资源简介

(共52张PPT)
温故知新：
1、信息的种类并举例 2、信息的来源 范围 特点 完成传递的条件
3、信息传递的作用 举例说明
4、生态系统信息传递的应用
5、区分生态系统的化学信息(信息素)、性外激素、性激素、性引诱剂、化学农药
6、对有害动物防治的方法有哪些，举例说明
7、描述生态系统三大功能的地位
8、辨析:①利用昆虫信息素诱捕有害动物属于化学防治
②利用生长素促进果实发育培育无子果实是利用是对生态系统化学信息的合理利用③用秋水仙素获得多倍体是生态系统的信息传递在农业生产中的应用。
④利用电子仪器模拟蜜蜂跳圆圈舞和摆尾舞的振动频率或声音来吸引蜜蜂，属于行为信息的应用⑤利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降，属于化学信息的应用
第3章 第5节 生态系统的稳定性
目标导航：
1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态
2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或回复生态平衡的能力
3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性
4.简述提高生态系统稳定性的措施
5.设计制作生态缸，观察其稳定性
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。
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.我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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？
繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素的制约。
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
问题探讨
生态平衡
像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。
生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
组成成分
营养结构
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
能量流动
物质循环
信息传递
结构
功能
（食物链和食物网）
1.生态平衡的概念：
结构
功能
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
（1）结构平衡：
生态系统各组分保持相对稳定。
2.生态平衡的特征：
（2）功能平衡
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质
总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
（3）收支平衡
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，
处于比较稳定的状态。
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
思考：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。
由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
探讨点1　生态平衡的特征
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，据图回答下列问题。
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
3.生态平衡的调节机制
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。
（1）、概念：
（2）、实例：
群落内部负反馈调节的实例1
兔子数量增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔子数量减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼增加
说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。
—— 负反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
实例2:
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
光照充足
土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
—— 负反馈调节
3. 生态平衡的调节机制
说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。
正反馈调节：
使生态系统远离平衡状态
调节:
实例：
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
鱼类等尸体腐烂
结果:
加重污染
更多鱼死亡
+
污染更重
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
正反馈调节和负反馈调节模型
原方向
发生偏离
1.正反馈调节
更加偏离
错上加错
原方向
发生偏离
回到原来方向
改邪归正
2.负反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
（3）.负反馈调节意义
负反馈调节在生态系统中_______，是生态系统具备________________。
普遍存在
自我调节能力的基础
正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定！
—— 负反馈调节
3. 生态平衡的调节机制
一、生态平衡与生态系统的稳定性-----（一）生态平衡
(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡(　　)
(2)当农田里蚜虫数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节(　　)
(3)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在(　　)
×
√
×
判断正误
1.生态系统的稳定性概念：
生态系统 或 自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
3.生态系统的稳定性调节机制：
生态系统的稳定性
原因
基础
维持
恢复
自我调节能力
负反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2、两个方面：
资料1：
当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。当森林遭遇持续的干早气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。这体现了生态系统哪方面能力？
生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力
资料2：
生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到原来的状态。如前述的森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。这体现了生态系统哪方面能力？
生态系统具有恢复原状的能力
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性：
生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。
本质：抵抗干扰，维持原状
抵抗外界干扰
保持原状(不受损害)
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
特点① 一般来说，生态系统中的________，___________，其____________________，抵抗力稳定性就越______；
组分越多
食物网越复杂
自我调节能力就越强
越高
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
生态系统中的组分越多
食物网越复杂
自我调节能力就越强
抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性越低
在热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。热带雨林在遭到严重砍伐或者严重森林大火后，恢复到原状的时间漫长，难度极大。
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
本质：遭到破坏，恢复原状
生态系统在 后 的能力。
2.恢复力稳定性：
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
大兴安岭1987火灾俯瞰图
若干年后，大兴安岭的植被
大兴安岭1987火灾
特点：生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其_________与_________是________的。
恢复速度
恢复时间
不一样
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
注意: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！
北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
人工林
生物种类_____
营养结构_____
自我调节能力_____
抵抗力稳定性_____
恢复力稳定性_____
热带雨林
生物种类_____
营养结构_____
自我调节能力_____
抵抗力稳定性_____
恢复力稳定性_____
少
简单
弱
低
高
多
复杂
强
高
低
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定
核心
影响 因素
模型 保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
受到破坏，恢复原状
生物种类越多、营养结构越复杂
→自我调节能力越强
→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单
→自我调节能力越弱
→恢复力稳定性越高
稳定性
营养结构复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的总稳定性越 。
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：
(1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有 。
(2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。
(3)x的大小可作为 强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越 。
自我调节能力
大于
恢复力稳定性
低
低
一、生态平衡与生态系统的稳定性----（二）生态系统的稳定性
“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”
河流受到轻微污染,通过自身净化，能够很快消除污染。
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
河流重度污染，恢复力稳定性被破坏
垃圾污染
打捞垃圾
下令拆迁
污水排放
乱砍滥伐森林,土地沙漠化
过度放牧，草场退化
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？
在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；
在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能力，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力；
旁栏思考：
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。
三、提高生态系统的稳定性
粮油
蔬果
肉蛋奶
木材
2.提高生态系统的稳定性的措施：
