生态系统稳态的维持

生态系统稳态的维持
人们往池塘里排放生活污水， 人们往池塘里排放生活污水，池塘依然 清澈、各种生物生活良好。 清澈、各种生物生活良好。 一把大火毁灭了一片森林， 一把大火毁灭了一片森林，不久在这块 裸地上有长出了许多树木等生物。 裸地上有长出了许多树木等生物。 以上事实说明了什么？ 以上事实说明了什么？
1、如果你是环保局长，将采 如果你是环保局长， 取什么措施来治理长江或秦淮 河河？ 河河？
讨论
正/负反馈调节 负反馈调节 系统中一成分发生 变化时，必然引起 变化时， 其他成分的相应变 化，并反过来影响 最初发生变化的成 分的过程 地球上所有生物所 拥有的全部基因以 及各种各样的生态 系统 单位面积或体积内 种群的个体数量 种群密度
思考： 思考： 1、为什么说ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物 多样性是生物圈自动 、为什么说生物 调节能力的基础？ 调节能力的基础？ 2、人类能过依靠生物圈的自动调节来 、 控制人扣增长吗？ 控制人扣增长吗？
生物圈的自我调节方式举例
净化能力（抗污染） 包括物理沉降， 净化能力（抗污染） ：包括物理沉降，化学分解和生物分 微生物为主）三个方面， 解（微生物为主）三个方面，它是河流生态系统抵抗 环境污染的有效途径。 环境污染的有效途径。水环境中的有机污染物通过水 生生物的分解和富集，转化为无害而稳定的无机物质， 生生物的分解和富集，转化为无害而稳定的无机物质， 有些物质可成为细胞结构的组成成分，使其浓度下降， 有些物质可成为细胞结构的组成成分，使其浓度下降， 变有毒物质为无毒物质。 变有毒物质为无毒物质。 抗干扰） 反馈调节（抗干扰） ：完善的营养结构使生态系统具有 一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰， 一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳 如在森林生态系统中，当害虫数量增加时， 定。如在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木 的生长自然受到危害、但食虫鸟由于食物丰富， 的生长自然受到危害、但食虫鸟由于食物丰富，数量 增多，这样害虫的种群增长就会受到抑制。由此可见， 增多，这样害虫的种群增长就会受到抑制。由此可见， 森林生态系统的稳定性取决于“林木→植食害虫 植食害虫→食 森林生态系统的稳定性取决于“林木 植食害虫 食 虫鸟类”食物性的反馈调节。 虫鸟类”食物性的反馈调节。
2.恢复力稳定性 2.恢复力稳定性
生态系统具有在遭到外界 干扰因素的破坏以后恢复原状 的能力。
恢复力稳定性的来源 恢复力稳定性的来源 稳定性的
１、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速 生物繁殖的速度快，产生后代多， 恢复原有的数量。 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 物种变异能力强， 的新类型。 的新类型。 ３、生态系统结构简单，生物受到的制约小。 生态系统结构简单，生物受到的制约小。
二、生物圈稳态的自我维持
从能量角度来看， （一）从能量角度来看，源源不断的太 阳能是生物圈维持正常运转的动力。 阳能是生物圈维持正常运转的动力。 1、绿色植物通过光合作用所固定的化 学能是整个生物圈能量的来源。 学能是整个生物圈能量的来源。 2、是生物圈赖以生存的能量基础。 是生物圈赖以生存的能量基础。
这个事例说明在生态系统能量流动与物质循环 每一种因素发生变化， 中，每一种因素发生变化，其结果又会反过来 影响和限制变化的因素本身。 变化” 影响和限制变化的因素本身。“变化”就是一 反馈， 限制”就是一种调节 调节， 恢复” 种反馈，“限制”就是一种调节，“恢复”就 是自身调节的结果。 是自身调节的结果。 任何生态系统都有这种自动调节平衡的能力。 任何生态系统都有这种自动调节平衡的能力。 通过自动调节,生态系统达到动态稳定 通过自动调节 生态系统达到动态稳定 但是这种调节的能力是有限度的 这种调节的能力是有限度的。 但是这种调节的能力是有限度的。超过了一定 限度，生态系统就会失去调节的能力而发生生 限度， 态危机。 态危机。
稳 定 性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
生态系统复杂程度
稳定性和生态系统复杂程度的关系
4.提高生态系统的稳定性的意义和措施 4.提高生态系统的稳定性的意义和措施
意义： 意义：
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
措施： 措施：
保持与提高生物的数量，保护生物的多样性， 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。 高生态系统的抵抗力稳定性。 保护草本、苔藓、地衣等耐性强， 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。 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， 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。 互补生态。提高生态系统的综合稳定性。
从物质方面来看,大气圈、 （二）从物质方面来看,大气圈、水圈和岩 石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。 石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。
