第4节-生态系统的稳定性

小生态瓶示例（模拟淡水生态系统）将少量的植物，以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密闭的广口瓶中，便形成一个人工模拟的微型生态系统──小生态瓶。思考：为什么有些同学的生态瓶存活时间较长，有些同学则相反？为什么要设计相对密闭的生态瓶呢？少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有大的变化。草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。适度捕捉海洋中的动物，也不会导致种群严重减小，更不会灭绝。生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。这，就是生态系统的稳定性。（1）概念：当生态系统发展到一定阶段时，逐渐形成了生物与非生物物质、能量之间、生物与生物之间相对稳定平衡状态，这就是生态系统的稳定性。人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？人们居住的地球被称为“生物圈1号”；将建在美国亚利桑那州图森市郊的一个建筑面积为1.2公顷的特殊建筑物，称为“生物圈2号”。在生物圈2号里面，模仿地球上的海洋、热带雨林、热带草原地带、沙漠地带、灌木丝地带、温带草原和作物集约耕作区。该建筑物已建成并试验了7年时间，人靠这里的农业设施，生产食物，自给自足，其食物生产可比地球上高16倍。“生物圈3号”和“生物圈4号”将建在南北极，“生物圈5号”准备发射到月球上，时间预定为2020年。美国生物圈2号此图是美国科学家于1984年开始兴建的“生物圈Ⅱ号”实验室，1993年1月建成后8位科学家入住里面欲通过自己生产各种生存所需的物质在里面生活两年，结果才过了一年多一点就因里面氧气减少、粮食减产不得不撒出。该实验说明，在目前技术条件下要在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。因为系统的稳定性很难做到。生物圈1号没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，生态圈II号的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定，具备生态系统的稳定性。在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。生物圈1号出现这些问题了吗？“生物圈II号”实验失败说明了什么问题？（2）例子：（草→兔→狼）思考：当该草原迁入一群羊后，将发生什么样的变化？羊群迁入后，一方面吃草增多，草在短期内数量减少，造成羊群食物相对短缺；另一方面狼的食物充足，在一定时间内繁殖增多，两方面的结果使羊的数量又减少。随着羊的数量减少，狼食物短缺，种内斗争加剧，数量也减少，而草的数量由于羊的减少而逐渐增多，最后三者的数量保持在一定范围内。（草→兔→狼）阅读：P84生产者次级消费者初级消费者思考：从实例我们可以清楚的看到生态系统发生一定的变化或受到外来因素干扰，它都可以继续保持相对稳定和平衡的状态，为什么？生态系统内部具有一定的自动调节能力。正是由于生态系统能够克服内部的变化和外界的干扰，调整本身各成分的数量。在生物学上就把生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，称之为自动调节能力。生态系统内部具有一定的自动调节能力。如：澳大利亚草原生态系统的稳定性的保持热带雨林生态系统北极苔原生态系统哪个生态系统生物种类多？生态系统的营养结构又如何？生态系统的自动调节能力如何？提问：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力越小，稳定性越低。相反，自动调节能力就越大，稳定性就越高思考：人们过度放牧牛羊，草原会有什么变化呢？那么这有说明了什么问题呢？说明了一个生态系统的自动调节能力是有一定限度的，如果外界因素的干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏。）再比如：凯巴森林中黑尾鹿的数量变化1、1906年以前的凯巴森林是什么状态？2、1925年以后森林中的鹿的数量为什么不断减少？3、整个凯巴森林生态系统在30多年中发生了什么变化？是什么因素导致这种变化？生态系统相对稳定由于没有天敌，黑毛鹿数量剧增，但由于食物有限致使一些鹿饿死由于人的不正确干预，破坏了森林原有的稳定状态破坏因素自然因素：人为因素：火山爆发、地震、泥石流等人类对利用引种不合理自然资源不合理的开发等污染的河流末经治理的黄土高原水晔赤潮反思1：“生物圈II号”实验给了我们什么启示？反思2：我们应该怎样维持地球生态系统的稳定性？人类既然离不开地球，就应保护好地球，保护好人类赖以生态的自然环境。“不买使用氟利昂的冰箱”“多植树、种草种花”“不使用一次性木筷和饭盒”“不乱砍滥伐森林”“控制污染物的排放”等小结：生态系统的稳定性生态系统稳定性的概念生态系统稳定性的原因生态系统具有一定的自动调节能力生态系统稳定性的破坏人为因素自然因素