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1、3.5生态系统的稳定性 紫茎泽兰入侵我国后，先是在云南疯长蔓紫茎泽兰入侵我国后，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，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。对当地林木、牧草和农作物造成严重危害。问题探讨问题探讨讨论1、紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？在入侵地可以疯长蔓延？2 2、我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌、我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌-泽兰实蝇泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，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？对这种方法，你
2、怎么看？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。破坏当地的生态平衡。美丽的呼伦贝尔草原美丽的呼伦贝尔草原美丽的大兴安岭森林美丽的大兴安岭森林-平衡的生态系统平衡的生态系统（一）、生态平衡生态系统的生态系统的结构结构和和功能功能处于处于相对稳定相对稳定的的一种一种状态。状态。2、特征：1）结构平衡生态系统生态系统各组分各组分保持相对稳定。保持相对稳定。2）功能平衡生产生产消费消费分解的生态过程正常进行，保证了分解的生态过程正常进行，保证了物质物质总在循环，总在循环，能量能量不断流动，生物个体持续发展和更新。不断流动
3、，生物个体持续发展和更新。3）收支平衡生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。处于比较稳定的状态。动态平衡动态平衡1、概念：这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？3、动态平衡的调节机制-负反馈调节在一个系统中，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。1、概念：2、实例：1 1、在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，兔种在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，兔种内竞争加剧，同时，捕食者狼因食物（兔）丰富而数量增多，内竞争加剧，同时，捕食者
4、狼因食物（兔）丰富而数量增多，这样经过一段时间后，兔的这样经过一段时间后，兔的数量数量又会又会恢复或接近原来的水平恢复或接近原来的水平。兔子数量减少兔子数量减少（恢复原水平恢复原水平）草数量减少草数量减少狼数量增加狼数量增加群落内部负反馈调节的实例负反馈调节的实例草草兔兔狼3、模型：2 2、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、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，不久，一减少，制约了林下树苗的成长，还导致枯枝落叶的积累，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，场森林火灾发生了，
5、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。于是许多种子萌发，幼苗迅速成长，森林面貌逐渐恢复。种群密度降低种群密度升高(郁闭)种子萌发,长成新植株阳光.养料充足火灾生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例负反馈调节的实例原方向发生偏离发生偏离负反馈调节负反馈调节回到原来方向回到原来方向分析负反馈调节的过程分析负反馈调节的过程：改邪归正思考-讨论2.2.小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述上小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述上述例子中的述例子中的负反馈调节的过程负反馈调节的过程负反馈调节负反馈调节是生态
6、系统具备是生态系统具备自我调节能力的基础自我调节能力的基础合作建模合作建模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，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，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。死亡，活鱼就更少了。正反馈调节：正反馈调节：使生态系统远离平衡状态调节调节:实例：湖泊受到了污染湖泊受到了污染结果结果:+污污染染更更重重原因原因基础基础（二）、生态系统的稳定性生态系统生态系统维持维持或或恢复恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。自身结构与功能相对平衡状态的能力。也就是说
7、生态系统维持也就是说生态系统维持生态平衡生态平衡的能力。的能力。1、概念：3、机理：生态系统生态系统稳定性稳定性自我调节能力负反馈调节4、自调能力有限当外界干扰因素的强度超过一定限度时，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。抵抗力稳定性：抵抗力稳定性：恢复力稳定性：恢复力稳定性：2、两个方面：思考：1 1、抵抗力稳定性抵抗力稳定性生态系统生态系统生态系统生态系统抵抗外界干扰抵抗外界干扰抵抗外界干扰抵抗外界干扰并使自身结构并使自身结构并使自身结构并使自身结构与功能与功能与功能与功能保持原状保持原状保持原状保持原状(
8、不受损害不受损害)的能力的能力的能力的能力。二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性(1)含义(2)规律生态系统的成分越单纯，生态系统的成分越单纯，越越简单，自我调节能力就越弱，简单，自我调节能力就越弱，就越低；反之则越高。就越低；反之则越高。营养结构营养结构抵抗力稳定性抵抗力稳定性(3)特点生态系统的自我调节能力有一定限度，生态系统的自我调节能力有一定限度，越过限度，越过限度，能力就遭到破坏。能力就遭到破坏。自我调节自我调节发达根系抗干旱蝗灾过后草又青2 2、恢复力稳定性恢复力稳定性生态系统在生态系统在生态系统在生态系统在受到外界干扰受到外界干扰受到外界干扰受到外界干扰因素的破坏后因素的破坏后因素的破
