3.5 生态系统的稳定性-【爱上生物课】2024-2025学年高二生物备课通关优质课件（人教版2019选择性必修2）

第1节生态系统的 稳定性 第三章生态系统及其稳定性 猪七爷素材淘宝店：https://shop149141837.taobao.com 问题探讨 讨论1：紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？ 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。 适应能力强、繁殖能力强，没有天敌等制约因素。 讨论2：我们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 问题探讨 讨论2：我们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？ 可以起效，因为泽兰实蝇是专食性天敌，但是需要警惕造成新的外来物种入侵。一定在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。 森林适当砍伐 草原适当放牧 海洋适当捕捞 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，生态系统就可以通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。 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 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。 结构 功能 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 生态系统的结构 生态系统的功能 （食物链和食物网） 一、生态平衡与生态系统的稳定性 这些生态系统哪个处于生态平衡？ 生态平衡的特征有哪些？ 一、生态平衡与生态系统的稳定性 2.生态平衡的特征 ①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。 非生物物质和能量 生产者 消费者 分解者 生态系统 的结构 组成成分 营养结构 食物网 食物链 交织 一、生态平衡与生态系统的稳定性 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。 2.生态平衡的特征 ②功能平衡： 一、生态平衡与生态系统的稳定性 2.生态平衡的特征 思考：在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？ 总生产量≈总呼吸量，且趋于稳定 群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。 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有机物的量，处于比较稳定的状态。 由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 3.生态平衡的调节机制 实例二 森林 森林火灾 灾后恢复 高原鼠兔 草 实例一 狼 构建模型：阅读课本74页第二段尝试用文字、线框、箭头等符号，描绘这两个实例，构建相关的概念模型，理解相应的调节机制。 分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的？ 森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？ 一、生态平衡与生态系统的稳定性 实例一： 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。 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 草增加 3.生态平衡的调节机制 一、生态平衡与生态系统的稳定性 3.生态平衡的调节机制 实例二： 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 植被逐渐恢复 说明在生态系统中，生物群落与非生物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 从调节过程和结果来看，这两个例子与人的血糖平衡调节和体温调节有何相似之处？ 一是：通过系统内部不同组分之间的相互作用实现自动的自我调节；二是：系统工作结果反过来又调节系统工作，抑制或减弱系统工作，从而维持相对稳定。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈调节机制。 3.生态平衡的调节机制——负反馈机制 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。 （1）概念： （2）模型图： 发生偏离 回到原来方向 调节稳态 负反馈调节 原方向 “改斜归正” （3）意义： 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。 有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，活鱼就更少了。 结果：使生态系统远离平衡状态 拓展：正反馈调节 鱼等生物死亡 尸体腐烂 湖泊严重污染 （+） （+） （+） 发生偏离 更加偏离 破坏稳态（错上加错） 原方向 正反馈调节 一、生态平衡与生态系统的稳定性 掠夺式开发后的黄土高原 思考：以上实例说明了什么？ 上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。 生态系统的自我调节能力是有一定限度的！ 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。 生态系统 的稳定性 原因 自我调节能力 基础 负反馈调节 自我调节能力是有限的 （2）原因： （3）类型：抵抗力稳定性和恢复力稳定性 一、生态平衡与生态系统的稳定性 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 资料1：当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。当森林遭遇持续的干早气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。这体现了生态系统哪方面能力？ 生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力 资料2：生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到原来的状态。如前述的森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。这体现了生态系统哪方面能力？ 生态系统具有恢复原状的能力 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1.抵抗力稳定性 （1）概念：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。 （抵抗干扰，维持原状） 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高 （2）特点： 森林生态系统 北极苔原生态系统 草原生态系统 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 2.恢复力稳定性 （1）概念：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。 （遭到破坏，恢复原状） 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。 ②热带雨林在遭到严重砍伐，草原极度放牧后，它们恢复原状的时间漫长、难度极大。 河流、土壤 轻微污染 自身净化作用 恢复 重度污染 自身净化作用不足以消除 恢复力稳定性就被破坏了 ① （2）特点： 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 森林生态系统 草原生态系统 如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾，哪个容易恢复到原状？ 一般来说，热带雨林生态系统和草原生态系统，哪个的抵抗力稳定性更强？ 