生态系统的稳定性

1、水乡人家在河流上游淘水乡人家在河流上游淘 米洗菜，下游洗澡洗衣，米洗菜，下游洗澡洗衣， 还会进行适当捕鱼等。还会进行适当捕鱼等。 可是水仍然很清澈。可是水仍然很清澈。 适量砍伐森林中的树木，森林的适量砍伐森林中的树木，森林的 结构功能不会破坏。结构功能不会破坏。 第五节 生态系统的稳定性 生物圈号号 为了研究人类离开地球能否生存，美国花费2亿美元于1984年亚 利桑那州建造了一个完全封闭的生态实验基地。尝试着在生物圈之 外建造一个适于人类长期生活的生态系统，由于该实验室是模拟生 物圈的结构和功能而建造的，因此叫做“生物圈号”。 这个基地是一个大型的玻璃和钢结构的温室建筑，耗资2亿美元 ，占地1

2、.3万平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨 大的温室。温室内热带雨林，海洋，草原、沼泽地，还有园地供人 们种植粮食和蔬菜。“生物圈居民”是8名科学家及3800种植物和 动物，还有一些微生物。1991年9月26日，8名科学家正式进驻这 个完全密封的世界，望在其中生活两年，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。因

3、此，一年后，科 学家不得不撤出该实验室。 生物圈生物圈号号 实际停留共计实际停留共计21个月。他们一边从事科学研究，个月。他们一边从事科学研究， 一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。 两年中外界只为他们提供包括种子在内的物品，其余两年中外界只为他们提供包括种子在内的物品，其余 的一切都需要他们自己解决。的一切都需要他们自己解决。能源，取自太阳能能源，取自太阳能；氧氧 气，由自己种植的植物制造；粮食，全靠自己种植收气，由自己种植的植物制造；粮食，全靠自己种植收 获；肉获；肉 类和蛋白质，取自自己养的鸡、鸭、猪、羊；类和蛋白质，取自自己养

4、的鸡、鸭、猪、羊； 甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制。甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制。 生物圈生物圈号号 生物圈生物圈号为何号为何 会以失败告终呢？会以失败告终呢？ “生物圈二号生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从系统严重失去平衡：氧气浓度从21%21%降至降至14%14%，不足，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2525种种 小动物，小动物，1919种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法种灭绝；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

5、过程中，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 “生物圈二号生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。的混凝土墙所吸收，又打破了循环。 科学家们检科学家们检 讨了实验失败的原因：自然界不同于人工控制系统，大而全的设计讨了实验失败的原因：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那样不同

6、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。格局及大小比例不合理。 启示：只有一个适合人类生物生存的环境，失去了它我们将无法生启示：只有一个适合人类生物生存的环境，失去了它我们将无法生 存，所以我们要爱护环境。何况生物圈存，所以我们要爱护环境。何况生物圈号只是一个实验！号只是一个实验！ 该实验说明，在目前技术条件下要在生物圈之外该实验说明，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。建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。 这是因为我们人类目前对地球的了解还是远远不这是因为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

7、够的。目前最好的办法还是保护和利用好保护和利用好地球，地球， 进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展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。的必由之路。 生态系统具有生态系统具有保持保持或或恢复恢复自身自身 结构和功能相对稳定的能力，叫生结构和功能相对稳定的能力，叫生 态系统的稳定性。态系统的稳定性。 食物链： 草兔狐 原理：原理： 生态系统内部具有一定的生态系统内部具有一定的 自我调节能力自我调节能力, ,生态系统自我生态系统自我 调节能力的基础是调节能力的基础是负反馈负反馈调节。调节。 n 既然生态系统具有自动调节能力，那为什么还会出现下 图的事件呢？ 正反馈 湖泊受到

8、了污染 鱼类等生物死亡 死鱼等生物腐烂 （+） 原方向 原方向 发生偏离 发生偏离 正反馈调节 更加偏离 负反馈调节 回到原来方向 错上加错 改邪归正 n 讨论：这个水域在任 何情况下，都能保持 稳定性吗？ 不能，一个生态系统的自动调节能力是有一定不能，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，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。甚至生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏。甚至 无法恢复无法恢复 例如：例如：我国西北的黄土高原！我国西北的黄土高原！ 生态系统稳定性的类型生态系统稳定性的类型 n抵抗力稳定性抵抗力稳定性

