生态系统的稳定性 课件 【新教材】人教版高中生物选择性必修二
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• （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。
讨论：
1、设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维 持生态系统的相对稳定。
始建于1987年，占地3英亩，耗资1.5亿美元，历时 三年完成。除了阳光，建筑物内外无任何物质交流。
内有5个野生生物群落（热带雨林、热带草原、海洋、沼 泽、沙漠）和两个人工生物群落（集约农业区和居住区）。
人们担心着地球的 未来，为期2年的地 球生态模拟实验在 此进行.......
圈内共有约4000个物种，其中动物、植物约 3000种，微生物约1000种
对抗破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调 节机制是？
负反馈机制
2）生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
大火
↓
种群密度降低
↓
阳光充沛、土壤中无机养料增多
↓
许多种子萌发，迅速长成新ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ植株
↓
种群密度增高
是指在一个系统中，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。
如果外界的干扰强度超过了其自我调节 能力范围，生态系统的稳定性将遭到严 重破坏而无法恢复！
例如：我国西北的黄土高原！
黄土高原过去不仅有 茂密的森林，还有茂 密的草原。但是，经 过几百年的掠夺式开 发，盲目砍伐森林和 滥垦草原，结果植被 破坏殆尽，引起水土 流失，因而成为一片 荒山秃岭。
穷山恶水
青山绿水
处于生态平衡的生态系统具有以下特征。
（1）结构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。 （2）功能平衡:生产—消费一分解的生态过程正 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。 （3）收支平衡。例如，在某生态系统中，植物 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。
制作 设计并制作生态瓶,观察其稳定性
课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性
1. 在制作生态缸时，除了参考教材中的方法 步骤外，还要注意以下几点:
• （1）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。
• （2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生 活力，放置生物的数量要合适。
环境资源与人的比例严重偏小
恐怕还有比例不对的原因,在真的生物圈中平均每人所 对应的大气,水,植物等是那么的广阔,而二号呢?环境资源与 人的比例严重偏小,就那点大气,水,植物等,哪怕就是生活一个 人也已严重不够了,更何况是几个人.
二氧化碳多、氧气少是结果而非原因,二氧化碳多、氧 气少是因为植物相对太少了,不足以将人和植物自身产生的 那么多二氧化碳转化并释放氧气.氧气的消耗速度高于产生 速度,而二氧化碳的产生高于消耗.
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一
种状态，就是
。
一、生态平衡
大兴安岭的森林和呼伦贝尔的草原，都是 处于生态平衡的系统。
在处于平衡的生态系统中，物质和能量的 输入与输出均衡，生物种类的组成稳定。
也就是说，生态系统中的生产过程与消费、 分解过程处于平衡的状态，这时生态系统的外 貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的 状态。
黄土高原的历史变迁
五十年代淘米洗菜， 六十年代洗衣灌溉, 七十年代水质败坏， 八十年代鱼虾绝代，
九十年代拉稀生癌……. ——一首广泛流传于淮河边的民谣
二、生态系统稳定性
2）类型
1.抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构 与功能保持原状的能力。
抵抗干扰，维持原状
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。
营养结构复杂程度
北极苔原生态系统
生物种类 稀少
营养结构 简单 自我调节能力 弱
抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 低
对于环境条件极其恶劣的生态系统， 其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
三、提高生态系统的稳定性
措施1
控制对生态系统干扰的程度,对生态系统 的利用应该适度,不应超过生态系统的自 我调节能力。
这证明了在已知的科学技术条件下， 人类离开了地球将难以永续生存。
同时证明：
地球目前仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。
3.5 生态系统的稳定性
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。
但是千百年来，虽然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， 生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而 维持相对稳定的结构和功能。像这样，
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是
生态系统具备自我调节能力的基础。
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。
二、生态系统稳定性
1）概念
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相 对平衡状态的能力，叫生态系统的稳定性。
生态系统的 组成成分和
营养结构
生态系统的 能量流动、 物质循环、 信息传递
• （3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在 沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气） 渗透上来。
• （4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在 上面写上制作者的姓名与制作日期。
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。
遭到破坏，恢复原状
热带雨林生态系统
生物种类 多 营养结构 复杂 自我调节能力 强 抵抗力稳定性 高 恢复力稳定性 低
人工林
生物种类 少 营养结构 简单 自我调节能力 弱 抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 高
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢 复力稳定性一般存在相反关系。
抵抗力
稳
稳定性
定
性
恢复力 稳定性
几种营养结构，如图所示，其中最稳定的是( B )
丁
甲
乙
丙
A
甲
丙
丙
甲乙
乙
丁
丁
B
C
乙
甲
丁
丙
D
“生物圈2号”实验失败原因
生物种类关系的失调
除了二氧化碳多、氧气少、水循环失调等原因以外，生 物种类关系的失调也是重要的原因。
原来，设计者虽然在“生物圈II号”内模拟了多种生态 系统，但引进的生物却主要是生产者，动物、真菌和细菌的 种类和数量都较少。传粉的昆虫死去了，有些植物就只开花 不结果了。由于动物的种类和数量减少了，植物很少被动物 取食，加之缺少细菌和真菌的分解，导致枯枝落叶大量堆积 ，物质循环不能正常进行。
2、应将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方， 但要避免阳光直接照射，为什么？
既得到良好光照，又可避免因阳光直接照射而导致 生态缸内温度过高。
3、通过本制作，可得出的结论：
1）人工生态系统可以保持较长时间的相 对稳定但不是永久。 2）人工生态系统的稳定性是有条件的。
1.如果一个生态系统中有4种生物，它们可以形成下面
生态平衡是一种动态的平衡。 这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?
