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(共32张PPT)
生态系统的稳定性
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
互花米草
飞机草
凤眼莲
湿地松粉蚧
强大小蠹
美国白蛾
非洲大蜗牛
福寿螺
中国第一批外来入侵物种名单（16种）
凤眼莲
加拿大一枝黄花
像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态系统的结构和功能的相对稳定。
呼伦贝尔草原
大兴安岭森林
虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但是只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。
生态平衡
1.概念
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
2.处于生态平衡的生态系统的特征
生态系统的各组分保持相对稳定
结构平衡
功能平衡
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证物质循环、能量流动，生物个体持续发展和更新。
由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
生态平衡
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
群落总生产量和总呼吸量趋于稳定，且相对接近。
群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。
收支
平衡
一定时间内的物质输入量或物质输出量相对稳定，且两者大致相等。处于生态平衡时，植物通过在一定时间内光合作用制造的有机物的量是相对稳定的。
生态平衡
实例1:
森林面貌遭到破坏
种子萌发,幼苗生长
森林植被大量生长
郁闭，林间阳光减少
枯枝落叶增多
火灾
阳光、养料充足
（－）
（－）
实例二：
（1）概念：
在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
2、生态平衡的调节机制---负反馈调节
原方向
负反馈调节
回到原方向
调节稳态
发生偏离
正反馈调节实例
原方向
发生偏离
正反馈调节
更加偏离
偏离稳态
正反馈：使生态系统常常远离稳态，对生态平衡有极大破坏作用。
+
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等生物腐烂
+
生态平衡
生态平衡的调节机制 —— 负反馈调节
上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈机制。
生态系统中普遍存在负反馈调节，它是生态系统具有自我调节能力的基础。
正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定。
3.生态系统的稳定性
(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
(2)
自我调节能力是有限的
生态系统的稳定性
自我调节能力
负反馈调节
原因
基础
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
抵抗力稳定性
发达根系抗干旱
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
抵抗干扰，维持原状
1.概念：生态系统_____外界干扰并使自身的结构与功能________（不受损害）的能力。
抵抗
保持原状
（2）规律：
生态系统中的组分越多
食物网越复杂
自我调节能力就越强
抵抗力稳定性就越高
大兴安岭1987火灾俯瞰图
若干年后，大兴安岭的植被
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
2. 恢复力稳定性：
（遭到破坏，恢复原状）
生态系统遭到破坏后可以依靠恢复力稳定性恢复。
特点：
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。
河流与土壤被有毒物质轻微污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。
如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！
生物种类_____
营养结构_____
自我调节能力_____ 抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____
生物种类_____
营养结构_____
自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____
少
简单
弱
低
高
多
复杂
强
高
低
人工林
热带雨林
北极苔原
二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
恢复力稳定性
一般是相反关系
——负相关
特例：北极冻原生态系统
生物种类少，营养结构简单，自我调节能力弱。
生存条件极其恶劣：生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
3.稳定性特点：
不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。
生态系统中的组分越多
食物网越复杂
自我调节能力就越强
抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低
影响因素：
一方面取决于生态系统的自身组成分（营养结构）；
另一方面还取决于外界 。
环境条件
下图表示甲、乙两个不同的淡水生态系统的结构功能变化曲线。在时间点a时刻，两者同时受到相同类型和强度的污染物排放干扰，致使两者结构和功能都出现较大波动。
生态系统稳定性的数学模型
④ 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS）
TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。
① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。
y 值大，说明抵抗力稳定性弱，
反之，抵抗力稳定性强；
③ x 表示恢复到原状态所需的时间。
x 值大，说明恢复力稳定性弱，
反之，恢复力稳定性强；
四、提高生态系统的稳定性
（1）可以持续不断地满足人类生活所需；
1.提高生态系统的稳定性的意义
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
2.提高生态系统稳定性的措施
（1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度利用生态系统；
合理放牧
封山育林
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
农田施肥
三北防护林
设计生态缸及观察其稳定性
基本原理
①在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分(非生物环境、生产者、消费者、分解者)进行组织，建构一个人工微生态系统是可能的。
②要使人工微生态系统正常运转，在设计时，还要考虑系统内组分及营养之间的合适比例。
③应当注意，人工生态系统的稳定性的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
4、实验步骤：
（1）制作框架
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
（2）铺土
在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫，再铺上一层颗粒较细的沙土，厚度为5～15 cm，在沙土上铺一层含腐殖质较多的土，厚度为5～10 cm，铺垫好的土和石块整体呈坡状。
在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
（3）倒水
向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。
（4）放置生物
依据生物生活习性合理放置。
在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物；在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
设计要求及目的
设计要求 目的
生态缸必须是封闭的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全（具有生产者、消费者和分解者）
生态缸的材料必须透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
生态缸的采光应使用较强的散射光
选择动物不宜过多，个体不宜太大
防止外界生物或非生物因素的干扰
使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
便于操作，且使缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
设计生态缸及观察其稳定性
一、概念检测
1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。
（1）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。 （ ）
（2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。 （ ）
√
√
即时训练
2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为 （ ）
A.封山育林控制了物质循环
B.延长了生态系统中的食物链
C.增加了生态系统中消费者数量
D.使生态系统营养结构复杂性增加
D
即时训练
3.天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是（ ）
A.马尾松对松毛虫抵抗力差
B.人工林内松毛虫繁殖能力强
C.人工林成分单一，营养结构简单
D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖
C
即时训练
请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。
1.当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣, 为什么河水仍能保持清澈？
生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。
即时训练
2.大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么？
大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。
即时训练
3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？
从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。
即时训练
（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
（4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？
藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
藻类通过光合作用释放氧气；
有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
课本课后习题
右图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。
总结

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