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1、第五节第五节 生态系统的稳定性生态系统的稳定性岳阳市五中岳阳市五中 陈小雄陈小雄1 1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结、概念：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。构和功能相对稳定的能力。2 2、生态系统稳定性的表现：、生态系统稳定性的表现：a a、抵抗力稳定性：、抵抗力稳定性：（1 1）、原因：内部具有的一定的自动调节能力；）、原因：内部具有的一定的自动调节能力；（2 2）、影响自动调节能力大小的因素：）、影响自动调节能力大小的因素：A A、生态系统的成分的复杂程度；、生态系统的成分的复杂程度；B B、生态系统的营养结构的复杂程度。、生态系统的营养结构的复杂程度。
2、（3 3）、自动调节能力总有一定的限度。）、自动调节能力总有一定的限度。（五）生态系统的稳定性（五）生态系统的稳定性第五节第五节生态系统的稳定性生态系统的稳定性考点考点1：生态系统的自我调节能力：生态系统的自我调节能力考点考点2：抵抗力稳定性与恢复力稳定性：抵抗力稳定性与恢复力稳定性考点考点3：生态系统稳定性的原理：生态系统稳定性的原理考点考点4：人类活动对生态系统稳定性的影响：人类活动对生态系统稳定性的影响 地球上亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附近苔地球上亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附近苔原，都已经存在至少上千万年了，这些自然生态系统尽管原，都已经存在至少上千万年了，这些自然生态系
3、统尽管经常受到洪涝、火烧、虫害，也受到人类的砍伐与放牧等经常受到洪涝、火烧、虫害，也受到人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但是现在依然基本保持着正常的森林、草原活动的干扰，但是现在依然基本保持着正常的森林、草原与苔原景观、仍能维持生态系统的正常功能。说明生态系与苔原景观、仍能维持生态系统的正常功能。说明生态系统具有一定的稳定性。统具有一定的稳定性。亚马逊原始森林亚马逊原始森林欧亚大陆草原欧亚大陆草原北极苔原北极苔原考点考点1 1：生态系统的自我调节能力：生态系统的自我调节能力 此图是美国科学家于此图是美国科学家于19841984年年开始兴建的开始兴建的“生物圈生物圈号号”实验实验室，室，19931
4、993年年1 1月建成后月建成后8 8位科学家位科学家入住里面，想通过自己生产各种入住里面，想通过自己生产各种生存所需，计划在里面生活两年。生存所需，计划在里面生活两年。结果才过了一年多一点就因里面结果才过了一年多一点就因里面氧气减少、粮食减产不得不撤出。氧气减少、粮食减产不得不撤出。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。统是非常困难的。生物圈生物圈号不具有生态系统的稳定性。号不具有生态系统的稳定性。生物圈生物圈IIII号号1 1、生态系统稳的重要特点是趋向于达到一种稳定或平衡状态、生态系统稳的重
5、要特点是趋向于达到一种稳定或平衡状态生态系统中生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；生态系统中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。因而阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。因而生态生态系统也在不断地发展变化着。但系统也在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统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。构与功能就不会发生大的改变。这就是这就是生态系统的稳定性生态系统的稳定性。2 2、生态系统稳定性的概念、生态系统
6、稳定性的概念 生态系统所具有的生态系统所具有的保持保持或或恢复恢复自身结构和功能自身结构和功能相对稳定的能力相对稳定的能力，叫做，叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性。少量砍伐森林中的少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能树木，森林的结构功能不会破坏。不会破坏。草原上适量放养牲畜，草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。草原不至于破坏。适度捕捉海洋生态系适度捕捉海洋生态系统中的鱼类，也不会导致统中的鱼类，也不会导致种群严重减小，更不会灭种群严重减小，更不会灭绝。绝。例例1 1：河流受到轻度污染后，可通过：河流受到轻度污染后，可通过物理沉降、化学分解物理沉降、化学分解和和微生物的分解微生物的分解来消
7、除污染，使河流中的生物种类和数量不受来消除污染，使河流中的生物种类和数量不受到明显的影响。到明显的影响。例例2 2：森林生态系统中，当：森林生态系统中，当害虫增加害虫增加时，时，食虫鸟食虫鸟也随之也随之增增加加，从而使树木不会受到大的损害。，从而使树木不会受到大的损害。生产者生产者害虫害虫食虫鸟食虫鸟生态系统的稳定性来自生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性抵抗力稳定性和和恢复力稳定性恢复力稳定性两个两个方面。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有方面。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自动调节能力自动调节能力。3、生态系统的自我调节能力、生态系统的自我调节能力 生物群落生物
