《3.5 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》參考課件1

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？【問題探討】紫莖澤蘭澤蘭實蠅繁殖、適應(yīng)能力很強，沒有天敵等制約因素?！締栴}探討】（1）澤蘭實蠅是紫莖澤蘭的專食性天敵，可以起效；（2）需要警惕造成新的外來物種入侵討論2.我國曾引入紫莖澤蘭專食性天敵——澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？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)一般能夠通過自我調(diào)節(jié)來維持自身結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定。生態(tài)平衡呼倫貝爾草原大興安嶺森林011.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)。組成成分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費者分解者能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞結(jié)構(gòu)平衡功能平衡食物鏈和食物網(wǎng)一、生態(tài)平衡在成熟階段，群落的總生產(chǎn)量和總呼吸量呈現(xiàn)怎樣的趨勢？這說明了什么？總生產(chǎn)量和總呼吸量均趨于穩(wěn)定，且相對值接近。說明群落在輸入和輸出上趨于平衡狀態(tài)。生產(chǎn)過程和消費、分解過程處于平衡中，使群落的收支呈現(xiàn)平衡。嘗試概括處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的特征？思考群落總生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖群落總生產(chǎn)量（光合作用）群落總呼吸量早期階段演替進程（時間）成熟階段相對值O（1）結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對穩(wěn)定。（2）功能平衡：生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。（3）收支平衡：生產(chǎn)者在一定時間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。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)的平衡。動態(tài)的平衡這種動態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的呢？2.生態(tài)平衡的特征——負(fù)反饋調(diào)節(jié)草兔狼實例1：兔子數(shù)量增加狼增加草減少，兔的生存空間和資源減少兔子數(shù)量減少草增加，兔的生存空間和資源增加狼減少說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內(nèi)部能夠進行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制實例2：森林植被大量生長林下光照減少，樹苗生長受限，枯枝落葉增加增加發(fā)生自然火災(zāi)的可能性光照充足土壤養(yǎng)料增多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長植被逐漸恢復(fù)說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無機環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡?！?fù)反饋調(diào)節(jié)3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)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模型圖：原方向發(fā)生偏離負(fù)反饋調(diào)節(jié)回到原來方向恢復(fù)穩(wěn)態(tài)（”改邪歸正“）③意義：負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制有一個湖泊受到了嚴(yán)重污染，魚類的數(shù)量就會因死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會進一步加重污染，引起更多的魚類死亡，活魚就更少了。湖泊受到了污染魚類等生物死亡死魚等生物腐爛++——正反饋調(diào)節(jié)實例3①模型圖：原方向發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)更加偏離破壞穩(wěn)態(tài)（“錯上加錯”）②結(jié)果：常使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡穩(wěn)態(tài)【補充】正反饋調(diào)節(jié)√正是由于生態(tài)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。但不同的生態(tài)系統(tǒng)，自我調(diào)節(jié)能力不同，影響因素是什么呢？鷹食蟲鳥食蟲昆蟲食植昆蟲植物蛇蛙鼠上述兩食物網(wǎng)中，哪個食物網(wǎng)所在的生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定？為什么？營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜→反饋調(diào)節(jié)路徑越多→自我調(diào)節(jié)能力越強→生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾的能力越強，越容易維持平衡和穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力表現(xiàn)在“維持”和“恢復(fù)”兩個方面。1.概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與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.原因：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的外來影響不超限度，稱為外來影響超過限度，稱為“干擾”“破壞”二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性3.類型：抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別概念生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的能力。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。核心影響因素抵抗干擾，保持原狀受到破壞，恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)中組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性越高生態(tài)系統(tǒng)中組分越少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，恢復(fù)力穩(wěn)定性越高三、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)雜程度兩者之間的關(guān)系：一般為負(fù)相關(guān)恢復(fù)力穩(wěn)定性特例：環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)（北極凍原、荒漠等），往往恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！三、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(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。河流受到輕微的污染時，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！生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的森林遭遇持續(xù)的干旱氣候時，樹木往往擴展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。一場火過后，森林中的種群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中無機養(yǎng)料增多，許多種子萌發(fā)后，迅速長成新植株。抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性判斷下面所代表的是那種穩(wěn)定性？草原遭受蝗蟲的采食后，草原植物就會增強其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。草原大火過后，“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”。抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性判斷下面所代表的是那種穩(wěn)定性？生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型（變式曲線）生態(tài)系統(tǒng)功能的正常作用范圍y代表一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小。x代表恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時間。