3.5生态系统的稳定性 课件 2024—2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 3.5 生态系统的稳定性 本课内容 1. 生态平衡 & 稳定性 2. 抵抗力稳定性 vs. 恢复力稳定性 3. 如何提高生态系统的稳定性 入侵物种（课本P73） 紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，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。 入侵物种应该具有哪些特征？ 入侵物种（课本P73） 紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，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。 入侵物种： 繁殖、适应的能力很强，没有天敌等制约因素； 入侵后迅速蔓延，严重干扰当地的生态系统； 破坏生态平衡！破坏当地生态系统的稳定性！ 生态平衡 生态平衡，指生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态。 要有结构平衡 + 功能平衡 组成成分 营养结构： 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 能量流动 物质循环 信息传递 结构平衡 功能平衡 食物链和食物网 平衡的生态系统，应该具有收支平衡 群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图 左边演替的过程中， 何时达到有机物的收支平衡？ 平衡的生态系统，应该具有收支平衡 群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图 左边演替的过程中， 何时达到有机物的收支平衡？ 达到相对稳定阶段后； 不能说演替停止后！ 平衡的生态系统，应该具有收支平衡 赛达柏格湖是否处于生态平衡？为什么？ 平衡的生态系统，应该具有收支平衡 赛达柏格湖是否处于生态平衡？为什么？ 这一年有机物的产生量远大于消耗，所以有机物收支不平衡，应该正在快速演化 生态平衡的三个特征（课本P73+74） (1)结构平衡: (2)功能平衡: (3)收支平衡: 生态系统的各组分保持相对稳定。 生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总之循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。 如，在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。 生态平衡的调节 草增加 兔的生存空间和资源增加 草减少 兔的生存空间和资源减少 兔增加 兔减少 狼减少 狼增加 生态平衡的调节 森林植被大量生长 林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加 自然火灾 光照充足 土壤养料增多 种子萌发，幼苗迅速成长 森林植被逐渐恢复 生态平衡的调节机制——负反馈（课本P74黑体字） 负反馈调节，是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。 负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。 稳定性（P74） 稳定性，是指生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。 抵抗力稳定性 ≈ 自我调节能力 恢复力稳定性 区分抵抗力稳定性与恢复力稳定性： “一直撑着就是抵抗力稳定性！ 被打倒了再爬起来就是恢复力稳定性！” 试一试：人工湿地净化污水；矿山恢复；草原失火…… 抵抗力稳定性 vs. 恢复力稳定性 比较热带雨林和温带草原稳定性上的差别，简要表述理由。 抵抗力稳定性 vs. 恢复力稳定性 讨论北极冻原/苔原和农田生态系统的稳定性。 金句赏析！（课本P75） 生态系统中的组分越多，食物网越复杂， 其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。 自我调节能力的限度 生态系统的自我调节能力是有限的。 干扰/破坏过度时，稳定性急剧下降，生态平衡严重破坏，很难恢复！ 例如（课本P76）： 1. 河流与土壤被污染超过自身的净化作用的能力； 2. 热带雨林被严重砍伐； 3. 草原经过极度放牧； 恢复非常难！时间非常长！ 课本P77拓展应用 某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代, 当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。 1.当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣, 为什么河水仍能保持清澈？ 2.大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么？ 课本P77拓展应用 某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代, 当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。 1.当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣, 为什么河水仍能保持清澈？ 2.大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么？ 河水的净化能力/自我调节能力 生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭到严重破坏。 可能采取的措施强度不足/生态系统恢复力稳定性受到严重破坏，难以自行恢复……（开放性问题） 下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。请根据图回答： （1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？ （2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？ （3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？ （4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？ 课本P80非选择题 下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。请根据图回答： （1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？（有机物被细菌分解） （2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？（分解释放无机盐） （3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？（大气中氧气溶解、藻类光合作用） （4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？（溶氧过低，进一步导致生物死亡，遗体分解进一步耗氧->正反馈，严重破坏，难以恢复） 课本P80非选择题 如何提高东北黑土地农田的稳定性？（课本P76） 在高强度的耕种下，黑土地变薄、农药残留积累、风蚀严重，处于生态失衡状态。怎么办？ 如何提高东北黑土地农田的稳定性？（课本P76） 在高强度的耕种下，黑土地变薄、农药残留积累、风蚀严重，处于生态失衡状态。怎么办？ 1. 控制干扰强度，合理适度利用 封育、休耕、轮作…… 2. 给予物质、能量投入 使用有机肥 3. 人工建造“生态屏障” 三北防护林 如何设计可以提高生态系统的稳定性？ 生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。 如何设计一个能稳定运行的生态缸？ TIPs：可以参考课本P99-101生态工程的四大基本原理。 课本P77拓展应用 某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代, 当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。 3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？ x. 如果构建沿河生态公园，你有什么建议？ 课本P77拓展应用 某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代, 当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。 3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？ x. 如果构建沿河生态公园，你有什么建议？ 1. 控制干扰强度，合理适度利用 进一步严查违法排污/引入干净水源，增大水流量从而带走污染物…… 2. 给予物质、能量投入 本条不适用于该案例 3. 人工建造“生态屏障” 建立净水湿地，让水流经湿地被净化后再流入河中/建立沿河生态公园…… 4. 增加组成成分，提高食物网复杂程度 人工种植水草、投入适当的藻类、鱼虾等，重建河水中的生态系统 2023天津卷 13. 为了保护某种候鸟，科学家建立了生态保护区，其中食物网结构如下： （1）为了保证资源充分利用，应尽量保证生态系统内生物的_____不同。 （2）肉食性鱼类不是候鸟的捕食对象，引入它的意义是：_____。 （3）肉食性鱼类位于第_____营养级。若投放过早，可能会造成低营养级生物_____，所以应较晚投放。 （4）经过合理规划布施，该生态系统加快了_____。 试一试 表中为用遥感技术测得的某红树林保护区内的主要植物类型及其所占面积比例，以及相应树种的生长速度、树种类型。为提高红树林生态系统的稳定性，请你为今后红树林的扩大种植工程提出一项合理的建议： 。 1. 控制干扰强度，合理适度利用 2. 给予物质、能量投入 3. 人工建造“生态屏障” 4. 增加组成成分，提高食物网复杂程度（最好的思路） 在红树林下种植较低矮的适应该环境的本地植物 $$