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生态系统的稳定性的概念范文

前言:我们精心挑选了数篇优质生态系统的稳定性的概念文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

生态系统的稳定性的概念

第1篇

能力培养 生存发展

一、教材分析《生态系统稳定性》本节内容是主要讲述生态系统稳定性的概念、生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容,在生态系统的自我调节能力的内容中包含重要概念――负反馈调节。本节内容涉及前面所学的生态系统相关部分的知识,又是渗透了人与自然和谐发展的观点。目的在于培养人们对于多层次生命系统的共性的认识,提高环保意识,增强社会责任感。

二、学情分析 知识基础:初中对生态系统的自动调节能力有所了解。高中学生在学习本节之前已学习了人体内环境与稳态,生态系统的结构以及物质、能量的运行规律,信息的传递等内容,对生态系统稳定性有一定的认识,本节深入地从生态系统方面来认识其稳定性。能力基础:具有一定的逻辑思维能力及对现象的分析能力、表达能力、动手能力,但都有待提高。情感态度与价值观基础:在一定生物学的经验基础上,能充分完成课前的准备工作,能够找寻到周围存在有关生态学的现象生活经验:学生对生态系统的稳定性有所了解,但也只是停留在表面现象上,缺乏本质的认识。

三、教学目标与重难点学习目标:阐述生态系统的自我调节能力;举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性;简述提高生态系统稳定性的措施。 阐述生态系统的自我调节能力是本节的重点

四、教法学法说教法:利用多媒体课件,引用一些直观的图片、影像,创设形象生动的教学氛围,同时应用观察法、讲述法、比较法、讨论法等,引导学生思考、建构模型,通过模型分析一些实践中的问题,使他们积极主动参与到教学中,在获取知识的同时,培养学生观察、分析、比较、总结和应用的能力。说学法:指导学生分析实例,总结规律,得出结论,运用概念模型分析实践中的问题;指导学生用概念图形式对知识总结提升;指导学生探究生态瓶制作方法,以及各种生态因素对生态系统稳定性的影响。

五、教材调整1、教材P110关于生物群落与无机环境之间的负反馈调节举了这样例子:“一场火过后”这个例子存在很多疑点,把他改成“森林局部火灾后”。2、在比较抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系的时候把苔原热带雨林生态系统用农田,森林生态系统取代形成规律。苔原热带雨林生态系统则作为特例进行介绍。

第2篇

关键词:土壤生态系统;稳定性;研究

前言:土壤生态系统的稳定性主要表现在土壤生态系统的抵抗力和恢复力,其主要作用是衡量土壤的健康程度,土壤生态系统稳定性的评价,对于土壤的健康评价有着重要作用。土壤是人们赖以生存的重要保障,随着经济水平的不断提高和科学技术的大力发展,土壤污染问题日益严重,土壤的健康程度越来越受到各界的关注,这也使土壤生态系统研究得到了进一步的发展。

1 土壤生态系统稳定性的概念

土壤生态系统的稳定性一直是生态学中重点讨论的理论问题之一[1]。在生态学研究中,对土壤生态系统稳定性的概念一般有两种解释。一种认为土壤生态系统稳定性是指土壤系统的抗干扰能力,另一种解释是生态系统的动态稳定性。其中土壤系统的抗干扰能力的具体解释是抵抗力和恢复力,指土壤在经受多种因素干扰后,依旧能够保持原有状态不变的能力和受到干扰并引起变化后,能够恢复到原有状态的能力。

2 土壤系统稳定性研究内容

2.1 干扰因素类型

在进行土壤系统稳定性研究时,首先要分析其的干扰类型,以干扰为依据,将土壤系统的稳定性充分显现出来。不同的干扰方式对土壤生态系统的影响效果不同,因此,在进行研究时,要对干扰类型进行科学合理的分析,深入了解不同干扰因素对于土壤系统的不同影响效果。

干扰因素分为许多不同的类型,分类的标准一般是形势、强度、频率等,干扰因素具有一定的破坏力,能够造成不同程度的破坏事件。常见的干扰类型主要分为三大类:扰动、胁迫和干扰。

