18人教版生物必修三 第五章生态系统及其稳定性第五节生态系统的稳定性（共37张PPT）.ppt

1、第五节 生态系统的稳定性 一、生态系统的稳定性概念一、生态系统的稳定性概念 二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力 三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 四、提高生态系统的稳定性四、提高生态系统的稳定性 具有保持具有保持或或恢复自身恢复自身结构和功能结构和功能相相 对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。 一、生态系统的稳定性概念一、生态系统的稳定性概念 生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统之所以能维持相对稳定，是由于 生态系统具有生态系统具有自我调节（自我调节（selfself- -regulationregulati

2、on） 能力。能力。 二、生态系统的自我调节能力二、生态系统的自我调节能力 不仅生物群落内部是这样，生物群落与无不仅生物群落内部是这样，生物群落与无 机环境之间也存在负反馈调节。机环境之间也存在负反馈调节。 森林火灾（左）和火烧后的恢复（右）森林火灾（左）和火烧后的恢复（右） 火灾后，种群密度降低火灾后，种群密度降低 光照更充足，光照更充足， 土壤中养料增土壤中养料增 多多 (+) (+) 种子萌发种子萌发 (-) 生态系统中普遍存在生态系统中普遍存在负反馈负反馈调节。调节。 这种调节是自动发生的，即生态系这种调节是自动发生的，即生态系 统具有统具有自动调节的能力自动调节的能力。 正是这种能力

3、使得生态系统的结构的功正是这种能力使得生态系统的结构的功 能保持相对稳定，这种稳定性即是“生能保持相对稳定，这种稳定性即是“生 态系统的稳定性”。态系统的稳定性”。 生态系统的稳定性表现在两个方面：生态系统的稳定性表现在两个方面： 抵抗力稳定性抵抗力稳定性(resistance stability)(resistance stability) 恢复力稳定性恢复力稳定性(resilience stability)(resilience stability) 三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 生态系统具有自动调节能力，才生态系统具有自动调节能力，才 能维持相对稳定。能维

4、持相对稳定。 抵抗力稳定性 小东家乡沈溪河在六七十年代建有一座造纸厂小东家乡沈溪河在六七十年代建有一座造纸厂，每天排每天排 出大量的污水出大量的污水，但由于森林生态系统保持完好但由于森林生态系统保持完好，沈溪河沈溪河 水流量大水流量大，沈溪河基本能够自净沈溪河基本能够自净，下游的人们还能将它下游的人们还能将它 当饮用水当饮用水。这是为什么这是为什么？ 这种这种“受到干扰，保持原状”“受到干扰，保持原状”的能力即的能力即 是生态系统的抵抗力稳定性。是生态系统的抵抗力稳定性。 、概念：生态系统、概念：生态系统抵抗抵抗外界外界干扰干扰使自身结构功使自身结构功 能能维持原状维持原状的能力。的能力。 三

5、、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 （一）抵抗力稳定性（一）抵抗力稳定性 、实例：、实例： 实例实例2:2:解释森林生态解释森林生态 系统出现“有系统出现“有 虫不成灾”现虫不成灾”现 象象 。 森林生态系统中各营森林生态系统中各营 养级的生物种类多，营养级的生物种类多，营 养结构复杂，自动调节养结构复杂，自动调节 能力大。能力大。 实例实例1:1:河流生态系统河流生态系统轻度轻度污染后污染后, ,污染会被很快污染会被很快 消除。消除。 河流生态系统自动调节的途径有河流生态系统自动调节的途径有物理沉降物理沉降、化化 学分解学分解和和生物分解生物分解三个方面三个方面. .

6、使河流轻度污染后使河流轻度污染后, , 能自身净化能自身净化. . 实例实例: :北极苔原生态系统北极苔原生态系统 易破坏的原因是易破坏的原因是 什么什么? ? 北极苔原生态系统北极苔原生态系统 的生产者只有地衣的生产者只有地衣, ,这样这样 的生态系的生态系 统成分非常简统成分非常简 单单, ,营养结构营养结构 也很简单也很简单, , 自动调节能力很自动调节能力很 小小, ,抵抗抵抗 力稳定性低力稳定性低, ,如果地衣受如果地衣受 到损伤到损伤, ,整个生态系统就整个生态系统就 崩溃。崩溃。 森林生态系统森林生态系统 最高最高 最低最低 草原生态系统草原生态系统 较高较高 苔原生态系统苔原生

