高考生物一輪復(fù)習(xí)第4講生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)信息傳遞和穩(wěn)定_第1頁
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第4講生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞和穩(wěn)定性閨哥2024/3/25考點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的概念組成生物體的碳、氫、氮、磷、硫等基本元素,都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落,又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程,這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。其中的物質(zhì)循環(huán)具有全球性,因此又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)。這里所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈。(1)物質(zhì):組成生物體的化學(xué)元素,如C、H、O、N、P、S等?!疚镔|(zhì)循環(huán)伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量變化,即物質(zhì)循環(huán)離不開能量流動(dòng)】(2)范圍:生物群落和無機(jī)環(huán)境之間。【生物群落起決定作用】(3)特點(diǎn):全球性、循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。思考:氮元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間能否循環(huán)利用?為什么需要不斷地向農(nóng)田中施加氮肥?提示:能。農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng),是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益,使能量更多地流向人類,滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn),加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出,其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤,所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。2.物質(zhì)循環(huán)的實(shí)例——碳循環(huán)請(qǐng)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的含義:a.生產(chǎn)者;b.消費(fèi)者;c.呼吸作用;d.光合作用或化能合成作用;e.呼吸作用。(1)特點(diǎn):①碳的存在形式:非生物環(huán)境中:主要是CO2和碳酸鹽,生物群落內(nèi)部:主要是含碳有機(jī)物(組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的)②碳循環(huán)的形式:生物群落與無機(jī)環(huán)境間是CO2【雙向】生物群落內(nèi)部是含碳有機(jī)物【單向】③碳進(jìn)入生物群落的途徑:綠色植物的光合作用,某些微生物的化能合成作用④碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境途徑:生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用;分解者的分解作用;化石燃料的燃燒;⑤碳在生物體之間傳遞途徑:食物鏈和食物網(wǎng)⑥與自然界碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器:線粒體和葉綠體⑦碳循環(huán)具全球性的原因:CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)進(jìn)行。(海洋對(duì)調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用,海洋是巨大的碳庫)⑧碳循環(huán)失調(diào)的后果:溫室效應(yīng)(2)溫室效應(yīng)①溫室氣體:二氧化碳等②形成原因:碳循環(huán)的平衡被打破a.化石燃料的開采和使用大大增加了CO2的排放b.森林、草原等植被遭到大面積破壞,減少了CO2的吸收了解;化石燃料的大量燃燒,導(dǎo)致在很短時(shí)間內(nèi)向大氣中釋放大量的CO2,打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。植被大面積被破壞,大大降低了植物對(duì)大氣中CO2的吸收能力。③危害:使氣溫升高,加快極地和高山冰川的融化,導(dǎo)致海平面上升,進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。另外它還會(huì)使地球上的病蟲害增加,土地干旱,沙漠化面積增大,氣候異常,海洋風(fēng)暴增多。④緩解措施:a.減少CO2的排放:減少化石燃料的燃燒,開發(fā)新能源如核能、太陽能、風(fēng)能、水能等?!靖旧辖鉀Q溫室效應(yīng)】b.增加CO2的吸收:大力植樹造林。提高森林覆蓋率;“低碳經(jīng)濟(jì)”:低耗能、低排放、低污染c.提高秸稈還田率,增加土壤儲(chǔ)碳量3.生物富集(1)概念:(也稱生物濃縮作用或生物放大作用)生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物,使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。常見存在生物富集現(xiàn)象的污染物:①重金屬:如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有機(jī)化合物:如DDT、六六六等(2)發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點(diǎn):①富集物質(zhì)在環(huán)境和生物體中存在形式是比較穩(wěn)定的;②富集物質(zhì)必須是生物體能夠吸收的且不易排出的;③富集物質(zhì)在生物代謝過程中是不易被分解的;(3)生物富集的主要途徑:食物鏈、食物網(wǎng)(4)實(shí)例——鉛的富集過程。分析鉛濃度在生物群落內(nèi)會(huì)放大的原因成因:鉛在生物體內(nèi)形成難以降解的化合物,不易排出。(5)特點(diǎn)①食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,生物富集的某種物質(zhì)濃度就越大。逐級(jí)積累。