生态系统的稳定性解析教学课件

2020/10/1611993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个月之后就因里面氧气减少、粮食减产不得不撒出。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”。这是一个占地1.3亿平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。2020/10/162生物圈2号的启示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可持续发展的必由之路。该实验说明，在目前技术条件下要在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。因为系统的稳定性很难做到。2020/10/163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。生态系统稳定性2020/10/164一、生态系统稳定性1.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。①结构稳定性：②功能稳定性：2.表现：物质和能量输入、输出相对平衡动植物种类和数目不会有太大变化

生态系统具有一定的自我调节能力3.原因：2020/10/165食物链：草

→兔

→狐负反馈调节1.自我调节的基础：二、生态系统自我调节能力2020/10/166河流受到轻微污染时，此河流会被破坏吗？物理沉降化学分解微生物分解2.自我调节的实例：净化作用2020/10/167森林中，如果害虫数量增加，那么森林会被破坏吗？群落内部的调节2020/10/168一场大火过后，森林会被破坏吗？群落与环境间的调节2020/10/169①自动调节能力大小与生态系统的物种组成、营养结构有关。②自我调节能力是有一定限度的，超过限度的干扰会使生态系统崩溃。例如：我国西北的黄土高原！3.自我调节的特点：一般情况下，生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力也越强。2020/10/1610

黄土高原过去不仅有茂密的森林，还有茂密的草原。但是，经过几百年的掠夺式开发，盲目砍伐森林和滥垦草原，结果植被破坏殆尽，引起水土流失，因而成为一片荒山秃岭。穷山恶水青山绿水黄土高原的历史变迁2020/10/1611负反馈：使生态系统达到和保持稳定。正反馈：使生态系统远离平衡状态。环境进一步恶化更多生物死亡生物死亡，物种减少。环境污染，环境恶化更好或更坏实例1：2020/10/1612湖泊受到了污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂（+）实例2：正反馈在生态系统调节中一般具有破坏性。+2020/10/1613三、生态系统稳定性的类型1.抵抗力稳定性（1）概念：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。（2）特点：抵抗破坏，维持原状生态系统各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。（3）大小：与自我调节能力有关2020/10/1614（4）抵抗力稳定性高的生态特征：①各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力高抵抗力低相比较而言2020/10/1615②生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。抵抗力高抵抗力低相比较而言2020/10/1616（1）概念：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。2.恢复力稳定性（2）特点：遭到破坏，恢复原状（3）大小：

生态系统各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，恢复力稳定性越低。2020/10/1617（4）恢复力稳定性高的生态特征：①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。恢复力强恢复力低相比较而言2020/10/1618②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。恢复力强恢复力低北极苔原热带雨林相比较而言2020/10/1619抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系

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生物量、生态系统复杂程度等2020/10/1620抵抗力弱

恢复力强抵抗力强

恢复力弱相比较而言2020/10/1621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

低若经过度放牧，环境遭破坏，恢复的时间也是相当长的。单独来看恢复力稳定性？2020/10/1622生态系统成分多

营养结构较复杂自我调节能力大抵抗力稳定性高物种丰富的热带雨林恢复力稳定性低2020/10/1623一个生态系统遭破坏之后，恢复力稳定性需要依据所处的环境条件来判断：环境条件好，恢复力稳定性较高。2020/10/1624四、提高生态系统的稳定性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。1.措施：草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。2020/10/1625②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2020/10/1626人类的生存和发展离不开一个适宜稳定的环境。走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。2.意义：2020/10/16273.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。印度洋海啸地震2020/10/1628火山爆发泥石流台风洪水2020/10/1629②人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、环境污染等。环境污染自然资源的不合理利用物种的无节制捕杀和物种的盲目引进生物种类的变化环境因素的变化2020/10/1630河流污染森林植被破坏藏羚羊的呼唤垃圾成堆2020/10/1631有人说：“破坏环境是眨眼之间的事情，而恢复生态环境则要付出艰辛的努力，一个伐木工人砍伐一棵大树仅需要几分钟，而我们栽种一棵小树直至长成一棵参天大树则需要几年甚至几十年的时间。”因此，我们再也不能破坏我们赖以生存的环境了。

启示2020/10/1632五、设计制作生态缸,观察其稳定性2020/10/1633（一）实验目的：探究封闭生态系统保持相对稳定的条件。（三）实验材料:生态缸材料、生物、沙土、花土、自来水等。（二）实验原理：①生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物的因素有密切关系。②将少量植物、一些植食性动物、微生物、其他非生物成分放入一个生态缸中，便成为一个人工模拟的生态系统。③观察生物生存状况和时间，了解生态系统的稳定性及影响因素。2020/10/1634（四）实验流程：制作生态缸框架标准：100cm×70cm×50cm缸底部的铺垫花土在下，一边高一边低。沙土在上，沙土层厚5~10cm注入水从缸底注入放入动、植物水中放浮萍、水草、小乌龟，沙土植上仙人掌，花土植上蕨类植物和杂草，放置蚯蚓和蜗牛。用胶带密封生态缸将生态缸放置在室内通风、光线良好的散射光下观察、记录生物种类和数量变化及水质、基质的变化2020/10/1635设计要求相关分析小生态瓶中所形成的生态系统,必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰投放的生物,必须具有很强的生活力，成分齐全。要能够进行物质循环和能量流动，以免破坏食物链。小生态瓶必须是透明的让里面的植物见光,又便于学生进行观察。生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应为容器的4/5。便于操作；缸内储备一定量的空气将小生态瓶放在有较强散射光的地方。防止水温过高,而使水草死亡。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。（五）设计要求及分析：2020/10/16362020/10/16372020/10/16382020/10/1639开放生态系统，可以保存较长时间2020/10/1640

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。2020/10/1641讨论：1.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量；保证植物和动物之间能构成食物链（网）。2.生态缸经过多长时间才能达到比较稳定的状态？大概一周，缸内生物相互适应和依存。3.达到稳定状态后，生态缸内的生物种类和数量有无变化？如有，是怎样变化的？有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧逐渐减少，以浮游生物为食的小型动物先死亡。2020/10/16421.生态系统能保持稳定的原因主要是（）A相对稳定的物质循环

B缺少干旱C有自我调节能力

D食物链破坏练习2.自然林区的马尾松一般不易发生虫害，而人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害，其主要原因是（）A松毛虫繁殖力强

B马尾松抗虫能力差C人工林营养结构简单D当地气候适宜松毛虫生长2020/10/16433.“野火烧不尽，春风吹又生。”说明生态系统的（）A