万科城_9.2.2.3生态系统的稳定性

一生态系统的结构二生态系统的能量流动三生态系统的物质循环五生态系统的稳定性生态系统四生态系统的信息传递前面我们学习了生态系统的类型、结构和功能。既然人类弄清了各种生态系统的成分，结构，也知道了它们如何通过能量流动和物质循环建立起有机的联系，形成一个统一的整体。那么，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？思考美国的科学家们做了这样的实验。生物圈Ⅱ号是1991年在美国建立的一个占地约12000平方米的巨大温室。在内部建造了5种模拟世界的各地景观的野生生物群落。从1991年9月26日起的两年中，美国科学界进行了人工生物圈实验。八名男女科学家自愿住进了一个由玻璃和钢架建成的3.1英亩的人造小世界里，从事两年的生态实验。除了一部电传机和电能供给外，他们与外界完全隔离，而且，除患严重疾病外，任何人不得离开这个地方。这项实验被称为生物圈二号。生物圈Ⅱ号生物圈二号就像一个巨大的生态球，在拱型玻璃罩下，里面有3800种动植物。此外还有湖泊、沙漠、树林、草地和农田、楼房，以及制造人工风雨的装置。两年里，八位科学家要亲自饲养家禽、牲畜，种植农作物，方能维持生活。在这里，任何东西也不会浪费，都会循环使用，比如人吸入氧气呼出二氧化碳，绿色植物进行光合作用则正好相反。任何农药都严禁使用，庄稼有病虫害，将用瓢虫、黄小蜂进行生物防治。在这个生物圈里，科学家将对生态环境严格控制。如果食草动物过多，将引起草地破坏，就必须猎食一些食草动物，如果一种植物灭亡了，他们将取出试管内储存的植物细胞，重新培养。科学家们需要进行大量的实验，才能维持生存、净化环境，稍有不慎，生态危机就会出现。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。生物圈二号实验为世界瞩目，因为这项实验的成功不仅将对人类面临的环境危机、能源危机提出有意义的解决途径，而且可以有效利用现有资源，向宇宙空间、沙漠、海底进军。“生物圈Ⅱ号”实验室1.科学家们为什么要建造“生物圈II号”并进行实验呢？深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类离开地球能否生存2.在“生物圈II号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。3.八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？①．由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈II号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。②．昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。③．靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。……少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。适度捕捉生态系统中的动物，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!生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。一、生态系统稳定性的概念生态系统稳定性的主要方面抵抗力稳定性恢复力稳定性原因:生态系统内部具有一定的自我调节能力!这种能力是通过生态系统内部来实现的。反馈机制1.负反馈负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能使生态系统达到和保持稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化在生态系统中关于正反馈的例子不多，例如，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡。2.正反馈生态系统的自我调节能力是无限的吗？——不是！例如：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性——生态系统稳定性的两大内容1、抵抗力稳定性2、恢复力稳定性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。抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力很强抵抗力较弱抵抗力稳定性高的生态系统特征：２、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂１、各营养级的生物数量多，占有的能量多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。来源抵抗力稳定性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。恢复力强恢复力弱恢复力强恢复力较弱抵抗力很强抵抗力较弱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抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系相反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。保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。1．生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。2．生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种能力。3．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。4．生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。