3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性-高二生物上學期特色課件（人教版2019選擇性必修2）

第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性02生態(tài)平衡03生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性04抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性05提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性01學習目標設計生態(tài)缸并觀察其穩(wěn)定性穩(wěn)定性

紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當地林木、牧草和農作物造成嚴重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。1.為什么紫莖澤蘭在原產地沒有大肆繁殖，在入侵地可以瘋長蔓延？適應、繁殖能力強，沒有天敵等制約因素2.我國曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？

澤蘭實蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長，但是澤蘭實蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實蠅之前，應做好相關研究，如澤蘭實蠅的生物安全性研究，野外如何布點釋放澤蘭實蠅，定點釋放的蟲量應當為多少等等，即在確保利用澤蘭實蠅的安全性后，再利用它進行防治。問題探討鳳眼蓮加拿大一枝黃花

像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應的能力很強，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會嚴重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)平衡。

雖然地球上許多生態(tài)系統(tǒng)不時受到外來干擾，但是只要這種干擾沒有超過限度，生態(tài)系統(tǒng)就能夠通過自我調節(jié)得以恢復，長期處于生態(tài)平衡的狀態(tài)。過渡生態(tài)平衡概念生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的特征生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對穩(wěn)定結構平衡功能平衡收支平衡生產—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證物質循環(huán)、能量流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。一定時間內的物質輸入量或物質輸出量相對穩(wěn)定，且兩者大致相等。處于生態(tài)平衡時，植物在一定時間內通過光合作用制造的有機物的量是相對穩(wěn)定的。生態(tài)平衡

由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動態(tài)平衡。這種動態(tài)平衡是通過什么調節(jié)機制實現的呢？群落總生產量和總呼吸量趨于穩(wěn)定，且相對接近。群落在物質、能量的輸入和輸出上趨于達到平衡狀態(tài)。收支平衡一定時間內的物質輸入量或物質輸出量相對穩(wěn)定，且兩者大致相等。處于生態(tài)平衡時，植物通過在一定時間內光合作用制造的有機物的量是相對穩(wěn)定的。生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調節(jié)機制——負反饋調節(jié)實例1:說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內部能夠進行自我調節(jié)，以維持生態(tài)平衡。生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調節(jié)機制——負反饋調節(jié)實例2:說明在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無機環(huán)境之間也能夠自我調節(jié)，以維持生態(tài)平衡。植物大量生長林下枝葉積累火災導致植物減少無機土壤養(yǎng)料增加陽光充足種子萌發(fā)、幼苗生長迅速植被逐漸恢復生態(tài)平衡生態(tài)平衡的調節(jié)機制——負反饋調節(jié)

上述生態(tài)系統(tǒng)都遇到了破壞或干擾，而對抗這種破壞或干擾，使生態(tài)系統(tǒng)恢復平衡的調節(jié)機制，是負反饋機制。負反饋：在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在負反饋調節(jié)，它是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力的基礎。正是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)才能維持相對穩(wěn)定。思考:生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是無限的嗎？

當干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力迅速喪失，生態(tài)系統(tǒng)就到了難以恢復的程度。

生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是有一定限度的。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性:把生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。

生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性強調的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的組分越多，食物網越復雜（營養(yǎng)結構復雜），其自我調節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性也越強。抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性1.概念：生態(tài)系統(tǒng)_____外界干擾并使自身的結構與功能________（不受損害）的能力。抵抗保持原狀發(fā)達根系抗干旱蝗蟲采食下，草原植物再生能力增強抵抗干擾，維持原狀2.特點：生態(tài)系統(tǒng)成分越多

營養(yǎng)結構越復雜自我調節(jié)能力越大抵抗力穩(wěn)定性越高1.概念：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的_____后____________的能力。破壞恢復到原狀遭到破壞，恢復原狀2.特點：生態(tài)系統(tǒng)成分越少營養(yǎng)結構越簡單自我調節(jié)能力越弱恢復力穩(wěn)定性一般越高抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高，恢復力穩(wěn)定性往往越低。兩者呈負相關，主要與生態(tài)系統(tǒng)的生物種類的數量和營養(yǎng)級的復雜程度有關。思考：結構簡單的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性一定低，恢復力穩(wěn)定性一定高嗎？特例極地苔原（凍原）生態(tài)系統(tǒng)

