生态系统的稳定性资料课件.ppt

少量砍伐森林中的树木，森少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。林的结构功能不会破坏。草原上适量放养牲畜，草草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。原不至于破坏。适度捕捉生态系统中的动适度捕捉生态系统中的动物，也不会导致种群严重减小，物，也不会导致种群严重减小，更不会灭绝。更不会灭绝。生态系统生态系统能能 生态系统生态系统生态系统系统生态系统系统生态系生态系统能生统能生这就是这就是生态系统的稳定性生态系统的稳定性。生态系统的发展趋势：生态系统的发展趋势：生物多样化；生物多样化；结构复杂化；结构复杂化；功能完善化。功能完善化。我们把我们把生态系统所具有的保持或恢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复自身结构和功能相对稳定的能力，叫，叫做生态系统的稳定性。做生态系统的稳定性。本概念的三层含义：本概念的三层含义：它是生态系统发到一定阶段的所具有的一种它是生态系统发到一定阶段的所具有的一种综合能力；综合能力；结构和功能即是生物的种类和数量、能量的结构和功能即是生物的种类和数量、能量的输入和输出、物质的输入和输出的相对稳定；输入和输出、物质的输入和输出的相对稳定；它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两部分它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两部分 生态系统具有自我调节能力生态系统具有自我调节能力为什么生态系统具有稳定性为什么生态系统具有稳定性?稳定的生态系统对于生物的生存至关重要。稳定的生态系统对于生物的生存至关重要。一、生态系统的自我调节能力一、生态系统的自我调节能力 自我调节有自我调节有正反馈正反馈和和负反馈负反馈调节。调节。其中，其中，负反馈调节负反馈调节在生态系统中普遍存在，在生态系统中普遍存在，它它是生态系统自我调节能力的是生态系统自我调节能力的基础基础。草草食草动物食草动物过度放牧过度放牧食物短缺食物短缺意义意义:生态系统自我调节能力的基础生态系统自我调节能力的基础负反馈调节负反馈调节结果结果:抑制或减弱了最初发生的变化，使生抑制或减弱了最初发生的变化，使生态系统达到或保持稳定。态系统达到或保持稳定。实例一实例一:正反馈正反馈湖泊受到了污染湖泊受到了污染鱼类等生物死亡鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂死鱼等生物腐烂+生态系统态生态系统生态系统态生态系统有有+原方向原方向原方向原方向发生偏离发生偏离发生偏离发生偏离正反馈调节正反馈调节更加偏离更加偏离负反馈调节负反馈调节回到原来方向回到原来方向错上加错错上加错改邪归正改邪归正实例三实例三:苏州苏州江南水乡江南水乡,小桥流水人家。话说小桥流水人家。话说乾隆下江南时，到了乾隆下江南时，到了苏州。看到水乡人家苏州。看到水乡人家上游淘米洗菜，下游上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为这番景象让乾隆大为惊奇。惊奇。可是，他也发现苏州虎可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。绿水青山。思考与讨论：能能 能能生生 生态系统生态系统具有自能具有自能能力我能力我力力思考与讨论：能能 能生态系统能生态系统自我调节能自我调节能力有力有生态系统态生态系统态 自我调节能力生态系统自我调节能力生态系统自自 生态系统具有态能力生态系统具有态能力 我生态系统我生态系统能力能力力力恢复力稳定性恢复力稳定性:生态系统在受到外生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。的能力。生态系统的稳定性表现在两个方面：生态系统的稳定性表现在两个方面：抵抗力稳定性抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持干扰并使自身的结构与功能维持原状的能力。原状的能力。（抵抗干扰，维持原状）（抵抗干扰，维持原状）（遭到破坏，恢复原状）（遭到破坏，恢复原状）生态系统生态系统 生物种类生物种类 多多营养结构营养结构 复杂复杂强强自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高热带雨林生态系统热带雨林生态系统生物种类生物种类 稀少稀少营养结构营养结构 简单简单弱弱自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低生态系统的成分越生态系统的成分越多多，营养结构越，营养结构越复杂复杂，自动调，自动调节能力越节能力越强强，抵抗力稳定性越，抵抗力稳定性越高高；生态系统的成分越生态系统的成分越多多，营养结构越，营养结构越复杂复杂，遭到破，遭到破坏后恢复原状越坏后恢复原状越难难 ，所以恢复力稳定性越，所以恢复力稳定性越低低；热带雨林生态系统的生物种类多，营养结构复杂，是众所周知的事实。但为什么说它的自我调节能力大，抵抗力稳定性高呢？