生态系统的稳定性

非生物物质和能量生产者消费者分解者温故知新生态系统的成分食物链（网）（营养结构）生态系统的结构生态系统的功能物质循环能量流动信息传递•1993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。为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费2亿美元于1984年建造了一个完全封闭的生态实验基地。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Ⅱ号”。(1)八位科学家原打算在生物圈Ⅱ号中自给自足生活两年，这个实验过程中出现了什么问题使科学家中途撤出了？(2)生物圈Ⅱ号的失败说明了什么问题？生态系统的稳定性亚马逊森林历经上千万年了，为什么仍能保持相对稳定？生态系统具有自我调节能力讨论1：森林中，害虫数量增加时，系统自身是如何抑制害虫种群的增长的？意义: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负反馈调节结果:抑制或减弱了最初发生的变化，使生态系统达到或保持稳定。害虫食虫鸟食物增加天敌增加食物减少天敌减少植物增加兔的食物增加兔的数量增加兔吃大量植物植物减少兔的数量减少兔吃少量植物兔与植物的关系植物的数量减少土壤中无机养料增多、阳光充沛植株的数量增加土壤中无机养料减少、阳光减弱生物群落与无机环境之间的负反馈调节植物的数量维持在一定的数量正反馈湖泊受到了污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂（+）实例：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：+讨论2：河流受到轻微污染时（如生活污水），如何恢复正常？•物理沉降•化学分解•微生物分解生态系统具有恢复自身结构和功能相对稳定的能力----生态系统的稳定性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。思考：自我调节能力的大小与什么有关？自动调节能力大小与生态系统的物种组成、营养结构有关。但能力是有限度的，超过限度的干扰会使生态系统崩溃黄土高原资料：当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降；当森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。其核心是：抵抗干扰，保持原状。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保持原状（不受损害）的能力，叫做抵抗力稳定性。比较两种生态系统抵抗力稳定性热带雨林生态系统（地衣是主要的生产者）思考：为什么热带雨林生态系统抵抗力稳定性很强？讨论：假如某种原因使得蛙类大量死亡，会对整个雨林生态系统造成什么影响？生物种类多营养结构复杂强自我调节能力抵抗力稳定性高热带雨林生态系统生物种类稀少营养结构简单弱自我调节能力抵抗力稳定性低一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。森林局部火灾后，森林还能恢复原状吗？其核心是：遭到破坏，恢复原状。2、恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰的破坏后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。热带雨林在遭到严重的砍伐，草原受到极度放牧后，恢复原状的时间漫长，难度极大！抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱！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营养结构复杂程度恢复力稳定性: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。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。（抵抗干扰，维持原状）（遭到破坏，恢复原状）二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性生态系统的稳定性表现在两个方面人类的生存和发展离不开生态系统的稳定性，只有维持并不断提高生态系统的稳定性，人与自然才能和谐发展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哪一类生态系统？恢复力稳定性低的生态系统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。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。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。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。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。农田防护林实验原理生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构、非生物因素密切相关；必须考虑物质循环和能量流动的相对平衡。四、制作生态缸四、生态缸的设计制作要求及分析设计要求分析生态缸是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(要有生产者\消费者\分解者)生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其容积的4/5，要留一定空间便于操作，缸内储备一定量的空气生态缸的采光用较强的散射光防止水温过高,导致水生植物死亡选择的动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2消耗，防止生产量＜消耗量设计制作生态缸,观察其稳定性粘贴标签：贴上标签，填写姓名、日期等，放在阳面阳台上(光不能直射)观察记录：每天观察一次并作记录，直至瓶中生物全部死亡为止，即为生态系统保持相对稳定性的时间投放生物：将一棵长势良好的金鱼藻、丝螺1~2只(或一只小虾)放入瓶中加盖封口：在瓶盖周围涂上凡士林，盖紧瓶口过程设计瓶子处理：取250mL或500mL的平底广口瓶，将其洗净，用开水烫一下瓶子和瓶盖放砂注水：加入1cm厚的洗净的细砂，再注入河水（占溶积的4/5——仿河流生态系统）随堂练习1、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随堂练习2、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3、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、自我调节能力D、食物被破坏BC随堂练习4、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，草的叶子几乎被虫吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这种现象的原因是A、植被破坏B、环境污染C、食物链被破坏D、缺水干旱C随堂练习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随堂练习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，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（）A、抵抗力稳定性B、恢复力稳定性C、抗污染能力D、抗干扰能力B7、达到生态平衡的生态系统具备的特征是①该系统处于幼年到成年的过渡阶段②生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定③物质和能量的输入和输出相对平衡④有完整的食物链和食物网⑤能量的收支随气候周期性变化⑥有一定的自我调节能力A、①②③④⑤；B、②③④⑤⑥；C、①②③④⑥；D、①②④⑤⑥；【练习1】假设a、b、c、d是一个简单生态系统中最初仅有的四个种群，其a、c、d的营养关系为a→c→d，a与b的关系如图，a是该生态系统主要的自养生物，请回答：•(1)该生态系统中a和b的种间关系是______。•(2)若d大量死亡，则一定时间内种群密度增加的种群是____，种群密度减少的种群是____。•(3)若持续干旱使a大量死亡，c和d种群密度将会。•(4)当受到外界的轻微干扰后，经过一段时间，该生态系统可以恢复到原来的状态，说明该系统具有与热带雨林相比，该生态系统的抵抗力稳定性(低、高)竞争ca降低恢复力稳定性低【练习2】6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“践行绿色生活”.草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。（1）图中食物网的简单，因此，该草原生态系统的___________能力较差，其__________稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有_________才能保证其物质循环的正常进行。（2）如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%～20%，那么鹰占据的营养级能得到的最低和最高能量值分为是___KJ和____KJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会______。自我调节抵抗力分解者10400增加