情景任务
生态系统具有一定的稳定性,也就是保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,这种能力也被称为生态系统的自动调节能力。但是,由于人类不合理地开发和过度利用自然资源,对自然界的干预程度超出了生态系统的自动调节能力,破坏了其原有的平衡状态,最终带来了一系列不良影响。
历史上有很多生态失衡的案例,经过人类的努力,很多被破坏的生态系统最终又恢复到了原有状态。但是,仍然有一些生态系统尚未恢复。通过恢复一个小生态的实践活动,我们可以更好地体会在恢复生态过程中应该注意的问题和科学原理。
由于人类的干预,曾经发生过多次生态系统失衡的灾难。最后,人类意识到生态失衡所带来的严重后果时,又开始采取措施使生态系统恢复至平衡状态。
1.澳大利亚兔灾
兔子并不是澳大利亚的原有物种,1859年,有一个农民从英格兰带来了一群野兔,共有24只。他完全没有料到,他的这一举动将要引起一场生态灾难。在澳大利亚,新到来的兔子几乎没有什么天敌,它们吃庄稼,毁坏新播下的种子,啃树皮和嫩芽,并且打地洞损坏田地和河堤。即使人们筑起篱笆也不能阻止兔子侵入农民的田地。在几十年时间里,澳大利亚的生态环境遭受了严重的破坏。
人们尝试了多种控制野兔的方法均以失败告终,直到1950年,他们尝试了一种控制野兔的新方法,一种能杀死兔子的病毒——粘液瘤病毒。该病毒被引入澳大利亚后,科学家先用该病毒感染蚊子,病毒经蚊子再传染给兔子。粘液瘤病毒一经引进,便在整个野兔种群中快速传播,在澳大利亚东南地区,接近80%的野兔被消灭了。至此,野兔泛滥导致的生态系统失衡才被控制住。
2.美国狼群的兴衰
20世纪初,在美国西部落基山脉的凯巴伯森林中约有4000头野鹿,而与之相伴的却是一群群凶残的狼,狼群威胁着鹿的生存。为了这些鹿的安宁,1906年美国总统决定开展一场除狼行动,到1930年累计枪杀了6000多只恶狼。
狼在凯巴伯森林不见了踪影,于是鹿在那里开始了无忧无虑的繁衍生息,不久之后,鹿的种群数量已经增长到了10万余头。兴旺的鹿群啃食一切可食的植物,吃光野草,毁坏林木,并使以植物为食的其他动物数量锐减,也使鹿群陷入了饥饿和疾病的困境之中。
到1942年,凯巴伯森林中鹿的数量下降到了8000头,且病弱者居多,兴旺一时的鹿家族急剧走向衰败。为什么会出现这种事与愿违的局面呢?狼群被捕杀前,狼一方面捕食掉一些鹿,使鹿总数得到控制,不至于繁殖到使植被退化的程度;另一方面,狼捕食的鹿多为老弱病残者,有助于鹿种群内部的优胜劣汰,有利于鹿群传宗接代;而且,鹿在狼的追逐下,经常处于逃跑的运动状态,促进了鹿的健壮发育。
美国政府为挽救灭狼带来的恶果,20世纪70年代,政府制定了“引狼入室”计划并于1995年得以实施。当野狼被放生到落基山脉若干年之后,森林又焕发了勃勃生机。
3.马里温岛的猫灾
马里温是印度洋上的一个小岛,1945年南非的第一支探险队来到这里,随船来的几只老鼠也悄悄溜上岸,1948年,老鼠成了岛上的霸主,于是,探险队运进了5只猫用于捕鼠,可是海鸟的味道比老鼠好,猫不抓老鼠却吃鸟,结果猫很快就繁殖到了2500只,鸟遭殃了,一年被吃掉60万只。
因为这个岛屿处于大洋深处,与世隔绝,当地的海鸟在漫长的进化中逐渐失去了飞行的能力,老鼠随着船一起来到该岛,而后人类为了捕杀老鼠又引进了猫,然而在岛上到处是丧失飞行能力的鲜嫩的海鸟和它们的蛋,因此猫不但不去扑杀老鼠,反而和老鼠一起导致了该种海鸟的灭绝。
类似的案例还有很多,工业革命以后,工业化和城镇化进程加剧了人与自然的冲突,生态失衡事件层出不穷。人们在意识到生态系统破坏所带来的灾难后,开始用实际行动去帮助大自然完成自我恢复,以实现人与自然的和谐共生。这是社会经济发展的基础和出发点,更是人类社会未来的目标。
我国东北虎消失后,有人建议从俄罗斯引进东北虎,想一想,生态系统被破坏后可以通过引入新物种恢复至原有平衡状态吗?为什么?
实践指导
制作一个微型农田生态系统
农田生态系统是最常见的生态系统之一,其组成包括土壤、植物、土壤小动物、微生物等。我们可以利用花盆等原材料制作一个微型生态系统模拟农田的状态,并观察其稳定性。(www.xing528.com)
【工具准备】
铲子
大花盆
有机肥
种子
【收集和处理土壤】
选择植被良好的地方,用铲子挖取表层土壤,土壤中会有一定数量的草籽和一些土壤小动物,例如,蚯蚓、蚂蚁、鼠妇等等。如果土壤中小动物数量较少,可以从其他地方收集一些土壤小动物与土壤混合备用。
为了更好地了解土壤微生物的作用,还可以添加一定量的有机肥料。取来的土样可以分为多组,同时开展实验。
【植物种植与养护】
将土壤置于不同的花盆中(花盆也可以用泡沫箱、纸箱等替代),每个花盆播种相同种类和数量的种子。每天定时浇水并观察记录种子的萌发情况和植物的生长状况。
【破坏微型生态系统的平衡】
在植物生长一段时间稳定后,记录每个花盆中植物的总数量和生长态势。之后,从每个花盆拔走一定数量的特定植物,观察并记录剩余植物的生长情况。
通过实践活动,观察生长状况最佳的生态系统和恢复最快的生态系统。观察恢复状况好和恢复状况差的两个花盆除了植物数量外,还有何差异?可将这两组的土壤取出来,观察土壤小动物的种类和数量,也可以利用显微镜或者稀释涂布平板法对其中的微生物进行观察。
反思评价
★活动一:讨论和分享
1.讨论在小生态的恢复过程中,各种生物成分在其中的作用。
2.小生态被破坏后可以通过何种策略帮助其更快恢复?
★活动二:尝试用一种方法促进花盆小生态恢复至最佳状态,并评价这种方法的作用和价值。
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