3.5生态系统的稳定性 课件 (共28张PPT)

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名称 3.5生态系统的稳定性 课件 (共28张PPT)
格式 pptx
文件大小 15.5MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-03-07 22:27:17

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文档简介

(共28张PPT)
3.5 生态系统的稳定性
2课时
【本节聚焦】
1.什么是生态平衡?
2.生态系统如何自我调节?
3.怎样理解生态系统的稳定性?
4.怎样提高生态系统的稳定性?
导入——问题探讨
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
适应、繁殖能力强,没有天敌等制约因素
2. 当地生态系统的结构和功能会发生变化吗
物种数量减少,营养结构变简单,物质循环能量流动等生态系统的功能受到严重影响。
像这样的入侵种,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,破坏生态平衡。
什么是生态平衡
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡概念:
生态系统的 和 处于相对稳定的状态,就是生态平衡。
组成成分
4部分
营养结构
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
能量流动
物质循环
信息传递
结构
功能
(食物链和食物网)
结构
功能
这些生态系统哪个处于生态平衡?
生态平衡的特征有哪些?
一、生态平衡与生态系统的稳定性
2.生态平衡特征:
(1)结构平衡:生态系统各组分保持相对稳定。
呼伦贝尔草原
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的结构
组成成分
营养结构
食物网
食物链
交织
一、生态平衡与生态系统的稳定性
2.生态平衡特征:
物质循环
能量流动
信息传递
载体 动力
生态系统
的功能
生物圈二号
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。
(2)功能平衡:
一、生态平衡与生态系统的稳定性
2.生态平衡特征:
(3)收支平衡 :
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。
生产者
科学家通过测量和数学模拟,绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图,据图回答下列问题。
群落总生产量
(光合作用)
群落总呼吸量
相对值
演替进程(时间)
O
早期阶段
成熟阶段
【思考】据图分析,在成熟阶段,群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势?这说明了什么?
总生产量≈总呼吸量,且趋于稳定
说明群落在输入和输出上趋于平衡状态,即生态系统表现为收支平衡。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?
由此可见,生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
任务1:请同学们自主阅读教材P74,小组合作思考讨论完成问题。
3.生态平衡的调节机制:
1.尝试用文字、箭头等符号分析:案例1:草原上草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的?
2.尝试用文字、箭头等符号分析:案例2:森林局部大火过后,为什么植株能较快生长?
一、生态平衡与生态系统的稳定性
3
生态平衡的调节机制
(1)生态系统中的调节实例1:草地上草、兔、狼之间的调节
草增加
兔的生存空间和资源增加
草减少
兔的生存空间和资源减少
兔增加
兔减少
狼减少
狼增加
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。
森林面貌遭到破坏
种子萌发,幼苗生长
森林植被大量生长
郁闭,林间阳光减少
枯枝落叶增多
火灾
阳光、养料充足
(一)
(一)
3
生态平衡的调节机制
(2)生态系统中的调节:实例2:生物与无机环境之间的调节
说明在生态系统中,生物群落与无机环境之间也能够自我调节,以维持生态平衡
3.生态平衡的调节机制--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)模型图:
发生偏离
回到原来方向
调节稳态
负反馈调节
原方向
“改斜归正”
(3)意义:
负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊严重污染
(+)
(+)
(+)
发生偏离
更加偏离
破坏稳态(错上加错)
原方向
正反馈调节
正反馈调节
【拓展延伸】
结果:
使生态系统远离平衡状态
正是由于生态系统具有自我调节能力,生态系统才能维持相对稳定。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
生态系统的稳定性
什么是生态系统的稳定性?
(2)调节机制:
生态系统的稳定性
自我调节能力是有限
掠夺式开发后的黄土高原
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.生态系统的稳定性
(1)概念:
生态系统 或 自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
维持
恢复
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
基础
负反馈调节
原因
自我调节能力
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
任务2: 阅读课本P75-76,找出抵抗力稳定性与恢复力稳定性的概念及实例,判断下列资料体现了生态系统的哪种稳定性?
生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力
生态系统具有恢复原状的能力
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
2.抵抗力稳定性
(1)概念:生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。
抵抗外界干扰
保持原状
核心:抵抗干扰,(保持)维持原状
(2)规律:
干扰
思考:下列哪个生态系统的抵抗力稳定性更强?
北极冻原生态系统
热带雨林
北极冻原
热带雨林
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
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
3.恢复力稳定性
干扰
(1)概念:生态系统在 后 的能力。
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
核心:受到破坏,恢复原状
思考:如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾,哪个容易恢复到原状?
热带雨林
草原
(2)规律:
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
恢复力稳定性就越低
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
4.稳定性的特点
思考1:当遭遇干旱或虫害时自然林与人工林谁抵抗力强?火灾后,谁更容易恢复原貌?



(1) 二者关系往往(通常)相反,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性越低.
抵抗力稳定性较 .

恢复力稳定性较 .
抵抗力稳定性较 .
恢复力稳定性较 .
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
(1)一般呈 关系。
(2) 共同维持
生态系统的稳定。
负相关
相互作用
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【思考】对于一个生态系统来说,抵抗力稳定性越低,恢复力稳定性一定越高吗?
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。
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!
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
4.稳定性的特点
思考2:生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后,恢复速度和恢复时间一样?
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。
(2)生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后,恢复速度和恢复时间不一样。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
生态系统的功能
时间
TS
y
x
干扰
正常作用范围
① y:表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围(两虚线之间)时,偏离范围的大小可以作为
稳定性的定量指标。
(y越大 稳定性越 ;反之越强)
② x:表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。
(x越大 稳定性越 ;反之越强)
③TS:表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为____稳定性的定量指标。(TS的面积越大,说明这个生态系统的总稳定性____)
抵抗力

抵抗力
恢复力

恢复力


二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较:
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!
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
三、提高生态系统的稳定性
1.提高生态系统的稳定性的意义
(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。
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,合理适度利用生态系统;
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。
合理放牧
适量捕捞
农田施肥
防护林防风阻沙
2. 提高生态系统的稳定性的措施
三、提高生态系统的稳定性
探究·实践:设计制作生态缸,观察其稳定性
设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。
1.目的要求:
2.基本原理:
①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。
②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
透明


适宜
空间
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
4.生态缸设计注意事项:
探究·实践:设计制作生态缸,观察其稳定性
(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。
简单

有长有短
5.结果分析:
探究·实践:设计制作生态缸,观察其稳定性
6.讨论
② 生态缸的稳定性高还是低?为什么?
是,因为它具有生态系统的各个组成成分
低,因为生态缸中生物种类少,营养结构简单。
① 生态缸是不是一个生态系统?为什么?
③ 设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些?
非生物的物质和能量
三者之间应保持适宜比例,以维持生态系统的相对稳定。
分解者
生产者
消费者
④ 生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态?
一般约1星期后等到缸内生物相互适应、相互依存后,生态缸才能达到比较稳定的状态
有。浮游生物种类和数量少,水中溶解氧逐渐减少,以浮游生物为食的小型动物先死亡。
⑤ 达到稳定状态后,生态缸内的生物的种类和数量有无变化?如有,是怎
样变化的?
探究·实践:设计制作生态缸,观察其稳定性