【生物】生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性紫莖澤蘭薇甘菊空心蓮子草豚草互花米草飛機草鳳眼蓮濕地松粉蚧強大小蠹美國白蛾非洲大蝸牛福壽螺中國第一批外來入侵物種名單（16種）鳳眼蓮加拿大一枝黃花

像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應(yīng)的能力很強，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會嚴重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定。呼倫貝爾草原大興安嶺森林

雖然地球上許多生態(tài)系統(tǒng)不時受到外來干擾，但是只要這種干擾沒有超過限度，生態(tài)系統(tǒng)就能夠通過自我調(diào)節(jié)得以恢復(fù)，從而維持相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能。生態(tài)平衡1.概念生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。2.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的特征生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)平衡功能平衡生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證物質(zhì)循環(huán)、能量流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。

由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動態(tài)平衡。生態(tài)平衡這種動態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的呢？群落總生產(chǎn)量和總呼吸量趨于穩(wěn)定，且相對接近。群落在物質(zhì)、能量的輸入和輸出上趨于達到平衡狀態(tài)。收支平衡一定時間內(nèi)的物質(zhì)輸入量或物質(zhì)輸出量相對穩(wěn)定，且兩者大致相等。處于生態(tài)平衡時，植物通過在一定時間內(nèi)光合作用制造的有機物的量是相對穩(wěn)定的。生態(tài)平衡實例1:森林面貌遭到破壞種子萌發(fā),幼苗生長森林植被大量生長郁閉，林間陽光減少枯枝落葉增多火災(zāi)陽光、養(yǎng)料充足（－）（－）實例二：（1）概念：在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。2、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制---負反饋調(diào)節(jié)原方向負反饋調(diào)節(jié)回到原方向調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)實例原方向發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)更加偏離偏離穩(wěn)態(tài)正反饋：使生態(tài)系統(tǒng)常常遠離穩(wěn)態(tài)，對生態(tài)平衡有極大破壞作用。+湖泊受到了污染魚類等生物死亡死魚等生物腐爛+生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制——負反饋調(diào)節(jié)

上述生態(tài)系統(tǒng)都遇到了破壞或干擾，而對抗這種破壞或干擾，使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)平衡的調(diào)節(jié)機制，是負反饋機制。生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在負反饋調(diào)節(jié)，它是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。正是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)才能維持相對穩(wěn)定。3.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。強調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。(2)自我調(diào)節(jié)能力是有限的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性自我調(diào)節(jié)能力負反饋調(diào)節(jié)原因基礎(chǔ)抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性發(fā)達根系抗干旱蝗蟲采食下，草原植物再生能力增強抵抗干擾，維持原狀1.概念：生態(tài)系統(tǒng)_____外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能________（不受損害）的能力。抵抗保持原狀（2）規(guī)律：生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多食物網(wǎng)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高大興安嶺1987火災(zāi)俯瞰圖若干年后，大興安嶺的植被

生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。2.恢復(fù)力穩(wěn)定性：（遭到破壞，恢復(fù)原狀）生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞后可以依靠恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)。特點：生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復(fù)速度與恢復(fù)時間是不一樣的。河流與土壤被有毒物質(zhì)輕微污染時，能通過自身凈化（如物理沉降、化學(xué)分解和微生物分解），可以很快恢復(fù)到接近原來的狀態(tài)。如果被有毒物質(zhì)重度污染，自身的凈化作用已不足以消除大部分有毒物質(zhì)，恢復(fù)力穩(wěn)定性被破壞，恢復(fù)原狀的時間漫長，難度極大！生物種類_____營養(yǎng)結(jié)構(gòu)_____自我調(diào)節(jié)能力_____抵抗力穩(wěn)定性_____恢復(fù)力穩(wěn)定性_____生物種類_____營養(yǎng)結(jié)構(gòu)_____自我調(diào)節(jié)能力_____抵抗力穩(wěn)定性_____恢復(fù)力穩(wěn)定性_____少簡單弱低高多復(fù)雜強高低人工林熱帶雨林北極苔原二

抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度恢復(fù)力穩(wěn)定性一般是相反關(guān)系——負相關(guān)特例：北極凍原生態(tài)系統(tǒng)生物種類少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，自我調(diào)節(jié)能力弱。生存條件極其惡劣：生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物直接或間接依靠地衣生活。地衣大面積破壞，生態(tài)系統(tǒng)會崩潰。3.穩(wěn)定性特點：不同的生態(tài)系統(tǒng)一般在這兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有著一定差別。生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多食物網(wǎng)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低影響因素：一方面取決于生態(tài)系統(tǒng)的自身組成分（營養(yǎng)結(jié)構(gòu)）；另一方面還取決于外界

