5生态系统的稳态

(共35张PPT)
　　右图是美国科学家于1984年开始兴建的“生物圈Ⅱ号”实验室，1993年1月建成后8位科学家入住里面欲通过自己生产各种生存所需在里面生活两年，结构才过了一年多一点就因里面
氧气减少、粮食减产不得不撒出。 　　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。
1991年，美国科学家进行了一个耗资巨大规模空前的“生物圈二号”实验。“生物圈二号”是一个巨大的封闭的生态系统，位于美国亚利桑拿州，大约有两个足球场大小。从外观看，它很像科幻片里建在月球上的空间站。依照设计，这个封闭生态系统尽可能模拟自然的生态体系，有土壤、水、空气与动植物，甚至还有森林、湖泊河流和海洋。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。
问题一，科学家们为什么要建造“生物圈II号”并进行实验呢？
问题二，在“生物圈II号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？
问题三，八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？
问题四，生物圈出现这些问题了吗？“生物圈II号”实验失败说明了什么问题？
　　适度砍伐森林中的树木，森林的结构功能会不会被破坏。
　　草原上适量放养牲畜，草原会不会被破坏。
　　适度捕捉生态系统中的动物，会不会导致种群严重减小，甚至灭绝。
　　生态系统中的生物既有出生也有死亡，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。
　　生态系统中的生物和非生物都在不断地发展变化着。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能就能在一定的水平上保持相对稳定而不发生大的变化。
　　生态系统具有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。
　　生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
想一想:原始森林中动植
物种类很多,害虫也很多,
但却很少发生大规模的
虫灾,为什么
概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维 　　持原状的能力。
来源： 　１、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。 　２、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。 　３、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰 　　造成的不利影响。
北极苔原生态系统
我国某地的热带雨林
抵抗力稳定性高的生态系统特征：
１、各营养级的生物数量多，占有的能量多。
抵抗力很强
抵抗力较弱
抵抗力稳定性高的生态系统特征：
２、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能 　　量流动的渠道多。
抵抗力很强
抵抗力较弱
抵抗力稳定性高的生态系统特征：
２、各营养级的生物种类多， 　　食物网结构复杂。
１、各营养级的生物数量多， 　　占有的能量多。
讨论:河流遭受严重污染后还能保持抵抗力稳定性么？
概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能破 　　坏后恢复原状的能力。
来源： 　１、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速 　　恢复原有的数量。 　２、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境 　　的新类型。 　３、生态系统结构简单，生物受到的制约小。
思考：如果一片森林与一片草原都发生了火灾，哪一个生态系统（最先）恢复到原来的状态呢？
恢复力稳定性高的生态系统特征：
１、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。
恢复力强
恢复力弱
恢复力稳定性高的生态系统特征：
２、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。
恢复力强
恢复力较弱
恢复力稳定性高的生态系统特征：
２、生物种类较少，物种扩张 　　受到的制约小。
１、各营养级的生物个体小， 　　数量多，繁殖快。
３、各营养级生物能以休眠方 　　式渡过不利时期或产生适 　　应新环境的新类型。
分 组 讨 论
讨论题1，河流、草原、北极苔原。森林生态系统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢复力稳定性？
讨论总结：抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统中同时存在的两种稳定力。
讨论题2，比较草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？
抵抗力稳定性高
恢复力稳定性低
抵抗力稳定性低
恢复力稳定性高
　　对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
稳定性
生物量、生态系统复杂程度等
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
阈值
如此地球，如何居住？
　　人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。
　　人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。
　　走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。
　　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。
　　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。
　　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。
提高生态系统的稳定性措施：
控制对生态系统的　干扰程度　　　。
实施物质、能量投入，保证系统结构和功 能　协调。
合理　引进物种，提高生态系统的物种多样性。