资源简介

(共35张PPT)
The stability of ecosystems
第三章第五节
生态系统的
稳定性
本节聚焦
01
什么是
生态平衡？
02
生态系统如何自我调节？
03
怎样理解
生态系统的稳定性？
04
怎样提高
生态系统的稳定性？
解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力
举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响
阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定
设计并制作生态缸，观察和比较不同生态缸中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因
设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案
教学目标
课标内容
核心素养
教学目标
通过实例分析理解生态平衡的特征、生态系统稳定性的概念、过程和机理，培养运用知识解决实际问题的能力
生命观念
通过构建模型、分析实例，理解和辨析抵抗力稳定性和恢复力稳定性的机理、负反馈调节的作用培养运用科学思维解决环境问题的能力，树立科学的发展观和环境保护观
科学思维
问题探讨
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
毒麦
互花米草
飞机草
凤眼莲
石矛
蔗扁蛾
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）
紫茎泽兰
问题探讨
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。
紫茎泽兰
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？
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
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？
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，如如何布点释放，释放多少等等，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
资料2：云蒙山国家森林公园位于密云县西部。那里害虫种类非常多，它们以林木为食，但是在那里从未出现重大虫灾，也从未造成大的伤害。
紫茎泽兰
一、生态平衡
森林适当砍伐
草原适当放牧
海洋适当捕捞
地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就可以通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。
生
态
平
衡
一、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。
结构平衡
功能平衡
收支平衡
特征
生态平衡
①结构平衡
生态系统的各组分保持___________。
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了 总在循环，
不断流动，生物个体持续发展和更新。
在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
相对稳定
物质
能量
生产者
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
②功能平衡
③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。
生态平衡的调节机制——负反馈调节
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
实例一：
草增加
兔的生存空间和资源增加
草减少
兔的生存空间和资源减少
兔增加
兔减少
狼减少
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
生态平衡的调节机制——负反馈调节
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。
实例二：
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
生态平衡的调节机制——负反馈调节
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模型图
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
③意义
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。
思考：生态系统的自我调节能力是无限的吗？
生态系统的自我调节能力是有一定限度的
发生偏离
正反馈调节
更加偏离
破坏稳态（错上加错）
原方向
溶解氧下降
鱼类大量死亡
湖泊受到污染
分解作用加快，水体发臭
（+）
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
当干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。
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。
（2）原因
生态系统具有一定的自我调节能力。
（3）类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
②表现
③特点
生态系统维持生态平衡的能力
生态系统的自我调节能力是有限的
①基础
负反馈调节
二、生态系统的稳定性
抵抗力稳定性
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。
（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
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
二、生态系统的稳定性
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）
生态系统中的组分越少
食物网越简单
自我调节能力就越弱
抵抗力稳定性就越低
北极冻原生态系统中，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
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。
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！
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
抵抗力稳定性越高
生态系统的组分越少
食物网越简单
自我调节能力就越弱
恢复力稳定性较高
用数学模型来表示两种稳定性的关系。
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
恢复力稳定性
一般呈负相关关系
相互作用共同维持生态系统的稳定
二、生态系统的稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力 生态系统在受到外界干扰因素的_____
后 的能力
实质
核心
特点 生态系统中的组分越多，食物网越 ，其自我调节能力就 ，抵抗力稳定性就越高 生态系统的物种丰富度越小，营养结构越 ，恢复力稳定性越 。
抵抗干扰，维持原状
遭到破坏，恢复原状
抵抗
保持原状
破坏
恢复到原状
保持自身结构功能的相对稳定
恢复自身结构功能的相对稳定
复杂
越强
简单
强
思考：结构简单的生态系统，恢复力稳定性一定高吗？
冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低
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
北极苔原
沙漠
三、提高生态系统的稳定性
A.可以持续不断地满足人类生活所需；
1.意义
B.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
A.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.措施
合理放牧
封山育林
适量捕捞
三、提高生态系统的稳定性
B.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。
2.措施
农田施肥
三北防护林
探究实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
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。
1.基本原理
探究实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
蚯蚓：
蜗牛、小乌龟：
浮萍、水草等植物：
水、土壤、阳光等：
2.实验材料
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全，还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
分解者
消费者
生产者
非生物的物质和能量
探究实践---设计制作生态缸，观察其稳定性
实验流程
铺垫细沙
注水
放置动植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
注入适量的河水或池塘水，使缸内有陆上与水下之分
根据生物本身的生活习性正确放置适量的生物个体
用胶带将生态缸口01密封
将生态缸放置在光线良好的2散射光下
每周定时观察生态缸中生物的03存活和水质；变化情况
探究实践---设计制作生态缸，观察其稳定性
3.生态缸设计注意事项
设计要求 相关分析
一般是封闭的
材料必须透明
采光应用较强的散射光
宜小不宜大，缸中的水量 应适宜，要留出一定的空间
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光能；
保持生态缸内温度；便于观察
防止水温过高导致水生植物死亡
便于操作；缸内储备一定量的空气
探究实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
讨论
1.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
2.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及依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个星期以后。
3.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。
思考 讨论：设计提高生态系统稳定性的方案
1. 结合上述信息，并查阅有关资料，与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。
物种多样性及经济效益角度：可以间种其他树种及一些经济作物，适当增加草本和灌木数量；例如，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物；
从保持土壤肥力角度：土壤中接种固氮菌；
桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富；桉树密度高达1 000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。
课堂小结
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
负反馈调节
具有自我
调节能力
具有一定的限度
基础
原因
特点
提高措施
提高措施
包括
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
抵抗干扰
保持原状的能力
受到破坏后
恢复原状的能力
生态系统的稳定性
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
当堂检测
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
当堂检测
3.下列事例中属于恢复力稳定性的是(　　)
A.由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害
B.当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化
C.乡村的一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故
D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物遭到一定程度破坏后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态
D
A项在受到外界干扰后没有恢复原状；B项和C项都抵抗了外界干扰而保持原状，属抵抗力稳定性；只有D项在大型肉食动物闯入相对封闭的生态系统后，经过各成分相互作用又恢复到原来的状态，属恢复力稳定性。
解析
当堂检测
4.下列有关制作小生态缸实验的叙述中，不正确的是(　　)
A.生态系统内部具有自我调节能力，所以生态系统的稳定性与非生物因素无关
B.若模拟池塘生态系统，则不能将水装满
C.小生态缸封闭以后，其内的生物数量会发生变化，最后趋于相对稳定
D.制作的小生态缸必须是透明且密封的，并给予适当的光照
A
非生物环境是生态系统中生物生存所需能量和物质的来源，温度和光等因素对生物的生存都有重要的影响，A错误。
解析
当堂检测
5.据调查，目前我国四分之一以上的国土荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达到500亿元。为治理国土荒漠化，我国在全国范围内实施了“退耕还林、还草、还湖”措施，其生态学原理是(　　)
A.增加生产者的种类和数量
B.增加生态系统中有机物质含量
C.增加食物链中的营养级
D.增加生物种类，提高生态系统的自我调节能力
D
生态系统自我调节能力的大小与物种种类的多少、营养结构的复杂程度有关，即物种种类数越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强。
解析

展开更多......

收起↑