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第5节 生态系统的稳定性
本节聚焦:
什么是生态平衡？
生态系统如何自我调节？
怎样理解生态系统的稳定性？
怎样提高生态系统的稳定性？
第3章 生态系统及其稳定性
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
互花米草
飞机草
凤眼莲
湿地松粉蚧
强大小蠹
美国白蛾
非洲大蜗牛
福寿螺
中国第一批外来入侵物种名单（16种）
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
问题探讨
年份 1998 2003 2006 2009 2011 2012
植物种数 98 90 84 47 38 35
思考：紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会发生什么变化？生物多样性呢？
随入侵年限的增加，植物的种类逐渐减少。
有些动物随后消失，生物多样性下降。
资料：紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响
推测：当地生态系统的结构和功能会发生变化吗？
1.什么是生态平衡？
2.生态平衡有哪些特征？
3.生态平衡通过什么机制来维持动态平衡？
4.负反馈的概念？
5.负反馈调节的意义？
阅读教材P73-74，思考以下问题
一、生态平衡与生态系统的稳定性
【自主学习】
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）
一、生态平衡
1.概念：
结构
功能
判断下面的生态系统哪些处于生态平衡？
生态平衡的特征有哪些？
（1）结构平衡：
生态系统各组分保持相对稳定。
一、生态平衡
2.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。
一、生态平衡
2.特征：
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？
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。
（2）功能平衡
（1）结构平衡
一、生态平衡
2.特征：
（3）收支平衡
动态平衡
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
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）
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
—— 负反馈调节
实例1: 草地上草，兔和狼的数量变化
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
狼减少
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。
3. 生态平衡的调节机制
一、生态平衡
实例2: 森林火灾及灾后恢复
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
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
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。
—— 负反馈调节
3. 生态平衡的调节机制
一、生态平衡
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。
—— 负反馈调节
3. 生态平衡的调节机制
一、生态平衡
选择性必修一P52
1.实例：
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
2.结果：
补充资料
正反馈调节的过程
使生态系统远离平衡状态
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。
二、生态系统的稳定性
任务二：阅读课本75、76页第一段，完成下列问题：
1.生态系统的稳定性表现在哪两方面？请举例说明。
2.请用数学模型来表示两种稳定性的关系。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性:
恢复力稳定性:
森林局部火灾前后
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
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。
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。
1.生态系统的稳定性的类型
思考1：人工林和天然林相比，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？
低；人工林组成成分少，食物网简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
思考2：火灾后，谁更容易恢复原貌？
人工林；恢复力稳定性高。
分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性特点
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
关系
抵抗力
稳定性
恢复力
稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
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。
二、生态系统的稳定性
思考1：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
思考2：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？
生态系统的自我调节能力是有限的
“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”
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。
思考3.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？
(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。
1. 提高生态系统的稳定性的意义
1.要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，合理适度利用生态系统；
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。
封山育林
适度捕捞
适量砍伐
合理放牧
农田施肥
防护林防风阻沙
2.提高生态系统的稳定性
适量捕捞
制作生态缸，观察其稳定性
探究.实践
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。
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
制作生态缸，观察其稳定性
探究.实践
4.设计要求及目的
设计要求 目的
生态缸必须是 的 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者) 使生态缸中的生态系统能够进行_____ 和 ，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须_____ 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
封闭
物质循环
能量流动
透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的_____ 便于操作，且使缸内储备一定量的空气
生态缸的采光应使用较强的 光 防止水温过高导致水生植物死亡
选择动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
空间
散射
2.生态缸的稳定性高还是低？为什么？
是，因为它具有生态系统的各个组成成分
低，因为生态缸中生物种类少，
营养结构简单。
1.生态缸是不是一个生态系统？为什么？
3.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
非生物的物质和能量
三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
分解者
生产者
消费者
讨论
4.生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？
一般等到缸内生物相互适应、相互依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个星期以后。
5.达到稳定状态后，生态缸内的生物的种类和数量有无变化？如有，是怎样变化的？
有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧逐渐减少，以浮游生物为食的小型动物先死亡。
讨论
生态平衡概念及种类
生态系统的稳定性
生态平衡特征
生态平衡调节机制
生态系统的稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
提高生态系统稳定性的意义及措施
原理及方法步骤
注意事项及结果分析
本节小结
生态平衡与生态系统稳定性
稳定性的种类及提高稳定性
制作生态缸

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