内容正文:
《生态系统的稳定性》
知识解读及实例分析
一、生态系统的稳定性
2、生态平衡:生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。
(1)结构平衡
(2)功能平衡
(3)收支平衡
特征
生态平衡
1、顶级群落
(1)定义:群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态,演替就不再进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。
(2)特点:群落中各主要种群的出生率等于死亡率;群落中能量的输入和输出相等。
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3、生态系统具有自我调节能力的基础:负反馈调节
兔增加
狼增加
草减少,兔的生存空间和资源减少
兔减少
草增加,兔的生存空间和资源增加
狼减少
发生偏离
(1)负反馈调节:在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,它可使系统保持稳定。
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种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发,幼苗迅速成长
光照充足、无机养料增多
森林火灾
(2)负反馈调节的意义:负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统具备自我调节能力的基础。生态系统的自我调节能力是有限的。
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(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(不受损害)的能力。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。生态系统营养结构越复杂,反馈调节的路径越多,调节就越精细,生态系统抵抗干扰的能力就越强。
原始森林:抵抗力稳定性很强
人工林:抵抗力稳定性较弱
4、生态系统稳定性的定义:生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
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(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。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,但恢复力稳定性强。
原始森林:恢复力稳定性弱
人工林:恢复力稳定性较强
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生物量、生态系统复杂程度等
抵抗力稳定性
生物量、生态系统复杂程度等
恢复力稳定性
(3)对于不同生态系统来说,抵抗力稳定性、恢复力稳定性高低与生物量、生态系统复杂程度关系如下图:
注:北极苔原生态系统抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性也很弱。
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①结构平衡
②功能平衡
③收支平衡
特征
生态平衡
负反馈调节
自我调节能力
生态系统的稳定性
原因
基础
调节能力是有限的
(4)生态系统具稳定性原因
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(5)生态系统的稳定性高低的评价
S值代表恢复原状所经历的时间即恢复力稳定性,其值越小恢复越快
平衡范围
外界干扰
去除干扰
其偏离值大小代表抵抗力稳定性大小,T值越大抵抗力稳定性越弱,反之越强
S
注意:外界干扰后,生态系统的结构和功能只要在平衡允许的范围内变化,就体现了生态系统的抵抗力稳定性。
若干扰超过了平衡允许的范围,则生态系统的结构和功能遭到破坏。因此,对平衡状态以及干扰强度(和频次)等进行量化对研究生态系统稳定性很关键。
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二、维持生态平衡,提高生态系统稳定性措施
3、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。
2、对人类利用强度较大的生态系统,给予相应的物质、能量的投入、人工造林、种草、鼠虫害治理、“黑土滩”治理等。
1、控制对生态系统的干扰强度,对过度利用的森林与草原,可实施封山育林、休牧育草、围栏封育等。
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五
1、目的要求:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。
2、基本原理:在有限的空间内,依据生态系统原理将生态系统的基本成分进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转,在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
三、设计制作生态瓶(缸),观察其稳定性
3、材料用具:1cm厚的玻璃板4~5m3,粘胶足量,或其他可用于制作生态缸的比较大的器皿。
石块、沙土、含腐殖质较多的土、鹅卵石、假山石等,自来水。
供选择的生物:鼠妇、蚰、地整、蚯、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等;黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭跖草、马齿苋、金鱼花、罗汉松、翠云草等。
制作生态缸框架
注入水,放鹅卵石
放入动、植物
密封生态缸,移置生态缸
观察记录
缸底部的铺垫沙石和花土
放假山石
4、实验步骤
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全
生态缸材料透明,放于散射光处
生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能;便于观察
便于操作;缸内储备一定量的空气
5、注意事项
例析1、我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳,该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是( )
A.锁阳与小果白刺的种间关系为捕食
B