第5节生态系统的稳定性

1、少量砍伐森林中的树木，森林的少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能会不会遭到破坏？结构功能会不会遭到破坏？草原上适量放养牲畜，草原会被草原上适量放养牲畜，草原会被破坏吗？破坏吗？适度适度捕捉生态系统中的动物，捕捉生态系统中的动物，会不会导致种群严重减小，甚至会不会导致种群严重减小，甚至灭绝呢？灭绝呢？为什么这些生态系统在受到为什么这些生态系统在受到干扰后，仍能保持相对稳定呢？干扰后，仍能保持相对稳定呢？ 生态系统所具有的保持或恢复自身结构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，叫做生态系统的稳和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性（定性（stability of ecosys

2、temstability of ecosystem）。）。 生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节（系统具有自我调节（self-regulating）能力。）能力。一、生态系统的自我调节能力一、生态系统的自我调节能力l阅读课文阅读课文l生态系统具有自我调节能力的实例有哪些？生态系统具有自我调节能力的实例有哪些？l生态系统自我调节能力的基础是什么？生态系统自我调节能力的基础是什么？l思考讨论：构建负反馈调节的概念模型。思考讨论：构建负反馈调节的概念模型。生态系统的自我调节能力是无限的吗？生态系统的自我调节能力是无限的吗？负反馈负反馈二、抵

3、抗力稳定性和恢复力稳定性二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。持原状的能力。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。抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力

4、很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱、生物的种类、数量多。、生物的种类、数量多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力较强抵抗力较强抵抗力较弱抵抗力较弱、生物的种类、数量多。、生物的种类、数量多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。量流动的渠道多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。量流动的渠道多。抵

5、抗力较强抵抗力较强抵抗力较弱抵抗力较弱抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。量流动的渠道多。抵抗力较强抵抗力较强抵抗力较弱抵抗力较弱可见，抵抗力稳定性高的生态系统特征有：可见，抵抗力稳定性高的生态系统特征有：、各营养级的生物种类多，、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂。食物网结构复杂。、生物的种类、数量多。、生物的种类、数量多。概念：生态系统受到外界干扰因素的破概念：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。坏后恢复原状的能力。来源：来源：、生物繁殖的速度快，产生后代多，能

6、迅速、生物繁殖的速度快，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，能适应新环境的类型。、物种变异能力强，能适应新环境的类型。、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。恢复力稳定性高的生态系统特征恢复力稳定性高的生态系统特征：、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。恢复力强恢复力强恢复力弱恢复力弱恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适、生物能以休眠方式渡过不利时期

7、或产生适应新环境的新类型。应新环境的新类型。恢复力强恢复力强恢复力较弱恢复力较弱可见，恢复力稳定性高的生态系统特征：可见，恢复力稳定性高的生态系统特征：、生物种类较少，物种扩张、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。受到的制约小。、各营养级的生物个体小，、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。数量多，繁殖快。、各营养级生物能以休眠方、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。应新环境的新类型。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

8、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恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：、生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。、生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。抵抗力弱抵抗力弱恢复力强恢复力强抵抗力强抵抗力强恢复力弱恢复力弱恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：2 2、生物个体小，繁殖快。能以休眠方式渡过、生物个体小，繁殖快。能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的变异。不利时期或产生适应新环境的变异。抵抗力弱抵抗力弱恢复力强恢复力强抵抗力强抵抗力强恢复力弱恢复力弱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

9、。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。一方面要控制对生态系统干扰的程度，一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。系统的自我调节能力。另一方面，对人类利用强度大的生态另一方面，对人类利用强度大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保系统，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。证生态系统内部结构与功能的协调。1991年，年，8个人被送进个人被送进“生物圈生物圈二

10、号二号”，本来预期他们与世隔绝两，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但自然净化的水生存。但18个月之后，个月之后，“生物圈二号生物圈二号”系统严重失去平衡：系统严重失去平衡：氧气浓度从氧气浓度从21%降至降至14%，不足，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的以补救也无济于事；原有的25种小种小动物，动物，19种灭绝；为植物传播花粉种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后

11、的研究发现：细菌在分解土壤事后的研究发现：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量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被化碳经过化学作用，被“生物圈二生物圈二号号”的混凝土墙所吸收，又打破了的混凝土墙所吸收，又打破了循环。循环。 自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致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，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格局及

12、大小比例不合理。地球类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：我们我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的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保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢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可持续发展的必由之路。复是实现人类可持续发展的必由之路。 人类应保持对自然的敬畏，不人类应保持对自然的敬畏，不满满300300万岁的人类想对万岁的人类想对

13、4545亿高龄的亿高龄的地球指手划脚当家作主，为时尚早。地球指手划脚当家作主，为时尚早。人类要避免对自然环境的种种自作人类要避免对自然环境的种种自作聪明，否则，人们很可能不会再有聪明，否则，人们很可能不会再有下一个五千年文明。下一个五千年文明。通过本节的学习，要明确以下观点：通过本节的学习，要明确以下观点： （1）自然生态系统是人类生存的基本环境；）自然生态系统是人类生存的基本环境；（2）人类活动的干扰正在全球范围内使生态）人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳定状态；系统偏离稳定状态；（3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约

14、。中，但又受到自然规律的制约。 课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性。课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性。 1.在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤外，还要注意以下几点外，还要注意以下几点:l（1）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。有着更严格的要求。l（2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适。放置生物的数量要合适。l（3）为了使生

15、态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。l（4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。上制作者的姓名与制作日期。2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:l（1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。变化等。l（2）定期观察，

16、同时做好观察记录。）定期观察，同时做好观察记录。l（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。间。l（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。练习练习l基础题基础题1.（1）；（；（2）；（；（3）。2.自我调节能力最强的两个生态系统是（自我调节能力最强的两个生态系统是（1、8）；）；人的作用突出的生态系统有（人的作用突出的生态系统

17、有（6、7、9、11）；）；陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（1、2），较弱的是），较弱的是（3、5、6、7、11）；）；水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（4、9），恢复较慢的是（），恢复较慢的是（8）。）。l拓展题拓展题提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛单，则调节平衡的能力越弱

18、。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。返回自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示l一、概念检测一、概念检测l1.（1）；（；（2）；（；（3）；l （4）；（；（5）。l2.（1）B；（；（2）C。3.（1）例如：）例如：（2）生态系统）生态系统的信息传递的信息传递 l二、知识迁移二、知识迁移l1.这是一道开放性非常大的题，可以让学生充分这是一道开放性非常大的题，可以让学生充分发挥创造力去设计。发挥创造力去设计。 l2.提示：提示：l（1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。l（2）有机物分解后形成的大量的）有机物分解后形成的大量的NH+4等无机等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。盐离子，有利于藻类的大量繁殖。l（3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