【公開課】生態(tài)系統的穩(wěn)定性課件高二上學期生物人教版（2019）選擇性必修2

第三章生態(tài)系統及其穩(wěn)定性第5節(jié)生態(tài)系統的穩(wěn)定性

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，現已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當地林木、牧草和農作物造成嚴重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。

生物圈Ⅱ號中生態(tài)系統的結構和功能難以像真正的生物圈那樣，長期保持相對穩(wěn)定。該實驗的失敗表明，在現有技術條件下，人類還無法建造一個脫離地球自然環(huán)境而又能讓人類休養(yǎng)生息的生態(tài)系統。生物圈Ⅰ號沒有出現這樣的問題，整個生物圈保持相對穩(wěn)定?！吧锶Β蛱枴睂嶒炇≌f明了什么問題？生物圈Ⅰ號出現這些問題了嗎？

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統的穩(wěn)定性1.生態(tài)平衡：生態(tài)系統的結構和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。2.特征：①結構平衡：生態(tài)系統各組分保持相對穩(wěn)定②功能平衡：生產—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了物質總在循環(huán)，能量不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新；③收支平衡：生產者在一定時間內制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)

由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統一成不變，而是一種動態(tài)平衡。這種動態(tài)平衡是通過什么調節(jié)機制實現的呢？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統的穩(wěn)定性2.生態(tài)系統的穩(wěn)定性：生態(tài)系統維持或恢復自身結構和功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。3.生態(tài)系統具有自我調節(jié)能力。材料1：當河流受到輕微的污染時，能通過物理沉降，化學分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物種類和數量不會受到明顯的影響。材料2：在森林中，當害蟲數量增加時，食蟲鳥由于食物豐富，數量也會增多，這樣，害蟲種群的增長就會受到抑制。問題1．實例1中河流的自我調節(jié)是如何實現的？問題2：為什么森林中害蟲數量會持續(xù)大幅度增長？害蟲與食蟲鳥自我調節(jié)能力體現在哪里？問題4：生態(tài)系統自我調節(jié)能力的基礎是什么？生態(tài)系統的自我調節(jié)能力問題3:請構建害蟲種群與食蟲鳥種群之間負反饋調節(jié)的概念模型。

負反饋調節(jié)是指在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節(jié)該系統的工作，并且使該系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩(wěn)定。一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統的穩(wěn)定性原方向發(fā)生偏離負反饋調節(jié)回到原來方向改邪歸正原方向發(fā)生偏離正反饋調節(jié)偏離原來方向錯上加錯區(qū)別于正反饋調節(jié)的過程

一場火災過后，森林中種群密度降低；但是由于光照更加充足、土壤中無機養(yǎng)料增多，許多種子萌發(fā)后，迅速長成新植株。局部森林火災種群密度↓陽光充沛無機養(yǎng)料↑種群密度↑問題4：生態(tài)系統自我調節(jié)能力的基礎是什么？負反饋調節(jié)在生態(tài)系統中普遍存在，它是生態(tài)系統自我調節(jié)能力的基礎。

負反饋調節(jié)

材料1：當河流受到輕微的污染時，能通過物理沉降，化學分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中的生物種類和數量不會受到明顯的影響。材料2：在森林中，當害蟲數量增加時，食蟲鳥由于食物豐富，數量也會增多，這樣，害蟲種群的增長就會受到抑制。生態(tài)系統的自我調節(jié)能力

當干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)系統的自我調節(jié)能力迅速喪失，生態(tài)系統就到了難以恢復的程度。黃土高原由于植被破壞造成水土流失生態(tài)系統的自我調節(jié)能力是無限的嗎？1.抵抗力穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀（不受損害）的能力。發(fā)達根系抗干旱蝗災過后草又青（抵抗干擾，維持原狀）二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性1.抵抗力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性①一般來說，生態(tài)系統中的組分越多，食物網越復雜，其自我調節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性就越越高；②生態(tài)系統的自我調節(jié)是有限的熱帶雨林中，動植物種類繁多，營養(yǎng)結構非常的復雜，假如其中某種生物大量減少，它在食物網中的位置還可以由這個營養(yǎng)級的多種生物來代替，整個生態(tài)系統的結構和功能仍然能夠維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)；1.抵抗力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性

