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5节 生态系统的稳定性 第三章 生态系统及其稳定性 1 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。 讨论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 【问题探讨】 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？ 【问题探讨】 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，也有可能影响入侵地的生态系统，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。 紫茎泽兰 凤眼莲 福寿螺 一. 生态平衡与生态系统的稳定性 (一)生态平衡 1. 生态平衡的概念: 生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。 5 2. 处于生态平衡的生态系统具有以下特征: (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，保证了物质总在循环，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。 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。 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 (一)生态平衡 6 3. 生态平衡的调节机制 —— 负反馈调节 实例1: 兔子数量增加 狼增加 草减少，兔的生存空间和资源减少 兔子数量减少 草增加，兔的生存空间和资源增加 狼减少 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。 7 3. 生态平衡的调节机制 —— 负反馈调节 实例2: 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，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。 8 原方向 发生偏离 负反馈调节 回到原来方向 保持稳态 ②模型图： ①概念： 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。 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 补充：正反馈调节 实例： 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 更多鱼死亡 + 污染更重 原方向 发生偏离 正反馈调节 更加偏离 偏离稳态 模型图： （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，生态平衡就会遭到严重的破坏。 有限 （3）方面： 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 一. 生态平衡与生态系统的稳定性 (二)生态系统的稳定性 蝗虫采食下，草原植物再生能力增强 干旱时树木扩展根系的分布空间 1.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 抵抗力稳定性就越高 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，保持原状） 二. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 2.恢复力稳定性： 生态系统中的组分越少 食物网越简单 恢复力稳定性就越高 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） “野火烧不尽，春风吹又生” 火灾后森林重恢复 二. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 特点： 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！   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 保持 恢复 抵抗干扰，保持原状 受到破坏，恢复原状 生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高 生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高 抵抗力稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 一般为负相关关系 恢复力稳定性 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较: 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！ 抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较： 人工林 生物种类_____ 营养结构_____ 自我调节能力_____ 抵抗力稳定性_____ 恢复力稳定性_____ 热带雨林 生物种类_____ 营养结构_____ 自我调节能力_____ 抵抗力稳定性_____ 恢复力稳定性_____ 少 简单 弱 低 高 多 复杂 强 高 低 (1)生态系统组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强(　　) (2)落叶阔叶林遭到破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低(　　) (3)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性(　　) (4)极地苔原由于物种单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低(　　) × × √ × 【检测】判断正误 生态系统稳定性的数学模型： （1）图中两条虚线之间的部分表示生态 系统功能的正常作用范围。 （2）y表示一个外来干扰使之偏离这一范 围的大小，y值大，说明抵抗力稳定性弱， 反之，抵抗力稳定性强；如受到相同干扰 时，草原生态系统的y值大于热带雨林生态系统。 （3）x表示恢复到原状态所需的时间，x值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强。 （4）曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS）,TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。 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 2. 提高生态系统的稳定性的措施 （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，合理适度地利用生态系统。 合理放牧 封山育林 适量捕捞 三. 提高生态系统的稳定性 （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。 2. 提高生态系统的稳定性的措施 农田施肥 防护林防风阻沙 三. 提高生态系统的稳定性 1.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。 四.设计制作生态缸，观察其稳定性 2.设计和制作生态缸的要求 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 .　 ②便于观察 水量应 ，要留出一定的 生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，避免阳光直射 封闭 生命力 透明 适宜 空间 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 3.结论: （1）人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久； （2）人工生态系统的稳定性是有条件的 ★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件: ②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。 ①源源不断的能量输入; (即不同营养级生物之间的比例是否合适) 【检测】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 B 本章小结： 【检测】在图一中，两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围: y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间。图二表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。请回答: (1)生态系统稳定性的基础是_______________________________。 若要保持一个封闭生态系统的稳定性，必须从外界源源不断的输入_____。 (2)如图一所示，对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰，若ya＞yb，则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a____b(填“＞”“＜”或“＝”)；对同一生态系统来说，x和y的关系为_______。 生态系统具有一定的自我调节能力 能量 ＜ 正相关 偏离正常范围越大,恢复需要的时间就越长 (3)从图二中看出，甲生态系统的恢复力稳定性比乙生态系统的恢复力稳定性____ (填“高”或“低”)，乙生态系统在S点后经历________演替。 低　 次生 $$