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第7课时
第3章 生态系统及其稳定性
生态系统的稳定性
人教版 选择性必修2
1.阐明生态平衡与生态系统的稳定性
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性
3.简述提高生态系统稳定性的措施
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.为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，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。
2.我国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？
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。
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
【概念生成】
任务1：分析资料，归纳总结生态平衡的特征
阐明生态平衡与生态系统的稳定性
目标
一
资料1 阿拉斯加冰河湾有闻名于世的大冰川由于全球变暖，冰川有融化现象，由入海口向内冰川的融化程度不同，因此在不同地点逐渐形成处于不同演替阶段的群落：杂草阶段、仙女木阶段、赤栉木阶段和云杉阶段。这些群落的外貌、物种组成及所处环境仍在不断变化。
讨论1：资料1中，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？
【提示】云杉林可能会比较稳定。原因：云杉林是经历数百年演替形成的，不适应环境的生物已基本被淘汰，适者得以保留和发展，并达到与环境相适应，的相对稳定的状态。
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生产量和总呼吸量的变化曲线图。
讨论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？
【提示】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。
讨论3：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-消费一分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
【提示】生产一消费一分解过程保证了物质循环和能量流动。在成熟阶段，生产过程和消费、分解过程应处于平衡中，这样才能使群落的收支呈现平衡。
【知识总结】
①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行。③收支平衡
处于生态平衡的生态系统所具有的的特征：
任务2：阅读教材74页第二段两个案例，尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，简要描绘其中的调节过程。
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
森林植被逐渐恢复
生态平衡的调节机制——负反馈调节
(1)概念：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。
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
改邪归正
原方向
（2）负反馈调节意义
负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系具备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！
二、生态系统的稳定性
1.概念：
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2.类型：
原因
基础
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
3.机理：
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。
4.自我调能力有限：
黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。
任务1：比较森林生态系统和三江源地区的草原生态系统在两种稳定性表现上的差别，简要表述理由
举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性
目标
二
一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。反之，生态系统的组分越少，食物网越简单，其自我调节能力就越弱，恢复力稳定性较高。
一、抵抗力稳定性
1、概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持
原状(不受损害)的能力。
干扰
（抵抗干扰，维持原状）
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
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
2、规律：
一般来说，生态系统中的 ，食物网越 ，
其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
例如：
热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，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。
组分越多
复杂
二、恢复力稳定性
1、概念：
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）
干扰
例如：森林局部火灾后，仍能逐步恢复原状
森林火灾
灾后恢复
2、与抵抗力稳定性的关系：
往往相反
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其 与
是不一样的。
3、特点：
恢复速度
恢复时间
河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。
如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！
任务2：用数学模型来表示两种稳定性的关系。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身结构与功能相对稳定
核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状
联系 一般情况下二者呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
【核心归纳】
讨论：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？
【提示】提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。

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