1、第3章 生态系统及其稳定性3.5 生态系统的稳定性学习目标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？问题探讨课本P73 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，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、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成严重危害，在中国第一批外来入侵物种名单中名列榜首。中名列榜首。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？适应、
2、繁殖能力强，没有天敌等制约因素2.2.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，植物的种类逐渐减少；有些动物随后消失，生物多样性下降。3.3.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。生态平衡1.概念：组成成分营养结构：非生物的物质和能量生产者消费者分解者结构平衡功能平衡食物链和食物网能量流动物质循环信息传递生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡结构功能课本P73-74生态平衡1.概念：生态系统的 和 处于相对稳定的状态，就是生态平衡结构功能课本P
3、73-74这些生态系统哪个处于生态平衡？生态平衡的特征有哪些？生态平衡2.生态平衡的特征:这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？(1)结构平衡:生态系统生态系统各组分各组分保持相对稳定。保持相对稳定。(2)功能平衡:生产生产消费消费分解分解的生态过程正常进行的生态过程正常进行，保证了，保证了物质总在循环，物质总在循环，能量不断流动能量不断流动，生物个体持续发展和更新。，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有机物的量，生产者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。处于比较稳定的状态。(物质和能量的输入与输出达到平衡物质和
4、能量的输入与输出达到平衡）生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡课本P73-74在一个系统中，系统工作的在一个系统中，系统工作的 ，反过来又作为，反过来又作为 调节该系统的工作，调节该系统的工作，并且使系统工作的效果并且使系统工作的效果 或受到或受到 ，它可使系统，它可使系统_。生态平衡3.生态系统的调节机制生态系统遇到了破坏或干扰，而生态系统遇到了破坏或干扰，而对抗对抗这种这种破坏或干扰破坏或干扰，使生，使生态系统恢复平衡的调节机制，是态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈机制负反馈机制原方向发生偏离负反馈调节回到原方向调节稳态(改邪归正)原方向发生偏离正反馈调节更加偏离破坏稳态(错
5、上加错)正反馈调节负反馈调节概念：效果信息减弱抑制保持稳定意义：负反馈调节在生态系统中负反馈调节在生态系统中普遍存在普遍存在是生态系统具备是生态系统具备自我调节能力自我调节能力的基础的基础课本P73-74负反馈调节生态平衡3.生态系统的调节机制 负反馈调节说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡兔草狼实例1:1:兔子数量增加狼增加草减少，兔的生存空间和资源减少兔子数量减少草增加，兔的生存空间和资源增加狼减少课本P73-74生态平衡3.生态系统的调节机制 负反馈调节实例2:2: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
6、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，以维持生态平衡课本P73-74原方向发生偏离正反馈调节更加偏离破坏稳态(错上加错)正反馈调节正反馈调节的过程实例：（+）（+）（+）结果：使生态系统远离平衡状态湖泊污染鱼等生物死亡尸体腐烂1.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练习
7、B正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定生态系统的稳定性课本P74-751.概念：生态系统 或 自身结构和功能处于相对平衡状态的能力维持恢复生态系统的稳定性原因原因基础基础具自我调节能力负反馈调节2.原因：_生态系统具有一定的自我调节能力生态系统的自我调节能力的基础是生态系统的自我调节能力的基础是_负反馈调节负反馈调节生态系统的自我调节能力是生态系统的自我调节能力是_的的有限有限生态系统的稳定性3.类型：抵抗力稳定性恢复力稳定性1.概念：生态系统 或 自身结构和功能处于相对平衡状态的能力维持恢复2.原因：_生态系统具有一定的自我调节能力课本P74-75生态系统的稳定性生态系
8、统 并使自身的结构与功能 的能力抵抗干扰，维持原状干扰干扰蝗虫采食下，草原植物再生能力增强，蝗虫采食下，草原植物再生能力增强，尽可能减缓种群数量的下降尽可能减缓种群数量的下降当遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系当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态系统正常的功能抵抗外界干扰保持原状(不受损害)课本P74-75抵抗力稳定性:3.类型：生态系统的稳定性课本P74-75抵抗力稳定性:热带雨林北极冻原生态系统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3.类型：抵抗干扰，维持
9、原状干扰干扰生态系统的稳定性恢复力稳定性:课本P74-75受到破坏，恢复原状生态系统在 后 的能力森林局部火灾森林局部火灾若干年后恢复原状若干年后恢复原状干扰干扰受到外界干扰因素的破坏恢复到原状3.类型：抵抗力稳定性较_抵抗力稳定性较_恢复力稳定性较_恢复力稳定性较_在同一个生态系统中，抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系：。生态系统的稳定性低高低高森林生态系统森林生态系统人工林生态系统人工林生态系统思考：思考：当遭遇干旱或虫害时，自然林与人工林谁抵抗力强？当遭遇干旱或虫害时，自然林与人工林谁抵抗力强？火灾后，谁更容易恢复原貌？火灾后，谁更容易恢复原貌？往往相反人工林组成成分少，人工林组成成分少，
10、食物网简单，食物网简单，自我调节能力弱，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。抵抗力稳定性低。不同的生态系统不同的生态系统一般一般在这两种稳定性的表现上有着在这两种稳定性的表现上有着一定差别一定差别4.特点：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)，往往恢复力稳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，营养结结构简单构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或接或间接地依靠地衣来维持生活，间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大假如地衣受到大面积破坏，面积破坏，整个生态系统就会崩溃整个生
