第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

1、19931993年，年，8 8個(gè)人被送進(jìn)個(gè)人被送進(jìn)“生物圈二號(hào)生物圈二號(hào)”，本來(lái)預(yù)期他們與世隔絕兩年，可以靠吃本來(lái)預(yù)期他們與世隔絕兩年，可以靠吃自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，飲用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但飲用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但1818個(gè)月之后，個(gè)月之后，“生物圈二號(hào)生物圈二號(hào)”系統(tǒng)嚴(yán)重失系統(tǒng)嚴(yán)重失去平衡：氧氣濃度從去平衡：氧氣濃度從21%21%降至降至14%14%，不足，不足以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補(bǔ)以維持研究者的生命，輸入氧氣加以補(bǔ)救也無(wú)濟(jì)于事；原有的救也無(wú)濟(jì)于事；原有的2525種小動(dòng)物，種小動(dòng)物，1919種滅絕；為植物傳播花粉的

2、昆蟲(chóng)全部死種滅絕；為植物傳播花粉的昆蟲(chóng)全部死亡，植物也無(wú)法繁殖。事后的研究發(fā)現(xiàn)：亡，植物也無(wú)法繁殖。事后的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌在分解土壤中大量有機(jī)質(zhì)的過(guò)程中，細(xì)菌在分解土壤中大量有機(jī)質(zhì)的過(guò)程中，耗費(fèi)了大量的氧氣；而細(xì)菌所釋放出的耗費(fèi)了大量的氧氣；而細(xì)菌所釋放出的二氧化碳經(jīng)過(guò)化學(xué)作用，被二氧化碳經(jīng)過(guò)化學(xué)作用，被“生物圈二生物圈二號(hào)號(hào)”的混凝土墻所吸收，又打破了循環(huán)。的混凝土墻所吸收，又打破了循環(huán)。 為了做人類(lèi)離開(kāi)地球能否生存的實(shí)驗(yàn)，美國(guó)花費(fèi)為了做人類(lèi)離開(kāi)地球能否生存的實(shí)驗(yàn)，美國(guó)花費(fèi)2 2億美元于億美元于19841984年建造了一個(gè)完全封閉的生態(tài)實(shí)驗(yàn)基地。由于該實(shí)驗(yàn)室年建造了一個(gè)完全封閉的生態(tài)實(shí)驗(yàn)基地。

3、由于該實(shí)驗(yàn)室是模擬生物圈的結(jié)構(gòu)和功能而建造的，因此叫做是模擬生物圈的結(jié)構(gòu)和功能而建造的，因此叫做“生物圈生物圈號(hào)號(hào)”。這是一個(gè)占地。這是一個(gè)占地1.31.3億平方米億平方米 的鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑，的鋼架結(jié)構(gòu)的玻璃建筑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去仿佛是一個(gè)巨大的溫室。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去仿佛是一個(gè)巨大的溫室。 自然界不同于人工控制系統(tǒng)。生物圈二號(hào)內(nèi)的土壤均來(lái)自然界不同于人工控制系統(tǒng)。生物圈二號(hào)內(nèi)的土壤均來(lái)自一個(gè)地方，不像地球那樣不同地帶有不同的土壤類(lèi)型。自一個(gè)地方，不像地球那樣不同地帶有不同的土壤類(lèi)型。模擬的各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局及大小比例不合理。模擬的各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局及大小比例不合理。地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物間

4、關(guān)系很復(fù)雜，目前人類(lèi)還未地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物間關(guān)系很復(fù)雜，目前人類(lèi)還未全面了解生物間的協(xié)調(diào)性。全面了解生物間的協(xié)調(diào)性。它最重要的啟示在于：我們它最重要的啟示在于：我們?nèi)祟?lèi)目前對(duì)地球的了解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，目前最好的辦人類(lèi)目前對(duì)地球的了解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，目前最好的辦法還是保護(hù)和利用好地球，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)是法還是保護(hù)和利用好地球，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。生態(tài)系統(tǒng)所具有的生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持保持或或恢復(fù)恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一、概念一、概念 生態(tài)系統(tǒng)之

5、所以能維持相對(duì)生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對(duì)穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有？穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有？自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力1 1、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力實(shí)例：實(shí)例：P109P109意義意義: :生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)害蟲(chóng)增加害蟲(chóng)增加鳥(niǎo)的食物增加鳥(niǎo)的食物增加鳥(niǎo)的數(shù)量增加鳥(niǎo)的數(shù)量增加鳥(niǎo)吃掉大量害鳥(niǎo)吃掉大量害蟲(chóng)蟲(chóng)害害蟲(chóng)蟲(chóng)減少減少鳥(niǎo)因饑餓死亡鳥(niǎo)因饑餓死亡鳥(niǎo)吃害鳥(niǎo)吃害蟲(chóng)蟲(chóng)減少減少鳥(niǎo)的數(shù)量減少鳥(niǎo)的數(shù)量減少生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無(wú)限的。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無(wú)限的。當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過(guò)一定限度當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過(guò)一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力

