נקודות זכות באוניברסיטה העברית: 3

תואר: מוסמך

היחידה האקדמית שאחראית על הקורס: מדעי הצמח בחקלאות

סמסטר: סמסטר ב'

שפת ההוראה: אנגלית

קמפוס: רחובות

מורה אחראי על הקורס (רכז): דר' אפרת שפר

דוא"ל של המורה האחראי על הקורס: efrat.sheffer@mail.huji.ac.il

שעות קבלה של רכז הקורס: בתיאום במייל

מורי הקורס:
ד"ר אפרת שפר

תאור כללי של הקורס:
בקורס ייבחנו היבטים שונים באקולוגיה בדגש על אקולוגיה של צמחים מאסטרטגיות ברמת הפרט, דרך תהליכים אקולוגיים המווסתים את הדינאמיקה של אוכלוסיות וחברות אקולוגיות, ועד לתהליכים ברמת המערכת האקולוגית. הקורס ייתן את הכלים השונים המשמשים במחקר אקולוגי של חברות צמחים ומערכות צומח, בדגש על שיטות כמותניות. הסטודנטים יתנסו במחקר שדה (במסגרת יום סיור ועבודת סקר) וניתוח נתונים (במסגרת שעות תרגול בכיתת מחשבים והגשת תרגילים) להבנת המבנה, ההרכב והדינאמיקה של חברת צמחים, והגורמים הביוטיים והאביוטיים המשפיעים עליהם.

מטרות הקורס:
1. הכרת יסודות המחקר באקולוגיה של צמחים ומושגי היסוד באקולוגיה.
2. הבנת העקרונות והתורות שפותחו להבנת האקולוגיה של מערכות צומח, ושיטות המחקר המרכזיות.
3. התנסות במגוון שיטות לניתוח כמותי של תופעות ותהליכים אקולוגיים.

תוצרי למידה :
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
בסוף הקורס הסטודנטים ידעו להבדיל בין רמות הארגון השונות וגישות המחקר האקולוגי שהתפתחו עבור כל אחת מהן. הסטודנטים יסבירו כיצד משמשות שיטות המחקר השונות בשדה והשיטות השונות לניתוח הנתונים למענה על שאלות המחקר באקולוגיה של הצומח. הסטודנטים יבחינו בין גורמים שונים המשפיעים על המבנה, והדינאמיקה של אוכלוסיית וחברת צמחים.

דרישות נוכחות (%):
100%

שיטת ההוראה בקורס: הרצאות, יום סיור (עבודת איסוף נתונים בשטח), מעבדות מחשבים.

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:
1. אסטרטגיות מהלך חיים – אקולוגיה ברמת הפרט
- אסטרטגיות ותכונות מהלך חיים – מודל אסטרטגית r מול K (McArthur) ומודל R-C-S (Grime)
- "ניהול סיכונים" Bet hedging
- אסטרטגית צמחים כתוצר אבולוציוני – ניסויים אמפיריים ותיאוריה (תורת המשחקים ESS, Maynard-Smith).
2. רבייה והפצה כגורמי כשירות אקולוגית (ecological fitness)
- רבייה מינית – יתרונות וחסרונות של שונות גנטית, צוואר בקבוק גנטי, קלונליות והטרוגניות
- אסטרטגיות הפצת זרעים
- צורות הפצה: הפצת רוח מול הפצה על-ידי בעלי חיים
- סיכונים ויתרונות בהפצת זרעים (מודל Cohen et al. 1984)
- מגבלות גיוס לאחר שלב ההפצה – טריפת זרעים, מודל Janzen – Connell 1970
- תרדמת זרעים – היבטים בשמירת טבע
3. אוכלוסיית צמחים
- אוכלוסיות צמחים – מבנה האוכלוסיה.
- סכימת מחזור חיים וטבלאות חיים (מטריצת לסלי ומודל מרקוב), דמוגרפיה.
- תחרות תוך מינית וויסות תהליכים באוכלוסייה על-ידי צפיפות (density dependence).

