3.5 生态系统的稳定性(1课时）课件 2024—2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

3-5生态系统的稳定性 生态系统及其稳定性 人教版选择性必修2 教学目标： 1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 2.通过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。 3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 4.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。 5.设计并制作生态缸，观察其稳定性。 1. 什么是生态平衡? 2. 生态系统如何自我调节? 3. 怎样理解生态系统的稳定性? 4. 怎样提高生态系统的稳定性? 本节聚焦： 课前聚焦 问题探讨 1. 为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延? 适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素 2. 当地生态系统的结构和功能会发生变化吗? 物种数量减少，营养结构变简单，物质循环能量流动等生态系统的功能受到严重影响。 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，破坏生态平衡。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 1.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，就是生态平衡 非生物的物质和能量 分解者 生产者 消费者 生态系统的结构 组成成分 营养结构 食物链 食物网 生态系统的功能 物质循环 能量流动 信息传递 载体 动力 2.特点： ① 结构平衡: 生态系统各组分保持相对稳定。 ② 功能平衡: 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。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 2.特点： ① 结构平衡: 生态系统各组分保持相对稳定。 ② 功能平衡: 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。 ③ 收支平衡: 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。(物质和能量的输入与输出达到平衡） 群落总生产量和总呼吸量趋于稳定，且相对接近。 群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。 生态平衡是一种动态平衡，这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？ 一、生态平衡与生态系统的稳定性 3.调节机制： 负反馈 ① 实例一: 生物群落内部的数量调控 兔增加 狼增加 草减少，兔的生存空间和资源减少 兔减少 草增加，兔的生存空间和资源增加 狼减少 发生偏离 说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡 一、生态平衡与生态系统的稳定性 3.调节机制： 负反馈 ②实例二: 生物与环境之间的相互调控 植物大量生长 林下枝叶积累 火灾 无机土壤养料增加 阳光充足 种子萌发、幼苗生长迅速 植被逐渐恢复 发生偏离 说明生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡 一、生态平衡与生态系统的稳定性 3.调节机制： 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。 生态系统中普遍存在负反馈调节，它是生态系统具有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。 负反馈： 意义： 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。 人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统具有稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 4. 生态系统的稳定性 1.概念： 生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 2.原因： 。 生态系统具有一定的自我调节能力 ①生态系统的自我调节能力的基础是___________； 负反馈调节 ②生态系统的自我调节能力是_____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，生态平衡遭破坏。 有限 3.类型： 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 掠夺式开发后的黄土高原 一、生态平衡与生态系统的稳定性 4. 资料分析 资料：乾隆下江南时，到了苏州。看到水乡人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。 生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染。 讨论1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水为何仍能保持清澈？ 一、生态平衡与生态系统的稳定性 4. 资料分析 资料：可是，他发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。 讨论2.虎丘外围的河流在染坊废水污染下，还能保持稳定吗？这说明了什么问题？ 自我调节能力有限 不能 讨论3.染坊停止排污后，虎丘恢复了绿水青山，这说明了什么？ 生态系统的稳定性类型：表现在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。 恢复力稳定性 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1.概念： ➪ 抵抗力稳定性 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。 2.特征( 抵抗力稳定性高 ) ①生物种类 —— 多 ②营养结构—— 复杂 强 ③自我调节能力—— ④抵抗力稳定性—— 高 发达根系抗干旱 蝗虫采食下， 草原植物再生能力增强 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1.概念： ➪ 恢复力稳定性 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 2.特征( 恢复力稳定性强 ) ①生物种类 —— 稀少 ②营养结构—— 简单 弱 ③自我调节能力—— ④抵抗力稳定性—— ? 大兴安岭1987火灾俯瞰图 若干年后，大兴安岭植被 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➪ 特点 思考1：当遭遇干旱或虫害时自然林与人工林谁抵抗力强？火灾后，谁更容易恢复原貌？ 低 低 高 ① 二者关系往往相反，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 抵抗力 稳定性 恢复力 稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 抵抗力稳定性较 . 高 恢复力稳定性较 . 抵抗力稳定性较 . 恢复力稳定性较 . 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➪ 特点 ① 二者关系往往相反，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 思考2：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？ 不一定，比如北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。 注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➪ 特点 ② 生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的 河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。 如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大。 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➪ 二者关系比较 思考：当遭遇干旱或虫害时自然林与人工林谁抵抗力强？火灾后，谁更容易恢复原貌？ 低 抵抗力稳定性较 高 抵抗力稳定性较 低 恢复力稳定性较 高 恢复力稳定性较 二者关系往往相反，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低 思考：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？ 