生物人教版（2019）选择性必修2课件 3.5生态系统的稳定性（共40张ppt）

(共40张PPT)
生态系统的信息传递
生态系统中信息的种类
信息传递在农业生产中的应用
物理信息
行为信息
化学信息
生命活动的正常进行
生物种群的繁衍
提高农产品或畜产品的产量
对有害动物进行控制
生态系统信息的作用
调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
个体水平
种群水平
群落水平
举例？
举例？
举例？
区分
生物防治
化学防治
小结：化学防治：是指化学药剂喷施等直接杀死害虫
生物防治：引入天敌或寄生虫等
或利用生物间的信息传递来进行防治
复习回顾：
第三章生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
2021人教版（新教材）选择性必修2 生物与环境
本节聚焦
什么是生态系统？
生态系统如何自我调节？
怎样理解生态系统的稳定性？
紫茎泽兰入侵我国后，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。
问题探讨
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？
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？
答：1.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。破坏当地的生态平衡。
答 2.泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，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，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少，等等。即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（一）生态平衡
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2.特征：
(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。
动态平衡
1.概念：
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
草
食草动物
过度放牧
食物短缺
原方向
发生偏离
回到原来方向
作用：是生态系统自我调节能力的基础。使生态系统达到或保持稳定
3.动态平衡的调节机制---负反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性
实例
群落内部负反馈调节的实例
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
②在森林中，随着植被的大量生长，森林逐渐变得郁闭，林间阳光减少，制约了林下树苗的成长，还导致枯枝落叶的积累，不久，一场森林火灾发生了，灾后由于光照更加充足，土壤的无机养料增多，于是许多种子萌发，幼苗迅速成长，森林面貌逐渐恢复。
生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发,长成新植株
阳光、养料充足
火灾
河流受到严重污染
鱼类等生物死亡
尸体残骸被分解者分解
（+）
实例：
+
4.正反馈调节
结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
原方向
发生偏离
更加偏离
作用：使生态系统远离平衡状态。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
原因
基础
（二）生态系统的稳定性
生态系统维持或恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。
也就是说生态系统维持生态平衡的能力。
1.概念：
3.机理：
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
4.自调能力有限
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态
系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2.两个方面：
生态系统自我调节能力特点：
有限
当外界干扰因素超过一定限度时，自我调节能力会迅速丧失！!
我国西北的原有森林生态系统→黄土高原
1.抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
(1)含义
(2)规律
生态系统的成分越单纯， 越简单，自我调节能力就越弱， 就越低；反之则越高。
营养结构
抵抗力稳定性
(3)特点
生态系统的自我调节能力有一定限度，
越过限度， 能力就遭到破坏。
自我调节
发达根系抗干旱
蝗虫捕食过后草又青
一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越越高；
例如：
热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态；
新知讲解
生态系统的自我调节能力有一定限度，
越过限度， 能力就遭到破坏。
自我调节
思考：
人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？
为什么？
低；
因为相比之下人工林组成成分少，食物网简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
新知讲解
人工林
天然林
2.恢复力稳定性
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。
(1)含义：
“野火烧不尽，春风吹又生”
火后森林重恢复
（2）特点： 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。
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？
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较
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_____
热带雨林
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
。
往往相反
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 保持自身结构和功能相对稳定 恢复自身结构和功能相对稳定
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
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
一般为负相关关系
恢复力稳定性
新知讲解
稳定性
生态系统复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
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)
模型建构——
思考：
特例：
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。
北极冻原生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低。
新知讲解
生态系统稳定性的数学模型
①图中两条虚线之间的部分表示_______________________；
②y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，
y值大，说明抵抗力稳定性____，反之，抵抗力稳定性____；
如受到相同干扰时，草原生态系统的y值____热带雨林生态系统；
③x表示恢复到原状态所需的时间，
x值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____；
④曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS）,
TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越_____；
生态系统功能的正常作用范围
弱
强
大于
弱
强
弱
课堂练习
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。
新知讲解
沙漠生态系统
草原生态系统
森林生态系统
低
高
低
低
低
高
恢复力稳定性
抵抗力稳定性
苔原、沙漠生态系统
草原生态系统
森林生态系统
抵抗力和恢复力稳定关系：一般存在相反的关系
生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
1.合理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，合理适度利用。
三、提高生态系统的稳定性
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
防护林
2.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
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。
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，补充相应的物质、能力，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力；
生态瓶中应该同时有：生物成分和非生物成分，生物成分包括：
生产者（植物，本处应为水生植物）、
消费者（水生动物，最好能组成食物链）、分解者（腐生微生物）.
非生物成分:（光、水、温度、空气、土壤）
设计生态缸并观察其稳定性
光照
温度
瓶内生物的种类和数量

设计生态缸并观察其稳定性
探究-实践
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。
设计要求 相关分析
1.生态缸必须是封闭的
2.生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全（有生产者、消费者、分解者）
3.生态缸的材料必须透明，且要采用较强的散射光
4.生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，留出一定空间
5.选择的动物不宜太多，个体不宜太大。
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光照，便于观察；防止水温过高导致水生植物死亡
便于操作，缸内储备一定量的空气
减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:
（1）设计一份观察记录表，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）定期观察，同时做好观察记录。
（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。
1）人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久。
2）人工生态系统的稳定性是有条件的。
结论：
生态平衡
生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性
结构平衡
功能平衡
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
收支平衡
控制干扰程度
适当物质能量的投入
与营养结构复杂程度的关系
生态系统的稳定性
2.某池塘演变早期，藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是(　　)
A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
B
1.生物系统的稳定性是指（ ）
A. 所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力
B. 所具有的维持自身结构和功能相对稳定的能力
C. 生态系统所具有的自我调节能力
D. 所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
D
【当堂检测】
【当堂检测】
D
3.如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物,它们之间可以形成下列四种结构中,其中最稳定的是（ ）
5.关于生态系统稳定性的正确叙述是(　　)
A.正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
B.生态系统“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性
C.人们对自然生态系统的干扰不应超过其抵抗力稳定性
D.热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强
4.某山区，砍伐了一定量的树木，但并没有破坏森林生态系统，根本原因是( )
A. 森林生态系统具有一定的自我调节能力
B. 森林中剩下的树能进行光合作用
C. 森林生态系统中有物质和能量的流动
D. 森林生态系统的恢复力稳定性高
A
【当堂检测】
C
5．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是(　　)
A．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B．自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高
C．不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同
D．提高生态系统稳定性，就是要禁止对生态系统的干扰和利用
A
6. 在下列四项措施中能提高区域生态系统自动调节能力的是（ )
　　A. 减少该生态系统内捕食者和分解者的数量
　　B. 增加该生态系统内各营养级生物的种类
　　C. 使该生态系统内生产者和消费者在数量上平衡
　　D. 减少该生态系统内生物的数量
B
【当堂检测】
请据图冋答下列问题。（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
【答案】藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
【答案】有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
【答案】藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
（4 ）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？【答案】河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。