第五节生态系统的稳定性(市级公开课好)

四、提高生态系统的稳定性
是要提高抵抗力稳定性还是恢复力稳定性？ 提高抵抗力稳定性 如何要提高生态系统的稳定性？ 一方面要控制对生态系统的干扰程度，适度利用。 ①防止植被破坏 ②防止食物链破坏 ③防止环境污染 另一方面，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。 第三方面，需要增加物种种类进而使营养结构复 杂化
恢复力 稳定性 生物量、生态系统复杂程度等
想一想：苔原、沙漠生态系统也是这样吗？
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比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结构的 复杂程度外，生态系统所处的环境条件也是一个 重要的因素。 恢复力稳定性较 高 恢复力稳定性较 低
北极苔原（夏季）
北极苔原（冬季）
生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
（1）红树林属于 湿地 生态系统。 （2）红树林的 抵抗力 稳定性较强而 恢复力 稳定 性较弱，原因是红树林 生物种类较多，营养结构复杂 。
（3）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性 破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任何生态系统的 自动调节能力 都是有限的。 （4）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植 农作物？请从生物学角度分析其原因。 被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物 无法通过渗透作用吸收水分
3.2002年底“食人鱼”的报道随处可见，外来物 种入侵或引种不当，会给当地生态环境造成重大 影响，其主要原因是（ A ） A．使入侵地食物链破坏 B．会破坏入侵地的非生物因素 C．未认识其价值所以人为干扰少 D．增加物种多样性，使当地生态平衡更稳定
4、下列生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳 定性都比较低的是 A.热带雨林 B.温带草原 C.北极冻原 D.温带森林
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生态系统具有 自我调节能力
1、河流受到轻度污染后，为什么生物种类和数 量不会受到明显影响？ 2、如何解释森林生态系统出现“有虫不成灾” 现象？ 3、森林局部大火后，为什么植株能较快生长？
负反馈调节 是生态系统自我调节能力的基础
二、生态系统稳定性的原因 ---具有自我调节能力
•⒈基础或主要机制—— 负反馈调节
• 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，当 一个扰动偏离这个范围时，偏离的大小y可以作为抵抗力稳定性 的定量指标，而恢复到原状所需要的时间x可以作为恢复力大小 的定量指标。曲线与正常范围之间所夹的面积则可以作为总稳定 性的定量指标(TS)，这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定 性越低。
湖泊受到了污染
+
鱼类等生物死亡
+
结果：
死鱼等生物腐烂
使生态系统常常远离稳态，对生态系统 有极大破坏作用。
正反馈调节
更加偏离
发生偏离
错上加错
负反馈调节 发生偏离
原方向
回到原来方向 原方向
改邪归正
• （1)负反馈调节： • ①作用：能使生态系统达到相对平衡。 • ②实例：草原上的兔与植物的数量变化调 节。 • ③结果：抑制和减弱最初发生变化的那种 成分的变化，从而保持稳态平衡。
平衡。
四、生态缸的设计制作要求及分析 设计要求 生态缸是封闭的 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(要有生产者\消费者\分解者) 生态缸的材料须透明 生态缸宜小不宜大，缸中水 量应占其容积的4/5，要留 一定空间 生态缸的采光用较强的散射光 选择的动物不宜太多，个体不 宜太大 分析 防止外界生物或非生物因素的 干扰 生态缸中能够进行物质循环和能 量流动，在一定时期内保持稳定 为光合作用提供光能； 保持生态缸内温度；便于观察 便于操作，缸内储备一定量的 空气 防止水温过高,导致水生植物死亡 减少对O2消耗，防止生产量＜消 耗量
例1： 兔子增加，导致狐狸 兔子增加，导致草 增加，导致兔子 减少…… 减少，导致兔子 减少……
•⒉自我调节能力存在于： 群落内部 、群落与环境之间
例2：河流受到轻度污染，能通过（物理沉降 ）、（化学分解） 和 （ 微生物的分解 ） ，很快消除污染，河流中的生物 种类和数量不会受到明显的影响。 例3： 火灾后， 导致 阳光充沛，土壤肥沃
种群密度 植物生长
导致
种群密度