8、群落中的这种调节方式称为中的这种调节方式称为负反馈调节（抑负反馈调节（抑制食草动物的增加）制食草动物的增加）。生态系统的。生态系统的调节能力主要是通调节能力主要是通过反馈来实现的。过反馈来实现的。其中其中负反馈调节负反馈调节在生态系统中普遍在生态系统中普遍存在，它是生态系统存在，它是生态系统自我调节能力的基础自我调节能力的基础。草草食草动物食草动物过度放牧过度放牧食物减少食物减少减少减少减少减少 生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间也存在着这种也存在着这种负反馈调负反馈调节节。例。例3 3：森林火灾之后，森林中种群密度降低，但：森林火灾之后，森林中种群密度降低，但于阳光充沛、土壤中无机
9、养料增多，许多种子萌发后于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后迅速长成新的植株迅速长成新的植株（抑制（抑制植株的减少）植株的减少）。在生态系统中关于在生态系统中关于正反馈正反馈的例子不多。例的例子不多。例4 4，有，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又进一步加重污染，引起少，鱼类死亡的尸体腐烂，又进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡更多的鱼类的死亡（促进促进鱼类的减少）鱼类的减少）。生态系统的生态系统的自我调节能力的大小与自身的营养结自我调节能力的大小与自身的营养结构成正相关。构成正相关。生态系统中生态
10、系统中生物的种类、数量越多，营养结构越生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强。复杂，其自动调节能力就越强。生态系统的自动调节能力主要表现在三个方面：生态系统的自动调节能力主要表现在三个方面：1 1）对同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内普遍存在的种群变）对同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内普遍存在的种群变化规律。化规律。2 2）对异种生物种群之间数量的调控，其常见于植物与动物或动物与动物）对异种生物种群之间数量的调控，其常见于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系。之间，常有食物链关系。3 3）对生物与环境之间的相互调控。）对生物与环境之间的相互调控。生态
11、系统的生态系统的自我调节能力不是无限的自我调节能力不是无限的。当外界干。当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的能力会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。程度。黄土高原黄土高原概念：生态系统概念：生态系统抵抗外界干扰抵抗外界干扰并使自身结构与功能并使自身结构与功能保持原状保持原状的能力。的能力。来源：来源：）生物的）生物的种类、数量多种类、数量多，一定外来干扰造成的，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。变化占总量的比例小。）能量流动与物质循环的途径多能量流动与物质循环的途径多，
12、一条途径中，一条途径中断后还有其他途径来代替。断后还有其他途径来代替。）生物）生物代谢旺盛代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。成的不利影响。1 1、抵抗力稳定性、抵抗力稳定性考点考点2：抵抗力稳定性和恢复力稳定性：抵抗力稳定性和恢复力稳定性核心：核心：“抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状”。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：a a、各营养级的生物、各营养级的生物数量多数量多，占有的，占有的能量多能量多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱热带雨林热带雨林温带针阔混交林温带针阔混交林b b、生物、生物种类多，食物网复杂种类多，
13、食物网复杂，物质循环与能量流动，物质循环与能量流动的的渠道多渠道多。抵抗力很强抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力较弱 生态系统中生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，整个生态系统就自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，整个生态系统就会越稳定。会越稳定。概念：概念：生态系统在遭到外界干扰因素的生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢破坏以后恢复到原状复到原状的能力。的能力。来源：来源：a a、生物、生物繁殖的速度快繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。原有的数量。b b、物种、物
14、种变异能力强变异能力强，能迅速出现适应新环境的新，能迅速出现适应新环境的新类型。类型。c c、生态系统、生态系统结构简单结构简单，生物，生物受到的制约小受到的制约小。2 2、恢复力稳定性、恢复力稳定性核心：核心：“遭到破坏，恢复原状遭到破坏，恢复原状”。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：a a、各营养级的、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快生物个体小，数量多，繁殖快。生物。生物种类较少种类较少，物种扩张受到的，物种扩张受到的制约较小制约较小。恢复力强恢复力强恢复力弱恢复力弱b b、生物能、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环
