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1、第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,高中生物必修3 第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性,2020/6/25,主要 內(nèi)容,2020/6/25,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力; 抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性; 提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,地球上亞馬遜森林,歐亞大陸草原,以及極地附近苔原,都已經(jīng)存在至少上千萬年了,這些自然生態(tài)系統(tǒng)盡管經(jīng)常受到洪澇、火燒、蟲害,也受到人類的砍伐與放牧等活動(dòng)的干擾,但是現(xiàn)在依然基本保持著正常的森林、草原與苔原景觀、仍能維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。說明生態(tài)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性。,亞馬遜原始森林,歐亞大陸草原,北極苔原,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力,1、生態(tài)系統(tǒng)的重要特點(diǎn)是趨向于達(dá)到一種穩(wěn)定或平衡狀態(tài),生態(tài)系統(tǒng)的自
2、我調(diào)節(jié)能力,此圖是美國科學(xué)家于1984年開始興建的“生物圈號(hào)”實(shí)驗(yàn)室,1993年1月建成后8位科學(xué)家入住里面,想通過自己生產(chǎn)各種生存所需,計(jì)劃在里面生活兩年。結(jié)果才過了一年多一點(diǎn)就因里面氧氣減少、糧食減產(chǎn)不得不撤出。,說明在目前技術(shù)條件下要在生物圈之外建一個(gè)適于人類生活的生態(tài)系統(tǒng)是非常困難的。生物圈號(hào)不具有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,生物圈II號(hào),生態(tài)系統(tǒng)中生物既有出生也有死亡,既有遷入也有遷出;陽光、溫度、水分等無機(jī)環(huán)境因素也在不斷地改變。因而生態(tài)系統(tǒng)也在不斷地發(fā)展變化著。但對(duì)于一個(gè)相對(duì)成熟的生態(tài)系統(tǒng)來說,系統(tǒng)中的各種變化只要不超出一定限度,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能就不會(huì)發(fā)生大的改變。這就是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)
3、定性。,2、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念,生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力,叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,少量砍伐,適量放養(yǎng)牲畜,適度捕捉,例1:河流受到輕度污染后,可通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物的分解來消除污染,使河流中的生物種類和數(shù)量不受到明顯的影響。,例2:森林生態(tài)系統(tǒng)中,當(dāng)害蟲增加時(shí),食蟲鳥也隨之增加,從而使樹木不會(huì)受到大的損害。,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性來自抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩個(gè)方面。生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對(duì)穩(wěn)定,是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。,3、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力,生物群落中的這種調(diào)節(jié)方式稱為負(fù)反饋調(diào)節(jié)(抑制食草動(dòng)物的增加)。生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力主要是通過反饋來實(shí)現(xiàn)
4、的。其中負(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)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。,過度放牧,食物減少,減少,減少,生物群落與無機(jī)環(huán)境之間也存在著這種負(fù)反饋調(diào)節(jié)。例3:森林火災(zāi)之后,森林中種群密度降低,但于陽光充沛、土壤中無機(jī)養(yǎng)料增多,許多種子萌發(fā)后迅速長(zhǎng)成新的植株(抑制植株的減少)。,在生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于正反饋的例子不多。例4,有一個(gè)湖泊受到了污染,魚類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少,魚類死亡的尸體腐爛,又進(jìn)一步加重污染,引起更多的魚類的死亡(促進(jìn)魚類的減少)。,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的大小與自身的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)成正相關(guān)。,生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類、數(shù)量越多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)。,生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力
5、主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: 1)對(duì)同種生物的種群密度的調(diào)控,這是在有限空間內(nèi)普遍存在的種群變化規(guī)律。 2)對(duì)異種生物種群之間數(shù)量的調(diào)控,其常見于植物與動(dòng)物或動(dòng)物與動(dòng)物之間,常有食物鏈關(guān)系。 3)對(duì)生物與環(huán)境之間的相互調(diào)控。,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的。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)的自我調(diào)節(jié)能力會(huì)迅速喪失,這樣,生態(tài)系統(tǒng)就到了難以恢復(fù)的程度。,黃土高原,哪些因素會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞?,沙化的耕地,洪 災(zāi),旱 災(zāi),雷電,泥石流,臺(tái)風(fēng),概念:生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力。,來源: )生物的種類、數(shù)量多,一定外來干擾造成的變化占總量的比例小。 )能量流動(dòng)與
6、物質(zhì)循環(huán)的途徑多,一條途徑中斷后還有其他途徑來代替。 )生物代謝旺盛,能通過代謝消除各種干擾造成的不利影響。,1、抵抗力穩(wěn)定性,抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性,核心:“抵抗干擾,保持原狀”。,抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征:,a、各營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量多,占有的能量多。,b、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。,生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類、數(shù)量越多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng),抵抗力穩(wěn)定性就越高,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)越穩(wěn)定。,概念:生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞以后恢復(fù)到原狀的能力。,來源: a、生物繁殖的速度快,產(chǎn)生后代多,能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。 b、物種變異能力強(qiáng),能迅速出現(xiàn)適應(yīng)新
7、環(huán)境的新類型。 c、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生物受到的制約小。,2、恢復(fù)力穩(wěn)定性,核心: “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:,a、各營養(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。,b、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。,生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈相反關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性越高的生態(tài)系統(tǒng),其恢復(fù)力穩(wěn)定性越低。,森林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)比較,那種生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)?,森林生態(tài)系統(tǒng)比農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性高,當(dāng)遭受嚴(yán)重破壞時(shí),要想再恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)和功能,哪一種系統(tǒng)更難?,抵抗力穩(wěn)定性,恢復(fù)力穩(wěn)定性,抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定
8、性的關(guān)系,抵抗力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力成正相關(guān),與恢復(fù)力穩(wěn)定性成反相關(guān)。,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的原理,生態(tài)系統(tǒng)之所以具有抵抗力穩(wěn)定性,是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具一定的自我調(diào)節(jié)能力。自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的大小取決于生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化能力(抗污染)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(抗干擾)。,人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,1、破壞生態(tài)平衡的因素:自然因素和人為因素。,其中人為因素的影響尤為突出,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面: 1)人類對(duì)自然資源不合理地開發(fā)和利用。常常會(huì)造成森林毀滅、水土流失和草原退化。 2)人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的污染,也常破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如工業(yè)廢水、農(nóng)藥、化肥等污染物的排放,使水生生物因缺氧或中毒而死亡,造成生態(tài)系
9、統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞。 人類在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),應(yīng)當(dāng)針對(duì)各種生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的特點(diǎn),采取相應(yīng)的保護(hù)措施,保護(hù)各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這樣才能使人和自然協(xié)調(diào)發(fā)展。,1)自然生態(tài)系統(tǒng)是人類生存的基本環(huán)境。,2)人類的活動(dòng)正在改變著自然界中各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性導(dǎo)致出現(xiàn)了全球性的環(huán)境危機(jī)。,3)人類生存與發(fā)展的命運(yùn)就掌握在自己手中,但又受到自然規(guī)律的制約。,2、提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義,1)控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度,不能超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。,2)對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物資、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)。,3、提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施,如對(duì)農(nóng)田不斷施肥、灌溉,控制病蟲害;人工建造防護(hù)林等“生態(tài)屏障”。,措 施,保持與提高生物的數(shù)量,保護(hù)生物的多
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