3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件高二上學期生物人教版選擇性必修二

人教版

選擇性必修二第三章

第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(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(xiàn)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當?shù)亓帜尽⒛敛莺娃r(nóng)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(chǎn)地沒有大肆繁殖，在入侵地可以瘋長蔓延？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？安徽省普通高中優(yōu)質(zhì)課評選暨優(yōu)秀課例匯集問題探討適應、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，即在確保利用澤蘭實蠅的安全性后，再利用它進行防治。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。什么是生態(tài)平衡？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、生態(tài)平衡（1）概念:生態(tài)系統(tǒng)的結構(組成和營養(yǎng)結構）和功能（三大功能）處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費者分解者能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞結構功能（食物鏈和食物網(wǎng)）一生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性這些生態(tài)系統(tǒng)哪些處于生態(tài)平衡？處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)具有哪些特征？一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（2）生態(tài)平衡特征：①結構平衡：生態(tài)系統(tǒng)各組分（種類和數(shù)量）保持相對穩(wěn)定。②功能平衡：生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。群落總呼吸量群落總生產(chǎn)量(光合作用)相對值演替進程(時間)早期階段成熟階段③收支平衡：生產(chǎn)者在一定時間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。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。頂級群落有機物積累量3.這種動態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的呢？閱讀教材P74文字資料，完成思考與討論。討論1：小組合作，嘗試用文字、線框、箭頭等符號簡要描繪實例一和二中的調(diào)節(jié)過程。任務一：思考與討論兔子數(shù)量增加狼增加草減少，生存空間和資源減少兔子數(shù)量減少草增加，生存空間和資源增加狼減少一生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制：負反饋調(diào)節(jié)在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)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。森林植被大量生長林下光照減少，樹苗生長受限，枯枝落葉增加自然火災光照充足土壤養(yǎng)料增多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長植被逐漸恢復一生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制：負反饋調(diào)節(jié)在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)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。選擇性必修1P52補充：正反饋調(diào)節(jié)的過程實例：湖泊受到嚴重污染，魚等生物會因死亡而減少，尸體腐爛，又會進一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加嚴重模型魚等生物死亡尸體腐爛湖泊污染（+）（+）（+）結果：使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)原方向原方向發(fā)生偏離發(fā)生偏離正反饋調(diào)節(jié)更加偏離負反饋調(diào)節(jié)回到原方向破壞穩(wěn)態(tài)（錯上加錯）調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)（改斜歸正）掠奪式開發(fā)后的黃土高原美麗的呼倫貝爾草原（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制：負反饋調(diào)節(jié)(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)

自身結構與功能處于

平衡狀態(tài)的能力。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，強調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持

的能力。維持或恢復相對生態(tài)平衡(2)原因：自我調(diào)節(jié)能力是有限的基礎自我調(diào)節(jié)能力負反饋調(diào)節(jié)2、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(3)類型：抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性資料1：當草原遭受蝗蟲的采食后，草原植物會增強其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。當森林遭遇持續(xù)的干早氣候時，樹木往往擴展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)正常的功能。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？抵抗力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀（不受損害）的能力。1.概念資料2：生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞后，經(jīng)過一段時間，可以恢復到原來的狀態(tài)。如前述的森林局部火災后，森林仍能逐步恢復原狀。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力？二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。1.概念森林局部火災若干年后恢復原狀“野火燒不盡，春風吹又生”1.為什么當?shù)厣嫌翁悦紫床?，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈？任務二：閱讀拓展應用（P77)討論回答問題生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性河流輕微污染物理沉降化學分解微生物分解污染消除生物種類和數(shù)量幾乎不變?nèi)蝿斩洪喿x拓展應用（P77)討論回答問題2.大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道以后，為什么會引起水質(zhì)急劇下降？20世紀90年代采取的措施沒有明顯效果，可能的原因是什么？大量生活污水和工業(yè)廢水排入水中，超出河水的自凈能力。該生態(tài)系統(tǒng)被破壞，河水很難恢復到原來的狀態(tài)，就會形成污染。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度，由于污染嚴重，盡管采取了治理措施，河流自身的凈化能力仍然不足以消除污染物，因此水質(zhì)仍然較差。(1).討論：比較森林生態(tài)系統(tǒng)和三江源地區(qū)的草原生態(tài)系統(tǒng)在兩種穩(wěn)定性表現(xiàn)上的差別，簡要表述理由。任務三：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間的關系二抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性3.穩(wěn)定性特點：(1)不同的生態(tài)系統(tǒng)一般在這兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有著一定差別。生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多食物網(wǎng)越復雜自我調(diào)節(jié)能力就越強抵抗力穩(wěn)定性就越高，恢復力穩(wěn)定性越低熱帶雨林中，動植物種類繁多，營養(yǎng)結構非常復雜，假如其中的某種植食性動物大量減少，它在食物網(wǎng)中的位置還可以由這個營養(yǎng)級的多種生物來代替，整個生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能仍然能夠維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。抵抗力穩(wěn)定性高恢復力穩(wěn)定性低二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性任務三：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間的關系(2)請用數(shù)學模型來表示兩種穩(wěn)定性的關系。穩(wěn)定性營養(yǎng)結構復雜程度0抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性思考：結構簡單的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性低，恢復力穩(wěn)定性一定高嗎？二抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性3.穩(wěn)定性特點：(1)不同的生態(tài)系統(tǒng)一般在這兩種穩(wěn)定性的表現(xiàn)上有著一定差別。在北極凍原生態(tài)系統(tǒng)中，動植物種類稀少，營養(yǎng)結構簡單，其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來維持生活。假如地衣受到大面積破壞，整個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。抵抗力穩(wěn)定性低恢復力穩(wěn)定性低注意: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！二抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性3.穩(wěn)定性特點：(2)生態(tài)系統(tǒng)在受到不同程度的干擾或破壞后，其恢復速度和恢復時間不一樣。河流土壤輕微污染自身凈化作用恢復重度污染自身凈化作用不足以消除恢復力穩(wěn)定性被破壞,難以恢復原貌如圖表示抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關系，據(jù)圖分析回答下列問題：(1)在受到干擾之前，曲線在正常范圍內(nèi)波動是由于該生態(tài)系統(tǒng)具有

