【課件】生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

阿爾山風(fēng)光第5節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性美麗的呼倫貝爾草原美麗的大興安嶺森林-平衡的生態(tài)系統(tǒng)問題探討紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論：1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？2.我國曾引入紫莖澤蘭專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來生物，對(duì)這種方法，你怎么看？繁殖、適應(yīng)能力很強(qiáng)，沒有天敵等制約因素。

澤蘭實(shí)蠅可以抑制紫莖澤蘭生長，但是澤蘭實(shí)蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，因此在釋放澤蘭實(shí)蠅之前，應(yīng)做好相關(guān)研究，如澤蘭實(shí)蠅的生物安全性研究，野外如何布點(diǎn)釋放澤蘭實(shí)蠅，定點(diǎn)釋放的蟲量應(yīng)當(dāng)為多少等等，即在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后，再利用它進(jìn)行防治。

像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應(yīng)的能力很強(qiáng)，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會(huì)嚴(yán)重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)，破壞生態(tài)平衡。一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（一）生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)。2、特征：1）結(jié)構(gòu)平衡生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。2）功能平衡生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行，保證了物質(zhì)總在循環(huán)，能量不斷流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。3）收支平衡生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)平衡1、概念：物質(zhì)：生產(chǎn)者制造的有機(jī)物≈所有生物消耗的有機(jī)物能量：生產(chǎn)者固定的總能量≈所有生物呼吸散失的總能量3、動(dòng)態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制---負(fù)反饋調(diào)節(jié)（1）實(shí)例：①在一片草地上，如果兔大量增加，草就會(huì)被大量啃食，兔種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，同時(shí)，捕食者狼因食物（兔）豐富而數(shù)量增多，這樣經(jīng)過一段時(shí)間后，兔的數(shù)量又會(huì)恢復(fù)或接近原來的水平。兔子數(shù)量增加

兔子數(shù)量減少（恢復(fù)原水平）草數(shù)量減少狼數(shù)量增加群落內(nèi)部負(fù)反饋調(diào)節(jié)的實(shí)例草兔狼相關(guān)模型：②在森林中，隨著植被的大量生長，森林逐漸變得郁閉，林間陽光減少，制約了林下樹苗的成長，還導(dǎo)致枯枝落葉的積累，不久，一場(chǎng)森林火災(zāi)發(fā)生了，災(zāi)后由于光照更加充足，土壤的無機(jī)養(yǎng)料增多，于是許多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長，森林面貌逐漸恢復(fù)。種群密度降低種群密度升高(郁閉)種子萌發(fā),長成新植株陽光.養(yǎng)料充足火災(zāi)生物群落與非生物環(huán)境之間負(fù)反饋調(diào)節(jié)的實(shí)例原方向發(fā)生偏離負(fù)反饋調(diào)節(jié)回到原來方向改邪歸正負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)系統(tǒng)通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)維持自身結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。（2）概念：3、動(dòng)態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制---負(fù)反饋調(diào)節(jié)有一個(gè)湖泊受到了嚴(yán)重污染，魚類的數(shù)量就會(huì)因死亡而減少，魚類死亡的尸體腐爛，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，引起更多的魚類死亡，活魚就更少了。正反饋調(diào)節(jié)：使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)調(diào)節(jié):實(shí)例：湖泊受到了污染魚類等生物死亡魚類等尸體腐爛結(jié)果:加重污染更多魚死亡+污染更重原因基礎(chǔ)（二）、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。也就是說生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。1、概念：3、機(jī)理：生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性自我調(diào)節(jié)能力負(fù)反饋調(diào)節(jié)4、自調(diào)能力有限當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降，生態(tài)平衡遭破壞。抵抗力穩(wěn)定性：恢復(fù)力穩(wěn)定性：2、兩個(gè)方面：1、抵抗力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力。二、抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性(1)含義(2)規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，

越簡(jiǎn)單，自我調(diào)節(jié)能力就越弱，

就越低；反之則越高。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)抵抗力穩(wěn)定性(3)特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定限度，越過限度，

能力就遭到破壞。自我調(diào)節(jié)發(fā)達(dá)根系抗干旱蝗災(zāi)過后草又青2、恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)原狀的能力。(1)含義：(2)與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系：

。往往相反“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”火后森林重恢復(fù)生物種類

多營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

復(fù)雜強(qiáng)自我調(diào)節(jié)能力

抵抗力穩(wěn)定性

高熱帶雨林恢復(fù)力穩(wěn)定性低生物種類

少營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單弱自我調(diào)節(jié)能力

抵抗力穩(wěn)定性

高低恢復(fù)力穩(wěn)定性人工林比較抵抗力與恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低比較抵抗力與恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低弱強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較___（營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜）強(qiáng)抵抗力穩(wěn)定性較___恢復(fù)力穩(wěn)定性較__

過度砍伐后恢復(fù)力穩(wěn)定性較__

弱火災(zāi)后恢復(fù)力穩(wěn)定性較__強(qiáng)

抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實(shí)質(zhì)核心影響因素保持自身結(jié)構(gòu)功能相對(duì)穩(wěn)定恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)功能相對(duì)穩(wěn)定抵抗干擾保持原狀遭到破壞恢復(fù)原狀生態(tài)系統(tǒng)中物種多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性越高生態(tài)系統(tǒng)中物種少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，恢復(fù)力穩(wěn)定性越高比較：抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般存在相反關(guān)系恢復(fù)力穩(wěn)定性生物種類

少營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單弱自我調(diào)節(jié)能力

抵抗力穩(wěn)定性

低低恢復(fù)力穩(wěn)定性特例：北極苔原生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物直接或間接依靠地衣生活。地衣大面積破壞，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)崩潰。

生存條件極其惡劣：生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型④曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩(wěn)定性的定量指數(shù)（TS）,

TS越大，說明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。①兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。②y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)；③x表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時(shí)間。

x

值大，說明恢復(fù)力穩(wěn)定性弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)；模型構(gòu)建“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”河流受到輕微污染,通過自身凈化，能夠很快消除污染。蘇州——“江南水鄉(xiāng)，小橋流水人家”河流重度污染，恢復(fù)力穩(wěn)定性被破壞垃圾污染打撈垃圾下令拆遷污水排放亂砍濫伐森林,土地沙漠化過度放牧，草場(chǎng)退化適量砍伐合理放牧適度捕撈1.控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度利用。三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性防護(hù)林2.對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產(chǎn)出。

設(shè)計(jì)生態(tài)缸并觀察其穩(wěn)定性探究-實(shí)踐基本原理在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級(jí)之間的合適比例。應(yīng)該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。設(shè)計(jì)要求相關(guān)分析生態(tài)缸必須是封閉的生態(tài)缸中的生物必須有很強(qiáng)的生活能力，且成分要齊全（有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者）生態(tài)缸的材料必須透明，且要采用較強(qiáng)的散射光生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)占其容積的4/5，留出一定空間選擇的動(dòng)物不宜太多，個(gè)體不宜太大。防止外界生物或非生物因素的干擾為光合作用提供光照，便于觀察；防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡便于操作，缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣減少對(duì)氧氣的消耗，防止生產(chǎn)量小于消耗量保證物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定2.觀察生態(tài)缸的穩(wěn)定性時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):（1）設(shè)計(jì)一份觀察記錄表，內(nèi)容包括植物、動(dòng)物的生活情況，水質(zhì)情況

（由顏色變化進(jìn)行判別）及基質(zhì)變化等