假如其中的假如其中的某种植食性动物大量减少某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级它在食物网中的位置还可以由这个营养级的的多种生物来代替多种生物来代替，整个生态系统的结构，整个生态系统的结构和功能和功能仍然能够维持仍然能够维持在相对稳定的状态。在相对稳定的状态。一般情况下，生态系统的生物种类少，一般情况下，生态系统的生物种类少，营养结构简单，如果遭到破坏，比较容易恢营养结构简单，如果遭到破坏，比较容易恢复。复。设疑：这个一般规律是否适用于所有的设疑：这个一般规律是否适用于所有的生态系统呢？生态系统呢？森林生态系统森林生态系统人工林生态系统人工林生态系统低低抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较高高抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较低低恢复力稳定性较恢复力稳定性较高高恢复力稳定性较恢复力稳定性较沙漠生态系统沙漠生态系统低低恢复力稳定性较恢复力稳定性较高高恢复力稳定性较恢复力稳定性较草原生态系统草原生态系统沙漠生态系统沙漠生态系统草原生态系统草原生态系统 虽然虽然草原生态系统草原生态系统较沙漠生态系统的生物较沙漠生态系统的生物种类多，营养结构复杂，但因种类多，营养结构复杂，但因所处的环境条件所处的环境条件适宜适宜，在受到破坏后较，在受到破坏后较容易恢复容易恢复。比较恢复力稳定性时，除了考虑比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结构营养结构的的复杂程度外，生态系统所处的复杂程度外，生态系统所处的环境条件环境条件也是一个也是一个重要的因素。重要的因素。北极苔原（冬季）北极苔原（冬季）北极苔原（夏季）北极苔原（夏季）恢复力稳定性较恢复力稳定性较 恢复力稳定性较恢复力稳定性较高高低低一般来说一般来说，一个生态系统的抵抗力稳定一个生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般存在相反关系。性与恢复力稳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恢复力稳定性稳定性稳稳定定性性生物量、营养结构的复杂程度等生物量、营养结构的复杂程度等人工生态系统，如果没有人为的帮助，其抵抗人工生态系统，如果没有人为的帮助，其抵抗力稳定性与恢复力稳定性如何？力稳定性与恢复力稳定性如何？都很低都很低抵抗力稳定性的来源：抵抗力稳定性的来源：生物的种类、数量多生物的种类、数量多，一定外来，一定外来干扰干扰造成的变化造成的变化占占总量的比例小总量的比例小。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，一条途径中断后还一条途径中断后还有其他途径来代替有其他途径来代替。生物代谢旺盛，能生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰通过代谢消除各种干扰造成的不造成的不利影响。利影响。恢复力稳定性的恢复力稳定性的来源：来源：生物繁殖速度快生物繁殖速度快,产生后代多产生后代多,能迅速恢复原有的数量。能迅速恢复原有的数量。物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。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。生态系统遭到破坏的原因是什么生态系统遭到破坏的原因是什么？外来的干扰超过了生态系统外来的干扰超过了生态系统的自我调节能力的限度！的自我调节能力的限度！引起生态平衡破坏的因素：引起生态平衡破坏的因素：自然因素：地震、海啸、火山、泥石流、自然因素：地震、海啸、火山、泥石流、流行病等。流行病等。人为因素：过度采伐、放人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、环境污染等。牧、捕猎、环境污染等。1.1.控制对生态系统干扰的程度控制对生态系统干扰的程度,对生态系统对生态系统的利用应该适度的利用应该适度,不应超过生态系统的自我不应超过生态系统的自我调节能力。调节能力。2.2.对人类利用强度较大的生态系统，应实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。内部结构与功能的协调。对抵抗力稳定性低的生态系统又该如何？对抵抗力稳定性低的生态系统又该如何？进行保护，如建立自然保护区或防护林进行保护，如建立自然保护区或防护林以增加物种数，提高抵抗力稳定性。以增加物种数，提高抵抗力稳定性。1 1 A AB B能力能力C CD D2 2生态系统力生态系统力 A A B B C C D D3 3生态系统能生态系统能 A A B B C C自我调节能力自我调节能力 D D4 4 A A B B C C D D5 5能自能自生生生态系统具有生态系统具有 A A力力 B B力力 C C能力能力 D D能力能力6 6生态系统能生态系统能自自生态系统具有生态系统具有A A力力 B B力力C C能力能力 D D能力能力7 7有自生态系统有自生态系统有自生态系统态有自生态系统态A A生态系统生态系统 B B自自C C生生 D D有有 为了进一步加深对生态系为了进一步加深对生态系统稳定性的了解，我们可以统稳定性的了解，我们可以自自制生态瓶制生态瓶，观察其稳定性。