3.5.5 生态系统的稳定性（共37张PPT）

(共37张PPT)
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（Biosphere 2）是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统。于1984年由美国科学家开始兴建，1993年1月建成后8位科学家入住。他们欲通过自己生产各种生存所需，打算在里面生活两年，结果才过了一年多一点就因里面氧气减少、粮食减产不得不撤出。
　　该实验说明，在目前技术条件下要在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。因为系统的稳定性很难做到。
生物圈Ⅱ号
提出问题：“生物圈Ⅱ号”失败的主要原因可能是什么呢？
土壤中的碳与氧气反应上成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑“生物圈Ⅱ号”所用混凝土中的钙发生反应生成碳酸钙，导致“生物圈Ⅱ号”的氧气含量从21％下降到14％。加之由于没有调节好内部气候，致使粮食歉收，科学家们不得不靠吃种子勉强度日。结果是，提前撤出实验室。更令人意外的是，“生物圈Ⅱ号”运行3年后，其中的一氧化碳含量猛增到79％，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，从而危害大脑健康。
　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。
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。
一、生态系统稳定性的概念
生态系统组成成分、
食物链和食物网
能量流动
物质循环
信息传递
二、生态系统稳定性的原因
⒈基础或主要机制——
负反馈调节
---具有自我调节能力
草
食草动物
过度放牧
食物短缺
稳定：动态平衡
外界干扰
回到原来方向
作用：抑制或减弱了最初发生的变化，使生态系统达到或保持稳定。
害虫增加
鸟数目增加
鸟食物增加
鸟少吃害虫
害虫减少
鸟饥饿死亡
鸟数目减少
鸟多吃害虫
最终结果:动物和草相互制约达到平衡，使生态系统保持稳定。
∴负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础.
河流受到严重污染
鱼类等生物死亡
尸体残骸被分解者分解
（+）
实例：
+
2.正反馈调节
结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
外界干扰
更加偏离
作用：使生态系统远离最初平衡状态。
稳定：动态平衡
污染加剧原因1、消耗掉水体大量氧气
2、有害病毒增加；
3、H2S等有害物质增加
3.生态系统自我调节能力特点：
有限
当外界干扰因素超过一定限度时，自我调节能力会迅速丧失！
我国西北的原有森林生态系统→黄土高原
苏州-----江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时，到了江苏苏州。看到水乡人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。
河流受到轻微污染时自我调节途径：
物理沉降、化学分解、微生物分解
可是，乾隆也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。
1.虎丘外围河流在染坊废水污染下，还能保持稳定吗？这说明了什么问题？
不能，这说明一个生态系统的自动调节能力是有一定限度的，如果外界因素的干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏。
2.染坊停止排污后，虎丘外围的河流出现了什么变化，这说明了什么？
恢复了原状。说明外界因素的干扰消除后，生态系统具有重建稳态的能力。
我们把生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。
三、生态系统稳定性的表现
1、抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状的能力
2、恢复力稳定性
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力
森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统的正常功能。
一场火过后，森林中的种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。
草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
比较：不同生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性的差异
热带雨林生态系统
生态系统组成成分 ；
营养结构越 ；
自我调节能力 ；
抵抗力稳定性 ；
越 少
复 杂
越 强
越 高
越 多
简单
越 弱
越 低
抵抗力稳定性 ；
越 低
越 高
果园生态系统
稳定性
生态系统复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
抵抗力稳定性、恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系(一般情况)
模型建构——
思考：
恢复力稳定性大小还与干扰程度有关
北极苔原生态系统
荒漠生态系统
组分单一，物种丰富度低，抵抗力稳定性很低；一旦破坏因气候恶劣，环境条件差，恢复时间漫长，故恢复力稳定性也很低。
丰富度较低，但存活的生物抗逆性强，如抗高温、抗干旱，所以抵抗力稳定性较高；但遭到很严重的破坏，难以恢复，故恢复力稳定性较低。
② 生态系统在受到不同的干扰之后，其恢复速度和恢复时间是不一样的，与受干扰的程度、环境条件和生态系统本身的特性有关。
正常作 用范围
外界干扰
抵抗力
作用指标
恢复力作
用指标
稳定性
时间
稳定性指标
总
（1）造成生态系统稳定性遭到破坏的原因：
自然因素：
人为因素：
主要指自然界发生的异常变化，如火山爆发、地震等使生态系统遭到破坏，甚至毁灭。
人类的活动改变着生态系统的稳定性，造成全球性的环境危机。
总之，生态系统稳定性的破坏是自然因素和人为因素共同作用的结果。
三、提高生态系统的稳定性的措施
