生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 課件(自用)

1、學習目標學習目標1.1.理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念。理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念。2.2.理解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性概念，二者理解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性概念，二者區(qū)別、聯(lián)系。區(qū)別、聯(lián)系。3.3.理解對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的保護。理解對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的保護。 什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？ 為什么生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性？為什么生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性？ 生態(tài)系統(tǒng)具有生態(tài)系統(tǒng)具有保持或恢復(fù)保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。生態(tài)系統(tǒng)具有生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力。 生態(tài)系統(tǒng)都有在生態(tài)系統(tǒng)都有在一定的范圍內(nèi)一定的范圍內(nèi)消除外來干擾的能力，消除外來干擾的

2、能力，稱之為稱之為自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力。 自我調(diào)節(jié)有自我調(diào)節(jié)有正反饋正反饋和和負反饋負反饋調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。害蟲增加害蟲增加食蟲鳥的食物增加食蟲鳥的食物增加食蟲鳥數(shù)量增加食蟲鳥數(shù)量增加鳥吃大量害蟲鳥吃大量害蟲害蟲減少害蟲減少食蟲鳥因饑餓死亡食蟲鳥因饑餓死亡鳥吃少量害蟲鳥吃少量害蟲食蟲鳥與害蟲的關(guān)系食蟲鳥與害蟲的關(guān)系課本課本P109P109，思考與討論，思考與討論意義：生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的意義：生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)基礎(chǔ)結(jié)果：結(jié)果：抑制或減弱抑制或減弱了最初發(fā)生的變化，使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持穩(wěn)定。了最初發(fā)生的變化，使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持穩(wěn)定。負負反反饋饋調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)正反饋正反饋湖泊受到了污染湖泊受到

3、了污染魚類等生物死亡魚類等生物死亡死魚等生物腐爛死魚等生物腐爛（+）結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)遠離穩(wěn)態(tài)，對生態(tài)系統(tǒng)有極大破壞作用。結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)遠離穩(wěn)態(tài)，對生態(tài)系統(tǒng)有極大破壞作用。原方向原方向原方向原方向發(fā)生偏離發(fā)生偏離發(fā)生偏離發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)更加偏離更加偏離負反饋調(diào)節(jié)負反饋調(diào)節(jié)回到原來方向回到原來方向錯上加錯錯上加錯改邪歸正改邪歸正 蘇州蘇州江南水鄉(xiāng)江南水鄉(xiāng), ,小橋流水人家。話小橋流水人家。話說乾隆下江南時，說乾隆下江南時，到了蘇州。看到水到了蘇州。看到水鄉(xiāng)人家上游淘米洗鄉(xiāng)人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水可是即便如此，水仍然很清澈。這番仍然很清澈。這番

4、景象讓乾隆大為驚景象讓乾隆大為驚奇。奇。 可是，他也發(fā)現(xiàn)可是，他也發(fā)現(xiàn)蘇州虎丘外圍的河流蘇州虎丘外圍的河流被眾多染坊流出的廢被眾多染坊流出的廢水污染得骯臟不堪、水污染得骯臟不堪、臭氣熏天，于是他立臭氣熏天，于是他立即下令嚴禁商賈平民即下令嚴禁商賈平民在虎丘一帶開設(shè)染坊。在虎丘一帶開設(shè)染坊?；⑶鹨粠г械臄?shù)十虎丘一帶原有的數(shù)十家染坊搬遷至遠離虎家染坊搬遷至遠離虎丘的蘇州遠郊，從此丘的蘇州遠郊，從此以后虎丘重現(xiàn)綠水青以后虎丘重現(xiàn)綠水青山。山。思考與討論思考與討論1.1.水鄉(xiāng)人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水為何仍水鄉(xiāng)人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水為何仍 能保持清澈？能保持清澈？ 2.2.虎丘外

