高中生物教學(xué)課件 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性人教版必修3公開(kāi)課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

人類(lèi)能否在生物圈之外建造一種適于人類(lèi)長(zhǎng)期生活生態(tài)系統(tǒng)呢？為何？美國(guó)科學(xué)家于1984興建“生物圈Ⅱ號(hào)”試驗(yàn)室第1頁(yè)生物圈2號(hào)啟示人工控制系統(tǒng)不一樣于自然界，大而全設(shè)計(jì)造成了顧此失彼。模擬各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)空間分布格局及大小百分比不合理。地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物間關(guān)系很復(fù)雜，目前人類(lèi)尚未全面理解生物間協(xié)調(diào)性，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性很難做到。它最主要啟示在于：我們?nèi)祟?lèi)目前對(duì)地球理解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，目前最佳措施還是保護(hù)和利用好地球，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可連續(xù)發(fā)展必由之路。第2頁(yè)一．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段時(shí)，所具有保持或恢復(fù)本身構(gòu)造和功能相對(duì)穩(wěn)定能力，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)中生物和非生物都在不停地發(fā)展變化著。但對(duì)于一種相對(duì)成熟生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)中多種變化只要不超出一定程度，生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造與功能就不會(huì)發(fā)生大變化。第3頁(yè)體現(xiàn)：1．生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者種類(lèi)和數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定。（構(gòu)造上平衡）2．具有比較穩(wěn)定食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)成份之間，物質(zhì)和能量輸入和輸出之間保持相正確平衡。（功能上平衡）第4頁(yè)補(bǔ)充：1．生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造和功能總是處于不停變化過(guò)程中，因此生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是相正確。生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)：生物種類(lèi)多樣化；構(gòu)造復(fù)雜化；功能完善化2．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是一種能力，生態(tài)平衡是一種狀態(tài)。3、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。第5頁(yè)二．生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原因：是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)整能力。生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力基礎(chǔ)是負(fù)反饋調(diào)整。大小取決于生態(tài)系統(tǒng)本身凈化能力和完善營(yíng)養(yǎng)構(gòu)造。一般情況下，生態(tài)系統(tǒng)物種組成越復(fù)雜，構(gòu)造越穩(wěn)定，功能越健全，生產(chǎn)力越高，它自我調(diào)整能力也越高。第6頁(yè)草食草動(dòng)物過(guò)度放牧食物短缺意義:生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力基礎(chǔ)負(fù)反饋調(diào)整成果:抑制或削弱了最初發(fā)生變化，使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)成或保持穩(wěn)定。第7頁(yè)正反饋湖泊受到了污染魚(yú)類(lèi)等生物死亡死魚(yú)等生物腐爛（+）實(shí)例：使生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)常遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有極大破壞作用。成果：+第8頁(yè)原方向原方向發(fā)生偏離發(fā)生偏離正反饋調(diào)整愈加偏離負(fù)反饋調(diào)整回到本來(lái)方向錯(cuò)上加錯(cuò)改邪歸正第9頁(yè)植物增加兔食物增加兔數(shù)量增加兔吃大量植物植物減少兔因饑餓死亡兔吃少許植物兔與植物關(guān)系第10頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整幾個(gè)實(shí)例當(dāng)河流受到輕微污染時(shí)，能通過(guò)物理沉降、化學(xué)分析和微生物分解等途徑，很快消除污染，河流中生物種類(lèi)和數(shù)量不會(huì)受到顯著影響。這是凈化作用實(shí)例。在森林中，當(dāng)害蟲(chóng)數(shù)量增加時(shí)，食蟲(chóng)鳥(niǎo)由于食物豐富，數(shù)量也會(huì)增多，這樣，害蟲(chóng)種群增加就會(huì)受到抑制。這是生物群落內(nèi)部負(fù)反饋調(diào)整實(shí)例。一場(chǎng)大火過(guò)后，森林中種群密度減少，不過(guò)由于陽(yáng)光充沛、土壤中無(wú)機(jī)養(yǎng)料增多，許多種子萌發(fā)后，迅速長(zhǎng)成新植株。這是生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間負(fù)反饋調(diào)整實(shí)例。第11頁(yè)

少許砍伐森林中樹(shù)木，森林構(gòu)造功能不會(huì)破壞。第12頁(yè)