。(2)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同干擾時，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要

(填“大于”或“小于”)熱帶雨林的y值。(3)x的大小可作為

強弱的指標，x值越大，說明恢復力穩(wěn)定性越

。(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，TS值越大，說明生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越

。自我調(diào)節(jié)能力大于恢復力穩(wěn)定性低低二抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性之間的關系圖中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。____表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標。____可以表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。大小可以作為恢復力穩(wěn)定性的定量指標。____表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標。mnTS模型構建(1)原因①處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)可以持續(xù)不斷地滿足人類

。②處于生態(tài)平衡中的生態(tài)系統(tǒng)能夠使人類生活與生產(chǎn)的

保持穩(wěn)定。(2)措施①控制對生態(tài)系統(tǒng)的

，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，

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

、

的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部

與

的協(xié)調(diào)。生活所需環(huán)境干擾強度合理適度物質(zhì)能量結構功能三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.2005年，我國啟動三江源生態(tài)保護和建設一期工程，總投資75億元，項目兼顧生態(tài)保護、民生改善、生產(chǎn)布局多方面。4.從2005年到2019年，14年間，國家在三江源地區(qū)持續(xù)投入逾180億元。3.2014年初，三江源生態(tài)保護和建設二期工程啟動。2.青海在環(huán)境“倒逼”下開始“鐵腕”治理，對三江源地區(qū)4州17縣市全面實施沙化治理、禁牧封育、退牧還草、移民搬遷、濕地保護、人工增雨、工程滅鼠等項目。資料封山育林、休牧育草、圍欄封育控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度人工造林、人工種草、鼠蟲害治理、“黑土灘”治理給予相應的物質(zhì)、能量的投入措施原則如何為三江源地區(qū)制定措施提高其穩(wěn)定性？合理放牧封山育林適量捕撈1.實驗原理在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進行組織，構建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，在設計時還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級之間的合適比例。應該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。探究?實踐：設計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性四設計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性設計要求相關分析生態(tài)缸一般是

的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的

，成分

生態(tài)缸的材料必須

生態(tài)缸宜

不宜

，缸中的水量應

，要留出一定的生態(tài)缸的采光用較強的

光封閉生活力透明小大適宜空間散射齊全2、實驗設計要求防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)缸中能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定為光合作用提供光能；保持生態(tài)缸內(nèi)溫度；便于觀察便于操作；缸內(nèi)儲備一定量的空氣防止水溫過高導致水生植物死亡（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(zhì)和能量生產(chǎn)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(jīng)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(nèi)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(nèi)的生物的種類和數(shù)量有無變化？如有，是怎樣變化的？有。浮游生物種類和數(shù)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。3.問題分析【提示】從治理已有污染的角度，可采用物理、化學、生物等方法進行治理，如機械除藻、底泥疏浚、在某些區(qū)段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物進行生態(tài)修復等。從管理的角度，應禁止生活污水和工業(yè)廢水排入河道，或污水、廢水必須經(jīng)嚴格處理才能排放；加強人們的水環(huán)境保護意識；加強執(zhí)法檢査；等等。3.可以采取什么措施來改善該地河流水質(zhì)？很多同學都曾嘗試設計制作過小生態(tài)缸，但有相當一部分同學的設計并不成功。下列相關敘述不正確的是A.缸