資源簡介

(共26張PPT)
3.5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及維持
生物圈2號失敗說明了什么問題？
思考：
分析：
生物圈2號和地球（生物圈1號）有什么差別？
推理：
生物圈2號的失敗說明了什么問題？
該實驗說明：目前技術(shù)條件下，在生物圈之外建一個適于人類生活的生態(tài)系統(tǒng)是非常困難的。因為系統(tǒng)的穩(wěn)定性很難做到。
思考:
1.人工林和天然林相對，抵抗力穩(wěn)定性是高還是低？為什么？
低；人工林組成成分少，食物網(wǎng)簡單，自我調(diào)節(jié)能力弱，抵抗力穩(wěn)定性低。
2.火災后，誰更容易恢復原貌？
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是動態(tài)的
請用數(shù)學模型來表示兩種穩(wěn)定性的關(guān)系：
穩(wěn)定性
營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜程度
0
抵抗力穩(wěn)定性
恢復力穩(wěn)定性
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是動態(tài)的
注意: 環(huán)境惡劣地帶的生態(tài)系統(tǒng)(北極凍原、荒漠)，往往恢復力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較弱！
北極凍原生態(tài)系統(tǒng)，動植物種類稀少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，其中生產(chǎn)者主要是地衣，其他生物大都直接或間接地依靠地衣來維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。
思考：結(jié)構(gòu)簡單的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性低，恢復力穩(wěn)定性也高嗎？
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是動態(tài)的
抵抗力穩(wěn)定性 恢復力穩(wěn)定性
區(qū)
別 實質(zhì) _____自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定 _____自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定
核心
影響
因素
模型
保持
恢復
抵抗干擾，保持原狀
受到破壞，恢復原狀
生物種類越多、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜
→自我調(diào)節(jié)能力越強
→抵抗力穩(wěn)定性越高
生物種類越少、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單
→自我調(diào)節(jié)能力越弱
→恢復力穩(wěn)定性越高
穩(wěn)定性
營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜程度
抵抗力穩(wěn)定性
恢復力穩(wěn)定性
注意: 對于環(huán)境條件極其惡劣的生態(tài)系統(tǒng)，如北極苔原生態(tài)系統(tǒng)，其抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性都較低！
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是動態(tài)的
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是動態(tài)的
(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，TS值越大，說明生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越 。
如圖表示抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系，據(jù)圖分析：
(1)在受到干擾之前，曲線在正常范圍內(nèi)波動是由于該生態(tài)系統(tǒng)具有 。
(2)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同干擾時，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要 (填“大于”或“小于”)熱帶雨林的y值。
(3)x的大小可作為 強弱的指標，x值越大，說明恢復力穩(wěn)定性越 。
自我調(diào)節(jié)能力
大于
恢復力穩(wěn)定性
低
低
1.2~3人組成一個實驗組。
2.每個實驗組在充分討論的基礎(chǔ)上，設(shè)計并制作一個封閉的生態(tài)瓶。
3.制作好的生態(tài)瓶放置于室內(nèi)通風、光線良好的地方，注意避免陽光直射。
4.每天觀察生態(tài)瓶中的生物種類、數(shù)量變化，做好記錄。
5.一段時間后，比較不同組之間的實驗結(jié)果，撰寫實驗報告。
觀察不同生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
討論：生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持與哪些因素有關(guān)？
設(shè)計要求 相關(guān)分析
生態(tài)缸一般是 的
生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的 ，成分 ，
生態(tài)缸的材料必須 ，
生態(tài)缸宜 不宜 ，缸中的水量應(yīng) ，要留出一定的 ，
生態(tài)缸的采光用較強的 光
封閉
生活力
小
大
適宜
空間
透明
散射
齊全
防止外界生物或非生物因素的干擾
生態(tài)缸中能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定
為光合作用提供光能；保持生態(tài)缸內(nèi)溫度；便于觀察
便于操作；缸內(nèi)儲備一定量的空氣
防止水溫過高導致水生植物死亡
觀察不同生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
①設(shè)計一份觀察記錄表，定期觀察，同時做好觀察記錄，內(nèi)容包括植物、動物的生活情況，水質(zhì)情況（由顏色變化進行判別）及基質(zhì)變化等；
②觀察指標為：生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時間，進而了解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及影響穩(wěn)定性的因素；
③如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡，說明此時該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已被破壞，記錄下發(fā)現(xiàn)的時間。
④依據(jù)觀察記錄，對不同生態(tài)缸進行比較、分析，說明生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差異的原因。
注意事項
觀察不同生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
①生態(tài)缸中的生物只能存活一段時間。雖然生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)成分齊全，但其
結(jié)構(gòu)比較 ，自我調(diào)節(jié)能力 。
②不同的生態(tài)缸中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時間 。人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
是有條件的。
③許多因素可以影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如非生物的物質(zhì)和能量、生態(tài)缸內(nèi)生物的種類和數(shù)量等。
簡單
差
有長有短
結(jié)果分析：
觀察不同生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
生產(chǎn)者：
藻類、挺水植物、浮水植物、沉水植物等。
消費者
水草、浮游植物為食得草魚、鰱魚等。也有以動物為食的魚鱧、青魚等。
微生物
