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1、第第5节节 生态系统的稳定性生态系统的稳定性高中生物必修高中生物必修3 第第5章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性2024/8/27主要主要 内容内容2024/8/27u生态系统的自我调节能力；生态系统的自我调节能力；u抵抗力稳定性和恢复力稳定性；抵抗力稳定性和恢复力稳定性；u提高生态系统的稳定性。提高生态系统的稳定性。 地球上亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附地球上亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附近苔原，都已经存在至少上千万年了，这些自然生态近苔原，都已经存在至少上千万年了，这些自然生态系统尽管经常受到洪涝、火烧、虫害，也受到人类的系统尽管经常受到洪涝、火烧、虫害，也受到人类的砍
2、伐与放牧等活动的干扰，但是现在依然基本保持着砍伐与放牧等活动的干扰，但是现在依然基本保持着正常的森林、草原与苔原景观、仍能维持生态系统的正常的森林、草原与苔原景观、仍能维持生态系统的正常功能。说明正常功能。说明生态系统具有一定的稳定性。生态系统具有一定的稳定性。亚马逊原始森林亚马逊原始森林欧亚大陆草原欧亚大陆草原北极苔原北极苔原生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力1 1、生态系统的重要特点是趋向于达到一种稳定或平衡状态、生态系统的重要特点是趋向于达到一种稳定或平衡状态生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力 此图是美国科学家于此图是美国科学家于19841984年开始兴建的年开始兴建
3、的“生物圈生物圈号号”实实验室，验室，19931993年年1 1月建成后月建成后8 8位科学家入住里面，想通过自己生产位科学家入住里面，想通过自己生产各种生存所需，计划在里面生活两年。结果才过了一年多一点各种生存所需，计划在里面生活两年。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。就因里面氧气减少、粮食减产不得不撤出。 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。活的生态系统是非常困难的。生物圈生物圈号不具有生态系统的稳号不具有生态系统的稳定性。定性。生物圈生物圈IIII号号生态系统中生物既有出生也
4、有死亡，既有迁入也有迁出；生态系统中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。因而阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。因而生态生态系统也在不断地发展变化着。但系统也在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统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构与功能就不会发生大的改变。这就是。这就是生态系统的稳定性生态系统的稳定性。2 2、生态系统稳定性的概念、生态系统稳定性的概念 生态系统所具有的生态系统所具有的保持保持或或恢
5、复恢复自身结构和功能自身结构和功能相对稳定的能力相对稳定的能力，叫做，叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性。少量砍伐少量砍伐适量放养牲畜适量放养牲畜适度捕捉适度捕捉 例例1 1：河流受到轻度污染后，可通过物理沉降、化学分解：河流受到轻度污染后，可通过物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染，使河流中的生物种类和数量不受和微生物的分解来消除污染，使河流中的生物种类和数量不受到明显的影响。到明显的影响。 例例2 2：森林生态系统中，当害虫增加时，食虫鸟也随之增：森林生态系统中，当害虫增加时，食虫鸟也随之增加，从而使树木不会受到大的损害。加，从而使树木不会受到大的损害。 生产者生产者害虫害虫食虫
6、鸟食虫鸟生态系统的稳定性来自生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性抵抗力稳定性和和恢复力稳定性恢复力稳定性两个两个方面。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有方面。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自动调节能力自动调节能力。3、生态系统的自我调节能力、生态系统的自我调节能力 生物群落中的这种调节方式称为负反馈调节（抑生物群落中的这种调节方式称为负反馈调节（抑制食草动物的增加）。生态系统的调节能力主要是通制食草动物的增加）。生态系统的调节能力主要是通过反馈来实现的。其中负反馈调节在生态系统中普遍过反馈来实现的。其中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。
7、存在，它是生态系统自我调节能力的基础。草草食草动物食草动物过度放牧过度放牧食物减少食物减少减少减少减少减少 生物群落与无机环境之间也存在着这种负反馈调生物群落与无机环境之间也存在着这种负反馈调节。例节。例3 3：森林火灾之后，森林中种群密度降低，但：森林火灾之后，森林中种群密度降低，但于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后迅速长成新的植株（抑制植株的减少）。迅速长成新的植株（抑制植株的减少）。 在生态系统中关于正反馈的例子不多。例在生态系统中关于正反馈的例子不多。例4 4，有，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减一个湖泊受到了污
8、染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又进一步加重污染，引起少，鱼类死亡的尸体腐烂，又进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡（促进鱼类的减少）。更多的鱼类的死亡（促进鱼类的减少）。 生态系统的自我调节能力的大小与自身的生态系统的自我调节能力的大小与自身的营养结构成正相关。营养结构成正相关。 生态系统中生物的种类、数量越多，营养生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强。结构越复杂，其自动调节能力就越强。生态系统的自动调节能力主要表现在三个方面：生态系统的自动调节能力主要表现在三个方面：1 1）对同种生物的种群密度的调控，这是在有）对同种生物的种群密度的调
9、控，这是在有限空间内普遍存在的种群变化规律。限空间内普遍存在的种群变化规律。2 2）对异种生物种群之间数量的调控，其常见）对异种生物种群之间数量的调控，其常见于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系。关系。3 3）对生物与环境之间的相互调控。）对生物与环境之间的相互调控。 生态系统的自我调节能力不是无限的。当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会迅速丧失，这样，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。统就到了难以恢复的程度。黄
10、土高原黄土高原哪些因素会导致生态系统稳定性被破坏？哪些因素会导致生态系统稳定性被破坏？沙化的耕地沙化的耕地洪洪 灾灾旱 灾雷电泥石流台风概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能概念：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。保持原状的能力。来源：来源：）生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的）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。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）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。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）生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的
