生态系统中的稳定性

恢复力 稳定性
生物量、生态系统复杂程度等
抵抗力稳定性的概念：
生态系统抵抗外界干扰使自身结 构功能维持原状的能力。
抵抗力稳定性的来源：
１生物的种类、数量多，一定外来干扰造成 的变化占总量的比例小。 ２能量流动与物质循环的途径多，一条途径 中断后还有其他途径来代替。 ３生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰 造成的不利影响。
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) 藻类 浮游植物 浮游动物大量繁殖 有氧呼吸 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)
1．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。 2．原因：生态系统具有一定的 自我调节 能力。 3．调节基础： 负反馈调节。 4．特点：调节能力有一定的 限度 。
设计要求 相关分析 小生态瓶中所形成的生态系统, 防止外界生物或非生物因素的 必须是封闭的 干扰 投放的生物,必须具有很强的生 要能够进行物质循环和能量流 活力，成分齐全。 动，在一定时期内保持稳定。 为光合作用提供光能，便于观 小生态瓶必须是透明的 察。 生态瓶宜小不宜大，瓶中的水 便于操作；缸内储备一定量的 量应为容器的4/5。 空气
猫头鹰
牧草
鼠
蛇
自我调节能力大小与生态系统的物种组成、 营养结构有关。一般来说，生态系统的组成成 分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂， 其调节能力越强。相反，成分越单纯，其营养 结构越简单，其调节能力也越小。 但能力是有限度的，超过限度的干扰会使生态 系统崩溃。
生物种类
多
营养结构 复杂 自我调节能力 强 抵抗力稳定性 高
将小生态瓶放在有较强散射光 防止水温过高,而使水草死亡。 的地方。
动物不宜太多，个体不宜太大 减少对O2 的消耗以免破坏食物 链。
本实验操作中的注意事项： 1）生态缸中能不能添加食物和气体? 制作完成的生态缸必须是封闭的，不能添加 食物和气体，唯一可进入系统的只有光线， 整个系统也是靠光线作能量推动的。 2）为什么生态缸必须是透明的? 既让里面的植物见光，又便于进行观察。 3）在生态缸投放的生物种类和标准是什么? 生态缸中投放的生物要种类齐全，具有很强的 生活力。投放的动物数量不宜过多，以免破坏 食物链。
1.在图中，小方格代表不同的环 境因子（空间、温度等），4个不 规则的图形代表了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ4个生物在生态系统中的环境因 子的情况。如果资源是有限的， 最有可能被排除的生物是（ A ） A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ
正反馈
湖泊受到了污染
+
鱼类等生物死亡
（ ）
+
结果：
死鱼等生物腐烂
使生态系统常常远离稳态，对生态系统有极大 破坏作用。
思考与讨论
2、既然生态系统具有抵抗力稳定性，为什么 珠江还会出现“严重水污染”这种情景呢？ 这说明了什么问题？ 生态系统的自我调节能力具有一定的限度
近十年来，广东省提出了一系列整治珠江的举措，包 括禁止排放生活污水，撤走环保不合格的工厂企业等， 提出“一年初见成效、三年不黑不臭、八年江水变清” 的目标。到目前为止，广东共投资了190多亿元，打造 了30多项珠江整治工程。
如今的珠江，是另一番风景……
广州第十六届亚运会开幕式之珠江巡游， 45个代表团的灯光彩船畅游珠江
思考与讨论
3、这几年，经过合理的整治，珠江逐渐恢复 了原貌，这是为什么？ 说明外界因素的干扰消除后，生态系统具有 重建稳态的能力。
恢复力稳定性（恢复原状的能力）
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 恢复到原状的能力。 生态系统在受到不同的干扰（破坏）后， 其恢复速5．生态系统的稳定性 (1)种类 ①抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰 并使自身的结构 与功能 保持原状 的能力。 ②恢复力稳定性：生态系统在受到 外界干扰 因素的破坏后
恢复到原状 的能力。
(2)提高措施 ①控制对生态系统 干扰 的程度，对生态系统的利用应该适 度，不应超过生态系统的自我调节能力。 ②对人类利用强度较大的生态系统，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。
规律：
成分越单纯、营养结构越简单，自我调 节能力就越小、抵抗力稳定性就越低；
生物种类越多、营养结构越复杂，物质 循环与能量流动的渠道越多，自我调节能 力就越大、抵抗力稳定性就越高； 自动调节能力是有限的，一旦外界干扰超 过这个限度，生态系统的稳定状态就将被打 破。
恢复力稳定性的概念：
生态系统受到外界干扰使自身结构 功能破坏后恢复原状的能力。
讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较 长时间内维持相对稳定?