稳定性 生态系统复杂程度 O 恢复力稳定性 抵抗力稳定性 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性越高， 恢复力稳定性越低 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 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低！ 北极苔原 沙漠 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 。 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 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 （1）两条虚线之间的部分表示 。 生态系统功能正常的作用范围 【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 （2）图中y表示 ，可作为 稳定性强弱的指标，y越大，抵抗力稳定性越　 ，反之，抵抗力稳定性越　 ；热带雨林的y值　 　 （填“大于”或“小于”）草原的y值。 弱 强 小于 抵抗力 受到干扰时偏离正常范围的大小 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 (3)x可以表示恢复到原状所需的时间，x越大，表示 越弱。 (4)对于同一个生态系统来说，x与y的关系是呈 相关。 (5)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为 的定量指标，这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定性 。 恢复力稳定性 总稳定性 越低 正 干扰越大，y越大， 偏离正常范围越远， 恢复所需时间越长， x越大 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 思考：1.在个体水平稳态的维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况? 在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围； 在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能力，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力； 2.研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义？ 人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。 三、提高生态系统的稳定性 维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于自然或人工生态系统是十分必要的。 1. 提高生态系统的稳定性的意义 （1）处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。 粮油 蔬果 肉蛋奶 木材 三、提高生态系统的稳定性 （2）处于生态平衡的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 生态小区 生态公园 生态农业 生态湿地 1. 提高生态系统的稳定性的意义 三、提高生态系统的稳定性 2. 提高生态系统的稳定性的措施 热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度极大！这就启发我们应该如何提高生态系统的稳定性呢？ （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； 合理放牧 封山育林 适量捕捞 适量砍伐 三、提高生态系统的稳定性 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。 人类利用强度较大的生态系统像农田、果园、人工鱼塘等，物质、能量的输出比较大，我们如何提高这类生态系统的稳定性呢？ 2. 提高生态系统的稳定性的措施 农田施肥、灌溉，控制病虫害 防护林防风阻沙 设计制作生态缸，观察其稳定性 1. 目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 2. 基本原理：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，构建一个人工微生态系统是可能的。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。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。 设计制作生态缸，观察其稳定性 设计制作生态缸，观察其稳定性 密封 散射 存活 和水质变化 生物生活力强、成分齐全 防止水温过高导致水生植物死亡 防止外界生物或非生物因素的干扰 宜小不宜大，水量适宜，留有空间 材料透明 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 3.制作流程： 设计制作生态缸，观察其稳定性 4.生态缸设计注意事项： 设计要求 相关分析 生态缸一般是封闭的 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全 生态缸的材料必须透明 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 生态缸的采光用较强的散射光 选择的动物不宜太多，个体不宜太大 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 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量。 设计制作生态缸，观察其稳定性 （1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等； （2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素； （3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。 （4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。 5.注意事项 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 6. 结果分析 本章小结 练习与应用 1. 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。 （1）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低( ) （2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同( ) 2. 封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为( ) A. 封山育林控制了物质循环 B. 延长了生态系统中的食物链 C. 增加了生态系统中消费者数量 D. 使生态系统营养结构复杂性增加 √ √ D 3. 天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中,合理的解释是 ( ) A. 马尾松对松毛虫抵抗力差 B. 人工林内松毛虫繁殖能力强 C. 人工林成分单一，营养结构简单 D. 当地气候适于松毛虫的生长和繁殖 C 一、概念检测 练习与应用 二、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？ 【提示】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，因此河水仍能保持清澈。 练习与应用 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？ 【提示】大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。 3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？ 【提示】从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査等等。 THANK YOU 猪七爷素材淘宝店：https://shop149141837.taobao.com Lavf58.20.100 $$