3.5生態系統的穩定性

紫莖澤蘭入侵我國后，先是在云南瘋長蔓延，現已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當地林木、牧草和農作物造成嚴重危害。問題探討討論1、紫莖澤蘭在原產地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？2、我國曾引入紫莖澤蘭專食性天敵-澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應的能力很強，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會嚴重干擾入侵地的生態系統。破壞當地的生態平衡。美麗的呼倫貝爾草原美麗的大興安嶺森林-平衡的生態系統一、生態平衡與生態系統的穩定性（一）、生態平衡生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。2、特征：1）結構平衡生態系統各組分保持相對穩定。2）功能平衡生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。3）收支平衡生產者在一定時間內制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩定的狀態。動態平衡1、概念：這種動態平衡是通過什么調節機制實現的呢？3、動態平衡的調節機制---負反饋調節在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。1、概念：2、實例：1、在一片草地上，如果兔大量增加，草就會被大量啃食，兔種內競爭加劇，同時，捕食者狼因食物（兔）豐富而數量增多，這樣經過一段時間后，兔的數量又會恢復或接近原來的水平。兔子數量增加

兔子數量減少（恢復原水平）草數量減少狼數量增加群落內部負反饋調節的實例草兔狼3、模型：2、在森林中，隨著植被的大量生長，森林逐漸變得郁閉，林間陽光減少，制約了林下樹苗的成長，還導致枯枝落葉的積累，不久，一場森林火災發生了，災后由于光照更加充足，土壤的無機養料增多，于是許多種子萌發，幼苗迅速成長，森林面貌逐漸恢復。種群密度降低種群密度升高(郁閉)種子萌發,長成新植株陽光.養料充足火災生物群落與無機環境之間負反饋調節的實例原方向發生偏離負反饋調節回到原來方向分析負反饋調節的過程：改邪歸正思考-討論2.小組合作，嘗試用文字、線框、箭頭等符號，簡要描述上述例子中的負反饋調節的過程負反饋調節是生態系統具備自我調節能力的基礎合作建模有一個湖泊受到了嚴重污染，魚類的數量就會因死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會進一步加重污染，引起更多的魚類死亡，活魚就更少了。正反饋調節：使生態系統遠離平衡狀態調節:實例：湖泊受到了污染魚類等生物死亡魚類等尸體腐爛結果:加重污染更多魚死亡+污染更重原因基礎（二）、生態系統的穩定性生態系統維持或恢復自身結構與功能相對平衡狀態的能力。也就是說生態系統維持生態平衡的能力。1、概念：3、機理：生態系統穩定性自我調節能力負反饋調節4、自調能力有限當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的穩定性急劇下降，生態平衡遭破壞。抵抗力穩定性：恢復力穩定性：2、兩個方面：思考：1、抵抗力穩定性生態系統抵抗外界干擾并使自身結構與功能保持原狀(不受損害)的能力。二、抵抗力穩定性與恢復力穩定性(1)含義(2)規律生態系統的成分越單純，

越簡單，自我調節能力就越弱，

就越低；反之則越高。營養結構抵抗力穩定性(3)特點生態系統的自我調節能力有一定限度，越過限度，

能力就遭到破壞。自我調節發達根系抗干旱蝗災過后草又青2、恢復力穩定性生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復原狀的能力。(1)含義：(2)與抵抗力穩定性的關系：

。往往相反“野火燒不盡，春風吹又生”火后森林重恢復生物種類

多營養結構

復雜強自我調節能力

抵抗力穩定性

高熱帶雨林恢復力穩定性低生物種類

少營養結構

簡單弱自我調節能力

抵抗力穩定性

高低恢復力穩定性人工林比較抵抗力與恢復力穩定性的高低比較抵抗力與恢復力穩定性的高低弱強森林生態系統農田生態系統抵抗力穩定性較___（營養結構復雜）強抵抗力穩定性較___恢復力穩定性較__

過度砍伐后恢復力穩定性較__

弱火災后恢復力穩定性較__強

抵抗力穩定性恢復力穩定性區別實質核心影響因素保持自身結構功能相對穩定恢復自身結構功能相對穩定抵抗干擾保持原狀遭到破壞恢復原狀生態系統中物種多，營養結構越復雜，抵抗力穩定性越高生態系統中物種少，營養結構越簡單，恢復力穩定性越高比較：抵抗力穩定性與恢復力穩定性抵抗力穩定性穩定性營養結構復雜程度一般存在相反關系恢復力穩定性生物種類

少營養結構

簡單弱自我調節能力

抵抗力穩定性

低低恢復力穩定性特例：北極苔原生態系統生產者主要是地衣，其他生物直接或間接依靠地衣生活。地衣大面積破壞，生態系統會崩潰。

生存條件極其惡劣：生態系統穩定性的數學模型④曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩定性的定量指數（TS）,

TS越大，說明這個生態系統的總穩定性越弱。①兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍。②y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說明抵抗力穩定性弱，反之，抵抗力穩定性強；③x表示恢復到原狀態所需的時間。

x

值大，說明恢復力穩定性弱，反之，恢復力穩定性強；模型構建“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”河流受到輕微污染,通過自身凈化，能夠很快消除污染。蘇州——“江南水鄉，小橋流水人家”河流重度污染，恢復力穩定性被破壞垃圾污染打撈垃圾下令拆遷污水排放亂砍濫伐森林,土地沙漠化過度放牧，草場退化適量砍伐合理放牧適度捕撈1.控制對生態系統的干擾強度，在不超過生態系統的自我調節能力的范圍內，合理適度利用。三、提高生態系統的穩定性防護林2.對人類利用強度較大的生態系統，應實施相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。對農田生態系統要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產出。

設計生態缸并觀察其穩定性探究-實踐原理在有限的空間內，依據生態系統原理，將生態系統的基本成分進行組織，構建一個人工微生態系統是可能的。要使人工微生態系統正常運轉，在設計時還要考慮系統內組分及營養級之間的合適比例。應該注意，人工生態系統的穩定性是有條件的，也可能是短暫的。設計要求相關分析生態缸必須是封閉的生態缸中的生物必須有很強的生活能力，且成分要齊全（有生產者、消費者、分解者）生態缸的材料必須透明，且要采用較強的散射光生態缸宜小不宜大，缸中的水量應占其容積的4/5，留出一定空間選擇的動物不宜太多，個體不宜太大。防止外界生物或非生物因素的干擾為光合作用提供光照，便于觀察；防止水溫過高導致水生植物死亡便于操作，缸內儲備一定量的空氣減少對氧氣的消耗，防止生產量小于消耗量保證物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定2.觀察生態缸的穩定性時，要注意以下幾點:（1）設計一份觀察記錄表，內容包括植物、動物的生活情況，水質情況

（由顏色變化進行判別）及基質變化等。（2）定期觀察，同時做好觀