15、境的新类型境的新类型。恢复力强恢复力强恢复力较弱恢复力较弱热带雨林热带雨林北极苔原北极苔原 生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。抵抵抗力稳定性越高的生态系统，其恢复力稳定性越低。抗力稳定性越高的生态系统，其恢复力稳定性越低。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抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系 抵抗力稳定性与生态系统的自我调节能力成正相关，与恢复力稳定性成反相关。考点考点3：生态系统的稳定性的原理：生态系统的稳定性的原理非生物的物质和能量非生物的物质和能量分解者分解者生产者生产者消费者消费者生物群落生物群落结构稳定结
16、构稳定生态系统生态系统稳定性稳定性功能稳定功能稳定能量流动能量流动物质循环物质循环信息传递信息传递食物链食物链（网）（网）生物生物分解分解物理物理沉降沉降化学化学分解分解抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性净化作用净化作用无机环境无机环境决定决定构成构成决定决定自我调节能力自我调节能力渠道渠道决定决定 生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具一定的自我调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统具一定的自我调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统自身的净化能力（抗污染）和营养结构（抗干扰）。自身的净化能力（抗污染）和营养
17、结构（抗干扰）。考点考点4：人类活动对生态系统稳定性的影响：人类活动对生态系统稳定性的影响1、破坏生态平衡的因素：、破坏生态平衡的因素：自然因素自然因素和和人为因素人为因素。其中其中人为因素的影响尤为突出人为因素的影响尤为突出，主要表现在两个方面：，主要表现在两个方面：1）人类对自然资源不合理地开发和利用人类对自然资源不合理地开发和利用。常常会造成森。常常会造成森林毁灭、水土流失和草原退化。林毁灭、水土流失和草原退化。2）人类活动对自然环境的污染人类活动对自然环境的污染，也常破坏生态系统的稳，也常破坏生态系统的稳定性。如工业废水、农药、化肥等污染物的排放，使水生定性。如工业废水、农药、化肥等污
18、染物的排放，使水生生物因缺氧或中毒而死亡，造成生态系统稳定性的破坏。生物因缺氧或中毒而死亡，造成生态系统稳定性的破坏。人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统稳定人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统稳定性的特点，采取相应的保护措施，保护各种生态系统的稳性的特点，采取相应的保护措施，保护各种生态系统的稳定性，这样才能使人和自然协调发展。定性，这样才能使人和自然协调发展。1）自然生态系统是人类生存的基本环境。2）人类的活动正在改变着自然界中各种生态系统的稳定性导致出现了全球性的环境危机。3）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。2、提高生态系统稳定性的意义1）控制对
19、生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不能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，应实施相应的物资、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。3、提高生态系统稳定性的措施 如对农田不断施肥、灌溉，控制病虫害；人工建造防护林等“生态屏障”。保持与提高生物的数量，保护生保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。稳定性。保护草本、苔藓、地衣等保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。恢复力稳定性。保护和建设多种不同
20、类型的保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。提高生态系统的综合稳定性。二、网络构建种群 具有_、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、具有丰富度、种间关系、_等特征生态系统结构功能稳定性_：食物链(网)_：能量流动：_：发生在_，能量单向流动，逐级递减发生在_，物质可循环运动,反复利用发生在生物与生物之间，生物与_之间 抵抗力稳定性 _稳定性 非生物的物质和能量同时_相互依存不可分割+无机环境个体 具有出生、死亡、年龄、_等特征生产者、消费者、分解者_、性别比例等数量特征性别种群密度年龄组成群落生物圈空间结构组成成分营养结构物质循环
21、生物圈各营养级信息传递环境恢复力进行人口增长是接近哪一种增长方式呢？如果一种生物没有了天敌，而食物供应又比较充足，它就会过度繁殖，数量会呈指数增长。数百年来，人口的增长就是这样的情景。世界人口的增长曲线（五）生态系统的稳定性（五）生态系统的稳定性1在一个封闭的池塘内，水体在一个封闭的池塘内，水体受到生活污水的严重污染，出受到生活污水的严重污染，出现富营养化（由于水体中现富营养化（由于水体中N、P等机物必需的矿质元素过多，等机物必需的矿质元素过多，导致藻类植物等大量繁殖，并导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现引起水质恶化和鱼群死亡的现象），分析水中含氧量的变化曲线可能是下图中的（
22、象），分析水中含氧量的变化曲线可能是下图中的（）2.一段河流遭轻度污染后，通过自身的物理沉降、化学分解和微一段河流遭轻度污染后，通过自身的物理沉降、化学分解和微生物分解等作用而使其物种的数量和群落的结构保持在污染前生物分解等作用而使其物种的数量和群落的结构保持在污染前的状态。这一事实说明该生态系统具有的状态。这一事实说明该生态系统具有A.恢复力稳定性和抵抗力稳定性恢复力稳定性和抵抗力稳定性B.恢复力稳定性或抵抗力稳定性恢复力稳定性或抵抗力稳定性C.抵抗力稳定性抵抗力稳定性D.恢复力稳定性恢复力稳定性D DD D某研究所对一个河流生态系统进某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查，请根据相
23、行了几年的跟踪调查，请根据相关调查材料回答问题。右图表示关调查材料回答问题。右图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长率随时间变化曲线。请数量增长率随时间变化曲线。请分析回答：分析回答：下图中能反映鱼种群数量的变化曲线是下图中能反映鱼种群数量的变化曲线是 该鱼在该鱼在t3时期后，种群数量变化是时期后，种群数量变化是 ，主要原因是，主要原因是 和和 。在在t1时该种群的年龄组成可能为时该种群的年龄组成可能为 型。型。该鱼种群数量的变化规律体现了生态系统的该鱼种群数量的变化规律体现了生态系统的 调节调节B BB B 不再增长不再增长不再增长不再增长 种内斗争加剧种内斗
24、争加剧种内斗争加剧种内斗争加剧 捕食者数量增多捕食者数量增多捕食者数量增多捕食者数量增多增长增长增长增长负反馈负反馈负反馈负反馈这个河流生态系统的生物群落和无机环境之间通过这个河流生态系统的生物群落和无机环境之间通过 和和 ，能够较长时间的保持相对稳定，如果此时遇到轻度，能够较长时间的保持相对稳定，如果此时遇到轻度污染则对此生态系统不产生明显的影响，这是因为该生态系污染则对此生态系统不产生明显的影响，这是因为该生态系统具有统具有 ；如果遇到严重污染，将导致大多；如果遇到严重污染，将导致大多数植物死亡，使河流内的氧浓度降低，其原因是数植物死亡，使河流内的氧浓度降低，其原因是 ；最终水质恶化，水生
25、动物也大量死亡，在这种条件下，异化作用最终水质恶化，水生动物也大量死亡，在这种条件下，异化作用类型为类型为 的微生物大量繁殖，将动植物尸体中的微生物大量繁殖，将动植物尸体中的的 等有机物分解产生硫化氢、氨等气体。等有机物分解产生硫化氢、氨等气体。物质循环物质循环物质循环物质循环能量流动能量流动能量流动能量流动 一定的自动调节能力一定的自动调节能力一定的自动调节能力一定的自动调节能力 植物大量死亡，植物大量死亡，植物大量死亡，植物大量死亡，光合作用产生的氧气减少，需氧型微生物通过呼吸作用消耗大量的氧气光合作用产生的氧气减少，需氧型微生物通过呼吸作用消耗大量的氧气光合作用产生的氧气减少，需氧型微生
26、物通过呼吸作用消耗大量的氧气光合作用产生的氧气减少，需氧型微生物通过呼吸作用消耗大量的氧气 厌氧型厌氧型厌氧型厌氧型 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质b b、恢复力稳定性：、恢复力稳定性：（1 1）、原因：生态系统具有恢复自身稳定性的能力。）、原因：生态系统具有恢复自身稳定性的能力。（2 2）、两种稳定性之间的关系）、两种稳定性之间的关系:对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳 定性一般存在相反关系。定性一般存在相反关系。抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力稳恢复力稳定性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 例例(广东广东2004
27、2004生物生物)当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在，使其不能在烟草叶片上产卵烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图所示。，如图所示。试回答：试回答：(1)(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是：关系是：_。(2)(2)甲种蛾幼虫与烟草的种间甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是：关系是：_。(3)(3)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫甲种蛾幼虫与
28、乙种蛾幼虫的种间关系是：的种间关系是：_。(4)(4)写出图中所示生物的食物链写出图中所示生物的食物链 。捕食捕食捕食捕食竞争竞争烟草烟草甲种蛾（幼虫）甲种蛾（幼虫）天敌；天敌；乙种蛾（幼虫）乙种蛾（幼虫）请据图回答请据图回答:例（广东例（广东19991999高考）下图是河流生态系统受到生活污水高考）下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物含大量有机物)轻度污染后的净化过程示意图。轻度污染后的净化过程示意图。在该河流的在该河流的ABAB段上段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么溶解氧大量减少的主要原因是什么?藻类大量繁殖的主要原因是什么藻类大量繁殖的主要原因是什么?藻类数量减少；需氧型细菌大
29、量繁殖，溶解氧随有藻类数量减少；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。机物被细菌分解而大量消耗。有机物分解后形成大量的有机物分解后形成大量的NHNH4+4+等无机盐离子，有利藻类等无机盐离子，有利藻类的大量繁殖。的大量繁殖。若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该河流河流,对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么么?请运用生态平衡原理分析造成这种后果的原因。请运用生态平衡原理分析造成这种后果的原因。藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型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，因而对溶解氧的消耗量减少。细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏；因为生态系河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏；因为生态系统的自动调节能力有一定限度，当外来干扰超过这个限度时，统的自动调节能力有一定限度，当外来干扰超过这个限度时，生态平衡就会遭到破坏。生态平衡就会遭到破坏。水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?