11、不利影响。成的不利影响。1 1、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性抵抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力稳定性和恢复力稳定性核心：核心：核心：核心：“ “抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状” ”。抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：a a、各营养级的生物数量多，占有的能量多。、各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱热带雨林热带雨林温带针阔混交林温带针阔混交林b b、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱
12、 生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，整个生态系统就自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，整个生态系统就会越稳定。会越稳定。概念：概念：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。复到原状的能力。来源：来源：a a、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。原有的数量。b b、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。类型。c c、生态系统结构简
13、单，生物受到的制约小。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。2 2、恢复力稳定性、恢复力稳定性核心：核心：核心：核心： “ “遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状” ”。恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：a a、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，、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。物种扩张受到的制约较小。恢复力强恢复力强恢复力弱恢复力弱b b、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新、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。类型。恢复力强恢复力强恢复力
14、较弱恢复力较弱热带雨林热带雨林北极苔原北极苔原 生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。抵生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。抵抗力稳定性越高的生态系统，其恢复力稳定性越低。抗力稳定性越高的生态系统，其恢复力稳定性越低。森林生态系统和农田生态系统比较，那种森林生态系统和农田生态系统比较，那种生态系统自动调节能力较强？生态系统自动调节能力较强？森林生态系统比农田生态系统稳定性高，当森林生态系统比农田生态系统稳定性高，当遭受严重破坏时，要想再恢复到原来的结构遭受严重破坏时，要想再恢复到原来的结构和功能，哪一种系统更难？和功能，哪一种系统更难？抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力恢复力
15、稳定性稳定性稳稳定定性性生物量、生态系统复杂程度等生物量、生态系统复杂程度等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 抵抗力稳定性与生态系统的自我调节能力成正相抵抗力稳定性与生态系统的自我调节能力成正相关，与恢复力稳定性成反相关。关，与恢复力稳定性成反相关。生态系统的稳定性的原理生态系统的稳定性的原理非生物的物质和能量非生物的物质和能量分解者分解者生产者生产者消费者消费者生物群落生物群落结构稳定结构稳定生态系统生态系统稳定性稳定性功能稳定功能稳定能量流动能量流动物质循环物质循环信息传递信息传递食物链食物链（网）（网）生物生物分解分解物理物理沉降沉降化学化学分解分解抵抗力
16、稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性净化作用净化作用无机环境无机环境决定决定构成构成决定决定自我调节能力自我调节能力渠道渠道决定决定 生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具一定的自我调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统具一定的自我调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统自身的净化能力（抗污染）和营养结构（抗干扰）。自身的净化能力（抗污染）和营养结构（抗干扰）。人类活动对生态系统稳定性的影响人类活动对生态系统稳定性的影响1、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素。、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素。其中人为因素的
17、影响尤为突出，主要表现在两个方面：其中人为因素的影响尤为突出，主要表现在两个方面：1）人类对自然资源不合理地开发和利用。常常会造成森）人类对自然资源不合理地开发和利用。常常会造成森林毁灭、水土流失和草原退化。林毁灭、水土流失和草原退化。2）人类活动对自然环境的污染，也常破坏生态系统的稳）人类活动对自然环境的污染，也常破坏生态系统的稳定性。如工业废水、农药、化肥等污染物的排放，使水生定性。如工业废水、农药、化肥等污染物的排放，使水生生物因缺氧或中毒而死亡，造成生态系统稳定性的破坏。生物因缺氧或中毒而死亡，造成生态系统稳定性的破坏。 人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统稳定人类在发展经济的同
18、时，应当针对各种生态系统稳定性的特点，采取相应的保护措施，保护各种生态系统的稳性的特点，采取相应的保护措施，保护各种生态系统的稳定性，这样才能使人和自然协调发展。定性，这样才能使人和自然协调发展。1 1）自然生态系统是人类生存的基本环境。）自然生态系统是人类生存的基本环境。2 2）人类的活动正在改变着自然界中各种生态系统的稳定）人类的活动正在改变着自然界中各种生态系统的稳定性导致出现了全球性的环境危机。性导致出现了全球性的环境危机。3 3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。自然规律的制约。2 2、提高生态系统稳定性的意
19、义、提高生态系统稳定性的意义1 1）控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该）控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力。适度，不能超过生态系统的自我调节能力。 2 2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物资、）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物资、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。3 3、提高生态系统稳定性的措施、提高生态系统稳定性的措施 如对农田不断施肥、灌溉，控制病虫害；人工建造防护林如对农田不断施肥、灌溉，控制病虫害；人工建造防护林等等“生态屏障生态屏障”。保持与提高生物的数量，保护生物的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。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。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。提高生态系统的综系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。合稳定性。提高生态系统的稳定性