生態(tài)系統(tǒng)功能干擾正常作用范圍TSyx時間圖中兩條虛線之間的部分表示___________________________；生態(tài)系統(tǒng)功能的正常作用范圍y：表示_______穩(wěn)定性（y越大抵抗力穩(wěn)定性越___；反之越強）抵抗力弱x：表示______穩(wěn)定性（x越大恢復(fù)力穩(wěn)定性越___；反之越強）恢復(fù)力弱TS：表示____穩(wěn)定性（TS面積越大，即X和Y越大，生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越_____；反之越強）總?cè)踉趥€體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的情況？人體在遇到病原體入侵時，免疫系統(tǒng)會抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似；人體也有恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的機制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復(fù)到正常水平，這與恢復(fù)力穩(wěn)定性相似。想一想，研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩方面存在的差別，對自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護有什么意義？在保護自然生態(tài)系統(tǒng)時：要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的差異，合理確定保護對策，如采取封育措施，補充相應(yīng)的物質(zhì)、能量，修補生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增強生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力。在利用自然生態(tài)系統(tǒng)時：要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的差異，合理控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，干擾不能超過生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的范圍；思考（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需。糧油蔬果肉蛋奶木材維持生態(tài)平衡，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于自然或人工生態(tài)系統(tǒng)是十分必要的。1.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義：四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義：四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。生態(tài)小區(qū)生態(tài)公園生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)濕地①控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。封山育林禁牧合理放牧2.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施：四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產(chǎn)出。②對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。2.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施：防風(fēng)固沙四、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性建造防護林防風(fēng)阻沙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單一，需要不斷護田護草1.目的要求：設(shè)計一個生態(tài)缸，觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.基本原理：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)的基本成分進行組織，構(gòu)建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。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)級之間的合適比例。五、設(shè)計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性設(shè)計要求目的生態(tài)缸必須是__________的防止外界生物或非生物因素的干擾投放的生物須具有很強的生活力，且種類齊全（具有生產(chǎn)者、消費者和分解者）使生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)能夠進行_____________和___________，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定生態(tài)缸的材料必須________為光合作用提供光能，保持生態(tài)缸內(nèi)溫度，便于觀察生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)適宜，要留出一定的_______便于操作，且使缸內(nèi)儲備一定量的空氣生態(tài)缸的采光應(yīng)使用較強的______光防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡選擇動物不宜過多防止_______的產(chǎn)生量小于消耗量封閉物質(zhì)循環(huán)能量流動透明空間散射氧氣3.設(shè)計和制作生態(tài)缸的要求4．結(jié)果分析（1）生態(tài)缸中的生物只能存活一段時間。雖然生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)成分齊全，但其結(jié)構(gòu)比較簡單，自我調(diào)節(jié)能力差。（2）不同的生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時間有長有短。觀察指標(biāo)？生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時間如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡，說明此時該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞，記錄下發(fā)現(xiàn)的時間?！揪W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】抵抗力穩(wěn)定恢復(fù)力穩(wěn)定提高穩(wěn)定性的措施負(fù)反饋調(diào)節(jié)機制特征具有維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性自我調(diào)節(jié)能力生態(tài)平衡食物網(wǎng)食物鏈生產(chǎn)者消費者分解者非生物的物質(zhì)和能量抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性決定渠道過程特點生態(tài)金字塔生物富集功能結(jié)構(gòu)特征措施營養(yǎng)結(jié)構(gòu)組成部分生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)邊界和范圍生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞種類作用特點應(yīng)用通過捕食關(guān)系形成包括包括提高自我調(diào)節(jié)（負(fù)反饋調(diào)節(jié)）相對穩(wěn)定的狀態(tài)調(diào)節(jié)動力載體組成維持練習(xí)與應(yīng)用一、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。

（）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√√D3.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練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用請基于對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的認(rèn)識，回答以下問題。1.當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿髦刑悦紫床?，洗澡洗衣，為什么河水仍能保持清澈？提示：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。二、拓展應(yīng)用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(jì)90年代采取的措施沒有明顯效果，可的原因是什么？提示：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(yán)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。二、拓展應(yīng)用3.可以采取什么措施來改善該地河流水質(zhì)？提示：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(yán)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。植樹造林、“無廢棄物農(nóng)業(yè)”、污水凈化是建設(shè)美麗中國的重要措施?；卮鹣铝杏嘘P(guān)生態(tài)工程的問題：（1）在植樹造林時，一般認(rèn)為，全部