5、圍河流在染坊廢水污染下，還能保持穩(wěn)定嗎？虎丘外圍河流在染坊廢水污染下，還能保持穩(wěn)定嗎？ 這說明了什么問題？這說明了什么問題？3.3.染坊停止排污后，虎丘外圍的河流出現(xiàn)了什么變化染坊停止排污后，虎丘外圍的河流出現(xiàn)了什么變化? ? 這說明了什么？這說明了什么？ 1.1.水鄉(xiāng)人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水為何仍水鄉(xiāng)人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水為何仍 能保持清澈？能保持清澈？ 河流受到河流受到輕微輕微的污染時，能通過的污染時，能通過物理沉降物理沉降、化學分解化學分解和和微生物分解微生物分解，很快消除污染。，很快消除污染。 這說明生態(tài)系統(tǒng)在受到外界這說明生態(tài)系統(tǒng)在受到外界輕度干擾輕度干擾時，時

6、，具有抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)和功能保持原具有抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的能力，我們可稱之為狀的能力，我們可稱之為抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性。思考與討論思考與討論2.2.虎丘外圍的河流在染坊廢水的污染下，還能保持虎丘外圍的河流在染坊廢水的污染下，還能保持 穩(wěn)定性嗎？這又說明了什么問題？穩(wěn)定性嗎？這又說明了什么問題？ 不能，這說明一個生態(tài)系統(tǒng)的不能，這說明一個生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的有一定限度的，如果外界因素的干擾超過了這個限，如果外界因素的干擾超過了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到破壞。度，生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到破壞。 這種自我調(diào)節(jié)能力取決于

7、生態(tài)系統(tǒng)的這種自我調(diào)節(jié)能力取決于生態(tài)系統(tǒng)的自身凈化作用自身凈化作用和和完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)思考與討論思考與討論3.3.染坊停止排污后，虎丘外圍的河流出現(xiàn)了什么變化染坊停止排污后，虎丘外圍的河流出現(xiàn)了什么變化? ? 這說明了什么？這說明了什么？ 恢復(fù)了原狀。說明外界因素的干擾消除后，恢復(fù)了原狀。說明外界因素的干擾消除后，生態(tài)系統(tǒng)具有重建穩(wěn)態(tài)的能力。生態(tài)系統(tǒng)具有重建穩(wěn)態(tài)的能力。 生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞后破壞后恢復(fù)恢復(fù)到原狀的能力，叫做到原狀的能力，叫做恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性。思考與討論思考與討論恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性: :遭到破壞，恢復(fù)原狀遭到破壞

8、，恢復(fù)原狀生生態(tài)態(tài)系系統(tǒng)統(tǒng)的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性: :抵抗干擾，維持原狀抵抗干擾，維持原狀來源：來源： . .生物的生物的種類、數(shù)量多種類、數(shù)量多，一定外來干擾造成的變化占總，一定外來干擾造成的變化占總 量的比例小。量的比例小。. .能量流動與物質(zhì)循環(huán)的能量流動與物質(zhì)循環(huán)的途徑多途徑多，一條途徑中斷后還有其，一條途徑中斷后還有其他他 途徑來代替。途徑來代替。. .生物生物代謝旺盛代謝旺盛，能通過代謝消除各種干擾造成的不利影，能通過代謝消除各種干擾造成的不利影響。響。來源：來源： . .生物生物繁殖速度快繁殖速度快, ,產(chǎn)生后代多產(chǎn)生后代多, ,能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。能迅速恢復(fù)

9、原有的數(shù)量。. .物種物種變異能力強變異能力強，能迅速出現(xiàn)適應(yīng)新環(huán)境的新類型。，能迅速出現(xiàn)適應(yīng)新環(huán)境的新類型。比較：抵抗力穩(wěn)定性比較：抵抗力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的成分越生態(tài)系統(tǒng)的成分越多多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜復(fù)雜，自動調(diào)節(jié)能力越自動調(diào)節(jié)能力越強強，抵抗力穩(wěn)定性越抵抗力穩(wěn)定性越高高；比較：恢復(fù)力穩(wěn)定性比較：恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的成分越生態(tài)系統(tǒng)的成分越多多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜復(fù)雜，遭到破壞后恢復(fù)原狀越遭到破壞后恢復(fù)原狀越難難 ，所以恢復(fù)力穩(wěn)定性越所以恢復(fù)力穩(wěn)定性越低低；森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)課堂鞏固課堂鞏固 低低抵抗力穩(wěn)定性較抵抗力穩(wěn)定性較高高抵抗力穩(wěn)定性較抵抗