不一定，比如北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。 注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➪ 抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性之间的关系 生态系统的功能 时间 TS y x 干扰 正常作用范围 ① y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。 (y越大 稳定性越 ；反之越强)  ② x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。 (x越大 稳定性越 ；反之越强)  ③TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____） 抵抗力 低 抵抗力 恢复力 低 恢复力 低 总 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 概念 生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力 生态系统在受到外界干扰因素的_____ 后 的能力 实质 核心 特点 生态系统中的组分越多，食物网越 ，其自我调节能力就 ，抵抗力稳定性就越高 生态系统的物种丰富度越小，营养结构越 ，恢复力稳定性越 。 联系 抵抗干扰，维持原状 遭到破坏，恢复原状 抵抗 保持原状 破坏 恢复到原状 保持自身结构功能的相对稳定 恢复自身结构功能的相对稳定 复杂 越强 简单 强 一般呈相反关系，抵抗力稳定性越强的生态系统，恢复力稳定性越差，反之亦然； 二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，相互作用，共同维持生态系统的稳定性； 环境恶劣地带的生态系统（北极冻原、荒漠)，恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱。 三、提高生态系统的稳定性 1. 可以持续不断地满足人类生活所需； 2. 能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 1. 提高生态系统的稳定性的意义 提供肉蛋奶 提供木材 提供稳定的生产环境 三、提高生态系统的稳定性 1. 控制对生态系统的干扰强度；在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度利用生态系统； 2. 对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 合理放牧 适量捕捞 农田施肥 防护林防风阻沙 2. 提高生态系统的稳定性的措施 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 1. 目的要求： 2. 基本原理： 设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 ①在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，建构一个人工微生态系统是可能的。 ③应当注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。 ② 要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 铺土 注水 制作生态缸框架 用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架 放入动、植物 密封生态缸 移置生态缸 观察记录 沙土在下，含腐殖质较多的土在上 依据生物生活习性合理放置 每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况 将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射。 放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水 3.实验步骤： 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 设计要求 相关分析 生态缸一般是 的 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 ， 生态缸的材料必须 ， 生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的 ， 生态缸的采光用较强的 光 封闭 生活力 透明 小 大 适宜 空间 散射 齐全 防止外界生物或非生物因素的干扰 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 便于操作；缸内储备一定量的空气 防止水温过高导致水生植物死亡 4.生态缸设计注意事项： 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 (1)生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较 ，自我调节能力 。 (2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统的稳定性是有条件的。 简单 差 有长有短 5.结果分析： 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 6.问题答疑 ② 生态缸的稳定性高还是低？为什么？ 是，因为它具有生态系统的各个组成成分 低，因为生态缸中生物种类少，营养结构简单。 ① 生态缸是不是一个生态系统？为什么？ ③ 设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？ 非生物的物质和能量 三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。 分解者 生产者 消费者 ④ 生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？ 一般约1星期后等到缸内生物相互适应、相互依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态 【探究 实践】设计制作生态缸，观察其稳定性 6.问题答疑 有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧逐渐减少，以浮游生物为食的小型动物先死亡。 ⑤ 达到稳定状态后，生态缸内的生物的种类和数量有无变化？如有，是怎 样变化的？ 四、总结归纳 生态平衡概念及种类 生态系统的稳定性 生态平衡特征 生态平衡调节机制 生态系统的稳定性 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统稳定性的意义及措施 原理及方法步骤 注意事项及结果分析 生态平衡与生态系统稳定性 稳定性的种类及提高稳定性 制作生态缸 五、对点训练 1.如图甲、乙是两个不同的淡水生态系统的结构和功能变化曲线。在时间点a时刻，两者同时受到相同类型和强度的污染物排放干扰，致使两者结构和功能都出现较大波动。下列分析错误的是( ) A.曲线显示，针对该种类型和强度的污染物干扰，乙生态系统的抵抗力稳定性明显强于甲生态系统 B.在污染物类型和排放强度不变的情况下,若乙 生态系统所受干扰提前，则其B点会向左移动 C.若污染物类型不变但增大排放量，则甲生态 系统对应的C点会向右移动 D.图中AB段与AC段时间差异取决于甲、乙生态系统 的恢复力稳定性强弱，与抵抗力稳定性无关 D 五、对点训练 2.某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了如图所示的3个生态瓶。下列说法中错误的是(　　) A.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少 B.乙瓶中的生物存活的时间相对较长 C.丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中 D.若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中 A 五、对点训练 C 3.下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况，其中抵抗力稳定性最高的生态系统是(　　) 五、对点训练 4.下列事例中属于恢复力稳定性的是(　　) A.由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害 B.当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化 C.乡村的一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故 D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物遭到一定程度破坏后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态 D Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$