(共26张PPT)
生态系统的稳定性
（第1课时）
高二-人教版-生物学选择性必修2-第3章-第5节
1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。
教学目标
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？
适应当地环境、繁殖能力强，没有天敌等因素制约。
问题探讨
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
讨论2: 紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会有何变化？生物多样性呢？
随入侵年限的增加，植物的科数和种数逐渐减少。
有些动物随后消失，生物多样性下降。
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响（刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期）。
讨论3:这会对当地生态系统的结构和功能产生什么影响？为什么？
物种数量减少，营养结构变简单，物质循环、能量流动等生态系统的功能受到严重影响。
植物 1998 2003 2006 2009 2011 2012
科数 36 33 27 18 17 16
种数 98 90 84 47 38 35
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响（刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期）。
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态平衡有哪些特征呢？
一、生态平衡的概念
美丽的呼伦贝尔草原和大兴安岭森林
1、结构平衡:
生态系统的各组分保持相对稳定。
二、生态平衡的特征
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
生态系统的结构
食物链和食物网
生态系统的各组分保持相对稳定，意味着生产—消费—分解的过程可以常进行。
思考1：
生产—消费—分解的过程可以常进行，这对生态系统的功能有什么影响？
生产—消费—分解过程的正常进行，能保证物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新，即生态系统表现为功能平衡。
2、功能平衡:
二、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2：
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，即生态系统表现为收支平衡。
资料：
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？
二、生态平衡的特征
实例1:
一片草地上如果兔大量增加，
草和狼的数量会有什么变化？
经过一段时间后兔的数量又会如何变化？
如果兔大量减少呢？
三、生态平衡的调节机制
实例2:
在森林中，随着植被的大量生长，
林下光照、树苗和枯枝落叶情况如何变化？
发生火灾的几率如何变化？
若火灾发生导致植被减少，林下光照和树苗情况如何变化？
经过一段时间森林面貌如何变化？
三、生态平衡的调节机制
请小组合作尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描绘上述两个实例的调节过程。
三、生态平衡的调节机制
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。
实例1:
调节过程在生态系统受到干扰后自动进行。
三、生态平衡的调节机制
兔数量增加
狼增加
草减少，
兔的食物减少
兔数量减少
草增加，兔的食物增加
狼减少
实例2:
在生态系统中，生物群落与非生物环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
三、生态平衡的调节机制
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
植被减少
林下光照充足
土壤无机养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
负反馈是指在一个系统中，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。
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。
—— 负反馈调节
三、生态平衡的调节机制
上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。
河流受到轻微污染,通过自身净化，能够很快消除污染。
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
你还能举出生态系统具有自我调节能力的例子吗？
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态平衡就会遭到严重的破坏。
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
生态系统的自我调节能力是无限的吗？
生态系统的自我调节能力是有限的。
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
偏离稳态
调节稳态
掠夺式开发后的黄土高原
轻度污染的河流
正反馈调节: 使系统工作效果加强。
负反馈调节: 使系统工作效果减弱或受限。
人们把生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。
生态系统的稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
四、生态系统的稳定性
构成
维持
调节特点
调节基础
课堂小结
干扰（或破坏）
1．下列与生态平衡有关的说法，错误的是( )
A．生态平衡就是生态系统的结构处于相对稳定的一种状态。
B．处于平衡状态的生态系统，其外貌、结构及动植物组成等都保持相对稳定。
C．处于生态平衡的生态系统，具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征。
D．负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础。
A
课后练习
2.如果将一处天然林开辟为森林公园，为了维持森林的生态平衡，应当采取的措施是( )
A．对森林做适度的隔离，避免人类过多的干扰。
B．在森林中引入一些珍稀野生动物，使食物网更复杂。
C．定期清理森林中的枯枝落叶，以利于种子萌发和幼苗的生长。
D．在森林中引种一些珍稀野生植物，增大流入该生态系统的总能量。
A
3．生态系统之所以能维持自身结构与功能的相对稳定，是因为生态系统具有自我调节能力，以下不属于生态系统自我调节的实例的是( )
A．某森林经过火灾后，许多种子萌发，迅速长成新植株。
B．某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降。
C．使用毒鼠药控制农田中老鼠的种群增长。
D．某森林食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加。
C
4．负反馈调节是维持生命系统平衡或稳态的重要调节机制。下列不属于负反馈调节的是( )
A．长期服用睾丸酮会导致促性腺激素释放激素合成量减少。
B．大量猎杀草原食肉动物，导致食草动物的数量先升后降。
C．在酶促反应中，反应终产物过量致使酶的活性下降。
D．湖泊受污染后鱼类数量减少，鱼体死亡腐烂进一步加重污染。
D
5．下列有关负反馈调节的叙述中，错误的是( )
A．负反馈调节结果是促进或增强最初系统工作的效果
B．当农田里蚜虫的数量增多时，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
C．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
D．甲状腺激素分泌的调节存在负反馈调节
A
6.某自然保护区的生态系统能长时间保持相对稳定，有关叙述错误的是( )
A．处于大量物种更替的过渡阶段
B．有较强的自我调节能力
C．有比较复杂的食物链和食物网
D．物质和能量的输入和输出相对平衡
A(共22张PPT)
生态系统的稳定性
（第2课时）
高二-人教版-生物学选择性必修2-第3章-第5节
教学目标
1.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
2.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。
3.设计并制作生态缸，观察其稳定性。
生态系统的稳定性：
生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
