5.5《生态系统的稳定性》课件王卉.ppt

第五章第5节 生态系统稳定性,一 生态系统的结构,二 生态系统的能量流动,三 生态系统的物质循环,五 生态系统的稳定性,生 态 系 统,四 生态系统的信息传递,前面我们学习了生态系统的类型、结构和 功能。既然人类弄清了各种生态系统的成分， 结构，也知道了它们如何通过能量流动和物质 循环建立起有机的联系，形成一个统一的整体。 那么，人类能否在生物圈之外建造一个适于人 类长期生活的生态系统呢？,思考,美国的科学家们做了这样的实验。,生物圈号是1991年在美国建立的一个占地约12000平方米的巨大温室。在内部建造了5种模拟世界的各地景观的野生生物群落。从1991年9 月26日起的两年中，美国科学界进行了人工生物圈实验。八名男女科学家自愿住进了一个由玻璃和钢架建成的3.1英亩的人造小世界里，从事两年的生态实验。除了一部电传机和电能供给外，他们与外界完全隔离，而且，除患严重疾病外，任何人不得离开这个地方。这项实验被称为生物圈二号。,生物圈号,生物圈二号就像一个巨大的生态球，在拱型玻璃罩下，里面有3 800种动植物。此外还有湖泊、沙漠、树林、草地和农田、楼房，以及制造人工风雨的装置。,两年里，八位科学家要亲自饲养家禽、牲畜，种植农作物，方能维持生活。在这里，任何东西也不会浪费，都会循环使用，比如人吸入氧气呼出二氧化碳，绿色植物进行光合作用则正好相反。任何农药都严禁使用，庄稼有病虫害，将用瓢虫、黄小蜂进行生物防治。,在这个生物圈里，科学家将对生态环境严格控制。如果食草动物过多，将引起草地破坏，就必须猎食一些食草动物，如果一种植物灭亡了，他们将取出试管内储存的植物细胞，重新培养。科学家们需要进行大量的实验，才能维持生存、净化环境，稍有不慎，生态危机就会出现。,但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。,生物圈二号实验为世界瞩目，因为这项实验的成功不仅将对人类面临的环境危机、能源危机提出有意义的解决途径，而且可以有效利用现有资源，向宇宙空间、沙漠、海底进军。,“生物圈号”实验室,1.科学家们为什么要建造“生物圈II号”并进行 实验呢？,深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类 离开地球能否生存,2.在“生物圈II号”中模拟生物圈建立了哪些生 态系统？里面有哪些成分？,有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；里 面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的 动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、 生产者、消费者和分解者应有尽有。,3.八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足 生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中 出现了什么问题？,由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳， 部分二氧化碳又与建“生物圈II号”的混凝土中 的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21下 降到14，二氧化碳含量猛增。,昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡， 食物链等营养结构联系中断。,靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严 重减产。 ,少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。,草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。,适度捕捉生态系统中的动物，也不会导致种群严重减小，更不会灭绝。,生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。,生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。,这，就是生态系统的稳定性!,生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。,一、生态系统稳定性的概念,生态系统稳定性的 主要方面,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,原因:,生态系统内部具有一定的自我调节能力!,这种能力是通过生态系统内部 来实现的。,反馈机制,1.负反馈,负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能使生态系统达到和保持稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化,在生态系统中关于正反馈的例子不多，例如，有 一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡 而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重 污染，引起更多的鱼类的死亡。,2.正反馈,生态系统的自我调节能力是无限的吗？,不是！例如：,生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。,二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性,生态系统稳定性的两大内容,1、抵抗力稳定性,2、恢复力稳定性,生态系统受到外界干扰使自身结构 功能破坏后恢复原状的能力。,抵抗力很强,抵抗力较弱,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂,、各营养级的生物数量多，占有的能量多,、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种 干扰造成的不利影响。,来源,抵抗力稳定性,、生物的种类、数量多，一定外来干扰 造成的变化占总量的比例小。,、能量流动与物质循环的途径多，一条 途径中断后还有其他途径来代替。,恢复力强,恢复力弱,恢复力弱,恢复力较弱,抵抗力很强,抵抗力较弱,对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系,相反,提高生态系统的稳定性,提高生态系统的稳定性,意 义,人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。,人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。,走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。,提高生态系统的稳定性,措 施,保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。,提高生态系统的稳定性,措 施,保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。,提高生态系统的稳定性,措 施,保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。,实验:制作生态缸，观察稳定性（微生态系统）,(一)原理： 1、微生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，缺少其中一个或多个对生态系统的稳定性会造成不同程度的影响； 2、微生态系统应考虑不同营养级生物之间合适比例，否则对物质循环、能量流动会造成一定程度的影响，影响其稳定性。,（二）材料,（三）实验过程及注意事项 1、生态缸可以制成封闭型或开放型，前者其成分及比例更为严格，外界只提供光能（提供散射光，不能直射强光）； 2、放置生物一般必须有强生活力，数量适合； 3、使沙土保持干燥，可在沙土上下铺垫一层塑料布。,（四）实验结果观察（实验指标） 1、包括植物、动物生活情况：种类、数量、生活能力、水质情况（颜色）及基质变化； 2、定期观察； 3、记下生态系统全部生物死亡、生态系统稳定性破坏的时间； 4、注意设置对照，分析不同成分或条件对生态系统稳定性的影响。,小结,1生态系统的结构和功能总是处于不断变化的 过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。 2生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种 能力。 3生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复 力稳定性。 4生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动 的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我 们要保护并提高生态系统的稳定性。,