7、态系统 比较抵抗力稳定性的高低？比较抵抗力稳定性的高低？ 生态系统自动调节能力的大小生态系统自动调节能力的大小, ,有赖于生态有赖于生态 系统内部系统内部成分成分以及以及营养结构营养结构的复杂程度。的复杂程度。 注意注意: :一般地说生态系统的一般地说生态系统的成分成分越单纯越单纯, ,营养结构营养结构 越简单越简单, ,自动调节能力自动调节能力就越小就越小, ,抵抗力稳定性抵抗力稳定性就越小就越小 生态系统就越容易破坏生态系统就越容易破坏; ; 、不同生态系统的自动调节能力不同不同生态系统的自动调节能力不同 三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 （一）抵抗力稳定性（一

8、）抵抗力稳定性 相反相反, ,生态系统中各营养生态系统中各营养 级的生物种类越多级的生物种类越多, ,营养结构越复杂营养结构越复杂, ,自动调节能力自动调节能力 就越大就越大. .抵抗力稳定性越大抵抗力稳定性越大, ,生态平衡越容易维持生态平衡越容易维持. . 注意注意 一个生态系统的自动调节能力一个生态系统的自动调节能力 无论多么强，也总有一定的限度，无论多么强，也总有一定的限度， 如果外来干扰超过了这个限度，生如果外来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态系统的相对稳定状态就会遭到破 坏。坏。 抵抗力稳定性 后来社会经济发展了，该造纸厂厂房扩大，沿河其他地后来社会经济发展

9、了，该造纸厂厂房扩大，沿河其他地 方也新建了许多造纸厂，需要的原材料多，森林资源遭到方也新建了许多造纸厂，需要的原材料多，森林资源遭到 严重破坏，水流量变小，排出的污水使下游河里的鱼虾基严重破坏，水流量变小，排出的污水使下游河里的鱼虾基 本绝迹，更不能当作饮用水。沿河的群众反映十分强烈，本绝迹，更不能当作饮用水。沿河的群众反映十分强烈， 引起了上级部门的关注，后来关停了不符合安全排放标准引起了上级部门的关注，后来关停了不符合安全排放标准 的造纸厂，这几年河流逐渐恢复了原貌。这是为什么？的造纸厂，这几年河流逐渐恢复了原貌。这是为什么？ 小东家乡沈溪河在六七十年代建有一座造纸厂小东家乡沈溪河在六七

10、十年代建有一座造纸厂，每天拔每天拔 出大量的污水出大量的污水，但由于森林生态系统保持完好但由于森林生态系统保持完好，沈溪河沈溪河 水流量大水流量大，沈溪河基本能够自净沈溪河基本能够自净，下游的人们还能将它下游的人们还能将它 当饮用水当饮用水。这是为什么这是为什么？ 这种“遭到破坏，恢复原状”的能这种“遭到破坏，恢复原状”的能 力即为生态系统的恢复力稳定性。力即为生态系统的恢复力稳定性。 恢复力恢复力 、概念：生态系统、概念：生态系统受到受到外界外界干扰干扰使自身使自身 结构功能破坏后结构功能破坏后恢复原状恢复原状的能力。的能力。 三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 （

11、二）恢复力稳定性（二）恢复力稳定性 、影响恢复力稳定性高低的因素：、影响恢复力稳定性高低的因素： 1 1）外界干扰的大小外界干扰的大小：同一生态系统受到的破坏越：同一生态系统受到的破坏越 严重严重 。 三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 （二）恢复力稳定性（二）恢复力稳定性 越难恢复越难恢复 2 2）受到的破坏同等条件下，）受到的破坏同等条件下，气候条件适宜气候条件适宜比气候比气候 条件恶劣条件恶劣 恢复恢复 4 4）生物种类较少生物种类较少时时 恢复；恢复； 5 5）生物能以）生物能以休眠方式渡过不利时期休眠方式渡过不利时期或产生适应新或产生适应新 - - 环境的新

12、类型的环境的新类型的 恢复。恢复。 3 3）各营养级的）各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快生物个体小，数量多，繁殖快恢复恢复 - - 越越 。 容易容易 容易容易 容易容易 容易容易 分组讨论分组讨论: : 讨论题讨论题1 1：河流、草原、北极苔原、森林生态系：河流、草原、北极苔原、森林生态系 统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢 复力稳定性？复力稳定性？ 讨论总结：抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态讨论总结：抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态 系统中同时存在的两种稳定能力。系统中同时存在的两种稳定能力。 森林生态系统森林生态系统 最低最低 最高最高 草原生态系统

13、草原生态系统 较高较高 苔原生态系统苔原生态系统 比较恢复力稳定性的高低？比较恢复力稳定性的高低？ 森林生态系统森林生态系统 草原生态系统草原生态系统 苔原生态系统苔原生态系统 恢复力稳定性恢复力稳定性 最低最低 最高最高 较高较高 最高最高 最低最低 较高较高 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力 稳定性存在相反关系。稳定性存在相反关系。即抵抗力稳定性较高的生态即抵抗力稳定性较高的生态 系统，恢复力稳定性就比较低；而恢复力稳定性比系统，恢复力稳定性就比较低；而恢复力稳定性比 较高的生态系统，抵抗力稳定性则比较低。较高的生态

