5.5《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》課件+

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1、第五章第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)二生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)三生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)五生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)四生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞前面我們學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)和功能。既然人類弄清了各種生態(tài)系統(tǒng)的成分，結(jié)構(gòu)，也知道了它們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)建立起有機(jī)的聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。那么，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？思考美國(guó)的科學(xué)家們做了這樣的實(shí)驗(yàn)。生物圈Ⅱ號(hào)是1991年在美國(guó)建立的一個(gè)占地約12000平方米的巨大溫室。在內(nèi)部建造了5種模擬世界的各地景觀的野生生物群落。從1991年9月26日起的兩

2、年中，美國(guó)科學(xué)界進(jìn)行了人工生物圈實(shí)驗(yàn)。八名男女科學(xué)家自愿住進(jìn)了一個(gè)由玻璃和鋼架建成的3.1英畝的人造小世界里，從事兩年的生態(tài)實(shí)驗(yàn)。除了一部電傳機(jī)和電能供給外，他們與外界完全隔離，而且，除患嚴(yán)重疾病外，任何人不得離開(kāi)這個(gè)地方。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)被稱為生物圈二號(hào)。生物圈Ⅱ號(hào)生物圈二號(hào)就像一個(gè)巨大的生態(tài)球，在拱型玻璃罩下，里面有3800種動(dòng)植物。此外還有湖泊、沙漠、樹(shù)林、草地和農(nóng)田、樓房，以及制造人工風(fēng)雨的裝置。兩年里，八位科學(xué)家要親自飼養(yǎng)家禽、牲畜，種植農(nóng)作物，方能維持生活。在這里，任何東西也不會(huì)浪費(fèi)，都會(huì)循環(huán)使用，比如人吸入氧氣呼出二氧化碳

3、，綠色植物進(jìn)行光合作用則正好相反。任何農(nóng)藥都嚴(yán)禁使用，莊稼有病蟲(chóng)害，將用瓢蟲(chóng)、黃小蜂進(jìn)行生物防治。在這個(gè)生物圈里，科學(xué)家將對(duì)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)格控制。如果食草動(dòng)物過(guò)多，將引起草地破壞，就必須獵食一些食草動(dòng)物，如果一種植物滅亡了，他們將取出試管內(nèi)儲(chǔ)存的植物細(xì)胞，重新培養(yǎng)?？茖W(xué)家們需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，才能維持生存、凈化環(huán)境，稍有不慎，生態(tài)危機(jī)就會(huì)出現(xiàn)。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(wú)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(chóng)全部死亡，植

4、物也無(wú)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(guò)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(guò)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)。生物圈二號(hào)實(shí)驗(yàn)為世界矚目，因?yàn)檫@項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功不僅將對(duì)人類面臨的環(huán)境危機(jī)、能源危機(jī)提出有意義的解決途徑，而且可以有效利用現(xiàn)有資源，向宇宙空間、沙漠、海底進(jìn)軍?！吧锶Β蛱?hào)”實(shí)驗(yàn)室1.科學(xué)家們?yōu)槭裁匆ㄔ臁吧锶I號(hào)”并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)?？深入研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并試驗(yàn)人類離開(kāi)地球能否生存2.在“生物圈II號(hào)”中模擬生物圈建立了哪些生態(tài)系統(tǒng)？里面有哪些成分？有微型的

5、森林、沙漠、農(nóng)田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空氣、太陽(yáng)光，多種多樣的動(dòng)植物和微生物等成分。非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者應(yīng)有盡有。3.八位科學(xué)家原打算在“生物圈II號(hào)”中自給自足生活兩年，為什么中途撤出了？這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了什么問(wèn)題？①．由于土壤中的碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，部分二氧化碳又與建“生物圈II號(hào)”的混凝土中的鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，導(dǎo)致氧氣含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。②．昆蟲(chóng)中除了白蟻、蟑螂和蟈蟈外基本死亡，食物鏈等營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系中斷。③．靠花粉傳播繁殖的植物都滅絕了，糧食嚴(yán)重減產(chǎn)?！倭?/p>

6、砍伐森林中的樹(shù)木，森林的結(jié)構(gòu)功能不會(huì)破壞。草原上適量放養(yǎng)牲畜，草原不至于破壞。適度捕捉生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物，也不會(huì)導(dǎo)致種群嚴(yán)重減小，更不會(huì)滅絕。生態(tài)系統(tǒng)中的生物既有出生也有死亡，既有遷入也有遷出；陽(yáng)光、溫度、水分等無(wú)機(jī)環(huán)境因素也在不斷地改變。生態(tài)系統(tǒng)在不斷地發(fā)展變化著。但對(duì)于一個(gè)相對(duì)成熟的生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)中的各種變化只要不超出一定限度，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能就不會(huì)發(fā)生大的改變。這，就是生態(tài)系統(tǒng)的穩(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)定性的概念生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要方面抵抗力穩(wěn)定性

7、恢復(fù)力穩(wěn)定性原因:生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的自我調(diào)節(jié)能力!這種能力是通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。反饋機(jī)制1.負(fù)反饋負(fù)反饋是比較常見(jiàn)的一種反饋，它的作用是能使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化在生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于正反饋的例子不多，例如，有一個(gè)湖泊受到了污染，魚(yú)類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚(yú)類死亡的尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚(yú)類的死亡。2.正反饋生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是無(wú)限的嗎？——不是！例如：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾使自身結(jié)構(gòu)功能維持原狀的能力。二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性——生態(tài)系

8、統(tǒng)穩(wěn)定性的兩大內(nèi)容1、抵抗力穩(wěn)定性2、恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾使自身結(jié)構(gòu)功能破壞后恢復(fù)原狀的能力。抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征：２、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類多，食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜１、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量多，