資源簡(jiǎn)介

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第3章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
第5節(jié)
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國(guó)后，先是在云南瘋長(zhǎng)蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國(guó)第一批外來(lái)入侵物種名單》中名列榜首。
討論1: 為什么紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，在入侵地可以瘋長(zhǎng)蔓延？
適應(yīng)、繁殖能力強(qiáng)，沒有天敵等制約因素
問(wèn)題探討
2.我國(guó)曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來(lái)防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來(lái)生物，對(duì)這種方法，你怎么看？
澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長(zhǎng)，但是澤蘭實(shí)蠅是一種外來(lái)物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實(shí)蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，如澤蘭實(shí)蠅的生物安全性研究，野外如何布點(diǎn)釋放澤蘭實(shí)蠅，定點(diǎn)釋放的蟲量應(yīng)當(dāng)為多少等等，即在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后，再利用它進(jìn)行防治。
問(wèn)題探討
像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應(yīng)的能力很強(qiáng)，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會(huì)嚴(yán)重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)平衡。
紫莖澤蘭
鳳眼蓮
福壽螺
1.什么是生態(tài)平衡
2.生態(tài)系統(tǒng)如何自我調(diào)節(jié)
3.怎樣理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.怎樣提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
(一)生態(tài)平衡
1. 生態(tài)平衡的概念:
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。
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
2. 處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)具有以下特征:
(1)結(jié)構(gòu)平衡:
(2)功能平衡:
(3)收支平衡:
生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。
生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過(guò)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。
如，在某生態(tài)系統(tǒng)中，植物在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供生物利用的有機(jī)物的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
這種動(dòng)態(tài)平衡是通過(guò)什么調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的呢？
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
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. 生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制 —— 負(fù)反饋調(diào)節(jié)
實(shí)例1:
兔子數(shù)量增加
狼增加
草減少，兔的生存空間和資源減少
兔子數(shù)量減少
草增加，兔的生存空間和資源增加
狼減少
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
說(shuō)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2:
森林植被大量生長(zhǎng)
林下光照減少，樹苗生長(zhǎng)受限，枯枝落葉增加
自然火災(zāi)
光照充足
土壤養(yǎng)料增多
種子萌發(fā)，幼苗迅速成長(zhǎng)
植被逐漸恢復(fù)
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
說(shuō)明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無(wú)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，是負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
①概念：在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過(guò)來(lái)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。
②意義：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)。
負(fù)反饋調(diào)節(jié)
原方向
原方向
發(fā)生偏離
發(fā)生偏離
正反饋調(diào)節(jié)
更加偏離
負(fù)反饋調(diào)節(jié)
回到原方向
破壞穩(wěn)態(tài)(錯(cuò)上加錯(cuò))
調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)(“改邪歸正”)
掠奪式開發(fā)后的黃土高原
美麗的呼倫貝爾草原
正反饋調(diào)節(jié): 具有破壞性。
負(fù)反饋調(diào)節(jié): 生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
正反饋調(diào)節(jié) 反饋調(diào)節(jié)
實(shí)例：有一個(gè)湖泊受到了嚴(yán)重污染，魚類的數(shù)量就會(huì)因死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚類死亡，活魚就更少了。
結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)
4.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)兩個(gè)方面: ①抵抗力穩(wěn)定性；②恢復(fù)力穩(wěn)定性。
(3)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。
當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過(guò)一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降，生態(tài)平衡就會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞。
黃土高原由于植被破壞造成水土流失
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(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(不受傷害)的能力。
1. 抵抗力穩(wěn)定性
2. 恢復(fù)力穩(wěn)定性
遭到破壞，恢復(fù)原狀
抵抗干擾，維持原狀
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(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。
蝗蟲采食下，草原植物再生能力增強(qiáng)
干旱時(shí)樹木擴(kuò)展根系的分布空間
1. 抵抗力穩(wěn)定性
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
這些都反映生態(tài)系統(tǒng)本身對(duì)外界干擾具有一定的抵抗能力。
2. 恢復(fù)力穩(wěn)定性
大興安嶺1987火災(zāi)，大量植被遭到破壞
若干年后，大興安嶺的植被有所恢復(fù)
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
3. 不同生態(tài)系統(tǒng)在這兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有著一定的差別。
比較森林生態(tài)系統(tǒng)和北極凍原生態(tài)系統(tǒng)在兩種穩(wěn)定性表現(xiàn)上的差別。
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
熱帶雨林中，動(dòng)植物種類繁多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，假如其中某種生物大量減少，它在食物網(wǎng)中的位置還可以由這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物來(lái)代替，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能仍然能夠維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；
一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性就越高。
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)的組分越少，食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單，其自我調(diào)節(jié)能力就越弱，恢復(fù)力穩(wěn)定性較高。
北極凍原生態(tài)系統(tǒng)，動(dòng)植物種類稀少，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來(lái)維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
抵抗力穩(wěn)定性 恢復(fù)力穩(wěn)定性
區(qū) 別 實(shí)質(zhì) _____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定 _____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定
核心
影響 因素
保持
恢復(fù)
抵抗干擾，保持原狀
受到破壞，恢復(fù)原狀
生態(tài)系統(tǒng)中組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高
生態(tài)系統(tǒng)中組分越少，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，恢復(fù)力穩(wěn)定性越高
抵抗力穩(wěn)定性
穩(wěn)定性
營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度
一般為負(fù)相關(guān)關(guān)系
恢復(fù)力穩(wěn)定性
4. 抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較
注意: 環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)(北極凍原、荒漠)，往往恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
在個(gè)體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的情況？
人體在遇到病原體入侵時(shí)，免疫系統(tǒng)會(huì)抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似；人體也有恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的機(jī)制和趨勢(shì)，在大病初愈時(shí)，有些功能需要恢復(fù)到正常水平，這與恢復(fù)力穩(wěn)定性相似。
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；
（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。
1. 提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義
三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
2. 提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(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(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。
合理放牧
封山育林
適量捕撈
三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
（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)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。
農(nóng)田施肥
防護(hù)林防風(fēng)阻沙
三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
一、概念檢測(cè)
1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。判斷下列相關(guān)表述是否正確。
（1）溫帶針闊葉混交林比熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性低。 （ ）
（2）不同的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的強(qiáng)度不同。 （ ）
2.封山育林能有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是因?yàn)椋? ）
A.封山育林控制了物質(zhì)循環(huán)
B.延長(zhǎng)了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈
C.增加了生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者數(shù)量
D.使生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加
練習(xí)與應(yīng)用
√
√
D
3.天然森林很少發(fā)生的松毛蟲蟲害，卻經(jīng)常發(fā)生在人工馬尾松林中，合理的解釋是 （ ）
A.馬尾松對(duì)松毛蟲抵抗力差
B.人工林內(nèi)松毛蟲繁殖能力強(qiáng)
C.人工林成分單一，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
D.當(dāng)?shù)貧夂蜻m于松毛蟲的生長(zhǎng)和繁殖
C
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