高中生物学人教版选择性必修2：3.5 生态系统的稳定性-教学课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
生态系统的稳定性
“近水楼台先得月， 一城名胜半归湖。”
在浙江宁波市中心鳞次栉比的高楼间，卧着一 池清清的湖水，这便是宁波的“母亲湖” —一月湖。
调查月湖水质(总磷、溶解氧、透 明度等数据)
调查月湖生产者种类，并调查其中 某种双子叶植物的种群密度
调查月湖生态系统中 的鸟类或其它 动物的种类及生活习性等，分析月 湖生态系统中的能量流动情况。
月湖湖水中解磷细菌的分离与计数
访谈月湖生态系统受到的人为干扰 情况
课题指向
结构是否平衡
能量是否平衡
收支是否平衡
人为干预程度如何
无机环境
生产者
消费者
分解者
实地调查研究课题设计思路图
生态系统的组成成分
自然或人为干扰因素
课题切入点
研究课题
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学习任务：请从营养结构的角度，分析池沼公鱼
与夜鹭的数量维持相对稳定的原因。
月湖中的池沼公鱼(左)与夜鹭(右)
调查报告：夜鹭是中型涉禽，国家二级保护动物，主
要以鱼、虾下、水生昆虫等动物性食物为食。池沼公鱼是一 年生鱼类，每年解冰后即产卵，产卵于沿岸有水草或湖底 有砂砾的地方，主食浮游动物，也食底栖动物、昆虫等。
浮游动物
夜鹭
池 沼公鱼 池沼公鱼
夜鹭
浮游动物
浮游动物、池沼公鱼和夜鹭之间的调节过程示意图
调查报告：每年的七八月份是宁波台风的多发季，当
台风等自然灾害来临，月湖植被中一些枝干细长但枝叶茂密 的高大树木更容易被破坏，台风过后，林下树苗获得的阳光 更加充足，雨水湿润了土壤，许多种子萌发，幼苗生长，森 林面貌逐渐恢复。
学习任务：请解释负反馈机制。
负反馈机制：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，负反馈可使系统保持稳定。
调查报告：家住月湖周边的徐大爷在访谈中说道，他几
乎每天都在月湖景区里锻炼身体。曾经的月湖碧波荡漾，但 前几年他发现，月湖的水质越来越差，冬天的水是棕色，夏 天又变成了绿色。在整治之前，他一直担心，这样下去月湖 会变成“臭湖”。
浙江省在探索实践“绿水青山就是金山银山”的发展新 路过程中，推进的环境污染综合整治，开展了“五水共治” 行动，使得月湖水质有了明显的改善和提升。
学习任务：请概括恢复力稳定性的定义。
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。
学习任务：请分析物种多样性对生态系统的自我调
节能力有什么影响
池沼公鱼 草鱼
鲢鱼
等植食性鱼类
夜鹭
白鹭
珠颈斑鸠 棕 背伯劳
白头鹎
乌
白鹡鸰
藻类
苦草
聚草
梭鱼草
水生美人蕉
鸢尾
等水生植物
垂柳
水杉
樟树
乌柏
麦冬
等陆生植物
浮游动物
甲 虫
蚜 虫
蛾
等昆虫
大口黑鲈
乌鳢
等肉食性鱼类
月湖生态系统食物网
调查报告：白鹡鸰是一种夏候鸟，主要以昆虫为食，
如蚜虫、甲虫、蛾等。当白鹡鸰去南方越冬，月湖生态系统 并不会爆发虫害，因为它在食物网中的位置还可以由这个营 养级的乌、棕背伯劳等来代替。
学习任务：请概括抵抗力稳定性的定义。
抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的 结构和功能保持原状的能力。
学习任务：请尝试建立数学模型，解释营养
结构复杂性与恢复力稳定性和抵抗力稳定性之间
的 关 系 。
恢复力稳定性
营养结构复杂程度
抵抗力稳定性
稳定性
调查报告：随着水质的提升，植食性鱼类的繁衍，月
湖中的消费者数量有时会超过它的承载能力。工作人员会投 放一些肉食性鱼类加以控制，例如加州鲈鱼、黑鱼等，并将 部分鱼类进行捕捞并放生至外河。
请判断以下情况反映了生态系统的哪种稳定性：
①森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。
②草原遭昆虫采食后，草原植物会增强其再生 能力，尽可能减缓种群数量下降。
