生態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

1993年，8個(gè)人被送進(jìn)“生物圈二號(hào)”，本來預(yù)期他們與世隔絕兩年，可以靠吃自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，飲用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但18個(gè)月之后，“生物圈二號(hào)”系統(tǒng)嚴(yán)重失去平衡：氧氣濃度從21%降至14%，不足以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補(bǔ)救也無濟(jì)于事；原有的25種小動(dòng)物，19種滅絕；為植物傳播花粉的昆蟲全部死亡，植物也無法繁殖。事后的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌在分解土壤中大量有機(jī)質(zhì)的過程中，耗費(fèi)了大量的氧氣；而細(xì)菌所釋放出的二氧化碳經(jīng)過化學(xué)作用，被“生物圈二號(hào)”的混凝土墻所吸收，又打破了循環(huán)。

為了做人類離開地球能否生存的實(shí)驗(yàn)，美國(guó)花費(fèi)2億美元于1984年建造了一個(gè)完全封閉的生態(tài)實(shí)驗(yàn)基地。由于該實(shí)驗(yàn)室是模擬生物圈的結(jié)構(gòu)和功能而建造的，因此叫做“生物圈Ⅱ號(hào)”。這是一個(gè)占地1.3億平方米的鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去仿佛是一個(gè)巨大的溫室。人類能否在生物圈之外建造一個(gè)適于人類長(zhǎng)期生活的生態(tài)系統(tǒng)呢？為什么？生物圈2號(hào)的啟示自然界不同于人工控制系統(tǒng)，大而全的設(shè)計(jì)導(dǎo)致了顧此失彼。生物圈二號(hào)內(nèi)的土壤均來自一個(gè)地方，不像地球那樣不同地帶有不同的土壤類型。模擬的各類生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局及大小比例不合理。地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物間關(guān)系很復(fù)雜，目前人類還未全面了解生物間的協(xié)調(diào)性。它最重要的啟示在于：我們?nèi)祟惸壳皩?duì)地球的了解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，目前最好的辦法還是保護(hù)和利用好地球，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)是實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性南寧二中生物組生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力內(nèi)容：抵抗力穩(wěn)定性：抵抗干擾，保持原狀恢復(fù)力穩(wěn)定性：遭到破壞，恢復(fù)原狀兩穩(wěn)定性表現(xiàn)之間的關(guān)系：反相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較低，則恢復(fù)力穩(wěn)定性較_____。較低生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較高，則恢復(fù)力穩(wěn)定性較_____。較高提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)具有保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念思考:1.你能列舉出生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后,仍能保持和恢復(fù)相對(duì)穩(wěn)定的實(shí)例嗎?河流受到輕微污染時(shí)，如何恢復(fù)正常？物理沉降化學(xué)分解微生物分解鳥與蟲思考:2.生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后，為何仍能保持或恢復(fù)相對(duì)穩(wěn)定呢？生態(tài)系統(tǒng)能維持相對(duì)穩(wěn)定是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力如河流被有毒物質(zhì)重度污染后還能自動(dòng)恢復(fù)嗎？自我調(diào)節(jié)能力是有限的概念：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力。二.抵抗力穩(wěn)定性*生態(tài)系統(tǒng)為什么具有抵抗力？什么是自動(dòng)調(diào)節(jié)？雨季，草食動(dòng)物大量繁殖，會(huì)不會(huì)把草吃光？生態(tài)系統(tǒng)成分各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物種類

營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力

抵抗力穩(wěn)定性

越簡(jiǎn)單越小越低越復(fù)雜越大越高越單少

越多抵抗力穩(wěn)定性的高低與什么有關(guān)？左，生物種類多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物網(wǎng)）復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。天然林人工林*哪一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)？為什么？*為什么生物種類越多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物網(wǎng)）越復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)？某種生物消失，它的位置可以由這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的其他生物來代替。*消費(fèi)者1消失，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)被破壞嗎？１、生物的種類、數(shù)量多，一定外來干擾造成

的變化占總量的比例小。

２、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，一條途徑

中斷后還有其他途徑來代替。

３、生物代謝旺盛，能通過代謝消除各種干擾

造成的不利影響。抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)特征：記下列哪一種生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性最低AA、熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)B、北方針葉林生態(tài)系統(tǒng)C、溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)D、北極凍原生態(tài)系統(tǒng)A＞B＞C＞D如加選項(xiàng)E、溫帶闊葉林呢？A下列哪項(xiàng)措施能提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？A、減少捕食者和寄生生物的數(shù)量。B、使生產(chǎn)者和消費(fèi)者的數(shù)量保持穩(wěn)定。C、增加物種數(shù)目。D、限制生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的數(shù)量。物種數(shù)目越多，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)途徑和物質(zhì)循環(huán)的渠道就越多，每個(gè)物種所起的作用就越小，部分物種的減少、消失或絕滅……概念：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。三.恢復(fù)力穩(wěn)定性*哪一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)？恢復(fù)力強(qiáng)恢復(fù)力較弱抵抗力穩(wěn)定性:抵抗干擾,保持原狀恢復(fù)力穩(wěn)定性:遭到破壞,恢復(fù)原狀如何繪制曲線？對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性存在相反關(guān)系。恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系抵抗力穩(wěn)定性記森林生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)低抵抗力穩(wěn)定性較高抵抗力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較恢復(fù)力穩(wěn)定性較低高比較抵抗性穩(wěn)定性的高低荒漠生態(tài)系統(tǒng)低恢復(fù)力穩(wěn)定性較高恢復(fù)力穩(wěn)定性較草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較抵抗力穩(wěn)定性較低高比較恢復(fù)性穩(wěn)定性的高低抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性比較抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性概念影響因素聯(lián)系抵抗干擾,保持原狀遭到破壞,恢復(fù)原狀成分越復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)成分越簡(jiǎn)單,恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)①兩者同時(shí)存在于同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中②一般情況下，兩者關(guān)系相反,抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng),則恢復(fù)力穩(wěn)定性弱四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性思考:我們將采取什么措施來提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

