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1、第5章 生态系统及其稳定性 第5节 生态系统的稳定性,知识回顾,生态系统,结构,功能,组成成分,营养结构,食物链,食物网,能量流动,物质循环,信息传递,生物成分,非生物成分,亚马逊森林,为什么亚马逊森林等生态系统在受到干扰后，仍能保持相对稳定呢？,讨论,生态系统的稳定性,概念：生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。,含义： 1、它是生态系统发展到一定阶段（成熟阶段）所具有的一种综合能力，而非一种状态。 2、结构上相对稳定：物种种类相对稳定；种群数量相对稳定；生产者、消费者和分解者种类和数量保持动态平衡 3、功能上相对稳定：物质和能量的输入和输出相对稳定。,原因：生态系统具有一定
2、的自我调节能力,生态系统的自我调节能力,1生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节能力，这种能力是通过生态系统内部的反馈调节来实现的 (1)生态系统的反馈调节：当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象。包括正反馈调节和负反馈调节，负反馈调节在生态系统中普遍存在。,(2)负反馈调节。 作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡与稳定。 结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。 实例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。,生态系统的自我调节能力,生态系统的自我调节能力,若
3、虫吃草，如何将草虫数量变化关系补充到上图中？,(3)正反馈调节。 作用：使生态系统远离平衡状态。 结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。 实例：若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越重，鱼类的死亡速度也会越来越快。,生态系统的自我调节能力,生态系统的自我调节能力（稳定性的机制） (1)净化作用:包括物理沉降、化学分解、微生物的分解三个方面,是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。 (2)完善的营养结构:具有反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定。,物种丰富的热带雨林,生态系统成分越
4、多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,物种单一的农田生态系统,生态系统的自我调节能力都有一定的限度，如果 人为或自然因素的干预超过了这个限度，生态系统的 稳定性就会被破坏。,2自我调节能力的大小,生态系统的自我调节能力主要表现在3个方面： (1)同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律。 (2)异种生物种群之间的数量调控，多出现于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系。 (3)生物与环境之间的相互调控。,易错提示,抵抗力稳定性和恢复力稳定性,阅读教材相关内容，回答以下问题：,什么是抵抗力稳定性？ 抵抗力稳定性的核心是什么？ 森林生态系统、北极苔原抵抗力稳定性谁强
5、谁弱？ 总结“抵抗力稳定性与生态系统自身的组分和营养结构之间关系”,概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构功能保持原状的能力。,抵抗力稳定性,特 征 成分越单纯、营养结构越简单，自我调节能 力就越小、抵抗力稳定性就越低；,生物种类越多、营养结构越复杂，物质循环 与能量流动的渠道越多，自我调节能力就越 大、抵抗力稳定性就越高；,“抵抗力稳定性”的核心是“抵抗干扰，保持原状”。,自动调节能力是有限的，一旦外界干扰超过这个限度，生态系统的稳定状态就将被打破。,物种丰富的热带雨林,北极苔原生态系统,生态系统成分越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高,五十年代洗菜淘米， 六十年代灌溉洗
6、衣, 七十年代冲厕拖地， 八十年代鱼虾绝迹， 九十年代生癌拉稀. 一首广泛流传于淮河边的民谣,恢复力稳定性,阅读教材相关内容，回答以下问题：,什么是恢复力稳定性？ 恢复力稳定性的核心是什么？ 森林生态系统、草原生态系统恢复力稳定性谁强谁弱？,生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。,恢复力稳定性的概念,恢复力稳定性高的生态系统： 生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速 恢复原有的数量。 物种变异能力强，能迅速出现适应新环境 的新类型。 生态系统结构简单，生物受到的制约小。,恢复力稳定性弱的生态系统特征：,生态系统的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，恢复力稳定性越弱。,“恢复力稳
7、定性”的核心是“遭到破坏，恢复原状,恢复力弱,草原生态系统,森林生态系统,抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系,一般的，对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在负相关关系。,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,稳定性,生态系统营养结构复杂程度,抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统中同时存在的两种稳定能力。,抵抗力弱、恢复力强,抵抗力强、恢复力弱,结构单一的人工马尾松林,结构复杂的森林生态系统,注意：不能泛泛的说某个生态系统比另一个生态 系统稳定性强,特殊情况 热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性，因为它们的物种组成十分丰富，结构比较复杂。然而，在热带雨林受到一定强度的破坏后，也能较快恢复。相反，对
8、于极地苔原，由于物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性很低，在遭到过度放牧、火灾等干扰后，恢复的时间也十分漫长。因此，如果要对一个生态系统的两个方面进行说明，则必须强调它们所处的环境条件。环境条件好，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。,【方法归纳】判断抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的变化时,常结合图形,做以下分析,(1)抵抗力稳定性表示抵抗外界干扰的能力，抵抗力稳定性越强，偏离正常作用范围就越小；反之，偏离正常作用范围就越大。而y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。因此，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。例如，热带雨林与草
