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选择性必修2
第3章 生态系统及其稳定性
第5节
生态系统的稳定性
1
阐明生态平衡与生态系统的稳定性(重点)。
2
举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性(重、难点)。
3
简述提高生态系统稳定性的措施(难点)。
4
设计制作生态缸,观察其稳定性。
三江源
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。
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目标一
生态平衡与生态系统的稳定性
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。
1.1生态平衡
结构平衡
青海海北高寒草甸生态系统
概念
特征
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
思考: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
结构平衡
收支平衡
特征
1.1生态平衡
结构平衡
收支平衡
功能平衡
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。
调节机制?
特征
1.1生态平衡
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
1.2调节机制——负反馈调节
请解释森林火灾多发的原因和灾后恢复的过程。
高原鼠兔
禾本科、莎草科、豆 科
香鼬
实例一
请解释鼠兔的数量能够维持相对稳定的原因。
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。
1.2调节机制——负反馈调节
活动1
描述生态系统的调节过程
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。
负反馈调节机制是自我调节能力的基础
1.3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。
自我调节能力是有限的
原因
基础
生态系统
稳定性
自我调节
能力
负反馈
调节
概念
机理
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目标一
抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
物种少,结构简单
受到外界干扰
不易维持稳定
活动2
研究生态系统稳定性与结构复杂性的关系
活动2
研究生态系统稳定性与结构复杂性的关系
物种多,结构复杂
受到外界干扰
不易恢复原状
2.1抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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。
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到原状的能力。
一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。反之,生态系统的组分越少,食物网越简单,其自我调节能力就越弱,恢复力稳定性较高。
2.2生态系统稳定性的决定因素
活动3
模型构建
1.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
思考:结构简单的生态系统,抵抗力稳定性低,恢复力稳定性一定高吗?
对于环境条件极其恶劣的生态系统,如北极苔原生态系统,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低!
活动3
模型构建
2.生态系统稳定性的数学模型
(1)y的大小可作为抵抗力稳定性强弱的指标,y值越大,说明
越低。
(3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,TS值越大,说明生态系统的总稳定性
(2)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明
恢复力稳定性越低。
抵抗力稳定性越弱。
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系,据图分析:
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
2.3 提高生态系统的稳定性
封山育林、休牧育草、围栏封育
控制对生态系统的干扰强度
人工造林、人工种草、鼠虫害治理、“黑土滩”治理
给予相应的物质、能量的投入
措施
原则
为三江源地区制定措施提高其稳定性?
2.3 提高生态系统的稳定性
资料
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目标一
设计制作生态缸,观察其稳定性
探究.实践--设计制作生态缸,观察其稳定性
(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)在设计时,要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
实验原理
实验步骤
设计要求 目的
生态缸一般是 的 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ,种类 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 为光合作用提供光能;保持生态缸内温度;
便于观察
生态缸宜 不宜 ,缸中的水量应 ,要留出一定的 . 便于操作;缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的 光 防止水温过高导致水生植物死亡
选择动物不宜过多,个体不宜太大 减少对氧气的消耗,防止氧气的产生量小于
消耗量
封闭
生活力
透明
小
大
适宜
空间
散射
齐全
设计和制作生态缸的要求