《3.5 生态系统的稳定性》参考课件1

生态系统的稳定性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.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？【问题探讨】紫茎泽兰泽兰实蝇繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素。【问题探讨】（1）泽兰实蝇是紫茎泽兰的专食性天敌，可以起效；（2）需要警惕造成新的外来物种入侵讨论2.我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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？地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但是只要这种干扰没有超过限度，生态系统一般能够通过自我调节来维持自身结构和功能的相对稳定。生态平衡呼伦贝尔草原大兴安岭森林011.概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。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平衡功能平衡食物链和食物网一、生态平衡在成熟阶段，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？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。生产过程和消费、分解过程处于平衡中，使群落的收支呈现平衡。尝试概括处于生态平衡的生态系统的特征？思考群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图群落总生产量（光合作用）群落总呼吸量早期阶段演替进程（时间）成熟阶段相对值O（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。由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。动态的平衡这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？2.生态平衡的特征——负反馈调节草兔狼实例1：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。3.生态平衡的调节机制实例2：森林植被大量生长林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加增加发生自然火灾的可能性光照充足土壤养料增多种子萌发，幼苗迅速成长植被逐渐恢复说明在生态系统中，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。——负反馈调节3.生态平衡的调节机制——负反馈调节①概念：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。②模型图：原方向发生偏离负反馈调节回到原来方向恢复稳态（”改邪归正“）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。3.生态平衡的调节机制有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。湖泊受到了污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂++——正反馈调节实例3①模型图：原方向发生偏离正反馈调节更加偏离破坏稳态（“错上加错”）②结果：常使生态系统远离平衡稳态【补充】正反馈调节√正是由于生态具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定。但不同的生态系统，自我调节能力不同，影响因素是什么呢？鹰食虫鸟食虫昆虫食植昆虫植物蛇蛙鼠上述两食物网中，哪个食物网所在的生态系统更加稳定？为什么？营养结构越复杂→反馈调节路径越多→自我调节能力越强→生态系统抵抗干扰的能力越强，越容易维持平衡和稳定生态系统的自我调节能力表现在“维持”和“恢复”两个方面。1.概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。2.原因：生态系统具有自我调节能力抵抗力稳定性恢复力稳定性生态系统的自我调节能力是有限的外来影响不超限度，称为外来影响超过限度，称为“干扰”“破坏”二、生态系统的稳定性3.类型：抵抗力稳定性恢复力稳定性

抵抗力稳定性恢复力稳定性区别概念生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。核心影响因素抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力稳定性稳定性营养结构复杂程度两者之间的关系：一般为负相关恢复力稳定性特例：环境恶劣地带的生态系统（北极冻原、荒漠等），往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！生态系统的自我调节能力是有限的森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统的正常功能。一场火过后，森林中的种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。抵抗力稳定性恢复力稳定性判断下面所代表的是那种稳定性？草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。抵抗力稳定性恢复力稳定性判断下面所代表的是那种稳定性？生态系统稳定性的数学模型（变式曲线）生态系统功能的正常作用范围y代表一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。x代表恢复到原状态所需的时间。生态系统功能干扰正常作用范围TSyx时间图中两条虚线之间的部分表示___________________________；生态系统功能的正常作用范围y：表示_______稳定性（y越大抵抗力稳定性越___；反之越强）抵抗力弱x：表示______稳定性（x越大恢复力稳定性越___；反之越强）恢复力弱TS：表示____稳定性（TS面积越大，即X和Y越大，生态系统的总稳定性越_____；反之越强）总弱在个体水平稳态的维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。想一想，研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义？在保护自然生态系统时：要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。在利用自然生态系统时：要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；思考（1）可以持续不断地满足人类生活所需。粮油蔬果肉蛋奶木材维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于自然或人工生态系统是十分必要的。1.提高生态系统的稳定性的意义：四、提高生态系统的稳定性1.提高生态系统的稳定性的意义：四、提高生态系统的稳定性（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。生态小区生态公园生态农业生态湿地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。封山育林禁牧合理放牧2.提高生态系统稳定性的措施：四、提高生态系统的稳定性施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。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。2.提高生态系统稳定性的措施：防风固沙四、提高生态系统的稳定性建造防护林防风阻沙农田生态系统单一，需要不断护田护草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。五、设计制作生态缸，观察其稳定性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投放的生物须具有很强的生活力，且种类齐全（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防止_______的产生量小于消耗量封闭物质循环能量流动透明空间散射氧气3.设计和制作生态缸的要求4．结果分析（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，但其结构比较简单，自我调节能力差。（2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间有长有短。观察指标？生态缸中生物的生存状况和存活时间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。【网络构建】抵抗力稳定恢复力稳定提高稳定性的措施负反馈调节机制特征具有维持生态系统的稳定性自我调节能力生态平衡食物网食物链生产者消费者分解者非生物的物质和能量抵抗力稳定性恢复力稳定性决定渠道过程特点生态金字塔生物富集功能结构特征措施营养结构组成部分生态平衡生态系统边界和范围生态系统的稳定性能量流动物质循环信息传递种类作用特点应用通过捕食关系形成包括包括提高自我调节（负反馈调节）相对稳定的状态调节动力载体组成维持练习与应用一、概念检测1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。（1）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。

（）（2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。

（）2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为（）A.封山育林控制了物质循环 B.延长了生态系统中的食物链C.增加了生态系统中消费者数量 D.使生态系统营养结构复杂性增加√√D3.天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是（

）A.马尾松对松毛虫抵抗力差B.人工林内松毛虫繁殖能力强C.人工林成分单一，营养结构简单D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖C练习与应用二、拓展应用请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。1.当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣，为什么河水仍能保持清澈？提示：生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染（如淘米洗菜、洗澡洗衣等）时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。二、拓展应用2.大量生活污水和工业废水排入河道以后，为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可的原因是什么？提示：大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。二、拓展应用3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？提示：从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：（1）在植树造林时，一般认为，全部