生物人教版（2019）选择性必修2 3.5生态系统的稳定性（共51张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修2 3.5生态系统的稳定性（共51张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 16.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-21 19:15:26 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
3.5 生态系统的稳定性
紫茎泽兰入侵我国后，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。
问题探讨
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？
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。破坏当地的生态平衡。
美丽的呼伦贝尔草原
美丽的大兴安岭森林-平衡的生态系统
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（一）、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。
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。
动态平衡
1、概念：
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
3、动态平衡的调节机制---负反馈调节
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。
1、概念：
2、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
3、模型：
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。
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
生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
分析负反馈调节的过程：
改邪归正
思考-讨论
2.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
负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础
合作建模
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。
正反馈调节：
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
原因
基础
（二）、生态系统的稳定性
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：
思考：
1、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
(1)含义
(2)规律
生态系统的成分越单纯， 越简单，自我调节能力就越弱， 就越低；反之则越高。
营养结构
抵抗力稳定性
(3)特点
生态系统的自我调节能力有一定限度，
越过限度， 能力就遭到破坏。
自我调节
发达根系抗干旱
蝗灾过后草又青
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
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
比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
弱
强
森林生态系统
农田生态系统
抵抗力稳定性较___（营养结构复杂）
强
抵抗力稳定性较___
恢复力稳定性较__
过度砍伐后恢复力稳定性较__
弱
火灾后恢复力稳定性较_ _
强
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
比较：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
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：
生态系统稳定性的数学模型
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。
① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。
y 值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；
③ x 表示恢复到原状态所需的时间。
x 值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强；
模型构建
“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”
河流受到轻微污染,通过自身净化，能够很快消除污染。
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
河流重度污染，恢复力稳定性被破坏
垃圾污染
打捞垃圾
下令拆迁
污水排放
乱砍滥伐森林,土地沙漠化
过度放牧，草场退化
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
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。
三、提高生态系统的稳定性
防护林
2.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。
设计生态缸并观察其稳定性
探究-实践
原理
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。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。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。
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的
生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全（有生产者、消费者、分解者）
生态缸的材料必须透明，且要采用较强的散射光
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，留出一定空间
选择的动物不宜太多，个体不宜太大。
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光照，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
减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:
（1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况
（由颜色变化进行判别）及基质变化等。
（2）定期观察，同时做好观察记录。
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳
定性已被破坏，记录下发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态
系统稳定性差异的原因。
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。
结论：
课堂检测
3.5 生态系统的稳定性
紫茎泽兰入侵我国后，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。
问题探讨
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？
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。破坏当地的生态平衡。
美丽的呼伦贝尔草原
美丽的大兴安岭森林-平衡的生态系统
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（一）、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。
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。
动态平衡
1、概念：
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
3、动态平衡的调节机制---负反馈调节
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。
1、概念：
2、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
3、模型：
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。
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
生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
分析负反馈调节的过程：
改邪归正
思考-讨论
2.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
负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础
合作建模
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。
正反馈调节：
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
原因
基础
（二）、生态系统的稳定性
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：
思考：
1、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
(1)含义
(2)规律
生态系统的成分越单纯， 越简单，自我调节能力就越弱， 就越低；反之则越高。
营养结构
抵抗力稳定性
(3)特点
生态系统的自我调节能力有一定限度，
越过限度， 能力就遭到破坏。
自我调节
发达根系抗干旱
蝗灾过后草又青
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
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
比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
比较抵抗力与恢复力稳定性的高低
弱
强
森林生态系统
农田生态系统
抵抗力稳定性较___（营养结构复杂）
强
抵抗力稳定性较___
恢复力稳定性较__
过度砍伐后恢复力稳定性较__
弱
火灾后恢复力稳定性较_ _
强
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
比较：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
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：
生态系统稳定性的数学模型
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。
① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。
y 值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；
③ x 表示恢复到原状态所需的时间。
x 值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强；
模型构建
“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”
河流受到轻微污染,通过自身净化，能够很快消除污染。
苏州——“江南水乡，小桥流水人家”
河流重度污染，恢复力稳定性被破坏
垃圾污染
打捞垃圾
下令拆迁
污水排放
乱砍滥伐森林,土地沙漠化
过度放牧，草场退化
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
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。
三、提高生态系统的稳定性
防护林
2.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。
设计生态缸并观察其稳定性
探究-实践
原理
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。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。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。
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的
生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全（有生产者、消费者、分解者）
生态缸的材料必须透明，且要采用较强的散射光
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，留出一定空间
选择的动物不宜太多，个体不宜太大。
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光照，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
减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:
（1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况
（由颜色变化进行判别）及基质变化等。
（2）定期观察，同时做好观察记录。
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳
定性已被破坏，记录下发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态
系统稳定性差异的原因。
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。
结论：
课堂检测