適量砍伐森林中的樹木，森林的結(jié)構(gòu)功能不會(huì)破壞，還能促進(jìn)森林的更新。

科學(xué)合理的載畜量，不會(huì)破壞草原，又可以獲得穩(wěn)定的畜牧產(chǎn)品。適度捕撈海洋系統(tǒng)中成魚，不僅可以促進(jìn)海洋魚類資源的更新，還能不斷獲得各類產(chǎn)品。提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性措施1.控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度,不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。2.對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。

對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產(chǎn)出。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的關(guān)系曲線正確的是1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的關(guān)系曲線正確的是()A鞏固練習(xí)2.在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中a,b,c,d四種生物,由于食物關(guān)系形成如下幾種結(jié)構(gòu),其中最穩(wěn)定的是()AabcdBabcdCabcdDabcdB設(shè)計(jì)制作生態(tài)瓶(缸),觀察其穩(wěn)定性

目標(biāo)：通過動(dòng)手自制小型生態(tài)瓶(缸)，認(rèn)真觀察記錄這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。討論：如何制作小型生態(tài)瓶，才能使它在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持相對(duì)穩(wěn)定?實(shí)驗(yàn)材料:灌頭瓶（透明的飲料瓶等

），柳條魚，小田螺，小蝦，水草，浮萍，砂土，池塘水足量。

提示：在灌頭瓶或透明的飲料瓶下邊放上沙子，植入水草，裝進(jìn)池塘水（里邊有小型動(dòng)物和藻類植物）放進(jìn)健康的小魚。最后，封上生態(tài)瓶蓋。注意：1.瓶中生物的生活力要強(qiáng),并且數(shù)量不能過多。2.生態(tài)瓶要放在有充足陽光照射的地方（如窗臺(tái)上）。3.瓶中水量不能超過容積的4/5。設(shè)計(jì)制作生態(tài)瓶(缸),觀察其穩(wěn)定性

拓展延伸：1.提出與維持生態(tài)瓶?jī)?nèi)穩(wěn)定性相關(guān)的問題,例如：

A.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與生物種類的多少有關(guān)嗎？

B.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與陽光有關(guān)系嗎？設(shè)計(jì)制作生態(tài)瓶(缸),觀察其穩(wěn)定性

2.根據(jù)提的問題作出假設(shè)

3.小組討論，設(shè)計(jì)探究方案

（課本P95）下圖是河流生態(tài)系統(tǒng)受到生活污水（含大量有機(jī)物）輕度污染后的凈化過程示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）在該河流的AB段上，溶解氧大量減少的主要原因是什么？（2）藻類大量繁殖的主要原因是什么？（3）水中溶解氧含量逐漸恢復(fù)的主要原因是什么？（4）若釀造廠或味精廠將大量含有機(jī)物的廢水排入該河流，對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成的最嚴(yán)重的后果是什么？請(qǐng)運(yùn)用生態(tài)平衡原理分析造成這種后果的原因。（1）藻類數(shù)量減少（1分）需氧型細(xì)菌大量繁殖（1分）溶解氧隨有機(jī)物被細(xì)菌分解而大量消耗（1分）

（2）有機(jī)物分解后形成大量的NH4+等無機(jī)鹽離子，有利于藻類的大量繁殖（1分）（3）藻類通過光合作用釋放氧氣（1分）有機(jī)物減少，需氧型細(xì)菌數(shù)量下降，因而對(duì)溶解氧的消耗量減少（1分）（4）河流中的生物大量死亡，生態(tài)平衡遭到破壞（2分）因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有一定限度，當(dāng)外來干擾超過這個(gè)限度時(shí)，生態(tài)平衡就會(huì)遭到破壞（3分）AA生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性自動(dòng)調(diào)節(jié)污水污水生產(chǎn)者A√A下列不屬于穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)特征的是廣州南沙區(qū)擁有200多公頃的濕地，是多種候鳥南下過冬的重要棲息地，被譽(yù)為廣州的“南腎”。但是近年來多項(xiàng)大型石油化工項(xiàng)目落戶南沙，引起環(huán)保專家對(duì)南沙自然環(huán)境的關(guān)注。下列有關(guān)敘述不正確的是(

A．濕地生態(tài)系統(tǒng)由于工業(yè)污水的排放，受到很大的污染，距排污口越近的水體中溶解氧越多，N、P等無機(jī)鹽也越多B．負(fù)反饋調(diào)節(jié)是濕地生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)C．由于污染而死亡的魚腐爛后會(huì)加重污染并導(dǎo)致更多魚類死亡屬于正反饋調(diào)節(jié)D．南沙濕地生態(tài)系統(tǒng)如果遭受嚴(yán)重破壞，物種數(shù)可能大量減少，抵抗力穩(wěn)定性降低下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，不正確的是(

)A．生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，這是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)B．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性C．生物多樣性對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價(jià)值D．生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性就越強(qiáng)隨著城市化的發(fā)展，城市水污染問題日益突出。建立人工濕地公園是解決城市水污染的一種有效途徑，下面是人工濕地處理城市污水的示意圖。則下列有關(guān)說法正確的是A．人工濕地凈化污水時(shí)，體現(xiàn)了該濕地生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性B．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該系統(tǒng)生產(chǎn)者所固定的全部太陽能C．綠藻、黑藻可吸收城市污水中的有機(jī)物，并用于自身的光合作用D．挺水植物蘆葦在濕地邊沿隨地勢(shì)高