5.5-生态系统的稳定性解析优秀PPT.ppt

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1、19931993年，年，8 8个人被送进个人被送进“生生物圈二号物圈二号”，原来预期他们，原来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但然净化的水生存。但1818个月个月之后就因里面氧气削减、粮之后就因里面氧气削减、粮食减产不得不撒出。食减产不得不撒出。为了做人类离开地球能否生存的试验，美国花费为了做人类离开地球能否生存的试验，美国花费2 2亿美元于亿美元于19841984年建立了一个完全封闭的生态试验基地。由于该试验室是年建立了一个完全封闭的生态试验基地。由于该试验

2、室是模拟生物圈的结构和功能而建立的，因此叫做模拟生物圈的结构和功能而建立的，因此叫做“生物圈生物圈号号”。这是一个占地这是一个占地1.31.3亿平方米亿平方米 的钢架结构的玻璃建筑，远远望去的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。仿佛是一个巨大的温室。生物圈生物圈2号的启示号的启示 它最重要的启示在于：它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好还是远远不够的，目前最好的方法还是疼惜和利用好地的方法还是疼惜和利用好地球，进行环境疼惜和生态复球，进行环境疼惜和生态复原是实现人类可持续发展的原是实现人类可持续发展的必由之路。必由之路。该试

3、验说明，在目前技术条件下要在生物圈之该试验说明，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特殊困难的。外建一个适于人类生活的生态系统是特殊困难的。因为系统的稳定性很难做到。因为系统的稳定性很难做到。生态系统具有保持或复原自身结生态系统具有保持或复原自身结构和功能相对稳定的实力。构和功能相对稳定的实力。1.1.概念：概念：生态系统具有保持或复原自身结构和生态系统具有保持或复原自身结构和功能相对稳定的实力。功能相对稳定的实力。结构稳定性：结构稳定性：功能稳定性：功能稳定性：2.2.表现：表现：物质和能量输入、输出相对平衡物质和能量输入、输出相对平衡动植物种类和数目不会有太大变更动

4、植物种类和数目不会有太大变更 生态系统具有确定的自我调整实力生态系统具有确定的自我调整实力3.3.缘由：缘由：食物链：食物链：草草 兔兔 狐狐负反馈调整负反馈调整1.1.自我调整的基础：自我调整的基础：河流受到略微污染时，此河流会河流受到略微污染时，此河流会被破坏吗？被破坏吗？物理沉降物理沉降化学分解化学分解微生物分解微生物分解2.2.自我调整的实例：自我调整的实例：森林中，假如害虫数量增加，那么森林中，假如害虫数量增加，那么森林会被破坏吗？森林会被破坏吗？一场大火过后，森林一场大火过后，森林会被会被破坏吗？破坏吗？自动调整实力大小与生态系统的物自动调整实力大小与生态系统的物种组成、养分结构有

5、关。种组成、养分结构有关。自我调整实力是有确定限度的，超自我调整实力是有确定限度的，超过限度的干扰会使生态系统崩溃。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！例如：我国西北的黄土高原！3.3.自我调整的特点：自我调整的特点：一般状况下，生态系统的组成成分越多，一般状况下，生态系统的组成成分越多，养分结构越困难，自我调整实力也越强。养分结构越困难，自我调整实力也越强。黄土高原过去黄土高原过去不仅有茂密的森林，不仅有茂密的森林，还有茂密的草原。还有茂密的草原。但是，经过几但是，经过几百年的掠夺式开发，百年的掠夺式开发，盲目砍伐森林和滥盲目砍伐森林和滥垦草原，结果植被垦草原，结果植被破

6、坏殆尽，引起水破坏殆尽，引起水土流失，因而成为土流失，因而成为一片荒山秃岭。一片荒山秃岭。穷穷山山恶恶水水青山绿水黄土高原的历史变迁黄土高原的历史变迁负反馈：负反馈：使生态系统达到和保持稳定。使生态系统达到和保持稳定。正反馈：正反馈：使生态系统使生态系统远离远离平衡状态。平衡状态。环境进一步恶化环境进一步恶化更多生物死亡更多生物死亡生物死亡，生物死亡，物种削减。物种削减。环境污染，环境污染，环境恶化环境恶化实例实例1：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（+）实例实例2：正反馈在生态系统调整中正反馈在生态系统调整中一般具有破坏性。一般具有破坏性。

7、+1.抗拒力稳定性（1 1）概念：生态系统抗拒外界干扰并使）概念：生态系统抗拒外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的实力。自身的结构与功能保持原状的实力。（2 2）特点：抗拒破坏，维持原状）特点：抗拒破坏，维持原状生态系统各养分级的生物种类越生态系统各养分级的生物种类越多，养分结构越困难，自我调整多，养分结构越困难，自我调整实力越强，抗拒力稳定性越高。实力越强，抗拒力稳定性越高。（3 3）大小：与自我调整实力有关）大小：与自我调整实力有关（4 4）抗拒力稳定性高的生态特征：）抗拒力稳定性高的生态特征：各养分级的生物数量多，占有的能量多。各养分级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力抵抗力高高抵抗力

