资源简介

(共30张PPT)
【本节聚焦】
1. 什么是生态平衡？
2. 生态系统如何自我调节？
3. 怎样理解生态系统的稳定性？
4. 怎样提高生态系统的稳定性？
第5节 生态系统的稳定性
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。
讨论：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？生物入侵对生态系统有什么危害？
由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素。
问题探讨
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，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治
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。
什么是生态平衡
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
这些生态系统哪个处于生态平衡？
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。
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。
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？
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。
2、生态平衡特征：
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。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
高原鼠兔
草
实例一
狼
构建模型：阅读课本74页第二段并尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，构建相关的概念模型，理解相应的调节机制。
3、生态平衡的调节机制
分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的？
森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？
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、动态平衡的调节机制
实例1:（群落内部）
负反馈调节
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，生物群落与非生物
环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
实例2:（生物群落和非生物环境之间）
上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈调节机制。
什么是负反馈？其意义是什么？
（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，使系统保持稳定。
—— 负反馈调节
3.生态平衡的调节机制：
思考：如果是正反馈调节调节生态系统，结局又是怎样？
（2）负反馈调节意义
负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。
3、 生态平衡的调节机制
正是因为生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定。
上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。
1.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。
维持
恢复
生态系统
的稳定性
原因
基础
自我调节能力
负反馈调节
外界干扰因素强度超过一定限度时
生态平衡遭到严重的破坏
2.调节机制：
生态平衡遭到严重的破坏
二、生态系统的稳定性
阅读课本74页最后2段及75页，思考并在课本找出下列问题答案
任务1、分析实例，总结生态系统稳定性的类型
实例：
(1)蝗虫采食下，草原植物再生能力增强。
(2)树木扩展发达根系抵抗干旱
(3)森林局部火灾，若干年后恢复原状
(4)野火烧不尽，春风吹又生
以上实例各体现了生态系统哪方面能力？
任务2、研究生态系统稳定性与结构复杂性的关系。
(1)试从组成成分、营养结构角度分析，当遭遇干旱或虫害时，自然林与人工林谁抵抗力强？
(2)火灾后，谁更容易恢复原貌？
(3)根据资料分析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？
抵抗力稳定性、
恢复力稳定性的概念
生态系统的两种稳定性的关系？
生态系统的稳定性与组成成分、营养结构的关系？
理解
归纳
二、生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性
（1）概念：生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。
抵抗外界干扰
保持原状
核心：抵抗干扰，维持原状
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
（2）规律：
二、生态系统的稳定性
（1）概念：生态系统在 后
的能力。
2、恢复力稳定性
（2）实例：
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
若干年后，大兴安岭的植被
大兴安岭1987火灾
二、生态系统的稳定性
核心：受到破坏，恢复原状
（3）规律：
森林生态系统
草原生态系统
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？
特点1：不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。
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
北极冻原生态系统
二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。
二、生态系统的稳定性
生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，恢复速度和恢复时间一样？
河流土壤
自身净化作用
自身净化作用不足以消除
恢复
恢复力稳定性遭到破坏，
难以自动修复
轻微污染
重度污染
生态系统受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的
生态系统的自我调节能力是有限的
4.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较：
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！
区分抵抗力稳定性与恢复力稳定性：
“一直撑着就是抵抗力稳定性！
被打倒了再爬起来就是恢复力稳定性！”
【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
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　　　　　　　。（两条虚线之间的部分）
自我调节能力
生态系统的功能
时间
TS
y
x
干扰
正常作用范围
① y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。
（y越大 稳定性越 ；反之越强）
抵抗力
抵抗力
低
② x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。
（x越大 稳定性越 ；反之越强）
恢复力
恢复力
低
③TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____）
总
低
干扰越大，y越大，偏离正常范围越远，恢复所需时间越长，x越大
对于同一个生态系统来说，x与y的关系是呈 相关。
正
1.森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统的正常功能。
2.一场火过后，森林中的种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
练习 ：判断下面所代表的是那种稳定性？
3.草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。
4.草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
1.提高生态系统的稳定性的意义
（1）处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
（2）处于生态平衡的生态系统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
热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度极大！这就启发我们应该如何提高生态系统的稳定性呢？
2.提高生态系统的稳定性措施
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；
合理放牧
封山育林
适量捕捞
适量砍伐
三、提高生态系统的稳定性
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。
三北防护林（防风阻沙）
对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。
人类利用强度较大的生态系统像农田、果园、人工鱼塘等，物质、能量的输出比较大，我们如何提高这类生态系统的稳定性呢？
三、提高生态系统的稳定性
2.提高生态系统的稳定性措施
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措施
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：
①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。
②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
密封
散射
存活
和水质变化
生物生活力强、成分齐全
防止水温过高导致水生植物死亡
防止外界生物或非生物因素的干扰
宜小不宜大，水量适宜，留有空间
材料透明
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
3.实验步骤
四、制作生态缸，观察其稳定性
4.设计和制作生态缸的要求
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 .　
②保持生态缸内温度；③便于观察
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
生命力
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
①为光合作用提供光能；
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
5. 注意事项
（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等；
（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
四、制作生态缸，观察其稳定性
①生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，
但其结构比较 ，自我调节能力 。
②不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统
的稳定性是有条件的。
简单
差
有长有短
6.结果分析及结论
四、制作生态缸，观察其稳定性
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：
a.源源不断的能量输入;
b.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)
生态系统的稳定性
课堂小结

展开更多......

收起↑