3.5 生态系统的稳定性 课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

紫茎泽兰 薇甘菊 空心莲子草 豚草 毒麦 互花米草 飞机草 凤眼莲 石矛 蔗扁蛾 湿地松粉蚧 强大小蠹 美国白蛾 非洲大蜗牛 福寿螺 牛蛙 中国第一批外来入侵物种名单（16种） 第5节 生态系统的稳定性 第3章 生态系统及其稳定 1.分析生态平衡的特征和生态系统的稳定性。 2.构建抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系模型，分析两者之间的关系和机理。 3.基于理论知识，理解和设计提高生态系统的稳定性。 4.设计制作生态缸，观察其稳定性。 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。 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。 问题探讨 泽兰实蝇 3、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 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一种状态。 组成成分 营养结构 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 能量流动 物质循环 信息传递 结构 功能 （食物链和食物网） 一、生态平衡 2、生态平衡的特征 （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。 （1）结构平衡： 生态系统各组分保持相对稳定。 （3）收支平衡： 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？ 这些生态系统哪个处于生态平衡？ 一、生态平衡 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。 一、生态平衡 3、生态平衡的调节机制 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） 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 一、生态平衡 3、生态平衡的调节机制 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。 （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。 —— 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？ 二、生态系统的稳定性 1、生态系统的稳定性的概念 2、原因 生态系统具备自我调节能力。 3、生态系统的自我调节能力 生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。 （1）基础： （2）特点： 负反馈调节 生态系统的自我调节能力是有限的。 阅读教材74-75页找出生态系统的稳定性概念、原因、表现、特点。 4、表现： 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二、生态系统的稳定性 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 4、表现： 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二、生态系统的稳定性 （2）恢复力稳定性 生态系统具有恢复原状的能力 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 4、表现： 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二、生态系统的稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 0 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 （1）一般呈 关系。 （2） 共同维持生态系统的稳定。 负相关 相互作用 （3）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系： 二、生态系统的稳定性 5、生态系统的稳定性的特点 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？ 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 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？ 【思考】对于一个生态系统来说，抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性一定越高吗？ 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！ (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。 课堂检测 (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 。 (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 抵抗力稳定性越低 恢复力稳定性越低 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： 三、提高生态系统的稳定性 1、原因 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 阅读教材76页找出提高生态系统的稳定性原因和措施。 三、提高生态系统的稳定性 2、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，合理适度利用生态系统； 合理放牧 封山育林 适量捕捞 （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 课堂小结 生态系统的稳定性 生态平衡 生态系统的稳定性 控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力 对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调 提高生态系统的稳定性 结构平衡 功能平衡 收支平衡 概念 调节机制：负反馈调节 类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 制作生态缸 习题检测 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 拓展应用 （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? （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? （3）可以采取什么措施来改善该地河流水质? 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。 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。 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、在某些区段人工增氧、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;加强执法检查;等等。 四、设计制作生态缸 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。 四、设计制作生态缸 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 3.设计和制作生态缸的要求 四、设计制作生态缸 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; 习题检测 下图是人们设想的宇宙飞船生态系统模式图，以下叙述不正确的是( ) A.图中b、c、d可表示宇航员所需食物、氧气和水等生活资源 B.精心设计的密封飞船作为一个独立的生态系统，不需要外界物质和能量供应 C.分解罐的分解产物e可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳 D.该生态系统营养结构简单、自我调节能力差，需宇航员进行调控 B 本章小结 1.下图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是( ) 太阳 农作物 沼气池 家畜 人 沼渣 沼液 饲料 食物 秸秆 粪便 粪便 食物 C 习题检测 A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量 B.微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 习题检测 2.在自然生态系统中,物质是能量的载体,下列叙述正确的是( ) A.能量可驱动物质循环 B.物质和能量可循环利用 C.能量只能在食物链中流动 D.能量金字塔和数量金字塔均可倒置 A 3.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行,下列与之相关的叙述,正确的是( ) A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的 B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部 D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的 B 习题检测 A.毛竹纯林易发生病虫害 B.混交林中物种多样性高 C.混交林中食物网更复杂 D.混交林中能量可循环利用 D 4.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（ ） 习题检测 1.将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。 生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、 初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、 第三营养级、第四营养级。 生态系统 非生物环境 生物群落 生产者 消费者 分解者 第一营养级 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第二营养级 第三营养级 第四营养级 属于 属于 属于 属于 构成 食物链 构成 食物网 习题检测 2.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。 (1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么? 藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。 (2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么? 有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 (3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么? 藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。 (4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流,对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么? 河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。 习题检测 3.棉铃虫是棉田常见的害虫,喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫,但同时也会杀死棉铃虫的天敌,并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌-赤眼蜂,虽然不能彻底消灭棉铃虫,但是能将它们的种群数量控制在较低水平,也不会造成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性?为什么? 放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼鲜在数量上存在相互制约的关系,因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看,这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。 习题检测 4.有科学家指出: “没有物质,什么都不存在;没有能量,什么都不会发生;没有信息,任何事物都没有意义。”在生态系统中,物质、能量和信息是这样起作用的吗?在细胞、个体、种群、群落等层次,它们所起的作用也是这样的吗?试举例谈谈对这句话的理解。 生命有物质性，即生命体都是物质实体，因此物质是生命的基础。在生态系统中，生物体都是由物质组成的，其生命活动所需要的物质都来自环境，没有物质，什么都不存在。 生命活动会消耗能量，能量驱动生命活动的有序进行，因此能量流动是生态系统的动力，没有能量，生命活动都不能正常进行，因此可以说什么都不会发生。 信息调节保证了生命活动的有序进行，没有信息，生命系统难以维系和运转。例如，如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息，拥食者就无法捕获猎物，猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个角度看，没有信息，任何事物都没有意义了。 在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次，物质、能量、信息都发挥着作用，尽管有细微差别，但大体上是一致的，不论在哪个层次，生命都是物质、能量、信息的统一体。 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $