Ecology
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
The teaching aims at providing the basic principles of ecology, i.e. the scientific investigation of the distribution and abundance of organisms and of the interactions that determine distribution and abundance, as well as of the fluxes of energy and matter of the ecosphere. It aims at providing an integrative outlook to ecosystem functioning and to the hierarchical levels of organization of the biosphere, from individuals to populations and ecosystems, highlighting the human impact on the biosphere and the interactions between ecosystem processes and human activities.
All these contents will help students to get acquainted with ecosystems structure and function, and - together with the class of Agricultural systems and soil science - will lie down the bases to be used in subsequent classes to understand the practical applications of living organisms in forestry, nature-based solutions, water management, and environmental remediation.
Most of the contents will be delivered via lectures, integrated with short sessions dedicated to calculations.
All these contents will help students to get acquainted with ecosystems structure and function, and - together with the class of Agricultural systems and soil science - will lie down the bases to be used in subsequent classes to understand the practical applications of living organisms in forestry, nature-based solutions, water management, and environmental remediation.
Most of the contents will be delivered via lectures, integrated with short sessions dedicated to calculations.
Risultati apprendimento attesi
Knowledge and understanding. The students will:
· know and understand the ecological interactions between the environment and living organisms.
· know and understand how populations grow, and how different species can interact.
· know and understand energy flows in ecosystems.
· know and understand trophic networks in ecosystems.
· know and understand the main biogeochemical cycles.
· know and understand the fundamental concepts relating to biodiversity and its measurement.
· know and understand the causes and effects of climate change.
· know and understand ecosystem services.
Applying knowledge and understanding. The students will be able to:
· analyse a given environment, highlighting its ecological characteristics, its functioning, and the ecosystem services it provides.
· know and understand the ecological interactions between the environment and living organisms.
· know and understand how populations grow, and how different species can interact.
· know and understand energy flows in ecosystems.
· know and understand trophic networks in ecosystems.
· know and understand the main biogeochemical cycles.
· know and understand the fundamental concepts relating to biodiversity and its measurement.
· know and understand the causes and effects of climate change.
· know and understand ecosystem services.
Applying knowledge and understanding. The students will be able to:
· analyse a given environment, highlighting its ecological characteristics, its functioning, and the ecosystem services it provides.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Introduzione all'ecologia: livelli di organizzazione ecologica: organismi, popolazioni, comunità, ecosistemi, paesaggi, biomi e biosfera; il controllo biologico dell'ambiente geochimico. Esempi e proprietà generali degli ecosistemi, componenti biotiche ed abiotiche, produzione e decomposizione (1 CFU).
Flusso dell'energia nell'ecosistema: fonti energetiche per gli organismi: autotrofi ed eterotrofi, legge dell'entropia, produttività negli ecosistemi, metodi per misurare la produttività; catene alimentari e reti trofiche (1 CFU).
Cicli biogeochimici: descrizione generale, approcci qualitativi e quantitativi; classificazione dei cicli e trattazione di cicli specifici con principali problematiche ambientali: il ciclo dell'acqua (desertificazione), del carbonio (effetto serra), dell'azoto e del fosforo (eutrofizzazione) e dello zolfo (piogge acide), i cicli dei nutrienti ai tropici, l'indice di riciclo e i tempi di turnover (1 CFU).
Ambiente fisico e fattori limitanti: Legge del minimo di Liebig e della tolleranza di Shelford, analisi dei più importanti fattori limitanti: temperatura e radiazione solare, disponibilità di acqua, nutrienti inorganici e organici, pH, potenziale redox, corrente (1 CFU).
Organismi e ambiente: ecologia evolutiva: teoria della storia della vita, concetti di fitness e investimento riproduttivo; adattamenti degli organismi all'ambiente, eco-fisiologia, acclimatazione ed adattamento (1 CFU).
Popolazioni: dinamica e regolazione delle popolazioni, competizione intraspecifica; crescita esponenziale e logistica; tabelle di vita. Comunità: diversità di specie, gradienti geografici, ecotoni e concetto di effetto margine. Successioni negli ecosistemi: lo sviluppo degli ecosistemi, concetto di climax, tipi di climax ed esempi di successioni (1 CFU).
Flusso dell'energia nell'ecosistema: fonti energetiche per gli organismi: autotrofi ed eterotrofi, legge dell'entropia, produttività negli ecosistemi, metodi per misurare la produttività; catene alimentari e reti trofiche (1 CFU).
Cicli biogeochimici: descrizione generale, approcci qualitativi e quantitativi; classificazione dei cicli e trattazione di cicli specifici con principali problematiche ambientali: il ciclo dell'acqua (desertificazione), del carbonio (effetto serra), dell'azoto e del fosforo (eutrofizzazione) e dello zolfo (piogge acide), i cicli dei nutrienti ai tropici, l'indice di riciclo e i tempi di turnover (1 CFU).
Ambiente fisico e fattori limitanti: Legge del minimo di Liebig e della tolleranza di Shelford, analisi dei più importanti fattori limitanti: temperatura e radiazione solare, disponibilità di acqua, nutrienti inorganici e organici, pH, potenziale redox, corrente (1 CFU).
Organismi e ambiente: ecologia evolutiva: teoria della storia della vita, concetti di fitness e investimento riproduttivo; adattamenti degli organismi all'ambiente, eco-fisiologia, acclimatazione ed adattamento (1 CFU).
Popolazioni: dinamica e regolazione delle popolazioni, competizione intraspecifica; crescita esponenziale e logistica; tabelle di vita. Comunità: diversità di specie, gradienti geografici, ecotoni e concetto di effetto margine. Successioni negli ecosistemi: lo sviluppo degli ecosistemi, concetto di climax, tipi di climax ed esempi di successioni (1 CFU).
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica, fisica, matematica, zoologia e botanica.
Metodi didattici
Questo corso utilizzerà diversi metodi didattici per raggiungere i suoi obiettivi, comprese lezioni frontali, esperienze di laboratorio , lavoro sul campo, risorse multimediali, progetti individuali e/o di gruppo.
Materiale di riferimento
W.D. Bowman, S. D. Hacker (2017). Ecology. International Fifth Edition. OUP USA
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova orale sarà volta a valutare la comprensione dei concetti chiave dell'ecologia illustrati nelle lezioni. Elementi di valutazione: livello di comprensione e conoscenza dei contenuti della materia, la capacità di ragionamento critico, la qualità dell'esposizione, l'uso di un lessico specifico. La valutazione sarà espressa in trentesimi.
Durante le prove lo studente non può consultare libri, manuali o appunti ad eccezione delle mappe concettuali solo per studenti certificati DSA e che hanno concordato con i docenti gli strumenti compensativi idonei. Non sono previste differenze di materiali didattici e modalità d'esame tra studenti frequentanti e non frequentanti.
Durante le prove lo studente non può consultare libri, manuali o appunti ad eccezione delle mappe concettuali solo per studenti certificati DSA e che hanno concordato con i docenti gli strumenti compensativi idonei. Non sono previste differenze di materiali didattici e modalità d'esame tra studenti frequentanti e non frequentanti.
BIO/07 - ECOLOGIA - CFU: 6
Attivita' di campo: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Siti didattici