1）： 在一片草地上，兔大量增加，经过一段时
间后，兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
兔子数量增加
狼数量增加
草数量减少
兔子数量减少
请同学们画出下例中调节机制图
在森林中，随着植被的大量生长，森林逐渐变得 郁闭，林间阳光减少，制约了林下树苗的成长，还 导致枯枝落叶的积累，增加了发生自然火灾的可能 性。不久，一场森林火灾发生了，灾后由于光照更 加充足，土壤的无机养料增多，于是许多种子萌发， 幼苗迅速成长，森林面貌逐渐恢复。
适量砍伐森林中的树木，森林的结构 功能不会破坏，还能促进森林的更新。
草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。
适度捕捉生态系统中的动物，也不 会导致种群严重减小，更不会灭绝。
措施2
对人类利用强度较大的生态系统，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。 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。
实验失败
在1991至1993年的实验中，由于研究人员发现： 生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例，无法自行达到 平衡；生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环；生物 圈2号因为物种多样性相对单一，缺少足够分解者作用，多数 动植物无法正常生长或生殖，其灭绝的速度比预期的还要快。 经广泛讨论，确认“生物圈2号”实验失败，未达到原先设计 者的预定目标。
• （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。
讨论：
1、设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维 持生态系统的相对稳定。
始建于1987年，占地3英亩，耗资1.5亿美元，历时 三年完成。除了阳光，建筑物内外无任何物质交流。
内有5个野生生物群落（热带雨林、热带草原、海洋、沼 泽、沙漠）和两个人工生物群落（集约农业区和居住区）。
人们担心着地球的 未来，为期2年的地 球生态模拟实验在 此进行.......
圈内共有约4000个物种，其中动物、植物约 3000种，微生物约1000种
对抗破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调 节机制是？
负反馈机制
2）生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
大火
↓
种群密度降低
↓
阳光充沛、土壤中无机养料增多
↓
许多种子萌发，迅速长成新ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ植株
↓
种群密度增高
是指在一个系统中，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。
如果外界的干扰强度超过了其自我调节 能力范围，生态系统的稳定性将遭到严 重破坏而无法恢复！
例如：我国西北的黄土高原！
黄土高原过去不仅有 茂密的森林，还有茂 密的草原。但是，经 过几百年的掠夺式开 发，盲目砍伐森林和 滥垦草原，结果植被 破坏殆尽，引起水土 流失，因而成为一片 荒山秃岭。
穷山恶水
青山绿水
处于生态平衡的生态系统具有以下特征。
（1）结构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。 （2）功能平衡:生产—消费一分解的生态过程正 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。 （3）收支平衡。例如，在某生态系统中，植物 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。
制作 设计并制作生态瓶,观察其稳定性
课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性
1. 在制作生态缸时，除了参考教材中的方法 步骤外，还要注意以下几点:
• （1）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。
• （2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生 活力，放置生物的数量要合适。
环境资源与人的比例严重偏小
恐怕还有比例不对的原因,在真的生物圈中平均每人所 对应的大气,水,植物等是那么的广阔,而二号呢?环境资源与 人的比例严重偏小,就那点大气,水,植物等,哪怕就是生活一个 人也已严重不够了,更何况是几个人.
二氧化碳多、氧气少是结果而非原因,二氧化碳多、氧 气少是因为植物相对太少了,不足以将人和植物自身产生的 那么多二氧化碳转化并释放氧气.氧气的消耗速度高于产生 速度,而二氧化碳的产生高于消耗.