9、n恢复力稳定性恢复力稳定性 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与 功能功能保持原状保持原状的能力。的能力。 核心：核心：抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状 来源：来源： 、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成、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。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、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。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、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰 造成的不利影响。造成的不利影响。 生态系统的组分生态系统的

10、组分越多越多，食物网，食物网越越 复杂复杂，物质循环与能量流动的渠道越，物质循环与能量流动的渠道越 多，自我调节能力多，自我调节能力越强越强，抵抗力稳定，抵抗力稳定 性性越强越强。 o 哪个生态系统调节能力强？哪个生态系统调节能力强？ 森林森林 & 农田农田 讨讨 论论 森林生态系统森林生态系统 比较抵抗力稳定性的高低？比较抵抗力稳定性的高低？ 人工林生态系统人工林生态系统 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢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。复到原状的能力。 核心：核心：遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状 来源：来源： 、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速、生物繁殖的

11、速度快，产生后代多，能迅速 恢复原有的数量。恢复原有的数量。 、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境 的新类型。的新类型。 、生态系统结构简单，生物受到的制约小。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。 恢复力稳定性高低的判断 生态系统的组分生态系统的组分越多越多，食物网，食物网越复杂越复杂， 自我调节能力自我调节能力越强越强，恢复力稳定性，恢复力稳定性越弱越弱。 生物种类生物种类 稀少稀少 营养结构营养结构 简单简单 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 人工林生态系统人工林生态系统 生物种类生物种类

12、 多多 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 热带雨林生态系统热带雨林生态系统 恢复力稳定性恢复力稳定性 低低 对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢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。复力稳定性存在相反关系。 抵抗力抵抗力 稳定性稳定性 恢复力恢复力 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 不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定 性存在着差异。性存在着差异。 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 比较恢复力

13、稳定性的高低？比较恢复力稳定性的高低？ 沙漠生态系统沙漠生态系统 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 草原生态系统草原生态系统 恢复力稳定性高低的判断 n生态系统的组分生态系统的组分越多越多，食物网，食物网越复杂越复杂， 自我调节能力自我调节能力越强越强，恢复力稳定性，恢复力稳定性越弱越弱 n 比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结 构的复杂程度外，生态系统所处的环境 条件也是一个重要的因素。一般环境条 件优越的恢复力稳定性强。 北极苔原（冬季） 北极苔原（夏季） 恢复力稳定性较恢复力稳定性较 恢复力稳定性较恢复力稳定性较 高高 低低 n人工生态系统如果没有人为

14、的帮助，其 恢复力稳定性和抵抗力稳定性都很差。 1.1.控制对生态系统干扰的程度控制对生态系统干扰的程度, ,对生态系统对生态系统 的利用应该适度的利用应该适度, ,不应超过生态系统的自我不应超过生态系统的自我 调节能力。调节能力。 适量砍伐森林中的树木，森林的结构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。功能不会破坏，还能促进森林的更新。 科学合理的放牧，不会破坏科学合理的放牧，不会破坏 草原，又可以获得稳定的畜牧产草原，又可以获得稳定的畜牧产 品。品。 适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅 可以促进海洋鱼类资源的更新，还能可以促进海洋鱼类资源的

15、更新，还能 不断获得各类产品。不断获得各类产品。 1.1.控制对生态系统干扰的程度控制对生态系统干扰的程度, ,对生态系统对生态系统 的利用应该适度的利用应该适度, ,不应超过生态系统的自我不应超过生态系统的自我 调节能力。调节能力。 2.2.对人类利用强度较大的生态系统，应实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。内部结构与功能的协调。 对农田生态系统要不断施肥、灌溉，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。增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。 江门农田防护林网江门农

16、田防护林网 巩固与提高巩固与提高 1 1、“野火烧不尽，春风吹又生。野火烧不尽，春风吹又生。”说明说明 生态系统的生态系统的 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 食物链的结构可以改变食物链的结构可以改变 D D 受气候更替的影响受气候更替的影响 2、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（ ） A、马尾松林营养结构复杂 B、马尾松林适应环境的能力弱 C、马尾松林营养结构简单 D、松毛虫适应环境弱 C C 3、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 4、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、自动调节能力 D、食物被破坏 B B C 5、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，这是由于生态系统 具有（） A、抵抗力稳定性 B、恢复力稳定性 C、抗污染能力 D、保持相对稳定的能力 A A 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，停止排 放污染物后，