扰动主要包括瞬时扰动和持久性扰动两种类型,对土壤生态系统的影响在时间上有一定差异。胁迫则是分为致死性伤害和非致死性伤害,其影响效果分别表现为个体生物死亡和生物量减少。干扰则具有破坏、组分改变、干涉、抑制等作用。在实验中经常会用热、干湿交替、重金属等胁迫方式作为干扰类型进行土壤生态系统稳定性的研究。

2.2 土壤参数与过程

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所[2]。土壤生态系统的生命因素主要有微生物和土壤动物[3]。由于土壤生态系统与地面上的生态系统具有很大的差别,因此在进行土壤生态系统稳定性研究时,要注重区别其与其他生态系统中的不同特征。

土壤生态系统过程主要分为生物与物理化学两方面。生物过程主要是将土壤生物的群落结构、活性和功能等作为内容的表征。物理化学过程则是将土壤的孔隙结构、透水性等作为内容的表征。由于土壤的生态过程十分容易受到土壤生物的影响,因此很多关于土壤生态系统的稳定性研究都是从土壤生物的角度进行的。其中通常测定的参数主要包含土壤生长速率、氮素矿化速率等。

3 影响土壤生态系统稳定性研究的外部因素

3.1 土壤污染

现阶段由于科学技术的发展和化学原料的使用,土壤受到了严重的污染。据相关调查表明,在土壤经受过重金属污染后,会出现明显的生物量降低,微生物种类减少等现象。但是相对于实验室的人工污染试验,这种经过外部因素污染的土壤更具有研究意义。

3.2 植被

植被与土壤具有直接关系,两者之间有着能量与物质的交流,一般的植扰,是对土壤的积极性干扰。植被对于土壤的修复有着重要作用,不同的植被类型对于土壤中的化学组成有着不同影响,其中的碳氮量更是土壤生物群的重要影响因素。在碳氮比相对较低时,土壤生物群的稳定性相对较高,当碳氮比较高时则情况相反。

3.3 其他干扰因素

人为干扰和环境胁迫对于土壤生态系统的稳定性也有着重要的影响。相关研究表明,土壤对一般的干扰具有很强的恢复能力,但是大量的使用化肥会使土壤生物群落受到严重的影响,且这些生物群落对于环境胁迫,如人工降雨等的抵抗力也相对较差。

4 土壤生态系统稳定性的内在机制

4.1 土壤物理化学环境

土壤中的物理化学环境是生物群落稳定性的重要影响因素,尤其是土壤质地的影响作用最为显著。有些土壤由于质地原因,可以吸附更多的有机质,能够激发生物活性,达到稳定生物群落的效果。而在土壤中添加有机物,也能够达到同样的效果。另外一些物理化学因素,例如:土壤含水量、PH值、土壤团聚体结构等,对于生物群落德组成都有一定的影响,但是对于其稳定性的影响情况暂时并没有相关数据。

4.2 生物多样性

生物多样性与生态系统稳定性的关系,一直是生态学重点研究课题,但是在研究过程中,很少会将土壤生态系统作为研究对象。现阶段的科学技术发展和社会需求已经不能够满足于仅仅对地表生物的研究,因此,分子技术驱动的土壤微生物研究就此展开。

在研究过程中,学者多次测试了不同土壤与生物多样性的关系,而最终结果并没有证明土壤功能与生物多样性具有直接的关系。由于土壤生态系统稳定机制的研究时间相对较短,土壤生态系统的生物群数量庞大,并没有获取到更多有价值的数据,因此,需要更加重视土壤生态系统稳定性的研究,加大研究力度和资金投入,对土壤生态系统中的微生物群落、干扰因素等进行更深入的了解。

参考文献

[1] 贺纪正.土壤生态系统为生物多样性――稳定性关系的思考[J].生物多样性,2013,4(21):411-420

第3篇

关键词 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 外界干扰 生态系统

中图分类号 Q-49 文献标识码 E

生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力,叫做抵抗力稳定性。另一方面是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,叫做恢复力稳定性。现在许多教辅资料上还在说生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性是相反的关系,也常见到图1。

笔者认为这种分析是不合适的。虽然在人教版2001年的版本生物第二册书中确实有这样的原话:“对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统,恢复力稳定性就较低,反之亦然。例如,森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高,但是,它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。热带雨林一旦遭到严重破坏(如乱砍滥伐),要想再恢复原状就非常困难了。”但这是以前的观点。

现在再来看这个观点,显然是不准确的。首先人教版2007年的版本生物第三册书中已没有上述一段话,其次在人教版2007年的版本生物必修三教师参考书中还明确指出:

生态系统的稳定性不仅与生态系统的结构、功能和进化特征有关,而且与外界干扰的强度和特征有关,是一个比较复杂的概念。生态系统的稳定性是指生态系统保持正常动态的能力,主要包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

以往认为,抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的,抵抗力稳定性高的生态系统,其恢复力稳定性低。也就是说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反的关系。但是,这一看法并不完全合理。例如,热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性,因为它们的物种组成十分丰富,结构比较复杂;然而,在热带雨林受到一定强度的破坏后,也能较快地恢复。相反,对于极地苔原(冻原),由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性很低,在遭到过度放牧、火灾等干扰后,恢复的时间也十分漫长。因此,直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较,可能这种分析本身就不合适。如果要对一个生态系统的两个方面进行说明,则必须强调它们所处的环境条件。环境条件好,生态系统的恢复力稳定性较高,反之亦然。”

对比可知,人教版2007年的版本生物第三册的说法显然更科学,也更严谨。而教辅资料上所说生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性是相反的关系,是沿用人教版2001年的版本生物第二册中的说法。虽然实际中也有它适应的情况。这种说法是片面的、是不严谨的。

笔者认为只要对生态系统稳定性的示意图进行深入理解,就能对生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性进行准确辨析。生态系统稳定性的示意图如图2所示,图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。T表示一个外来干扰使之偏离正常范围的大小:偏离大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱;反之,则强。S表示恢复到原状所需的时间:S越长,恢复力越弱;反之,越强。TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定的定量指标:T与S越大,即这一面积越大,则总稳性越低;反之,TS越小,则总稳定性越强。

人教版2007年的版本生物必修三教师参考书教学策略中谈到:“请学生比较草原、北极苔原、森林生态系统,抵抗力稳定性谁强谁弱?恢复力稳定谁高谁低?引导学生认识:一方面,不同的生态系统表现出的稳定性是不一样的;另一方面,生态系统的稳定性也取决于外界因素的影响程度。”在教学中,基于对生态系统稳定性概念的理解,加之对生态系统稳定性示意图的准确把握,笔者引导学生将森林生态系统与草原生态系统稳定性的比较分两种情况进行讨论。

一种是同等强度干扰(图3):在外界干扰之前,森林生态系统和草原生态系统均维持在相对稳定的状态(曲线重合部分)。在同等强度的干扰下,森林生态系统(实线)偏离正常值较小,即T较小,恢复较快,即S较短;而草原生态系统(虚线)偏离正常值较多,即T较大,恢复较慢,即S较长。这些说明森林生态系统抵抗力稳定性强,恢复力稳定性也强;草原生态系统抵抗力稳定力弱,恢复力稳定性也弱,即森林生态系统的总稳定性比草原生态系统的总稳定性强。

另一种情况是森林生态系统和草原生态系统都破坏到3/4的程度(图4):在外界干扰之前,森林生态系统和草原生态系统均维持在相对稳定的状态(曲线重合部分),在不同强度的干扰下,两种生态系统偏离正常值的幅度相似,都破坏到3/4的程度。在这种情况下,因为草原生态系统(虚线)在相同时间内偏离正常值较大,即T较大,恢复到原状所需时间较短,即s较短,说明草原生态系统抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性强;森林生态系统(实线)在相同时间内偏离正常值较小,即T较小,恢复到原状所需时间较长,即s较长,说明森林生态系统抵抗力稳定性强,恢复力稳定性弱。由此可见在这种情况下,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间存在相反的关系。

由此不难看出,人教版2001年的版本中“对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统,恢复力稳定性就较低,反之亦然。”所表示的应该是第二种情况,即在不同强度的干扰下,两种生态系统偏离正常值的幅度相似时的情况。