设计制作生态瓶,观察其稳定性
提示：
在罐头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子， 植入水草，装进池塘水（里边有小型动物和 藻类植物）放进健康的小鱼。最后，封上生 态瓶盖。
五、研究生态缸中群落演替
二）方法步骤 1.按100cm*70cm*50cm的标准制作生态缸框 架。 花土在下，一 2.在生态缸底部铺垫沙土和花土， 沙土层厚5~10cm。 边高，一边低；沙土 在上， 3.在缸内低处倒进水。 4.将收集或购买的动物和植物放在生态缸中，其 中浮萍、水草与小乌龟放在水中 ，仙人掌或仙人球 花土 移植到沙土 上，蕨类植物和杂草移植到 上，蚯蚓 花土 与蜗牛也放置在 上。 5.封上生态缸盖。将生态缸放置于 室内通风 光线良好 、 的地方，但要避免阳光直接照射。
(4)负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性，而是使最初发生的 那种变化向相反方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定。
生态系统遭到破坏的原因是什么？
外来的干扰超过了生态系统的自我调节能力 的限度。 引起生态平衡破坏的因素： ①自然因素：地震、海啸、火山、泥石流、 流行病等。
森林植被破坏
人类对地 球的破坏
1．生态系统稳定性的具体表现 (1)由下面的图示可得出生态系统在
结构上
相对稳定。
(2)生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出 保持相对平衡，可得出生态系统在 功能上 相对稳定。
例2、在光照条件下培养藻类；在培养液中加 入足量的离子和足量的氮和磷，实验过程中 ，光照适宜，每天测定四项数据；藻类数量 的变化、水中有机物总量的变化、细菌的数 量变化、溶氧量的变化。根据实测数据绘制 出相关的四条曲线，如下图表示。据此回答 ：
恢复力稳定性的来源：
１生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅 速恢复原有的数量。 ２物种变异能力强，能迅速出现适应新环 境的新类型。 ３生态系统结构简单，生物受到的制约小。
森林生态系统
人工林生态系统
抵抗力稳定性较 高 恢复力稳定性较 低
抵抗力稳定性较 低 恢复力稳定性较 高
对一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统， 沙漠生态系统，由于物种组分单一，营养结构简 单，他们的抵抗力稳定性和恢复力稳定性 。
思考与讨论
1、人们在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣， 河水为何仍能保持清澈？
物理沉降 化学分解 微生物分解
抵抗力稳定性（维持原状的能力）
生态系统抵抗外界干扰并使自身的 结构与功能保持原状的能力。
负反馈调节
食物短缺
草
过度放牧
食草动物
结果:抑制或减弱了最初发生的变化，使生 态系统达到或保持稳定。 意义:生态系统自我调节能力的基础 思考：生态系统自我调节能力的大小与什么有关？
• (3)图C反映的是细菌数量变化的情况，藻类的大量 增加与细菌数量变化之间存在着什么联系 正相关； ?______________ ，理由是 前者为后者提供有机营养物质 • ___________________________________ • (4)随水中藻类的增加，光合作用制造出大量氧气， 理应会使水中溶氧量迅速增加，但为什么出现图D 的变化?__________________________________ 。 细菌分解有机物时氧气消耗
热带雨林生态系统
生物种类 稀少 营养结构 简单 自我调节能力 弱 抵抗力稳定性 低
八十年代初，珠江沿岸陆续建立起许多的工 厂，每天工厂都 放出大量的废气、废渣、废水， 废气会污染大气，而废渣与废水却未经过处理与 净化，直接排放到珠江里，加上大量的生活污水 排放，导致生长在珠江内的生物渐渐死亡，水也 越来越浑浊。
沙漠生态系统
人工生态系统，如果没有人为的帮助，其抵抗 力稳定性与恢复力稳定性如何？ 都很低
易错警示
与生态系统稳定性有关的 4 个易错点 (1)对于极地苔原(冻原)，由于物种组分单一、结构简单，它的 抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
(2)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个 体数量。 (3)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调 节能力具有一定的限度。
生态系统的稳定性
一、什么是生态系统的稳定性? 1、概念
生态系统具有的保持和恢复自身结构和 功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳 定性.
