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第5节生态系统的稳定性本节目标：1.理解生态系统稳定性的概念。2.理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念，二者区别、联系。3.理解对生态系统稳定性的保护。一、生态系统的稳定性我们把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，叫做生态系统的稳定性。•本概念的三层含义：•①它是生态系统发到一定阶段的所具有的一种综合能力；•②结构和功能即是生物的种类和数量、能量和物质的输入和输出的相对稳定，信息传递的通畅稳定；•③它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两部分。二、生态系统的自我调节能力实例一:河水轻度污染实例二:害虫与食虫鸟的数量变化虫食虫鸟负反馈调节结果：抑制或减弱了最初发生的变化，能使生态系统达到并保持平衡和稳态。正反馈调节河流受到严重污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂（+）使生态系统常常远离稳态，对生态系统有极大破坏作用。结果：+一、生态系统的自我调节能力实例一:河水轻度污染实例二:草与虫自我调节有正反馈和负反馈调节。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。调节能力大小：一般来说，生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力越强。相反，成分越单纯，其营养结构越简单，其调节能力也越小。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实例三:实例三:苏州—江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时，到了苏州。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。可是，他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。思考与讨论：1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水为何仍能保持清澈？河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染。这说明生态系统在受到外界轻度干扰时，具有抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力，我们可称之为抵抗力稳定性。思考与讨论：2.虎丘外围的河流在染坊废水的污染下，还能保持稳定性吗？这又说明了什么问题？不能，这说明一个生态系统的自我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。3.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。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到原状的能力。三、生态系统的稳定性表现在两个方面：1、抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持原状的能力。（特点：抵抗干扰，维持原状）（特点：遭到破坏，恢复原状）不同的生态系统的稳定性一样吗？结合书上的相关介绍，你认为该生态系统的生物种类多吗？营养结构如何？种类稀少，营养结构简单。其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假设地衣大面积死亡，将产生什么结果？整个生态系统就会崩溃。由此可见，该生态系统的自我调节能力如何？抵抗力稳定性又如何？自动调节能力小，抵抗力稳定性低。热带雨林生态系统你能以相同的方式，归纳一下热带雨林生态系统的情况吗？与北极苔原生态系统相比，热带雨林生态系统的生物种类多，营养结构复杂，自我调节能力大，抵抗力稳定性高。②、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。①、各营养级的生物数量多，占有的能量多。但为什么说它的自我调节能力大，抵抗力稳定性高呢？假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。森林生态系统人工林生态系统课堂巩固：1.比较森林生态系统和人工林生态系统抵抗力稳定性的高低？那么，恢复力稳定性又是谁高谁低呢？为什么？人工林，因为人工林的生物种类少，营养结构简单，如果遭到破坏，比较容易恢复。抵抗力很强抵抗力较弱恢复力较弱恢复力很强3抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性恢复力稳定性实质核心联系保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定抵抗干扰保持原状遭到破坏恢复原状1.一般地，二者呈相反关系2.同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。3.二者之间与营养结构的关系，如右图所示：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4不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。①、抵抗力稳定性是由于生态系统内部具有一定的自我调节能力。自动调节能力取决于生态系统自身的净化作用和完善的营养结构设疑：这个一般规律是否适用于所有的生态系统呢？北极苔原生态系统北极苔原地衣、苔藓等植物营养结构简单抵抗力稳定性和恢复力稳定性都弱沙漠生态系统草原生态系统2.