10、力穩(wěn)定性較低低恢復(fù)力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較高高恢復(fù)力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較 一般情況下，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類少，一般情況下，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，如果遭到破壞，比較容易恢復(fù)。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，如果遭到破壞，比較容易恢復(fù)。 設(shè)疑：這個一般規(guī)律是否適用于所有的設(shè)疑：這個一般規(guī)律是否適用于所有的生態(tài)系統(tǒng)呢？生態(tài)系統(tǒng)呢？沙漠生態(tài)系統(tǒng)沙漠生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng) 2. 2.比較同等強度干擾下，草原生態(tài)系統(tǒng)和比較同等強度干擾下，草原生態(tài)系統(tǒng)和沙漠生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低？沙漠生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低？ 雖然雖然草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)較沙漠生態(tài)系統(tǒng)的生物種類較沙漠生態(tài)系統(tǒng)的生物種類多，

11、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但因多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但因所處的環(huán)境條件適宜所處的環(huán)境條件適宜，在，在受到破壞后較受到破壞后較容易恢復(fù)容易恢復(fù)。 比較恢復(fù)力穩(wěn)定性時，除了考慮比較恢復(fù)力穩(wěn)定性時，除了考慮營養(yǎng)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度外，的復(fù)雜程度外，生態(tài)系統(tǒng)所處的生態(tài)系統(tǒng)所處的環(huán)境條件環(huán)境條件也是一個重要的因素。也是一個重要的因素。北極苔原（冬季）北極苔原（冬季）北極苔原（夏季）北極苔原（夏季）恢復(fù)力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較 恢復(fù)力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較高高低低 一般一般來說，一個生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性來說，一個生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性存在存在相反相反關(guān)系。關(guān)系。 人工生態(tài)系統(tǒng)，如果沒有人為

12、的幫助，其抵抗人工生態(tài)系統(tǒng)，如果沒有人為的幫助，其抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性如何？力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性如何？都很低都很低抵抗力抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性恢復(fù)力恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性穩(wěn)穩(wěn)定定性性生物量、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等生物量、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等3 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性實質(zhì)實質(zhì)核心核心聯(lián)系聯(lián)系保持保持自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定恢復(fù)恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定自身結(jié)構(gòu)功能相對穩(wěn)定抵抗干擾抵抗干擾 保持保持原狀原狀遭到破壞遭到破壞 恢復(fù)恢復(fù)原狀原狀1. 相反關(guān)系相反關(guān)系2. 同時存在于同一系統(tǒng)中的兩種截同

13、時存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用，然不同的作用力，它們相互作用，共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。3. 二者之間與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，如二者之間與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，如右圖所示：右圖所示：抵抗力抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性恢復(fù)力恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性穩(wěn)穩(wěn)定定性性生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞的原因是什么？生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞的原因是什么？ 外來的干擾超過了生態(tài)系統(tǒng)的外來的干擾超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的限度！自我調(diào)節(jié)能力的限度！引起生態(tài)平衡破壞的因素：引起生態(tài)平衡破壞的因素：自然因素：地震、海嘯、火山、泥石流、流行病等。自然因素：地震、海嘯、火

14、山、泥石流、流行病等。森林植被破壞森林植被破壞土地沙漠化土地沙漠化藏羚羊的呼喚藏羚羊的呼喚垃圾成災(zāi)垃圾成災(zāi)引起生態(tài)平衡破壞的因素：引起生態(tài)平衡破壞的因素：人為因素：過度采伐、放牧、捕獵、環(huán)境污染等。人為因素：過度采伐、放牧、捕獵、環(huán)境污染等。 黃土高原過去黃土高原過去不僅有茂密的森林，不僅有茂密的森林，還有茂密的草原。還有茂密的草原。但是，經(jīng)過幾百年但是，經(jīng)過幾百年的掠奪式開發(fā)，盲的掠奪式開發(fā)，盲目砍伐森林和濫墾目砍伐森林和濫墾草原，結(jié)果植被破草原，結(jié)果植被破壞殆盡，引起水土壞殆盡，引起水土流失，因而成為一流失，因而成為一片荒山禿嶺。片荒山禿嶺。青山綠水青山綠水窮山惡水窮山惡水黃土高原的歷史變

