1、第五节 生态系统的稳态及维持第三章 生态系统新课引入资料： 生物圈号位于美国图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统，因将地球本身称作生物圈1号而得此名，历时8年，耗资15亿美元。包括有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），约4000个物种。 1991年，8个人被送进“生物圈号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈号”系统严重失去平衡。 新课引入 1996年，生物圈号转交美国哥伦比亚大学管理，作为生态学、环境变迁研究及教学基地。哥伦比亚大学开始
2、将生物圈号既存的生态系统仿真实验及新的研究计划整合于一体并对外界开放，作为研究及学习中心，以探索我们人类生活与环境生态的互动影响。 在已知的科学技术条件下，人类离开了地球将难以生存。只有保护好地球现有生态系统的稳定才是唯一最好的办法！生物圈号的失败给我们的启示？一、生态系统的稳定性是动态的湖与元气运，烟波浩难止，龟游莲叶上，鱼戏芦花里。少妇棹轻舟，歌声逐流水。 李白赞石臼湖 中国科学院南京地理研究所1963年石臼湖渔业调查报告记载，湖中共有鱼类60余种，水生植物100多种，水禽有7目18科86种。银鱼螃蟹一、生态系统的稳定性是动态的1几百年来，百姓在石臼湖洗衣洗菜，湖上来往的船只会产生废弃物，
3、为何生态系统仍保持稳定？ 生态系统具有自我调节能力，一定干扰下具有保持自身结构和功能相对稳定的能力。2石臼湖在家禽养殖污水及废水污染下，还能一直保持稳定吗？这说明了什么问题？生态系统自我调节能力是有限的，干扰超过一定限度，生态系统会被破坏。3停止向石臼湖排污后，石臼湖水质又慢慢恢复正常，生态系统得以恢复，这说明了什么？生态系统具有恢复自身结构和功能相对稳定的能力。积极思维一、生态系统的稳定性是动态的生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性（稳态）。抵抗力稳定性 恢复力稳定性1抵抗力稳定性（1）概念 生态系统 并使自身结构与功能 而不受损害的能力。抵抗或消除外界干扰
4、保持原状（2）特点 一般来说，生态系统中的_， ， ， ， 其 ，抵抗力稳定性就越_。物种越多遗传基因库越丰富自我调节能力就越强 高食物链食物网构成的营养结构越复杂环境条件相对稳定一、生态系统的稳定性是动态的1抵抗力稳定性石臼湖草原 营养结构复杂，假如某种生物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替。普通鱼塘与石臼湖相比，其抵抗力稳定性哪个高？试说明判断理由。一、生态系统的稳定性是动态的2恢复力稳定性（1）概念 生态系统在受到外界干扰因素的 后 的能力；破坏恢复到原状野火烧不尽，春风吹又生污染后的湖泊逐渐恢复原状一、生态系统的稳定性是动态的（2）特点生态系统在受到不同的干
5、扰（破坏）后，其 与_是_ 的。恢复速度恢复时间不一样 如果河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自身的净化作用，可以很快恢复到接近原来的状态。如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，这些河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了。一、生态系统的稳定性是动态的2恢复力稳定性严重砍伐后的热带雨林极度放牧后的草原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，难度极大。一、生态系统的稳定性是动态的比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质 _自身结构和功能相对稳定 _自身结构和功能相对稳定核心影响因素保持恢复抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状
6、生态系统中物种越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高生态系统中物种越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高一般为负相关关系。一、生态系统的稳定性是动态的生物种类 稀少营养结构 简单弱自我调节能力 抵抗力稳定性 低恢复力稳定性 低 在北极冻原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假如地衣受到大面积损伤，整个生态系统就会崩溃。北极冻原生态系统一、生态系统的稳定性是动态的边做边学：观察不同生态瓶中生态系统的稳定性 生态瓶，就是将少量的植物、动物、微生物和其他非生物物质放入一个密闭的瓶中，组成的一个微型的生态系统。
7、生产者消费者分解者非生物的物质和能量食物链、食物网物质循环能量流动信息传递成分功能一、生态系统的稳定性是动态的生态瓶的基本原理（1）生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。（2）观察生态瓶中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。一、生态系统的稳定性是动态的生态瓶的设计要求及其分析（1）设计生态瓶时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？（2）为保证生物的生存，必需的外部条件是什么？设计一个生态系统需要加入的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，而且投入的生物之间应能够形成食物链。良好的光照和适宜的温度。一、生态系统
8、的稳定性是动态的设计要求相关分析生态瓶必须是封闭的生态瓶中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全生态瓶的材料必须透明要采用散射光生态瓶中的水不满，留一定空间选择的动物不宜太多，不宜太大防止外界生物或非生物因素的干扰保证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照，同时便于观察使缸内储备一定量的空气减少对氧气的消耗防止水温过高导致生物死亡一、生态系统的稳定性是动态的（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况变化等。生态瓶的观察与记录（2）观察指标为：生态瓶中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素。（3）
