3.5 生态系统的稳定性（课件共34张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.5 生态系统的稳定性（课件共34张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 275.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-08 15:18:53 | ||
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文档简介
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。
第5节 生态系统的稳定性
生态平衡
生态系统的稳定性
生态系统的自我调节
1
2
3
中国第一批外来入侵物种（植物）名单（部分）
紫茎泽兰
思考：
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？
原产于中美洲。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。
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
问题探讨
资料分析
【资料1】刘选富、张亚奇通过对云南松林15年的固定样地追踪调查,研究了紫茎泽兰入侵云南松林后引起的物种逐渐消失和生物多样性剧烈变化的过程。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}植物
1998
2003
2006
2009
2011
2012
科数
36
33
27
18
17
16
种数
98
90
84
47
38
35
刘选富、张亚奇《紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响》，《四川林勘设计》，2016年第2期
思考：
紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会发生什么变化？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。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
三江源
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
【资料2】
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。
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。
左图为内蒙古大草原一景，请你从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
下图为某一生态系统在成熟阶段时，群落的总生产量和总呼吸量从早期阶段到成熟阶段变化过程曲线，请分析这两种曲线呈现怎样的趋势？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。
分析评论
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
分析评论
生产—消费—分解过程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。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡
1.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2.处于生态平衡的生态系统具有的特征
动态平衡
（1）结构平衡
（2）功能平衡
（3）收支平衡
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡调节实例
高原鼠兔
草
实例一
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
任务一：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。
草原狼
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡调节机制—负反馈调节
高原鼠兔增加
高原鼠兔减少
资源和生存空间增加
草减少
草增加
资源和生存空间减少
狼增加
狼减少
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增多
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
负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使该系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
负反馈调节机制是自我调节能力的基础
生态系统的稳定性
生态系统的稳定性是指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。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态系统的自我调节能力是无限的吗？
当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迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。
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？
物种少，结构简单
受到外界干扰
不易维持稳定
任务二：分析生态系统稳定性与结构复杂性的关系
埃尔顿的论据
1.研究证明，两个或少数物种相互作用的数学模型不易达到稳定的局面。
2.高斯对原生动物的实验证明，物种组成简单的群落要比组成复杂的群落易于灭绝。同时，为了使捕食者和猎物能够共存，需要一定的复杂环境。
3.只有少数物种的岛屿，比物种丰富的大陆易于受新物种的入侵并引起生态系统的动荡。
4.在物种组成简单的农田生态系统中，特别是农作物单一种植的生态系统，外来种的入侵和某一种群的快速繁殖更加常见，而且容易导致病出害的大发生。
5.与温带和亚极地的生态系统相比，在高度多样的热带生态系统中，种群密度的波动对其稳定性的影响较小。
6.大量使用农药大大地简化了群落的结构。由于某些捕食者种群的丧失，导致了被捕食者过量繁殖。这种情形在农田和果园生态系统中常常出现。
埃尔顿的论据说明生态系统稳定性与结构复杂性之间有何种关系？
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
物种多，结构复杂
受到外界干扰
不易恢复原状
任务二：分析生态系统稳定性与结构复杂性的关系
梅和皮姆的论据说明生态系统稳定性与结构复杂性之间有何种关系？
梅和皮姆的论据
梅以多物种随机集合的食物网为模型群落，研究其局域稳定性，即生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力，其结论是局域稳定性随复杂性增加而降低。皮姆则以模型群落为研究对象，研究其经受大而持久的干扰后恢复到原状的能力，即全域稳定性，结果是全域稳定性一般随复杂性增加而下降。1982年他还以三和四个营养级的模型群落为对象，研究群落在受到干扰后，恢复到原初状态所需要的时间。结果发现恢复时间随复杂性的增加而增加，因而生态系统的恢复力随复杂性的增加而降低。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性
（1）概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构功能保持原状的能力。