2、如何理解生态系统的稳定性？
结构稳定是指生产者、消费者、分解者在 种类和数量上的动态平衡；
功能稳定是指生态系统中的物质和能量的 输入和输出基本相等，保持相对稳定。
4）生态缸能不能经常搬动或放在直接照射的阳光下?
生态缸制作完毕后，应该贴上标签，写上制作者的姓 名与日期，然后将生态缸放在有较强散射光的地方。 要注意不能将生态缸放在阳光能够直接照射到的地方 ，否则会导致水温过高，而使水草死亡。另外，在整 个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。
5）本组制作的生态缸中哪种生物最先死亡？分析其 主要原因。
• (1)从图A曲线可以看出，藻类数量增长曲线呈“S”型增 3 天，从第6天起种群 长，增长速度最快的是第________ 数量不再增加的原因是 受环境因素的限制达到了培养液所能容纳种群 ________________________________________________ ______________________ 数量的最大值(K值) • (2)从图B可以看出水中有机物的含量不断增加，这是由 藻类光合作用 _______________________ 引起的。
土地沙漠化
藏羚羊的呼唤
垃圾成灾
②人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、 环境污染等。 环境污染
环境因素
人 为 因 素
的变化
自然资源的不合理利用
生物种类 的变化
物种的无节制捕杀和物 种的盲目引进
设计制作生态瓶(缸),观察其稳定性
目标：通过动手自制小型生态瓶(缸)，认真观 察记录这一人工生态系统的稳定性。 实验材料:罐头瓶（透明的饮料瓶等 ），棕 色瓶，柳条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍， 砂土，池塘水足量,自来水足量。
蜗牛可能先死亡。在生态缸中，蜗牛属于消费者，消耗氧气较多
6）根据生态缸中生物存活时间的长短，分析如何改 进实验装置以延长生态缸中生态系统的持续时间。
生态系统中分解者作用不可忽视，可适当增加生态缸中分解者 的数量。
生态瓶
生态系统稳定性的维持需要有足够的 持续稳定的能量（太阳光能）输入、具有 一定营养关系的生产者、消费者和分解者， 并且各生物成分之间还应保持一定的相对 稳定比例等条件。生态系统中的生物多样 性是保持生态系统稳态的重要条件
负反馈调节在生态系统中普遍存在,它 是生态系统具有自我调节能力的基础. 举例说明什么是负反馈调节？ 负反馈调节使生态系统达到并保 持平衡和稳态，正反馈调节使生 态系统远离平衡和稳态。
珠江是我国 南方的母亲河， 过去人们在珠 江水中淘米、 洗菜、洗澡、 洗衣，也捕鱼， 而珠江水仍能 保持清澈，鱼 也不会减少。
生态系统的稳定性表现在两个方面：
抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使 自身的结构与功能维持原状的能力。 （抵抗干扰，维持原状）
恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰 因素的破坏后恢复到原状的能力。 （遭到破坏，恢复原状）
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
3、达到稳定状态的生态系统的特点？
（1）生态系统内生物种类和数量比例相对 稳定
（2）有完整的营养结构和典型的食物链食 物网关系
（3）物质和能量的输入和输出基本相等， 保持相对稳定。 （4）能量收支随气候周期性变化而波动 （5）有一定限度的自我调节和恢复能力
二、为什么生态系统具有稳定性?
生态系统具有自我调节能力