　　 一方面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。
适量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏，还能促进森林的更新。
科学合理的载畜量，不会破坏草原，又可以获得稳定的畜牧产品。
适度捕捞海洋系统中的成鱼，不仅可以促进海洋鱼类资源的更新，还能不断获得各类产品。
（2）提高生态系统的稳定性的措施：
　　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，更不会灭绝。
　　另一方面，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，保证生态系统内部结构与功能的协调。
对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。
农田防护林
生态缸的设计制作要求及分析
设计要求 相关分析
生态缸可以是封闭或开放的 前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/ 5，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生生物死亡
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（必须具有生产者、消费者、分解者） 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
选择动物数量不宜太多，个体不宜太大 减少对氧的消耗，防止生产量＜消耗量
设计要求 相关分析
小生态缸设置成封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰
投放的生物,必须具有很强的生活力，成分齐全。 要能够进行物质循环和能量流动，以免破坏食物链。
小生态缸必须是透明的 让里面的植物见光,又便于观察。
生态缸宜小不宜大，瓶中的水量应适宜。 便于操作；缸内储备一定量的空气
将小生态缸放在有较强散射光的地方。 防止水温过高导致使水草死亡。
动物不宜太多，个体不宜太大 减少对O2 的消耗以免破坏食物链。
设计并制作生态缸，观察其稳定性
生态系统的稳定性
概 念
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
包括
抵抗力稳定性
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的能力
原因
具有一定的自我调节能力
恢复力稳定性
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
二者相互关系
相 反
提高生态系统的稳定性
遵循生态系统的自身规律
课堂小结：
例1　判断正误：
(1)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在(　　)
(2)当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节(　　)
(3)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(　　)
(4)当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失(　　)
答案
解析
√
×
√
√
2、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低（ ）
A、温带草原 B、北极冻原
C、热带雨林 D、北方针叶林
3、生态系统能够保持稳定的原因主要是（ 　）
　A、相对稳定的物质循环
B、缺水干旱
C、具有自我调节能力
D、食物被破坏
B
C
4、下列事例中，属于恢复力稳定性的是
（　　）
A、由于滥砍乱伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害
B、当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化
C、乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故
D、某池塘由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，逐步恢复原状
D
5.图为某一生态系统稳定性图解。对此理解不正确的是( )
A.a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B.a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C.恢复力稳定性与营养结构呈相反关系
D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
B
6、下列有关制作生态瓶实验的叙述中，
不正确的是（　　）
A．生态瓶内食物链不宜过长
B．生态瓶应无色透明
C．放置生态瓶时要避免阳光直接照射
D．要定时向生态瓶内通人洁净空气
D
7.某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其中：甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：
（1）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因是 。
（2）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增长的曲线段是 。
草原生态系统的营养结构简单
C~D
①合理确定载牧量，防止过度放牧。
②发展季节性放牧。
③提倡划区轮牧。
（3）适宜的放牧量控制在乙图的b点和c点之间，为什么？
（4）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中c点以上，会造成怎样的后果？
（5）请举两项合理利用草原生态系统的措施。
既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产量
草原退化，严重时会导致草场的沙漠化
课后作业
1.完成
第五章 课后“自我检测”
2.预习
第6章 生态环境保护
3.完成
《金考卷》专题三
生态系统及环境保护