(注意:人是生物富集的最大受害者)②生物富集也具有全球性。原因:導(dǎo)致生物富集的有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地拓展:①富營(yíng)養(yǎng)化:指水體中N、P等物質(zhì)過度排放,導(dǎo)致水中的藻類植物(藍(lán)藻、金藻、甲藻、綠藻、硅藻等)大量繁殖,產(chǎn)生水華(江、河、湖)、赤潮(海)等現(xiàn)象。②氮循環(huán):固氮作用:N2→硝酸鹽、氨等氨化作用:有機(jī)氮(氨基酸、核酸、尿素)通過氨化細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為氨與氨的化合物。硝化作用:氨化合物通過硝化細(xì)菌的作用→NO3和NO2反硝化作用:NO3通過反硝化細(xì)菌的作用→N2③硫循環(huán)硫在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)主要以SO2形式硫進(jìn)入生物群落途徑:生產(chǎn)者直接從大氣中吸收SO2,以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞綇母滴誗O42硫返回?zé)o機(jī)環(huán)境的形式:SO2、SO42、H2S硫返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑:分解者的分解作用、燃燒、火山爆發(fā)④三種循環(huán)相同點(diǎn):a.在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間都是以無機(jī)物形式循環(huán)b.都主要是經(jīng)過生產(chǎn)者的作用進(jìn)去生物群落c.在生物群落內(nèi)部主要以有機(jī)物形式傳遞d.三者都依賴水循環(huán),運(yùn)輸離不開水4.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式太陽能→有機(jī)物中的化學(xué)能【主】→熱能(一般形式)有機(jī)物,無機(jī)物(為主)過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動(dòng)在無機(jī)環(huán)境和生物群落間循環(huán)往返范圍生物群落(生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí))生物圈(全球)特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減全球性、循環(huán)性聯(lián)系二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能,它們同時(shí)進(jìn)行,相互依存,不可分割:①能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放,都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程;②物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);③能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返。5.生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模式圖中的信息獲取在碳循環(huán)中,只有生產(chǎn)者與大氣中的CO2庫(非生物的物質(zhì)和能量)之間是雙向箭頭。生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者都有箭頭指向大氣中的CO2庫。除大氣中的CO2庫外,生產(chǎn)者、消費(fèi)者都有箭頭指向分解者。(1)圖甲中A~D代表的成分依次是生產(chǎn)者、大氣中的CO2庫、消費(fèi)者、分解者。(2)圖乙中代表生產(chǎn)者的是A,代表消費(fèi)者的是B、D,代表分解者的是E,代表大氣中CO2庫的是C。(3)圖丙中,代表生產(chǎn)者的是E,代表消費(fèi)者的是B、D、F,代表分解者的是C,代表大氣中CO2庫的是A。6.探究土壤微生物的分解作用背景資料:土壤中生活著肉眼看不見的細(xì)菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌,這些生物的數(shù)量是極其繁多的,例如一茶匙表層土就可能含有億萬個(gè)細(xì)菌。(土壤微生物通過分泌胞外酶,將底物分解為簡(jiǎn)單的分子,然后通過細(xì)胞膜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。)由于各地氣候與環(huán)境等因素不同,落葉在土壤中被分解的時(shí)間也是不同的,一般在溫暖、濕潤(rùn)的環(huán)境中需要一直數(shù)月時(shí)間。注意:①對(duì)土壤高溫處理滅菌②A1、B1中加入碘液(鑒定淀粉是否分解完),A2、B2中加入斐林試劑(鑒定淀粉是否開始分解)并水浴加熱③遵循單一變量原則,控制無關(guān)變量考點(diǎn)二生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1.生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞(1)信息概述:①信息:在日常生活中,一般將可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號(hào)等稱作信息。②信息流:生態(tài)系統(tǒng)中的生物種群之間,以及它們內(nèi)部都有信息的產(chǎn)生與交換,能夠形成信息傳遞,即信息流。③生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞過程的三要素信息源:信息產(chǎn)生的部位。(來自生物或非生物環(huán)境)信道:信息傳播的媒介。(空氣、水以及其他介質(zhì)等)信息受體:信息接收的生物或其部位。(如動(dòng)物的眼、鼻、耳、皮膚;植物的葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)如光敏色素等)(2)信息的種類(根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中傳遞信息的載體不同分)①物理信息:自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場(chǎng)等,通過物理過程傳遞的信息?!景▌?dòng)植物的形態(tài)、體色等?!縼碓矗嚎梢允欠巧锃h(huán)境,也可以是生物個(gè)體或群體。感受物質(zhì):眼;耳;皮膚;葉、芽、細(xì)胞中的特殊物質(zhì)(如光敏色素)聯(lián)系生活:短日照植物黃麻(開花需要短日照),黃麻是為了收獲莖稈剝?nèi)±w維用于紡織麻袋,若將黃麻北移到山東種植,開花會(huì)推遲或不開花,產(chǎn)量提高。