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第五节、生态系统的稳定性


第5节

亚马逊森林

欧亚大陆草原

北极苔原

生态系统稳定性的概念

生态系统具有保持或恢复自身结构 和功能相对稳定的能力,叫生态系统的 稳定性(稳态)。
思考: 1.你能列举出生态系统在受到干扰后,仍能保 持和恢复相对稳定的实例吗? 2.为什么生态系统具有这样的能力呢?

一、生态系统的自我调节能力
? 阅读课文 ? 生态系统具有自我调节能力的实例有哪些? ? 生态系统自我调节能力的基础是什么?

自我调节有正反馈和负反馈调节。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。
你能找出生态系统中负反馈和正反馈的例子 吗?
负反馈

负反馈调节
实例一: 食物短缺


过度放牧

食草动物
负反馈

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。 意义:生态系统自我调节能力的基础
思考:自我调节能力的大小与什么有关?

自动调节能力大小由生态系统 的物种组成、营养结构、生物与生 物以及生物与环境之间的关系(生 态系统的结构和食物网的复杂程度) 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

二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 实例二: 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?

抵抗力稳定性 (自我调控能力)
生态系统抵抗外界干 扰并使自身的结构与功 能保持原状的能力。

思考与讨论:
2.虎丘外围河流在染坊废水污染下,还 能保持稳定吗?这说明了什么问题?
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?

恢复力稳定性 (自我恢复能力)
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。

生态系统的稳定性表现在两个方面:

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。 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。

抵抗力稳定性的生态系统特征: 生物种类 稀少 营养结构 简单

自我调节能力 弱
抵抗力稳定性 低

生物种类



营养结构 复杂

自我调节能力 强
抵抗力稳定性 高

热带雨林生态系统

抵抗力很强

抵抗力较弱

抵抗力稳定性的特征: 1、各营养级的生物数量越多,占有的能量多, 抵抗力稳定性越高。

抵抗力很强

抵抗力较弱

抵抗力稳定性高的生态系统特征:
2、生物种类越多,食物网越复杂,物质循环 与能量流动的渠道越多,抵抗力稳定性越高。

抵抗力很强

抵抗力较弱

抵抗力很强

抵抗力较弱

恢复力稳定性的生态系统特征: 生物种类 稀少 营养结构 简单

自我调节能力 弱
恢复力稳定性 高

恢复力稳定性的生态系统特征: 生物种类 多

营养结构 复杂

自我调节能力 强
恢复力稳定性 低

热带雨林生态系统

恢复力稳定性的生态系统的特征: 生态系统的组分越多,食物网越复杂,自我调 节能力越强,恢复力稳定性越弱。


恢复力强

恢复力弱

恢复力稳定性高的生态系统的特征: 3.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。

恢复力强

恢复力较弱

森林生态系统

人工林生态系统

抵抗力稳定性较 高 恢复力稳定性较 低

抵抗力稳定性较 低 恢复力稳定性较 高

抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系 稳 定 性 抵抗力 稳定性

恢复力 稳定性

生物量、生态系统复杂程度等 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。

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。

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。

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。

生态系统稳定性的维持需要有 足够的持续稳定的能量(太阳光能) 输入、具有一定营养关系的生产者、 消费者和分解者,并且各生物成分 之间还应保持一定的相对稳定比例 等条件。生态系统中的生物多样性 是保持生态系统稳态的重要条件

农田防护林

设计制作生态瓶(缸),观察其稳定性
目标:通过动手自制小型生态瓶(缸),认真观 察记录这一人工生态系统的稳定性。 实验材料:罐头瓶(透明的饮料瓶等 ),棕 色瓶,柳条鱼,小田螺,小虾,水草,浮萍, 砂土,池塘水足量,自来水足量。

讨论:如何制作小型生态瓶,才能使它在较 长时间内维持相对稳定?

设计制作生态瓶,观察其稳定性
提示:在罐头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子, 植入水草,装进池塘水(里边有小型动物和 藻类植物)放进健康的小鱼。最后,封上生 态瓶盖。

注意:

设计要求 相关分析 小生态瓶中所形成的生态系统, 防止外界生物或非生物因素的 必须是封闭的 干扰 投放的生物,必须具有很强的生 要能够进行物质循环和能量流 活力,成分齐全。 动,以免破坏食物链。 让里面的植物见光,又便于学生 小生态瓶必须是透明的 进行观察。 生态瓶宜小不宜大,瓶中的水 便于操作;缸内储备一定量的 量应为容器的4/5。 空气

将小生态瓶放在有较强散射光 防止水温过高,而使水草死亡。 的地方。
动物不宜太多,个体不宜太大

减少对O2 的消耗以免破坏食物 链。

设计制作生态瓶,观察其稳定性
拓展延伸: 1.提出与维持生态瓶内稳定性相关的问题,例如: A.生态系统的稳定性与生物种类的多少有关吗? B.生态系统的稳定性与阳光有关系吗? 2.根据提的问题作出假设 3.小组讨论,设计探究方案

生态瓶

自我调节能力的机制是负反馈调节。


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