【公开课】生态系统的稳定性2022-2023学年高二生物课件(人教版2019选择性必修2).pptx
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1、第5节 生态系统的稳定性 新人教版(2019)选择性必修二生物与环境第三章 生态系统及其稳定性问题探讨讨论: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?紫茎泽兰原分布于中美洲,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,在中国第一批外来入侵物种名单中名列榜首。紫茎泽兰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?泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长,但是泽兰实蝇是一种外来物种,也有可能影响入侵地的生态系统,因此在释放泽兰实蝇之前,应做好相关研究,如如何布点释放,
2、释放多少等等,即在确保利用泽兰实蝇的安全性后,再利用它进行防治。适应、繁殖能力强,没有天敌等制约因素紫茎泽兰薇甘菊空心莲子草豚草毒麦互花米草飞机草凤眼莲石矛蔗扁蛾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)森林适当砍伐草原适当放牧海洋适当捕捞 地球上许多生态系统不时受到外来干扰,但只要这种干扰没有超过限度,生态系统就可以通过自我调节得以恢复,从而维持相对稳定的结构和功能。生态平衡一.生态平衡与生态系统的稳定性一.生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡(1)概念:生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态,就是生态平衡。组成成分营养结构:非生物物质和能量生产者消费者
3、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一.生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡(2)处于生态平衡的生态系统的特征:结构平衡:功能平衡:收支平衡:生态系统的各组分保持_。生产消费分解的生态过程正常进行,保证了 _ 总在循环,_不断流动,生物个体持续发展和更新。_在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。相对稳定物质能量生产者 由此可见,生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态平衡动态平衡。这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?一.生态平衡与生态系统的稳定性(3)生态平衡的调节机制-负反馈调节实例一:说明在生态系统中,生物群落内部能够进行自我调节,
4、以维持生态平衡。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草增加一.生态平衡与生态系统的稳定性实例二: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-负反馈调节一.生态平衡与生态系统的稳定性(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。概念:模型图:原方向发生偏离负反馈调节回到原来方向意义:负
5、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当干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力迅速丧失,生态系统就到了难以恢复的程度。思考:生态系统的自我调节能力是无限的吗?黄土高原由于植被破坏造成水土流失生态系统的自我调节能力是有一定限度的一.生态平衡与生态系统的稳定性2.生态系统的稳定性(1)概念:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。(2)原因:生态系统具有一定的自我调节能力(3)类型:抵抗力稳定性恢复力稳定性表现特点生态系统维持生态平衡的能力生态系统的自我调节能力是有限的基础负
6、反馈调节二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念: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。(抵抗干扰,维持原状)抵抗力稳定性二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性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特点:森林生态系统北极苔原生态系统草原生态系统二.抵抗力稳定性和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;(遭到破坏,恢复原状)恢复力稳定性概念:森林局部火灾若干年后恢复原状二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复速度与恢复时间是
7、不一样的。河流土壤轻微污染自身净化作用恢复重度污染自身净化作用不足以消除恢复力稳定性就被破坏了热带雨林在遭到严重砍伐,草原极度放牧后,它们恢复原状的时间很漫长,难度极大!恢复力稳定性特点:二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性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越高生态系统的组分越少食物网越简单自我调节能力就越弱恢复力稳定性较高抵抗力稳定性恢复力稳定性稳定性营养结构复杂程度一般呈负相关关系相互作用共同维持生态系统的稳定关系二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性 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
8、到大面积破坏,整个生态系统就会崩溃注意:冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低北极苔原沙漠二.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比较:项目抵抗力稳定性恢复力稳定性概念生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力生态系统在受到外界干扰因素的_后 的能力实质核心特点生态系统中的组分越多,食物网越 ,其自我调节能力就 ,抵抗力稳定性就越高生态系统的物种丰富度越小,营养结构越 ,恢复力稳定性越 。抵抗干扰,维持原状遭到破坏,恢复原状抵抗保持原状破坏恢复到原状保持自身结构功能的相对稳定恢复自身结构功能的相对稳定复杂越强简单强二.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比
9、较:项目抵抗力稳定性恢复力稳定性曲线联系一般呈相反关系,抵抗力稳定性越强的生态系统,恢复力稳定性越差,反之亦然;二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,相互作用,共同维持生态系统的稳定性;环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠),恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱。抵抗力稳定性恢复力稳定性稳定性营养结构复杂程度二.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(1)图中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的大小可以作为 稳定性强弱的指标,偏离大说明该稳定性 ;反之,该稳定性 。例如,热带雨林与草原生态系统相比,受到相同
10、干扰,草原生态系统的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。抵抗力大于弱强二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性(3)x可以表示恢复到原状所需的时间,x越大,表示 越弱。(4)对于同一个生态系统来说,x与y的关系是 相关。(5)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为 的定量指标,这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性 。恢复力稳定性总稳定性越低正干扰越大,y越大,偏离正常范围越远,恢复所需时间越长,x越大【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二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性【实战演练1】如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列说法错
11、误的是()A.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自我调节能力B.在受到干扰后,曲线偏离正常范围越晚和幅度越小,说明生态系统的抵抗力稳定性越高C.S2所代表的面积越大,生态系统恢复力稳定性越高D.S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高 C二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性【实战演练2】在图一中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围:y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。图二表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。请回答:(1)生态系统稳定性的基础是_。若要保持一个封闭生态系统的稳定性,必须从外界源源不断的输入_。(2)如
12、图一所示,对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若yayb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a_b(填“”“”或“”);对同一生态系统来说,x和y的关系为_。生态系统具有一定的自我调节能力能量正相关二.抵抗力稳定性和恢复力稳定性(3)从图二中看出,甲生态系统的恢复力稳定性比乙生态系统的恢复力稳定性_(填“高”或“低”),乙生态系统在S点后经历_演替。低次生【实战演练2】在图一中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围:y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。图二表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。请回答:二.抵抗力稳定性和恢复力稳定
13、性旁栏思考:在个体水平稳态的维持上,有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况?人体在遇到病原体入侵时,免疫系统会抵抗病原体的入侵,这与生态系统的抵抗力稳定性相似;人体也有恢复稳态的机制和趋势,在大病初愈时,有些功能需要恢复到正常水平,这与恢复力稳定性相似。旁栏思考: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?在利用自然生态系统时,要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异,合理控制对生态系统的干扰强度,干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围;在保护自然生态系统时,要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异,合理确定保护对策,如采取封
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