3.1 生态系统具有维持动态平衡的能力-2023-2024学年上海地区高二生物同步备课高效课件（沪科2020选择性必修2）

第1节 生态系统具有维持动态平衡的能力 选修2 生物与环境 第3章 生态系统的相对稳定性 本节重点 1、生态系统为什么能处于相对稳定状态？ 2、不同生态系统保持或恢复相对稳定状态的能力大小？ 观看《生态系统》视频 本视频包括相关内容的复习和部分新知识 在草原和森林生态系统中，生物与环境相互作用， 因此，生态系统的这种相对稳定状态是一种动态平衡。 各个成分之间不断进行着能量流动、物质循环和信息传递， 最后逐渐达到成熟稳定的状态，包括结构上的稳定、功能上的完善、能量输入和输出的稳定。 由于能量流动、物质循环和信息传递总是在不间断地进行， 生态系统一般都处于不断的变化之中。 生态系统是怎样维持这种动态平衡的？ 如果在雨后踏上草地，你会发现随着脚的下陷，原本看不见的水冒了出来。 草地、森林的土壤能保留一部分水分，起到蓄水功能。 当干旱来临时，就可以缓解缺水对生态系统的影响。 同时，草原植物普遍存在抗旱的形态和生理特征， 许多禾本科植物能通过提高根系的生长量保持较高的吸水能力。 草原植物的发达根系 一些牧草还能延长其生长期以缓解干旱的影响，维持生态系统的动态平衡。 与之类似，森林中的植物能扩大根系吸收水分，通过落叶减少水分散失， 降低干旱对森林生态系统的影响。 这些现象是物种通过自身调节来维持生态系统的相对稳定状态。 生态系统中共同生活的物种之间还存在竞争、捕食、共生等种间关系， 当生态系统中某个种群发生变化时，生态系统又是如何维持相对稳定状态的？ 以植物、雪兔、猞猁三者的捕食关系为例， 雪兔以植物的嫩枝为食，猞猁是雪兔的捕食者， 科学家经过研究，建立了一个关于猞猁、雪兔和植物之间的种群数量10年周期波动的模型， 当雪兔种群数量增大时，植物和猞猁的种群数量有何变化？ 这种变化对雪兔种群数量又有何影响？ 当雪兔种群的数量增加后， 同时由于雪兔种群的数量增加， 这也是生态系统自我调节的过程。 对植物的啃食量增加，植物随之减少。 捕食者猞猁也随之增加。 食物的减少和捕食者的增加， 这些变化最终反过来又限制雪兔种群的数量增加. 从上述事例分析可知，生态系统面对干扰时能通过一系列自我调节的过程， 降低干扰对其的影响，维持或恢复其相对稳定的状态。 这种调节机制就是负反馈调节，它在生态系统中普遍存在。 如果生态系统中物种丰富度越高，种群间关系越为复杂， 物种间能量流动和信息传递的通路越丰富，自我调节的通道也就越多样， 该生态系统的自我调节能力越强、越容易维持其稳定状态。 生态系统在受到影响后能够保持和恢复相对稳定状态的能力称为生态系统的稳定性。 以森林生态系统为例，当森林受到轻度火烧时， 因其包含具有厚木栓层和含水率较高的抗燃树种而有较强的抗火力。 体内含水量达到42%， 木荷树 有很强的阻燃效果，可形成防火带。 生态系统在受到影响后能够保持和恢复相对稳定状态的能力称为生态系统的稳定性。 以森林生态系统为例，当森林受到轻度火烧时， 因其包含具有厚木栓层和含水率较高的抗燃树种而有较强的抗火力。 从而消除火烧带来的影响。 当湿地受到氮、磷等轻度水质污染时, 其水生植物如石菖蒲、香蒲等的根能有效吸收污染物， 从而降低污染物对湿地生态系统的影响。 同时，轻度火烧还能促进营养物质的循环和树木的再生， 再如，湿地也是物种丰富的生态系统之一， 并通过自身代谢分解或将其转化为自身组成成分， 生态系统具有的这种抵抗影响、保持自身的结构与功能相对稳定的能力，称为抵抗力稳定性。 森林生态系统的物种组成丰富、营养结构复杂，自我调节的通道多样； 而草原生态系统因物种组成没有森林生态系统那样丰富，物种间的关系也没有森林生态系统那样复杂， 因此当受到程度较轻的外界影响时， 森林生态系统较易维持原有动态平衡的状态，抵抗力稳定性相对较高， 而草原生态系统的抵抗力稳定性相对较弱。 生态系统受到一定程度的破坏后 经过一段时间可以恢复相对稳定状态的能力叫做恢复力稳定性。 “野火烧不尽，春风吹又生”展现了火烧过后， 原生态系统在第二年又重新恢复相对稳定状态。 但由于森林生态系统的结构远比草原生态系统的结构复杂， 因此，遭受破坏的森林生态系统要恢复到原有的物种丰富程度及平衡状态所需的时间更长，也更困难。 此外，生态系统的恢复力随着干扰程度的加剧而降低， 生态系统恢复到原状所花的时间也就会变得更长。 本堂小结 1、生态系统为什么能处于相对稳定状态？ 生态系统面对干扰时能通过一系列自我调节的过程降低干扰对其的影响， 这种调节机制是负反馈调节，在生态系统中普遍存在。 维持或恢复其相对稳定的状态。 本堂小结 2、不同生态系统保持或恢复相对稳定状态的能力大小？ 草原生态系统的恢复力稳定性强于森林生态系统 森林生态系统的抵抗力稳定性强于草原生态系统 即抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关。 Lavf58