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

第三章 生态系统及其稳定性 第五节 生态系统的稳定性 问题探讨 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。 ①适应、繁殖能力强；②没有天敌等制约因素 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？ 1998 2003 2006 2009 2011 2012 植物种数 98 90 84 47 38 35 资料1：四川省普格县，云南松林，1998—2012年：紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响 问题探讨 泽兰实蝇 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生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。 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。 什么是生态平衡 一、生态平衡与生态系统的稳定性 生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。 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 生态系统的结构 生态系统的功能 （食物链和食物网） 结构 功能 1 生态平衡的概念 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。 呼伦贝尔草原 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 2 生态平衡的特征 物质循环 能量流动 信息传递 载体 动力 生态系统 的功能 生物圈二号 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）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 （3）收支平衡 : 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。 生产者 科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。 群落总生产量 （光合作用） 群落总呼吸量 相对值 演替进程（时间） O 早期阶段 成熟阶段 【思考】据图分析，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 说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。 这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？ 3 生态平衡的调节机制 ①生态系统中的调节实例1：草地上草、兔、狼之间的调节 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 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。 森林面貌遭到破坏 种子萌发,幼苗生长 森林植被大量生长 郁闭，林间阳光减少 枯枝落叶增多 火灾 阳光、养料充足 （一） （一） 3 生态平衡的调节机制 ②生态系统中的调节实例2：生物与无机环境之间的调节 说明在生态系统中，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 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。 3 生态平衡的调节机制 —— 负反馈调节 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 正反馈调节 【拓展延伸】 结果： 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 使生态系统远离平衡状态 人们在河流洗衣洗菜，河水的水质为何一直保持良好？ 一、生态平衡与生态系统的稳定性 4 生态系统的稳定性 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。 生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 原因：生态系统具有一定的自我调节能力 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 （1）概念： （2）类型： 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力 1 抵抗力稳定性 蝗虫采食下，草原植物再生能力增强，减缓种群数量的下降。 干旱时树木扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持 (不受损害)的能力。 原状 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 生态系统具有恢复原状的能力 2 恢复力稳定性 森林局部火灾 若干年后恢复原状 生态系统在 后 的能力。 受到外界干扰因素的破坏 恢复到原状 判断以下情况体现了生态系统的哪种稳定性？ (1)遭受蝗虫采食，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。 (2)遭遇持续的干旱气候，森林中的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。 (3)草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。 (4)水体被污染后经过很长一段时间后又恢复了清澈。 ——抵抗力稳定性 ——抵抗力稳定性 ——恢复力稳定性 ——恢复力稳定性 小试牛刀 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 3 稳定性的特点 (1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 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，恢复力稳定性越低 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 3 稳定性的特点 (1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 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，恢复力稳定性越低 热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。 抵抗力稳定性高 恢复力稳定性低 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 3 稳定性的特点 (1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 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，恢复力稳定性越低 在北极冻原生态系统中，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。 抵抗力稳定性低 恢复力稳定性低 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 3 稳定性的特点 (1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。 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，恢复力稳定性越低 稳定性 营养结构复杂程度 0 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 3 稳定性的特点 (2)生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间不一样。 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 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 区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定 核心 影响 因素 模型 保持 恢复 抵抗干扰，保持原状 受到破坏，恢复原状 生物种类越多、营养结构越复杂 →自我调节能力越强 →抵抗力稳定性越高 生物种类越少、营养结构越简单 →自我调节能力越弱 →恢复力稳定性越高 稳定性 营养结构复杂程度 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！ 如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析： (1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有 。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的 总稳定性越 。 (2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统 的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。 (3)x的大小可作为 强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越 。 自我调节能力 大于 恢复力稳定性 低 低 【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 抵抗力稳定性越低 恢复力稳定性越低 三、提高生态系统的稳定性 粮油 蔬果 肉蛋奶 木材 ①处于生态平衡的生态系统，可以持续不断的满足人类生活所需，如提供粮油，蔬果，肉，蛋奶，木材等农副产品 生态小区 生态公园 生态农业 生态湿地 ②处于生态平衡中的生态系统，能够使人类生活和生产的环境保持稳定 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 （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 2 提高生态系统稳定性的措施 三、提高生态系统的稳定性 2 提高生态系统稳定性的措施 （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。 农田施肥 三北防护林 四、设计制作生态缸，观察其稳定性 设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 1.目的要求： 2.基本原理： 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，构建一个人工微生态系统是可能的。 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。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 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 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 生命力 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 ①为光合作用提供光能； 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 ②保持生态缸内温度；③便于观察 3.设计和制作生态缸的要求 4．观察记录 （1）生态缸中成分齐全，但生物只能存活一段时间，为什么？ （2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间有长有短，为什么？ 观察指标: 生态缸中生物的生存状况和存活时间 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。 组分及营养级之间的比例不同，培养条件不同等 5．结果分析 结构比较简单，自我调节能力差 6．结论: 生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件: (2)各组分应保持适宜的比例； (1)源源不断的能量输入; 小试牛刀 判断下列是否正误 (1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡( ) (2)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础( ) (3)北极冻原生态系统的抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性高( ) (4)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性( ) (5)与天然林相比，人工马尾林营养结构复杂，恢复力稳定性高( ) (6)适当增加各营养级生物的种类可提高该生态系统自我调节能力( ) (7)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节( ) × × √ × √ × × 小试牛刀 1.人工草坪物种比较单一，易受外界因素的影响而杂草化。双子叶植物欧亚蔊菜是常见的草坪杂草。下列叙述错误的是（    ） A．采用样方法调查草坪中欧亚蔊菜的种群密度时，随机取样是关键 B．喷施高浓度的2，4-D可以杀死草坪中的欧亚蔊菜 C．欧亚蔊菜入侵人工草坪初期，种群增长曲线呈“S”形 D．与自然草地相比，人工草坪自我维持结构和功能相对稳定的能力较低 C 小试牛刀 B 2.如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析不正确的是(　　) A.该生态瓶的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构 B.生态瓶中生物种类稀少，没有食物链存在 C.为了保证生态瓶的正常运转，瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的 比例应适中 D.在适宜的温度和光照条件下,该生态瓶会更稳定 生物圈2号 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $$