内容正文:
生态缸
第5节 生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
2
【学习目标】
1.结合模型构建,解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力,培养科学思维。
2.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等,强化社会责任。
3.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时,能够通过自我调节维持稳定,建立生命系统的稳态和平衡观。
4.尝试设计并制作生态缸并观察其稳定性,培养科学探究能力。
学习重点:
1.分析生态系统中的反馈调节过程,阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
学习难点:
1.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
2.设计提高生态系统稳定性的方案。
【学习重难点】
问题探讨
紫茎泽兰入侵我国后,先是在云南疯长蔓延,现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份,对当地林木、牧草和农作物造成严重危害,在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。
紫茎泽兰
泽兰实蝇
思考
1.紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,为什么在入侵地可疯长蔓延?
紫茎泽兰的繁殖和适应能力很强,在入侵地没有天敌等因素的制约。
2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌—泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物,对这种方法,你怎么看?
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长,但是泽兰实蝇是一种外来物种,也有可能引起生态入侵。
像紫茎泽兰这样的入侵种,由于它的繁殖、适应的能力很强,而且没有天敌等制约因素,因此一旦蔓延,就会严重干扰入侵地的生态系统。
但是千百年来,虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰,但只要这种干扰没有超过限度,生态系统就能够通过自我调节得以恢复,从而维持相对稳定的结构和功能。
紫茎泽兰
生态平衡:生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。如大兴安岭的森林和呼伦贝尔的草原,都是处于生态平衡的系统。
大兴安岭的森林
呼伦贝尔的草原
生态系统各组分保持相对稳定。
生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新。
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量,处于比较稳定的状态。
生态平衡的特征
结构平衡:
功能平衡:
收支平衡:
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡的特征
生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态的平衡。
材料1:在一片草地上,如果兔大量增加,草就会被大量啃食,于是兔之间对食物等资源的竟争就会加剧,导致兔的生存空间和资源减少;同时,捕食者狼因食物(兔)丰富而数量增多它们会捕食更多的兔。这样经过一段时间后兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
合作探究
小组合作,尝试用文字、线框、箭头等符号,简要描绘上述材料中的负反馈调节过程。
兔增加
狼增加
兔减少
草减少,兔的生存空间和资源减少
草增加,兔的生存空间和资源增加
狼减少
2.生态平衡的调节机制
材料2: 在森林中,随着植被的大量生长,森林逐渐变得郁闭,林间阳光减少,制约了林下树苗的成长还导致枯枝落叶的积累,加了发生自然火灾的可能性。不久,一场森林火灾发生了,灾后由于光照更加充足,土壤的无机养料多,于是许多种子萌发,幼苗迅速成长,森林面貌逐渐恢复。
局部火灾后森林的恢复
植物大量生长
光照更加充足,土壤无机养料增多
火灾
森林逐渐郁闭,林间阳光减少,枯枝落叶积累
合作探究
小组合作,尝试用文字、线框、箭头等符号,简要描绘材料中负反馈调节过程。
种子萌发,幼苗生长迅速
总结
动态平衡的调节机制--负反馈调节
负反馈:在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作效果减弱或受到限制,它可使系统保持稳定。
负反馈调节模型:
原方向
发生偏离
回到原方向
负反馈调节
负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础。正是由于生态系统具有自我调节能力,生态系统才能维持相对稳定。
正反馈调节
拓展
正反馈:使生态系统常常远离稳态,对生态系统有极大破坏作用。
正反馈调节模型:
原方向
发生偏离
更加偏离
正反馈调节
实例:一个湖泊受到了严重污染,鱼类的数量就会因死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又会进一步加重污染,引起更多的鱼类死亡。
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
鱼类等尸体腐烂
加重污染
更多鱼类等死亡
+
合作探究
小组合作,利用本章第1节图3-4(第52页),以图中的蛙、蛇或其他动物为例,尝试描绘该种动物数量增长或减少时,生态系统可能发生的变化,并讨论反馈调节是否发挥了作用。
捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加
蛙增加
鹰增加
昆虫和蜘蛛增加
蛙减少
蛇减少
昆虫和蜘蛛减少
捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少
鹰减少
蛇增加
生态系统的稳定性:生态系统维持