【课件】生态系统的稳定性-（人教版2019选择性必修2）

第5节生态系统的稳定性第3章生态系统及其稳定性问题探讨

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。【讨论1】为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素

紫茎泽兰（视频）【讨论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？

泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长，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，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。问题探讨生态平衡

像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。一、生态平衡1.生态平衡的概念：生态系统的

和

处于相对稳定的状态，就是生态平衡。结构功能组成成分营养结构非生物物质和能量生产者消费者分解者能量流动物质循环信息传递结构功能（食物链和食物网）一、生态平衡这些生态系统哪个处于生态平衡？问题二：生态平衡的特征有哪些？（1）结构平衡：生态系统各组分保持

。一、生态平衡2.生态平衡的特征：相对稳定呼伦贝尔草原非生物物质和能量生产者消费者分解者生态系统的结构组成成分营养结构食物网食物链交织（1）结构平衡：生态系统各组分保持

。（2）功能平衡：一、生态平衡3.生态平衡的特征：相对稳定

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。生产—消费—分解物质循环能量流动信息传递载体

动力生态系统的功能（1）结构平衡：生态系统各组分保持

。（2）功能平衡：一、生态平衡2.生态平衡的特征：相对稳定

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。生产—消费—分解（3）收支平衡:

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。群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图探讨点1生态平衡的特征科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。生产者一、生态平衡2.生态平衡的特征：群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图思考：在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？（2）功能平衡：（1）结构平衡：（3）收支平衡：动态平衡

这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？

总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。

由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。一、生态平衡任务1：尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，简要描绘其中的

调节过程。草实例一实例二森林森林火灾灾后恢复

兔狼一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节实例1:说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。兔子数量增加狼增加草减少，兔的生存空间和资源减少兔子数量减少草增加，兔的生存空间和资源增加狼减少草兔狼一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节实例2:说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡森林植被大量生长林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加自然火灾光照充足土壤养料增多种子萌发，幼苗迅速成长森林植被逐渐恢复一、生态平衡3.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。（1）概念：（2）模型图：发生偏离回到原来方向调节稳态负反馈调节原方向（改斜归正）（3）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。一、生态平衡3.生态平衡的调节机制反馈分为正反馈（positivefeedback）和负反馈（negativefeedback），生态系统同时存在正反馈和负反馈两种机制，发挥着不同的功能。正反馈和负反馈模型一、生态平衡3.生态平衡的调节机制补充：正反馈调节的过程实例：鱼等生物死亡尸体腐烂湖泊污染（+）（+）（+）原方向发生偏离正反馈调节更加偏离破坏稳态（错上加错）结果：使生态系统远离平衡状态原方向原方向发生偏离发生偏离正反馈调节更加偏离负反馈调节回到原方向破坏稳态(错上加错)调节稳态(“改邪归正”)掠夺式开发后的黄土高原美丽的呼伦贝尔草原正反馈调节:具有破坏性。负反馈调节:生态系统自我调节能力的基础。一、生态平衡3.生态平衡的调节机制一、生态平衡3.生态平衡的调节机制思考·讨论

分析反馈调节的过程蛙减少昆虫和蜘蛛增加捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加鹰增加蛇减少蛙增加昆虫和蜘蛛减少捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少鹰减少蛇增加2.利用本章第一节图3-4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，描绘该种动物数量增加或减少时，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？(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡()(2)当农田里蚜虫数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节()(3)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在()1.判断正误当堂训练×√×2.下列对生态平衡和生态系统稳定性的叙述，正确的是()A.处于生态平衡的生态系统的各组分稳定不变B.处于生态平衡的生态系统具有完整而且稳定不变的营养结构C.处于生态平衡的生态系统中物质和能量的收支稳定不变D.生态系统具有保持系统中各组分相对稳定的能力当堂训练√解析:处于生态平衡的生态系统的各组分保持相对稳定，但不是一成不变的，A错误；处于生态平衡的生态系统具有完整的营养结构，但不是稳定不变的，B错误；处于生态平衡的生态系统中物质和能量的收支相对稳定，但不是一成不变的，C错误；生态系统具有保持系统中各组分相对稳定的能力，D正确。第5节生态系统的稳定性第3章生态系统及其稳定性二、生态系统的稳定性资料1：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早气候时，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。这体现了生态系统哪方面能力？生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力抵抗力稳定性二、生态系统的稳定性资料2：生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到原来的状态。如前述的森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。这体现了生态系统哪方面能力？生态系统具有恢复原状的能力恢复力稳定性二、生态系统的稳定性（一）抵抗力稳定性：抵抗干扰，维持原状生态系统在

后

的能力。蝗虫采食下，草原植物再生能力增强发达根系抗干旱干扰受到外界干扰因素的破坏恢复到原状（1）概念：二、生态系统的稳定性（一）抵抗力稳定性：干扰（2）规律：

热带雨林北极冻原生态系统抵抗干扰，维持原状生态系统中的组分.食物网越.自我调节能力就

.抵抗力稳定性就

.越多复杂越强越高二、生态系统的稳定性（二）恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状生态系统在

