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第5节
生态系统的稳定性
资料：
紫茎泽兰原产于中美洲。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。
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？
繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素的制约。
紫茎泽兰
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响，
刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期
思考：
紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会发生什么变化？生物多样性呢？
随入侵年限的增加，植物的科数和种数逐渐减少。
有些动物随后消失，生物多样性下降。
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
推测：
当地生态系统的结构和功能会发生变化吗？为什么？
物种数量减少，营养结构变简单，物质循环、能量流动等生态系统的功能受到严重影响。
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响，
刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期
三江源
资料：
20世纪，青藏高原的生态环境明显恶化，形势日益严峻。位于高原腹地的“三江源”，冰川、雪山逐年萎缩，江河、湖泊和湿地缩小、干涸；沙化、水土流失的面积不断扩大；荒漠化和草地退化日益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；受威胁的生物物种占总类的20%以上。
1.生态平衡：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
思考：
从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？
一、生态平衡与生态系统的稳定性
高原草甸
群落总生产量和总呼吸量
的变化曲线图
思考：
在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？
总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。
群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。
资料：
讨论：
联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
生产—消费—分解过程保证了物质总在循环，能量不断流动。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。
2、生态平衡的特征：
（1）结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。
（2）功能平衡：生产一消费一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。
（3）收支平衡：物质和能量的输入与输出平衡
一、生态平衡与生态系统的稳定性
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
兔
禾本科、莎草科、豆 科
狼
实例一
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
实例1：草地上，兔、草、狼之间数量的调节过程示意图
实例2：森林群落内部的调节示意图
兔增加
草减少狼增多
兔减少
草增加
狼减少
郁闭增加
火灾发生
郁闭减少
阳光养料充足
3、生态系统平衡的调节机制—负反馈调节
（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。
改邪归正
3、生态系统平衡的调节机制—负反馈调节
（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。
它是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
正反馈调节：
2.模型：
3.结果：正反馈使生态系统远离平衡状态。
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
1.实例：湖泊受到严重污染，鱼等生物会因死亡而减少，尸体腐烂，又进一步加重污染，引起更多生物死亡，污染更加严重。
错上加错
4、生态系统的稳定性
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。
（1）概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。即，生态系统维持或恢复生态平衡的能力。
生态系统稳定性表现在哪些方面？
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
（2）表现：
一、生态平衡与生态系统的稳定性
比较项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
定义
核心
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状的能力
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
热带雨林：
①生物种类：
多
②营养结构：
复杂
强
③抵抗力稳定性：
弱
④恢复力稳定性：
草原：
①生物种类：
少
②营养结构：
简单
弱
③抵抗力稳定性：
强
④恢复力稳定性：
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。反之，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。
一般情况，抵抗力稳定性、恢复力稳定性与生态系统结构复杂程度的关系
结构简单的生态系统，抵抗力稳定性低时，恢复力稳定性一定高吗？
北极冻原（苔原）生态系统抵抗力稳定性是强还是弱？恢复力稳定性呢？
特例：北极冻原（苔原）生态系统
抵抗力稳定性、恢复力稳定性都很弱
（1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
适度放牧，划区轮牧
适量捕捞
三、提高生态系统的稳定性
适度砍伐
施肥、灌溉、控制病虫害
防护林防风阻沙
（2）对人类利用强度大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。（收支平衡）
1. 2005年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资75亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。
4.从2005年到2019年，14年间，国家在三江源地区持续投入逾180亿元。
3. 2014年初，三江源生态保护和建设二期工程启动。
2.青海在环境“倒逼”下开始“铁腕”治理，对三江源地区4州17县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保护、人工增雨、工程灭鼠等项目。
资料：
资料
设计并制作生态缸，观察其稳定性

基本原理：
在有限的空间内，依据生态系统原理（生态平衡），将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统。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级之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
生态瓶：
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的
生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全、比例适当（有生产者、消费者、分解者）
生态缸的材料必须透明，并放置于室内通风、光线良好的地方
生态缸宜小不宜大，水量充足，并留出一定空间
选择的动物不宜太多，个体不宜太大。
防止外界因素的干扰
为光合作用提供光照，便于观察；防止水温过高导致水生植物死亡
降低成本，便于操作，缸内储备一定量的空气
保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持相对稳定
减少对氧气的消耗，防止收支不平衡
设计并制作生态缸，观察其稳定性

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