3.5生态系统的稳态及维持（教学课件）（共27张PPT）——高中生物学苏教版（2019）选择性必修二

(共27张PPT)
3.5生态系统的稳态及维持
生物圈2号失败说明了什么问题？
积极思维
思考：
分析：
生物圈2号和地球（生物圈1号）有什么差别？
推理：
生物圈2号的失败说明了什么问题？
该实验说明：目前技术条件下，在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。因为系统的稳定性很难做到。
思考:
1.人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？
低；人工林组成成分少，食物网简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
2.火灾后，谁更容易恢复原貌？
生态系统的稳定性是动态的
请用数学模型来表示两种稳定性的关系：
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
生态系统的稳定性是动态的
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！
北极冻原生态系统，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。
思考：结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性也高吗？
生态系统的稳定性是动态的
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
模型
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
稳定性
营养结构复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！
生态系统的稳定性是动态的
生态系统的稳定性是动态的
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的总稳定性越 。
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：
(1)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 。
(2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。
(3)x的大小可作为 强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越 。
自我调节能力
大于
恢复力稳定性
低
低
1.2~3人组成一个实验组。
2.每个实验组在充分讨论的基础上，设计并制作一个封闭的生态瓶。
3.制作好的生态瓶放置于室内通风、光线良好的地方，注意避免阳光直射。
4.每天观察生态瓶中的生物种类、数量变化，做好记录。
5.一段时间后，比较不同组之间的实验结果，撰写实验报告。
观察不同生态瓶中生态系统的稳定性
讨论：生态瓶中生态系统稳定性的维持与哪些因素有关？
设计要求 相关分析
生态缸一般是 的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 ，
生态缸的材料必须 ，
生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的 ，
生态缸的采光用较强的 光
封闭
生活力
小
大
适宜
空间
透明
散射
齐全
防止外界生物或非生物因素的干扰
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
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
便于操作；缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
观察不同生态瓶中生态系统的稳定性
①设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，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观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；
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。
注意事项
观察不同生态瓶中生态系统的稳定性
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 ，自我调节能力 。
②不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统的稳定性
是有条件的。
③许多因素可以影响生态系统的稳定性。如非生物的物质和能量、生态缸内生物的种类和数量等。
简单
差
有长有短
结果分析：
观察不同生态瓶中生态系统的稳定性
生产者：
藻类、挺水植物、浮水植物、沉水植物等。
消费者
水草、浮游植物为食得草鱼、鲢鱼等。也有以动物为食的鱼鳢、青鱼等。
微生物
提出保持和提高池塘生态系统稳定性的方案。
如何保持与提高池塘生态系统的稳定性？
积极思维
旅鼠
草
实例一
实例二
草原
兔迁入后草原植物破坏
北极狐
在没有人为因素干扰的情况下，生态系统的稳定性是其自我调节的结果。
生态系统的自我调节
草原恢复
生态系统的稳定性依赖自我调节
—— 负反馈调节
实例1:
兔数量增加
兔吃大量植物
兔吃少量植物
植物增加
兔因饥饿死亡
兔食量增加
生态系统稳定性的自我调节主要是通过负反馈调节机制进行的。
调节机制
植物减少
生态系统的稳定性依赖自我调节
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾
光照充足
土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
思考：分析森林火灾恢复的过程
生态系统的稳定性依赖自我调节
这种负反馈调节方式在生态系统中普遍存在。
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原方向
调节稳态（改斜归正）
美丽的呼伦贝尔草原
如果是正反馈调节调节生态系统，结局又是怎样？
—— 负反馈调节
调节机制
生态系统的稳定性依赖自我调节
知识链接：正反馈调节的过程
实例：
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
结果：使生态系统远离平衡状态
—— 正反馈调节
调节机制
生态系统的稳定性依赖自我调节
原方向
原方向
发生偏离
发生偏离
正反馈调节
更加偏离
负反馈调节
回到原方向
破坏稳态（错上加错）
调节稳态（改斜归正）
美丽的呼伦贝尔草原
掠夺式开发后的黄土高原
负反馈调节: 生态系统自我调节能力的基础。
生态系统的稳定性依赖自我调节
（1）自然因素：气候变化、自然事件等。
自然或人为因素影响生态系统的稳定性
高温干旱
雷电引发森林火灾
地震引发山体滑坡
自然或人为因素影响生态系统的稳定性
（2）人为因素：环境污染、引入外来物种等。
联合国大会把每年6月5日定位“世界环境日”，强调保护与改善人类环境的重要性。
微塑料威胁生物的生存
放眼社会
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
互花米草
飞机草
凤眼莲
湿地松粉蚧
强大小蠹
美国白蛾
非洲大蜗牛
福寿螺
中国第一批外来入侵物种名单（16种）
课堂小结
1.如图是某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系，下列说法正确的是( )
A.一定范围内，污染程度越大，河流的恢复速率越慢，需要的恢复时间越短
B.水体富营养化导致更多生物死亡，这又加重了水体的污染，体现了负反馈调节
C.b点之后造成的污染难以恢复的原因是超过了河流的自我调节能力
D.适量增加该河流各个营养级的生物种类能提高其恢复力稳定性
【答案】C
【解析】由图可以看出，一定范围内，污染程度越大，河流的恢复速率越慢，需要的恢复时间越长，A错误；水体富营养化导致更多生物死亡，更多生物死亡进一步加重水体污染，属于正反馈调节，B错误；河流的自我调节能力有限，超过了自我调节的范围，就难以恢复，因此b点之后造成的污染难以恢复的原因是超过了河流的自我调节能力，C正确；适量增加该河流各个营养级的生物种类，能提高生态系统营养结构的复杂性，进而提高其抵抗力稳定性，而恢复力稳定性降低，D错误。
随堂练习
2.在“制作创意生态瓶”跨学科实践活动中，某同学制作的生态瓶以湖底淤泥为底层介质，上铺砂石，灌入湖水，加入绿藻、水草、小鱼、小虾等生物。结果生态瓶在封闭一周后，小鱼、小虾陆续死亡，水质恶化。下列有关叙述，错误的是( )
A.绿藻、水草属于生产者，通过光合作用制造有机物并放出氧气
B.瓶底细菌、真菌大多属于分解者，能将鱼虾粪便分解为无机物
C.鱼虾的存在加快了生态系统的物质循环并提高了能量传递效率
D.鱼虾死亡，水质恶化造成生态系统进一步失衡属于正反馈调节
【答案】C
【解析】绿藻、水草属于生产者，通过光合作用制造有机物并放出氧气，A正确；瓶底细菌、真菌大多属于分解者，能将鱼虾粪便分解为无机物，B正确；鱼虾的存在加快了生态系统的物质循环，但不能提高能量传递效率，C错误；正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。鱼虾死亡，水质恶化造成生态系统进一步失衡属于正反馈调节，D正确。
课堂小结
3.北极冻原生态系统的环境条件恶劣，简单的营养结构使得该生态系统的稳定性十分低。该生态系统中的食物网如图所示。下列分析正确的是( )
A.图中生物和它们所生活的无机环境构成了生态系统
B.北极熊和北极狼有种间竞争和捕食关系
C.该食物网中北极熊仅为第四营养级
D.该生态系统的抵抗力稳定性低，恢复力稳定性较高
【答案】B
【解析】图中缺少微生物，不能构成生态系统，A项不符合题意；图中北极熊可作为第三、四营养级，C项不符合题意；北极冻原生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性也低，D项不符合题意。
随堂练习
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