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1、第第3节节 生态系统的稳定性生态系统的稳定性生物圈生物圈2号号 美国橄榄球员约翰艾伦发起美国橄榄球员约翰艾伦发起 建于亚利桑那州图森市以北沙漠中建于亚利桑那州图森市以北沙漠中 耗资耗资1515亿美元，历时亿美元，历时8 8年年 19911991年年9 9月月2626日美国日美国8 8名科学家进驻名科学家进驻 占地占地128128公顷，有公顷，有7 7种生态群落区（种生态群落区（5 5个野个野生生物群落：热带雨林、热带草原、海洋、生生物群落：热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠和沼泽、沙漠和2 2个人工生物群落：农业区个人工生物群落：农业区和居住区）和居住区） 非生物的物质和能量、生产者、消费者
2、和非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有（分解者应有尽有（40004000多物种）多物种） 进一步了解生态系统的结构与功能进一步了解生态系统的结构与功能 试验人类离开地球能否生存试验人类离开地球能否生存 八位科学家原打算在八位科学家原打算在“生物圈生物圈II号号”中自中自给自足生活两年给自足生活两年 实际是实际是1993年年6月走出月走出出现的问题：出现的问题： 1由于土壤中的碳与氧气反应生成由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈生物圈II号号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由导致氧气含
3、量由21下降到下降到14，二氧化，二氧化碳含量猛增。碳含量猛增。2昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。基本死亡，食物链等营养结构联系中断。3靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。粮食严重减产。 实验的失败表明，在现有技术条件下，人实验的失败表明，在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。能让人类休养生息的生态系统。 地球是人类唯一的家园，要珍惜爱护它。地球是人类唯一的家园，要珍惜爱护它。少量砍伐森林中的树木，森林的少量砍伐森林
4、中的树木，森林的结构功能不会破坏。结构功能不会破坏。草原上适量放养牲畜，草原不至草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。于破坏。适度捕捉生态系统中的动物，适度捕捉生态系统中的动物，也不会导致种群严重减小，更不也不会导致种群严重减小，更不会灭绝。会灭绝。 1906年以前，美国亚利桑那州北部的凯巴森林还是松杉葱郁，生机勃勃。大约有4000头左右的鹿在林间出没，以贪婪的目光蹑足尾随鹿群的是以凶恶残忍著称的狼。美国总统西奥多罗斯福很想让凯巴森林里的鹿能得到有效的保护，能繁殖得更多，以使人们可以捕猎到更多的鹿。狩猎在当时人们的生产生活中占有很重要的位置，人们对这一行业无论从道义上还是法律上都持宽容的态度，罗
5、斯福宣布凯巴伯森林为全国狩猎保护区，并决定由政府雇请猎人到那里消灭狼。 枪声在森林中震荡。这场剿灭恶狼的行动持续了25年。在猎人们冰冷的枪口下，森林中的狼接连发出惨叫，一命呜呼。在25年的猎捕过程中，有6000多只狼先后毙命。森林中其他以鹿为捕食对象的野兽（如豹子）也被猎杀了很多。 得到特别保护的鹿成了凯巴森林中的“宠儿”。在这个“自由王国”中，它们自由自在地生长繁育，自由自在地啃食树木，过着没有危险而又有着充足食物来源的幸福生活。很快，森林中的鹿群飞快地繁殖起来，总数超过了1O万只。 1O万多只鹿在森林中东啃西啃，使森林开始承受不住了。林中的灌木丛被吃光，鹿群开始啃食小树；小树吃光后，又开始
6、啃食树皮一切鹿能吃得到而且吃得下的食物都难逃厄运。森林中的绿色植被在一天天减少，大地露出的枯黄在一天天扩大。 灾难终于降临到鹿群头上。先是饥饿造成鹿的大量死亡，接着又是疾病流行，使无数只鹿消失了踪影。两年之后，鹿群的总数由10万只锐减到4万只。到1942年，整个凯巴森林中只剩下不到8000只病鹿在苟延残喘。想一想为什么鹿的数量不断减少？凯巴森为什么鹿的数量不断减少？凯巴森林系统在林系统在30多年中发生了什么变化？是什多年中发生了什么变化？是什么因素导致这种变化的？么因素导致这种变化的？ 生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。 生态系统
7、在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。 由于生态系统中生物的迁入，迁出及其它由于生态系统中生物的迁入，迁出及其它变化使生态系统总是在发展变化的，我们变化使生态系统总是在发展变化的，我们就把：就把：生态系统发展到一定阶段时，它的生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能能够保持相对稳定（即：结构和功能能够保持相对稳定（即：生物生物与非生物物质和能量之间、生物与生物之与非生物物质和能量之间、生物与生物之间相对稳定平衡间相对稳定平衡）称为生态系统的稳定性。）称为生态系统的稳定性。生态系统为什么能保持一定的稳定性
8、呢？生态系统为什么能保持一定的稳定性呢？ 来看一个简单草原生态系统模型： 草羊狼思考：当该草原迁入一群羊后，将发生什么样的变化？思考：当该草原迁入一群羊后，将发生什么样的变化？ 当生态系统发生一定的变化或受到外来因素干扰时，由于生态系统调整本身各成分的数量，克服了系统内部的变化及外界的干扰，维持相对稳定和平衡的状态。 生态系统具有一定的自我调节能力生态系统具有一定的自我调节能力。 哪个生态系统调节能力强？哪个生态系统调节能力强？ 森林森林 & 农田农田讨讨 论论 讨论：这个水域在环境污染下，还能保持稳定性吗？ 不能，一个生态系统一个生态系统的自动调节能力是有的自动调节能力是有一定限度的一定限度
9、的，如果外界因素的干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏。 哪些因素会导致生态系统稳定性被破坏？ 1、自然因素：自然因素：火山爆发、地震、泥石流、 洪水、台风海啸等。 2、人为因素：人为因素：过度开发、环境污染等 破坏因素：破坏因素： 1 1生态系统的结构和功能总是处于不断变生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的。化的过程中，生态系统的稳定只是相对的。 2 2生态系统能保持一定的稳定性是因为生生态系统能保持一定的稳定性是因为生态系统具有一定的自我调节能力。态系统具有一定的自我调节能力。 3 3生物圈是人类生存的唯一家园，而人类生物圈是人类生存的唯
10、一家园，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。定性。生生态态系系统统结构结构功能功能平衡平衡物种种类相对稳定物种种类相对稳定种群数量相对稳定种群数量相对稳定有典型完整的食物链有典型完整的食物链能量流动能量流动物质循环物质循环白白桦桦林林生生态态系系统统结构结构功能功能 平衡平衡物种种类相对稳定物种种类相对稳定种群数量相对稳定种群数量相对稳定有典型完整的食物链有典型完整的食物链能量输入、输出接近相等能量输入、输出接近相等物质输入、输出接近相等物质输入、输出接近相等平衡平衡河流方向河流方向相相对对数数值值溶解氧藻类有机物细菌无机离子污污水水草鼠狐鼠鼠草狐狐草鼠时间时间数数量量生态系统的反馈机制生态系统的反馈机制草鼠狐猫头鹰蛇昆虫食虫鸟蟾蜍兔自动调节能力与营养结构的关系自动调节能力与营养结构的关系