（2）本质（核心）：抵抗干扰，保持原状
2. 恢复力稳定性
（1）概念：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）本质（核心）：遭到破坏，恢复原状
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
比较森林生态系统和三江源地区的草原生态系统在两种稳定性表现上的差别，简要表述理由。
任务三
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性两者的区别与联系
区别：
1.两者的概念不同。
2.对于同一个生态系统来说，两者往往存在着相反的关系。
3.不同的生态系统两者存在差异。
联系：
两者共同存在于生态系统中，同时发挥作用。两者密切联系，不可分割。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。
任务三：用坐标曲线来表示两种稳定性的关系
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
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一样吗？请以前面提到的三江源地区举例说明。
提示：
（1）轻度放牧干扰，气温小幅上升，轻微干旱
（2）过度放牧、开采等，气温明显上升，降水减少
（3）从物种多样性、生态系统结构和功能等角度分析，注意运用结构功能观、稳态平衡观、系统观等生命观念。
任务四
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
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？
提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
讨论：
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.三江源地区存在的主要问题有哪些？
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：
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
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.措施：一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
2.对人类利用强度大的生态系统，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。
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：
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
紫茎泽兰
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？
在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如这种生物的安全性研究、野外如何布点释放、定点释放的虫量应当为多少，等等。
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
温馨提示：
1. 结合本地的生态环境，确定生态缸的类型。
2. 尽量做到废物利用，降低成本。
3. 应用生态系统的物质循环和能量流动规律、
生态平衡规律进行设计。
设计制作生态缸实验的实施流程图
探究·实践
第5节
生态系统的稳定性
确定生态缸的类型
查找资料设计方案
制作
生态缸
记录
实验结果
撰写
实验报告
分享交流实验成果
反馈评价
设计制作生态缸，观察其稳定性
1.生态系统能够通过自我调节作用抵御和消除外来一定限度的干扰，因而具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。
2.人类活动会影响生态系统的稳定性，我们应综合运用生命的系统观、结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等生命观念，从人与自然均受益的角度出发，提高生态系统的稳定性，维持生态平衡。
小结
第5节 生态系统的稳定性
生态平衡
生态系统的稳定性
生态系统的自我调节
1
2
3
中国第一批外来入侵物种（植物）名单（部分）
紫茎泽兰
思考：
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？
原产于中美洲。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。
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
问题探讨
资料分析
【资料1】刘选富、张亚奇通过对云南松林15年的固定样地追踪调查,研究了紫茎泽兰入侵云南松林后引起的物种逐渐消失和生物多样性剧烈变化的过程。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}植物
1998
2003
2006
2009
2011
2012
科数
36
33
27
18
17
16
种数
98
90
84
47
38
35
刘选富、张亚奇《紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响》，《四川林勘设计》，2016年第2期
思考：
紫茎泽兰入侵后，当地植物种类有何变化？推测动物种类会发生什么变化？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。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
三江源
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
【资料2】
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。
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。
左图为内蒙古大草原一景，请你从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
下图为某一生态系统在成熟阶段时，群落的总生产量和总呼吸量从早期阶段到成熟阶段变化过程曲线，请分析这两种曲线呈现怎样的趋势？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。
分析评论
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
分析评论
生产—消费—分解过程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。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡
1.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2.处于生态平衡的生态系统具有的特征
动态平衡
（1）结构平衡
（2）功能平衡
（3）收支平衡
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡调节实例
高原鼠兔
草
实例一
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
任务一：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。
草原狼