草原上適量放養(yǎng)牲畜，草原不至于破壞。第13頁(yè)適度捕捉利用生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物，也不會(huì)造成種群嚴(yán)重減小，更不會(huì)滅絕。第14頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整能力都有一定程度，假如人為或自然原因干預(yù)超出了這個(gè)程度，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性就會(huì)被破壞。我國(guó)西北黃土高原，就是原有森林生態(tài)系統(tǒng)瓦解鮮明例子。第15頁(yè)

黃土高原過(guò)去不但有茂密森林，尚有茂密草原。不過(guò)，通過(guò)幾百年掠奪式開(kāi)發(fā)，盲目砍伐森林和濫墾草原，成果植被破壞殆盡，引發(fā)水土流失，因而成為一片荒山禿嶺。青山綠水窮山惡水黃土高原歷史變遷第16頁(yè)三．抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性:生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾原因破壞后恢復(fù)到原狀能力。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：抵抗力穩(wěn)定性:生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使本身構(gòu)造與功能保持原狀能力。（抵抗干擾，維持原狀）（遭到破壞，恢復(fù)原狀）第17頁(yè)1．抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性高生態(tài)系統(tǒng)特性：（１）生物種類(lèi)、數(shù)量多，一定外來(lái)干擾造成變化占總量百分比小。

（２）能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)途徑多，一條途徑中斷后尚有其他途徑來(lái)替代。

（３）生物代謝旺盛，能通過(guò)代謝消除多種干擾造成不利影響。第18頁(yè)抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱第19頁(yè)抵抗力很強(qiáng)抵抗力較弱第20頁(yè)1．在下列四種措施中，能提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整能力是（）

A．減少該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物種類(lèi)

B．增加該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物種類(lèi)

C．使該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)者和消費(fèi)者在數(shù)量上保持平衡

D．減少該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)捕食者和寄生生物數(shù)量B第21頁(yè)2．恢復(fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性高生態(tài)系統(tǒng)特性：（１）生物繁殖速度快，產(chǎn)生后裔多，能迅速恢復(fù)原有數(shù)量。

（2）生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，物種擴(kuò)張受到制約小。（3）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物能以休眠方式渡過(guò)不利時(shí)期或產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境新類(lèi)型。第22頁(yè)恢復(fù)力強(qiáng)恢復(fù)力弱第23頁(yè)2．草原上人工種草，為了避免鳥(niǎo)把草籽吃掉，用網(wǎng)把試驗(yàn)區(qū)罩上，后來(lái)發(fā)覺(jué)，草葉子幾乎被蟲(chóng)吃光，而沒(méi)加網(wǎng)罩草地反而長(zhǎng)得較好。造成這種現(xiàn)象原因是（）

A．植被破壞 B．環(huán)境污染

C．食物鏈被破壞D．缺水干旱C第24頁(yè)生物種類(lèi)

稀少營(yíng)養(yǎng)構(gòu)造

簡(jiǎn)單弱自我調(diào)整能力

抵抗力穩(wěn)定性

低第25頁(yè)生物種類(lèi)

多營(yíng)養(yǎng)構(gòu)造

復(fù)雜強(qiáng)自我調(diào)整能力

抵抗力穩(wěn)定性

高熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)第26頁(yè)森林生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)低抵抗力穩(wěn)定性較高抵抗力穩(wěn)定性較低恢復(fù)力穩(wěn)定性較高恢復(fù)力穩(wěn)定性較人工生態(tài)系統(tǒng)，假如沒(méi)有人為幫助，其抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性如何？都很低第27頁(yè)對(duì)一種生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性存在相反關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性關(guān)系（一般）抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等第28頁(yè)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性比較抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性概念影響原因聯(lián)系抵抗干擾，保持原狀遭到破壞，恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)成份越復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)成份越簡(jiǎn)單,恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。與本身調(diào)整能力有關(guān)相反關(guān)系同步存在于同一系統(tǒng)中兩種截然不一樣作用力，它們互相作用，共同維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。二者之間與營(yíng)養(yǎng)構(gòu)造關(guān)系，如右圖所示：抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等第29頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞原因是什么？

