2021—2022学年高二上学期 生物人教版 必修3 5.5 生态系统的稳定性 课件 （32张ppt）

(共32张PPT)
第5章
第五节 生态系统的稳定性
美国科学家于1984年开始兴建的“生物圈Ⅱ号”实验室，1993年1月建成后8位科学家入住里面欲通过自己生产各种生存所需在里面生活两年，结果才过了一年多一点就因里面氧气减少、粮食减产不得不撒出。
　　该实验说明，在目前技术条件下要在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。因为系统的稳定性很难做到。
一、生态系统的稳定性
1．概念
生态系统所具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。
2．原因
生态系统具有自我调节能力。
3．表现类型：
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
对生态系统稳定性的理解
(1)结构的相对稳定：
(2)功能的相对稳定：
结构相对稳定体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。
生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡，信息传递通畅稳定。
二、生态系统的自我调节能力
生态系统自我调节的例子
（1）水乡人家在河流上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，还会进行适当捕鱼等。可是水仍然很清澈。
（2）适量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。
（3）草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。
以上这三个生态系统如何提供自我调节达到稳定状态？
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。
二、生态系统的自我调节能力
1．基础：
生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统就难以恢复。
负反馈调节
2．特点：
生态系统的反馈调节
1．负反馈调节
使生态系统达到并保持相对稳定
是生态系统自我调节能力的基础
抑制或减弱最初发生的那种成分所发生的变化
丰富
受到抑制
害虫数量增加
鸟类数量增加
害虫数量减少
鸟类食物_____
害虫的种群的增长________
构建一个食虫鸟种群与害虫之间负反馈调节概念模型。
2．正反馈调节
加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环或恶性循环
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等生物腐烂
+
保护环境，环境变好
气候改善，生物增多
生态系统稳定性增加
+
3．负反馈和正反馈的关系
一般来说，生态系统的稳定主要依靠负反馈调节，正反馈往往发生在环境污染的情况下，如水体富营养化引起的赤潮、水华
正、负反馈调节的相互作用和转化保证了生态系统可以维持相对稳定的状态。
图A为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。下列分析不正确的是
A.一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括分解者以及非生物的物质和能量
B.甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→甲→丙
C.图B所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态
D.图A是负反馈调节，图B是正反馈调节
√
物种丰富的热带雨林
物种单一的农田生态系统
自我调节能力的大小
探讨：请思考并总结生态系统中生物种类与其自我调节能力及稳定性的关系。
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
自我调节能力是有限度的
我国西北的原有森林生态系统→黄土高原
被废水污染得肮脏不堪、臭气熏天的河流
生态系统的自我调节能力都有一定的限度。
生态系统的稳定性类型
1．抵抗力稳定性
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。
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持原状的能力。
2．恢复力稳定性
（抵抗干扰，维持原状）
（遭到破坏，恢复原状）
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
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
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系(一般情况)
①一般二者呈负相关，营养结构越复杂的生态系统，抵抗力稳定性越强，而恢复力稳定性一般越弱。
稳定性
生态系统复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
　　北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣生活。假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。
思考：结构简单的生态系统，恢复力稳定性一定高吗？
苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。
三、提高生态系统的稳定性
1.破坏生态系统稳定性的因素：
自然因素：
人为因素：
过度采伐、放牧、捕猎、环境污染等。
地震、海啸、火山、泥石流、流行病等。
（1）控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。
（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
我们可以采取哪些措施来提高生态系统的稳定性？(可以森林、草原、海洋、农田等生态系统为例)
思考：
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
施肥、
灌溉、
控制病虫害
防护林
四、设计和制作生态缸
基本原理：
在有限的空间中，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。
四、设计和制作生态缸
实验材料：
蚯蚓：
蜗牛、小乌龟：
浮萍、水草等植物：
水、土壤、阳光等：
分解者
消费者
生产者
非生物物质和能量
设计要求 相关分析
生态缸一般是 的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分齐全
生态缸的材料必须______
封闭
生活力
生态缸设计注意事项：
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
透明
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
设计要求 相关分析
生态缸的采光应用较强的_____光
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的______
空间
生态缸设计注意事项：
便于操作；缸内储备一定量的空气
散射
防止水温过高导致水生植物死亡
思考2：生态缸的稳定性高还是低？为什么？
是，因为它具有生态系统的各个组成成分
低，因为生态缸中生物种类少，营养结构简单。
思考1：生态缸是不是一个生态系统？为什么？
(1)生物多样性高有利于提高生态系统的自我调节能力(　　)
(2)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础(　　)
(3)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节(　　)
(4)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高(　　)
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
√
√
×
×
(5)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强(　　)
(6)森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高(　　)
(7)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高(　　)
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
×
√
×
(8)极地苔原由于物种组成单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低(　　)
(9)河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性(　　)
(10)落叶阔叶林遭到严重破坏时，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(　　)
√
×
×
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN