35生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

3.5

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

紫莖澤蘭（視頻）

紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長(zhǎng)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。澤蘭實(shí)蠅問題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(zhǎng)蔓延？適應(yīng)、繁殖能力強(qiáng)，沒有天敵等制約因素

澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭生長(zhǎng)，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，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。

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。什么是生態(tài)平衡問題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？1.什么是生態(tài)平衡？有哪些特征？2.根據(jù)思考與討論的學(xué)習(xí)，嘗試用文字、線框、箭頭等符號(hào)簡(jiǎn)要描繪實(shí)例一和二中的調(diào)節(jié)過程。3.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？其意義是什么？4.生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力稱為什么？原因是什么?有哪些種類？任務(wù)一：閱讀教材P73-75，小組合作思考討論完成問題。

一、生態(tài)平衡1.生態(tài)平衡(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)的

和

處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。組成成分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞結(jié)構(gòu)功能（食物鏈和食物網(wǎng)）結(jié)構(gòu)功能呼倫貝爾的草原大興安嶺的森林（2）生態(tài)平衡的特征：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：

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。生產(chǎn)—消費(fèi)—分解③收支平衡：群落總生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖【思考】據(jù)圖分析，在成熟階段，群落的總生產(chǎn)量和總呼吸量呈現(xiàn)怎樣的趨勢(shì)？這說明了什么？總生產(chǎn)量和總呼吸量均趨于穩(wěn)定，且相對(duì)值接近。生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。說明群落在輸入和輸出上趨于平衡狀態(tài)，即生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為收支平衡。①

結(jié)構(gòu)平衡②

功能平衡

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)平衡使功能呈現(xiàn)平衡狀態(tài)，而功能平衡又使生態(tài)系統(tǒng)的收支呈現(xiàn)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）生態(tài)平衡的特征：③

收支平衡生態(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。（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制①生態(tài)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)實(shí)例1：草地上草、兔、狼之間的調(diào)節(jié)。兔子數(shù)量增加草減少，兔的生存空間和資源減少兔子數(shù)量減少草增加，兔的生存空間和資源增加狼增加狼減少

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。林下光照減少，樹苗生長(zhǎng)受限，枯枝落葉增加光照充足土壤養(yǎng)料增多

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。植被恢復(fù)火災(zāi)②生態(tài)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)實(shí)例2：生物與無機(jī)環(huán)境之間的調(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)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。什么是負(fù)反饋？其意義是什么？（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制—負(fù)反饋調(diào)節(jié)

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。①概念：②模型圖：原方向發(fā)生偏離負(fù)反饋調(diào)節(jié)回到原來方向“改邪歸正”③意義：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)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)【拓展延伸】正反饋調(diào)節(jié)

實(shí)例：湖泊受到嚴(yán)重污染，魚等生物會(huì)因死亡而減少，尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加嚴(yán)重。模型魚等生物死亡尸體腐爛湖泊污染（+）（+）（+）——使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)發(fā)生偏離更加偏離破壞穩(wěn)態(tài)（錯(cuò)上加錯(cuò)）原方向正反饋調(diào)節(jié)掠奪式開發(fā)后的黃土高原美麗的呼倫貝爾草原上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。

由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，因此生態(tài)系統(tǒng)能維持相對(duì)穩(wěn)定。

生態(tài)系統(tǒng)

自身結(jié)構(gòu)與功能處于

平衡狀態(tài)的能力。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持

的能力。維持或恢復(fù)相對(duì)生態(tài)平衡2.調(diào)節(jié)機(jī)制：自我調(diào)節(jié)能力是有限的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性原因基礎(chǔ)抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性自我調(diào)節(jié)能力負(fù)反饋調(diào)節(jié)1.概念：外界干擾因素強(qiáng)度超過一定限度時(shí)生態(tài)平衡遭到嚴(yán)重的破壞二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性任務(wù)二：閱讀課本P75-76,找出抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念及實(shí)例，并總結(jié)二者的差別。判斷下列資料體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的哪種穩(wěn)定性？資料1：當(dāng)草原遭受蝗蟲的采食后，草原植物會(huì)增強(qiáng)其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。當(dāng)森林遭遇持續(xù)的干早氣候時(shí)，樹木往往擴(kuò)展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)正常的功能。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？生態(tài)系統(tǒng)本身對(duì)外界干擾具有一定的抵抗力資料2：生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞后，經(jīng)過一段時(shí)間，可以恢復(fù)到原來的狀態(tài)。如前述的森林局部火災(zāi)后，森林仍能逐步恢復(fù)原狀。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)原狀的能力抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性蝗蟲采食下，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3.抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多食物網(wǎng)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)抵抗力穩(wěn)定性就越高生態(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。（抵抗干擾，維持原狀）干擾生態(tài)系統(tǒng)中的組分越少食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單自我調(diào)節(jié)能力就越弱抵抗力穩(wěn)定性就越低4.恢復(fù)力穩(wěn)定性：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。（遭到破壞，恢復(fù)原狀）森林局部火災(zāi)若干年后恢復(fù)原狀干擾5.穩(wěn)定性特點(diǎn)：(1)不同的生態(tài)系統(tǒng)一般在這兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有著一定差別。生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多食物網(wǎng)越復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低關(guān)系抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度二者是同時(shí)存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用，共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。北極凍原生態(tài)系統(tǒng)【思考】對(duì)于一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性越低，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定越高嗎？反之也是嗎？