14、系统，抵抗力稳定性则比较低。 抵抗力抵抗力 稳定性稳定性 恢复力恢复力 稳定性稳定性 稳稳 定定 性性 生物量、生态系统复杂程度等生物量、生态系统复杂程度等 ( (三三) )、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 ？ （恢复速度和恢复时间要视其破坏程度的大小和（恢复速度和恢复时间要视其破坏程度的大小和 自动调节能力的大小）自动调节能力的大小） ？ 2 2、是否都可以恢复原状呢？、是否都可以恢复原状呢？ （当外界干扰因素的强度超过一定限度时，自动调（当外界干扰因素的强度超过一定限度时，自动调 节能力就会丧失，生态系统就难以恢复原状。）节能力就会丧失，生态系统就难以恢

15、复原状。） 1 1、生态系统的稳定性表现在两个方面，那么、生态系统的稳定性表现在两个方面，那么 生态系统遭到生态系统遭到不同的干扰不同的干扰破坏后其恢复速度破坏后其恢复速度 和恢复时间是否一样呢和恢复时间是否一样呢 我们应该怎样维持地球生态系统的稳定性？我们应该怎样维持地球生态系统的稳定性？ 提高生态系统的稳定性，一方面我们要控制对该生提高生态系统的稳定性，一方面我们要控制对该生 态系统的干扰程度。另一方面保证生态系统内部结构态系统的干扰程度。另一方面保证生态系统内部结构 与功能的协调。与功能的协调。( (遵循生态系统的自身规律遵循生态系统的自身规律) ) 四、提高生态系统的稳定性四、提高生态

16、系统的稳定性 保护生物多样性保护生物多样性 对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加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。投入，控制病虫害，才能保证高产出。 生生 态态 系系 统统 的的 稳稳 定定 性性 概念概念 生态系统所具有的保持或恢复自身结构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。和功能相对稳定的能力。 包括包括 抵抗抵抗 力稳力稳 定性定性 概念概念 生态系统生态系统抵抗抵抗外界外界干扰干扰并使并使 自身的结构和功能自身的结构和功能保持原状保持原状 的能力。的能力。 原因原因 具有一定的自动调节能力具有一定的自动调节能力 恢复力恢复力

17、稳定性稳定性 生态系统在生态系统在遭到遭到外界干扰因素的外界干扰因素的 破坏破坏以后以后恢复恢复到到原状原状的能力的能力 二者相互关系二者相互关系 相反相反 提高生态系统的稳定性提高生态系统的稳定性 遵循生态系统的自身规律遵循生态系统的自身规律 小结小结 制作: 设计并制作生态瓶缸,观察其稳定性 练习练习 基础题基础题 1 1. .（1 1）；（2 2）；（3 3）。 2 2. .自我调节能力最强的两个生态系统是自我调节能力最强的两个生态系统是（1 1、8 8）； 人的作用突出的生态系统有人的作用突出的生态系统有（6 6、7 7、9 9、1111）；陆地生态系统；陆地生态系统 中抵抗力稳定性较

18、强的是中抵抗力稳定性较强的是（1 1、2 2），较弱的是较弱的是（3 3、5 5、6 6、7 7、 1111）； 水域生态系统在遭到较严重的破坏后水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是恢复较快的是（4 4、9 9）， 恢复较慢的是恢复较慢的是（8 8）。 拓展题拓展题 提示：生态系统中的生物种类越多提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂食物链越复杂， 系统的自我调节能力就越强；反之系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少生物种类越少， 食物链越简单食物链越简单，则调节平衡的能力越弱则调节平衡的能力越弱。例如在马尾例如在马尾 松纯林中松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果

19、是松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是 针阔混交林针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生单一的有害种群不可能大发生，因为多因为多 种树混交种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限进而限 制了该种害虫的扩展和蔓延制了该种害虫的扩展和蔓延。 自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示 一一、概念检测概念检测 1 1. .（1 1）；（2 2）；（3 3）；（4 4）； （5 5）。 2 2. .（1 1）B B；（2 2）C C。 3 3. .（1 1）举例：举例： 二二、知识迁移知识迁移 1 1. .这是一道开放性非常大的题这是一道开放性非常大的题，大家可以充分发

20、挥创造力去设大家可以充分发挥创造力去设 计计。 2 2. .提示：提示： （1 1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被溶解氧随有机物被 细菌分解而大量消耗细菌分解而大量消耗。 （2 2）有机物分解后形成的大量的有机物分解后形成的大量的NHNH+ +4 4等无机盐离子等无机盐离子，有利于有利于 藻类的大量繁殖藻类的大量繁殖。 （3 3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数需氧型细菌数 量下降量下降，因而对溶解氧的消耗量减少因而对溶解氧的消耗量减少。 （4 4）河流中生物大量死亡河流中生物大量死亡，该