תרגיל 1 – חישוב דינאמיקת אוכלוסיה באמצעות המשוואה הלוגיסטית ולפי טבלאות גידול (מודל מרקוב).
4. חברת הצומח - הרכב ומבנה
- מגוון מינים – איך מודדים ומתארים את חברת הצמחים (מדדים של מגוון, שפע, שיוויון, דמיון ונדירות) וניתוח סטטיסטי באמצעות שיטות ניתוח מרובה-משתנים (אורדינציות – תרגיל 2).
- שיטות דיגום ובעיות אפשריות במדידת המגוון הביולוגי – סטרטיפיקצית המדגם, ררפקציה, אקסטרפולציה, והמבנה המרחבי של הדיגום (בלוק, מפוצל, הירארכי, מקונן).
- קבוצות פונקציונליות ומגוון פונקציונאלי והקשר בין מגוון ותפקוד (Hooper et al. 2005).
5. חברת הצומח - דינאמיקה
- תחרות בין מינית – תחרות ישירה ועקיפה, בדיקות אמפיריות של תחרות ישירה, מודלים תיאורטיים (Lotka–Volterra, מודל ניצול משאבים MacArthur 1972, ומודל R* של Tilman 1982).
- יחסי גומלין בין צמחים – תחרות מול הקלה Facilitation, הדדיות, אללופתיה.
- תיאוריות להסבר דו-קיום בין מינים (Silvertown 2004).
- בנק הזרעים, באילו בתי גידול יהיו יותר זרעים בבנק הזרעים, בנק זרעים מתמיד וחולף, בנק זרעים של חד-שנתיים ורב-שנתיים, ובנק זריעים (Chesson 1983 – storage effect).
תרגיל 2 – ביצוע סקרי צומח בחברת צומח עשבונית (במסגרת סיור בשטח טבעי) וניתוחי אורדינציה של הרכב החברה כתלות בתנאים האקולוגיים (מדדי מגוון ושיטות אורדינציה).
שימוש בניתוחי Spade, Estimate-S, ניתוחי מגוןן פונקציונאלי.
6. חברת הצומח – תהליכי סוקצסיה
- מימד הזמן בחברת הצומח: סוקצסיה (גליסון מול קלמנטס), סוקצסיה ראשונית ושניונית.
- מחקר ארוך טווח מול מחקר מרחבי (space for time substitution).
7. מודלים של חברות צמחים
- השוואה בין מודלים של אוכלוסייה למודלים של חברה ואיך הם מתייחסים למגוון המינים.
- מודלים דינאמיים על בסיס פרטים (individual based models) מול מודלים מרחביים (cellular automata) והשימוש בהם לניתוח דינאמיקת פערים ביער (JABOWA-FORET).
- מודלים בשווי- משקל מול מודלים סטוכסטיים.
- ניתוח חברות אקולוגיות על-פי קבוצות פונקציונאליות ותכונות פונקציונאליות.
תרגיל 3 – חישוב דינאמיקה מחזורית ביחסי תחרות בין צמחים ובחברת טורף-נטרף (צמח-מזיק).
8. צמחים במרחב
- תיאורית שטח-מגוון מינים וביוגיאוגרפיה של איים (MacArthur and Wilson 1967).
- חשיבות הנוף להבנת תהליכים בצומח – כתמיות, הגירה, פרגמנטציה.
- דגמים ותבניות מרחביות בצומח (Watt 1947, Meron 2015).
9. הפרעות והשפעתן על הצמח, חברת הצומח והאקוסיסטמה
- התאמות צמחים למשטרי הפרעה – דוגמאות מרעייה, שריפה, סופות.
- חברות צמחים שתלויות בהפרעה לקיומן - היפותזת ההפרעה הבינונית (Milchunas et al. 1988).
- תיאוריות על היחס בין מגוון המינים ליציבות וגישות אמפיריות לחקור אותן.
10. *יחסי צמח-בעל חיים
- יחסי גומלין בין צמחים ואורגניזמים אחרים – טריפה, טפילות, סמביוזה.
- רעייה (הרביווריה) – השפעה על וויסות מבנה האוכלוסייה, שינויים בהרכב החברה, מודל מצבים ומעברים State-transition model (Westoby, Walker, and Noy-Meir 1989).
- טפילות ומחלות – תפקידם באקוסיסטמות טבעיות (וההבדל בין ההשפעה במערכות טבעיות להשפעה של אותן מחלות בתנאי חקלאיים של מונוקולטורה).
- מנגנוני הגנה בצמחים – מטבוליטים משניים.
- סמביוזה – בהפצה, האבקה ולהשגת משאבי קרקע (מיקוריזה, קיבוע חנקן).
11. *אקולוגיה של צמחים ושמירת טבע
- גישות לשמירה על מיני צמחים בסכנת הכחדה – שימור מגוון גנטי, שימור in-situ מול ex-situ.
- צמחים פלשניים – תכונות מהלך חיים אופייניות ותנאים אקוסיסטמיים המעודדים פלשנות בצמחים (Rejmánek and Richardson 1996).
- השפעות שינויי אקלים על אוכלוסיות וחברות צומח – מודלים של שינויים בתפוצת מינים (climate envelope models).
- השלכות העלייה בריכוז CO¬2 על מערכות צומח – ממצאים ממחקרים, מודלים גלובאליים (global land models) והשלכות לממשק צומח.

* נושאים 10 ו-11 ידונו בהתאם לזמן הנותר וביחס להתקדמות בנושאים המרכזיים של הקורס בכל הסעיפים הקודמים ברשימה. בנושאים אלו ההתמקדות תהיה על תחומים שלא נלמדים במסגרת קורסים אחרים הניתנים בפקולטה בנושאים קרובים (אקולוגיה של חרקים, שמירת טבע, שינויים גלובאליים, מרעה טבעי)

חומר חובה לקריאה:
ינתנו מאמרים לקריאת חובה ורשות לפני כל שיעור

חומר לקריאה נוספת:
- פרבולוצקי א, פולק ג . 2001. אקולוגיה -התיאוריה והמציאות הישראלית.
- ויזל י, פולק ג, כהן י . 1978. אקולוגיה הצומח בארץ-ישראל.
- שוסטר א, כהן ד. 2005. אקולוגיה- יחידות 3-6. האוניברסיטה הפתוחה.
Begon M., Harper J.L. & Townsend, C.R.1996. Ecology. 3rd ed.Blackwell Science, Oxford.
Barbour, Burk, Pitts. 1987. Terrestrial Plant Ecology.
Gurevitch J., Scheiner S.M., and Fox G.A. 2006. The Ecology of Plants, Second Edition.
Krebs, C.J. 2013. The Experimental Anaysis of Distribution and Abundance (6th Edition)
Townsend CR, Begon M, Harper JK, 2009. Essentials of Ecology.

הערכת הקורס - הרכב הציון הסופי :
מבחן מסכם בכתב/בחינה בעל פה 0 %
הרצאה0 %
השתתפות 10 %
הגשת עבודה 50 %
הגשת תרגילים 40 %
הגשת דו"חות 0 %
פרויקט מחקר 0 %
בחנים 0 %
אחר 0 %

מידע נוסף / הערות: