(共42张PPT)
第5节 生态系统的稳定性
第3章生态系统及其稳定性
提高生态系统的稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态平衡与生态系统的稳定性
目录 /CONTENTS
生态系统及其稳定性
03
02
01
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?
2、紫茎泽兰入侵后,当地植物种类有何变化?推测动物种类会发生什么变化? 生物多样性呢?
3.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?
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。
问题探讨
1、概念:
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。
01 生态平衡与生态系统的稳定性
(一)、生态平衡
动态平衡
调节机制?
生态系统及其稳定性
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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。
兔的生存空间
和资源增加
草增加
草减少
兔的生存空间
和资源减少
01 生态平衡与生态系统的稳定性
狼减少
狼增加
兔增加
兔减少
实例一:
生态系统及其稳定性
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群落与无机环境之间也能够
自我调节,以维持生态平衡。
说明:在生态系统中, 生物
林下光照减少,树苗生 自然 长受限,枯枝落叶增加 火灾
01 生态平衡与生态系统的稳定性 实例二:
种子萌发,幼苗迅速成长
森林植被 逐渐恢复
森林植被 大量生长
土壤养
料增多
光照 充足
生态系统及其稳定性
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负反馈调节
原方向
“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。
生态系统及其稳定性 7
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。
01 生态平衡与生态系统的稳定性
3. 生态平衡的调节机制——负反馈调节
发生偏离/
回到原来方向
类死亡,活鱼就更少了。
结果: 使生态系统远离平衡状态
模型图:
正反馈调节 更加偏离
发生偏离
实例: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
补充: 正反馈调节
破坏稳态“错上加错 ”
生态系统及其稳定性
原方向
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1、概念: 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。
3、类型: 抵抗力稳定性
恢复力稳定性
(二)、生态系统的稳定性
2、机理: 生态系统
稳定性
生态系统的自我调节能力是有限 的;
01 生态平衡与生态系统的稳定性
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
自我调节 能力
负反馈 调节
生态系统及其稳定性
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原因
基础
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。 (抵抗干扰,维持原状)
蝗虫采食下,草原植 物再生能力增强
02 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1、抵抗力稳定性
发达根系抗干旱
干扰
生态系统及其稳定性
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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)
02 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
2、恢复力稳定性
干扰后
森林火灾
灾后恢复
生态系统及其稳定性
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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。
02 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统及其稳定性
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热带雨林生态系统
人工林生态系统
抵抗力稳定性较 高
抵抗力稳定性较 低
恢复力稳定性较 低
恢复力稳定性较 高
不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性有着一定差别。
生态系统及其稳定性 13
02 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
注意: 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!
生态系统及其稳定性 营养结构复杂程度
抵抗力稳定性越高
恢复力稳定性越低
生态系统中的组分越多
食物网越复杂
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
02 抵抗力稳定性和恢复力稳定性
自我调节能力就越强
一般为负相关关系
稳定性
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y:表示抵抗力 稳定性
(y越大抵抗力稳定性越弱 ;反之越强)
x :表示恢复力 稳定性
(x越大恢复力稳定性越弱 ;反之越强) TS:表示总 稳定性
(TS面积越大,生态系统的总稳定性越弱 ;反之越强)
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
变式曲线
02
生态系统及其稳定性
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03 提高生态系统的稳定性 1. 意义
(1)可以持续不断地满足人类生活所需。
(2)能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
肉蛋奶
粮油
蔬果
木材
生态系统及其稳定性
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03 提高生态系统的稳定性 2.措施
(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,合理适度地利用生态系统。
合理放牧
适量捕捞
封山育林
生态系统及其稳定性
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03 提高生态系统的稳定性 2.措施
(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。
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。
“三北“防护林防风阻沙
生态系统及其稳定性
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在有限的空间内,依据生态系统
原理,将生态系统具有的基本成分进 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不同营
设计一个生态抽缸,观察这一人工生态系统的稳定性
Design and manufacture of ecological tank, observe its stability
设计制作生态缸 , 观察其稳定性
基本原理
养级生物之间的合适比例。
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目标要求
制作生态缸框架
铺土
注水
放入动、植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
放几块有孔的假山石,作为小动物栖息场所,倒水
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
Design and manufacture of ecological tank, observe its stability
设计制作生态缸 , 观察其稳定性
将生态缸放置在光线良好的散射光下,避免阳光直射。
沙土在下,含腐殖质较多的土在上
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
依据生物生活习性合理放置
防止外界生物或非生物因素的干扰
方法步骤
(1)生态缸中的生物只能存活一段时间,虽然生态缸中生态系统
成分齐全,但其结构比较简单,自我调节能力差;
(2)人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的,不同
的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短
Design and manufacture of ecological tank, observe its stability
设计制作生态缸 , 观察其稳定性
结论
结构和功能处于相对稳定的一种状态
结构平衡、 功能平衡和收支平衡
动态平衡。
负反馈调节
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 生态平衡 生态系统 的稳定性
定义
特征
实质
机制
定义
有限 表现
Conclusion
总结
一 种能力
知识小结
一、概念检测
1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下
列相关表述是否正确。
)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。 (√ )
)不同的生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不
当堂演练
(1
(2 同。
(√ )
.
B.延长了生态系统中的食物链
C.增加了生态系统中消费者数量
D.使生态系统营养结构复杂性增加
2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性,是因为
A 封山育林控制了物质循环
当堂演练
(D)
A.马尾松对松毛虫抵抗力差
B.人工林内松毛虫繁殖能力强
C.人工林成分单一,营养结构简单
D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖
3.天然森林很少发生的松毛虫虫害,却经常发生在人工马尾松
林中,合理的解释是(C)
当堂演练
二、拓展应用
某江南水乡小城,曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来, 当地百姓在河流上 游淘米洗菜,在下游洗澡洗衣,河水的水质一直保持 良好。 20世纪70年代,由于大量生活污水和工业废水排入河道,水质恶
当地采取措施对工业废水排放进行控制,同时将河 道支流很多入水口封闭以减少污水流入,河道内水量减少、河水流速降
化。 20世纪90年代,
低,水质仍然较差。
当堂演练
提示:生态系统具有抵抗力稳定性,当河水受到轻微污染(如 淘米洗菜、洗澡洗衣等)时,河水能通过物理沉降、化学分解 和微生物分解,很快消除污染,因此河水仍能保持清澈。
请基于对生态系统稳定性的认识,回答以下问题。
1.当地百姓在河流中淘米洗菜,洗澡洗衣, 为什么河水仍能保持清澈?
当堂演练
提示:大量生活污水和工业废水排入水中,破坏了该生态系统
的抵抗力稳定性和恢复力稳定性,河水很难恢复到原来的状态, 就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度,由 于污染严重,尽管采取了治理措施,河流自身的净化能力仍然 不足以消除污染物,因此水质仍然较差。
2.大量生活污水和工业废水排入河道以后, 为什么会引起水质急剧下
降? 20世纪90年代采取的措施没有明显效果,可能的原因是什么?
当堂演练
提示:从治理已有污染的角度,可采用物理、化学、生
物等方法进行治理,如机械除藻、底泥疏浚、在某些区 段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进 行生态修复等。从管理的角度,应禁止生活污水和工业 废水排入河道,或污水、废水必须经严格处理才能排放; 加强人们的水环境保护意识;加强执法检査;等等。
3.可以采取什么措施来改善该地河流水质?
当堂演练
一、选择题
1.下图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是(C) 太阳
农作物 饲料 家畜
沼液 秸秆 食物
沼气池 粪便 人
A. 沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量
B.微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用
C. 沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够
D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
Exercises to consolidate
习题巩固
食物
粪便
沼渣
2.在自然生态系统中,物质是能量的载体,下列叙述正确的是(A )
A. 能量可驱动物质循环
B.物质和能量可循环利用
C. 能量只能在食物链中流动
D. 能量金字塔和数量金字塔均可倒置
Exercises to consolidate
习题巩固
3.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行,
下列与之相关的叙述,正确的是( )B
A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的
B. 能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的 过程
C.只有生物才会对信息有反应, 因此信息传递只发生在生物群落
内部
D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链
进行的
Exercises to consolidate
习题巩固
4.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯
林的高。以下分析不合理的是( D )
A.毛竹纯林易发生病虫害
B.混交林中物种多样性高
C.混交林中食物网更复杂
D.混交林中能量可循环利用
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习题巩固
二、非选择题
1.将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。
生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、 初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、 第三营养级、第四营养级。
属于
初级消费者
属于
于
于
属
属
构
成 食物链 构成 食物网
第一营养级
第二营养级 第三营养级
第四营养级
生产者
消费者 分解者
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习题巩固
三级消费者
次级消费者
生物群落
非生物环境
生 态系 统
请据图回答下列问题。
(1)在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么
藻类数量减少; 需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌 分解而大量消耗。
2.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后
的
净化作用示意图。
Exercises to consolidate
习题巩固
(2)在该河流的BC段上,藻类大量繁殖的主要原因是什么
有机物分解后形成的大量的NH4+,等无机盐离子,有利于
藻类的大量繁殖。
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习题巩固
(3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么
藻类通过光合作用释放氧气;有机物减少, 需氧型细菌数量
下降, 因而对溶解氧的消耗量减少。
Exercises to consolidate
习题巩固
(4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流, 对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么
河流中生物大量死亡,该生态系统的稳定性遭到破坏。
Exercises to consolidate
习题巩固
习题巩固
3.棉铃虫是棉田常见的害虫,喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫,但同时也会
杀死棉铃虫的天敌,并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌-赤眼蜂, 虽然 不能彻底消灭棉铃虫,但是能将它们的种群数量控制在较低水平,也不会造 成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性 为什么
放养赤眼蜂。 因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会
杀死大量的棉铃虫的天敌棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度 爆发。 在棉田中放养赤眼蜂, 由于棉铃虫和赤眼鲜在数量上存在 相互制约的关系, 因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。 从这个角度看,这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性
Exercises to consolidate
4.有科学家指出: “ 没有物质,什么都不存在; 没有能量,什么都不会发
生;没有信息,任何事物都没有意义。 ”在生态系统中,物质、能量和信
息是这样起作用的吗 在细胞、个体、种群、群落等层次, 它们所起的作
用也是这样的吗 试举例谈谈对这句话的理解。
生命有物质性,即生命体都是物质实体,因此物质是生命的基础。
在生态系统中,生物体都是由物质组成的,其生命活动所需要的 物质都来自环境,没有物质,什么都不存在。
生命活动会消耗能量, 能量驱动生命活动的有序进行,因此能量
流动是生态系统的动力,没有能量,生命活动都不能正常进行, 因此可以说什么都不会发生。
Exercises to consolidate
习题巩固
信息调节保证了生命活动的有序进行,没有信息,生命系统难以
维系和运转。例如,如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息, 拥食者就无法捕获猎物,猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个 角度看,没有信息,任何事物都没有意义了。
在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次,物质、能量、
信息都发挥着作用,尽管有细微差别,但大体上是一致的,不论 在哪个层次,生命都是物质、能量、信息的统一体。
Exercises to consolidate
习题巩固