资源简介

(共32张PPT)
3.5生态系统的稳定性
问题探讨
讨论
1.紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？
2.我们曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？
紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害。在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。
『资料1』四川省普格县，云南松林，1998—2012年紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响（刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期）。
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
讨论
3.紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会有何变化？生物多样性呢？
随入侵年限的增加，植物的科数和种数逐渐减少。
有些动物随后消失，生物多样性下降。
『资料1』四川省普格县，云南松林，1998—2012年紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响（刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期）。
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
讨论
4.这会对当地生态系统的结构和功能产生什么影响？为什么？
物种数量减少，营养结构变简单，物质循环、能量流动等生态系统的功能受到严重影响。
一、生态平衡
1.概念
生态系统的______和______处于___________的一种状态。
结构
功能
相对稳定
『思考1』从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？
不会。
因为演替达到一个与群落周围环境相适应的相对稳定的状态。
一、生态平衡
2.特征
（1）结构平衡
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的结构
组成成分
营养结构
食物网
食物链
交织
生态系统的各组分保持相对稳定。
生态系统的各组分保持相对稳定，意味着生产—消费—分解的过程可以常进行。
一、生态平衡
2.特征
（2）功能平衡
生产—消费—分解过程的正常进行，能保证物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新，即生态系统表现为功能平衡。
说明：能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能，前两者是主要功能。
物质循环
能量流动
信息传递
载体 动力
生态系统
的功能
『资料2』科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图。
相对值
早期阶段 成熟阶段
演替进程（时间）
群落总呼吸量
群落总生产量
（光合作用）
『思考2』在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？
总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。
一、生态平衡
2.特征
（3）收支平衡
一、生态平衡
3.调节机制
『实例1』在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，于是兔之间对食物等资源的竞争就会加剧，导致兔的生存空间和资源减少；同时，捕食者狼因为食物（兔）丰富而数量增多，它们也会捕食更多的兔。这样经过一段时间后，兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
兔数量增加
狼增加
草减少，
兔的食物减少
兔数量减少
草增加，兔的食物增加
狼减少
在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。调节过程在生态系统受到干扰后自动进行。
一、生态平衡
3.调节机制
『实例2』在森林中，随着植被的大量生长，森林逐渐变得郁闭，林间阳光减少，制约了林下树苗的成长，还导致枯枝败叶的积累，增加了发生自然火灾的可能性。不久，一场森林火灾发生了，灾后由于光照更加充足，土壤的无机养分增多，于是许多种子萌发，幼苗迅速生长，森林面貌逐渐恢复。
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾
植被减少
林下光照充足
土壤无机养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
在生态系统中，生物群落与非生物环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
一、生态平衡
3.调节机制
负反馈是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
鱼类等尸体腐烂
加重污染
更多鱼死亡
污染更重
『正反馈调节』
使生态系统远离稳态
一、生态平衡
4.负反馈与正反馈
稳态
倾斜
负反馈调节
改斜归正
稳态
倾斜
正反馈调节
错上加错
上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
生态系统的自我调节能力是有限的。
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态平衡就会遭到严重的破坏。
二、生态系统的稳定性
1.概念
人们把生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。
生态系统的稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
生态系统稳定性
原因
自我调节能力
基础
负反馈调节
2.类型
抵抗力稳定性
1
恢复力稳定性
2
3.机理
二、生态系统的稳定性
4.抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
『抵抗干扰，保持原状』
蝗虫采食下，植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
二、生态系统的稳定性
5.恢复力稳定性
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
『遭到破坏，恢复原状』
大兴安岭1987火灾俯瞰图
若干年后，大兴安岭的植被
抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同时显现。
二、生态系统的稳定性
『问题1』比较热带雨林生态系统和草原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别，简要表述理由。
二、生态系统的稳定性
生物种类_______
多
营养结构_______
复杂
强
自我调节能力_______
抵抗力稳定性_______
高
少
简单
弱
低
热带雨林生态系统
草原生态系统
生物种类_______
营养结构_______
自我调节能力_______
抵抗力稳定性_______
生态系统中
的组分越多
食物网
越复杂
抵抗力稳定
性就越高
自我调节能
力就越强
二、生态系统的稳定性
『问题2』如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾，哪个容易恢复到原状？简要表述理由。
二、生态系统的稳定性
『问题3』请用数学模型来表示两种稳定性的关系。
稳定性
生态系统复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
一个生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般是相反的。
实践中很多实例不支持上述观点。如北极冻原生态系统和荒漠生态系统中，生物多样性较低，营养结构简单，但是过度干扰后，由于气候恶劣，恢复时间也十分漫长。因此要对一个生态系统稳定性的两个方面进行说明，应该强调系统所处的环境条件。
1.下列有关生态系统稳定性的叙述错误的是(　　)
A.当生态系统受到外界干扰时能保持原状，说明生态系统具有抵抗力稳定性
B.“野火烧不尽，春风吹又生”，说明生态系统具有抵抗力稳定性
C.生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度有关
D.生态系统的自我调节能力越强，其抵抗力稳定性越高
B
随堂练习
In-class practice
三、提高生态系统的稳定性
1.提高生态系统的稳定性的意义
（1）可以持续不断地满足人类生活所需；
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
想一想，研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义呢？
三、提高生态系统的稳定性
2.提高生态系统稳定性的措施
（1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
合理放牧
封山育林
适量捕捞
三、提高生态系统的稳定性
2.提高生态系统稳定性的措施
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
防护林防风阻沙
施肥、灌溉、控制病虫害
四、设计制作生态缸，观察其稳定性
小组合作选择材料构建生态缸，并说明原因,其他小组同学找问题、提质疑。
生态瓶材质：透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶；
生态瓶中水的类型：干净的河水、蒸馏水；
合适体积的水：和瓶子同体积、4/5体积；
泥沙：洗净的泥沙、煮沸后冷却的泥沙；
生态瓶放置位置： 直射光、散射光、黑暗中；
水草、草虾、小草鱼、鲶鱼、椎实螺、蚯蚓若干。
设计要求 相关分析
生态缸一般是 的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 。 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定。
生态缸的材料必须 。　
生态缸中的水量应 ，要留出一定的 。
生态缸的采光用较强的 光
封闭
生命力
透明
适宜
空间
散射
齐全
防止外界生物或非生物因素的干扰
①为光合作用提供光能；
缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
请在课后参考课本的实验流程付诸实践：制作生态缸，观察其稳定性。
『设计生态缸的注意事项』
②保持生态缸内温度；③便于观察。
2.生态系统的稳定性不仅与群落有关，还与无机环境密切相关。适宜的气候和土壤条件不仅有利于抵抗各种外来干扰，也有利于灾后恢复。下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）
随堂练习
In-class practice
A.生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节。
B.生态系统的抵抗力稳定性越强，则恢复力稳定性一定越弱。
C.雨季的非洲草原，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高于旱季。
D.其他因素相同时，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越强。
B
3.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面说法合理的是
（ ）
A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量。
B.应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸。
C.其中各种生物之间以及生物与无机环境之间，应能够进行物质循环和能量流动。
D.其中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些。
随堂练习
In-class practice
C

展开更多......

收起↑