9、原生态系统受到相同的干扰时，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。,(2)恢复力稳定性表示受到破坏后,恢复到原状的能力,恢复力稳定性越强,恢复原状的时间越短;反之,恢复到原状的时间越长。而x可以表示恢复到原状态所需的时间,时间越长,说明恢复力稳定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。 (3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即y与x越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。 课本 P112 一 1 （2） 同等强度干扰下，草原生态系统陷得没沙漠生态系统深，恢复起来自然就快,以上说的是同一个干扰对于不同生态系统的影响，如果是同一个生态系统，则受到的干扰越大
10、，这一面积也就越大（即陷得越深）,【易错提醒】准确理解y、x、TS的含义,不要误认为y为恢复力稳定性,也不要误认为y越大,恢复力稳定性越大。,提高生态系统的稳定性,另一方面，对人类利用强度大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。,一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。,对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。,生态系统稳定性的维持需要有足够的持续稳定的能量（太阳光能）输入、具有一定营养关系的生产者、消费者和分解者，并且各生物成分之间还应保持一定的相对稳定比例等条件。生态系统中的
11、生物多样性是保持生态系统稳态的重要条件,结束语：,碧水、青草、牛羊 地平线之外一片苍茫。 “小小寰宇”在宇宙中旋转， 承载着它的生命之网。 地球太阳系中唯一的蓝色星球， 是生命赖以生存的家园。 捍卫家园是人类不可推卸的使命， 让我们行动起来，从一点一滴做起！,课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性,1.制作生态缸的目的 探究生态系统保持相对稳定的条件。 2.小生态缸的设计要求及相关分析 原理：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)，生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。生态系统中必须包含这三种生物成分，并保持一定的比例，才能进行能量流动和物质循环
12、，保持一定的稳定性。,2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点: （1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。 （2）定期观察，同时做好观察记录。 （3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。 （4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。,生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求,3.生态缸稳定性观察与分析 (1)观察稳定性,可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统
13、的稳定性。 (2)由于生态缸极为简单,自我调节能力极差,抵抗力稳定性极低,其稳定性易被破坏。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。,为观察生态系统的稳定性,设计4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶是最稳定的生态系统。 注:“+”表示有,“-”表示无。,请回答以下问题: (1)乙瓶中,藻类的种群密度变化趋势为_,原因是 。 (2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物,原因是_。 (3)丁瓶与甲瓶相比,氧气含量_, 原因是_。 (4)根据观测结果,得出结论: _。 _。,【解析】(1)乙瓶缺少光,藻类的种群密度将减小。 (2)丙瓶与甲瓶相比缺少泥沙,即缺少
14、分解者,无法将更多的有机物进行分解,所以有机物会大量积累。 (3)丁瓶与甲瓶的条件相比惟一区别是丁瓶中含有小鱼,因为小鱼进行呼吸要消耗部分氧气,所以丁瓶中氧气含量较低。 (4)生态瓶的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。在光照条件下,水草、藻类作为生产者进行光合作用,消耗水中的二氧化碳,释放出氧气,同时将无机物转化成有机物,为消费者浮游动物和小鱼提供氧气和食物,泥沙中含有微生物分解者,可将水中的有机物分解成无机物,实现瓶内的物质循环。,答案:(1)减小 缺乏光照,生产者无法进行光合作用 (2)没有微生物的分解作用 (3)少 小鱼呼吸要消耗部分氧气 (4)生产者和分解者是生态系统的重
15、要组成成分 光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件,随堂练习,1、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫危害，其主要原因是（ ） A、马尾松林营养结构复杂 B、马尾松林适应环境的能力弱 C、马尾松林营养结构简单 D、松毛虫适应环境弱,C,随堂练习,2、下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最低 A、温带草原 B、北极冻原 C、热带雨林 D、北方针叶林 3、生态系统能够保持稳定的原因主要是 A、相对稳定的物质循环 B、缺水干旱 C、自我调节能力 D、食物被破坏,B,C,随堂练习,4、在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃掉，用网把试验区罩上，后来发现，草的叶子几乎被虫吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这
16、种现象的原因是 A、植被破坏 B、环境污染 C、食物链被破坏 D、缺水干旱,C,随堂练习,5、河流受到轻度污染时，能通过自身的物理沉降，化学分解和微生物的分解很快消除污染，这是由于生态系统具有（ ） A、抵抗力稳定性 B、恢复力稳定性 C、抗污染能力 D、保持相对稳定的能力,A,随堂练习,6、某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，由于自身的净化作用，逐步恢复原状，这是由于生态系统具有（ ） A、抵抗力稳定性 B、恢复力稳定性 C、抗污染能力 D、抗干扰能力,B,随堂练习,7、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状
