3.5 生态系统的稳定性(共17张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.5 生态系统的稳定性(共17张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-17 18:11:46 | ||
图片预览
文档简介
(共17张PPT)
第5节
生态系统的稳定性
SW生老师
问题探讨
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。
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
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。虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。像这样，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
一、生态平衡与生态系统的稳定性
【负反馈】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。
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
发生偏离
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发，幼苗迅速成长
光照充足、无机养料增多
森林火灾
负反馈调节的意义：负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。
森林火灾
灾后的恢复
【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）结构平衡
（2）功能平衡
（3）收支平衡
特征
负反馈调节
生态平衡
（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：在生态系统中，生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
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
生态系统的稳定性
自我调节能力
负反馈调节
原因
基础
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，生态平衡就会遭到严重的破坏
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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。
2.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。
不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差异！
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
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
抵抗力稳定性就越高
热带雨林动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，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。
生态系统中的组分越少
食物网越简单
自我调节能力就越弱
抵抗力稳定性就越低
北极冻原生态系统中，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。
用数学模型来表示两种稳定性的关系。
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
一般为负相关关系
恢复力稳定性
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。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性之间的关系
图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
____表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标。
____可以表示恢复到原状态所需的时间。大小可以作为恢复力稳定性的定量指标。
____表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。
m
n
TS
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。
如果河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自身的净化作用，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，这些河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了。
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，难度极大!
三、提高生态系统的稳定性
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
对过度利用的森林与草原，首先应封育，待恢复到较好状态时再适度利用。
为使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉、控制病虫害；
人工建造“生态屏障”；
建造"三北"防护林，有效地防风阻沙，保护草原与农田。
四、设计制作生态缸，观察其稳定性
实验原理：生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构、非生物因素密切相关；必须考虑物质循环和能量流动的相对平衡。
设计要求 分析
生态缸是封闭的 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生活力，成分齐全(要有生产者\消费者\分解者) 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
生态缸的材料须透明 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其容积的4/5，要留一定空间 便于操作，缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高，导致水生植物死亡
选择的动物不宜太多，个体不宜太大 减少对O2消耗，防止生产量＜消耗量
放假山石：在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
倒入自来水：向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石
制作生态缸框架：用玻璃板和粘胶制作
缸底部的铺垫：在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块，再铺上一层颗粒较细的沙土，沙土上铺一层含腐殖质较多的土，使铺垫好的土和石块整体呈坡状
实验步骤
移置生态缸：将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射小动物栖息的场所。
观察记录：观察生态缸内生物种类及数量的变化，并进行记录
放入植物和动物：①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、蛐蜓、蚯蚓、蜗牛等小动物；②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
封盖：用粘胶封上生态缸盖
第5节
生态系统的稳定性
SW生老师
问题探讨
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。
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
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。虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。像这样，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
一、生态平衡与生态系统的稳定性
【负反馈】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。
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
发生偏离
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发，幼苗迅速成长
光照充足、无机养料增多
森林火灾
负反馈调节的意义：负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具备自我调节能力的基础。
森林火灾
灾后的恢复
【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）结构平衡
（2）功能平衡
（3）收支平衡
特征
负反馈调节
生态平衡
（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：在生态系统中，生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。
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
生态系统的稳定性
自我调节能力
负反馈调节
原因
基础
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，生态平衡就会遭到严重的破坏
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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。
2.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。
不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差异！
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
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
抵抗力稳定性就越高
热带雨林动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，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。
生态系统中的组分越少
食物网越简单
自我调节能力就越弱
抵抗力稳定性就越低
北极冻原生态系统中，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。
用数学模型来表示两种稳定性的关系。
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
一般为负相关关系
恢复力稳定性
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。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性之间的关系
图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
____表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标。
____可以表示恢复到原状态所需的时间。大小可以作为恢复力稳定性的定量指标。
____表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。
m
n
TS
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。
如果河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自身的净化作用，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，这些河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了。
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，难度极大!
三、提高生态系统的稳定性
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
对过度利用的森林与草原，首先应封育，待恢复到较好状态时再适度利用。
为使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉、控制病虫害；
人工建造“生态屏障”；
建造"三北"防护林，有效地防风阻沙，保护草原与农田。
四、设计制作生态缸，观察其稳定性
实验原理：生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构、非生物因素密切相关；必须考虑物质循环和能量流动的相对平衡。
设计要求 分析
生态缸是封闭的 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生活力，成分齐全(要有生产者\消费者\分解者) 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
生态缸的材料须透明 为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其容积的4/5，要留一定空间 便于操作，缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高，导致水生植物死亡
选择的动物不宜太多，个体不宜太大 减少对O2消耗，防止生产量＜消耗量
放假山石：在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
倒入自来水：向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石
制作生态缸框架：用玻璃板和粘胶制作
缸底部的铺垫：在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块，再铺上一层颗粒较细的沙土，沙土上铺一层含腐殖质较多的土，使铺垫好的土和石块整体呈坡状
实验步骤
移置生态缸：将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射小动物栖息的场所。
观察记录：观察生态缸内生物种类及数量的变化，并进行记录
放入植物和动物：①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、蛐蜓、蚯蚓、蜗牛等小动物；②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
封盖：用粘胶封上生态缸盖