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 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.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？ 繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素。 紫茎泽兰 泽兰实蝇 讨论2.我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。 紫茎泽兰 泽兰实蝇 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。 3.5生态系统的稳定性 生态平衡与生态系统的稳定性 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统的稳定性 一、生态平衡与生态系统的稳定性 1.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 2.生态平衡时，生态系统的生产过程与消费、分解过程处于平衡的状态，这时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等保持相对稳定的状态 (一)生态平衡 3.生态平衡的生态系统具有以下特征： (1)结构平衡： 生态系统的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，个体持续更新和发展。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 (一)生态平衡 一、生态平衡与生态系统的稳定性 (3)收支平衡（物质输入和输出平衡） 一定时间内的物质输入量或物质输出量相对稳定，且两者大致相等 碳平衡表示生态系统吸收的CO2量与释放的CO2量大致相等，生态系统吸收的CO2主要通过光合作用固定在有机物中。处于生态平衡时，植物通过在一定时间内光合作用制造的有机物的量是相对稳定的 4.生态平衡是一种动态平衡 (一)生态平衡 思考.讨论 植物增加 兔的食物增加 兔的数量增加 兔吃大量植物 植物减少 兔因饥饿死亡 兔吃少量植物 兔种群与植物种群之间的反馈调节 高原鼠兔 禾本科、莎草科、豆 科 ---分析反馈调节的过程 第一、是异种生物种群之间的数量调控 一、生态平衡与生态系统的稳定性 思考.讨论 ---分析反馈调节的过程 第一、是异种生物种群之间的数量调控 一、生态平衡与生态系统的稳定性 高原鼠兔 狼 禾本科、莎草科、豆 科 兔增加 兔减少 狼减少 狼增多 草增加 草减少 兔的生存空间和资源减少 兔的生存空间和资源增加 思考.讨论 ---分析反馈调节的过程 第二、是生物与环境之间的相互调控 一、生态平衡与生态系统的稳定性 一场大火过后，森林中种群密度_____，但是由于______充沛、土壤中_________增多，许多种子萌发后，迅速长成新的植株。 生物群落与无机环境之间负反馈调节 降低 阳光 无机养料 5.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 所谓负反馈，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，它可以使系统保持稳定。 兔增加 兔减少 狼减少 狼增多 草增加 草减少 兔的生存空间和资源减少 兔的生存空间和资源增加 一、生态平衡与生态系统的稳定性 (一)生态平衡 一、生态平衡与生态系统的稳定性 (二)生态系统的稳定性 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 正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持稳定 也就是说，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 一、生态平衡与生态系统的稳定性 原因 基础 机理： 生态系统稳定性 自我调节能力 负反馈调节 生态系统的自我调节能力是有限的 (二)生态系统的稳定性 一、生态平衡与生态系统的稳定性 1.生态系统的稳定性表现在两个方面： (1)抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状（不受损害）的能力 狼-兔-草的例子 (2)恢复力稳定性：生态系统受到外界因素的破坏后恢复到原状的能力 火灾后森林恢复的例子 (二)生态系统的稳定性 生物种类 多 营养结构 复杂 强 自我调节能力 抵抗力稳定性 高 热带雨林生态系统 生物种类 稀少 营养结构 简单 弱 自我调节能力 抵抗力稳定性 低 2.一般来说，生态系统的组分越多，食物网越复杂（营养结构复杂），其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性也越强 3.干扰的强度（和频次）会影响生态系统的恢复速度和时间 一、生态平衡与生态系统的稳定性 (二)生态系统的稳定性 生态平衡与生态系统的稳定性 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统的稳定性 稳定性 生态系统复杂程度 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 一般来说，生态系统的抵抗力稳定性越高 ，恢复力稳定性往往越低。 一方面取决于生态系统的自身组成分（营养结构）；另一方面还取决于外环境条件。 对抵抗力稳定性和恢复力稳定性大小的说明 （1）如果要对一个生态系统稳定性的两个方面进行比较，则必须强调他们所处的环境条件。 环境条件好，生态系统恢复力稳定性也较高；反之，环境条件差，即使抵抗力稳定性低，恢复力稳定性也较低。 （2）例如，极地苔原（冻原）生态系统，其物种组成单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，恢复力稳定性也很低。因此，将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较，只分析组成成分就不合适。 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： 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。 ____表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标。 ____可以表示恢复到原状态所需的时间。大小可以作为恢复力稳定性的定量指标。 ____表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。 m n TS 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 生态平衡与生态系统的稳定性 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统的稳定性 三、提高生态系统的稳定性 1.提高生态系统的稳定性的意义 （1）生态平衡的生态系统可持续不断地满足人类生活所需 （2）生态平衡的生态系统能使人类生活和生产的环境保持稳定 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。 2.提高生态系统稳定性的措施 （1）控制对生态系统的 ，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内， 利用生态系统。 合理放牧 封山育林 干扰强度 合理适度 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 的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 农田施肥、灌溉、控制病虫害 建造“三北”防护林 物质、能量 三、提高生态系统的稳定性 实验原理：生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构、非生物因素密切相关；必须考虑物质循环和能量流动的相对平衡。 设计要求 分析 生态缸是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 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(要有生产者\消费者\分解者) 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 生态缸的材料须透明 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察 生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其容积的4/5，要留一定空间 便于操作，缸内储备一定量的空气 生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高,导致水生植物死亡 选择的动物不宜太多，个体不宜太大 减少对O2消耗，防止生产量＜消耗量 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 放假山石：在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。 倒入自来水：向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石 制作生态缸框架：用玻璃板和粘胶制作 缸底部的铺垫：在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块，再铺上一层颗粒较细的沙土，沙土上铺一层含腐殖质较多的土，使铺垫好的土和石块整体呈坡状 设计制作生态缸，观察其稳定性 放假山石：将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射为小动物栖息的场所。 观察记录：观察生态缸内生物种类及数量的变化，并进行记录 放入植物和动物：①在土坡上选择苔藓 、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蛐蜓、蚯蚓、蜗牛等小动物;②在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物 移置生态缸：用粘胶封上生态缸盖 3.5生态系统的稳定性 28 $$