3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2VIP

第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題探討

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)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當(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適應(yīng)、繁殖能力強；②沒有天敵等制約因素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？199820032006200920112012植物種數(shù)989084473835

資料1：四川省普格縣，云南松林，1998—2012年：紫莖澤蘭對云南松林生物多樣性的影響問題探討澤蘭實蠅2、我國曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？

澤蘭實蠅可以抑制紫莖澤蘭生長，但是澤蘭實蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，即在確保利用澤蘭實蠅的安全性后，再利用它進行防治。

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，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會嚴(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)平衡一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的

和

處于相對穩(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)者消費者分解者能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的功能（食物鏈和食物網(wǎng)）結(jié)構(gòu)功能1生態(tài)平衡的概念一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性這些生態(tài)系統(tǒng)哪個處于生態(tài)平衡？生態(tài)平衡的特征有哪些？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2生態(tài)平衡的特征（1）結(jié)構(gòu)平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對穩(wěn)定。呼倫貝爾草原非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費者分解者生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成成分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物網(wǎng)食物鏈交織一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2生態(tài)平衡的特征物質(zhì)循環(huán)能量流動信息傳遞載體

動力生態(tài)系統(tǒng)的功能生物圈二號

生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。（2）功能平衡：一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2生態(tài)平衡的特征（3）收支平衡:

在一定時間內(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)。生產(chǎn)者

科學(xué)家通過測量和數(shù)學(xué)模擬，繪制了初生演替過程中群落總初級生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖，據(jù)圖回答下列問題。群落總生產(chǎn)量（光合作用）群落總呼吸量相對值演替進程（時間）O早期階段成熟階段【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？這說明了什么？總生產(chǎn)量≈總呼吸量，且趨于穩(wěn)定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。這種動態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的呢？3生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制①生態(tài)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)實例1：草地上草、兔、狼之間的調(diào)節(jié)草增加兔的生存空間和資源增加草減少兔的生存空間和資源減少兔增加兔減少狼減少狼增加說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內(nèi)部能夠進行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。森林面貌遭到破壞種子萌發(fā),幼苗生長森林植被大量生長郁閉，林間陽光減少枯枝落葉增多火災(zāi)陽光、養(yǎng)料充足（一）（一）3生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制②生態(tài)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)實例2：生物與無機環(huán)境之間的調(diào)節(jié)說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無機環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡

在一個系統(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：發(fā)生偏離回到原來方向調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)負(fù)反饋調(diào)節(jié)原方向“改斜歸正”（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)。3生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制——負(fù)反饋調(diào)節(jié)魚等生物死亡尸體腐爛湖泊嚴(yán)重污染（+）（+）（+）發(fā)生偏離更加偏離破壞穩(wěn)態(tài)（錯上加錯）原方向正反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)【拓展延伸】結(jié)果：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)人們在河流洗衣洗菜，河水的水質(zhì)為何一直保持良好？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性4生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，強調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性（1）概念：（2）類型：二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)本身對外界干擾具有一定的抵抗力1抵抗力穩(wěn)定性蝗蟲采食下，草原植物再生能力增強，減緩種群數(shù)量的下降。干旱時樹木擴展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持

(不受損害)的能力。原狀二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)原狀的能力2恢復(fù)力穩(wěn)定性森林局部火災(zāi)若干年后恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)在

后

的能力。受到外界干擾因素的破壞恢復(fù)到原狀判斷以下情況體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的哪種穩(wěn)定性？(1)遭受蝗蟲采食，草原植物會增強其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。(2)遭遇持續(xù)的干旱氣候，森林中的樹木往往擴展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)正常的功能。(3)草原大火過后，“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”。(4)水體被污染后經(jīng)過很長一段時間后又恢復(fù)了清澈?！挚沽Ψ€(wěn)定性——抵抗力穩(wěn)定性——恢復(fù)力穩(wěn)定性——恢復(fù)力穩(wěn)定性小試牛刀二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性3穩(wěn)定性的特點(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)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性3穩(wěn)定性的特點(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)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低熱帶雨林中，動植物種類繁多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，假如其中的某種植食性動物大量減少，它在食物網(wǎng)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能仍然能夠維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。抵抗力穩(wěn)定性高恢復(fù)力穩(wěn)定性低二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性3穩(wěn)定性的特點(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)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低在北極凍原生態(tài)系統(tǒng)中，動植物種類稀少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，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，整個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。抵抗力穩(wěn)定性低恢復(fù)力穩(wěn)定性低注意: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！二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性3穩(wěn)定性的特點(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)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度0抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性3穩(wěn)定性的特點(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)定性就被破壞了二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實質(zhì)_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定_____自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(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→抵抗力穩(wěn)定性越高生物種類越少、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！