。環(huán)境條件下圖表示甲、乙兩個不同的淡水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能變化曲線。在時間點a時刻，兩者同時受到相同類型和強度的污染物排放干擾，致使兩者結(jié)構(gòu)和功能都出現(xiàn)較大波動。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型④曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩(wěn)定性的定量指數(shù)（TS）TS越大，說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。①兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。②y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，

反之，抵抗力穩(wěn)定性強；③x表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時間。

x

值大，說明恢復(fù)力穩(wěn)定性弱，

反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強；四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；1.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。2.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施（1）控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度利用生態(tài)系統(tǒng)；合理放牧封山育林（2）對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。農(nóng)田施肥三北防護林設(shè)計生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性基本原理①在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分(非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者、分解者)進行組織，建構(gòu)一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。②要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，在設(shè)計時，還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)之間的合適比例。③應(yīng)當(dāng)注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。4、實驗步驟：（1）制作框架用玻璃板和粘膠制作生態(tài)缸的框架。（2）鋪土在生態(tài)缸內(nèi)底部的一側(cè)鋪墊幾塊石塊作為基墊，再鋪上一層顆粒較細的沙土，厚度為5～15cm，在沙土上鋪一層含腐殖質(zhì)較多的土，厚度為5～10cm，鋪墊好的土和石塊整體呈坡狀。在土坡上放幾塊有孔的假山石，可作為小動物棲息的場所。（3）倒水向缸內(nèi)倒入自來水，水位高5～10cm，在水中放幾塊鵝卵石。（4）放置生物依據(jù)生物生活習(xí)性合理放置。在土坡上選擇苔蘚、鐵線蕨、鴨跖草、馬齒莧、羅漢松、翠云草等進行種植，放入鼠婦、蚰蜒、蚯蚓、蝸牛等小動物；在水中放入浮萍、金魚藻等水生植物，放入蝦、小魚和小烏龜?shù)刃游?。?/p>

提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計要求及目的設(shè)計要求目的生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，種類齊全（具有生產(chǎn)者、消費者和分解者）生態(tài)缸的材料必須透明生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)適宜，要留出一定的空間生態(tài)缸的采光應(yīng)使用較強的散射光選擇動物不宜過多，個體不宜太大防止外界生物或非生物因素的干擾使生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定為光合作用提供光能，保持生態(tài)缸內(nèi)溫度，便于觀察便于操作，且使缸內(nèi)儲備一定量的空氣防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡減少對氧氣的消耗，防止氧氣的產(chǎn)生量小于消耗量設(shè)計生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性一、概念檢測1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）溫帶針闊葉混交林比熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性低。（）（2）不同的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的強度不同。（）√√即時訓(xùn)練2.封山育林能有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是因為（）A.封山育林控制了物質(zhì)循環(huán)B.延長了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈C.增加了生態(tài)系統(tǒng)中消費者數(shù)量D.使生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加D即時訓(xùn)練3.天然森林很少發(fā)生的松毛蟲蟲害，卻經(jīng)常發(fā)生在人工馬尾松林中，合理的解釋是（）A.馬尾松對松毛蟲抵抗力差B.人工林內(nèi)松毛蟲繁殖能力強C.人工林成分單一，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單D.當(dāng)?shù)貧夂蜻m于松毛蟲的生長和繁殖C即時訓(xùn)練請基于對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的認識，回答以下問題。1.當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿髦刑悦紫床?，洗澡洗?為什么河水仍能保持清澈？生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性，當(dāng)河水受到輕微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)時，河水能通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。即時訓(xùn)練2.大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道以后,為什么會引起水質(zhì)急劇下降？20世紀90年代采取的措施沒有明顯效果，可能的原因是什么？大量生活污水和工業(yè)廢水排入水中，破壞了該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，河水很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)，就會形成污染。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度，由于污染嚴重，盡管采取了治理措施，河流自身的凈化能力仍然不足以消除污染物，因此水質(zhì)仍然較差。即時訓(xùn)練3.可以采取什么措施來改善該地河流水質(zhì)？從治理已有污染的角度，可采用物理、化學(xué)、生物等方法進行治理，如機械除藻、底泥疏浚、在某些區(qū)段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物進行生態(tài)修復(fù)等。從管理的角度，應(yīng)禁止生活污水和工業(yè)廢水排入河道，或污水、廢水必須經(jīng)嚴格處理才能排放；加強人們的水環(huán)境保護意識；加強執(zhí)法檢査；等等。即時訓(xùn)練（1）在該河流的AB段上，溶解氧大量減少的主要原因是什么？（2）在該河流的BC段上，藻類大量繁殖的主要原因是什么？（3）水中溶解氧含量逐漸恢復(fù)的主要原因是什么？（4）若釀造廠或味精廠將大量含有有機物的