③当森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩 展根系的分布空间，以保持获得足够的水分，维持 生态系统的正常功能
学习任务：请归纳概括生态系统稳定性的概念。
生态系统的稳定性：生态系统通过自我调节，维持 或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，即维 持生态平衡的能力。
取样次数 气温℃ 水温℃ pH值 溶解氧mg/L 总磷mg/L
透明度cm
1 33 25 6 5 0.05
86
2 28 24 7 5 0.05
84
3 22 23 7 5 0.05
75
4 24 23 6 5 0.05
77
5 23 23 6 5 0.05
82
6 26 23 7 5 0.05
70
7 28 24 6 5 0.05
72
调查报告：月湖的水质保持良好，生态系统的外貌、
结构、动植物组成没有发生显著的变化，生态系统的各组分 保持相对稳定，具有结构平衡的特征。
表1月湖水样检测数据
调查报告：月湖生态系统的“生产一消费一分解”的
生态过程能够正常进行，物质总在循环，能量不断流动，生 物个体持续发展和更新，具有功能平衡的特征。
池沼公鱼
草鱼
鲢鱼
等植食性鱼类
等水 生 植物
夜 鹭
白鹭
水 杉
珠颈斑鸠
棕背伯劳
白头鹎
乌鸦
白鹡鸰
注：省略了呼吸作用散失能量和光合作用输入能量的路径
月湖生态系统能量流动示意图
藻类
苦草
聚 草
梭鱼草
水生美人蕉
鸢尾
樟树
乌 柏
麦 冬
等陆生植物
大口黑鲈 乌鳢
等肉食性鱼类
甲 虫
蚜 虫
蛾
等昆虫
分解者
浮游动物
垂 柳
调查报告：在实验室对月湖湖水微生物的分离与计数，
可以推知，湖水中存在着数量稳定的解磷细菌，这些解磷细 菌能够分解的进入月湖中的有机磷和无机磷的量，处于相对 稳定的状态，这体现了收支平衡的特征。
表 2 月 湖 湖 水 中 解 磷 细 菌 的 分 布
有机磷培养基 无机磷培养基 细胞数(×10 CFU/mL)
1 76
56
2 89
49
3 94
61
平均 86
55
有机磷培养基(左)与无机磷培养基(右)
调查报告：在月湖生态综合整治过程中，月湖还配备
了一套水循环系统，能够将月湖水里的磷、悬浮颗粒以及一 些藻类去除，再将净化后的水重新排到月湖，工作人员每天 都需要定时清理、打捞月湖中的一些污染物。
调查报告：月湖是宁波的名片，其深厚的文化内涵和
独特的人文景观是历史留给我们的宝贵遗产。
此外，月湖能够减少扬尘，改善空气质量，还能在一定 范围内调节气温和湿度，作为宁波市内水网的组成部分，月 湖还具有蓄水防汛的重要作用，使人们生活与生产的环境保 持 稳 定 。
一方面控制对月湖生态系统的干扰强度，不超过其自我调节
能力的范围，合理适度地利用生态系统。
如倡导游客文明游湖，不乱丢垃圾、不钓鱼、不捉鸟等；通 过宣传教育，提高公众对生态系统的认识和意识，鼓励公众参与 到生态保护的行动中。
另一方面，给予相应的物质和能量投入。
如适当增加月湖生态系统的多样性，及时对受破坏或退化的 部分进行恢复和重建，同时注意生物种群对生态系统的适应性； 人工建造“生态屏障”如沿岸种植生态缓冲植被护坡、建设生态 浮床等；对月湖水质进行持续管理和实时监测，做好应急措施。
学习任务：说一说提高月湖生态系统的稳定性的措施。
你如何看待下列做法呢
①市民们将锦鲤、龙虾、甲鱼等生物放生到月湖；
②保持一些肉眼可见的藻类在湖水中，使得浮游动 物和鱼类有丰富的食物；
③开设适当数量的水上游乐脚踏船项目，丰富市民 的游玩体验；
④将一些面包、饼干等食物投喂给湖中的鱼虾，丰 富它们的食物来源。
提高措施
控制干扰强度；
给予相应的物质、能量投入
本节概念图
生态系统的结构和功能 的相对稳定
依赖
负反馈机制
结构平衡 功能平衡 收支平衡
学习任务：请用箭头和文字建构本节概念图。
气候变化
自然事件
人类活动
外来物种入侵等
自我调节
维持
生态平衡
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
一定限度的干扰
试图破坏
表现
生态系统的稳定性
基础
特征
抵御和消除
例如
能力