（1）控制对生态系统干扰的程度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
三、提高生态系统的稳定性
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
2.提高生态系统的稳定性的措施：
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
农田施肥
防护林防风阻沙
三、提高生态系统的稳定性
人工造林、人工种草、鼠虫害治理、“黑土滩”治理
封山育林、休牧育草、围栏封育
控制对生态系统的干扰强度
给予相应的物质、能量的投入
措施
原则
三、提高生态系统的稳定性
2.提高生态系统的稳定性的措施：
1.目的要求：
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性
2.基本原理：
在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
四、制作生态缸，观察其稳定性
制作生态缸框架
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
铺土
注水
放入动、植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射。
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
3.实验
步骤
四、制作生态缸，观察其稳定性
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
生态缸的材料必须
生态缸宜 不宜 ，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
生活力
透明
小
大
适宜
空间
散射
齐全
防止外界生物或非生物因素的干扰
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
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
便于操作；缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
四、制作生态缸，观察其稳定性
4.设计和制作生态缸的要求
讨论
1. 实验设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
【提示】要有生产者、消费者、分解者，还要有水、无机盐、空气、光等非生物因素。
2. 生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？
3. 达到稳定状态后，生态缸内的生物种类与数量有无变化？如有，是怎样变化的？
4. 在生态缸中，最后留下来的生物在这个人工生态系统中分别起什么作用？
四、制作生态缸，观察其稳定性
5.结论
（1）人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久；
（2）人工生态系统的稳定性是有条件的
①源源不断的能量输入;
②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。
(即不同营养级生物之间的比例是否合适)
四、制作生态缸，观察其稳定性
生态系统的稳定性
1.稳定性的原因：
2.稳定性的表现：
3.提高稳定性的策略：
自我调节能力
（1）基础：负反馈调节
（2）特点：有限的
表现 实质 影响因素 两者联系
抵抗力稳定性
恢复力稳定性 抵抗干扰，
保持原状
遭到破坏，恢复原状
组分数量；
食物网复杂程度；
自我调节能力强弱；
呈负相关
特例：
苔原、荒漠双低
（1）控制干扰，适度利用
（2）实施物质、能量投入
课堂小结
课堂小结
生态系统的稳定性
生态平衡
生态系统的稳定性
控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力
对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调
提高生态系统的稳定性
结构平衡
功能平衡
收支平衡
概念
调节机制：负反馈调节
类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
制作生态缸
本章小结
练习与应用
一、概念检测
1. 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。
（1 ）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。 （ ）
（2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。 （ ）
2. 封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为 （ ）
A. 封山育林控制了物质循环
B. 延长了生态系统中的食物链
C. 增加了生态系统中消费者数量
D. 使生态系统营养结构复杂性增加
√
√
D
3. 天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是 （ ）
A. 马尾松对松毛虫抵抗力差
B. 人工林内松毛虫繁殖能力强
C. 人工林成分单一，营养结构简单
D. 当地气候适于松毛虫的生长和繁殖
C
二、拓展应用
某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代, 当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。
请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。
1. 当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣, 为什么河水仍能保持清澈？
【提示】生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。
2. 大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么？
【提示】大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。
3. 可以采取什么措施来改善该地河流水质？
【提示】从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。
复习与提高
一、选择题
1. 下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是 （ ）
A. 沼气池中的微生物是该生态系统的分解者
B. 微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
C. 沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D. 多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
C
2. 在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是（ ）
A. 能量可驱动物质循环
B. 物质和能量可循环利用
C. 能量只能在食物链中流动
D. 能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
A
3. 生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行，下列与之相关的叙述，正确的是 （ ）
A. 物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的
B. 能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
C. 只有生物才会对信息有反应，因此信息传递只发生在生物群落内部
D. 生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
B
4. 毛竹与榜树、苦楮等阔叶树形成的混交林，其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是 （ ）
A. 毛竹纯林易发生病虫害
B. 混交林中物种多样性高
C. 混交林中食物网更复杂
D. 混交林中能量可循环利用
D
二、非选择题
1. 将以下概念之间的关系分别用概念图的形式表示出来。
生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。
【提示】举例如下。
2. 下图是河流生态系统受到生活污水（含大 量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。
请据图冋答下列问题。
（1） 在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
【答案】藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
（2） 在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
【答案】有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
2. 下图是河流生态系统受到生活污水（含大 量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。
请据图冋答下列问题。
（3） 水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
【答案】藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
（4 ）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？
【答案】河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
3. 棉铃虫是棉田常见的害虫，喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫，但同时也会杀死棉铃虫的天敌，并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌——赤眼蜂，虽然不能彻底消灭棉铃虫，但是能将它们的种群数量控制在较低水平，也不会造成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性？为什么？
【答案】放养赤眼蜂。因为喷酒高效农药、在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。
4. 有科学家指出：“没有物质，什么都不存 在；没有能量，什么都不会发生；没有信息，任何事物都没有意义。”在生态系统中，物质、能量和信息是这样起作用的吗？在细胞、个体、种群、 群落等层次，它们所起的作用也是这样的吗？试举例谈谈对这句话的理解。
【提示】生命有物质性，即生命体都是物质实体，因此物质是生命的基础。在生态系统中，生物体都是由物质组成的，其生命活动所需要的物质都来自环境，没有物质，什么都不存在。生命活动会消耗能量，能量驱动生命活动的有序进行，因此能量流动是生态系统的动力，没有能量，生命活动都不能正常进行，因此可以说什么都不会发生。信息调节保证了生命活动的有序进行，没有信息，生命系统难以维系和运转。例如，如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息，捕食者就无法捕获猎物，猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个角度看，没有信息，任何事物都没有意义了。
在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次，物质、能量、信息都发挥着作用，尽管有细微差别，但大体上是一致的，不论在哪个层次，生命都是物质、能量、信息的统一体。
1.什么是生态系统的稳定性？2.生态系统稳定性的原因？
3.生态系统具有自我调节能力的基础？4.生态系统的自我调节能力是无限的吗？
5.生态系统的稳定性表现在哪两方面？
6.联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
7.在处于平衡的生态系统中，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的关系？这说明了什么？
8.这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？.什么是负反馈调节？其意义是？生态系统稳定性的概念？原因是什么

展开更多......

收起↑