如圖表示抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系，據(jù)圖分析：(1)在受到干擾之前，曲線在正常范圍內(nèi)波動是由于該生態(tài)系統(tǒng)具有

。(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，TS值越大，說明生態(tài)系統(tǒng)的

總穩(wěn)定性越

。(2)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同干擾時，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要

(填“大于”或“小于”)熱帶雨林的y值。(3)x的大小可作為

強弱的指標(biāo)，x值越大，說明恢復(fù)力穩(wěn)定性越

。自我調(diào)節(jié)能力大于恢復(fù)力穩(wěn)定性低低【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)系抵抗力穩(wěn)定性越低恢復(fù)力穩(wěn)定性越低三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性糧油蔬果肉蛋奶木材①處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)，可以持續(xù)不斷的滿足人類生活所需，如提供糧油，蔬果，肉，蛋奶，木材等農(nóng)副產(chǎn)品生態(tài)小區(qū)生態(tài)公園生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)濕地②處于生態(tài)平衡中的生態(tài)系統(tǒng)，能夠使人類生活和生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定1提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（1）控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，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2提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施（2）對人類利用強度較大的生態(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)田施肥三北防護林四、設(shè)計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性設(shè)計一個生態(tài)缸，觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.目的要求：2.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)的基本成分進行組織，構(gòu)建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。②要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，在設(shè)計時還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級之間的合適比例。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。設(shè)計要求相關(guān)分析生態(tài)缸一般是

的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的

，成分

生態(tài)缸中能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定生態(tài)缸的材料必須

.

生態(tài)缸宜

不宜

，缸中的水量應(yīng)

，要留出一定的

生態(tài)缸的采光用較強的

光封閉生命力透明小大適宜空間散射齊全防止外界生物或非生物因素的干擾①為光合作用提供光能；便于操作；缸內(nèi)儲備一定量的空氣.防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡②保持生態(tài)缸內(nèi)溫度；③便于觀察3.設(shè)計和制作生態(tài)缸的要求4．觀察記錄（1）生態(tài)缸中成分齊全，但生物只能存活一段時間，為什么？（2）不同的生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時間有長有短，為什么？觀察指標(biāo):生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時間如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡，說明此時該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞，記錄下發(fā)現(xiàn)的時間。組分及營養(yǎng)級之間的比例不同，培養(yǎng)條件不同等5．結(jié)果分析結(jié)構(gòu)比較簡單，自我調(diào)節(jié)能力差6．結(jié)論:生態(tài)缸或瓶中生態(tài)系統(tǒng)要保持穩(wěn)定，需要具備下列條件:(2)各組分應(yīng)保持適宜的比例；(1)源源不斷的能量輸入;小試牛刀判斷下列是否正誤(1)生態(tài)平衡就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的輸入與輸出均衡()(2)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)()(3)北極凍原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性低，但恢復(fù)力穩(wěn)定性高()(4)“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”說明生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性()(5)與天然林相比，人工馬尾林營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，恢復(fù)力穩(wěn)定性高()(6)適當(dāng)增加各營養(yǎng)級生物的種類可提高該生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力()

(7)某相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中旅鼠的天敵、植物、旅鼠之間數(shù)量的變化是一種正反饋調(diào)節(jié)()××√×√××小試牛刀1.人工草坪物種比較單一，易受外界因素的影響而雜草化。雙子葉植物歐亞蔊菜是常見的草坪雜草。下列敘述錯誤的是（

）A