21、生态系统的稳定性遭到破坏该生态系统的稳定性遭到破坏。 三三、技能应用技能应用 1 1. .略略 2 2. .放养赤眼蜂放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同在消灭棉铃虫的同 时时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天棉铃虫失去了天 敌的控制敌的控制，就容易再度大发生就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂在棉田中放养赤眼蜂， 由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系， 因此因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从从 这个角度看这个角度看，这个方案有利于提

22、高农田生态系统的稳这个方案有利于提高农田生态系统的稳 定性定性。 四四、思维拓展思维拓展 （1 1）属于自养生物属于自养生物。 （2 2）一般生态系统的能量来自太阳一般生态系统的能量来自太阳，由绿色植物进行由绿色植物进行 光合作用固定光合作用固定，但深海热泉生态系统中的能量却是来但深海热泉生态系统中的能量却是来 自硫化物自硫化物，由硫细菌通过氧化硫化物获得由硫细菌通过氧化硫化物获得。 （3 3）对于研究生命的起源和演化对于研究生命的起源和演化，研究地球上生态系研究地球上生态系 统的结构统的结构、规律具有重要的意义规律具有重要的意义。 随堂练习 1 1、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫人造马尾

23、松林比天然混交林易遭松毛虫 危害危害，其主要原因是其主要原因是（ ） A A、马尾松林营养结构复杂马尾松林营养结构复杂 B B、马尾松林适应环境的能力弱马尾松林适应环境的能力弱 C C、马尾松林营养结构简单马尾松林营养结构简单 DD、松毛虫适应环境能力弱松毛虫适应环境能力弱 C C 随堂练习 6、调查某湖泊的水质污染状况，在注入湖泊的四个主要水源的入口处采集水样镜检水中动物、 植物种类和数量，结果如下： 1 1号水源水样中有单一种类的纤毛虫号水源水样中有单一种类的纤毛虫，如草履虫如草履虫，且数量极多；且数量极多；2 2号水源水号水源水 样中单细胞藻类种类较多样中单细胞藻类种类较多，且数量也极大

24、；且数量也极大；3 3号水源水样中未见任何动物号水源水样中未见任何动物、 植物植物，且发出刺鼻的气味；且发出刺鼻的气味；4 4号水源水样中浮游动物号水源水样中浮游动物、植物均有发现植物均有发现，但但 数量不多数量不多 根据以上结果分析根据以上结果分析，该湖泊的污染中污染的严重性由重到轻的排列顺序是该湖泊的污染中污染的严重性由重到轻的排列顺序是 （ ） A A、31243124 B B、31423142 C C、42134213 DD、243243 A A 随堂练习 2 2、河流受到轻度污染时河流受到轻度污染时，能通过自身的物理沉降能通过自身的物理沉降，化化 学分解和微生物的分解很快消除污染学分

25、解和微生物的分解很快消除污染，这是由于生态这是由于生态 系统具有系统具有（ ） A A、抵抗力稳定性抵抗力稳定性 B B、恢复力稳定性恢复力稳定性 C C、抗污染能力抗污染能力 D D、保持相对稳定的能力保持相对稳定的能力 A A 3 3、维持生态平衡能力最强的生态系统是（、维持生态平衡能力最强的生态系统是（ ） A A、北极苔原生态系统；、北极苔原生态系统； B B、温带草原生态系统；、温带草原生态系统； C C、热带雨林生态系统；、热带雨林生态系统； DD、落叶阔叶林生态系统；、落叶阔叶林生态系统； 4 4、能提高一个生态系统稳定性的方法是（、能提高一个生态系统稳定性的方法是（ ） A A

26、、减少捕食和寄生者的数量；、减少捕食和寄生者的数量； B B、控制生产者的数量；、控制生产者的数量； C C、增加食物链和扩大食物网；、增加食物链和扩大食物网； DD、保持现有物种数目不变；、保持现有物种数目不变； 随堂练习 C C 5 5、达到生态平衡的生态系统具备的特征是（、达到生态平衡的生态系统具备的特征是（ ） 该系统处于幼年到成年的过渡阶段该系统处于幼年到成年的过渡阶段 生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定 物质和能量的输入和输出相对平衡物质和能量的输入和输出相对平衡 有完整的食物链和食物网有完整的食物链和食物网 能量的收支随气候周期性变化能量的收支随气候周期性变化 有一定的自我调节能力有一定的自我调节能力 A A、；、； B B、；、； C C、；、； D D、；、； 随堂练习 B B