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1、第5章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性问题探讨问题探讨生态系统具有一定的稳定性生态系统具有一定的稳定性 地球上，各种自然生地球上，各种自然生态系统都已经存在至少上态系统都已经存在至少上千万年了，尽管经常遭受千万年了，尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害洪涝、火烧、虫害，也遭，也遭受人类的受人类的砍伐与放牧砍伐与放牧等活等活动的干扰，但依然基本保动的干扰，但依然基本保持着正常自然景观，持着正常自然景观，仍能仍能维系生态系统的正常功能维系生态系统的正常功能，并不断地发展变化着。并不断地发展变化着。为什么这些生态系统在受到为什么这些生态系统在受到干扰干扰后，后，仍能仍能保持相对稳定保持相对稳定呢？呢
2、？亚马逊热带雨林生态系统亚马逊热带雨林生态系统一、生态系统的稳定性一、生态系统的稳定性 1 1、概念：、概念： 生态系统所具有的生态系统所具有的保持保持或或恢复恢复自身自身结构和功能结构和功能相对稳定相对稳定的的能力能力。 2 2、原因：、原因：生态系统生态系统具有一定的自我调节能力具有一定的自我调节能力什么是生态系统的什么是生态系统的自我调节能力呢？自我调节能力呢？二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力例例1 1：轻微轻微的污染的污染（洗衣服、淘米等）（洗衣服、淘米等） ，河流的河流的自身净化作用自身净化作用生物种类生物种类和和数量数量不会受到明显影响不会受到明显影响1 1、表
3、现：、表现：物理沉降物理沉降化学分解化学分解微生物分解微生物分解轻微轻微污染污染河流受到河流受到轻度污染轻度污染后，后，为什么为什么生物种类和数量生物种类和数量不会受到明显影响？不会受到明显影响？(1)(1)生物群落内部的调节生物群落内部的调节污染物污染物被清除被清除例例2 2：森林中：森林中害虫害虫和和食虫鸟食虫鸟的数量变化的数量变化负反馈调节负反馈调节结果：结果：抑制抑制或或减弱减弱了最初发生的变化，了最初发生的变化， 使生态系统使生态系统达到或保持稳定达到或保持稳定。二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力1 1、表现：、表现：(1)(1)生物群落内部的调节生物群落内部的调节
4、害虫害虫食虫鸟食虫鸟（- -）食物短缺食物短缺食物充足食物充足捕食量增加捕食量增加如何解释森林生态系统出现如何解释森林生态系统出现“有虫不成灾有虫不成灾”现象？现象？(2)(2)生物群落与无机环境之间的调节生物群落与无机环境之间的调节火灾火灾种群密度种群密度降低降低阳光阳光. .养料充足养料充足种群密度种群密度升高升高二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力1 1、表现：、表现：森林局部大火后，森林局部大火后，为什么为什么植株能较快生长？植株能较快生长？2 2、调节基础：、调节基础： 负反馈调节负反馈调节 反馈调节有反馈调节有正反馈调节正反馈调节和和负反馈调节负反馈调节。负反馈调节
5、负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是在生态系统中普遍存在，它是生态系统生态系统自我调节能力的基础。自我调节能力的基础。 在一个系统中，系统本身工作的效果，反在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做方式叫做反馈调节。反馈调节。二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力负反馈调节负反馈调节与与正反馈调节正反馈调节有什么不同呢？有什么不同呢？正反馈正反馈调节调节 湖泊受湖泊受到到污染污染 鱼类等鱼类等生物死亡生物死亡污染程度污染程度加剧加剧结果：使生态系统常常结果：使生态系统常常远离远离相对稳定状态相对稳定
6、状态，对生态系统，对生态系统有有极大破坏作用极大破坏作用。 鱼类等鱼类等数量减少数量减少生态系统生态系统崩溃崩溃例例：湖泊受到：湖泊受到严重污染严重污染后发生的变化后发生的变化原方向原方向发生偏离发生偏离正反馈正反馈调节调节更加偏离更加偏离“错上加错错上加错”原方向原方向发生偏离发生偏离负反馈负反馈调节调节回到原来方向回到原来方向“改邪归正改邪归正”负反馈负反馈调节与调节与正反馈正反馈调节的比较调节的比较3 3、特点：、特点：自我调节能力是自我调节能力是有一定限度有一定限度的的二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力历史上的黄土高原历史上的黄土高原现在的黄土高原现在的黄土高原 生态
7、系统的自我调节能力是生态系统的自我调节能力是有一定限度有一定限度的。当外界的。当外界干干扰因素扰因素的强度超过的强度超过一定限度一定限度时，生态系统的时，生态系统的自我调节能力自我调节能力会迅速丧失会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。 苏州苏州江南水乡，小桥流水人家。江南水乡，小桥流水人家。 话说乾隆下江南时，到了江苏苏州。看到水乡话说乾隆下江南时，到了江苏苏州。看到水乡人家上游人家上游淘米洗菜淘米洗菜，下游，下游洗澡洗衣洗澡洗衣，可是即便如，可是即便如此，水此，水仍然很清澈仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。这番景象让乾隆大为惊奇。不同的生态
8、系统不同的生态系统自我调节能力自我调节能力相同吗？相同吗？自我调节能力的自我调节能力的大小大小与什么有关？与什么有关？生态系统的稳定性有哪些生态系统的稳定性有哪些类型类型？有何特点？有何特点？抵抗力稳定性抵抗力稳定性资料资料分析分析问题问题1 1：水乡人在河流中淘米洗菜、水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍能保持洗澡洗衣，河水仍能保持清澈清澈, ,这这说明了什么说明了什么？ 可是，他也发现苏州虎丘外可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的围的河流被众多染坊流出的废水废水污染污染得得肮脏不堪、臭气熏天肮脏不堪、臭气熏天，于，于是他立即下令严禁商贾平民在虎是他立即下令严禁商贾平民在虎丘
