1、生态系统的稳定性本节聚焦l什么是生态平衡?l生态系统如何自我调节?l怎样理解生态系统的稳定性?l怎样提高生态系统的稳定性?问题探讨紫茎泽兰紫茎泽兰泽兰实蝇泽兰实蝇 紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南先是在云南疯长蔓延疯长蔓延，现已，现已扩散扩散至广西、贵州、至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害造成严重危害，在中国第一批外来入侵物种，在中国第一批外来入侵物种名单中名列榜首。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，在入侵地可以疯长蔓延？2.我国曾引入
2、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？问题探讨一 生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡的概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。组成成分营养结构：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平衡功能平衡食物链和食物网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。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
3、定。（2）功能平衡：（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。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。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动态平衡结构平衡功能平衡收支平衡调节机制2.生态平衡特征：一 生态平衡与生态系统的稳定性实例1：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一 生态平衡与生态系统的稳定性实例2：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，幼苗迅速成长森林植
4、被逐渐恢复一 生态平衡与生态系统的稳定性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）破坏稳态（错上加错）调节稳态（改斜归正）调节稳态（改斜归正）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3.调节机制负反馈调节一 生态平衡与生态系统的稳定性4.生态系统的稳定性(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平
5、衡状态的能力。一 生态平衡与生态系统的稳定性(2)调节机制调节机制：自我调节能力是有限的自我调节能力是有限的生态系统生态系统的稳定性的稳定性自我调自我调节能力节能力负反馈调节负反馈调节原因原因基础基础抵抗力稳定性抵抗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。生态系统的稳定性（抵抗干扰，维持原状）（遭到破坏，恢复原状）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。（抵抗干扰，维持原状
6、）（抵抗干扰，维持原状）当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降；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。（抵抗干扰，维持原状）（抵抗干扰，维持原状）当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，维持生态系统正常的功能。二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性森林局部火灾后，森林仍能逐步恢复原状。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。（遭到破坏，恢复原状）（遭到破坏，恢复原状）二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性河流受到轻微的污染时，能通
7、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。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恢复到原状的能力。（遭到破坏，恢复原状）（遭到破坏，恢复原状）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二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性3.稳定性特点：(1)不同的生态系统一般在这两种稳定性的表现上有着一定差别。生态系统中生态系统中的组分的组分越多越多
8、食物网食物网越复杂越复杂自我调节能自我调节能力就力就越强越强抵抗力稳定性就抵抗力稳定性就越高，越高，恢复力稳定性越低恢复力稳定性越低二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性变式曲线 y：表示 稳定性（y越大抵抗力稳定性越 ；反之越强）x：表示 稳定性（x越大恢复力稳定性越 ；反之越强）TS：表示 稳定性（TS面积越大，生态系统的总稳定性越 ；反之越强）抵抗力弱恢复力弱总弱二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性思考：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？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
9、状的时间很漫长，难度极大！二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性思考：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。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）可以持续不断地满足人类生活所需；1.提高生态系统的稳定性的意义（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。2.提高生态系统稳定性的措施（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
10、内，合理适度利用生态系统；三 提高生态系统的稳定性2.提高生态系统稳定性的措施（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。农田施肥农田施肥防护林防风阻沙防护林防风阻沙设计并制作生态缸，观察其稳定性1.实验原理 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。三 提高
11、生态系统的稳定性2.实验流程三 提高生态系统的稳定性设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)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生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的 4/5 ，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光用较强的 防止水温过 高 导致水生植物死亡3.实验设计要求与相关分析：三 提高生态系统的稳定性三 提高生态系统的稳定性小结一、概念检测1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
12、判断下列相关表述是否正确。（1）温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。（）（2）不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。（）即时训练2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为 （）A.封山育林控制了物质循环B.延长了生态系统中的食物链C.增加了生态系统中消费者数量D.使生态系统营养结构复杂性增加D即时训练3.天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是（）A.马尾松对松毛虫抵抗力差B.人工林内松毛虫繁殖能力强C.人工林成分单一，营养结构简单D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖C即时训练二、拓展应用某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景
13、象。几百年来，当地百姓在河流上 游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代,当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。即时训练请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。1.当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣,为什么河水仍能保持清澈？生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。即时训练2.大量生活污水和工业废水排入河道
14、以后,为什么会引起水质急剧下降？20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么？大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。即时训练3.可以采取什么措施来改善该地河流水质？从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。即时训练学而时习之