，观察其稳定性。生态系统稳定性的维持需要有生态系统稳定性的维持需要有足够的持续足够的持续稳定的能量稳定的能量（太阳光能）（太阳光能）输入、具有输入、具有一定营养关系的生产者、一定营养关系的生产者、消费者和分解者消费者和分解者，并且各生物成分，并且各生物成分之间还应保持一定的之间还应保持一定的相对稳定比例相对稳定比例等条件。生态系统中的等条件。生态系统中的生物多生物多样样性性是保持生态系统稳态的重要条件是保持生态系统稳态的重要条件生态生态 自生态自生态()生态系统生态系统讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较长时间内维持相对稳定长时间内维持相对稳定?实验材料实验材料:罐头瓶（透明的饮料瓶等罐头瓶（透明的饮料瓶等 ），棕），棕色瓶，柳条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍，色瓶，柳条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍，砂土，池塘水足量砂土，池塘水足量,自来水足量。自来水足量。有有生生态态 注意：注意：生态生态 设计要求设计要求相关分析相关分析小生态瓶中所形成的生态系统小生态瓶中所形成的生态系统,必须是封闭的必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的防止外界生物或非生物因素的干扰干扰投放的生物投放的生物,必须具有很强的生必须具有很强的生活力，成分齐全。活力，成分齐全。要能够进行要能够进行物质循环物质循环和和能量流能量流动动，以免破坏食物链。，以免破坏食物链。小生态瓶必须是透明的小生态瓶必须是透明的为里面植物的光合作用提供为里面植物的光合作用提供光光,也便于进行观察。也便于进行观察。生态瓶宜小不宜大，瓶中的水生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应为容器的量应为容器的4/54/5。便于操作；缸内储备一定量的便于操作；缸内储备一定量的空气空气将小生态瓶放在有较强将小生态瓶放在有较强散射光散射光的地方。的地方。防止水温过高防止水温过高,而使水草死亡。而使水草死亡。动物不宜太多，个体不宜太大动物不宜太多，个体不宜太大减少对减少对O O2 2 的消耗以免破坏食物的消耗以免破坏食物链。链。拓展延伸：拓展延伸：1.1.提出提出与维持生态瓶内稳定性相关的与维持生态瓶内稳定性相关的问题问题,例如：例如：A.A.生态系统的稳定性与生物种类的多少有关吗？生态系统的稳定性与生物种类的多少有关吗？B.B.生态系统的稳定性与阳光有关系吗？生态系统的稳定性与阳光有关系吗？生态生态 2.2.根据提的问题根据提的问题作出假设作出假设 3.3.小组讨论，小组讨论，设计设计探究探究方案方案 生态瓶生态瓶 人类能否在生物圈之外建造一个适于人人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？类长期生活的生态系统呢？美国生物圈美国生物圈号实验室号实验室 为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费费2 2亿美元于亿美元于19841984年建造了一个年建造了一个完全封闭完全封闭的生态实验的生态实验基地。由于该实验室是基地。由于该实验室是模拟生物圈的结构和功能模拟生物圈的结构和功能而而建造的，因此叫做建造的，因此叫做“生物圈生物圈号号”。这是一个钢架。这是一个钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。但是，仅仅过了一年多，这个实验室内的氧但是，仅仅过了一年多，这个实验室内的氧气含量大幅度减少，粮食也严重减产，生态系统气含量大幅度减少，粮食也严重减产，生态系统严重不平衡，这八位科学家只好提前撤出。严重不平衡，这八位科学家只好提前撤出。在巨大的玻璃罩里面，有微型的森林、沙漠、农在巨大的玻璃罩里面，有微型的森林、沙漠、农田、海洋和溪流。田、海洋和溪流。19931993年年1 1月，八位科学家进入这个月，八位科学家进入这个实验室。他们计划在完全与外界隔绝的情况下，自己实验室。他们计划在完全与外界隔绝的情况下，自己生产食物，喝溪流中的水，吸收植物释放的氧，预计生产食物，喝溪流中的水，吸收植物释放的氧，预计在这个实验室内生活两年。在这个实验室内生活两年。生物圈生物圈号的启示号的启示 “生物圈生物圈号号”实验说明，我们人类目前对实验说明，我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，这证明了在已知的科地球的了解还是远远不够的，这证明了在已知的科学技术条件下，人类离开了地球将难以永续生存。学技术条件下，人类离开了地球将难以永续生存。同时证明：同时证明：目前地球仍是人类唯一能依赖与信赖的目前地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。维生系统。自自生生能有能有小结基础练习1.在生态系统的下列基本特征中，能成为在生态系统的下列基本特征中，能成为自我维持基础的是自我维持基础的是（）A A物种结构有一定的区域性特征物种结构有一定的区域性特征B B内在的动态发展变化的能力内在的动态发展变化的能力C C连续的物质交换和能量传递的能力连续的物质交换和能量传递的能力D D一定的自我调节能力一定的自我调节能力D2.2.