第五节生态系统的稳定性

1、28人人进进“生物圈二号生物圈二号”，预，预期与世隔绝两年，吃自己生期与世隔绝两年，吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用自然水。但氧气，饮用自然水。但18月月后，系统失去平衡：氧气浓后，系统失去平衡：氧气浓度度降至降至14%，不够研究者呼，不够研究者呼吸，输入氧气也无济于事；吸，输入氧气也无济于事；原有的原有的25种种小动物，小动物，19种种灭灭绝；昆虫全部死亡，植物无绝；昆虫全部死亡，植物无法繁殖。细菌在分解有机质法繁殖。细菌在分解有机质时，耗费大量氧气；放出的时，耗费大量氧气；放出的二氧化碳被基地的混凝土墙二氧化碳被基地的混凝土墙吸收，无法吸收，无法循环循环。

2、 1984年建造的生态实验基地年建造的生态实验基地“生物圈生物圈号号”。占地。占地1.3亿平方米亿平方米 的钢架结构的玻璃建筑，远望去仿佛是一个巨的钢架结构的玻璃建筑，远望去仿佛是一个巨大的温室。大的温室。人类能否在生物圈之外建人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活造一个适于人类长期生活的生态系统呢？为什么？的生态系统呢？为什么？ 生物圈生物圈2 2号的启示号的启示它最重要的启示在于：我们人类目前它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类进

3、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。可持续发展的必由之路。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结构和和功能功能相对稳定的能力，叫生态系统的相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性（稳态）。稳定性（稳态）。一、生态系统稳定性的概念一、生态系统稳定性的概念稳定性的特征稳定性的特征1 1 、结构结构相对稳定：相对稳定： 生产者、消费者和分解者的种类及数量保持相对稳生产者、消费者和分解者的种类及数量保持相对稳定。食物链和食物网相对稳定定。食物链和食物网相对稳定思考思考: :1.1.你能列举出生态系统在受到干扰后你能列举出生态系统在受到干扰后, ,仍能保仍能保持和恢复相对稳

4、定的实例吗持和恢复相对稳定的实例吗? ?2.2.为什么生态系统具有这样的能力呢为什么生态系统具有这样的能力呢? ?2 2 、功能功能相对稳定：相对稳定： 物质和能量的输入和输出相对平衡物质和能量的输入和输出相对平衡草草食草动物食草动物过度放牧过度放牧食物短缺食物短缺负反馈调节负反馈调节结果结果: :抑制或减弱了最初发生的变化，使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。生态系统达到或保持稳定。实例一实例一: :狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物植物植物狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少的草的草吃了吃了大量大量的草的

5、草生生态态系系统统中中的的负负反反馈馈调调节节 概念：概念：不同的生态系统都有在一定的范围不同的生态系统都有在一定的范围内消除外来干扰的能力，我们把这种现象内消除外来干扰的能力，我们把这种现象称之为称之为自我调节能力自我调节能力。 自我调节有自我调节有正反馈正反馈和和负反馈负反馈调节。调节。负反负反馈馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统系统自我调节能力的基础自我调节能力的基础。10正反馈调节：正反馈调节：有一个湖泊受到了严重污染，有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污

6、染，引起更多尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。的鱼类死亡，活鱼就更少了。注意：注意：生态系统的生态系统的自我调节能力是有一定限自我调节能力是有一定限度度的，如果外界的干扰强度超过了其自我调的，如果外界的干扰强度超过了其自我调节能力范围，生态系统的稳定性将遭到严重节能力范围，生态系统的稳定性将遭到严重破坏而无法恢复！破坏而无法恢复！例如：我国西北的黄土高原！例如：我国西北的黄土高原！正反馈正反馈湖泊受到了污染湖泊受到了污染鱼类等生物死亡鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂死鱼等生物腐烂（+）实例：实例：使生态系统常常远离稳态，对生态系统使生态系统常常远离稳态，对生态系统有极

7、大破坏作用。有极大破坏作用。结果：结果：+ +原方向原方向原方向原方向发生偏离发生偏离发生偏离发生偏离正反馈调节正反馈调节更加偏离更加偏离负反馈调节负反馈调节回到原来方向回到原来方向错上加错错上加错改邪归正改邪归正自动调节能力大小与生态系统自动调节能力大小与生态系统的的物种组成、营养结构的复杂程度物种组成、营养结构的复杂程度有关。有关。思考：自我调节能力的大小与什么有关？思考：自我调节能力的大小与什么有关？14实例二实例二: : 苏州苏州江南水乡江南水乡, ,小桥流水人家。话说小桥流水人家。话说乾隆下江南时，到了乾隆下江南时，到了苏州。看到水乡人家苏州。看到水乡人家上游淘米洗菜，下游上游淘米洗

8、菜，下游洗澡洗衣，可是即便洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为这番景象让乾隆大为惊奇。惊奇。 可是，他也发现苏州虎可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。绿水青山。思考与讨论：1.1.水