是外來(lái)干擾超出了生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力程度。第30頁(yè)引發(fā)生態(tài)平衡破壞原因：①自然原因：地震、海嘯、火山、泥石流、流行病等。第31頁(yè)第32頁(yè)②人為原因指人類(lèi)對(duì)自然資源不合理開(kāi)發(fā)和人類(lèi)活動(dòng)造成環(huán)境污染等。（1）人類(lèi)對(duì)自然資源不合理開(kāi)發(fā)包括：A、對(duì)森林過(guò)量采伐、對(duì)草原過(guò)度放牧、對(duì)石油海洋過(guò)度開(kāi)發(fā)造成植被破壞。B、對(duì)某些動(dòng)物過(guò)度圍獵造成食物鏈破壞（2）人類(lèi)活動(dòng)造成環(huán)境污染主要指：工業(yè)三廢、農(nóng)藥化肥、生活垃圾、生活廢水、汽車(chē)排放尾氣而造成大氣、水和土壤污染。第33頁(yè)②人為原因：過(guò)度采伐、放牧、捕獵、環(huán)境污染等。環(huán)境污染自然資源不合理利用人為原因物種無(wú)節(jié)制捕殺和物種盲目引進(jìn)生物種類(lèi)變化環(huán)境原因變化第34頁(yè)森林植被破壞土地沙漠化藏羚羊呼喚垃圾成災(zāi)

人類(lèi)對(duì)地球破壞第35頁(yè)補(bǔ)充：破壞生態(tài)平衡原因包括了自然原因和人為原因，以人為原因?yàn)橹?。生態(tài)平衡遭到破壞三個(gè)基本步驟是：植被破壞、食物鏈破壞和環(huán)境污染。第36頁(yè)四．提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性1．控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾程度,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)利用應(yīng)當(dāng)適度,不應(yīng)超出生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力。這一措施主要應(yīng)當(dāng)針對(duì)哪一類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)？恢復(fù)力穩(wěn)定性低生態(tài)系統(tǒng)第37頁(yè)2．對(duì)人類(lèi)利用強(qiáng)度較大生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)行對(duì)應(yīng)物質(zhì)、能量投入，確保生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造與功能協(xié)調(diào)。如氮元素和碳元素同樣也在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間不停循環(huán)，熱帶雨林是不要施氮肥，但農(nóng)田中卻還要不停施加氮肥。對(duì)抵抗力穩(wěn)定性低生態(tài)系統(tǒng)又該如何？進(jìn)行保護(hù)，如建立自然保護(hù)區(qū)或防護(hù)林以增加物種數(shù)，提升抵抗力穩(wěn)定性。第38頁(yè)

對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不停施肥、澆灌，增加投入，控制病蟲(chóng)害，才能確保高產(chǎn)出。第39頁(yè)

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持需要有足夠連續(xù)穩(wěn)定能量（太陽(yáng)光能）輸入、具有一定營(yíng)養(yǎng)關(guān)系生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，并且各生物成份之間還應(yīng)保持一定相對(duì)穩(wěn)定百分比等條件。生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性是保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)主要條件。第40頁(yè)補(bǔ)充：提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性措施1．保持與提升生物數(shù)量，保護(hù)生物多樣性，提升生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性。2．保護(hù)草本、苔蘚、地衣等耐性強(qiáng)，繁殖快小植物和多種小型動(dòng)物，提升生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性。3．保護(hù)和建設(shè)多種不一樣類(lèi)型局部生態(tài)系統(tǒng)，形成互補(bǔ)生態(tài)。提升生態(tài)系統(tǒng)綜合穩(wěn)定性。第41頁(yè)設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀測(cè)其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造：生產(chǎn)者，消費(fèi)者，分解者搭配百分比應(yīng)合理，要有非生物物質(zhì)和能量。生態(tài)系統(tǒng)功能：能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)能正常進(jìn)行。第42頁(yè)為了做人類(lèi)離開(kāi)地球能否生存試驗(yàn)，美國(guó)花費(fèi)2億美元于1984年建造了一種完全封閉生態(tài)試驗(yàn)基地。由于該試驗(yàn)室是模擬生物圈構(gòu)造和功能而建造，因此叫做“生物圈Ⅱ號(hào)”。這是一種占地1.3億平方米鋼架構(gòu)造玻璃建筑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去仿佛是一種巨大溫室。第43頁(yè)1993年，8個(gè)人被送進(jìn)“生物圈二號(hào)”，本來(lái)預(yù)期他們與世隔絕兩年，能夠靠吃自己生產(chǎn)糧食，呼吸植物釋