•3.自我调节能力有限
外来影响不超限度，称为 “干扰” 外来影响超过限度，称为 “破坏”
如我国西北的黄土高原
负反馈调节
实例一: 食物短缺
草
过度放牧
食草动物
结果:抑制或减弱了最初发生的变化，使 生态系统达到或保持稳定。 意义:生态系统自我调节能力的基础
实例二：
正反馈 （ ）
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1、稳定性的形成
生态系统发展到成熟阶段，生产者、消费 者和分解者齐全，能量输入保持稳定，物 质的输入与输出相对平衡
2、稳定性的表现 （1）结构稳定： 生态系统中的生产者、消费者、分解者在 种类和数量上保持动态平衡 （2）功能稳定： 生态系统中物质和能量的输入与输出基本 相等，保持相对稳定
衣来维持生活。
假设地衣大面积死亡， 将产生什么结果？
整个生态系统就会崩溃。
由此可见，该生态系统的自动调节能力如何？ 抵抗力稳定性又如何？
自动调节能力小，抵抗力稳定性低。
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
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
设计制作生态缸,观察其稳定性
过程设计
瓶子处理：取250 mL或500 mL的平底广口瓶，将其洗净，用开 水烫一下瓶子和瓶盖 放砂注水：加入1 cm厚的洗净的细砂，再注入河水（占溶积的 4/5——仿河流生态系统）
投放生物：将一棵长势良好的金鱼藻、丝螺1~2只(或一只小虾) 放入瓶中
加盖封口：在瓶盖周围涂上凡士林，盖紧瓶口 粘贴标签：贴上标签，填写姓名、日期等，放在阳面阳台上(光 不能直射) 观察记录：每天观察一次并作记录，直至瓶中生物全部死亡为止 ，即为生态系统保持相对稳定性的时间
基础练习
• 1.在生态系统的下列基本特征中，能成为自 我维持基础的是 （ D ） • A．物种结构有一定的区域性特征 • B．内在的动态发展变化的能力 • C．连续的物质交换和能量传递的能力 • D．一定的自我调节能力
2.下列哪种措施能提高生态系统的稳定性 （ C） A．减少寄生生物和捕食者的数量 B．平衡生产者和消费者的数量 C．增加物种的数目 D．对生态演替进行限制
保持稳定性吗？这又说明了什么问题？
不能，这说明一个生态系统的自我调节能 力是有一定限度的，如果外界因素的干扰超过 了这个限度，生态系统的相对稳定状态就会遭 到破坏。
这种自我调节能力取决于生态系统的自 身净化作用和完善的营养结构
太湖美
现在的太湖
这是还是那美丽的太湖吗？
生态系统的调节能力是有限的！
三、生态系统稳定性的内容 抵抗力稳定性 生态系统抵抗外界干扰并使自 身结构与功能保持原状的能力 抵抗干扰，保持原状 恢复力稳定性 生态系统在受到外界干扰因素 的破坏后恢复原状的能力 遭到破坏，恢复原状
（3）适宜的放牧量控制在乙图的b点和c点之间，为什么？ 既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较 （高的畜牧产量 4）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中c点以 上，会造成怎样的后果？
草原退化，严重时会导致草场的沙漠化 （5）请举两项合理利用草原生态系统的措施。
①合理确定载牧量，防止过度放牧。 ②发展季节性放牧。 ③提倡划区轮牧。
草原生态系统
沙漠生态系统
2.虽然草原生态系统较沙漠生态系统的生物 比较同等强度干扰下，草原生态系统和 沙漠生态系统恢复力稳定性的高低？ 种类多，营养结构复杂，但因所处的环境条件 适宜，在受到破坏后较容易恢复。
对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性与 恢复力稳定性存在相反关系。
稳 定 性
抵抗力 稳定性
4. 农业生态系统内进行农药防治(喷洒DDT)和生物防治(引入无数捕 食者)害虫过程中，害虫种群密度消长示意图：
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抵抗力稳定性大小的影响因素 生态系统组成成分的复杂程度 恢复力稳定性其恢复速度、时间长短 的影响因素 与营养结构的复杂程度有关 与生态系统所处的环境有关 例如：沙漠、苔原生态系统恢复难
结合书上的相关介绍，你认为该生态系统的 种类稀少，营养结构简单。其中生产者主 生物种类多吗？营养结构如何？ 要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地
少量砍伐森林中的树木，森 林的结构功能不会破坏。
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。
问题探讨：为什么这些生态系统在受 到干扰后，仍能保持相对稳定？
生态系统在不断地发展变化着。但对 于一个相对成熟的生态系统来说，系统中 的各种变化只要不超出一定限度，生态系 统的结构与功能就不会发生大的改变。
这就是生态系统的稳定性。