9、坏后因素的破坏后恢复原状恢复原状恢复原状恢复原状的能力。的能力。的能力。的能力。(1)含义：(2)与抵抗力稳定性的关系：。往往往往相反相反“野火烧不尽，春风吹又生野火烧不尽，春风吹又生”火后森林重恢复火后森林重恢复生物种类 多多营养结构 复杂复杂强强自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高热带雨林恢复力稳定性恢复力稳定性低低生物种类 少少营养结构 简单简单弱弱自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高低低恢复力稳定性恢复力稳定性人工林比较抵抗力与恢复力稳定性的高低比较抵抗力与恢复力稳定性的高低弱弱强强森林生态系统农田生态系统抵抗力稳定性较_（营养结构复杂）强强抵抗力稳定性较_恢复力稳定性
10、较_过度砍伐后恢复力稳定性较_弱弱火灾后恢复力稳定性较_强强抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性区区别别实质实质核心核心影响影响因素因素保持保持 自身结构功能相对稳定自身结构功能相对稳定恢复恢复 自身结构功能相对稳定自身结构功能相对稳定抵抗干扰保持原状遭到破坏恢复原状生态系统中物种多，生态系统中物种多，营养结构营养结构越越复杂，抵抗力稳定性越高复杂，抵抗力稳定性越高生态系统中物种少，营养结构生态系统中物种少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高越简单，恢复力稳定性越高比较：抵抗力稳定性与恢复力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性稳稳定定性性营养结构复杂程度营养结构复杂程度一般存在相反关系恢复
11、力稳定性恢复力稳定性生物种类 少少营养结构 简单简单弱弱自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低低低恢复力稳定性恢复力稳定性特例：北极苔原生态系统生产者主要是地衣，生产者主要是地衣，其他生物直接或间接其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系大面积破坏，生态系统会崩溃。统会崩溃。生存条件极其恶劣：生态系统稳定性的数学模型生态系统稳定性的数学模型 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS）,TSTS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。两条虚线之间的部分表示生态
12、系统功能正常的作用范围。y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。y y 值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；x 表示恢复到原状态所需的时间。x x 值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强；模型构建“上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，水仍然很清澈。”河流受到轻微污染,通过自身净化，能够很快消除污染。苏州“江南水乡，小桥流水人家”河流重度污染，恢复力稳定性被破坏垃圾污染垃圾污染打捞垃圾打捞垃圾下令拆迁下令拆迁污水排放乱砍滥伐森林,土地沙漠化 过度放牧，草场退化 适量砍伐适量砍伐合理放牧合理
13、放牧适度捕捞适度捕捞1.1.控制对生态系统的控制对生态系统的干扰强干扰强度，度，在在不超过生态系统的不超过生态系统的自我调节能力自我调节能力的范的范围内，合理适度利用。围内，合理适度利用。三、提高生态系统的稳定性防护林防护林2.2.对对人人类类利利用用强强度度较较大大的的生生态态系系统统，应应实实施施相相应应的的物物质质、能能量量的的投投入入，保证生态系统内部保证生态系统内部结构与功能结构与功能的协调。的协调。对农田生态系统要不断对农田生态系统要不断施肥、灌溉施肥、灌溉，增加投，增加投入，入，控制病虫害控制病虫害，才能保证高产出。，才能保证高产出。设计生态缸并观察其稳定性设计生态缸并观察其稳定
14、性探究-实践原理在在有有限限的的空空间间内内，依依据据生生态态系系统统原原理理，将将生生态态系系统统的的基本成分进进行行组组织织，构构建建一一个个人人工工微微生生态态系系统统是是可可能能的的。要要使使人人工工微微生生态态系系统统正正常常运运转转，在在设设计计时时还还要要考考虑虑系系统统内内组组分分及及营营养养级级之之间的合适比例间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件条件的，也可能是的，也可能是短暂短暂的。的。设计要求相关分析生态缸必须是封闭的生态缸中的生物必须有很强的生活能力，且成分要齐全（有生产者、消费者、分解者）生态缸的材料必须透明，且要采
15、用较强的散射光生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，留出一定空间选择的动物不宜太多，个体不宜太大。防止外界生物或非生物因素的干扰为光合作用提供光照，便于观察；防止水温过高导致水生植物死亡便于操作，缸内储备一定量的空气减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量保证物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定2.观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:（1 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）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。（由颜色变化进行判别）及基质变化等。（2 2）定
16、期观察，同时做好观察记录。）定期观察，同时做好观察记录。（3 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）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。定性已被破坏，记录下发现的时间。（4 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）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。系统稳定性差异的原因。1 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。）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 2）人工生态系统的稳定性是有条件的。）人工生态系统的稳定性是有条件的。结论：结论：课堂检测