生产者 初级消费者
无机 环境 分解者 次级消费者 三级消费者
生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统。 生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统。
（三）生物圈具有多层次的自我调节 能力。 能力。
内环境的稳态 生物多样性 物种丰富度 生态位
在神经系统和内分泌系 统等的调控下， 统等的调控下，通过人体 自身的调节， 自身的调节，机体对内环 境的各种变化作出相应调 使内环境的温度、 整，使内环境的温度、渗 透压、 透压、酸碱度及各种化学 成分保持相对稳定的状态
种群在自然生态系统 中，在时间、空间上 在时间、 所占据的位置及其与 相关种群之间的功能 关系与作用 群落或生态系统中物 种数目的多少
1.抵抗力稳定性 1.抵抗力稳定性
生态系统具有一定的自我 调节能力，从而使之能抵抗外 界干扰并使自身的结构和功能 保持原状的能力 。
5班
抵抗力稳定性的来源 抵抗力稳定性的来源
１、生物的种类、数量多，一定外来干扰 生物的种类、数量多， 造成的变化占总量的比例小。 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 能量流动与物质循环的途径多， 途径中断后还有其他途径来代替。 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 生物代谢旺盛， 干扰造成的不利影响。 干扰造成的不利影响。
负反馈可使系统保持稳定，正反馈使偏离加剧 负反馈可使系统保持稳定，正反馈使偏离加剧。 使偏离加剧。 可使系统保持稳定 例如，在生物生长过程中个体越来越大， 例如，在生物生长过程中个体越来越大，在种 群持续增长过程中，种群数量不断上升， 群持续增长过程中，种群数量不断上升，这都 属于正反馈。 属于正反馈。正反馈也是有机体生长和存活所 必需的。但是，正反馈不能维持稳态， 必需的。但是，正反馈不能维持稳态，要使系 统维持稳态，只有通过负反馈控制。因为地球 统维持稳态，只有通过负反馈控制。 和生物圈是一个有限的系统，其空间、 和生物圈是一个有限的系统，其空间、资源都 是有限的， 是有限的，所以应该考虑用负反馈来管理生物 圈及其资源， 圈及其资源，使其成为能持久地为人类谋福利 的系统。 的系统。
生态系统具有抵抗外界干扰的能力。 生 生态系统具有抵抗外界干扰的能力。(生 物分解、物理沉降、化学分解等) 物分解、物理沉降、化学分解等 生态系统具有自我修复和自我延续的能 力
一、生态系统的稳态
生态系统通过自我调节、自我 修复和自我延续，实现自身结构和 结构和 功能相对稳定的状态。 功能相对稳定
3.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系 3.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
抵抗力强 恢复力弱
抵抗力弱 恢复力强
回忆森林和草原生态系统的特点以及分析以下两句话 的内涵总结出生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性与 其复杂程度的关系 。 1、毁林容易，造林难；2、野火烧不尽，春风吹又生。 、毁林容易，造林难； 、野火烧不尽，春风吹又生。
人类赖以生存的自然界和生物圈是一个 高度复杂的具有自我调节功能的生态系 统，保持这个生态系统结构和功能的稳 定是人类生存和发展的基础。 定是人类生存和发展的基础。 因此， 因此，人类的活动除了要讲究经济效益 和社会效益外， 和社会效益外，还必须特别注意生态效 益和生态后果， 益和生态后果，以便在改造自然的同时 能基本保持生物圈的稳定和平衡
(3)抑制物的分泌 多种生物有分泌抑制物来调节种 抑制物的分泌 群密度的能力。蝌蚪密度高时产生一种毒素， 群密度的能力。蝌蚪密度高时产生一种毒素，能 限制蝌蚪的生长，或增加蝌蚪死亡率。在植物中， 限制蝌蚪的生长，或增加蝌蚪死亡率。在植物中， 桉树有自毒现象，密度高时能自行减少其数量。 桉树有自毒现象，密度高时能自行减少其数量。 细菌也有类似的情况： 细菌也有类似的情况：繁殖过多时它们的代谢物 就将限制数量的再增加；密度降低时， 就将限制数量的再增加；密度降低时，这些代谢 产物少，就不足以起抑制作用， 产物少，就不足以起抑制作用，因而数量又能上 升。 (4)疾病、寄生物等是限制高密度种群的重要因素 疾病、 疾病 寄生物等是限制高密度种群的重要因素 种群密度越高，流行性传染病、 种群密度越高，流行性传染病、寄生虫病越容易 蔓延，结果个体死亡多，种群密度降低。 蔓延，结果个体死亡多，种群密度降低。种群密 度低了，疾病反而不容易传染了， 度低了，疾病反而不容易传染了，结果种群密度 逐渐恢复。 逐渐恢复。
种群密度制约因素的反馈调节
(1)食物 旅鼠 (1)食物 旅鼠(Lemmas)过多时，它们在草原大 过多时， 过多时
面积地吃草，草原植被遭到破坏， 面积地吃草，草原植被遭到破坏，结果食物缺乏 (加上其他因素，如生殖力降低，容易暴露给天 加上其他因素，如生殖力降低， 加上其他因素 敌等)。种群数量从而减少，但数量减少后， 敌等 。种群数量从而减少，但数量减少后，植 被又逐渐恢复， 被又逐渐恢复，旅鼠数量也随着恢复过来 。 (2)生殖力 生殖力也受密度的影响，池塘内的椎 (2)生殖力 生殖力也受密度的影响， 实螺在低密度时产卵多，高密度时产卵就少。 实螺在低密度时产卵多，高密度时产卵就少。大 山雀在英伦三岛的林区， 山雀在英伦三岛的林区，每窝产卵数随密度的大 小而减少或增多。 小而减少或增多。这个效果也可能是由于密度高 时食物缺少或某些其他因素的作用所引起的。 时食物缺少或某些其他因素的作用所引起的。