9、乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，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？河水为何仍能保持清澈？ 物理沉降物理沉降化学分解化学分解微生物分解微生物分解 生态系统抵抗外界生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。功能保持原状的能力。抵抗力稳定性思考与讨论：2.2.既然生态系统具有抵抗力稳定性，既然生态系统具有抵抗力稳定性，为什么虎丘外围河流还会出现为什么虎丘外围河流还会出现“水污染事件水污染事件”这种情景呢？这这种情景呢？这说明了什么问题？说明了什么问题？3.3.染坊停止排污后，虎丘外围的河流染坊停止排污后，虎丘外围的河流出现了什么变化，这说明了什

10、么？出现了什么变化，这说明了什么？ 生态系统在受到外界生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。到原状的能力。恢复力稳定性（自我恢复能力）恢复力稳定性恢复力稳定性: :生态系统在受到外生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。的能力。生态系统的稳定性表现在两个方面：生态系统的稳定性表现在两个方面：抵抗力稳定性抵抗力稳定性: :生态系统抵抗外界生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持干扰并使自身的结构与功能维持原状的能力。原状的能力。（抵抗干扰，维持原状）（抵抗干扰，维持原状）（遭到破坏，恢复原状）（遭到破坏，恢复原状）22

11、( (一一) )抵抗力稳定抵抗力稳定性性特点：特点：抵抗破坏，维持原状抵抗破坏，维持原状 来源：来源：、生物的种类、数量多，一定的外来干扰造、生物的种类、数量多，一定的外来干扰造成的变化占总量的比例小。成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。（二）恢复力稳定性（二）恢复力稳定性特点：特点：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

12、物繁殖的速度快，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。（三）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较（三）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性实质实质核心核心联系联系保持自身结构功能相对稳定保持自身结构功能相对稳定 恢复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抵抗干扰 保持原状保持原状遭到破坏遭到破坏 恢复原状恢复原状 相反关系相反关系 同时存在于同一系统同时存在于

13、同一系统中的两种截然不同的中的两种截然不同的作用力，它们相互作作用力，它们相互作用，共同维持生态系用，共同维持生态系统的稳定。统的稳定。 二者之间与营养结构二者之间与营养结构的关系，如右图所示：的关系，如右图所示：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25生态系统的成分越生态系统的成分越多多，营养结构越，营养结构越复杂复杂，自动调，自动调节能力越节能力越强强，抵抗力稳定性越，抵抗力稳定性越高高；生态系统的成分越生态系统的成分越多多，营养结构越，营养结构越复杂复杂，遭到破，遭到破坏后恢复原状越坏后恢复原状越难难 ，所以恢复

14、力稳定性越，所以恢复力稳定性越低低；如果恢复不了，会怎么样？食物网复杂与否生物种类生物种类 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 低低生物种类生物种类 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森林生态系统森林生态系统人工林生态系统人工林生态系统低低抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较高高抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较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29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

15、原生态系统草原生态系统30人类的生存离不开一个适宜人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。稳定的环境。人类的发展离不开一个适宜人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。稳定的环境。走持续发展的道路需要一个走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。适宜稳定的环境。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。适量砍伐森林中适量砍伐森林中的树木，森林的的树木，森林的结构功能不会破结构功能不会破坏，还能促进森坏，还能促进森林的更新。林的更新。 科学合理的载科学合理的载畜量，不会破

16、畜量，不会破坏草原，又可坏草原，又可以获得稳定的以获得稳定的畜牧产品畜牧产品。适度捕捞海洋适度捕捞海洋系统中成鱼，系统中成鱼，不仅可以促进不仅可以促进海洋鱼类资源海洋鱼类资源的更新，还能的更新，还能不断获得各类不断获得各类产品。产品。四、提高生态系统的稳定性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

17、的协调。内部结构与功能的协调。34 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。35随堂练习随堂练习1、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫危、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（害，其主要原因是（ ）A、马尾松林营养结构复杂、马尾松林营养结构复杂B、马尾松林适应环境的能力弱、马尾松林适应环境的能力弱C、马尾松林营养结构简单、马尾松林营养结构简单D、松毛虫适应环境弱、松毛虫适应环境弱C C随堂练习随堂练习2、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低 A、

18、温带草原、温带草原 B、北极冻原、北极冻原 C、热带雨林、热带雨林 D、北方针叶林、北方针叶林3、生态系统能够保持稳定的原因主要是、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、相对稳定的物质循环 B、缺水干旱、缺水干旱 C、自我调节能力、自我调节能力 D、食物被破坏、食物被破坏B BC C随堂练习随堂练习4、在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃、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而长得较好。造成这种现象的

19、原因是 A、植被破坏、植被破坏 B、环境污染、环境污染 C、食物链被破坏、食物链被破坏 D、缺水干旱、缺水干旱C C随堂练习随堂练习5、河流受到轻度污染时，能通过自身的物理、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（）污染，这是由于生态系统具有（） A、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性 B、恢复力稳定性、恢复力稳定性 C、抗污染能力、抗污染能力 D、保持相对稳定的能力、保持相对稳定的能力A A随堂练习随堂练习6、某池塘生态系统的结构和功能由于污染物、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，这是于自身的净化作用，逐步恢复原状，这是由于生态系统具有（）由于生态系统具有（）A、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性 B、恢复力稳定性、恢复力稳定性C、抗污染能力、抗污染能力 D、抗干扰能力、抗干扰能力B B随堂练习随堂练习7、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一