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(共32张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
第1课时 生态平衡及其调节机制
导入新课（导入一）
位于河北省最北部的塞罕坝,天蓝、地绿、水清,满目苍翠。谁能想到,这片草木丰美之地曾因过度开垦一度沦为“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”的荒漠沙地,生态系统极端脆弱。50多年来,几代塞罕坝人艰苦创业、前赴后继,建成了世界上面积最大的人工林,从莽莽荒原到百万亩林海,书写了可歌可泣的绿色传奇。
导入新课（导入一）
今天的塞罕坝林海茫茫、芳草如茵、鸟兽繁集,抵抗和消除外来干扰的能力不断增强,不仅提高了自身的稳定性,也成为华北地区的水源卫士和风沙屏障。大大小小的自然生态系统或人工生态系统,都具有一定的自我调节能力,这种能力的大小与哪些因素有关 面对自然和人为因素的影响,生态系统通过怎样的调节机制才能达到结构与功能相对稳定的状态
导入新课（导入二）
草原和森林都是自然生态系统的主要类型。草原是畜牧业的基础,也是全球碳循环的重要组成部分;而森林约占全球30%的土地面积,提供全球大部分的植物量,森林生态系统不仅为净化大气、固碳释氧、保育土壤等提供重要保障,也是生物资源的重要宝库。稳定的生态系统可以持久地发挥其生态效应。然而,面临气候变化和人类活动等诸多干扰时,生态系统如何保持自身结构和功能的相对稳定,维持动态平衡
环节一：生态平衡
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
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。
环节一：生态平衡
资料 刘选富、张亚奇通过对云南松林15年的固定样地追踪调查,研究了紫茎泽兰入侵云南松林后引起的生物多样性剧烈变化的过程。表为物种组成数量的变化过程。
环节一：生态平衡
资料 20世纪,青藏高原的生态环境明显恶化,形势日益严峻。位于高原腹地的三江源,冰川、雪山逐年萎缩,江河、湖泊和湿地缩小、干涸;沙化、水土流失的面积不断扩大;荒漠化和草地退化日益突出;长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏;虫鼠害肆虐;珍稀野生动物盗猎严重;受威胁的生物物种占总类的20%以上。
环节一：生态平衡
生态平衡的概念:
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。
环节一：生态平衡
如图为内蒙古呼伦贝尔大草原一景,请你从群落演替的角度分析,如果气候条件没有剧烈变化,也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
环节一：生态平衡
如图为某一生态系统在成熟阶段时,群落的总生产量和总呼吸量从早期阶段到成熟阶段变化过程曲线,请分析这两种曲线呈现怎样的趋势 这说明了什么
环节一：生态平衡
生态平衡的特征:
(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。
环节一：生态平衡
资料 据统计,土壤中约有数百万种细菌、真菌、藻类、原生动物、环节动物和线形动物等生物。土壤中还有植物种子、植物根系和地下茎等。土壤生态系统的一种基本食物链是以植物根系为第一营养级,土壤食草动物为第二营养级。食物链不仅是土壤生态系统物质循环和能量流动的基本途径,也是地下部分与地上部分相互作用的纽带。不同种类的植物、不同类型的土壤及植物根系多样化的分布位置等,为各种土壤动物提供了食物及栖居条件,使土壤生态系统内部形成复杂而稳定的关系。
环节一：生态平衡
此外,植物的根系会产生各种分泌物,使其周边区域形成一个与本体土壤不同的根际环境,这一环境中的微生物多样性会明显改变,而根际微生物又通过改变植物的生长条件和营养的可用性,影响植物多样性、群落结构和生态系统的复杂性。
环节一：生态平衡
蚯蚓是土壤生态系统的重要一员,它促进植物枯枝落叶的降解,促进土壤有机物的分解与转化,它的活动为土壤微生物的繁育创造了有利条件。蚯蚓的粪便中含有丰富的有机质以及植物所需的元素,土壤微生物不仅可以将蚯蚓粪便转化成易被植物吸收的有效成分,而且还能合成一系列有生物活性的物质,刺激植物根系发育,促进植物生长。
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
实例1 在一片草地上,如果高原鼠兔大量增加,草就会被大量啃食,于是高原鼠兔之间对食物等资源的竞争就会加剧,导致高原鼠兔的生存空间和资源减少;同时,捕食者狼因食物(高原鼠兔)丰富而数量增多,它们会捕食更多的高原鼠兔。这样经过一段时间后,高原鼠兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
任务1:尝试用文字、线框、箭头等符号,简要描绘其中的调节过程。
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
实例2 在森林中,随着植被的大量生长,森林逐渐变得郁闭,林间阳光减少,制约了林下树苗的成长,还导致枯枝落叶的积累,增加了发生自然火灾的可能性。不久,一场森林火灾发生了,灾后由于光照更加充足,土壤的无机养料增多,于是许多种子萌发,幼苗迅速成长,森林面貌逐渐恢复。
任务2:绘制上述实例中森林生态系统的调节过程示意图。
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
负反馈调节的定义:
环节二：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。
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
实例1:高原鼠兔数量增加是因,狼数量增加是果;狼数量增加又成为新的因,通过反馈调节使高原鼠兔数量减少,是新的果。如此循环往复,使高原鼠兔和狼的数量维持在相对稳定的水平。
实例2:
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
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。
生态系统中物种丰富度越高,种群间关系越为复杂,物种间能量流动和信息传递的通路越丰富,自我调节的通道也就越多样。生态系统的自我调节能力越强,越容易维持其稳定状态。
某草地食物网
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
任务3:以“草→昆虫→蜘蛛→捕虫鸟→鹰”这条食物链为主线,推测蛙的数量增加或减少时,生态系统可能发生的变化 ,并讨论反馈调节是否发挥了作用。
反馈调节有负反馈调节和正反馈调节:
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
负反馈调节抑制和减弱最初发生变化的成分所发生的变化,结果是使生态系统保持稳定。
正反馈调节加速最初发生变化的成分所发生的变化,结果是使生态系统远离稳定。
生态系统的自我调节能力的主要表现:
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
3个方面:同种生物的种群密度的调控;异种生物种群之间的数量调控,多出现于植物与动物或动物与动物之间;生物与环境之间的相互调控。
分析轻度污染后河流的有机物、好氧菌、溶解氧、藻类及无机物的变化。
环节二：生态平衡的调节机制——负反馈调节
核心总结
课堂练习
1.下列关于生态学中的稳定与平衡的叙述,错误的是 ( )
A.稳定的种群具有稳定型年龄结构,性别比例为1∶1,个体数就达到K值
B.演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征
D.资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
A
课堂练习
2.科学家对某一时间范围内苔草、旅鼠及北极狐的数量变化进行了调查,结果如图所示。调查中还发现旅鼠种群密度过大时,雌鼠会出现排卵功能减退、泌乳受抑制、对仔鼠照顾不良等生理变化。据此分析,下列说法不正确的是 ( )
课堂练习
A.旅鼠、苔草、北极狐这三种生物组成一个生物群落
B.旅鼠、苔草、北极狐之间存在负反馈调节
C.数量激增后,旅鼠出现的“自杀”行为,反映了生态系统的信息传递功能
D.通过引进旅鼠的新天敌,一定能提高生态系统的稳定性


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