回顾旧知
蝗虫采食下，植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
1. 抵抗力稳定性：
（抵抗干扰，保持原状）
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统具有抵抗外界干扰的能力。
大兴安岭1987火灾俯瞰图
若干年后，大兴安岭的植被
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。
2. 恢复力稳定性：
（遭到破坏，恢复原状）
生态系统遭到破坏后可以依靠恢复力稳定性恢复。
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同时显现。
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；
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。
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。
问题1：比较热带雨林生态系统和北极冻原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别，简要表述理由。
热带雨林
北极冻原生态系统
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统中的组分越多
食物网越复杂
自我调节能力就越强
抵抗力稳定性就越高
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生物种类
多
营养结构
复杂
强
自我调节能力
抵抗力稳定性
高
热带雨林
生物种类
少
营养结构
简单
弱
自我调节能力
抵抗力稳定性
低
北极冻原
请用数学模型来表示两种稳定性的关系。
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
问题2：
一个生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般是相反的
热带雨林抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较强！
北极冻原、荒漠抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱！
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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是不一样的。
河流
轻微污染
自身净化作用
很快恢复
重度污染
自身净化作用不足以消除
恢复时间漫长
热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间很漫长，难度极大！
一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
问题3：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一样吗？
（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。
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呢？
那么如何提高生态系统的稳定性呢？
1. 提高生态系统的稳定性的意义
二、提高生态系统的稳定性
资料1：20世纪，青藏高原的生态环境明显恶化，形势日益严峻。位于高原腹地的“三江源”，冰川、雪山逐年萎缩，江河、湖泊和湿地缩小、干涸；沙化、水土流失的面积不断扩大；荒漠化和草地退化日益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；受威胁的生物物种占总类的20%以上。
1.三江源地区存在的问题有哪些？
2.导致这些问题的原因有哪些？
3.我们该采取哪些措施提高其稳定性？
讨论：
长期的滥垦乱伐、盗猎等。
二、提高生态系统的稳定性
1. 2005年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资75亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。
4.从2005年到2019年，14年间，国家在三江源地区持续投入逾180亿元。
3.2014年初，三江源生态保护和建设二期工程启动。
2.青海在环境“倒逼”下开始“铁腕”治理，对三江源地区4州17县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保护、人工增雨、工程灭鼠等项目。
资料2：
二、提高生态系统的稳定性
（1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
合理放牧
封山育林
适量捕捞
2. 提高生态系统的稳定性的措施
二、提高生态系统的稳定性
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
防护林防风阻沙
施肥、灌溉、控制病虫害
二、提高生态系统的稳定性
2. 提高生态系统的稳定性的措施
小组合作选择材料构建生态缸，并说明原因,其他小组同学找问题、提质疑。
生态瓶材质：透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶；
生态瓶中水的类型：干净的河水、蒸馏水；
合适体积的水：和瓶子同体积、4/5体积；
泥沙：洗净的泥沙、煮沸后冷却的泥沙；
生态瓶放置位置： 直射光、散射光、黑暗中；
水草、草虾、小草鱼、鲶鱼、椎实螺、蚯蚓若干。
三、设计生态缸，观察其稳定性
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 。 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。
生态缸的材料必须 。
②保持生态缸内温度；③便于观察。
生态缸中的水量应 ，要留出一定的 。
生态缸的采光用较强的 光
封闭
生命力
透明
适宜
空间
散射
齐全
防止外界生物或非生物因素的干扰
①为光合作用提供光能；
缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
请在课后参考课本的实验流程付诸实践：制作生态缸，观察其稳定性。
设计生态缸的注意事项
一、生态系统的稳定性
二、提高生态系统稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
控制干扰程度、合理利用
给予相应物质、能量的投入
与营养结构复杂程度的关系
三、设计生态缸、观察其稳定性
课堂小结
课后练习
1.下列事例中，属于恢复力稳定性的是( )
A．由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害。
B．当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化。
C．乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故。
D．一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物遭到一定程度破坏后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态。
D
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
D
3.生态系统的稳定性不仅与群落有关，还与无机环境密切相关。适宜的气候和土壤条件不仅有利于抵抗各种外来干扰，也有利于灾后恢复。下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）
A. 生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节。
B. 生态系统的抵抗力稳定性越强，则恢复力稳定性一定越弱。
C. 雨季的非洲草原，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高于旱季。
D. 其他因素相同时，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越强。
B
4.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面说法合理的是（ ）
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. 其中各种生物之间以及生物与无机环境之间，应能够进行物质循环和能量流动。
D. 其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。
C