9、一带开设染坊。迫于官府的法丘一带开设染坊。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不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘郊，从此以后虎丘重现绿水青山。重现绿水青山。资料分析资料分析问题问题2 2：染坊停止排污后，虎丘外围的染坊停止排污后，虎丘外围的河流出现的变化河流出现的变化说明了什么说明了什么？ 恢复力稳定性恢复力稳定性 一般来说，生态系统中的一般来说，生态系统中的组分（生物组分（生物种类）种类）越多越多，营养结构（，营养结构（食物网）食物网）越复越复杂杂，其，其自我调节能力自我调节能力就就越强越强，抵抗力稳抵抗力稳定性定性就就越
10、高；越高；反之则越低。反之则越低。三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 生态系统生态系统抵抗抵抗外界外界干扰干扰并使自身的并使自身的结结构与功能构与功能保持原状保持原状的的能力能力。1 1、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性 生态系统在生态系统在受到受到外界干扰因素的外界干扰因素的破坏破坏后后恢复恢复到到原状原状的的能力能力。2 2、恢复力稳定性、恢复力稳定性规律规律: :多多生物种类生物种类 营养结构营养结构 复杂复杂强强自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高恢复力稳定性恢复力稳定性 低低比较比较生态系统的稳定性生态系统的稳定性少少生物种类生物种类 营养结构
11、营养结构 较简单较简单弱弱自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低恢复力稳定性恢复力稳定性 高高热带雨林生态系统热带雨林生态系统草原生态系统草原生态系统森林生态系统森林生态系统人工林生态系统人工林生态系统低低抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较高高抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较低低恢复力稳定性较恢复力稳定性较高高恢复力稳定性较恢复力稳定性较比较比较生态系统的稳定性生态系统的稳定性抵抗力稳定性和恢复力稳定性是什么关系呢？抵抗力稳定性和恢复力稳定性是什么关系呢？稳稳定定性性和和生生态态系系统统复复杂杂程程度度的的关关系系生态系统复杂程度生态系统复杂程度稳稳定定性性抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复
12、力稳定性恢复力稳定性(1)往往存在往往存在相反相反的关系。的关系。(2)同时存在，相互作用，同时存在，相互作用，共同维持共同维持生态系统的相对稳定。生态系统的相对稳定。3 3、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系适量砍伐适量砍伐森林中的树木，森林的结森林中的树木，森林的结构功能不会破坏，还能促进森林的更新。构功能不会破坏，还能促进森林的更新。 1 1、控制控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该用应该适度适度，不应超过不应超过生态系统的自我调节能力。生态系统的自我调节能力。三、提高生态系统的稳定性三、提高生态系统的稳定性
13、科学合理科学合理的载畜量，不会破坏草的载畜量，不会破坏草原，又可以获得稳定的畜牧产品。原，又可以获得稳定的畜牧产品。 1 1、控制控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该用应该适度适度，不应超过不应超过生态系统的自我调节能力。生态系统的自我调节能力。三、提高生态系统的稳定性三、提高生态系统的稳定性适度捕捞适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅可以海洋系统中成鱼，不仅可以促进海洋鱼类资源的更新，还能不断获得促进海洋鱼类资源的更新，还能不断获得各类产品。各类产品。 1 1、控制控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该用应该适
14、度适度，不应超过不应超过生态系统的自我调节能力。生态系统的自我调节能力。三、提高生态系统的稳定性三、提高生态系统的稳定性 对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加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。投入，控制病虫害，才能保证高产出。 2 2、对、对人类利用强度较大人类利用强度较大的生态系统，应实施相的生态系统，应实施相应的应的物质、能量投入物质、能量投入，保证生态系统内部结构，保证生态系统内部结构与功能的协调。与功能的协调。三、提高生态系统的稳定性三、提高生态系统的稳定性农田防护林农田防护林 2 2、对、对人类利用强度较大人类利用强度较大的生态系统，应实施相的生态
15、系统，应实施相应的应的物质、能量投入物质、能量投入，保证生态系统内部结构，保证生态系统内部结构与功能的协调。与功能的协调。三、提高生态系统的稳定性三、提高生态系统的稳定性1.1.实验原理实验原理(1)(1)生态系统的稳定性与它的生态系统的稳定性与它的物种组成、营养物种组成、营养结构和非生物因素都结构和非生物因素都有着密切的关系。有着密切的关系。(2)(2)将少量植物、以这些植物为食的动物和其将少量植物、以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的生态缸中，便他非生物物质放入一个密封的生态缸中，便形成一个形成一个人工模拟的微型生态系统人工模拟的微型生态系统。(3)(3)观察生态缸中观察生态
16、缸中生物的生存状况生物的生存状况和和存活时间存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。性的因素。 设计制作生态缸设计制作生态缸( (瓶瓶) )，观察其稳定性，观察其稳定性在罐头瓶或透明的饮料瓶在罐头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子，植入水草，下边放上沙子，植入水草，装进池塘水（里边有小型装进池塘水（里边有小型动物和藻类植物）放进健动物和藻类植物）放进健康的小鱼。最后，封上生康的小鱼。最后，封上生态瓶盖。态瓶盖。微生物微生物( (分解分解) )设计制作生态缸设计制作生态缸( (瓶瓶) )，观察其稳定性，观察其稳定性操作提示：操作提示：设计要求设计要