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一
种状态，就是
。
一、生态平衡
大兴安岭的森林和呼伦贝尔的草原，都是 处于生态平衡的系统。
在处于平衡的生态系统中，物质和能量的 输入与输出均衡，生物种类的组成稳定。
也就是说，生态系统中的生产过程与消费、 分解过程处于平衡的状态，这时生态系统的外 貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的 状态。
黄土高原的历史变迁
五十年代淘米洗菜， 六十年代洗衣灌溉, 七十年代水质败坏， 八十年代鱼虾绝代，
九十年代拉稀生癌……. ——一首广泛流传于淮河边的民谣
二、生态系统稳定性
2）类型
1.抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构 与功能保持原状的能力。
抵抗干扰，维持原状
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。
营养结构复杂程度
北极苔原生态系统
生物种类 稀少
营养结构 简单 自我调节能力 弱
抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 低
对于环境条件极其恶劣的生态系统， 其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
三、提高生态系统的稳定性
措施1
控制对生态系统干扰的程度,对生态系统 的利用应该适度,不应超过生态系统的自 我调节能力。
这证明了在已知的科学技术条件下， 人类离开了地球将难以永续生存。
同时证明：
地球目前仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。
3.5 生态系统的稳定性
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。
但是千百年来，虽然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， 生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而 维持相对稳定的结构和功能。像这样，
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是
生态系统具备自我调节能力的基础。
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。
二、生态系统稳定性
1）概念
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相 对平衡状态的能力，叫生态系统的稳定性。
生态系统的 组成成分和
营养结构
生态系统的 能量流动、 物质循环、 信息传递
• （3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在 沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气） 渗透上来。
• （4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在 上面写上制作者的姓名与制作日期。
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。
遭到破坏，恢复原状
热带雨林生态系统
生物种类 多 营养结构 复杂 自我调节能力 强 抵抗力稳定性 高 恢复力稳定性 低
人工林
生物种类 少 营养结构 简单 自我调节能力 弱 抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 高
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢 复力稳定性一般存在相反关系。
抵抗力
稳
稳定性
定
性
恢复力 稳定性
几种营养结构，如图所示，其中最稳定的是( B )
丁
甲
乙
丙
A
甲
丙
丙
甲乙
乙
丁
丁
B
C
乙
甲
丁
丙
D
“生物圈2号”实验失败原因
生物种类关系的失调
除了二氧化碳多、氧气少、水循环失调等原因以外，生 物种类关系的失调也是重要的原因。
原来，设计者虽然在“生物圈II号”内模拟了多种生态 系统，但引进的生物却主要是生产者，动物、真菌和细菌的 种类和数量都较少。传粉的昆虫死去了，有些植物就只开花 不结果了。由于动物的种类和数量减少了，植物很少被动物 取食，加之缺少细菌和真菌的分解，导致枯枝落叶大量堆积 ，物质循环不能正常进行。
2、应将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方， 但要避免阳光直接照射，为什么？
既得到良好光照，又可避免因阳光直接照射而导致 生态缸内温度过高。
3、通过本制作，可得出的结论：
1）人工生态系统可以保持较长时间的相 对稳定但不是永久。 2）人工生态系统的稳定性是有条件的。
1.如果一个生态系统中有4种生物，它们可以形成下面
生态平衡是一种动态的平衡。 这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?
1）： 在一片草地上，兔大量增加，经过一段时
间后，兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
兔子数量增加
狼数量增加
草数量减少
兔子数量减少
请同学们画出下例中调节机制图
在森林中，随着植被的大量生长，森林逐渐变得 郁闭，林间阳光减少，制约了林下树苗的成长，还 导致枯枝落叶的积累，增加了发生自然火灾的可能 性。不久，一场森林火灾发生了，灾后由于光照更 加充足，土壤的无机养料增多，于是许多种子萌发， 幼苗迅速成长，森林面貌逐渐恢复。
适量砍伐森林中的树木，森林的结构 功能不会破坏，还能促进森林的更新。
草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。
适度捕捉生态系统中的动物，也不 会导致种群严重减小，更不会灭绝。
措施2
对人类利用强度较大的生态系统，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。 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。
实验失败
在1991至1993年的实验中，由于研究人员发现： 生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例，无法自行达到 平衡；生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环；生物 圈2号因为物种多样性相对单一，缺少足够分解者作用，多数 动植物无法正常生长或生殖，其灭绝的速度比预期的还要快。 经广泛讨论，确认“生物圈2号”实验失败，未达到原先设计 者的预定目标。