下列哪种措施能提高生态系统的稳定性（下列哪种措施能提高生态系统的稳定性（）A A减少寄生生物和捕食者的数量减少寄生生物和捕食者的数量 B B平衡生产者和消费者的数量平衡生产者和消费者的数量C C增加物种的数目增加物种的数目 D D对生态演替进行限制对生态演替进行限制C3.20023.2002年底年底“食人鱼食人鱼”的报道随处可见，外来物的报道随处可见，外来物种入侵或引种不当，会给当地生态环境造成重大种入侵或引种不当，会给当地生态环境造成重大影响，其主要原因是（影响，其主要原因是（）A A使入侵地食物链破坏使入侵地食物链破坏B B会破坏入侵地的非生物因素会破坏入侵地的非生物因素C C未认识其价值所以人为干扰少未认识其价值所以人为干扰少D D增加物种多样性，使当地生态平衡更稳定增加物种多样性，使当地生态平衡更稳定A4 4、下列生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定下列生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低的是性都比较低的是A.A.热带雨林热带雨林 B.B.温带草原温带草原 C.C.北极冻原北极冻原 D.D.温带森林温带森林1 1、设计并制作生态缸，观察其稳定性、设计并制作生态缸，观察其稳定性生态生态 生生 生有生力生有生力能能 生态生态 能能生态生态 生生封闭封闭齐全齐全物质循环和能量流动物质循环和能量流动透明透明光线良好的地方光线良好的地方2 2、某生态学家以、某生态学家以“保护和利用草原生态系统保护和利用草原生态系统”为课题，为课题，对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其中：甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群中：甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：的净生产量，请据图分析并回答下列问题：（1 1）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因是能力较小，原因是 。（2 2）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增长的曲线段是长的曲线段是 。草原生态系统的营养结构简单草原生态系统的营养结构简单CD 合理确定载牧量，防止过度放牧。合理确定载牧量，防止过度放牧。发展季节性放牧。发展季节性放牧。提倡划区轮牧。提倡划区轮牧。（3 3）适宜的放牧量控制在乙图的）适宜的放牧量控制在乙图的b b点和点和c c点之间，为什么点之间，为什么？（4 4）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中c c点以点以上，会造成怎样的后果？上，会造成怎样的后果？（5 5）请举两项合理利用草原生态系统的措施。）请举两项合理利用草原生态系统的措施。既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产量的畜牧产量草原退化，严重时会导致草场的沙漠化草原退化，严重时会导致草场的沙漠化3 3根据下列材料，回答问题：根据下列材料，回答问题：材料一材料一 红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之一。一。材料二材料二 20042004年年1212月，印度洋地震引起的海啸导致月，印度洋地震引起的海啸导致死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172172户人家在这次户人家在这次海啸中幸免遇难。海啸中幸免遇难。（1 1）红树林属于）红树林属于 生态系统。生态系统。（2 2）红树林的）红树林的 稳定性较强而稳定性较强而 稳定稳定性较弱，原因是红树林性较弱，原因是红树林 。湿地湿地 抵抗力抵抗力 恢复力恢复力 生物种类较多，营养结构复杂生物种类较多，营养结构复杂 （3 3）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任何生态系统的破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任何生态系统的 都是有限的。都是有限的。（4 4）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植农作物？请从生物学角度分析其原因。农作物？请从生物学角度分析其原因。自动调节能力自动调节能力 被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物无法通过渗透作用吸收水分无法通过渗透作用吸收水分 4.4.生态系统生态系统(DDT)DDT)生生()(1)A(1)A E E(2)A(2)A (3)(3)E E有有 (4)F-I(4)F-I 5 5“”生生态系统态系统 生生DDTDDTDDTDDT生态系统生态系统A D EA D E(6)(6)生态生态 能能生能能生生生生生态系统具有自调节能力态系统具有自调节能力 能能 生态系统生态系统