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态平衡调节机制—负反馈调节
高原鼠兔增加
高原鼠兔减少
资源和生存空间增加
草减少
草增加
资源和生存空间减少
狼增加
狼减少
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增多
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
负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使该系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
负反馈调节机制是自我调节能力的基础
生态系统的稳定性
生态系统的稳定性是指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。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
生态系统的自我调节能力是无限的吗？
当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迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。
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？
物种少，结构简单
受到外界干扰
不易维持稳定
任务二：分析生态系统稳定性与结构复杂性的关系
埃尔顿的论据
1.研究证明，两个或少数物种相互作用的数学模型不易达到稳定的局面。
2.高斯对原生动物的实验证明，物种组成简单的群落要比组成复杂的群落易于灭绝。同时，为了使捕食者和猎物能够共存，需要一定的复杂环境。
3.只有少数物种的岛屿，比物种丰富的大陆易于受新物种的入侵并引起生态系统的动荡。
4.在物种组成简单的农田生态系统中，特别是农作物单一种植的生态系统，外来种的入侵和某一种群的快速繁殖更加常见，而且容易导致病出害的大发生。
5.与温带和亚极地的生态系统相比，在高度多样的热带生态系统中，种群密度的波动对其稳定性的影响较小。
6.大量使用农药大大地简化了群落的结构。由于某些捕食者种群的丧失，导致了被捕食者过量繁殖。这种情形在农田和果园生态系统中常常出现。
埃尔顿的论据说明生态系统稳定性与结构复杂性之间有何种关系？
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
物种多，结构复杂
受到外界干扰
不易恢复原状
任务二：分析生态系统稳定性与结构复杂性的关系
梅和皮姆的论据说明生态系统稳定性与结构复杂性之间有何种关系？
梅和皮姆的论据
梅以多物种随机集合的食物网为模型群落，研究其局域稳定性，即生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力，其结论是局域稳定性随复杂性增加而降低。皮姆则以模型群落为研究对象，研究其经受大而持久的干扰后恢复到原状的能力，即全域稳定性，结果是全域稳定性一般随复杂性增加而下降。1982年他还以三和四个营养级的模型群落为对象，研究群落在受到干扰后，恢复到原初状态所需要的时间。结果发现恢复时间随复杂性的增加而增加，因而生态系统的恢复力随复杂性的增加而降低。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性
（1）概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构功能保持原状的能力。
（2）本质（核心）：抵抗干扰，保持原状
2. 恢复力稳定性
（1）概念：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）本质（核心）：遭到破坏，恢复原状
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
比较森林生态系统和三江源地区的草原生态系统在两种稳定性表现上的差别，简要表述理由。
任务三
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性两者的区别与联系
区别：
1.两者的概念不同。
2.对于同一个生态系统来说，两者往往存在着相反的关系。
3.不同的生态系统两者存在差异。
联系：
两者共同存在于生态系统中，同时发挥作用。两者密切联系，不可分割。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。
任务三：用坐标曲线来表示两种稳定性的关系
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
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一样吗？请以前面提到的三江源地区举例说明。
提示：
（1）轻度放牧干扰，气温小幅上升，轻微干旱
（2）过度放牧、开采等，气温明显上升，降水减少
（3）从物种多样性、生态系统结构和功能等角度分析，注意运用结构功能观、稳态平衡观、系统观等生命观念。
任务四
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
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？
提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
讨论：
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.三江源地区存在的主要问题有哪些？
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：
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
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1.措施：一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
2.对人类利用强度大的生态系统，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。
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：
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
紫茎泽兰
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？
在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如这种生物的安全性研究、野外如何布点释放、定点释放的虫量应当为多少，等等。
三、提高生态系统的稳定性
第5节
生态系统的稳定性
温馨提示：
1. 结合本地的生态环境，确定生态缸的类型。
2. 尽量做到废物利用，降低成本。
3. 应用生态系统的物质循环和能量流动规律、
生态平衡规律进行设计。
设计制作生态缸实验的实施流程图
探究·实践
第5节
生态系统的稳定性
确定生态缸的类型
查找资料设计方案
制作
生态缸
记录
实验结果
撰写
实验报告
分享交流实验成果
反馈评价
设计制作生态缸，观察其稳定性
1.生态系统能够通过自我调节作用抵御和消除外来一定限度的干扰，因而具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。
2.人类活动会影响生态系统的稳定性，我们应综合运用生命的系统观、结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等生命观念，从人与自然均受益的角度出发，提高生态系统的稳定性，维持生态平衡。
小结