比较同等强度干扰下，草原生态系统和沙漠生态系统恢复力稳定性的高低？虽然草原生态系统较沙漠生态系统的生物种类多，营养结构复杂，但因所处的环境条件适宜，在受到破坏后较容易恢复。抵抗力稳定性的来源：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。恢复力稳定性的来源：１.生物繁殖速度快,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。生态系统遭到破坏的原因是什么？外来的干扰超过了生态系统的自我调节能力的限度！引起生态平衡破坏的因素：①自然因素：地震、海啸、火山、泥石流、流行病等。太湖美现在的太湖生态系统的调节能力是有限的！②人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、环境污染等。森林植被破坏土地沙漠化藏羚羊的呼唤垃圾成灾人类对地球的破坏青山绿水穷山恶水黄土高原的历史变迁如果你是环保局长，你将采取什么措施来提高生态系统的稳定性？想一想：1.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。这一措施主要应该针对恢复力稳定性的生态系统低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。1.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。2.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。对抵抗力稳定性低的生态系统又该如何？进行保护，如建立自然保护区或防护林以增加物种数，提高抵抗力稳定性。人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？美国生物圈Ⅱ号实验室但是，仅仅过了一年多，这个实验室内的氧气含量大幅度减少，粮食也严重减产，生态系统严重不平衡，这八位科学家只好提前撤出。在巨大的玻璃罩里面，有微型的森林、沙漠、农田、海洋和溪流。1993年1月，八位科学家进入这个实验室。他们计划在完全与外界隔绝的情况下，自己生产食物，喝溪流中的水，吸收植物释放的氧，预计在这个实验室内生活两年。生物圈Ⅱ号的启示“生物圈Ⅱ号”实验说明，我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，这证明了在已知的科学技术条件下，人类离开了地球将难以永续生存。同时证明：目前地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。小结基础练习•1.在生态系统的下列基本特征中，能成为自我维持基础的是（）•A．物种结构有一定的区域性特征•B．内在的动态发展变化的能力•C．连续的物质交换和能量传递的能力•D．一定的自我调节能力D2.下列哪种措施能提高生态系统的稳定性（）A．减少寄生生物和捕食者的数量B．平衡生产者和消费者的数量C．增加物种的数目D．对生态演替进行限制C3.2002年底“食人鱼”的报道随处可见，外来物种入侵或引种不当，会给当地生态环境造成重大影响，其主要原因是（）A．使入侵地食物链破坏B．会破坏入侵地的非生物因素C．未认识其价值所以人为干扰少D．增加物种多样性，使当地生态平衡更稳定A4、下列生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低的是A.热带雨林B.温带草原C.北极冻原D.温带森林为了进一步加深对生态系统稳定性的了解，我们可以自制生态缸，观察其稳定性。1、设计并制作生态缸，观察其稳定性封闭齐全物质循环和能量流动光线良好的地方2、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~D①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3．根据下列材料，回答问题：材料一红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之一。材料二2004年12月，印度洋地震引起的海啸导致死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172户人家在这次海啸中幸免遇难。（1）红树林属于生态系统。（2）红树林的稳定性较强而稳定性较弱，原因是红树林。湿地抵抗力恢复力生物种类较多，营养结构复杂（3）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任何生态系统的都是有限的。（4）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植农作物？请从生物学角度分析其原因。自动调节能力被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物无法通过渗透作用吸收水分4.农业生态系统内进行农药防治(喷洒DDT)和生物防治(引入无数捕食者)害虫过程中，害虫种群密度消长示意图：(1)A点开始的是＿＿＿＿防治；E点开始进行的是＿＿＿＿防治。(2)A点开始的防治中，害虫数量越来越多，其原因是：一方面害虫；另一方面是害虫的天敌因。(3)指出E点开始的防治有何突出的优点。(4)F-I段种数量已无明显波动，说明（5）图中“经济阈值”是指害虫种群密度已经达到了影响农业生态系统经济效益的最低值，因此图中需要防治害虫的时间点是农药生物由于DDT的选择作用使害虫的抗药性越来越强DDT的毒害而大量死亡避免对环境的污染引入害虫天敌后，生态系统又保持了相对的稳定ADE(6)一般认为害虫防治主要是控制害虫种群的大小而不是彻底消灭害虫，用生态学原理进行解释其目的在于在使虫害尽可能降低的同时，尽可能增加生物种类，保护生物的多样性，丰富营养结构，使生态系统具有较强的自动调节能力。或：在使虫害尽可能降低的同时，保护食物链，害虫作为食物链中的一环，如果消灭了害虫就会破坏食物链，从而破坏生态系统的稳定性。