【公开课】生态系统的稳定性课件高二上学期生物人教版选择性必修2

受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃，恢复起来的时间也十
分漫长。因此，它的恢复力稳定性也很低。
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性 3. 影响抵抗力稳定性和恢复力稳定性的因素
② 外部因素 环境干扰强度 生态系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。
A. 环境干扰强度小，恢复力稳定性强 河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过 ，可以很快恢复到接近原来的状态。
② 原因： 生态系统具有一定的自我调节能力。
③ 能力： 生态系统自我调节能力是有限的。
➢ 抵抗力稳定性的概念 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。
➢ 恢复力稳定性的概念 生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
维持 抵抗力稳定性
抵抗干扰，保持原状
恢复 恢复力稳定性
选择动物不宜过多，个体不宜太大
防止水温过高导致水生植物死亡
减少对氧气的消耗，防止氧气的产 生量小于消耗量
5.结果分析
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 能 (填“能”或“不能”)进行碳、氧、
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。
制作生态缸，观察其稳定性
制作生态缸框架 用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
3.
铺土 沙土在下，含腐殖质较多的土在上
实 注水 放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小
生 态
可以作为 抵抗力 稳定性的定量指标。
系
（y越大 抵抗力 稳定性越 低 ；反之越强）
统 的
② x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的 功 时间。x的大小可作为 恢复力 稳定性的定量 能
指标。
（x越大 恢复力 稳定性越 低 ；反之越强） Nhomakorabea干扰
正常作用范围
y
TS
x 时间
稳 定 性
抵抗力
恢复力
营养结构复杂程度
三、提高生态系统的稳定性
1. 为什么提高生态系统的稳定性 ① 处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
粮油
蔬果
肉蛋奶
木材
② 处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活和生产的环境保持稳定。
三、提高生态系统的稳定性
2. 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，在不超过生态系统自我调节能力的 范围内，合理适度地利用生态系统。
第3章 生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
问题探究：
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、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》中名列榜首。
➢ 思考·讨论： 1. 紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵
鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，
活鱼就更少了。
结果：使生态系统远离平衡状态。
湖泊 污染
鱼类等 生物死亡
污染 程度 加强
加剧 更多生物 死亡
一、生态平衡与生态系统的稳定性 3. 生态平衡的调节机制 ③ 负反馈调节的意义
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。
B. 环境干扰强度大，恢复力稳定性弱 河流与土壤被有毒物质重度污染， ，这些河流或土壤的恢复力稳定性就破坏了。 热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间
漫长，难度大。
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
【模型构建】生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
➢ 曲线分析
① y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正
③TS：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。 （TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性_低___）
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
➢ 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
核心 影响 因素 特点
联系
抵抗力稳定性
抵抗干扰，保持原状
自我调节能力有一定限度，超过 限度，自我调节能力遭到破坏 生态系统的组分越多，食物网 越复杂，抵抗力稳定性越强
遭到破坏，恢复原状
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
1. 抵抗力稳定性 ➢ 抵抗力稳定性的概念
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 实例 A. 遭受蝗虫采食，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数
量的下降。 B. 遭遇持续的干旱气候，森林中的树木往往扩展根系的分布空间，
的生活力，种类齐全(具有生产者、消 __物__质_ 循环 和 能量流动 ，在一
费者和分解者)
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，保持生态缸 内温度，便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，便于操作，且使缸内储备一定量的
要留出一定的_空__间__
空气
生态缸的采光应使用较强的 散射 光
正反馈调节 偏离
掠夺式开发后的黄土高原
破坏稳态（错上加错） 正反馈调节：具有破坏性。
更加偏离 原方向
美丽的呼伦贝尔草原
负反馈调节 偏离
回到原方向
调节稳态(“改邪归正”)
原方向
负反馈调节：生态系统自我调节能力的基础。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
3. 生态平衡的调节机制 ➢ 正反馈
实例：有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，
——抵抗力稳定性
(3)草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。
——恢复力稳定性
(4)水体被污染后经过很长一段时间后又恢复了清澈。
——恢复力稳定性
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
3. 影响抵抗力稳定性和恢复力稳定性的因素 ① 内部因素 生态系统的结构
A. 通常情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。
像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁 殖能力、适应能力很强，而且没有天敌等制 约因素。
一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态 系统，破坏生态平衡。
紫茎泽兰
凤眼莲
福寿螺
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，就是生态平衡。
