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

第5节 生态系统的稳定性 第3章 生态系统及其稳定性 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） 思考：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？ 紫茎泽兰原产于中美洲。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。 适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素。 问题·探讨 紫茎泽兰 问题探讨 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，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 紫茎泽兰 这些生态系统哪个处于生态平衡？ 一、生态平衡 5 1.生态平衡 (1)概念： 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 结构 功能 ——食物链和食物网 生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态。 一、生态平衡与生态系统的稳定性 ①结构平衡: 生态系统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，生物个体持续发展和更新。 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量，处于比较稳定的状态。 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？ 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。 2、生态平衡特征： 总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。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？ 一、生态平衡 （3）调节机制： 兔的数量能够维持相对稳定的原因？ 兔 狼 实例一 草 一、生态平衡与生态系统的稳定性 实例二 森林 森林火灾 灾后恢复 森林火灾多发的原因和灾后恢复的过程？ 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 实例1:（群落内部） 负反馈调节 一、生态平衡 3、生态平衡的调节机制 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。 实例2:（生物群落和非生物环境之间） 负反馈调节 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。 什么是负反馈？其意义是什么？ 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。 （3）调节机制： 负反馈调节 一、生态平衡与生态系统的稳定性 补充：正反馈调节的过程（水华） 实例： 鱼等生物死亡 尸体腐烂 湖泊污染 （+） （+） （+） 3. 生态平衡的调节机制 一、生态平衡与生态系统的稳定性 原方向 发生偏离 正反馈调节 更加偏离 破坏稳态（错上加错） 结果：使生态系统远离平衡状态 12 1.生态系统的稳定性概念： 生态系统 或 自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。 2.生态系统的稳定性调节机制： 自我调节能力是有限的 生态系统的稳定性 原因 基础 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 维持 恢复 自我调节能力 负反馈调节 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 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： 生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。 抵抗干扰，维持原状 干扰 抵抗外界干扰 保持原状(不受损害) 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 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 遭到破坏，恢复原状 生态系统在 后 的能力。 干扰 2.恢复力稳定性： 受到外界干扰因素的破坏 恢复到原状 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 大兴安岭1987火灾俯瞰图 若干年后，大兴安岭的植被 大兴安岭1987火灾 （3）规律： 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？ 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 关系 抵抗力 稳定性 恢复力 稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。 二、生态系统的稳定性 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弱！ 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。 思考：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？ 3.稳定性特点： 二、生态系统的稳定性 4.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较：   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！ 二、生态系统的稳定性 区分抵抗力稳定性与恢复力稳定性： “一直撑着就是抵抗力稳定性！ 被打倒了再爬起来就是恢复力稳定性！” 【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 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　　　　　　　。（两条虚线之间的部分） 自我调节能力 二、生态系统的稳定性 生态系统的功能 时间 TS y x 干扰 正常作用范围 ① y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。 （y越大 稳定性越 ；反之越强）  抵抗力 抵抗力 低 ② x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。 （x越大 稳定性越 ；反之越强）  恢复力 恢复力 低 ③TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____） 总 低 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 对于同一个生态系统来说，x与y的关系是呈 相关。 正 生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，恢复速度和恢复时间一样？ 河流土壤 自身净化作用 自身净化作用不足以消除 恢复 恢复力稳定性遭到破坏， 难以自动修复 轻微污染 重度污染 生态系统的自我调节能力是有限的 二、生态系统的稳定性 特点2： 生态系统受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。 封山育林、休牧育草、围栏封育 控制对生态系统的干扰强度 施肥、灌溉、控制病虫害、 人工建造“生态屏障” 给予相应的物质、能量的投入 措施 原则 1、控制对生态系统的　　　　　，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，　　　　　地利用生态系统。 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　　　与　　　的协调。 干扰强度 合理适度 物质 能量 结构 功能 三、提高生态系统的稳定性 1.实验原理 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、设计并制作生态缸，观察其稳定性 制作生态缸框架 用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架 铺土 注水 放入动物、植物 密封生态缸 移置生态缸 观察记录 沙土在下，含腐殖质较多的土在上 依据生物生活习性合理放置 每周定时观察生态缸中生物种类及数量变化,并记录 将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射 放几块有孔的假山石,作为小动物栖息场所,倒水 防止外界生物或非生物因素的干扰 2.实验步骤 透明:为光合作用提供光能;便于观察 防止水温过高导致水生植物死亡 生活力强,成分齐全:能进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 不宜过多、过大:减少耗O2,防止生产量小于消耗量 水量适宜,留出空间:储备一定量空气 $