生物與環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（共22張）

第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性2023/6/212023/6/21？問題探討

紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？2.我國曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來生物，對(duì)這種方法，你怎么看？

紫莖澤蘭的繁殖和適應(yīng)能力很強(qiáng)，在入侵地沒有天敵等因素的制約。澤蘭實(shí)蠅（上）與紫莖澤蘭（下）

澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長，但是澤蘭實(shí)蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實(shí)蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，如澤蘭實(shí)蠅的生物安全性研究，野外如何布點(diǎn)釋放澤蘭實(shí)蠅，定點(diǎn)釋放的蟲量應(yīng)當(dāng)為多少等等，即在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后，再利用它進(jìn)行防治。2023/6/21一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.生態(tài)平衡（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)。（2）特征：①結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。②功能平衡：生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。③收支平衡：在生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的有機(jī)物的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)平衡這種動(dòng)態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的呢？②實(shí)例1兔增加狼增加草減少，兔的生存空間和資源減少兔減少草增加，兔的生存空間和資源增加狼減少2023/6/21（3）動(dòng)態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)①概念：在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。種群密度降低種群密度升高(郁閉)種子萌發(fā),幼苗迅速成長光照充足、無機(jī)養(yǎng)料增多森林火災(zāi)2023/6/21實(shí)例2③負(fù)反饋調(diào)節(jié)的意義：負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。2023/6/21思考·討論·分析反饋調(diào)節(jié)的過程1.小組合作，嘗試用文字、線框、箭頭等符號(hào)，簡要描繪上述兩個(gè)例子中的負(fù)反饋調(diào)節(jié)過程。2.利用本章第1節(jié)圖3—4（第52頁），以圖中的蛙、蛇或其他動(dòng)物為例，描繪該種動(dòng)物數(shù)量增長或減少時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)可能發(fā)生的變化，并討論反饋調(diào)節(jié)是否發(fā)揮了作用。蛙減少昆蟲和蜘蛛增加捕食昆蟲和蜘蛛的鳥增加鷹增加蛇減少蛙增加昆蟲和蜘蛛減少捕食昆蟲和蜘蛛的鳥減少鷹減少蛇增加2023/6/212.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。（2）兩個(gè)方面：①抵抗力穩(wěn)定性；②恢復(fù)力穩(wěn)定性。（3）生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性的原因：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性自我調(diào)節(jié)能力負(fù)反饋調(diào)節(jié)原因基礎(chǔ)（4）生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降，生態(tài)平衡就會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞。2023/6/21二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性1.抵抗力穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力?；认x采食下，草原植物再生能力增強(qiáng)干旱時(shí)樹木擴(kuò)展根系的分布空間2023/6/21（2）特點(diǎn)：一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性就越高。

例如，在熱帶雨林中，動(dòng)植物種類繁多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，假如其中的某種植食性動(dòng)物大量減少，它在食物網(wǎng)中的位置還可以由這個(gè)營養(yǎng)級(jí)的多種生物來代替，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能仍然能夠維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2023/6/212.恢復(fù)力穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生嚴(yán)重污染后，經(jīng)治理的河流（2）特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復(fù)速度與恢復(fù)時(shí)間是不一樣的。2023/6/21

在個(gè)體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的情況？

人體在遇到病原體入侵時(shí)，免疫系統(tǒng)會(huì)抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似；人體也有恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的機(jī)制和趨勢(shì)，在大病初愈時(shí)，有些功能需要恢復(fù)到正常水平，這與恢復(fù)力穩(wěn)定性相似。

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實(shí)質(zhì)_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定核心影響因素保持恢復(fù)抵抗干擾，保持原狀受到破壞，恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)中組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高生態(tài)系統(tǒng)中組分越少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，恢復(fù)力穩(wěn)定性越高抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般為負(fù)相關(guān)關(guān)系恢復(fù)力穩(wěn)定性3.抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較2023/6/21注意：環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)（北極凍原、荒漠)，往往恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！2023/6/214.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型（1）圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能的正常作用范圍。（2）y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小，y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)；如受到相同干擾時(shí)，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值大于熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)。（3）x表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時(shí)間，x值大，說明恢復(fù)力穩(wěn)定性弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)。（4）曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩(wěn)定性的定量指數(shù)（TS）,TS越大，說明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。2023/6/21

