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1、 第5节 生态系统的稳定性美丽的呼伦贝尔草原美丽的呼伦贝尔草原美丽的大兴安岭森林美丽的大兴安岭森林生态平衡的系统生态平衡的系统（一）、生态平衡生态系统的生态系统的结构结构和和功能功能处于处于相对稳定相对稳定的的一种一种状态。状态。2、特征：（1）结构平衡生态系统生态系统各组分各组分保持相对稳定。保持相对稳定。（2）功能平衡生产生产消费消费分解分解的生态过程正常进行，保证了的生态过程正常进行，保证了物质物质总在循环，总在循环，能量能量不断流动，生物个体持续发展和更新。不断流动，生物个体持续发展和更新。（3）收支平衡生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，生产者在一定时间内制造的可供其他生物
2、利用的量，处于比较稳定的状态。处于比较稳定的状态。动态平衡动态平衡 1、概念：探讨点1生态平衡的特征科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。核心探讨突破重难强化素养1.观察曲线图，在成熟阶段，群落总初级生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？提示总初级生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。2.联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产消费分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？提示生产消费分解的正常进行保证了物质循环和能量流动。
3、在成熟阶段，生产过程和消费、分解过程应处于平衡中，这样才能使生态系统的收支呈现平衡收支呈现平衡。这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？3、动态平衡的调节机制负反馈调节 在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。1、概念：2、实例：（1 1）群落内部负反馈调节的群落内部负反馈调节的实例实例1 1兔子数兔子数量量增加增加狼狼增增加加草草减少减少，兔，兔的的生存空间生存空间和资源减少和资源减少兔子数兔子数量量减少减少草草增加增加，兔，兔的的生存空间生存空间和资源增加和资源增加狼狼增
4、增加加说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。实例2:森林植被大量生长林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加自然火灾光照充足土壤养料增多种子萌发，幼苗迅速成长植被逐渐恢复说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。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，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。活鱼就更少了。正正反馈调节：反馈调节：使生态系统使生态系统远离平衡状态远离平衡状态调节调节
5、:实例：实例：湖泊受到了污染湖泊受到了污染结果结果:+污污染染更更重重正反馈调节和负反馈调节模型正反馈调节和负反馈调节模型原方向原方向发生偏离发生偏离1.1.正反馈调节正反馈调节更加偏离更加偏离错上加错错上加错原方向原方向发生偏离发生偏离回到原来方向回到原来方向改邪归正改邪归正2.2.负反馈调节负反馈调节3.3.负反馈调节意义负反馈调节意义 负反馈调节在生态系统中负反馈调节在生态系统中_，是生态系统，是生态系统具备具备_。普遍存在普遍存在自我调节能力的基础自我调节能力的基础 正是由于生态系统具有自我调节能力，正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定！生态系统才能维持相对稳定！
6、原因原因基础基础（二）、生态系统的稳定性生态系统生态系统维持维持或或恢复恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。自身结构与功能相对平衡状态的能力。也就是说生态系统维持也就是说生态系统维持生态平衡生态平衡的能力。的能力。1、概念：、概念：3、机理：、机理：生态系统生态系统稳定性稳定性自我调节自我调节能力能力负反馈负反馈调节调节抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性2、两个方面：当外界干扰因素的强当外界干扰因素的强度超过度超过一定限度一定限度时，生态时，生态系统的系统的稳定性稳定性急剧下降急剧下降，生态系统平衡就会遭到严生态系统平衡就会遭到严重的破坏。重的破坏。黄土高原由于植被破坏造成水土
7、流失黄土高原由于植被破坏造成水土流失4 4、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？黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。片荒山秃岭。生态系统的自我调节能力是生态系统的自我调节能力是有限有限的！的！1.1.抵抗力稳定性抵抗力稳定性（1 1）概念：生态系统）概念：生态系统抵抗抵抗外界干扰并使自身结构与功能外界干扰并使自身结构与功能保持原状保持原状的能力。的能力。（2 2）本质（）本质（核心核心）：抵抗干扰，保持原状）：抵抗干扰，保持原状二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性二、抵抗
8、力稳定性和恢复力稳定性发达根系抗干旱蝗灾过后草又青（3 3）特点）特点 一般来说，生态系统中的一般来说，生态系统中的_，_，其，其_，抵抗力稳定性就越，抵抗力稳定性就越_；组分越多组分越多 食物网越复杂食物网越复杂自我调节能力就越强自我调节能力就越强越高越高例如：例如：热带雨林中，动植物种类繁多，热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中营养结构非常的复杂，假如其中某种某种生物大量减少，它在食物网中的位置生物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代还可以由这个营养级的多种生物来代替替，整个生态系统的结构和功能仍然，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定
9、的状态。能够维持在相对稳定的状态。人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？低；低；因为相比之下因为相比之下人工林组成成分少，食物网简单，自我调人工林组成成分少，食物网简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。节能力弱，抵抗力稳定性低。思考2.2.恢复力稳定性恢复力稳定性（1 1）概念：生态系统在）概念：生态系统在受到受到外界干扰因素的破坏后外界干扰因素的破坏后恢复到原状恢复到原状的能力。的能力。（2 2）本质（）本质（核心核心）：遭到破坏，恢复原状）：遭到破坏，恢复原状二、抵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野火烧
10、不尽，春风吹又生野火烧不尽，春风吹又生污染后，经治理的河流污染后，经治理的河流（3 3）特点：）特点：生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其_ _与与_是是_的。的。恢复速度恢复速度恢复时间恢复时间不一样不一样3.3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较人工林人工林生物种类生物种类_营养结构营养结构_自我调节能力自我调节能力_抵抗力稳定性抵抗力稳定性_恢复力稳定性恢复力稳定性_热带雨林热带雨林生物种类生物种类_营养结构营养结构_自我调节能力自我调节能力_抵抗力稳定性抵抗力稳定性_恢复力稳定性恢复力稳定性_少少简单简单弱弱低低高高多多