15、遷黃土高原的歷史變遷1.1.控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度, ,對生態(tài)系統(tǒng)對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度的利用應(yīng)該適度, ,不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。調(diào)節(jié)能力。適量砍伐森林中的樹木，森林的結(jié)構(gòu)功能不會破壞，還能促進森林的更新。 科學合理的載畜量，不會破壞草原，又可以獲得穩(wěn)定的畜牧產(chǎn)品。適度捕撈海洋系統(tǒng)中成魚，不僅可以促進海洋魚類資源的更新，還能不斷獲得各類產(chǎn)品。1.1.控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度, ,對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度適度, ,不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。2.2.對人類利

16、用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。對對抵抗力抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性低低的生態(tài)系統(tǒng)又該如何？的生態(tài)系統(tǒng)又該如何？進行保護，如建立自然保護區(qū)或防護林進行保護，如建立自然保護區(qū)或防護林以增加物種數(shù)，提高抵抗力穩(wěn)定性。以增加物種數(shù)，提高抵抗力穩(wěn)定性。這一措施主要應(yīng)該針對這一措施主要應(yīng)該針對恢復(fù)力恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性低低的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng) 對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產(chǎn)出。農(nóng)田防護林 人類能否在生物圈之外建造一個適于人類長期生活的生

17、態(tài)系統(tǒng)呢？人類能否在生物圈之外建造一個適于人類長期生活的生態(tài)系統(tǒng)呢？美國生物圈美國生物圈號實驗室號實驗室 為了做人類離開地球能否生存的實驗，美國花費為了做人類離開地球能否生存的實驗，美國花費2 2億美元于億美元于19841984年建造了一個年建造了一個完全封閉完全封閉的生態(tài)實驗基地。由于該實驗室是的生態(tài)實驗基地。由于該實驗室是模擬生模擬生物圈的結(jié)構(gòu)和功能物圈的結(jié)構(gòu)和功能而建造的，因此叫做而建造的，因此叫做“生物圈生物圈號號”。這是一。這是一個鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑，遠遠望去仿佛是一個巨大的溫室。個鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑，遠遠望去仿佛是一個巨大的溫室。 但是，僅僅過了一年多，這個實驗室內(nèi)的氧氣含但是，僅

18、僅過了一年多，這個實驗室內(nèi)的氧氣含量大幅度減少，糧食也嚴重減產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)嚴重不平衡，量大幅度減少，糧食也嚴重減產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)嚴重不平衡，這八位科學家只好提前撤出。這八位科學家只好提前撤出。 在巨大的玻璃罩里面，有微型的森林、沙漠、農(nóng)田、在巨大的玻璃罩里面，有微型的森林、沙漠、農(nóng)田、海洋和溪流。海洋和溪流。 1993年年1月，八位科學家進入這個實驗室。月，八位科學家進入這個實驗室。他們計劃在完全與外界隔絕的情況下，自己生產(chǎn)食物，喝他們計劃在完全與外界隔絕的情況下，自己生產(chǎn)食物，喝溪流中的水，吸收植物釋放的氧，預(yù)計在這個實驗室內(nèi)生溪流中的水，吸收植物釋放的氧，預(yù)計在這個實驗室內(nèi)生活兩年?；顑赡?。生物圈生物圈號的啟示號的啟示 “生物圈生物圈號號”實驗說明，我們?nèi)祟惸壳皩嶒炚f明，我們?nèi)祟惸壳皩Φ厍虻牧私膺€是遠遠不夠的，這證明了在