3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 課件高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

第3章第5節(jié)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毒麥互花米草飛機(jī)草鳳眼蓮石矛蔗扁蛾濕地松粉蚧強(qiáng)大小蠹美國(guó)白蛾非洲大蝸牛福壽螺牛蛙中國(guó)第一批外來(lái)入侵物種名單（16種）問(wèn)題探討討論：紫莖澤蘭原產(chǎn)于中美洲。傳入我國(guó)后，先是在云南瘋長(zhǎng)蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害。為什么紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒(méi)有大肆繁殖，在入侵地可以瘋長(zhǎng)蔓延？紫莖澤蘭的繁殖和適應(yīng)能力很強(qiáng)，在入侵地沒(méi)有天敵等因素的制約。植物199820032006200920112012科數(shù)363327181716種數(shù)989084473835紫莖澤蘭對(duì)云南松林生物多樣性的影響，劉選富、張亞奇，四川林勘設(shè)計(jì)，2016年第2期紫莖澤蘭入侵后，當(dāng)?shù)刂参锓N類有何變化？推測(cè)動(dòng)物種類會(huì)發(fā)生什么變化？生物多樣性呢？據(jù)表分析，隨入侵年限的增加，植物的種類逐年減少。由此推測(cè)，有些動(dòng)物可能隨后消失，生物多樣性下降。資料：四川省普格縣，云南松林，1998—2012年問(wèn)題探討討論：植物199820032006200920112012科數(shù)363327181716種數(shù)989084473835資料：四川省普格縣，云南松林，1998—2012年當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生變化嗎？為什么？物種數(shù)量減少，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)變簡(jiǎn)單，物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)等生態(tài)系統(tǒng)的功能受到嚴(yán)重影響。問(wèn)題探討討論：生態(tài)系統(tǒng)的

和

處于__________的狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。組成成分營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞結(jié)構(gòu)功能（食物鏈和食物網(wǎng)）1.生態(tài)平衡的概念：結(jié)構(gòu)功能一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性相對(duì)穩(wěn)定（1）結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。2.生態(tài)平衡的特征：一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性呼倫貝爾的草原大興安嶺的森林千百年年來(lái)，大興安嶺森林一直郁郁蔥蔥、遮天蔽日，而呼倫貝爾草原始終是天蒼蒼、野茫茫（2）功能平衡：

的生態(tài)過(guò)程正常進(jìn)行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。（1）結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。生產(chǎn)—消費(fèi)—分解一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.生態(tài)平衡的特征：群落總生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖思考：在成熟階段，群落總初級(jí)生產(chǎn)量和群落總呼吸量呈現(xiàn)怎樣的趨勢(shì)？這說(shuō)明了什么？（2）功能平衡：（1）結(jié)構(gòu)平衡：（3）收支平衡：動(dòng)態(tài)平衡這種動(dòng)態(tài)平衡是通過(guò)什么調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的呢？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.生態(tài)平衡的特征：

總生產(chǎn)量和總呼吸量均趨于穩(wěn)定，且相對(duì)值接近。說(shuō)明群落在輸入和輸出上趨于平衡狀態(tài)，即生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為收支平衡。

由此可見(jiàn)，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動(dòng)態(tài)平衡。

——負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)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3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

說(shuō)明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內(nèi)部能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。思考?討論異種生物種群之間的數(shù)量調(diào)控實(shí)例2:森林植被大量生長(zhǎng)林下光照減少，樹(shù)苗生長(zhǎng)受限，枯枝落葉增加自然火災(zāi)可能性上升光照充足土壤養(yǎng)料增多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長(zhǎng)植被逐漸恢復(fù)

——負(fù)反饋調(diào)節(jié)3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

說(shuō)明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與非生物環(huán)境能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。思考?討論生物與環(huán)境之間的相互調(diào)控（1）概念：

在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過(guò)來(lái)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。

——負(fù)反饋調(diào)節(jié)3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（2）負(fù)反饋調(diào)節(jié)意義:是生態(tài)系統(tǒng)具備

的基礎(chǔ)。自我調(diào)節(jié)能力普遍存在原方向發(fā)生偏離負(fù)反饋調(diào)節(jié)回到原來(lái)方向“改邪歸正”補(bǔ)充：正反饋調(diào)節(jié)的過(guò)程（水華）實(shí)例：魚(yú)等生物死亡尸體腐爛湖泊污染（+）（+）（+）3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性原方向發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)更加偏離破壞穩(wěn)態(tài)（錯(cuò)上加錯(cuò)）結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)1.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念：生態(tài)系統(tǒng)

或

自身結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。2.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)機(jī)制：自我調(diào)節(jié)能力是有限的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性原因基礎(chǔ)抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性維持恢復(fù)自我調(diào)節(jié)能力負(fù)反饋調(diào)節(jié)一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性掠奪式開(kāi)發(fā)后的黃土高原資料1：當(dāng)草原遭受蝗蟲(chóng)的采食后，草原植物會(huì)增強(qiáng)其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。當(dāng)森林遭遇持續(xù)的干早氣候時(shí)，樹(shù)木往往擴(kuò)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)正常的功能。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？生態(tài)系統(tǒng)本身對(duì)外界干擾具有一定的抵抗力資料2：生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，可以恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。如前述的森林局部火災(zāi)后，森林仍能逐步恢復(fù)原狀。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)原狀的能力抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性1.抵抗力穩(wěn)定性：