研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩方面存在的差別，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護(hù)有什么意義？

在利用自然生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的差異，合理控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，干擾不能超過生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的范圍；在保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的差異，合理確定保護(hù)對(duì)策，如采取封育措施，補(bǔ)充相應(yīng)的物質(zhì)、能量，修補(bǔ)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力。2023/6/21三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。1.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義2023/6/212.提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施（1）控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。合理放牧封山育林2023/6/21（2）對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。農(nóng)田施肥防護(hù)林防風(fēng)阻沙2023/6/21

桉樹林是我國西南地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)林。大面積種植桉樹林的生態(tài)問題已引起廣泛關(guān)注。例如，結(jié)構(gòu)單一的同齡純林對(duì)環(huán)境變化的抵抗力差；人工桉樹林下植被稀少，出現(xiàn)水土流失等問題；有的桉樹林里鳥類絕跡。研究發(fā)現(xiàn)，在某地人工桉樹林中，喬木層桉樹占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；灌木層、草本層的物種豐富度則與桉樹密度有關(guān)：桉樹密度為750株/hm2時(shí)，灌木層有17個(gè)物種，草本層物種也較豐富;桉樹密度高達(dá)1000株/hm2時(shí)，灌木層和草本層物種均減少。1.結(jié)合上述信息，并查閱有關(guān)資料,與小組同學(xué)討論提高人工桉樹林穩(wěn)定性的措施。討論時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何提高生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，并兼顧人工林的經(jīng)濟(jì)效益與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護(hù)之間的平衡。

從提高人工桉樹林的物種多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)生態(tài)等角度檢索和閱讀相關(guān)研究文獻(xiàn)，根據(jù)科學(xué)研究結(jié)果提出科學(xué)的、有效的措施。例如，從考慮經(jīng)濟(jì)效益的角度，可以混種其他樹種，如相思樹，或間種西瓜、山毛豆等其他經(jīng)濟(jì)作物；從保持土壤肥力的角度，可以在土壤中接種固氮菌株、根際菌株等。思考·討論·設(shè)計(jì)提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案設(shè)計(jì)要求相關(guān)分析生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)缸中的生物必須有很強(qiáng)的生活能力，且成分要齊全生態(tài)缸的材料必須透明要采用散射光生態(tài)缸中的水不滿，留一定空間選擇的動(dòng)物不宜太多，不宜太大防止外界生物或非生物因素的干擾保證物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定為光合作用提供光照，同時(shí)便于觀察使缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣減少對(duì)氧氣的消耗防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡2023/6/21探究·實(shí)踐·設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性2023/6/21課堂練習(xí)1.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)B.不同的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性存在差異C.恢復(fù)力穩(wěn)定性較高的系統(tǒng)，往往抵抗力穩(wěn)定性較低D.生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的大小與其自我調(diào)節(jié)能力大小有關(guān)2.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.在森林中，當(dāng)害蟲增加時(shí)食蟲鳥也會(huì)增多，這樣害蟲種群的增長就受到抑制，這屬于生物群落內(nèi)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)B.負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)C.生物群落與無機(jī)環(huán)境之間不存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)D.生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的，當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力會(huì)迅速喪失AC2023/6/21課堂練習(xí)3.某生物興趣小組的同學(xué)用河水、池泥、水藻、植食性小魚等材料制作了兩個(gè)生態(tài)瓶(如圖所示)，并用凡士林將廣口瓶密封，觀察其穩(wěn)定性。請(qǐng)回答下列問題。生態(tài)系統(tǒng)（1）每個(gè)生態(tài)瓶構(gòu)成一個(gè)_________，其中各種生物存活時(shí)間更長的是___瓶，原因是________________________________。（2）小魚為水藻提供____________，加速生態(tài)系統(tǒng)的_________。（3）當(dāng)甲瓶達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，向瓶中再投放一定數(shù)量的植食性小魚，水藻的種群密度將_____，抵抗力穩(wěn)定性將______。甲甲瓶有光照，植物能進(jìn)行光合作用CO2等無機(jī)物物質(zhì)循環(huán)下降降低拓展應(yīng)用2023/6/211.生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性，當(dāng)河水受到輕微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等時(shí)，河水能通過物理沉降、化學(xué)分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。2.大量生活污水和工業(yè)廢水排入水中，破壞了該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)