6、迅速喪時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力迅速喪失，生態(tài)系統(tǒng)就到了難以恢復(fù)的程度。失，生態(tài)系統(tǒng)就到了難以恢復(fù)的程度。例如：例如：我國(guó)西北的黃土高原。我國(guó)西北的黃土高原。實(shí)例：實(shí)例： 蘇州蘇州江南水鄉(xiāng)江南水鄉(xiāng), ,小橋流水人家。話(huà)說(shuō)小橋流水人家。話(huà)說(shuō)乾隆下江南時(shí)，到了乾隆下江南時(shí)，到了江蘇蘇州。看到水鄉(xiāng)江蘇蘇州?？吹剿l(xiāng)人家上游淘米洗菜，人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很即便如此，水仍然很清澈。這番景象讓乾清澈。這番景象讓乾隆大為驚奇。隆大為驚奇。 可是，可是，乾隆乾隆也發(fā)現(xiàn)蘇州也發(fā)現(xiàn)蘇州虎丘外圍的河流被眾多染坊虎丘外圍的河流被眾多染坊流出的廢水污染得骯臟不堪、流出的

7、廢水污染得骯臟不堪、臭氣熏天，于是他立即下令臭氣熏天，于是他立即下令嚴(yán)禁商賈平民在虎丘一帶開(kāi)嚴(yán)禁商賈平民在虎丘一帶開(kāi)設(shè)染坊。迫于官府的法令，設(shè)染坊。迫于官府的法令，虎丘一帶原有的數(shù)十家染坊虎丘一帶原有的數(shù)十家染坊不得不搬遷至遠(yuǎn)離虎丘的蘇不得不搬遷至遠(yuǎn)離虎丘的蘇州遠(yuǎn)郊，從此以后虎丘重現(xiàn)州遠(yuǎn)郊，從此以后虎丘重現(xiàn)綠水青山。綠水青山?；謴?fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性: :生態(tài)系統(tǒng)在生態(tài)系統(tǒng)在受到受到外外界界干擾干擾因素的破壞后因素的破壞后恢復(fù)原狀恢復(fù)原狀的的能力。能力。抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性: :生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)抵抗抵抗外界外界干擾干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持保持原狀原狀的能力。的能力。

8、原因：原因：、生物的種類(lèi)、數(shù)量多，一定外來(lái)、生物的種類(lèi)、數(shù)量多，一定外來(lái)干擾造成的變化占總量的比例小。干擾造成的變化占總量的比例小。 、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，一條途徑中斷后還有其他途徑來(lái)代替。一條途徑中斷后還有其他途徑來(lái)代替。一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō), ,生態(tài)系統(tǒng)的組分越多生態(tài)系統(tǒng)的組分越多, ,食物食物網(wǎng)越復(fù)雜網(wǎng)越復(fù)雜, ,其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng), ,抵抵抗力穩(wěn)定性就越高?？沽Ψ€(wěn)定性就越高。抵抗力很強(qiáng)抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱抵抗力較弱溫帶針闊混交林溫帶針闊混交林熱帶雨林熱帶雨林 原因：原因： 、生物繁殖的速度快，產(chǎn)生后代多，能迅、生物繁殖的速度快，產(chǎn)

9、生后代多，能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。速恢復(fù)原有的數(shù)量。2 2、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生物受到的制約小。、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生物受到的制約小。一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō), ,生態(tài)系統(tǒng)的組分越多生態(tài)系統(tǒng)的組分越多, ,食物網(wǎng)越食物網(wǎng)越復(fù)雜復(fù)雜, ,恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性就越低。就越低。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，恢復(fù)力穩(wěn)定性構(gòu)簡(jiǎn)單，恢復(fù)力穩(wěn)定性就越高，就越高，恢復(fù)力強(qiáng)恢復(fù)力強(qiáng)恢復(fù)力較弱恢復(fù)力較弱熱帶雨林熱帶雨林北極苔原北極苔原生物種類(lèi)生物種類(lèi) 稀少稀少營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單弱弱自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力 抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性 低低生物種類(lèi)生物種類(lèi) 多多營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) 復(fù)雜復(fù)雜強(qiáng)強(qiáng)自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力

10、抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性 高高熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性 底底抵抗力抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性恢復(fù)力恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性穩(wěn)穩(wěn)定定性性 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，抵抗力穩(wěn)定性與恢對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性存在復(fù)力穩(wěn)定性存在相反相反關(guān)系。關(guān)系。1.1.控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度, ,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度的利用應(yīng)該適度, ,不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。調(diào)節(jié)能力。適量砍伐森林中的樹(shù)木，森林的結(jié)構(gòu)適量砍伐森林中的樹(shù)木，森林的結(jié)構(gòu)功能不會(huì)破壞，還能促進(jìn)森林的更新。功能不會(huì)破壞，還能促進(jìn)森林的更新。 科學(xué)合理的載畜量，不會(huì)破科學(xué)合理的載畜量，不會(huì)破壞草原，又可以獲得穩(wěn)定的畜牧壞草原，又可以獲得穩(wěn)定的畜牧產(chǎn)品。產(chǎn)品。適度捕撈海洋系統(tǒng)中成魚(yú)，不僅適度捕撈海洋系統(tǒng)中成魚(yú)，不僅可以促進(jìn)海洋魚(yú)類(lèi)資源的更新，還能可以促進(jìn)海洋魚(yú)類(lèi)資源的更新，還能不斷獲得各類(lèi)產(chǎn)品。不斷獲得各類(lèi)產(chǎn)品。1.1.控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度, ,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度的利用應(yīng)該適度, ,不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。調(diào)節(jié)能力。2.2.對(duì)人類(lèi)利用強(qiáng)度較