生態(tài)系統(tǒng)

并使自身的結(jié)構(gòu)與功能

的能力。抵抗干擾，維持原狀干擾抵抗外界干擾保持原狀(不受損害)二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性蝗蟲(chóng)采食下，草原植物再生能力增強(qiáng)干旱時(shí)樹(shù)木擴(kuò)展根系的分布空間遭到破壞，恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)在

后

的能力。干擾2.恢復(fù)力穩(wěn)定性：受到外界干擾因素的破壞恢復(fù)到原狀二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性大興安嶺1987火災(zāi)俯瞰圖若干年后，大興安嶺的植被大興安嶺1987火災(zāi)討論：比較森林生態(tài)系統(tǒng)和三江源地區(qū)的草原生態(tài)系統(tǒng)在兩種穩(wěn)定性表現(xiàn)上的差別，簡(jiǎn)要表述理由。

一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性就越高。反之，生態(tài)系統(tǒng)的組分越少，食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單，其自我調(diào)節(jié)能力就越弱，恢復(fù)力穩(wěn)定性較高。注意:環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)(北極凍原、荒漠)，往往恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！

北極凍原生態(tài)系統(tǒng)，動(dòng)植物種類稀少，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來(lái)維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。3.穩(wěn)定性特點(diǎn)：二、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(shí)間是不一樣的如果河流與土壤被有毒物質(zhì)輕微污染，通過(guò)自身的凈化作用，可以很快恢復(fù)到接近原來(lái)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)，這些河流或土壤的恢復(fù)力穩(wěn)定性就被破壞了。熱帶雨林在遭到嚴(yán)重砍伐，草原經(jīng)過(guò)極度放牧后，它們恢復(fù)原狀的時(shí)間漫長(zhǎng)，難度極大!3.穩(wěn)定性特點(diǎn)：二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實(shí)質(zhì)_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定核心影響因素模型保持恢復(fù)抵抗干擾，保持原狀受到破壞，恢復(fù)原狀生物種類越多、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜→自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)→抵抗力穩(wěn)定性越高生物種類越少、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單→自我調(diào)節(jié)能力越弱→恢復(fù)力穩(wěn)定性越高穩(wěn)定性營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性

注意:對(duì)于環(huán)境條件極其惡劣的生態(tài)系統(tǒng)，如北極苔原生態(tài)系統(tǒng)，其抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低！二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性4.兩種穩(wěn)定性比較：模型建構(gòu):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(shuō)明這個(gè)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(gè)外來(lái)干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)；③x

表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時(shí)間。

x

值大，說(shuō)明恢復(fù)力穩(wěn)定性弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)；1.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義：（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施：（1）控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，在不超過(guò)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)。合理放牧封山育林適量捕撈三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施：（2）對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)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)。農(nóng)田施肥防護(hù)林防風(fēng)阻沙三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性探究.實(shí)踐1.目的要求：設(shè)計(jì)一個(gè)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(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的合適比例。應(yīng)該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。四、制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性制作生態(tài)缸框架用玻璃板和粘膠制作生態(tài)缸的框架鋪土注水放入動(dòng)、植物密封生態(tài)缸移置生態(tài)缸觀察記錄沙土在下，含腐殖質(zhì)較多的土在上依據(jù)生物生活習(xí)性合理放置每周定時(shí)觀察生態(tài)缸中生物的存活和水質(zhì)變化情況將生態(tài)缸放置在光線良好的散射光下，避免陽(yáng)光直射。放幾塊有孔的假山石，作為小動(dòng)物棲息場(chǎng)所，倒水實(shí)驗(yàn)步驟制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性探究.實(shí)踐四、制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求相關(guān)分析生態(tài)缸一般是

的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強(qiáng)的

，成分

生態(tài)缸的材料必須

生態(tài)缸宜

不宜

，缸中的水量應(yīng)

，要留出一定的______生態(tài)缸的采光用較強(qiáng)的

光封閉生活力透明小大適宜空間散射齊全防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)缸中能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在一定時(shí)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；缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣防止水溫過(guò)高導(dǎo)致水生植物死亡制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性探究.實(shí)踐四、制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性討論：1.設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的生態(tài)系統(tǒng)各組成成分有哪些？非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者

生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三者之間應(yīng)保持適宜比例，以維持生態(tài)

系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定。2.生態(tài)缸經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后才能達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)？

一般等到缸內(nèi)務(wù)生物相互適應(yīng)及依存后，生態(tài)缸才能達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)，大多在1個(gè)星期以后。3.達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，生態(tài)缸內(nèi)的生物的種類和數(shù)量有無(wú)變化？如有，是怎樣變化的？有。浮游生物種類和數(shù)量少,水中溶解氧逐漸減少,以浮游生物為食的小型動(dòng)物先死亡。4.在生態(tài)缸中，最后留下來(lái)的生物在這個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)中分別起什么作用？通過(guò)光合作用，將太陽(yáng)能固定在它們所制造的有機(jī)物中，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。生產(chǎn)者：消費(fèi)者：將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。分解者：將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無(wú)機(jī)物。【例】某生物興趣小組的同學(xué)用河水、池泥、水藻、植食性小魚(yú)、廣口瓶、凡士林等材料制作了如圖所示的3個(gè)生態(tài)瓶。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(