11、复杂复杂强强高高低低抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性区区别别实质实质_自身结构和功能自身结构和功能相对稳定相对稳定_自身结构和功自身结构和功能相对稳定能相对稳定核心核心影响影响因素因素保持保持恢复恢复抵抗干扰，保持原状抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状受到破坏，恢复原状 生态系统生态系统中中组分越多，组分越多，食物网越复杂食物网越复杂，其自我调，其自我调节能力就越强，节能力就越强，抵抗力稳抵抗力稳定性越高。定性越高。生态系统生态系统中中组分越组分越少少，营养结构越简单营养结构越简单，恢复力稳定性越高。恢复力稳定性越高。抵抗力稳定性抵抗力稳定性稳稳定定性性营养结构复杂程度营养结
12、构复杂程度一般为一般为负相关负相关关系关系恢复力稳定性恢复力稳定性生物种类 少少营养结构 简单简单弱弱自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低低低恢复力稳定性恢复力稳定性特例：特例：北极苔原生态系统生产者主要是地衣，生产者主要是地衣，其他生物直接或间其他生物直接或间接依靠地衣生活。接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。生态系统会崩溃。生存条件极其恶劣：注意:环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！生态系统稳定性的数学模型生态系统稳定性的数学模型 图中两条虚线之间的部分表示图中两条虚线之间的部分表示_；y y表示一个外来干扰
13、使之偏离这一范围的大小，表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，y y值大，说明抵抗力稳定性值大，说明抵抗力稳定性_，反之，抵抗力稳定性，反之，抵抗力稳定性_；如受到相同干扰时，草原生态系统的如受到相同干扰时，草原生态系统的y y值值_热带雨林生态系统；热带雨林生态系统；x x表示恢复到原状态所需的时间，表示恢复到原状态所需的时间，x x值大，说明恢复力稳定性值大，说明恢复力稳定性_，反之，恢复力稳定性，反之，恢复力稳定性_；曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TSTS）,TS TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越越大，说明
14、这个生态系统的总稳定性越_；生态系统功能的正常作用范围生态系统功能的正常作用范围弱弱强强大于大于弱弱强强弱弱三、提高生态系统的稳定性1.为什么要提高生态系统的稳定性？处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。粮油蔬果肉蛋奶木材三、提高生态系统的稳定性1.为什么要提高生态系统的稳定性？处于生态平衡的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。生态小区生态公园生态农业生态湿地三.提高生态系统的稳定性2 2.提高生态系统的稳定性的措施提高生态系统的稳定性的措施（1 1）控制控制对生态系统的对生态系统的干扰强干扰强度度，在在不超过生态系统的自不超过生态系统的自我调节能力我调节能力的范围内的
15、范围内，合理适度地利用生态系统。，合理适度地利用生态系统。合理放牧合理放牧封山育林封山育林适量捕捞三.提高生态系统的稳定性（2 2）对人类对人类利用强度较大利用强度较大的生态系统，应给予相应的的生态系统，应给予相应的物质物质、能能量的量的投入投入，保证生态系统内部结构与功能的协调保证生态系统内部结构与功能的协调。2 2.提高生态系统的稳定性的措施提高生态系统的稳定性的措施农田施肥农田施肥防护林防风阻沙防护林防风阻沙1.基本原理:在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适
16、比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。四.设计制作生态缸，观察其稳定性在此生态系统中(水生生态系统)，水藻依靠阳光、CO2和其他营养成分生长，并释放出O2，小鱼和细菌吸入水藻放出的O2，呼出CO2。在生态平衡的情况下，不需要喂食、换水，生态瓶中的生物就可以正常的生活了。1.基本原理玻璃器皿石块、沙土、含腐殖质较多的土鹅卵石、假山石、自来水等2.实验材料供选择的动物：鼠妇、蚰蜓、地鳖蚯蚓、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等供选择的植物：黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭拓草、马齿苋、金鱼花、罗海松、翠云草等制作生态缸框架3.实验步骤铺垫土和石块铺垫好的土和石块整体呈坡状
17、。再铺上一层颗粒较细的沙土,厚度为5-15 cm在沙土上铺一层含腐殖质较多的土,厚度为5-10cm在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫,石块沙土土壤在土坡上放几块有孔的假山石,可作为小动物栖息的场所。3.实验步骤向缸内倒人自来水,水位高5-10 cm在水中放几块鹅卵石。放入动植物放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物;在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物,放入虾、小鱼和小鸟龟等小动物。在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭距草、马齿克、罗汉松、翠云草等进行种植。3.实验步骤封上生态缸盖每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化,并且进行记录。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射
18、。观察记录4.设计和制作生态缸的要求设计要求相关分析生态缸一般是 的生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须 .保持生态缸内温度；便于观察生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的生态缸的采光用较强的 光选择的动物不宜太多，个体不宜 太大封闭生命力透明小大适宜空间散射齐全防止外界生物或非生物因素的干扰为光合作用提供光能；便于操作；缸内储备一定量的空气.防止水温过高导致水生植物死亡减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量5.注意事项（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，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）及基质变化等；（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；（3）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，记录下发现的时间。（4）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。6.结论:（1）人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久；（2）人工生态系统的稳定性是有条件的生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件:具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。源源不断的能量输入;(即不同营养级生物之间的比例是否合适)