生态系统稳定性：自我调节能力与生态平衡
第5节 生态系统的稳定性
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1．生态平衡
(1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
(2)特征——动态平衡。
①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行。
③收支平衡。
(3)调节机制——负反馈机制。
①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。
②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。
2．生态系统的稳定性
(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。生态系统的稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
(2)原因：生态系统具有自我调节能力。
(3)特点：生态系统的自我调节能力是有限的。
生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
项目 正反馈调节 负反馈调节
作用 使生态系统远离平衡状态 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统保持相对平衡
结果 加速最初发生变化的那种成分的变化，从而远离生态平衡状态 抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，从而保持生态平衡
实例 若一个湖泊受到的污染超过其自我调节能力，则污染会越来越严重 草原上食草动物和植物的数量变化
1．抵抗力稳定性
(1)含义：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。
(2)规律：一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，如热带雨林生态系统。
2．恢复力稳定性
(1)含义：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。
(2)特点：生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力 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
实质 抵抗干扰、保持原状 遭受破坏、恢复原状
关系 生态系统中的组分越多→食物网越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高
3．提高生态系统的稳定性
(1)原因
①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
(2)措施
①控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力范围内，合理适度地利用生态系统。
②对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
三、设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验目的
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
2．实验原理
(1)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。
(2)在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
3．实验步骤
(1)用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
(2)在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫，再铺上一层颗粒较细的沙土，厚度为5～15 cm，在沙土上铺一层含腐殖质较多的土，厚度为5～10 cm，铺垫好的土和石块整体呈坡状。
(3)在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
(4)向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。
(5)在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蚰蜓、蚯蚓、蜗牛等小动物；在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
(6)封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。
(7)每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化，并且进行记录。
4．注意事项
(1)生态缸必须是密闭的，以防止外界生物或非生物因素的干扰。
(2)生态缸中要有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，投放的几种生物必须具有很强的生活力，目的是使生态缸中能够进行物质循环和能量流动，并在一定时期内保持稳定。
(3)制作生态缸的材料必须是透明的，以便为生产者进行光合作用提供光能，保持生态缸的温度，且便于观察。
(4)选择的动物不宜太多，个体不宜太大，目的是减少对O2的消耗，防止生产量