生态系统
一定程度 的干扰
结构与功能稳定
泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，但是泽兰 实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态 系统。
因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究， 如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放 泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在 确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
泽兰实蝇 紫茎泽兰
一、生态平衡与生态系统的稳定性
验 步 放入动、植物 依据生物生活习性合理放置
骤 密封生态缸
移置生态缸 将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射。
观察记录 每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
4.设计要求及目的
设计要求 生态缸必须是 封闭 的
目的 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 使生态缸中的生态系统能够进行
一、生态平衡与生态系统的稳定性
2. 生态平衡的特征 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—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 一定时间内生产者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。
➢ 思考·讨论：
植被 逐渐恢复
林下光照减少 树苗生长受限 枯枝落叶增加
自然火灾
无机土壤 阳光 养料增加 充足
种子萌发、幼苗迅速生长
上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统 恢复平衡的调节机制，是负反馈机制。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
3. 生态平衡的调节机制 ① 负反馈的定义
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
氮、磷等元素的循环利用，原因是 该生态瓶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 自我调节 能力， 但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低，原因是 该生态系统生物种类少，营养结构简单， 自我调节能力很弱 。
以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。
③ 特点 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
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
2. 恢复力稳定性 ➢ 恢复力稳定性的概念
生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 ② 实例
A. “野火烧不尽，春风吹又生。” B. 河流与土壤被轻微污染，通过自身净化作用，恢复为原来 的状态。
➢ 生态系统的自我调节能力是无限的吗？ 生态系统自我调节能力是有限的。 当外界干扰因素的强度超过 一定限度时，生态系统的稳定性 急剧下降，生态平衡就会遭到严 重破坏。
黄土高原由于植被破坏造成水土流失
一、生态平衡与生态系统的稳定性
4. 生态系统的稳定性
① 定义：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，叫做 生态系统的稳定性。
生产者 消费者 分解者 非生物的 物质和能量
食物链 食物网
组成成分
包 括
结构
营养结构
决定
生态系统
功能
能量流动 物质循环 信息传递
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，就是生态平衡。
生态系统
一定程度 的干扰
结构与功能稳定
大兴安岭的森林
呼伦贝尔的草原
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。
系统
工作效果
反馈信息 ②负反馈与正反馈
负反馈：反馈信息的工作效果与原工作效果相反，使系统趋于稳定。 正反馈：反馈信息的工作效果与原工作效果相同，使系统偏离稳定。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
3. 生态平衡的调节机制 ② 负反馈与正反馈
一般来说，生态系统中的组分越多，食
稳 定
物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗 性
力稳定性就越高。 反之，生态系统的组分越少，食物网越
抵抗力
恢复力
简单，其自我调节能力就越弱，恢复力稳定 性较高。
营养结构复杂程度
B. 存在特例 北极冻原生态系统，由于动植物种类稀少、营养
结构简单，抵抗力稳定性很低。其生产者主要是地衣，假如地衣
封山育林
禁牧封育
休渔
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
农田生态系统
“三北”防护林
与功能的协调。
施肥 灌溉 控制病虫害 防风 固沙 护田 护草
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
2.基本原理： 在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组
实例1
野草
兔子
狼
实例2
森林
森林火灾
灾后恢复
一、生态平衡与生态系统的稳定性
➢ 思考·讨论：分析负反馈调节的过程 1. 小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，简要描绘其中 的调节过程。
实例1
实例2
兔增加
生存空间和
狼 资源增加
减
少
草增加
草减少 狼 增
生存空间和 加 资源减少
兔减少
植物 大量生长
泽兰实蝇
地可以疯长蔓延？
紫茎泽兰的繁殖和适应能力强，在入侵地没有
天敌等因素的制约。
紫茎泽兰
2. 我国曾引入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
问题探究：
➢ 思考·讨论： 2. 我国曾引入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？
相 对
在成熟阶段，群落的总生产量和总呼
值
群落总生产量 （光合作用）
吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？ A. 群落总生产量和总呼吸量趋于稳定，且相对
群落总呼吸量
接近。
B. 群落在物质、能量的输入和输出上趋于达到 O 早期阶段
成熟阶段
平衡状态。
演替进程（时间）
一、生态平衡与生态系统的稳定性 3. 生态平衡的调节机制
①一般是相反关系。 ②同时存在于同一系统中的两种 截然不同的作用力，它们相互作 用，共同维持生态系统的稳定。 ③二者之间与营养结构复杂程度 的关系，如右图所示：
恢复力稳定性 遭到破坏，恢复原状
生态系统在受到不同的干扰后，其 恢复速度与恢复时间是不一样的
生态系统的组分越少，食物网 越简单，恢复力稳定性越强。
③ 特点
生物种类越少、营养结构越简单 → 自我调节能力越弱 → 恢复力稳 定性越高
二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
➢ 判断以下情况体现了生态系统的哪种稳定性？
(1)遭受蝗虫采食，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数
量的下降。
——抵抗力稳定性
(2)遭遇持续的干旱气候，森林中的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。