3.5 生态系统的稳定性 教学课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
3.5 生态系统的稳定性
紫茎泽兰原产于中美洲。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。
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、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
问题探讨
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？
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长，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。
01
生态平衡与生态系统的稳定性
一、生态平衡
1.生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
结构
功能
生态系统的组成成分和营养结构（食物链、食物网）
能量流动
物质循环
信息传递
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
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。
一、生态平衡
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
由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
一、生态平衡
实例一：
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
草增加
兔的生存空间和资源增加
草减少
兔的生存空间和资源减少
兔增加
兔减少
狼减少
狼增加
一、生态平衡
实例二：
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
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
一、生态平衡
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
增多
增多
增多
抑制
最后：草、虫、鸟的数量处于相对稳定的状态
反馈调节P27：在一个系统中系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该生态系统的工作。
反馈
调节
正反馈调节
负反馈调节

正反馈调节
与负反馈调节比较
增多
增多
增多
抑制
草
羊
狼
加重
河水污染
鱼死亡
死鱼腐烂
鱼死的更多
负反馈调节
有利于生态系统保持相对稳定
正反馈调节
使生态系统远离稳态

02
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（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：
生态系统具有一定的自我调节能力
（3）类型：
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
二、生态系统的稳定性
②表现
③特点
生态系统维持生态平衡的能力
生态系统的自我调节能力是有限的
①基础
负反馈调节
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
干旱时树木扩展根系的分布空间
①抵抗力稳定性：
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。
（抵抗干扰，维持原状）
二、生态系统的稳定性
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。
（遭到破坏，恢复原状）
②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
河流土壤
轻微污染
自身净化作用
恢复
重度污染
自身净化作用不足以消除
恢复力稳定性就被破坏了
热带雨林在遭到严重砍伐，草原极度放牧后，它们恢复原状的时间很漫长，难度极大！
②恢复力稳定性：
二、生态系统的稳定性
思考：森林生态系统和草原生态系统在两种稳定性表现上相同吗？
森林生态系统抵抗力稳定性更强，草原生态系统恢复力稳定性更强
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
抵抗力稳定性越高
生态系统的组分越少
食物网越简单
自我调节能力就越弱
恢复力稳定性较高
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
①一般呈负相关关系
②相互作用共同维持生态系统的稳定
森林
草原
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
注意：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低
生态系统的组分
食物网
自我调节能力就
抵抗力稳定性
越多
越复杂
越强
越高
抵抗力稳定性
生物种类
稀少
营养结构
简单
弱
自我调节能力
抵抗力稳定性
低
恢复力稳定性
对于环境条件极其恶劣的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
低
环境条件极其恶劣
比较抵抗力稳定性大小
森林
草原
苔原
＞
＞
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 　　 自身结构与功能相对稳定 　　 自身结构与功能相对稳定
核心 ___________________ ___________________
影响因素 生态系统中物种丰富度　　，营养结构越复杂，抵抗力稳定性_____ 生态系统中物种丰富度
　　，营养结构越简单，恢复力稳定性_____
保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
越大
越强
越小
越强
归纳总结——生态系统稳定性的类型
03
提高生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性措施：
（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。
过度放牧，草原荒漠化
过度干扰
过度应用
超出了生态系统的自我调节能力
生态系统稳定性降低
三、提高生态系统的稳定性
农田生态系统
池塘生态系统
果园生态系统
人的作用突出
人类利用强度较大
提高生态系统稳定性措施：
（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，保证生态系统内部物质与能量的协调。
三、提高生态系统的稳定性
设计制作生态缸，观察其稳定性
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
1.目的：
2.实验流程
设计要求 相关分析
一般是封闭的
材料必须透明
采光应用较强的散射光
宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
3.生态缸设计注意事项：
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；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
(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡( )
(2)当农田里蚜虫数量增多时，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( )
(3)北极冻原生态系统的抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性高( )
(4)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性( )
(5)与天然林相比，人工马尾林营养结构复杂，恢复力稳定性高( )
(6)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力( )
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√
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√
×
1.概念辨析
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。