提出保持和提高池塘生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案。
如何保持與提高池塘生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？
旅鼠
草
實例一
實例二
草原
兔遷入后草原植物破壞
北極狐
在沒有人為因素干擾的情況下，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是其自我調(diào)節(jié)的結(jié)果。
生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)
草原恢復
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
—— 負反饋調(diào)節(jié)
實例1:
兔數(shù)量增加
兔吃大量植物
兔吃少量植物
植物增加
兔因饑餓死亡
兔食量增加
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的自我調(diào)節(jié)主要是通過負反饋調(diào)節(jié)機制進行的。
調(diào)節(jié)機制
植物減少
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
森林植被大量生長
林下光照減少，樹苗生長受限，枯枝落葉增加
自然火災
光照充足
土壤養(yǎng)料增多
種子萌發(fā)，幼苗迅速成長
植被逐漸恢復
思考：分析森林火災恢復的過程
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
這種負反饋調(diào)節(jié)方式在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。
原方向
發(fā)生偏離
負反饋調(diào)節(jié)
回到原方向
調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)（改斜歸正）
美麗的呼倫貝爾草原
如果是正反饋調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)局又是怎樣？
—— 負反饋調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)機制
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
知識鏈接：正反饋調(diào)節(jié)的過程
實例：
魚等生物死亡
尸體腐爛
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
結(jié)果：使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)
—— 正反饋調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)機制
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
原方向
原方向
發(fā)生偏離
發(fā)生偏離
正反饋調(diào)節(jié)
更加偏離
負反饋調(diào)節(jié)
回到原方向
破壞穩(wěn)態(tài)（錯上加錯）
調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)（改斜歸正）
美麗的呼倫貝爾草原
掠奪式開發(fā)后的黃土高原
負反饋調(diào)節(jié): 生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴自我調(diào)節(jié)
（1）自然因素：氣候變化、自然事件等。
自然或人為因素影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
高溫干旱
雷電引發(fā)森林火災
地震引發(fā)山體滑坡
自然或人為因素影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
（2）人為因素：環(huán)境污染、引入外來物種等。
聯(lián)合國大會把每年6月5日定位“世界環(huán)境日”，強調(diào)保護與改善人類環(huán)境的重要性。
微塑料威脅生物的生存
放眼社會
紫莖澤蘭
薇甘菊
空心蓮子草
豚草
互花米草
飛機草
鳳眼蓮
濕地松粉蚧
強大小蠹
美國白蛾
非洲大蝸牛
福壽螺
中國第一批外來入侵物種名單（16種）
課堂小結(jié)
1.如圖是某河流受到不同程度污染與恢復速率的關(guān)系，下列說法正確的是( )
A.一定范圍內(nèi)，污染程度越大，河流的恢復速率越慢，需要的恢復時間越短
B.水體富營養(yǎng)化導致更多生物死亡，這又加重了水體的污染，體現(xiàn)了負反饋調(diào)節(jié)
C.b點之后造成的污染難以恢復的原因是超過了河流的自我調(diào)節(jié)能力
D.適量增加該河流各個營養(yǎng)級的生物種類能提高其恢復力穩(wěn)定性
【答案】C
【解析】由圖可以看出，一定范圍內(nèi)，污染程度越大，河流的恢復速率越慢，需要的恢復時間越長，A錯誤；水體富營養(yǎng)化導致更多生物死亡，更多生物死亡進一步加重水體污染，屬于正反饋調(diào)節(jié)，B錯誤；河流的自我調(diào)節(jié)能力有限，超過了自我調(diào)節(jié)的范圍，就難以恢復，因此b點之后造成的污染難以恢復的原因是超過了河流的自我調(diào)節(jié)能力，C正確；適量增加該河流各個營養(yǎng)級的生物種類，能提高生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復雜性，進而提高其抵抗力穩(wěn)定性，而恢復力穩(wěn)定性降低，D錯誤。
隨堂練習
2.在“制作創(chuàng)意生態(tài)瓶”跨學科實踐活動中，某同學制作的生態(tài)瓶以湖底淤泥為底層介質(zhì)，上鋪砂石，灌入湖水，加入綠藻、水草、小魚、小蝦等生物。結(jié)果生態(tài)瓶在封閉一周后，小魚、小蝦陸續(xù)死亡，水質(zhì)惡化。下列有關(guān)敘述，錯誤的是( )
A.綠藻、水草屬于生產(chǎn)者，通過光合作用制造有機物并放出氧氣
B.瓶底細菌、真菌大多屬于分解者，能將魚蝦糞便分解為無機物
C.魚蝦的存在加快了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)并提高了能量傳遞效率
D.魚蝦死亡，水質(zhì)惡化造成生態(tài)系統(tǒng)進一步失衡屬于正反饋調(diào)節(jié)
【答案】C
【解析】綠藻、水草屬于生產(chǎn)者，通過光合作用制造有機物并放出氧氣，A正確；瓶底細菌、真菌大多屬于分解者，能將魚蝦糞便分解為無機物，B正確；魚蝦的存在加快了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，但不能提高能量傳遞效率，C錯誤；正反饋調(diào)節(jié)是指某一生成的變化所引起的一系列變化促進或加強最初所發(fā)生的變化。魚蝦死亡，水質(zhì)惡化造成生態(tài)系統(tǒng)進一步失衡屬于正反饋調(diào)節(jié)，D正確。
課堂小結(jié)
3.北極凍原生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境條件惡劣，簡單的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)使得該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分低。該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)如圖所示。下列分析正確的是( )
A.圖中生物和它們所生活的無機環(huán)境構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)
B.北極熊和北極狼有種間競爭和捕食關(guān)系
C.該食物網(wǎng)中北極熊僅為第四營養(yǎng)級
D.該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性低，恢復力穩(wěn)定性較高
【答案】B
【解析】圖中缺少微生物，不能構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)，A項不符合題意；圖中北極熊可作為第三、四營養(yǎng)級，C項不符合題意；北極凍原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性低，恢復力穩(wěn)定性也低，D項不符合題意。
隨堂練習

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