11、态系统就会崩溃。【思考】结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？在同一个生态系统中，抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系：。4.特点：往往相反生态系统的稳定性课本P76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？河流河流土壤土壤热带雨林在遭到严重砍伐，草原经热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时过极度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度极大！间漫长，难度极大！自身净化作用自身净化作用自身净化作用自身净化作用不足以不足以消除消除恢复恢复恢复力稳定性遭到破坏，恢复力稳定性遭到破坏，难以自动修复难以自动修复轻微污染轻微污染重度污染重度污染生态系
12、统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的生态系统的生态系统的自我调节能力是有限自我调节能力是有限的的4.特点：生态系统的稳定性 抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质 _自身结构和功能相对稳定_自身结构和功能相对稳定核心影响因素模型保持恢复抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状生物种类越多、营养结构越复杂自我调节能力越强抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低稳定性营养结构复杂程度抵抗力稳定性恢复力稳定性注意特例:对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原、荒漠生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！一般为负相关关系(否则相反)练习下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是A.河流受到
13、轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性B.恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强C.海洋生态系统动植物种类很多，抵抗力稳定性较强D.引入新物种到一个生态系统使生物种类增加，从而提高其抵抗力稳定性y：表示一个外来干扰使之偏离正常范围的的大小 （y越大抵抗力稳定性越 ；反之越_）x：表示恢复到原状态所需的时间 （x越大恢复力稳定性越 ；反之越_）TS：面积越大，生态系统的总稳定性越 ；反之越_）弱弱弱生态系统稳定性的数学模型强强强练习1.两条虚线之间的部分表示_2.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
14、生态系统来说，x和y的关系为_(填“正相关”或“负相关”)生态系统稳定性的正常范围正相关练习【检测】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,生态系统的恢复力稳定性越高D.S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高 C练习例例4 两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是()A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗
15、力稳定性比甲高B.同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生D提高生态系统的稳定性课本P76(1)可以持续不断地满足人类生活所需(2)能够使人类生活与生产的环境保持稳定粮油粮油蔬果蔬果肉蛋奶肉蛋奶木材木材生态小区生态小区生态公园生态公园生态农业生态农业生态湿地生态湿地1.提高生态系统的稳定性的意义提高生态系统的稳定性课本P762.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(2)对人类利
16、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对农田生态系统要不断对农田生态系统要不断施肥、灌溉施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出增加投入，控制病虫害，才能保证高产出“三北三北”防护林防护林防风阻沙，防风阻沙，保护该地的草原与农田保护该地的草原与农田人工建造人工建造“生态屏障生态屏障”小结生生态态系系统统的的稳稳定定性性生态平衡生态平衡结构平衡、功能平衡、收支平衡结构平衡、功能平衡、收支平衡生态系统生态系统的稳定性的稳定性具有一定的具有一定的自我调节能力自我调节能力（有限的）（有限的）基础：基础：负反馈调节负反馈调节原因原因类型类型表现表现实
17、质实质影响因素影响因素两者联系两者联系抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力恢复力稳定性稳定性抵抗干扰抵抗干扰保持原状保持原状遭到破坏遭到破坏恢复原状恢复原状营养结构复杂程度营养结构复杂程度自我调节能力强弱自我调节能力强弱呈负相关呈负相关特例：特例：苔原、荒漠苔原、荒漠双低双低提高提高生态系生态系统的稳定性统的稳定性控制干扰程度，适度利用控制干扰程度，适度利用适当物质能量的投入适当物质能量的投入1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。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()2.封山育林能有效
18、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D3.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练习与应用练习与应用P P7777练习练习(1)落叶阔叶林遭到破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低()(2)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性()(3)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢
19、复力稳定性高()(4)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统的自我调节能力()(5)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用()制作生态缸，观察其稳定性1.目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性2.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基本成分进行组进行组织，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，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在设计时还要考虑系统内组分及营养级组分
20、及营养级之间的合适比例之间的合适比例。应该注意，人工。应该注意，人工生态系统的稳定性是有生态系统的稳定性是有条件条件的，也可能是的，也可能是短暂短暂的。的。大本P66生态缸的采光要用较强的_防止水温过高导致水生植物死亡制作生态缸，观察其稳定性大本P66设计要求相关分析生态缸必须是_的封闭防止外界生物或非生物因素的干扰透明光能散射光过多氧气生态缸的材料必须_便于观察；为光合作用提供_生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，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
21、稳定选择的动物不宜_，个体不宜过大减少对_的消耗，防止生产量小于消耗量练习【典例典例】某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了如图所示的3个生态瓶。下列说法中错误的是()A.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少B.乙瓶中的生物存活的时间相对较长C.丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中D.若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中A练习近年来，市面上出现了很多观赏性小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣。如图是一个简易生态瓶的示意图。回答下列问题：(1)在一定时间范围内，小生态瓶内 (填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用，原因是 。能 该生态瓶
22、内有生产者和分解者，能通过光合、呼吸、分解等生理过程，实现各元素的循环利用(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定，这是因为生态系统具有一定的 能力，但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低，原因是 。自我调节该生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱小结1.下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述,错误的是()A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者B.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率C复习与提高复习与提高P P8080练习2.在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是
23、（)A.能量可驱动物质循环B.物质和能量可循环利用C.能量只能在食物链中流动D.能量金字塔和数量金字塔均可倒置3.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行，下列与之相关的叙述，正确的是()A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的AB复习与提高复习与提高P P8080练习4.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（）A.毛竹纯林易发生病虫害B.
24、混交林中物种多样性高C.混交林中食物网更复杂D.混交林中能量可循环利用生态系统非生物环境生物群落生产者消费者分解者第一营养级初级消费者次级消费者三级消费者第二营养级第三营养级第四营养级属于属于属于属于属于属于属于属于构构成成食物链构成构成食物网D复习与提高复习与提高P P8080练习2.下图为河流生态系统受到生活污水（含有大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图，请据图回答。（1）在河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？藻类减少，氧气生成量减少需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗（2）在河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？有机物分解后形成大量的NHNH4 4
25、+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖复习与提高复习与提高P P8080练习藻类通过光合作用释放OO2 2水中有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少（4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重后果是什么？河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏2.下图为河流生态系统受到生活污水（含有大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图，请据图回答。（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？复习与提高复习与提高P P8080练习3.棉铃虫是棉田常见的害虫,喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫,但同时也会杀死棉铃虫的天敌,并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌
26、-赤眼蜂,虽然不能彻底消灭棉铃虫,但是能将它们的种群数量控制在较低水平,也不会造成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性?为什么?放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大也会杀死大量的棉铃虫的天敌棉铃虫失去了天敌的控制量的棉铃虫的天敌棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度爆发。在棉田就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼鲜在数量上存在相互制约的关系由于棉铃虫和赤眼鲜在数量上存在相互制约的关系,因此因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看,这种做法有这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性利于提高农田生态系统的稳定性复习与提高复习与提高P P8080练习