北極凍原生態(tài)系統，動植物種類稀少，營養(yǎng)結構簡單，其中生產者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個生態(tài)系統就會崩潰。

對于不同生態(tài)系統來說，抵抗力穩(wěn)定性與生物量、生態(tài)系統復雜程度有何關系，請在下圖坐標中用曲線表達出來。抵抗力穩(wěn)定性生物量、生態(tài)系統復雜程度等生態(tài)系統抵抗力穩(wěn)定性高的原因：組分多。生物的種類、數量多；食物網復雜。各營養(yǎng)級的生物種類多.抵抗力很強抵抗力較弱2.恢復力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性（1）概念：生態(tài)系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力；（遭到破壞，恢復原狀）森林火災災后恢復（2）例如：

森林局部火災后，仍能逐步恢復原狀2.恢復力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性（3）特點：

生態(tài)系統在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復速度與恢復時間是不一樣的輕微的污染：通過自身凈化（如物理沉降、化學分解和微生物分解），可以很快恢復重度污染，自身的凈化作用已不足以消除大部分有毒物質，恢復力穩(wěn)定性被破壞，恢復原狀的時間漫長，難度極大！生態(tài)系統恢復力穩(wěn)定性高的原因：

生物種類較少，營養(yǎng)結構簡單恢復力弱恢復力強

對于不同生態(tài)系統來說，恢復力穩(wěn)定性與生物量、生態(tài)系統復雜程度有何關系，請在下圖坐標中用曲線表達出來。恢復力穩(wěn)定性生物量、生態(tài)系統復雜程度等二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性3.抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩者的區(qū)別與聯系

抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性區(qū)別實質_____自身結構和功能相對穩(wěn)定_____自身結構和功能相對穩(wěn)定核心影響因素保持恢復抵抗干擾，保持原狀受到破壞，恢復原狀生態(tài)系統中組分越多，食物網越復雜，其自我調節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性越高生態(tài)系統中組分越少，營養(yǎng)結構越簡單，恢復力穩(wěn)定性越高二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性3.抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩者的區(qū)別與聯系抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性營養(yǎng)結構復雜程度一般為負相關關系恢復力穩(wěn)定性2023/10/4注意：環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統（北極凍原、荒漠)，往往恢復力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！生物種類_____營養(yǎng)結構_____自我調節(jié)能力_____抵抗力穩(wěn)定性_____恢復力穩(wěn)定性_____生物種類_____營養(yǎng)結構_____自我調節(jié)能力_____抵抗力穩(wěn)定性_____恢復力穩(wěn)定性_____少簡單弱低高多復雜強高低人工林熱帶雨林（1）圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統功能的正常作用范圍。（2）y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小。（3）x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間（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（TS）4.生態(tài)系統穩(wěn)定性的數學模型y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強；x值大，說明恢復力穩(wěn)定性弱，反之，恢復力穩(wěn)定性強。TS越大，說明這個生態(tài)系統的總穩(wěn)定性越弱。（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；1.提高生態(tài)系統的穩(wěn)定性的意義（2）能夠使人類生活與生產的環(huán)境保持穩(wěn)定。三、提高生態(tài)系統穩(wěn)定性的措施2.提高生態(tài)系統穩(wěn)定性的措施（1）控制對生態(tài)系統的干擾強度，在不超過生態(tài)系統的自我調節(jié)能力的范圍內，合理適度利用生態(tài)系統；合理放牧封山育林三、提高生態(tài)系統穩(wěn)定性的措施三、提高生態(tài)系統穩(wěn)定性的措施（2）對人類利用強度較大的生態(tài)系統，應給予相應的物質、能量的投入，保證生態(tài)系統內部結構與功能的協調。農田施肥三北防護林設計要求相關分析生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)