【课件】生态系统的稳定性+课件高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx
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1、第三章第三章 第第5 5节节 生生 态态 系系 统统 的的 稳稳 定定 性性01生态平衡与生态系统的稳定性生态平衡与生态系统的稳定性02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03提高生态系统的稳定性提高生态系统的稳定性紫茎泽兰问题探讨问题探讨 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。讨论讨论1:1:为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,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?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适
2、应、繁殖能力强,没有天敌等制约因素泽兰实蝇讨论讨论2.2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌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?兰。泽兰实蝇也是一种外来生物,对这种方法,你怎么看?问题探讨问题探讨 泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长,但是泽泽兰兰实实蝇蝇是是一一种种外外来来物物种种,也也有有可可能能影影响响入入侵侵地地的的生生态态系系统统,因此在释放泽兰实蝇之前,应应做做好好相相关关研研究究,如泽兰实蝇的生物安全性研究,野外如何布点释放泽兰实蝇,定点释放的虫量应当为多少等等,即在确保利用泽兰实蝇的安全性后,再利用它进
3、行防治。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,破坏生态平衡。凤眼莲福寿螺问题探讨问题探讨互花米草非洲大蜗牛中国第一批外来入侵物种名单(中国第一批外来入侵物种名单(1616种)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。生态平衡问题探讨问题探讨1.生态平衡(1 1)概念:生态系统的)概念:生态系统的结构结构和和功能功能处于相对稳定的状态,就是生态平衡。处于相对稳定的状态,就是生态平衡。组
4、成成分营养结构: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(2 2)处于生态平衡的生态系统具有以下特征处于生态平衡的生态系统具有以下特征:结构平衡结构平衡:功能平衡功能平衡:收支平衡收支平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。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。如在某生态系统中,植物在一定时间内制造的可供生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态平衡。生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态平衡。
5、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如何实现呢?(3 3)生态平衡的调节机制生态平衡的调节机制 负反馈调节负反馈调节实例1:说明在生态系统中,说明在生态系统中,生物群落内部生物群落内部能够进行自我调节,以维持生态平衡。能够进行自我调节,以维持生态平衡。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实例2:森林植被森林植被大量生长大量生长林下光照减少,林下光照减少,树苗生长受限,树苗生长受限,枯枝落叶增加枯枝落叶增加自然火灾自然火灾光照光照充足充足土壤养土壤养料增多料增多种子萌发,种子萌发,幼苗迅速成幼苗迅速成长长植被逐渐植被逐渐恢复恢复说明在生态系统中,说
6、明在生态系统中,生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间也能够自我调节,以维持也能够自我调节,以维持生态平衡。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 上述生态系统都遇到了破坏或干扰,而对抗这种破坏或上述生态系统都遇到了破坏或干扰,而对抗这种破坏或干扰,使生态系统恢复平衡的调节机制,是干扰,使生态系统恢复平衡的调节机制,是负反馈调节机制。负反馈调节机制。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概念:在一个系统中,系统工作的效果,反过来又概念: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作为信息调节该
7、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弱或受到限制,它可使系统保持稳定。意义:负反馈调节在生态系统中意义:负反馈调节在生态系统中普遍存在普遍存在,它是生,它是生态系统具备态系统具备自我调节能力的基础自我调节能力的基础。负反馈调节负反馈调节一、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(“改邪归正”)掠夺式开发后的掠夺式开发后的黄土高原黄土高原美丽的呼伦贝尔草原美丽的呼伦贝尔草原正反馈调节:具有破坏性。负反馈调节:生态系统自我调节能力的基础。一、生态平衡与生态系
8、统的稳定性一、生态平衡与生态系统的稳定性正反馈调节正反馈调节实例:有一个湖泊受到了严重污染,鱼类的数量就会因实例:有一个湖泊受到了严重污染,鱼类的数量就会因死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又会进一步加重污死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又会进一步加重污染,引起更多的鱼类死亡,活鱼就更少了。染,引起更多的鱼类死亡,活鱼就更少了。结果: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一、生态平衡与生态系统的稳定性 负反馈调节VS正反馈调节比比较项目目负反反馈调节正反正反馈调节作用作用是生是生态系系统自我自我调节能能力的基力的基础,能使生,能使生态系系统达到并保持平衡达到并保持平衡使生使生态系系
