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生态系统的稳定性
生态系统及稳定性
问题探讨
讨论
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。
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？
提示：紫茎泽兰的繁殖和适应能力很强，在入侵地没有天敌等因素的制约。
泽兰实蝇(上)与紫茎泽兰(下)
问题探讨
讨论
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。
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？
提示：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。
生态系统的稳定性
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，生态系统就能够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。
生态平衡含义
生态平衡的特征
生态系统的各组分保持相对稳定。
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。
例如，在某生态系统中，植物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。
生态平衡是一种动态的平衡
结构平衡
功能平衡
收支平衡
生态平衡调节的机制
兔增加
兔减少
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
狼减少
狼增加
兔的数量恢复或接近原来水平
尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述74页第2自然段一片草地上的兔、草、狼个体数量变化的调节过程。
生态平衡调节的机制
植被大量生长森林郁闭
林间阳光减少
种子萌发
林下树苗生长
枯枝落叶积累
火灾
光照充足，土壤无机养料增多
植被面貌
逐渐恢复
制约
森林火灾
火灾后的恢复
尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述74页第2自然段森林植被火灾后恢复的调节过程。
生态平衡调节的机制
负反馈
该草原生态系统遇到了干扰
两生态系统都能对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡。
该森林生态系统遇到了破坏
调节机制
负反馈
含 义
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。
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。
生态系统具有
自我调节能力
负反馈调节
生态系统维持相对稳定
基础
结果
导致
1.下列关于生态系统的稳定性和生态平衡的叙述，错误的是（ ）
A.两者都是处于动态变化中的稳定与平衡，具有相对性
B.提高生态系统稳定性、维持生态平衡有利于实现可持续发展
C.生态平衡是一种决定生态系统稳定性的能力，两者有共同基础
D.人们利用恢复生态学重建某区域使其恢复正常就是要实现生态平衡
C
课堂检测
2.生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。下列哪项不属于负反馈调节（ ）
A.池塘被倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差
B.草原被牛羊适当采食后，草原植物增强再生能力，减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被，空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能迅速萌发生长
D.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升，使鼠的增加受到抑制
A
课堂检测
生态系统的稳定性
含 义
人们把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，叫作生态系统的稳定性。
实 质
生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
特 点
生态系统的自我调节能力有限。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，生态平衡就会遭到严重的破坏。
举例
表现——抵抗力稳定性和恢复力稳定性
含义
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。
森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。
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，维持生态系统正常的功能。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
表现
表现——抵抗力稳定性和恢复力稳定性
特点
一般来说，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。
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。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
表现
热带雨林动植物种类繁多，营养结构复杂，其中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。
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。
河流与土壤的污染：轻微污染可通过自身的净化作用很快恢复到接近原来的状态；重度污染下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。
热带雨林在遭到严重的砍伐，草原受到极度放牧后，恢复原状的时间漫长，难度极大！
保护——提高生态系统的稳定性
原 因
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，如粮油、蔬果、肉蛋奶、木材等农副产品。
处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
保护——提高生态系统的稳定性
措 施
控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
例如，对过度利用的森林与草原，首先应封育，待恢复到较好状态时再适度利用。
草原防护林
保护——提高生态系统的稳定性
措 施
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。
例如，为使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉、控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”。我国在东北、华北和西北地区已经建造了大规模的“三北”防护林，防护林有效地防风阻沙，保护了这些地区的草原与农田。
【思考·讨论】设计提高生态系统稳定性的方案
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按树密度有关：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1000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。
【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。
提示：从提高人工桉树林的物种多样性、结构复杂性、提高经济效益、保护生态等角度检索和阅读相关研究文献，根据科学研究结果提出科学的、有效的措施。例如，从考虑经济效益的角度，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；从保持土壤肥力的角度，可以在土壤中接种固氮菌株、根际菌株等。
讨论
2. 按上述思路，选择一个自己比较熟悉的生态系统，如退耕还林、还草、还湖过程中新形成的森林、草原、湖泊生态系统，城市建设中兴建的森林公园或湿地生态系统，查阅资料，设计提高其稳定性的方案。
3.如图甲、乙是两个不同的淡水生态系统的结构和功能变化曲线。在时间点a时刻，两者同时受到相同类型和强度的污染物排放干扰，致使两者结构和功能都出现较大波动。下列分析错误的是( )
A.曲线显示，针对该种类型和强度的污染物干扰，乙生态系统的抵抗力稳定性明显强于甲生态系统
B.在污染物类型和排放强度不变的情况下,若乙
生态系统所受干扰提前，则其B点会向左移动
C.若污染物类型不变但增大排放量，则甲生态
系统对应的C点会向右移动
D.图中AB段与AC段时间差异取决于甲、乙生态系统的恢复力稳定性强弱，与抵抗力稳定性无关
D
课堂检测
1. 目的要求：
2. 基本原理：
设计制作生态缸，观察其稳定性
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
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，建构一个人工微生态系统是可能的。
③应当注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
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。
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
4.生态缸设计注意事项：
设计制作生态缸，观察其稳定性
铺土
注水
制作生态缸框架
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
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：
设计制作生态缸，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
5.结果分析：
设计制作生态缸，观察其稳定性
4.下列措施中，有利于维持森林生态系统稳定性的是（ ）
A.引入外来物种，增加该生态系统营养结构的复杂程度
B.彻底清除枯枝落叶，提高种子萌发率和幼苗的成活率
C.去除数量稀少的植物种类，为优势植物种类腾出空间
D.加强对各类生物和环境的保护，减少人类活动的干扰
D
课堂检测
5.生态瓶是一种极具有观赏性的人工模拟的微型生态系统。下列关于生态瓶的叙述，不正确的是（ ）
A.生态瓶构成了一个在物质和能量上自给自足的生态系统
B.在生态瓶中适当放入小动物，可以加快瓶内的物质循环
C.生态瓶中的沙土提供了非生物的物质和分解者等成分
D.一个星期后，生态瓶中的水变浑浊，说明该生态系统的自我调节能力是有限的
A
课堂检测
A.生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理
B.乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入
C.丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行
D.丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定
6.现有甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件如表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述错误的是（ ）
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：表中的
“＋”表示
有；“－”
表示无
A
课堂检测
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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