8、抵抗力低低生物种类多，食物网困难，物质循环与能量流生物种类多，食物网困难，物质循环与能量流淌的渠道多。淌的渠道多。抵抗力抵抗力高高抵抗力抵抗力低低（1 1）概念：生态系统在受到外界干扰因）概念：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后复原到原状的实力。素的破坏后复原到原状的实力。2.复原力稳定性（2 2）特点：遭到破坏，复原原状）特点：遭到破坏，复原原状（3 3）大小大小：生态系统各养分级的生物种类越多，养生态系统各养分级的生物种类越多，养分结构越困难，复原力稳定性越低。分结构越困难，复原力稳定性越低。（4 4）复原力稳定性高的生态特征：）复原力稳定性高的生态特征：各养分级的生物个体小，数量多，繁殖

9、快。各养分级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。恢复力强恢复力强恢复力恢复力低低生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应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。新环境的新类型。恢复力强恢复力低北极苔原北极苔原热带雨林热带雨林对一个生态系统来说，抗拒力稳定性与复对一个生态系统来说，抗拒力稳定性与复原力稳定性存在相反关系。原力稳定性存在相反关系。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、生态系统复杂程度等生物量、生态系统复杂程度等抗拒力弱复原力强抗拒力强复原力弱生物种类生物种类 稀有稀有营养

10、结构营养结构 简洁简洁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 低低若经过度放牧，环境若经过度放牧，环境遭破坏，复原的时间遭破坏，复原的时间也是相当长的。也是相当长的。生态生态系统系统成分成分多多 养分养分结构结构较困较困难难自我自我调整调整实力实力大大抗拒抗拒力稳力稳定性定性高高物种丰富的热带雨林物种丰富的热带雨林复原复原力稳力稳定性定性低低一个生态系统一个生态系统遭破坏之后，遭破坏之后，复原力稳定性须要依据所处的复原力稳定性须要依据所处的环境条件来推断：环境条件来推断：环境条件好，复原力稳定性较高。环境条件好，复原力稳定性较高。限制对生态系统干扰的程度限制对生态系统干扰的程度

11、,对生态系统的对生态系统的利用应当适度利用应当适度,不应超过生态系统的自我调整不应超过生态系统的自我调整实力。实力。1.1.措施：措施：草原上适量放养牲畜，草原草原上适量放养牲畜，草原草原上适量放养牲畜，草原草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。不至于破坏。不至于破坏。不至于破坏。少量砍伐森林中的树木，森林的少量砍伐森林中的树木，森林的少量砍伐森林中的树木，森林的少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。结构功能不会破坏。结构功能不会破坏。结构功能不会破坏。对人类利用强度较大的生态系统，对人类利用强度较大的生态系统，应实施应实施相应的物质、能量投入相应的物质、能量投入，保证生态系统内部，保证

12、生态系统内部结构与功能的协调。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。农农田防田防护护林林人类的生存和发展离不开一个适宜人类的生存和发展离不开一个适宜稳定的环境。稳定的环境。走持续发展的道路须要一个适宜稳定走持续发展的道路须要一个适宜稳定的环境。的环境。2.2.意义：意义：3.3.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。印度洋海啸印度洋海啸地震地震火山爆发火山爆发泥石流泥石流台风台风洪水洪水人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、环人为因素：过度采伐、放牧

13、、捕猎、环境污染等。境污染等。环境污染环境污染自然资源的不合理利用自然资源的不合理利用物种的无节制捕杀和物种的物种的无节制捕杀和物种的盲目引进盲目引进 生物种类生物种类的变更的变更环境因素环境因素的变更的变更河流污染河流污染森林植被破坏森林植被破坏藏羚羊的呼唤藏羚羊的呼唤垃圾成堆垃圾成堆 有人说：有人说：“破坏环境是挤眼之破坏环境是挤眼之间的事情，而复原生态环境则要付间的事情，而复原生态环境则要付出艰辛的努力，一个伐木工人砍伐出艰辛的努力，一个伐木工人砍伐一棵大树仅须要几分钟，而我们栽一棵大树仅须要几分钟，而我们栽种一棵小树直至长成一棵参天大树种一棵小树直至长成一棵参天大树则须要几年甚至几十年

