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第5章 生态系统及其稳定性 第5节 生态系统的稳定性
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考纲要求：生态系统稳定性原理及其实践应用（Ⅱ）
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少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能会不会遭到破坏？
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草原上适量放养牲畜，草原会被破坏吗？
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适度捕捉生态系统中的动物，会不会导致种群严重减小，甚至灭绝呢？
为什么这些生态系统在受到干扰后，仍能保持相对稳定呢？
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生态系统稳定性的概念 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定（stabilityofecosystem）。 生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节（self-regulating）能力。
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请同学们用文字、箭头，构建一个食虫鸟种群与害虫种群之间负反馈调节的概念模型
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负反馈调节 鸟数目增加 鸟数目减少 鸟多吃害虫 鸟饥饿死亡 鸟食物增加 害虫减少 鸟少食吃害虫 害虫增加
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生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
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。 生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
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（一）抵抗力稳定性 概念:生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。 抵抗力稳定性的本质（核心）是什么？“抵抗干扰、保持原状”
原因:生态系统内部具有一定的自动调节能力
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北极苔原生态系统 北极苔原地衣、苔藓等 苔原地带没有乔木,其他植物长得也很矮小。在苔原的沼泽地区,长满了各种苔类, 其中地衣是极地苔原最典型的植物。苔原生态系统的消费者主要有驯鹿、麝牛、北极兔、旅鼠、北极狐和狼等,还有一些鸟类。那里几乎没有爬行动物和两栖动物,昆虫的种类也很少。
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物种丰富的热带雨林Ⅰ 物种丰富的热带雨林Ⅱ 物种丰富的热带雨林 生态系统成分越多 营养结构越复杂 自动调节能力越大 抵抗力稳定性越高
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恢复力稳定性 概念：生态系统受到外界干扰因素的破 坏后恢复原状的能力。 核心:“遭到破坏,恢复原状”
概念：生态系统受到外界干扰因素的破 坏后恢复原状的能力。 核心:“遭到破坏,恢复原状” 生态系统的稳定性就包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面
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。 恢复力强 抵抗力弱 恢复力较弱 抵抗力强
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抵抗力弱 恢复力强 抵抗力强 恢复力弱
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抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系 对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。 稳定性 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 稳定性 生物量、生态系统复杂程度等
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思考：为什么要 提高生态系统的稳定性
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生物圈2号 1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。
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生物圈2号的启示 自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
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触目惊心的淮河污染
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生活垃圾 污水排放
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五十年代淘米洗菜， 六十年代洗衣灌溉 七十年代水质败坏， 八十年代鱼虾绝代 九十年代拉稀生癌．．．．．． ——一首广泛流传于淮河边的民谣
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太湖蓝藻事件 从2007年5月29日开始，江苏省无锡市城区的市民突然发现，家中的自来水有一种异味，水的颜色也有变化。于是，市民纷纷抢购纯净水和面包，饮用水被污染的消息引起城市一片恐慌。这次无锡水污染的根源很快查明，罪魁是太湖蓝藻大面积暴发。
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工业废水 生活污水 农田排水 汇集 池塘 湖泊 海湾(N . P元素增多) 有氧呼吸 藻类 浮游植物 浮游动物大量繁殖 死亡 生物遗体 需氧微生物分解 厌氧 微生物 有毒物质 鱼类其他水生生物死亡(水华或赤潮)
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2007年度中国十大环保事件 一. 厦门PX化工项目迁址 总投资额108亿元人民币的对二甲苯化工项目，该项目号称厦门“有史以来最大工业项目”，投产后每年的工业产值可达800亿元人民币。 引起了媒体和民众的强烈关注。之后，厦门市民以温和的“散步”形式表达反对诉求。终于在07年底政府决策顺从民意，将该项目迁建漳州。 二. 2007初的这个冬天太诡异，候鸟懒得南飞，狗熊忘了冬眠，往昔万里飘雪的北国城市长春降雪量只有平常的十分之一，以至于亚冬会不得不实施人工造雪和人工降雪。2月5日，北京的最高气温蹿升至16摄氏度，创下这个城市自1840年有气象资料以来历史同期的最高纪录。 三. 太湖蓝藻事件 月29日，一场突如其来的饮用水危机降临到江苏省无锡市，其罪魁祸首就是太湖蓝藻。
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走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。
提高生态系统的稳定性 意 义 人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。 人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。 走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。
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Yes! 意 义 No!
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思考：如何提高 生态系统的稳定性？
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提高生态系统的稳定性 措 施 一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
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提高生态系统的稳定性 措 施 另一方面，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。
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课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性。 1.在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤外，还要注意以下几点:
（1）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。 （2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适。 （3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。 （4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。
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2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点: （1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。 （2）定期观察，同时做好观察记录。 （3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。 （4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
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练习 基础题 1.（1）√；（2）×；（3）√。 2.自我调节能力最强的两个生态系统是（1、8）； 人的作用突出的生态系统有（6、7、9、11）； 陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（1、2），较弱的是（3、5、6、7、11）； 水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（4、9），恢复较慢的是（8）。 拓展题 提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。
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THE END
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自我检测的答案和提示 一、概念检测 1.（1）×；（2）√；（3）√； （4）×；（5）√。 2.（1）B；（2）C。
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3. （1）例如： （2）生态系统的信息传递
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二、知识迁移 1.这是一道开放性非常大的题，可以让学生充分发挥创造力去设计。 2.提示： （1）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。 （2）有机物分解后形成的大量的NH+4等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 （3）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。 （4）河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
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三、技能应用 1.略 2.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。四、思维拓展（1）属于自养生物。（2）一般生态系统的能量来自太阳，由绿色植物进行光合作用固定，但深海热泉生态系统中的能量却是来自硫化物，由硫细菌通过氧化硫化物获得。（3）对于研究生命的起源和演化，研究地球上生态系统的结构、规律具有重要的意义。
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