生态系统的信息传递
生态系统中信息的种类
信息传递在农业生产中的应用
物理信息
行为信息
化学信息
生命活动的正常进行
生物种群的繁衍
提高农产品或畜产品的产量
对有害动物进行控制
生态系统信息的作用
调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定
个体水平
种群水平
群落水平
举例?
举例?
举例?
区分
生物防治
化学防治
小结:化学防治:是指化学药剂喷施等直接杀死害虫
生物防治:引入天敌或寄生虫等
或利用生物间的信息传递来进行防治
复习回顾:
第三章生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
2021人教版(新教材)选择性必修2 生物与环境
本节聚焦
什么是生态系统?
生态系统如何自我调节?
怎样理解生态系统的稳定性?
紫茎泽兰入侵我国后,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。
问题探讨
讨论
1.紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,为什么在入侵地可以疯长蔓延?
2.我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌-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?
像紫茎泽兰这样的入侵种,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。破坏当地的生态平衡。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
(一)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。
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。
动态平衡
1.概念:
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?
草
食草动物
过度放牧
食物短缺
原方向
发生偏离
回到原来方向
作用:是生态系统自我调节能力的基础。使生态系统达到或保持稳定
3.动态平衡的调节机制---负反馈调节
一、生态平衡与生态系统的稳定性
②在森林中,随着植被的大量生长,森林逐渐变得郁闭,林间阳光减少,制约了林下树苗的成长,还导致枯枝落叶的积累,不久,一场森林火灾发生了,灾后由于光照更加充足,土壤的无机养料增多,于是许多种子萌发,幼苗迅速成长,森林面貌逐渐恢复。
种群密度降低
种群密度升高(郁闭)
种子萌发,长成新植株
阳光.养料充足
火灾
生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
河流受到严重污染
鱼类等生物死亡
尸体残骸被分解者分解
(+)
实例:
+
4.正反馈调节
结果:加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
原方向
发生偏离
更加偏离
作用:使生态系统远离平衡状态。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
原因
基础
(二)生态系统的稳定性
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。
1.概念:
3.机理:
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
4.自调能力有限
当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态
系统的稳定性急剧下降,生态平衡遭破坏。
抵抗力稳定性:
恢复力稳定性:
2.两个方面:
生态系统自我调节能力特点:
有限
当外界干扰因素超过一定限度时,自我调节能力会迅速丧失!!
我国西北的原有森林生态系统→黄土高原
1.抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
(1)含义
(2)规律
生态系统的成分越单纯, 越简单,自我调节能力就越弱, 就越低;反之则越高。
营养结构
抵抗力稳定性
(3)特点
生态系统的自我调节能力有一定限度,
越过限度, 能力就遭到破坏。
自我调节
发达根系抗干旱
蝗虫捕食过后草又青
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原状的能力。
(1)含义:
(2)与抵抗力稳定性的关系:
。
往往相反
“野火烧不尽,春风吹又生”
火后森林重恢复
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,以保证获得足够的水分,维持生态系统的正常功能。
一场火过后,森林中的种群密度降低,但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多,许多种子萌发后,迅速长成新植株。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
判断下面所代表的是那种稳定性?
草原遭受蝗虫的采食后,草原植物就会增强其再生能力,尽可能减缓种群数量的下降。
草原大火过后,“野火烧不尽,春风吹又生”。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
判断下面所代表的是那种稳定性?
比较:不同生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性的差异
热带雨林生态系统
生态系统组成成分 ;
营养结构越 ;
自我调节能力 ;
抵抗力稳定性 ;
越 少
复 杂
越 大
越 高
越 多
简单
越 小
越 低
抵抗力稳定性 ;
越 低
越 高
果园生态系统
稳定性
生态系统复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
结构简单的生态系统,抵抗力稳定性一定低,恢复力稳定性一定高吗?
抵抗力稳定性、恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系(一般情况)
模型建构——
思考:
生态系统稳定性的数学模型
④ 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数(TS),
TS越大,说明这个生态系统的总稳定性越弱。
① 两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
② y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。
y 值大,说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强;
③ x 表示恢复到原状态所需的时间。
x 值大,说明恢复力稳定性弱,反之,恢复力稳定性强;
模型构建二
沙漠生态系统
草原生态系统
森林生态系统
低
高
低
低
低
高
恢复力稳定性
抵抗力稳定性
苔原、沙漠生态系统
草原生态系统
森林生态系统
抵抗力和恢复力稳定关系:一般存在相反的关系
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。
思考:结构简单的生态系统,恢复力稳定性一定高吗?
适量砍伐
合理放牧
适度捕捞
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。
三、提高生态系统的稳定性
防护林
2.对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、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。
?
设计生态缸并观察其稳定性
探究-实践
基本原理
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。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。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
生态缸中的生物必须有很强的生活能力,且成分要齐全(有生产者、消费者、分解者)
生态缸的材料必须透明,且要采用较强的散射光
生态缸宜小不宜大,缸中的水量应占其容积的4/5,留出一定空间
选择的动物不宜太多,个体不宜太大。
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光照,便于观察;防止水温过高导致水生植物死亡
便于操作,缸内储备一定量的空气
减少对氧气的消耗,防止生产量小于消耗量
保证物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
2. 观察生态缸的稳定性时,要注意以下几点:
(1)设计一份观察记录表,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)定期观察,同时做好观察记录。
(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。
1)人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久。
2)人工生态系统的稳定性是有条件的。
结论:
生态平衡
生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性
结构平衡
功能平衡
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
收支平衡
控制干扰程度
适当物质能量的投入
与营养结构复杂程度的关系
生态系统的稳定性
2.某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖,导致藻类数量减少,接着又引起水蚤减少。后期因排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是( )
A.早期不属于负反馈调节,后期属于负反馈调节
B.早期属于负反馈调节,后期属于正反馈调节
C.早期、后期均属于负反馈调节
D.早期、后期均属于正反馈调节
B
1.生物系统的稳定性是指( )
A. 所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力
B. 所具有的维持自身结构和功能相对稳定的能力
C. 生态系统所具有的自我调节能力
D. 所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
D
【当堂检测】
【当堂检测】
D
3.如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物,它们之间可以形成下列四种结构中,其中最稳定的是( )
5.关于生态系统稳定性的正确叙述是( )
A.正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
B.生态系统“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性
C.人们对自然生态系统的干扰不应超过其抵抗力稳定性
D.热带雨林营养结构复杂,其恢复力稳定性强
4.某山区,砍伐了一定量的树木,但并没有破坏森林生态系统,根本原因是( )
A. 森林生态系统具有一定的自我调节能力
B. 森林中剩下的树能进行光合作用
C. 森林生态系统中有物质和能量的流动
D. 森林生态系统的恢复力稳定性高
A
【当堂检测】
C
5.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B.自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高
C.不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同
D.提高生态系统稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用
A
6. 在下列四项措施中能提高区域生态系统自动调节能力的是( )
A. 减少该生态系统内捕食者和分解者的数量
B. 增加该生态系统内各营养级生物的种类
C. 使该生态系统内生产者和消费者在数量上平衡
D. 减少该生态系统内生物的数量
B
【当堂检测】
谢谢