3-5.5 生物必修3课堂教学课件―生态系统的稳定性

第5节生态系统的稳定性高中生物必修3※第5章生态系统及其稳定性2020/4/16主要内容2020/4/16生态系统的自我调节能力；抵抗力稳定性和恢复力稳定性；提高生态系统的稳定性。地球上亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附近苔原，都已经存在至少上千万年了，这些自然生态系统尽管经常受到洪涝、火烧、虫害，也受到人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但是现在依然基本保持着正常的森林、草原与苔原景观、仍能维持生态系统的正常功能。说明生态系统具有一定的稳定性。亚马逊原始森林欧亚大陆草原北极苔原生态系统的自我调节能力1、生态系统的重要特点是趋向于达到一种稳定或平衡状态生态系统的自我调节能力此图是美国科学家于1984年开始兴建的“生物圈Ⅱ号”实验室，1993年1月建成后8位科学家入住里面，想通过自己生产各种生存所需，计划在里面生活两年。结果才过了一年多一点就因里面氧气减少、粮食减产不得不撤出。说明在目前技术条件下要在生物圈之外建一个适于人类生活的生态系统是非常困难的。生物圈Ⅱ号不具有生态系统的稳定性。生物圈II号生态系统中生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。因而生态系统也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。2、生态系统稳定性的概念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，叫做生态系统的稳定性。少量砍伐适量放养牲畜适度捕捉例1：河流受到轻度污染后，可通过物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染，使河流中的生物种类和数量不受到明显的影响。例2：森林生态系统中，当害虫增加时，食虫鸟也随之增加，从而使树木不会受到大的损害。生产者害虫食虫鸟生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自动调节能力。3、生态系统的自我调节能力生物群落中的这种调节方式称为负反馈调节（抑制食草动物的增加）。生态系统的调节能力主要是通过反馈来实现的。其中负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。草食草动物过度放牧食物减少减少减少生物群落与无机环境之间也存在着这种负反馈调节。例3：森林火灾之后，森林中种群密度降低，但于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后迅速长成新的植株（抑制植株的减少）。在生态系统中关于正反馈的例子不多。例4，有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又进一步加重污染，引起更多的鱼类的死亡（促进鱼类的减少）。生态系统的自我调节能力的大小与自身的营养结构成正相关。生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强。生态系统的自动调节能力主要表现在三个方面：1）对同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内普遍存在的种群变化规律。2）对异种生物种群之间数量的调控，其常见于植物与动物或动物与动物之间，常有食物链关系。3）对生物与环境之间的相互调控。生态系统的自我调节能力不是无限的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。黄土高原•哪些因素会导致生态系统稳定性被破坏？沙化的耕地洪灾旱灾雷电泥石流台风概念：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。来源：１）生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。２）能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。３）生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。1、抵抗力稳定性抵抗力稳定性和恢复力稳定性核心：“抵抗干扰，保持原状”。抵抗力稳定性高的生态系统特征：a、各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力很强抵抗力较弱热带雨林温带针阔混交林b、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。抵抗力很强抵抗力较弱生态系统中生物的种类、数量越多，营养结构越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，整个生态系统就会越稳定。概念：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。来源：a、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。b、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境的新类型。c、生态系统结构简单，生物受到的制约小。2、恢复力稳定性核心：“遭到破坏，恢复原状”。恢复力稳定性高的生态系统特征：a、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。恢复力强恢复力弱b、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。恢复力强恢复力较弱热带雨林北极苔原生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。抵抗力稳定性越高的生态系统，其恢复力稳定性越低。•森林生态系统和农田生态系统比较，那种生态系统自动调节能力较强？•森林生态系统比农田生态系统稳定性高，当遭受严重破坏时，要想再恢复到原来的结构和功能，哪一种系统更难？抵抗力稳定性恢复力稳定性稳定性生物量、生态系统复杂程度等抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系抵抗力稳定性与生态系统的自我调节能力成正相关，与恢复力稳定性成反相关。生态系统的稳定性的原理非生物的物质和能量分解者生产者消费者生物群落结构稳定生态系统稳定性功能稳定能量流动物质循环信息传递食物链（网）生物分解物理沉降化学分解抵抗力稳定性恢复力稳定性净化作用无机环境决定构成决定自我调节能力渠道决定生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具一定的自我调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统自身的净化能力（抗污染）和营养结构（抗干扰）。人类活动对生态系统稳定性的影响1、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素。其中人为因素的影响尤为突出，主要表现在两个方面：1）人类对自然资源不合理地开发和利用。常常会造成森林毁灭、水土流失和草原退化。2）人类活动对自然环境的污染，也常破坏生态系统的稳定性。如工业废水、农药、化肥等污染物的排放，使水生生物因缺氧或中毒而死亡，造成生态系统稳定性的破坏。人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统稳定性的特点，采取相应的保护措施，保护各种生态系统的稳定性，这样才能使人和自然协调发展。1）自然生态系统是人类生存的基本环境。2）人类的活动正在改变着自然界中各种生态系统的稳定性导致出现了全球性的环境危机。3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。2、提高生态系统稳定性的意义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，不能超过生态系统的自我调节能力。2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物资、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。3、提高生态系统稳定性的措施如对农田不断施肥、灌溉，控制病虫害；人工建造防护林等“生态屏障”。保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。提高生态系统的稳定性保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。提高生态系统的稳定性保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。提高生态系统的稳定性