后

的能力。干扰森林局部火灾若干年后恢复原状（1）概念：受到外界干扰因素的破坏恢复到原状二、生态系统的稳定性（二）恢复力稳定性：（2）规律：干扰森林生态系统草原生态系统

一般来说，生态系统中的组分越

，食物网越

，其自我调节能力就越

，抵抗力稳定性就越

，恢复力稳定性越

。多复杂强高低如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾，哪个容易恢复到原状？√二、生态系统的稳定性（二）恢复力稳定性：（3）特点：生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间不一样。河流土壤轻微污染自身净化作用恢复重度污染自身净化作用不足以消除恢复力稳定性就被破坏了轻微干扰严重化工污染热带雨林砍伐过渡放牧二、生态系统的稳定性（4）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：往往相反人工林生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____天然林生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____少简单弱低高多复杂强高低二、生态系统的稳定性（4）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：往往相反稳定性营养结构复杂程度0抵抗力稳定性恢复力稳定性（1）一般呈

关系。（2）

共同维持生态系统的稳定。负相关相互作用二、生态系统的稳定性思考：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？注意:环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和

抵抗力稳定性都比较弱！

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。

二、生态系统的稳定性

（4）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：（1）两条虚线之间的部分表示

。生态系统功能正常的作用范围（2）图中y表示

，可作为

稳定性强弱的指标，y越大，抵抗力稳定性越

，反之，抵抗力稳定性越

；热带雨林的y值

（填“大于”或“小于”）草原的y值。弱强小于抵抗力受到干扰时偏离正常范围的大小二、生态系统的稳定性

（4）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：（3）x表示

，可作为

稳定性强弱的指标，

x越大，恢复力稳定性越

，反之，恢复力稳定性越

。恢复到原状态所需的时间弱强恢复力（4）对于同一个生态系统来说，x与y的关系是

相关。正（5）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为

的

定量指标，x和y越大，TS越大，生态系统的总稳定性越

。总稳定性低如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：(1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有

。二、生态系统的稳定性

（4）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的

总稳定性越

。(2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要

(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。(3)x的大小可作为

强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越

。自我调节能力大于恢复力稳定性低低二、生态系统的稳定性

（5）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较：

抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质_____自身结构和功能相对稳定_____自身结构和功能相对稳定核心影响因素模型保持恢复抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高稳定性营养结构复杂程度抵抗力稳定性恢复力稳定性

注意:对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！二、生态系统的稳定性

【小贴士】有关生态系统稳定性的三点提示(1)生态系统的稳定性是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。(2)判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关键是“保持”还是“恢复”。(3)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态

系统的两种稳定性都较小。三、提高生态系统的稳定性1.提高生态系统的稳定性的意义：（1）可以持续不断地满足人类生活所需；（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。三、提高生态系统的稳定性2.提高生态系统的稳定性的措施：（1）控制对生态系统干扰的程度，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。适量砍伐合理放牧适度捕捞三、提高生态系统的稳定性2.提高生态系统的稳定性的措施：（2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，

保证生态系统内部结构与功能的协调。三北防护林（防风阻沙）对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。三、提高生态系统的稳定性2.提高生态系统的稳定性的措施：人工造林、人工种草、

鼠虫害治理、

“黑土滩”治理封山育林、休牧育草、围栏封育控制对生态系统的干扰强度给予相应的物质、能量的投入措施原则(1)落叶阔叶林遭到破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低()(2)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性()(3)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高()(4)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统的自我调节能力()(5)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用()1.判断正误当堂训练×√××√2.下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是A.河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性B.恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强C.海洋生态系统动植物种类很多，抵抗力稳定性较强D.引入新物种到一个生态系统使生物种类增加，从而提高其抵抗力稳定性当堂训练√3.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示。由图不能得出的结论是A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高B.同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生当堂训练√四、制作生态缸，观察其稳定性制作生态缸，观察其稳定性探究.实践1.目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性2.基本原理：

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，构建一个人工微生态系统是可能的。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。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。四、制作生态缸，观察其稳定性3.实验步骤：制作生态缸框架用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架铺土注水放入动、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，倒水设计要求目的生态缸必须是

的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者)使生态缸中的生态系统能够进行_____

和

，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须_____为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察四、制作生态缸，观察其稳定性4.设计要求及目的封闭物质能量流动透明生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的_____便于操作，且使缸内储备一定量的空气生态缸的采光应使用较强的

光防止水温过高导致水生植物死亡选择动物不宜过多，个体不宜太大减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量空间散射循环四、制作生态缸，观察其稳定性5.注意事项（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等；（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。四、制作生态缸，观察其稳定性6.结论（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(1)生态缸的采光宜用散射光，以防止水温过高导致水生植物死亡()(2)在设计生态缸时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例()(3)生态缸切记不能密封，以保证内外空气的流通()2.设计制作封闭型生态缸应该遵循一定的原理和要求。下列原理或要求中合理的是A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些D.生态缸的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动1.判断正误当堂训练√×√√（练透P118）3.近年来，市面上出现了很多观赏性小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣。如图是一个简易生态瓶的示意图。回答下列问题：(1)在一定时间范围内，小生态瓶内

(填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用，原因是

。能

该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合、呼吸、分