生存條件極其惡劣：生產者主要是地衣，其他生物直接或間接依靠地衣生活。地衣大面積破壞，生態(tài)系統(tǒng)會崩潰。

生物種類______；

營養(yǎng)結構______；

自我調節(jié)能力______；少簡單弱

環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)(北極凍原、荒漠)，往往恢復力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！

如果要對一個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個方面進行比較，則必須強調他們所處的環(huán)境條件。抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數學模型④曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩(wěn)定性的定量指數（TS）TS越大，說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。①兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。②y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，

反之，抵抗力穩(wěn)定性強；③x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。

x

值大，說明恢復力穩(wěn)定性弱，

反之，恢復力穩(wěn)定性強；抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的干擾(破壞)后，其恢復速度與恢復時間是不一樣。①干擾強度小，恢復力穩(wěn)定性強②干擾強度大，恢復力穩(wěn)定性弱河流與土壤被有毒物質輕微污染，通過自凈作用，可以很快恢復到接近原來的狀態(tài)。河流與土壤被有毒物質重度污染，這些河流或土壤的恢復力穩(wěn)定性就破壞了。熱帶雨林在遭到嚴重砍伐，草原經過極度放牧后，它們恢復原狀的時間漫長，難度大。思考:在個體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的情況？

人體在遇到病原體入侵時，免疫系統(tǒng)會抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似。

人體也有恢復穩(wěn)態(tài)的機制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復到正常水平，這與恢復力穩(wěn)定性相似。思考:研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩方面存在的差別，對自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護有什么意義呢？

提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，維持生態(tài)平衡，特別是對人類的生存和發(fā)展有利的平衡，才能持續(xù)不斷地滿足人類生活所需，處于這樣生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)才能夠使人類生活與生產的環(huán)境保持穩(wěn)定。課本思考題提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義：(1)可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需;(2)使人類生活與生產的環(huán)境保持穩(wěn)定提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施：1、控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的范圍內，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。2、對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應給予相應的物質、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內部結構與功能的協調。設計生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性基本原理①在有限的空間內，依據生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分(非生物環(huán)境、生產者、消費者、分解者)進行組織，建構一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。②要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運轉，在設計時，還要考慮系統(tǒng)內組分及營養(yǎng)之間的合適比例。③應當注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。設計要求及目的設計要求目的生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，種類齊全（具有生產者、消費者和分解者）生態(tài)缸的材料必須透明生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應適宜，要留出一定的空間生態(tài)缸的采光應使用較強的散射光選擇動物不宜過多，個體不宜太大防止外界生物或非生物因素的干擾使生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)能夠進行物質循環(huán)和能量流動，在一定時期內保持穩(wěn)定為光合作用提供光能，保持生態(tài)缸內溫度，便于觀察便于操作，且使缸內儲備一定量的空氣防止水溫過高導致水生植物死亡減少對氧氣的消耗，防止氧氣的產生量小于消耗量設計生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性1.設計時要考慮的生態(tài)系統(tǒng)各組成成分有哪些？非生物的物質和能量

生產者

消費者

分解者生產者、消費者、分解者三者之間應保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。2.生態(tài)缸經過多長時間后才能達到比較穩(wěn)定的狀態(tài)？

一般等到缸內務生物相互適應及依存后，生態(tài)缸才能達到比較穩(wěn)定的狀態(tài)，大多在1個星期以后。3.達到穩(wěn)定狀態(tài)后，生態(tài)缸內的生物的種類和數量有無變化？如有，是怎樣變化的？

有。浮游生物種類和數量少，水中溶解氧逐漸減少，以浮游生物為食的小型動物先死亡。4.在生態(tài)缸中，最后留下來的生物在這個人工生態(tài)系統(tǒng)中分別起什么作用？

生產者：通過光合作用，將太陽能固定在它們所制造的有機物中，將太陽能轉化成化學能。

消費者：將有機物轉化為無機物，加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)。分解者：將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物。設計生態(tài)缸及觀察其穩(wěn)定性（1）在該河流的AB段上，溶解氧大量減少的主要原因是什么？（2）在該河流的BC段上，藻類大量繁殖的主要原因是什么？（3）水中溶解氧含量逐漸恢復的主要