17、求相关分析相关分析生态缸必须是生态缸必须是封闭的封闭的防止外界生物或非生物防止外界生物或非生物因素的干扰因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力很强的生活力，成分齐全成分齐全( (具有生产具有生产者、消费者和分解者者、消费者和分解者) )生态缸中能够进行物质生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一循环和能量流动，在一定时期内保持稳定定时期内保持稳定生态缸的材料生态缸的材料必须透明必须透明为光合作用提供光能；为光合作用提供光能；便于观察便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的生态缸宜小不宜大，缸中的水量水量应应占占其容积的其容积的4/54/5，要留出一定的空间，
18、要留出一定的空间便于操作；缸内储备一便于操作；缸内储备一定量的空气定量的空气生态缸的采光用较强的生态缸的采光用较强的散射光散射光防止水温过高导致水生防止水温过高导致水生植物死亡植物死亡选择生命力强的生物，动物不宜选择生命力强的生物，动物不宜太多太多，个体不宜个体不宜太大太大减少对减少对O O2 2的消耗，防止的消耗，防止生产量生产量 消耗量消耗量设计制作生态缸设计制作生态缸( (瓶瓶) )，观察其稳定性，观察其稳定性注意：注意： 1 1、瓶中生物的、瓶中生物的生活力要强生活力要强, ,成分齐全成分齐全，各营养级，各营养级生物的数量生物的数量比例合适比例合适。2 2、生态瓶要放在有充足、生态瓶要
19、放在有充足散射散射光照射的地方。光照射的地方。3 3、瓶中水量、瓶中水量不能超过容积的不能超过容积的4/54/5。4 4、小生态瓶必须是、小生态瓶必须是透明的。透明的。5 5、一般是、一般是封闭的。封闭的。设计制作生态缸设计制作生态缸( (瓶瓶) )，观察其稳定性，观察其稳定性课堂小结1 1、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫危害，、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫危害，其主要原因是（其主要原因是（ ）A A、马尾松林营养结构复杂、马尾松林营养结构复杂B B、马尾松林适应环境的能力弱、马尾松林适应环境的能力弱C C、马尾松林营养结构简单、马尾松林营养结构简单D D、松毛虫适应环境弱、松毛虫适
20、应环境弱C C随堂练习随堂练习2 2、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低( ) ( ) A A、温带草原、温带草原 B B、北极冻原、北极冻原 C C、热带雨林、热带雨林 D D、北方针叶林、北方针叶林3 3、生态系统能够保持稳定的原因主要是、生态系统能够保持稳定的原因主要是( ) ( ) A A、相对稳定的物质循环、相对稳定的物质循环 B B、缺水干旱、缺水干旱 C C、自我调节能力、自我调节能力 D D、食物被破坏、食物被破坏B BC C4 4、在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃掉，用、在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃掉，用网把试验区罩上，后来发现
21、，草的叶子几乎被虫网把试验区罩上，后来发现，草的叶子几乎被虫吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这种现象的原因是种现象的原因是( )( ) A A、植被破坏、植被破坏 B B、环境污染、环境污染 C C、食物链被破坏、食物链被破坏 D D、缺水干旱、缺水干旱5 5、河流受到轻度污染时，能通过自身的物理沉降，、河流受到轻度污染时，能通过自身的物理沉降，化学分解和微生物的分解很快消除污染，这是由化学分解和微生物的分解很快消除污染，这是由于生态系统具有（）于生态系统具有（） A A、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性 B B、恢复力稳定性、恢复力稳定性 C C、
22、抗污染能力、抗污染能力 D D、保持相对稳定的能力、保持相对稳定的能力C CA A6 6、某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，、某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，由于自身的净化作用，逐步恢复原状，停止排放污染物后，由于自身的净化作用，逐步恢复原状，这是由于生态系统具有（）这是由于生态系统具有（）A A、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性 B B、恢复力稳定性、恢复力稳定性C C、抗污染能力、抗污染能力 D D、抗干扰能力、抗干扰能力7 7、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上（）生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上（） A A、回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统、回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统 B B、撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复、撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复C C、回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产、回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产 D D、回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林、回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林B BD D