(我國(guó)位于北半球,越往北每天日照時(shí)間越長(zhǎng))②化學(xué)信息:在生命活動(dòng)中,生物產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。(具有揮發(fā)性)——信息素來源:生物體的代謝產(chǎn)物或分泌物。【注意:無機(jī)環(huán)境可發(fā)出物理信息和化學(xué)信息,如一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)出的化學(xué)信息(如臭味吸引蜣螂)】舉例:植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物。動(dòng)物的尿液、性外激素。昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。③行為信息:動(dòng)物的特殊行為,主要指各種動(dòng)作,這些動(dòng)作也能夠向同種或異種生物傳遞某種信息,即動(dòng)物的行為特征可以體現(xiàn)為行為信息。來源:動(dòng)物的特殊行為。如蜜蜂跳舞、孔雀開屏、鳥類的“求偶炫耀”、烏賊噴墨等?!局卦谛袨?、較特殊】(3)生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)①生物可以通過一種或者多種信息類型進(jìn)行交流。例如:②生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi),也發(fā)生在不同生物之間。例如:犀牛與牛椋鳥,鳥的鳴叫與跳躍提醒犀牛附件有危險(xiǎn)情況③多數(shù)情況下,信息傳遞為雙向的;也有單向,并且決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)(4)信息的范圍:種群內(nèi)部個(gè)體和個(gè)體之間,種群和種群之間,生物與無機(jī)環(huán)境之間。即生物與生物之間,生物與無機(jī)環(huán)境之間區(qū)別:生存斗爭(zhēng)類型→生物與生物之間,生物與無機(jī)環(huán)境之間協(xié)同進(jìn)化類型→不同種生物之間,生物與無機(jī)環(huán)境之間歸納:信息可在哪些層次進(jìn)行傳遞?細(xì)胞內(nèi)部各部分之間、個(gè)體的細(xì)胞與細(xì)胞、種群內(nèi)的個(gè)體與個(gè)體、不同種群之間、生物群落與無機(jī)環(huán)境注意:多細(xì)胞生物體細(xì)胞間的信息傳遞是個(gè)體內(nèi)的信息傳遞,不屬于生態(tài)系統(tǒng)功能中的信息傳。延伸:①生態(tài)系統(tǒng)中各種信息的作用不是孤立的,而是相互制約,互為因果的②所有的信息最終都是經(jīng)由基因和酶的作用,并以激素和神經(jīng)系統(tǒng)為中介在生物中體現(xiàn)出來的③判斷生態(tài)系統(tǒng)信息類型的方法a.涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號(hào),通過動(dòng)物的感覺器官,如皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感受上述信息,則判斷為物理信息。b.若涉及化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)性(如性外激素等)這一特點(diǎn),則判斷為化學(xué)信息。c.凡涉及“肢體語言”的均屬行為信息。d.在影響視線的環(huán)境中(如深山密林),生物間多依靠“聲音”這種物理過程傳遞信息。e.在噪音嘈雜的環(huán)境(如洪水、瀑布旁),生物多以“肢體語言”這種行為信息進(jìn)行交流。(5)信息傳遞的作用課本P70思考?討論:生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性①生命活動(dòng)的正常進(jìn)行,離不開信息傳遞。(個(gè)體水平)實(shí)例:光信息與植物種子萌發(fā)、昆蟲發(fā)育、動(dòng)物生活習(xí)性和行為。海豚捕食、探路、定位和躲避天敵等幾乎都依賴于超聲波。有些植物(如萵苣、茄、煙草)的種子萌發(fā)率與光的波長(zhǎng)有關(guān)。棉蚜蟲被瓢蟲捕食時(shí)被捕食的蚜蟲會(huì)立即釋放一種報(bào)警信息素,使周圍蚜蟲紛紛跌落到地面,躲避瓢蟲②生物種群的繁衍,離不開信息傳遞。(種群水平)實(shí)例:一些兩年生植物存在春化作用(接受低溫才能促進(jìn)開花)光周期與植物開花,信息素與動(dòng)物的交配或交尾,光信息與動(dòng)物的繁殖③調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。(群落和生態(tài)系統(tǒng)水平)實(shí)例:草原返青時(shí),“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的信息;狼能夠依據(jù)兔留下的氣味去獵捕后者,兔同樣也能夠依據(jù)狼的氣味或行為特征來躲避獵捕。螢火蟲發(fā)出的螢光是一種求偶信號(hào),以此與異性取得聯(lián)系。但這種信號(hào)往往被第三者狼蛛非法利用,結(jié)果雙雙被捕,成了愛情的犧牲品。植物產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)在植物生長(zhǎng)過程中,通過信息抑制其他植物的生長(zhǎng)、發(fā)育并加以排除的現(xiàn)象,常稱為異株克生現(xiàn)象。④信息在生態(tài)系統(tǒng)中還有很多未揭示的作用。(6)信息傳遞的應(yīng)用①提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物,就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。實(shí)例:電子儀器,模擬蜜蜂跳圓圈舞或擺尾舞相同的頻率或聲音。延長(zhǎng)光照時(shí)間,刺激雞卵巢發(fā)育和雌激素的分泌,大大提高產(chǎn)蛋率利用溫度和濕度延長(zhǎng)蔬菜的種植期②對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制(不是直殺滅)。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物,降低害蟲的種群密度。實(shí)例:利用光照、聲音信號(hào)誘捕或驅(qū)趕某些動(dòng)物。利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物,降低害蟲種群密度還可以利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動(dòng)物的雌雄交配,使有害動(dòng)物的繁殖力下降。(7)控制動(dòng)物危害的技術(shù)方法比較種類化學(xué)防治機(jī)械防治生物防治措施噴施化學(xué)藥劑(如農(nóng)藥)等人工捕捉等引入天敵、寄生蟲或使用信息素等優(yōu)點(diǎn)①作用迅速;②短期效果明顯①無污染;②見效快,效果好①效果好且持久;②成本低,無污染缺點(diǎn)①使害蟲抗藥性增強(qiáng);②可能殺滅害蟲天敵,破壞生態(tài)平衡;③污染環(huán)境①費(fèi)時(shí)費(fèi)力;②對(duì)體型很小的害蟲無法實(shí)施天敵數(shù)量不確定,甚至可能會(huì)引發(fā)生態(tài)危機(jī)(可能引起物種入侵)。