3.5 课时1 生态系统的稳定性 课件(共28张PPT) 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2

(共28张PPT)
生态系统的稳定性
第一课时
第5节
人教版 选择性必修2
1、能够概述生态平衡的概念及特征。
2、能够阐明生态系统通过自我调节来维持平衡，概述负反馈调节机制。
3、能够举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
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.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
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。
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，破坏生态平衡。
2.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？
一、生态平衡
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
2.特征：
（1）结构平衡：
（2）功能平衡：
（3）收支平衡：
生态系统各组分保持相对稳定
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。
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
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
生态平衡与生态系统的自我调节能力
3.生态平衡的调节机制
实例1
兔增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼减少
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。
实例2
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。
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
阳光、养料充足
种子萌发,长成新植株
火灾
森林
森林火灾
灾后恢复
3.生态平衡的调节机制——负反馈调节
上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈机制。
(1)概念：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。
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
改邪归正
原方向
（2）负反馈调节意义
负反馈调节在生态系统中 ，是生态系具备 的基础。
普遍存在
自我调节能力
正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定！
3.生态平衡的调节机制——正反馈调节
使生态系统常常远离稳态，对生态平衡有极大破坏作用。
实例
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等生物腐烂
+
+
结果：
原方向
发生偏离
正反馈调节
偏离原来方向
错上加错
2.利用本章第1节图3—4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，
描绘该种动物数量增长或减少时，生态系统可能发生的变化，并讨论反馈调节是否发挥了作用。
蛙减少
昆虫和蜘蛛增加
捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加
蛙增加
鹰增加
蛇减少
蛇增加
鹰减少
捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少
昆虫和蜘蛛减少
二、生态系统的稳定性
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。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
2.类型：
原因
基础
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
3.机理：
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。
4.自我调能力有限：
黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。
一、抵抗力稳定性
1、概念：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。
干扰
（抵抗干扰，维持原状）
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
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
2、规律：
一般来说，生态系统中的 ，食物网越 ，
其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
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。
组分越多
复杂
二、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。
（遭到破坏，恢复原状）
干扰
例如：森林局部火灾后，仍能逐步恢复原状
森林火灾
灾后恢复
2、与抵抗力稳定性的关系：
往往相反
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其 与
是不一样的。
3、特点：
恢复速度
恢复时间
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），可以很快恢复到接近原来的状态。
如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！
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_____
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
人工林：
热带雨林：
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定
核心
影响 因素
保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
受到破坏，恢复原状
生物种类越多、营养结构越复杂
→自我调节能力越强
→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单
→自我调节能力越弱
→恢复力稳定性越高
同时存在，作用相反，共同维持生态系统稳定
一般情况
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？
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系
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 。
特例：北极苔原生态系统
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：
环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！
（1）图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。
在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
四、生态系统稳定性的数学模型
② S表示一个外来干扰使之偏离
这一范围的大小，S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S值____热带雨林生态系统。
弱
强
大于
③ T表示恢复到原状态所需的时间，T值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____。
弱
强
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_____。
弱
在个体水平稳态维持上，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。
在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与生态系统的恢复力稳定性相似。
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？
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，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，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，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
1.内部因素
生态系统的结构
生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强
→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱
→恢复力稳定性越高
环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱
五、影响抵抗力稳定和恢复力稳定性的因素
2.外部因素
环境干扰强度
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。
①环境干扰强度小，恢复力稳定性强
②环境干扰强度大，恢复力稳定性弱
河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自净作用，可以很快恢复到接近原来的状态。
河流与土壤被有毒物质重度污染，这些河流或土壤的恢复力稳定性就破坏了。
热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度大。
生态系统的稳定性
生态平衡
结构和功能处于相对稳定的一种状态
定义
特征
结构平衡、功能平衡和收支平衡
实质
动态平衡。
机制
负反馈调节
定义
有限
表现
维持或恢复生态平衡状态的能力
自我调节能力有限
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
一种状态
一种能力