(河北)高二生物備課資料55《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》人教

1、備課資料1?生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)理能力生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)理能力主要表此刻三個方面：第一，是同種生物的種群密度的調(diào)控，這是在有限空間內(nèi)比較廣泛存在的種群變化規(guī)律；第二，是異種生物種群之間的數(shù)目調(diào)控，多出現(xiàn)于植物與動物或動物與動物之間，常有食品鏈關(guān)系；第三，是生物與環(huán)境之間的互相調(diào)控。生態(tài)系統(tǒng)老是跟著時間的變化而變化的，的自我調(diào)理能力是之內(nèi)部生物群落為核心的，并與四周的環(huán)境有著很親密的關(guān)系。有著必定的承載力，因今生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)理生態(tài)系統(tǒng)能力是有必定范圍的。生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)理能力主假如經(jīng)過反應(yīng)（feedback）來達(dá)成的。反應(yīng)又分為正反應(yīng)（positivefeedback）和負(fù)反應(yīng)（negativefeed

2、back）兩種。負(fù)反應(yīng)對生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持均衡是必不行少的。正負(fù)反應(yīng)的互相作用和轉(zhuǎn)變，保證了生態(tài)系統(tǒng)能夠達(dá)到必定的穩(wěn)態(tài)。比如，假如草原上的食草動物因為遷入而增添，植物就會因為遇到過分啃食而減少；而植物數(shù)目減少此后，反過來就會克制動物的數(shù)目，進而保證了草原生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和花費者之間的均衡。在生態(tài)系統(tǒng)中對于正反應(yīng)的例子不多，比如，有一個湖泊遇到了污染，魚類的數(shù)目就會因為死亡而減少，魚類死亡的尸體腐化，又會進一步加重污染，惹起更多的魚類的死亡。不一樣生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)理能力是不一樣的。一個生態(tài)系統(tǒng)的物種構(gòu)成越復(fù)雜，構(gòu)造越穩(wěn)固，功能越健全，生產(chǎn)能力越高，它的自我調(diào)理能力也就越高。因為物種的減少常常使

3、生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率降落，抵擋自然災(zāi)禍、外來物種入侵和其余擾亂的能力降落。而在物種多樣性高的生態(tài)系統(tǒng)中，擁有著生態(tài)功能相像而對環(huán)境反響不一樣的物種，并以此來保障整個生態(tài)系統(tǒng)能夠因環(huán)境變化而調(diào)整自己以保持各項功能的發(fā)揮。所以，物種豐富的熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)要比物種單調(diào)的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)理能力強。2?生態(tài)系統(tǒng)的抵擋力穩(wěn)固性和恢復(fù)力穩(wěn)固性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性不單與生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造、功能和進化特色有關(guān)，并且與外界擾亂的強度和特色有關(guān)，是一個比較復(fù)雜的觀點。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性是指生態(tài)系統(tǒng)保持正常動向的能力，主要包含抵抗力穩(wěn)固性和恢復(fù)力穩(wěn)固性。過去以為，抵擋力穩(wěn)固性與恢復(fù)力穩(wěn)固性是有關(guān)的，抵擋力穩(wěn)固性高的生態(tài)系統(tǒng)，

4、其恢復(fù)力穩(wěn)固性低。也就是說，抵擋力穩(wěn)固性與恢復(fù)力穩(wěn)固性一般呈相反的關(guān)系?？墒?，這一看法其實不完整合理。比如，熱帶雨林多數(shù)擁有很強的抵擋力穩(wěn)固性，因為它們的物種構(gòu)成十分豐富，構(gòu)造比較復(fù)雜；但是，在熱帶雨林遇到必定強度的損壞后，也能較快地恢復(fù)。相反，對于極地苔原（凍原），因為其物種組分單調(diào)、構(gòu)造簡單，它的抵擋力穩(wěn)固性很低，在遇到過分放牧、火災(zāi)等擾亂后，恢復(fù)的時間也十分漫長。所以，直接將抵擋力穩(wěn)固性與恢復(fù)力穩(wěn)固性比較，可能這類剖析自己就不適合。假如要對一個生態(tài)系統(tǒng)的兩個方面進行說明，則必須重申它們所處的環(huán)境條件。環(huán)境條件好，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)固性較高，反之亦然。3?生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)固性的觀點生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固

5、性是指生態(tài)系統(tǒng)所擁有的保持自己構(gòu)造和功能相對穩(wěn)固的能力，以及在遇到必定的擾亂后恢復(fù)到本來均衡狀態(tài)的能力。它包含以下幾個觀點。（1）抵擋力穩(wěn)固性和恢復(fù)力穩(wěn)固性抵擋力也叫抗變能力，表示生態(tài)系統(tǒng)抵擋外界擾亂和維持系統(tǒng)的構(gòu)造和功能保持原狀的能力。恢復(fù)力穩(wěn)固性表示生態(tài)系統(tǒng)在遇到外界擾亂后恢復(fù)到本來狀態(tài)的能力。（2）局域穩(wěn)固性和全域穩(wěn)固性局域穩(wěn)固性表示生態(tài)系統(tǒng)在經(jīng)受小的擾亂后回到原狀的能力。全域穩(wěn)固性表示生態(tài)系統(tǒng)在經(jīng)受一次大的擾亂后恢復(fù)到原狀的能力。對不一樣的生態(tài)系統(tǒng)來說，這兩種穩(wěn)固性可能有以下4種狀況：局域穩(wěn)固性和全域穩(wěn)固性都低；局域穩(wěn)固性高，全域穩(wěn)固性低；局域穩(wěn)固性低，全域穩(wěn)固性高；局域穩(wěn)固性和全域穩(wěn)