見效慢注意:信息素屬于化學(xué)信息,利用信息素防治害蟲屬于生物防治(8)歸納總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)三大功能的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞來源太陽能生態(tài)系統(tǒng)生物或無機(jī)環(huán)境特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減循環(huán)性、全球性往往是雙向的(也有單向)范圍生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間(生物群落中)生物圈生物之間,生物與非生物環(huán)境之間途徑主要是食物鏈和食物網(wǎng)多種地位物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力能量流動(dòng)的載體決定物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的方向和狀態(tài)聯(lián)系①任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)這三個(gè)基本功能,三者同時(shí)進(jìn)行,相互依存,不可分割,形成統(tǒng)一整體②能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力,物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),信息傳遞決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向考點(diǎn)三生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.生態(tài)平衡①概念:生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),就是生態(tài)平衡。②特征:結(jié)構(gòu)平衡:生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定功能平衡:生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行,保證了物質(zhì)總在循環(huán),能量不斷流動(dòng),生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新;收支平衡:生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量,處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)由此可見,生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變,而是一種動(dòng)態(tài)平衡。③調(diào)節(jié)機(jī)制:負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)例一:草、兔子、狼的數(shù)量關(guān)系說明在生態(tài)系統(tǒng)中,生物群落內(nèi)部能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié),以維持生態(tài)平衡實(shí)例二:森林植被生長(zhǎng)、火災(zāi)的關(guān)系說明在生態(tài)系統(tǒng)中,生物群落與無機(jī)環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié),以維持生態(tài)平衡上述生態(tài)系統(tǒng)都遇到了破壞或干擾,而對(duì)抗這種破壞或干擾,使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制,是反饋機(jī)制。④負(fù)反饋定義:在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作的效果,反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作,并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制,它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在,它是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。比較歸納正反饋調(diào)節(jié)與負(fù)反饋調(diào)節(jié)項(xiàng)目正反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)方式加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化結(jié)果常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)有利于生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)穩(wěn)定實(shí)例分析已污染的湖泊污染加劇草原上食草動(dòng)物與植物的平衡2.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。(2)原因:生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。【自我調(diào)節(jié)能力指不同生態(tài)系統(tǒng)都具有在一定范圍內(nèi)消除外來干擾的能力】(3)基礎(chǔ):負(fù)反饋調(diào)節(jié),既存在于生物群落內(nèi)部,也存在于生物群落與無機(jī)環(huán)境之間。(4)特點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定的限度。當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時(shí),生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降,生態(tài)平衡遭破壞;例如:我國(guó)西北的黃土高原?。?)大?。阂话銇碚f,生態(tài)系統(tǒng)的組成成分越多樣,營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。相反,成分越單純,其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單,其調(diào)節(jié)能力也越小?!