3.5 生态系统的稳定性 课件(共36张PPT)

(共36张PPT)
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.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？
繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素
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。
问题探讨
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
与紫茎泽兰入侵不同，对比千百年以来地球上的许多生态系统在受到有限的干扰时，能通过自我调节维持生态平衡。
什么是生态平衡？
问题探讨
第3章 生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
美丽的大兴安岭森林
呼伦贝尔草原
01
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（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。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
生态平衡的特征
1
生态平衡与生态系统的稳定性
——负反馈调节
实例1、在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，兔种内竞争加剧，同时，捕食者狼因食物（兔）丰富而数量增多，这样经过一段时间后，兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
兔子数量增加
兔子数量减少
（恢复原水平）
草数量减少
狼数量增加
群落内部负反馈调节的实例
草
兔
狼
小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述上述例子中的负反馈调节的过程
动态平衡的调节机制
2
生态平衡与生态系统的稳定性
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。
概念 ：
——负反馈调节
动态平衡的调节机制
2
兔子数量增加
兔子数量减少
（恢复原水平）
草数量减少
狼数量增加
草
兔
狼
生态平衡与生态系统的稳定性
实例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
森林火灾（左）和火烧后的恢复（右）
生态平衡与生态系统的稳定性
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
改邪归正
负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础
负反馈调节的重要意义
总结
生态平衡与生态系统的稳定性
有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。
使生态系统远离平衡状态
调节:
实例：
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
鱼类等尸体腐烂
结果:
加重污染
更多鱼死亡
+
污染更重
——正反馈调节
动态平衡的调节机制
2
生态平衡与生态系统的稳定性
正反馈调节的意义
原方向
发生偏离
正反馈调节
偏离原来方向
愈演愈烈
总结
生态平衡与生态系统的稳定性
原因
基础
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
生态系统的稳定性
3
生态平衡与生态系统的稳定性
02
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水为何仍能保持清澈？
抵抗力稳定性
1
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），很快消除污染。
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
抵抗力稳定性
1
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
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：
(2)与抵抗力稳定性的关系：
___________。
往往相反
“野火烧不尽，春风吹又生”
火后森林重恢复
恢复力稳定性
2
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
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
恢复力稳定性
低
生物种类
少
营养结构
简单
弱
自我调节能力
抵抗力稳定性
高
低
恢复力稳定性
人工林
比较抵抗力稳定性与恢复力稳定性的高低
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
弱
森林生态系统
农田生态系统
抵抗力稳定性较______
强
抵抗力稳定性较______
恢复力稳定性较______
恢复力稳定性较______
弱
强
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质
核心
影响 因素
保持自身结构功能相对稳定
恢复自身结构功能相对稳定
抵抗干扰保持原状
遭到破坏恢复原状
生态系统中物种多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高
生态系统中物种少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
一般存在相反关系
恢复力稳定性
归纳：
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
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
低
恢复力稳定性____
生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
生存条件极其恶劣
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
特例：北极苔原生态系统
一般来说，生态系统的组分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。
总结
草原生态系统
热带雨林生态系统
荒漠生态系统
抵抗力稳定性：
抵抗力稳定性与恢复力稳定性
03
三、提高生态系统的稳定性
处于生态系平衡的生态系统
能够使人类生活与生产的环境保持稳定
可以持续不断地满足人类生活所需
维持生态平衡的重要性
1
如何提高生态系统稳定性？
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，合理适度利用生态系统。
合理放牧
封山育林
提高生态系统稳定性的措施
1
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。
农田施肥
“生态屏障”
提高生态系统的稳定性
04
四、探究实践：设计制作生态缸，观察其稳定性
1.基本原理
（1）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。
（2）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。
（3）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。
探究实践
2.材料用具
（1）材料：玻璃板、粘胶、石块、沙土、含腐殖质较多的土、鹅卵石、假山石、自来水等。
（2）供选择的生物：（不宜太多，不宜太大）
鼠妇、蚰蜒、地鳖、蚯蚓、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等；黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭拓草、马齿苋、金鱼花、罗汉松、翠云草等。
地鳖
珍珠草
鸭拓草
蚰蜒
金鱼花
翠云草
金鱼藻
罗汉松
探究实践
3.实验步骤：
（1）用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
（2）在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作
为基垫，再铺上一层颗粒较细的沙土，厚度为
5~15cm，在沙土上铺一层含腐殖质较多的土，
厚度为5~10cm，铺垫好的土和石块整体呈坡状。
（3）在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
（4）向缸内倒入自来水，水位高5~10cm，在水中放几块鹅卵石。
探究实践
（5）在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物；在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
（6）盖上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射。
（7）每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化，并且进行记录。
3.实验步骤：
探究实践
4.结果和结论：
（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。
探究实践
设计要求 分析
生态缸是封闭的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全
生态缸的材料须透明
生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其 容积的4/5，要留一定空间
生态缸的采光用较强的散射光
选择动物不宜太多，个体不宜太大
防止外界生物或非生物因素的干扰
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
便于操作，缸内储备一定量的空气
防止水温过高,导致水生植物死亡
为光合作用提供光能；保持生态缸内温；便于观察
减少对O2消耗，防止生产量小于消耗量
生态缸的设计制作要求及分析
探究实践
结构平衡
决定
功能平衡
收支平衡
生态平衡
食物链、食物网
渠道
能量流动、物质循环、信息传递
类型
提高生态系统稳定性的措施
设计制设计作生态缸，观察其稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
负反馈调节
保证
基础
影响
自我调节的能力
生态系统的稳定性
课堂小结
Thanks