6、固性都高。（3）柔弱性和強健性能在環(huán)境條件改變不大的狀況下保持穩(wěn)固的生態(tài)系統(tǒng)稱為柔弱的生態(tài)系統(tǒng)。能在環(huán)境變化范圍很大的條件下保持穩(wěn)固的生態(tài)系統(tǒng)稱為強健的生態(tài)系統(tǒng)。4?生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性與復(fù)雜性的關(guān)系這里所說的復(fù)雜性主假如指生物群落的復(fù)雜性，包含物種的豐盛度、物種間的關(guān)系度、各樣構(gòu)成成分之間互相作用的強度等。20世紀(jì)五六十年月，生態(tài)學(xué)家廣泛以為，當(dāng)一個生物群落的復(fù)雜性高時，這個群落內(nèi)部就存在一個較強盛的反應(yīng)系統(tǒng)，對環(huán)境的變化和群落內(nèi)部某些種群的顛簸，就會有較大的緩沖能力。從能量流動角度來看，復(fù)雜性高的群落，食品鏈和食品網(wǎng)更趨復(fù)雜，群落中的各個成員既能夠接受多種門路的能量輸入，又能夠?qū)ζ溆喑蓡T有多種

7、門路的能量輸出，也就是說群落內(nèi)部的能流門路更多。假如此中一條門路遇到擾亂或擁塞不通，群落便可能供給其余門路進行賠償。所以，在20世紀(jì)70年月從前，生態(tài)學(xué)家廣泛以為，群落的復(fù)20雜性致使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性。在現(xiàn)，世紀(jì)70年月,一些生態(tài)學(xué)家經(jīng)過理論研究和野外觀察發(fā)對于一個特定的復(fù)雜性其實不必定致使穩(wěn)固性。生態(tài)系統(tǒng)來說，穩(wěn)固性取決于一系列的要素群落自己的特色（如進化歷史的長短、物種多樣性及物種間互相作用的強度等），群落遇到擾亂的性質(zhì)、大小、連續(xù)時間等，預(yù)計穩(wěn)固性的指標(biāo)（抵擋力、恢復(fù)力等），等等。這里以熱帶雨林和苔原生態(tài)系統(tǒng)為例來說明。熱帶雨林構(gòu)造復(fù)雜，物種多樣性高，種間互相作用強度大，進化歷史長，而它

8、的環(huán)境條件相對照較穩(wěn)固，可展望性強。苔原生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造簡單，物種多樣性低，種間互相作用少，進化歷史短，環(huán)境條件多變而難以展望。5?生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)固性與生態(tài)均衡的差別生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性是指生態(tài)系統(tǒng)的一種能力或特征。與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)固性親密有關(guān)的觀點是生態(tài)均衡。生態(tài)均衡是指生態(tài)系統(tǒng)處于成熟期的相對穩(wěn)固狀態(tài)，在這類狀態(tài)下，系統(tǒng)中能量和物質(zhì)的輸入和輸出靠近于相等，即系統(tǒng)中的生產(chǎn)過程與花費和分解過程處于均衡狀態(tài)。所以，這時生態(tài)系統(tǒng)的相貌、構(gòu)造、動植物構(gòu)成等都保持著相對穩(wěn)固的狀態(tài)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)遇到被打破，但只需這類擾亂沒有超出必定限度外來擾亂時，這類均衡狀態(tài)就會，生態(tài)系統(tǒng)就能通過自動調(diào)理恢復(fù)均衡。當(dāng)前，生態(tài)均衡這個觀點

9、已經(jīng)成為寬泛流行的名詞。可是，人們在使用這個觀點時，常常有著不一樣的理解。有些人把濫伐叢林、濫墾草原、損壞濕地、圍湖造田、環(huán)境污染等造成的不良結(jié)果，都叫做損壞生態(tài)均衡。另一些人則以為，生態(tài)均衡只是是指生態(tài)系統(tǒng)的一種相對穩(wěn)固狀態(tài)，至于這類穩(wěn)固狀態(tài)對人類是利仍是弊，并未作出任何回答。還有一些人不認(rèn)可生態(tài)均衡以為生態(tài)系統(tǒng)的變化運動、不均衡是絕對的。所以，在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)教科書中，很多作者都防止議論生態(tài)均衡，議論生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)固性問題則是比較謹(jǐn)慎和常有的。6?生物圈n號圖5-5-3生物圈n號實驗室為了深入地研究生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造和功能，美國科學(xué)家于1984年開始興建一個完整關(guān)閉的生態(tài)實驗室。因為這個實驗室是模擬生物圈的構(gòu)造和功能而建筑的，所以叫做生物圈n號”。這個實驗室有半個足球場那么大，在巨大的玻璃罩里面，有微型的叢林、荒漠、農(nóng)田、大海和溪流。1993年1月，八位科學(xué)家進入這個實驗室。他們計劃在完整與外界隔斷的情的水，汲取植物開釋的氧，在這個實驗室內(nèi)生活兩年?？墒?況下，