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第3章 生态系统及其稳定性
第5节
生态系统的稳定性
紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害，在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。
讨论1: 为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
问题探讨
2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
问题探讨
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，破坏生态平衡。
紫茎泽兰
凤眼莲
福寿螺
1.什么是生态平衡
2.生态系统如何自我调节
3.怎样理解生态系统的稳定性
4.怎样提高生态系统的稳定性
(一)生态平衡
1. 生态平衡的概念:
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
2. 处于生态平衡的生态系统具有以下特征:
(1)结构平衡:
(2)功能平衡:
(3)收支平衡:
生态系统的各组分保持相对稳定。
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
如，在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
一、生态平衡与生态系统的稳定性
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。
3. 生态平衡的调节机制 —— 负反馈调节
实例1:
兔子数量增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔子数量减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼减少
一、生态平衡与生态系统的稳定性
说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。
实例2:
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾
光照充足
土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
一、生态平衡与生态系统的稳定性
说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
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，是负反馈调节机制。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
一、生态平衡与生态系统的稳定性
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意义：负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
负反馈调节
原方向
原方向
发生偏离
发生偏离
正反馈调节
更加偏离
负反馈调节
回到原方向
破坏稳态(错上加错)
调节稳态(“改邪归正”)
掠夺式开发后的黄土高原
美丽的呼伦贝尔草原
正反馈调节: 具有破坏性。
负反馈调节: 生态系统自我调节能力的基础。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
一、生态平衡与生态系统的稳定性
正反馈调节 反馈调节
实例：有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。
结果：使生态系统远离平衡状态
4.生态系统的稳定性
(1)概念: 生态系统维持或恢复自身结构与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)两个方面: ①抵抗力稳定性；②恢复力稳定性。
(3)生态系统的自我调节能力是有限的。
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
一、生态平衡与生态系统的稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受伤害)的能力。
1. 抵抗力稳定性
2. 恢复力稳定性
遭到破坏，恢复原状
抵抗干扰，维持原状
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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。
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
1. 抵抗力稳定性
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
这些都反映生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗能力。
2. 恢复力稳定性
大兴安岭1987火灾，大量植被遭到破坏
若干年后，大兴安岭的植被有所恢复
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
3. 不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。
比较森林生态系统和北极冻原生态系统在两种稳定性表现上的差别。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态；
一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
一般来说，生态系统的组分越少，食物网越简单，其自我调节能力就越弱，恢复力稳定性较高。
北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定
核心
影响 因素
保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
受到破坏，恢复原状
生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高
生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
一般为负相关关系
恢复力稳定性
4. 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
在个体水平稳态的维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？
人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（1）可以持续不断地满足人类生活所需；
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
1. 提高生态系统的稳定性的意义
三、提高生态系统的稳定性
2. 提高生态系统的稳定性的措施
（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，合理适度地利用生态系统。
合理放牧
封山育林
适量捕捞
三、提高生态系统的稳定性
（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
防护林防风阻沙
三、提高生态系统的稳定性
构建知识网络
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。 （ ）
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
练习与应用
√
√
D
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
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