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1、第 5 节生态系统的稳定性,第 5 章 生态系统及其稳定性,生物圈2号,1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。,生物圈II号,生物圈2号
2、的启示,自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。,人类应保持对自然的敬畏，不满300万岁的人类想对45亿高龄的地球指手划脚当家作主，为时尚早。人类要避免对自然环境的种种自作聪明，否则，人们很可能不会再有下一个五千年文明。,生态系统中的生物既有
3、出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。,生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。这，就是生态系统的稳定性。,当一个生态系统的能量流动和物质循环较长时间地保持平衡状态时，它的生物种类成分和数量也保持着相对稳定的能力(结构和功能的相对稳定),概念：生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。,少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。,草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。,适度捕捉生态系统中的动物，也不会导致种群严重减小，更不会
4、灭绝。,生态系统的自我调节能力,1、抗污染自净化能力 例如，当河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。2、抗干扰自恢复能力 例如，在森林中，,害虫增多,生物群落内部负反馈调节,负反馈调节在生态系统中普遍存在，它 是生态系统自我调节能力的基础。,生态系统自动调节能力的大小,一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小；反之，生态系统的成分越复杂，食物链中各个营养的生物种类越繁多，自动调节能力就越大。,但是，生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力
5、会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。,这，就是黄河上游的黄土高原！一个人类不能居住，鸟儿无处做窝，连蚯蚓也找不出几条的地方。在两千多年前，这里根本就不是这个样子，那时这里林木茂盛，山青水秀，是一个富饶美丽的地方。她成为现在这个样子，完全是人类造成的，是大自然对人类掠夺式开发自然资源的无情的报复！,抵抗力稳定性,来源：、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。、能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。,概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状（不受损害）的能力。,抵抗力稳定性高
6、的生态系统特征：,、各营养级的生物数量多，占有的能量多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、各营养级的生物数量多，占有的能量多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。,恢复力稳定性,来源：、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。,概念：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复
7、到原状的能力。,恢复力稳定性高的生态系统特征：,、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。,恢复力稳定性高的生态系统特征：,、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。,抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系,对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往存在着相反关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。,提高生态系统的稳定性,措施,1、要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。如，合理捕鱼，合理放牧，合理砍伐等。,2、对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证
8、生态系统内部结构与功能的协调。,提高生态系统的稳定性,保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。,提高生态系统的稳定性,保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。,提高生态系统的稳定性,保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。,1、生态系统具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有（）A相对稳定的物质循环 B自动调节能力C稳定的能源和生产者 D大量的生产者和消费者2、“野火烧不尽，春风吹又生。”这句诗可以说明生态系统的（）A.抵抗力稳定性 B.恢复力稳定性C.食物网的结构可以改变 D.受
9、气候更替的影响3、下列对生态系统稳定性的叙述中正确的是（）A.生态系统的稳定就是指生态系统的各种成分稳定不变B.生态系统具有完整而且稳定不变的营养结构C.生态系统中的物质和能量的收支稳定不变D.生态系统具有保持系统中各组成成分相对稳定的能力,B,B,巩固练习,D,4、在下列措施中能提高区域生态系统自动调节能力的是（）A.减少该生态系统内捕食者和寄生生物的数量B.增加该生态系统内各营养级生物的种类C.使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡D.减少该生态系统内生物种类5、下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（）A.“生物圈号”实验室不能长期保持相对稳定B.“生物圈号”具有一定的自我调节能力
10、C.稳定性是指生态系统保持或恢复自身结构功能相对稳定的能力D.生态系统的稳定性中，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越强,B,D,P112 练习,二、拓展题,提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。,P115自我检测答案提示,一、概念检测 3、画概念图,单向流动逐级递减,循环运动反复利用,普遍存在,生态系统中各营养级,生物圈,生物之间，生物
11、与环境之间,三者共同把所有的生物联系到了一起，把无机环境和生物群落联系到了一起，形成了一个统一整体,4、填表,二、知识迁移2、（1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。（2）有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。（3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。（4）河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。,三、技能应用2、放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平，从这个角度看，这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。,四、思维拓展（1）属于自养生物。（2）一般生态系统的能量来自太阳，有绿色植物进行光合作用固定，但深海热泉生态系统中的能量却是来自硫化物，由硫细菌通过氧化硫化物获得。（3）对于研究生命的起源和演化，研究地球上生态系统的结构、规律具有重要的意义。,