14、的时间。则须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因此，我们再也不能破坏我们赖以生存的环境了。生存的环境了。启示启示（一）试验目的：（一）试验目的：探究封闭生态系统保持相对稳定的条件。探究封闭生态系统保持相对稳定的条件。（三）试验材料（三）试验材料:生态缸材料、生物、沙土、花土、自来水等。生态缸材料、生物、沙土、花土、自来水等。（二）试验原理：（二）试验原理：生态系统的稳定性与它的物种组成、养分结构生态系统的稳定性与它的物种组成、养分结构和非生物的因素有亲密关系。和非生物的因素有亲密关系。将少量植物、一些植食性动物、微生物、其他将少量植物、一些植食性动物、微生物、其他非生物成

15、分放入一个生态缸中，便成为一个人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。工模拟的生态系统。视察生物生存状况和时间，了解生态系统的稳视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。定性及影响因素。（四）试验流程：（四）试验流程：制作生态缸框架制作生态缸框架标准：标准：100cm100cm70cm50cm70cm50cm缸底部的铺垫缸底部的铺垫花土在下，一边高一边低。花土在下，一边高一边低。沙土在上，沙土层厚沙土在上，沙土层厚510cm510cm注入水注入水从缸底注入从缸底注入放入动、植物放入动、植物水中放浮萍、水草、小乌龟，沙土水中放浮萍、水草、小乌龟，沙土植上仙人掌，

16、花土植上蕨类植物和植上仙人掌，花土植上蕨类植物和杂草，放置蚯蚓和蜗牛。杂草，放置蚯蚓和蜗牛。用胶带密封生态缸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将生态缸放置在室内通风、光线良好的散射光下视察、记录生物种类和数量变更及水质、基质的变更视察、记录生物种类和数量变更及水质、基质的变更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,必须是必须是封闭的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，活力，成分齐全成分齐全。要能够进行物质循环和能量流要能够进行物质循环和

17、能量流动，以免破坏食物链。动，以免破坏食物链。小生态瓶必须是小生态瓶必须是透明的透明的让里面的植物见光让里面的植物见光,又便于学生又便于学生进行观察。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4/5。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将小生态瓶放在有较强散射光较强散射光的地方。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。动物动物不宜太多不宜太多，个体，个体不宜太大不宜太大减少对减少对O2 的消耗以免破坏食物的消耗以免破坏食物链。链。（五）设计要求及分析（五）设计要求及分析：开放生态系统，可以

18、保存较长时间开放生态系统，可以保存较长时间生态系统稳定性的维持须要有生态系统稳定性的维持须要有足够的持续稳定的能量（太阳光能）足够的持续稳定的能量（太阳光能）输入、具有确定养分关系的生产者、输入、具有确定养分关系的生产者、消费者和分解者，并且各生物成分消费者和分解者，并且各生物成分之间还应保持确定的相对稳定比例之间还应保持确定的相对稳定比例等条件。生态系统中的生物多样性等条件。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。是保持生态系统稳态的重要条件。探讨：探讨：1.1.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？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

19、能量；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）。保证植物和动物之间能构成食物链（网）。2.2.生态缸经过多长时间才能达到比较稳定的状态？生态缸经过多长时间才能达到比较稳定的状态？或许一周，缸内生物相互适应和依存。或许一周，缸内生物相互适应和依存。3.3.达到稳定状态后，生态缸内的生物种类和数量有无变更？达到稳定状态后，生态缸内的生物种类和数量有无变更？如有，是怎样变更的？如有，是怎样变更的？有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧渐渐削减，有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧渐渐削减，以浮游生物为食的小型动物先死亡。以浮游生物为食的小型动物先死亡。1.生态系

20、统能保持稳定的缘由主要是（生态系统能保持稳定的缘由主要是（）A 相对稳定的物质循环相对稳定的物质循环 B 缺少干旱缺少干旱C 有自我调整实力有自我调整实力 D 食物链破坏食物链破坏 练习练习2.自然林区的马尾松一般不易发生虫害，而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峻的松毛虫危害，人工马尾松林常会发生严峻的松毛虫危害，其主要缘由是（其主要缘由是（）A 松毛虫繁殖力强松毛虫繁殖力强 B 马尾松抗虫实力差马尾松抗虫实力差C 人工林养分结构简洁人工林养分结构简洁 D 当地气候适宜松毛虫生长当地气候适宜松毛虫生长3.“野火烧不尽，春风吹又生。野火烧不尽，春风吹又生。”说明生态说明生态系统的（系统的（）A 抗拒力稳定性抗拒力稳定性 B 复原力稳定性复原力稳定性C 食物链的结构可以变更食物链的结构可以变更D 受气候更替的影响受气候更替的影响4.下列各生态系统中，自动调整实力最大下列各生态系统中，自动调整实力最大且被破坏后，最不简洁复原的是（）且被破坏后，最不简洁复原的是（）A.热带雨林热带雨林 B.温带草原温带草原 C.温带落叶林温带落叶林 D.北方针叶林北方针叶林