540435166

Schulze, E.-D., Beck, E., Müller-Hohenstein, K., 2006. Plant Ecology. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 680 pages. ISBN: 354020833

Dusenge, M.E., Duarte, A.G., Way, D.A., 2019. Plant carbon metabolism and climate change: elevated CO2 and temperature impacts on photosynthesis, photorespiration and respiration. New Phytol, 221: 32-49.

Quijas, S., Schmid, B., Balvaneraž, P. 2010. Plant diversity enhances provision of ecosystem services: A new synthesis. Basic and Applied Ecology Basic and Applied Ecology 11 (2010) 582–592010,DOI: 10.1016/j.baae.2010.06.009

Revija/Journal: Plant Ecology, Springer.

 

Ekologija vodnih rastlin / Ecology of aquatic plants

Falkowski, P.G., and Raven, J.A. 2007. Aquatic photosynthesis. Princeton University Press, ISBN -10: 0-691-11551-6, str. 1-201, 319-364.

Germ, M., 2013. Biologija vodnih rastlin: učbenik. Ljubljana: samozal.. 78 str., ISBN 978-961-276-921-5.

Dodds W. K.  in M.R. Whiles, 2020.  Freshwater Ecology Concept and environmental applications of limnology. Third Edition. Academic press, Elsevier. 981 pages. ISBN: 978-0-12-813255-5

Revija/Journal: Aquatic Botany, Elsevier.

 

Vegetacija / Vegetation

Čarni, A. 2019. Pregled gozdnih združb Slovenije, Univerzitetna založba Univerze v Mariboru..

Maarel van der, E., Franklin, J., 2013. Vegetation ecology. John Wiley & Sons, Chichester.

Revija/Journal: Journal of Vegetation Science, Wiley

 

Medvrstni odnosi / Species interactions

Begon, M., C. R. Townsend, Harper, J. L., 2006. Ecology. Blackwell Publishing, Oxford.

Kryštufek, B., 1999. Osnove varstvene biologije. Tehniška založba Slovenije, Ljubljana.

Lockwood, J. L., Hoopes, M. F., Marchetti, M. P., 2007. Invasion Ecology. Blackwell Publishing, Oxford.

Tokeshi, M., 1999. Species coexistence, ecological and evolutionary perspectives. Blackwell Science, Oxford.

Tome, D., 2006. Ekologija: organizmi v prostoru in času. Tehniška založba Slovenije, Ljubljana.

Tscharntke, T., Hawkins, B.A., 2002. Multitrophic Level Interactions. Cambridge University Press, Cambridge.

Revija/Journal: Journal of Animal Ecology, Wiley

 

Ekologija mikorize / Ecology of mycorrhiza

Souza, T., 2015.  Handbook of Arbuscular Mycorrhizal Fungi, Springer, Berlin

Asiegbu, F.O., Kovalchuk, A. (2021) Forest Micriobiology: Tree Microbiome, Academic Press, London

Shah MA (2014) Mycorrhizas: Novel Dimensions in the Changing World, Springer, Berlin

 

Funkcionalna biodiverziteta / Functional Biodiversity

Naeem, S., Bunker, D. E., Hector, A., Loreau, M., Perrings, C. (Eds), 2009. Biodiversity, Ecosystem Functioning, and Human Wellbeing : An Ecological and Economic Perspective. Oxford University Press, Oxford, United Kingdom.

Loreau, M., Naeem, S., Inchausti, P. (Eds), 2002. Biodiversity and Ecosystem Functioning: Synthesis and Perspectives. Oxford University Press, Oxford.

 

Ekologija celinskih voda / Freshwater ecology

Moss, B. 2018. Ecology of Freshwaters. Earth's Bloodstream. 5th Edition. Wiley.

Allan, J.D., Castillo, M.M., 2007. Stream Ecology: Structure and Function of Running Waters, 2nd Ed. Springer.

Lawton, J.H., 2000. Community Ecology in Changing World. In: Kinne O (ed) Excellence in ecology. Book 11. International Ecology Institute, Oldendorf/Luhe.

Legendre, P., Legendre, L., 1998. Numerical Ecology. 2nd Ed. Elsevier Science.

Revija/Journal: Hydrobiolgia, Springer

 

Sistemska ekologija / Systems ecology

Nielsen, S. N., Fath, B.D., Bastianoni, S., Marques, J. C., Müller, F., Patten, B.C., Ulanowicz, R.E., Jørgensen, S.E., Tiezzi, E., (Eds.) 2020 A New Ecology (Second Edition), Elsevier.

Jorgensen, S.E., 2012. Introdu.ction to Systems Ecology (Applied Ecology and Environmental Management). CRC Press.

Jørgensen, S.E., Fath, B.D., 2011. Fundamentals of Ecological Modelling : Applications in Environmental Management and Research. Developments in Environmental Modelling. Amsterdam [etc.]: Elsevier.

Von Bertalanffy, L., 2009. General systems theory. 17 izdaja, George Braziller.

Revija/Journal: Ecological Modelling, Elsevier.

 

Molekularna ekologija / Molecular ecology

Frankham, R., Ballou, J.D., Briscoe, D.A., 2002. Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press, Cambridge.

Allendorf, F.W., Luikart, G.H., Aitken, S.N., 2012. Conservation and the genetics of populations. John Wiley & Sons.

 

Pri vseh sklopih tudi revijalni članki s področja, tekoča periodika ter druga učna gradiva / In all set salso scientific articles in the field of ecology, current periodicals and other learning materials

Bodi na tekočem

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana

E:  dekanat@fe.uni-lj.si T:  01 4768 411