9、如果发现生态瓶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，对不同生态瓶进行比较、分析，说明生态瓶中生态系统稳定性差异的原因。二、生态系统的稳定性依赖自我调节 在池塘中，植食性鱼类与水草是如何保持数量的平衡呢？生态系统的稳定性是其自我调节的结果。鱼数量减少水草数量增加鱼数量增加水草数量减少二、生态系统的稳定性依赖自我调节兔子数量增加兔吃大量植物兔吃少量植物植物增加兔因饥饿死亡兔食物增加植物减少兔子数量减少调节机制：负反馈调节二、生态系统的稳定性依赖自我调节思考：某一草原生态系统中兔子大量迁入后数量增加，会使植物数量发生怎样的变化?这种变化又会对
10、兔子的数量产生怎样的影响？原方向发生偏离调节回到原来方向负反馈二、生态系统的稳定性依赖自我调节1负反馈调节概念 在一个系统中，系统工作的_，反过来又作为_调节该系统的工作，并且使系统工作的效果 _或受到_，它可使系统_ 。效果信息减弱抑制保持稳定 原方向发生偏离负反馈调节回到原来方向二、生态系统的稳定性依赖自我调节 2负反馈调节意义 负反馈调节在生态系统中普遍存在，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、生态系统的稳定性依赖自我调节 湖泊受到严重污染，鱼等生物会因死亡而减少，尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加严
11、重。这是负反馈调节吗？3正反馈调节实例：鱼等生物死亡尸体腐烂湖泊水质被污染（+）（+）（+）二、生态系统的稳定性依赖自我调节原方向发生偏离正反馈调节偏离原来方向正反馈调节的图示如下：结果：正反馈调节对生态系统的稳定性往往具有极大的破坏作用。4正反馈调节的概念 反馈信号与系统输入信号极性相同，从而起着增强系统净输入信号的作用。正反馈作用与负反馈作用相反，它能加速最初发生的变化。三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性 包括气候变化和自然事件。 主要是指自然界发生的异常变化，如火山爆发、地震、海啸、山洪、泥石流和雷电火灾等，对生态系统的危害是有限的。1自然因素干旱导致植物死亡雷电引发森林大火 主要是
12、人类对自然资源的不合理开发和利用，对生态系统的影响更直接、更大。2人为因素三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性人类活动产生的部分污染物 2人为因素亟待处理的塑料垃圾 以塑料为例，它已经威胁到生态系统的稳定性。随着人口的增加，塑料使用量不断增长，然而塑料很难处理，埋在地下数百年也不易降解，亟待处理的塑料垃圾就越积越多。减少塑料袋的使用。三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性 3外来物种入侵 造成生物灾害的外来入侵的物种往往生态适应能力强、繁殖能力强、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。 凤眼莲，又称水葫芦，原产于巴西，适应能力极强。其大量繁殖造成河道堵塞，威胁了
13、本地生物多样性，破坏了水域生态系统的稳定性。三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性紫茎泽兰，原产美洲，为强入侵性植物。 在云南，紫茎泽兰是“头号杀手”，其入侵后会分泌化学物质，抑制周围其他植物的生长，家畜误食紫茎泽兰易中毒死亡，它的花粉还可致人类过敏，杀伤力极大。三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性3外来物种入侵 加拿大一枝黄花，原产于北美，1935年作为观赏植物引入中国，生长优势明显，与周围植物争阳光、争肥料，导致其他植物难以生存，从而对本地生物多样性构成了严重威胁。三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性3外来物种入侵课堂小结核心问题：什么是生态系统的稳定性？如何提高生态系统的稳定性？生态
14、系统的稳定性含义调节机制恢复力稳定性抵抗力稳定性保持自身结构和功能相对稳定生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高负反馈调节恢复自身结构和功能相对稳定一般为负相关关系课堂检测1下列实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是（ ）A植食性动物数量增加，导致植物数量减少，从而引起植食性动 物数量的增长受到抑制B豆科植物供给根瘤菌有机养料，并从根瘤中获得含氮物质C山区植被遭到破坏后造成水土流失D废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林A课堂检测2生态系统的营养结构越复杂，其自我调节能力越大，原因是（ ）处于同一营养级的生物种类多能量可通过不同的食物链传递到
15、顶级某营养级的部分生物减少或消失，可由该营养级的其他生物代替能量流经各营养级时，是逐级递减的A BCDA课堂检测3如图为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是（ ） Aa为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性B恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈相反关系C本图不能表示所有生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系D除去农田中的杂草可以提高其抵抗力稳定性D营养结构复杂程度稳定性4为探究影响生态系统稳定性的因素，四个生物小组制作了如下四组生态瓶。下列相关评价错误的是（ ）A甲组相较于丙、丁两组生态瓶，其各种生物成分更齐全，存活时间最长B甲、乙两组生态瓶相比较说明光照是保持生态系统稳定的前提C甲、丙两组生态瓶相比较说明生产者是联系群落与无机环境的关键因素D生态瓶密闭后应放在阳光直射的地方D课堂检测动物河泥植物甲 乙 丙 丁课外拓展 紫茎泽兰薇甘菊空心莲子草豚草毒麦互花米草飞机草凤眼莲石矛蔗扁蛾湿地松粉蚧强大小蠹美国白蛾非洲大蜗牛福寿螺中国第一批外来入侵物种部分名单敬请各位老师提出宝贵意见！
