3.5生态系统的稳定性课件【新教材】人教版（2019）高中生物选择性必修二（30张PPT）

第3章 第5节 生态系统的稳定性
紫茎泽兰
思考：
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？
资料：
原产于中美洲。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。
适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}植物
1998
2003
2006
2009
2011
2012
科数
36
33
27
18
17
16
种数
98
90
84
47
38
35
紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响，
刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期
思考：
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？
随入侵年限的增加，植物的科数和种数逐渐减少。
有些动物随后消失，生物多样性下降。
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}植物
1998
2003
2006
2009
2011
2012
科数
36
33
27
18
17
16
种数
98
90
84
47
38
35
紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响，
刘选富、张亚奇，四川林勘设计，2016年第2期
资料：四川省普格县，云南松林，1998—2012年
推测：
当地生态系统的结构和功能会发生变化吗？为什么？
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。
三江源
资料：
20世纪，青藏高原的生态环境明显恶化，形势日益严峻。位于高原腹地的“三江源”，冰川、雪山逐年萎缩，江河、湖泊和湿地缩小、干涸；沙化、水土流失的面积不断扩大；荒漠化和草地退化日益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；受威胁的生物物种占总类的20%以上。
1.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。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
思考：
从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，此地未来还会发生显著的变化吗？为什么？
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
思考：
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？
总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。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。
资料：
讨论：
联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
生产—消费—分解过程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。而这种功能的平衡，又使生态系统的收支呈现平衡。
2.处于生态平衡的生态系统具有的特征
动态平衡
（1）结构平衡
（2）功能平衡
（3）收支平衡
调节机制？
高原鼠兔
禾本科、莎草科、豆 科
香鼬
实例一
实例二
森林
森林火灾
灾后恢复
尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，简要描绘其中的调节过程。
任务1：
3.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。
3.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。
负反馈调节机制是自我调节能力的基础
4.生态系统的稳定性
生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
自我调节能力是有限的
研究生态系统稳定性与结构复杂性的关系
物种少，结构简单
受到外界干扰
不易维持稳定
任务2：
研究生态系统稳定性与结构复杂性的关系
任务2：
物种多，结构复杂
受到外界干扰
不易恢复原状
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.抵抗力稳定性：
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。
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到原状的能力。
比较森林生态系统和三江源地区的草原生态系统在两种稳定性表现上的差别，简要表述理由。
任务3：
一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。反之，生态系统的组分越少，食物网越简单，其自我调节能力就越弱，恢复力稳定性较高。
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
任务3：
生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间一样吗？请以前面提到的三江源地区举例说明。
提示：
（1）轻度放牧干扰，气温小幅上升，轻微干旱
（2）过度放牧、开采等，气温明显上升，降水减少
（3）从物种多样性、生态系统结构和功能等角度分析，注意运用结构功能观、稳态平衡观、系统观等生命观念。
任务3：
想一想，研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义呢？
提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
讨论：
1.三江源地区存在的主要问题有哪些？
2.导致这些问题的原因有哪些？
3.我们该采取哪些措施提高其稳定性？
讨论：
人工造林、人工种草、鼠虫害治理、“黑土滩”治理
封山育林、休牧育草、围栏封育
控制对生态系统的干扰强度
给予相应的物质、能量的投入
措施
原则
三、提高生态系统的稳定性
1. 2005年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资75亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。
4.从2005年到2019年，14年间，国家在三江源地区持续投入逾180亿元。
3. 2014年初，三江源生态保护和建设二期工程启动。
2.青海在环境“倒逼”下开始“铁腕”治理，对三江源地区4州17县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保护、人工增雨、工程灭鼠等项目。
资料：
资料
紫茎泽兰
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？
在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如这种生物的安全性研究、野外如何布点释放、定点释放的虫量应当为多少，等等。
探究·实践
设计制作生态缸，观察其稳定性
确定生态缸的类型
查找资料设计方案
制作
生态缸
记录
实验结果
撰写
实验报告
分享交流实验成果
反馈评价
提示：
1. 结合本地的生态环境，确定生态缸的类型。
2. 尽量做到废物利用，降低成本。
3. 应用生态系统的物质循环和能量流动规律、
生态平衡规律进行设计。
小结
1.生态系统能够通过自我调节作用抵御和消除外来一定限度的干扰，因而具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。
2.人类活动会影响生态系统的稳定性，我们应综合运用生命的系统观、结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观等生命观念，从人与自然均受益的角度出发，提高生态系统的稳定性，维持生态平衡。