旧鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要與生物種類有關(guān),還要考慮生物的個(gè)體數(shù)量。食物鏈數(shù)量越多越穩(wěn)定,若食物鏈數(shù)量相同,再看生產(chǎn)者,生產(chǎn)者多的穩(wěn)定程度高?!浚?)生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的兩條途徑1)通過凈化作用(一直存在):當(dāng)河流受到輕微的污染時(shí),物理沉降、化學(xué)分解、微生物的分解是河流生態(tài)系統(tǒng)抵抗環(huán)境污染的有效途徑。2)通過營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,如在森林生態(tài)系統(tǒng)中,通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)來抵抗外界干擾,維持自身穩(wěn)定。4.抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性(1)抵抗力穩(wěn)定性:生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力。(抵抗干擾,維持原狀)抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量多,占有的能量多。生物種類多,食物網(wǎng)復(fù)雜,物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的渠道多。(2)恢復(fù)力穩(wěn)定性:生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。(遭到破壞,恢復(fù)原狀)恢復(fù)力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體小,數(shù)量多,繁殖快。生物種類較少,物種擴(kuò)張受到的制約較小。生物能以休眠方式渡過不利時(shí)期或產(chǎn)生適

應(yīng)新環(huán)境的新類型。辨析:生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾(破壞)后,其恢復(fù)速度與恢復(fù)時(shí)間是不一樣的某一生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾,遭到一定程度的破壞而恢復(fù)的過程,應(yīng)視為抵抗力穩(wěn)定性,如河流受到輕微的污染時(shí),能通過自身凈化(如物理沉降、化學(xué)分解和微生物分解),可以很快恢復(fù)到接近原來的狀態(tài)。若遭到徹底破壞,則其恢復(fù)過程應(yīng)視為恢復(fù)力穩(wěn)定性,如火災(zāi)后草原的恢復(fù)等。(3)聯(lián)系:相反(或負(fù)相關(guān))關(guān)系,同時(shí)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,共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。注意:抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系并不一定都是相反的,如凍土苔原生態(tài)系統(tǒng),由于物種組成成分單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低。(4)抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型a.圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。b.y的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)弱的指標(biāo),y越大說明抵抗力穩(wěn)定性越弱;反之,抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)。例如,熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比,受到相同干擾,草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。c.x可以表示恢復(fù)到原狀所需的時(shí)間,x越大,表示恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱;反之,恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。d.TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積,可作為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo),。TS越大(即x、y越大)生態(tài)系統(tǒng)總穩(wěn)定性越弱。e.y與x的關(guān)系:負(fù)相關(guān)(5)影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素自然因素;如火山爆發(fā)、地震臺(tái)風(fēng)、流行病等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害是有限的。人為因素:影響更廣泛、更直接、更大,主要是人類對(duì)自然資源的不合理開發(fā)和利用,造成森林毀滅、水土流失、草原退化、環(huán)境污染造成生態(tài)系統(tǒng)破壞。5.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1)提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需;能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。(2)提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施①控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度,在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi),合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。②對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)給予相應(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)。如:對(duì)農(nóng)田、果園生態(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。還可建造“生態(tài)屏障”。③引入本地物種思考1:

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