3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性-高二生物上學(xué)期特色課件（人教版2019選擇性必修2）

第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性02生態(tài)平衡03生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性04抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性05提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性01學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)生態(tài)缸并觀察其穩(wěn)定性穩(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(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.為什么紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，在入侵地可以瘋長蔓延？適應(yīng)、繁殖能力強(qiáng)，沒有天敵等制約因素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？

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。問題探討鳳眼蓮加拿大一枝黃花

像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應(yīng)的能力很強(qiáng)，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會(huì)嚴(yán)重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)平衡。

雖然地球上許多生態(tài)系統(tǒng)不時(shí)受到外來干擾，但是只要這種干擾沒有超過限度，生態(tài)系統(tǒng)就能夠通過自我調(diào)節(jié)得以恢復(fù)，長期處于生態(tài)平衡的狀態(tài)。過渡生態(tài)平衡概念生態(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)，就是生態(tài)平衡。處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的特征生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)平衡功能平衡收支平衡生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行，保證物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。一定時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)輸入量或物質(zhì)輸出量相對(duì)穩(wěn)定，且兩者大致相等。處于生態(tài)平衡時(shí)，植物在一定時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造的有機(jī)物的量是相對(duì)穩(wěn)定的。生態(tài)平衡

由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動(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？群落總生產(chǎn)量和總呼吸量趨于穩(wěn)定，且相對(duì)接近。群落在物質(zhì)、能量的輸入和輸出上趨于達(dá)到平衡狀態(tài)。收支平衡一定時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)輸入量或物質(zhì)輸出量相對(duì)穩(wěn)定，且兩者大致相等。處于生態(tài)平衡時(shí)，植物通過在一定時(shí)間內(nèi)光合作用制造的有機(jī)物的量是相對(duì)穩(wěn)定的。生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)例1:說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內(nèi)部能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)例2:說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無機(jī)環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。植物大量生長林下枝葉積累火災(zāi)導(dǎo)致植物減少無機(jī)土壤養(yǎng)料增加陽光充足種子萌發(fā)、幼苗生長迅速植被逐漸恢復(fù)生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)

上述生態(tài)系統(tǒng)都遇到了破壞或干擾，而對(duì)抗這種破壞或干擾，使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制，是負(fù)反饋機(jī)制。負(fù)反饋：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。生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)，它是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。正是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)才能維持相對(duì)穩(wěn)定。思考:生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是無限的嗎？

當(dāng)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)能力迅速喪失，生態(tài)系統(tǒng)就到了難以恢復(fù)的程度。

生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性:把生態(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。

生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜（營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜），其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性也越強(qiáng)。抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性1.概念：生態(tài)系統(tǒng)_____外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能________（不受損害）的能力。抵抗保持原狀發(fā)達(dá)根系抗干旱蝗蟲采食下，草原植物再生能力增強(qiáng)抵抗干擾，維持原狀2.特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)成分越多

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力越大抵抗力穩(wěn)定性越高1.概念：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的_____后____________的能力。破壞恢復(fù)到原狀遭到破壞，恢復(fù)原狀2.特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)成分越少營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單自我調(diào)節(jié)能力越弱恢復(fù)力穩(wěn)定性一般越高抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性往往越低。兩者呈負(fù)相關(guān)，主要與生態(tài)系統(tǒng)的生物種類的數(shù)量和營養(yǎng)級(jí)的復(fù)雜程度有關(guān)。思考：結(jié)構(gòu)簡單的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性一定低，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定高嗎？特例極地苔原（凍原）生態(tài)系統(tǒng)

生存條件極其惡劣：生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物直接或間接依靠地衣生活。地衣大面積破壞，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)崩潰。

生物種類______；

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)______；

自我調(diào)節(jié)能力______；少簡單弱

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！

如果要對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個(gè)方面進(jìn)行比較，則必須強(qiáng)調(diào)他們所處的環(huán)境條件。抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型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。①兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。②y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)；③x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)；抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的干擾(破壞)后，其恢復(fù)速度與恢復(fù)時(shí)間是不一樣。①干擾強(qiáng)度小，恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)②干擾強(qiáng)度大，恢復(fù)力穩(wěn)定性弱河流與土壤被有毒物質(zhì)輕微污染，通過自凈作用，可以很快恢復(fù)到接近原來的狀態(tài)。河流與土壤被有毒物質(zhì)重度污染，這些河流或土壤的恢復(fù)力穩(wěn)定性就破壞了。熱帶雨林在遭到嚴(yán)重砍伐，草原經(jīng)過極度放牧后，它們恢復(fù)原狀的時(shí)間漫長，難度大。思考: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，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。思考: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)有什么意義呢？

提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，維持生態(tài)平衡，特別是對(duì)人類的生存和發(fā)展有利的平衡，才能持續(xù)不斷地滿足人類生活所需，處于這樣生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)才能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。課本思考題提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義：(1)可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需;(2)使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定提高生態(tài)系統(tǒng)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)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)。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)。設(shè)計(jì)生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性基本原理①在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分(非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者)進(jìn)行組織，建構(gòu)一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。②要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)之間的合適比例。③應(yīng)當(dāng)注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。設(shè)計(jì)要求及目的設(shè)計(jì)要求目的生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強(qiáng)的生活力，種類齊全（具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者）生態(tài)缸的材料必須透明生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)適宜，要留出一定的空間生態(tài)缸的采光應(yīng)使用較強(qiáng)的散射光選擇動(dòng)物不宜過多，個(gè)體不宜太大防止外界生物或非生物因素的干擾使生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)能夠進(jìn)行物質(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能，保持生態(tài)缸內(nèi)溫度，便于觀察便于操作，且使缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡減少對(duì)氧氣的消耗，防止氧氣的產(chǎn)生量小于消耗量設(shè)計(jì)生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性1.設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的生態(tài)系統(tǒng)各組成成分有哪些？非生物的物質(zhì)和能量

生產(chǎn)者

消費(fèi)者

分解者生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三者之間應(yīng)保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定。2.生態(tài)缸經(jīng)過多長時(shí)間后才能達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)？

一般等到缸內(nèi)務(wù)生物相互適應(yīng)及依存后，生態(tài)缸才能達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)，大多在1個(gè)星期以后。3.達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，生態(tài)缸內(nèi)的生物的種類和數(shù)量有無變化？如有，是怎樣變化的？

有。浮游生物種類和數(shù)量少，水中溶解氧逐漸減少，以浮游生物為食的小型動(dòng)物先死亡。4.在生態(tài)缸中，最后留下來的生物在這個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)中分別起什么作用？

生產(chǎn)者：通過光合作用，將太陽能固定在它們所制造的有機(jī)物中，將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。

消費(fèi)者：將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。分解者：將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無機(jī)物。設(shè)計(jì)生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性（1）在該河流的AB段上，溶解氧大量減少的主要原因是什么？（2）在該河流的BC段上，藻類大量繁殖的主要原因是什么？（3）水中溶解氧含量逐漸恢復(fù)的主要