9、统远离平衡状离平衡状态结果果抵制或减弱最初抵制或减弱最初发生生变化的那种成分所化的那种成分所发生的生的变化化加速最初加速最初发生生变化的那化的那种成分所种成分所发生的生的变化化实例例森林中的食虫森林中的食虫鸟和害虫和害虫的数量的数量变化化已已经污染的湖泊中染的湖泊中污染染状况加状况加剧等等过程程联系系正、负反馈的相互作用和转化,保证了生态系统可以达到并保持一定的稳态(2)(2)原因:原因:生态系统具有一定的自我调节能力一定的自我调节能力。2 2、生态系统的稳定性生态系统的稳定性(1)(1)概念概念:生态系统维持或恢复自身结构自身结构与功能功能处于相对平衡相对平衡状态的能力。(4)(4)分类分类
10、:抵抗力稳定性恢复力稳定性一、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(3)(3)生态系统的自我调节能力是有限的。生态系统的自我调节能力是有限的。二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性1 1抵抗力稳定性抵抗力稳定性 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢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。复到原状的能力。生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持原状(不受损害)的能力。能维持原状(不受损害)的能力。2 2恢复力稳定性恢复力稳定性(抵抗干扰,维持原状)(抵抗干扰,维持原状)(遭到破坏,恢复原状)(遭到破坏
11、,恢复原状)(1)蝗虫采食下,草原植物再生能力增强(2)干旱时树木扩展根系的分布空间(3)草原大火过后,“野火烧不尽,春风吹又生”(4)水体被污染后经过很长一段时间后又恢复了清澈判断以下情况体现了生态系统的哪种稳定性:抵抗力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性 一般来说,生态系统中的组分越多多,食物网越复杂复杂,其自我调节能力就越强强,抵抗力稳定性就越抵抗力稳定性就越高高,恢复力稳定性越恢复力稳定性越低低。抵抗力稳定性恢复力稳定性同时存在,作用相反,共同维持生态系统稳定同时存在,作
12、用相反,共同维持生态系统稳定稳定性营养结构复杂程度营养结构复杂程度一般为一般为负相关负相关关系关系二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性注意注意:环境恶劣环境恶劣地带的生态系统地带的生态系统(北极冻原、荒漠北极冻原、荒漠),往往恢复力稳往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱!定性和抵抗力稳定性都比较弱!北极冻原生态系统,动植物种类北极冻原生态系统,动植物种类稀少稀少,营养营养结构简单结构简单,其中,其中生产者主要是地衣生产者主要是地衣,其,其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活,活,假如地衣受到大面积破坏,整个生态系假如地衣受到大
13、面积破坏,整个生态系统就会崩溃。统就会崩溃。二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性思考:结构简单的生态系统,恢复力稳定性一思考:结构简单的生态系统,恢复力稳定性一定高吗?定高吗?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
14、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,如采取封育措施,补充相应的物质、能量,修补生态系统的结构,增强生态系统的恢复力。二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性【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,受到相同干扰,草原生态系统的y
15、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性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性(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性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性例1:如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生
16、态系统稳定性的变化。下列说法错误的是()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性稳定性二、抵抗力稳定性和恢复性稳定性可以持续不断地满足人类生活所需;可以持续不断地满足人类生活所需;能够使人类生活与生产的环境保持稳定。能够使人类生活与生产的环境保持稳定。1.1.提高生态系统的稳定性的意义提高生态系统的稳定性的意义三、提高生态系统的稳定性2 2.提高生态系统的稳定性
17、的措施提高生态系统的稳定性的措施控制对生态系统的控制对生态系统的干扰强干扰强度,度,在在不超过生态系统的自我调不超过生态系统的自我调节能力节能力的范围内,合理适度地利用生态系统。的范围内,合理适度地利用生态系统。合理放牧合理放牧封山育林封山育林适量捕捞适量捕捞三、提高生态系统的稳定性对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质物质、能量的能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。农田施肥农田施肥防护林防风阻沙防护林防风阻沙三、提高生态系统的稳定性例2:桑基鱼塘生态系统中有生产者桑树等,但是在管理该鱼塘过程中
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