生态系统的发展趋势：生物多样化； 结构复杂化； 功能完善化
第5节 生态系统的稳定性
概念 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
内容
稳定性 (稳态)
原因
自我调 节能力
如何提高？
一、生态系统稳定性的概念
组成成分、 食物链和食物网
能量流动 物质循环 信息传递
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对 稳定的能力，称为生态系统的稳定性。
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。
第5节 生态系统的稳定性
概念 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
内容
稳定性 (稳态)
原因
自我调 节能力
如何提高？
百度文库
四、制作生态缸
实验原理 生态系统的稳定性与它的物种组 成、营养结构、非生物因素密切相关；
必须考虑物质循环和能量流动的相对
3．根据下列材料，回答问题： 材料一 红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带 特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树 林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红 树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的 保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之 一。 材料二 2004年12月，印度洋地震引起的海啸导致 死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红 树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172户人家在这次 海啸中幸免遇难。
2、某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题， 对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其 中：甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群 增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生 产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者 的净生产量，请据图分析并回答下列问题：
（1）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节 能力较小，原因是 草原生态系统的营养结构简单 。 （2）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增 C~D 长的曲线段是 。
(2)正反馈调节 ①作用：使生态系统远离平衡状态。 ②结果：加速最初发生变化的那种成分所发生 的变化 ③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。
实例三:
热带雨林生态系统
两者的关系
⑴二者表现时候和作用不一样： 恢复力：指 遭到破坏 后 再恢复原状
抵抗力：指 受到干扰 后 能维持原状
⑵同一生态系统中，能力高低一般存在 关系； 相反
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一般情况下，生态系统的生物种类少，营 养结构简单，如果遭到破坏，比较容易恢复。
设疑：这个一般规律是否适用于所有的 生态系统呢？
苏州—江南水乡, 小桥流水人家。话说 乾隆下江南时，到了 苏州。看到水乡人家 上游淘米洗菜，下游 洗澡洗衣，可是即便 如此，水仍然很清澈。 这番景象让乾隆大为 惊奇。
可是，他也发现苏州虎 丘外围的河流被众多染坊流 出的废水污染得肮脏不堪、 臭气熏天，于是他立即下令 严禁商贾平民在虎丘一带开 设染坊。迫于官府的法令， 虎丘一带原有的数十家染坊 不得不搬迁至远离虎丘的苏 州远郊，从此以后虎丘重现 绿水青山。
思考与讨论：
1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣， 河水为何仍能保持清澈？ 河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、 化学分解和微生物的分解，很快消除污染。 这说明生态系统在受到外界轻度干扰时， 具有抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原 状的能力，我们可称之为抵抗力稳定性。
思考与讨论：
2.虎丘外围的河流在染坊废水的污染下，还能