多层次系统的自组织调节 稳态和内稳态.

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1 多层次系统的自组织调节 稳态和内稳态

2 稳定性是系统基本属性之一 稳定性 食物安全、食品安全、国家安全、全球安全？ 调节机制 过程与结构 稳态：从系统的过程 来判断
内稳态：从调节机制

3 稳定性：自我修复 恒定性（constancy） 抵抗稳定性（resistant stability） 再生性（regeneration）
弹性：用变异系数计量 公式？ 抵抗稳定性（resistant stability） 平均值的偏移 公式？ 再生性（regeneration） 模块缺失后的再生 复习

4 有机体的自我调节 内稳态和非内稳态生物 温度内稳态 水盐内稳态 进化使生物具有极好的调节能力 作业：人居场所的稳态观察与分析 无绝对界限
江豚逆流热交换，散热极少 北极熊等的四肢异温 仿生：鲨鱼皮游泳衣 作业：人居场所的稳态观察与分析

5 自我调节的阈限 Catastrophe Critical point threshold

6 生物体对环境胁迫的适应 阈限之内-驯化 超出阈限 除了结构、过程，还有行为的调控。意义： 适应-休眠（dormancy） 再超出-死亡 防御
拟态 他感效应（allelopathic effect） 讨论：行为与结构、过程的关系？

7 城核系统的自我调节 城核系统的内稳态 水、盐 温、光 气、土 城市最可见 科学研究的原则 课堂讨论：观察浙大的能耗时间动态，用内稳态概念分析

8 全球系统的变化与稳态 全球生命系统气体内稳态已经形成 温度内稳态 总结：变化是永恒的 Gaia假说 冰期与间冰期 温度内稳态远比相像的强韧
雨带分布、雪线的升降 海平面升降、冰盖厚度和分布变化 生物区系的迁移 温度内稳态远比相像的强韧 雏菊世界（模型） 总结：变化是永恒的

9 冰期 过去400万年里至少22个冰期 最近一次是第四纪冰期，持续约10万年，在距今11 000年时结束
公元前4000年以来，多次冷暖干湿变迁 近500年里有过3次明显的冷暖交替过程 冷：1470～1520、1620～1720年、1840～1890年； 暖：1550～1620年、1770～1830年、1900～1950年。 18～19世纪较湿润，20世纪以来又趋向干旱

10 Gaia假说 生物圈概念的演进 Gaia假说 进一步演进：全球生命系统（Glos） 19世纪末出现概念，20世纪20年代出版书
20世纪60年代末~70年代初，Lovelock和Margulis提出“Gaia”假说 Gaia假说 Gaia是一个由各圈层组成的反馈或控制系统 通过自身调节和控制达到适合状态 关键是生物，Gaia是由生物控制的平衡态 进一步演进：全球生命系统（Glos）

11 证据：类地行星

12 图解不同星球气体特征

13 全球生命系统的内稳态调节 Gaia是全球生命系统的内稳态 生态学显然与这个调节有关，但是需要注意学科边界
利用Daisy world（雏菊世界）模型，加入干扰、竞争，可以做到对能量自调节过程的模拟 生态学显然与这个调节有关，但是需要注意学科边界 生态学并能解释地质学尺度的事件。例如 地质史：冰期、大灭绝与大爆发 地质事件：泥石流时要远离有树木的地方！这时不能相信树木的保土能力。

14 完全系统族多层次scaling 讨论 有机体：温度和水盐内稳态 细胞：水盐内稳态 城核系统：水盐光温气 大分子： 全球：

15 近300年来的全球变化 自然生态系统受强度改变 全球变暖 臭氧空洞 有毒有害气体的全球性污染 水资源受破坏，水循环受影响 生境破碎化
。。。。。。

16 全球气温变化

17 服务系统的稳态 一般是稳态，不是内稳态 调节方式与机制 讨论

18 同形系统的稳态 数量维持 在K附近的变化 Allee定律 密度依赖

19 人类对全球生命系统的不利影响 干涉生物地球化学循环和全球能量平衡 改变非生物组分 改变生物种类或成分 破坏自然信息系统 原有自然因子
增加新物质、能量和信息 改变生物种类或成分 降低生物多样性 外来种、入侵种 局部生态系统完全毁灭 破坏自然信息系统

20 人类对全球生命系统的有利影响 产生新型信息 使生态系统发生对称破缺和耦合 使全球系统组分耦合成一个系统 技术的发展——硅成为另一个核心
文字的划时代意义 文因，meme 使生态系统发生对称破缺和耦合 分工提高生产力和效率 特化后的生态系统再耦合成更大的系统 使全球系统组分耦合成一个系统 技术的发展——硅成为另一个核心

21 全球耦合过程中的忧患意识 目前由人类造成的分工和耦合的优越性不能过分夸大 必须释放相当数量的自然生态系统作为“生态质”
人类对自然规律的认识十分有限 人类的自私因素还过强，只顾短期效应 全球系统正常运行和进化的目标不仅仅是生产力的增高和生态过程的加强，还应包括系统内稳态能力的增强和生态美的加强 必须释放相当数量的自然生态系统作为“生态质”

22 人类在地球生命系统中的作用 单优降低系统复杂性 自毁 人类调控全球生命系统稳定可持续发展可能性 人过于优势 一个国家过于优势
一种文化过于优势 自毁 人类调控全球生命系统稳定可持续发展可能性 人类的影响已经不可逆 关键是如何调控

23 全球生命系统的未来 ？？毁灭 ？？更好 繁殖——“细胞分裂” 人类起重要作用！ 23