北極凍原生態(tài)系統(tǒng)，動(dòng)植物種類稀少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中生產(chǎn)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(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。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！(2)生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的干擾或破壞后，其恢復(fù)速度和恢復(fù)時(shí)間不一樣。河流土壤輕微污染自身凈化作用恢復(fù)重度污染自身凈化作用不足以消除恢復(fù)力穩(wěn)定性就被破壞了

熱帶雨林在遭到嚴(yán)重砍伐，草原極度放牧后，它們恢復(fù)原狀的時(shí)間很漫長(zhǎng)，難度極大！

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)定核心影響因素模型保持恢復(fù)抵抗干擾，保持原狀受到破壞，恢復(fù)原狀生物種類越多、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜→自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)→抵抗力穩(wěn)定性越高生物種類越少、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單→自我調(diào)節(jié)能力越弱→恢復(fù)力穩(wěn)定性越高穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性

注意:對(duì)于環(huán)境條件極其惡劣的生態(tài)系統(tǒng)，如北極苔原生態(tài)系統(tǒng)，其抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低！拓展延伸【模型構(gòu)建】生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系y：表示

穩(wěn)定性（y越大抵抗力穩(wěn)定性越

；反之越強(qiáng)）

x：表示

穩(wěn)定性（x越大恢復(fù)力穩(wěn)定性越

；反之越強(qiáng)）

TS：表示

穩(wěn)定性（TS面積越大，生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越

；

反之越強(qiáng)）

抵抗力弱恢復(fù)力弱總?cè)魽.可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；1.意義：B.能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.措施：A.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)，合理適度利用生態(tài)系統(tǒng)；合理放牧封山育林適量捕撈B.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)田施肥三北防護(hù)林1.實(shí)驗(yàn)原理探究?實(shí)踐：設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性

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)的基本成分進(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。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)級(jí)之間的合適比例。應(yīng)該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。四、設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性密封散射存活和水質(zhì)變化生物生活力強(qiáng)、成分齊全防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡防止外界生物或非生物因素的干擾宜小不宜大，水量適宜，留有空間材料透明生態(tài)缸中能夠進(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；缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣2.實(shí)驗(yàn)步驟3.結(jié)果分析(1)生態(tài)缸中的生物只能存活一段時(shí)間。雖然生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)成分齊全，但其結(jié)構(gòu)比較

，自我調(diào)節(jié)能力

。(2)不同的生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)間

。人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的。簡(jiǎn)單差有長(zhǎng)有短4.問題分析（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

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(zhǎng)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)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。生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)平衡功能平衡抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性收支平衡控制干擾程度適當(dāng)物質(zhì)能量的投入與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.下列關(guān)于生態(tài)平衡的說法，不正確的是（

）A.生態(tài)平衡就是生態(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)B.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的各種組成成分保持不變C.處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的輸入和輸出達(dá)到平衡狀態(tài)D.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制是負(fù)反饋調(diào)節(jié)處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對(duì)穩(wěn)定，而不是保持不變，B錯(cuò)誤。B2．下列實(shí)例說明生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的是(

)A．豆科植物能供給根瘤菌有機(jī)養(yǎng)料，同時(shí)能通過根瘤菌獲得含氮養(yǎng)料B．草原上羊的數(shù)量劇增會(huì)導(dǎo)致草的數(shù)量減少，進(jìn)而抑制了羊的數(shù)量增長(zhǎng)C．山區(qū)植被遭到破壞或掠奪式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的發(fā)生D．廢棄多年的耕地上會(huì)逐漸生長(zhǎng)出