生物与环境生态系统及其稳定性生态系统的稳定性生态系统的稳定性（共22张）

第5节生态系统的稳定性第3章生态系统及其稳定性2023/6/212023/6/21？问题探讨

紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，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，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害，在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。1.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？2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？

紫茎泽兰的繁殖和适应能力很强，在入侵地没有天敌等因素的制约。泽兰实蝇（上）与紫茎泽兰（下）

泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。2023/6/21一、生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡（1）概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。（2）特征：①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。③收支平衡：在生态系统中，生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。动态平衡这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？②实例1兔增加狼增加草减少，兔的生存空间和资源减少兔减少草增加，兔的生存空间和资源增加狼减少2023/6/21（3）动态平衡的调节机制——负反馈调节①概念：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。种群密度降低种群密度升高(郁闭)种子萌发,幼苗迅速成长光照充足、无机养料增多森林火灾2023/6/21实例2③负反馈调节的意义：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。2023/6/21思考·讨论·分析反馈调节的过程1.小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描绘上述两个例子中的负反馈调节过程。2.利用本章第1节图3—4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，描绘该种动物数量增长或减少时，生态系统可能发生的变化，并讨论反馈调节是否发挥了作用。蛙减少昆虫和蜘蛛增加捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加鹰增加蛇减少蛙增加昆虫和蜘蛛减少捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少鹰减少蛇增加2023/6/212.生态系统的稳定性（1）概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。（2）两个方面：①抵抗力稳定性；②恢复力稳定性。（3）生态系统具有稳定性的原因：生态系统的稳定性自我调节能力负反馈调节原因基础（4）生态系统的自我调节能力是有限的当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。2023/6/21二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.抵抗力稳定性（1）概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。蝗虫采食下，草原植物再生能力增强干旱时树木扩展根系的分布空间2023/6/21（2）特点：一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。

例如，在热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，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，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。2023/6/212.恢复力稳定性（1）概念：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。野火烧不尽，春风吹又生严重污染后，经治理的河流（2）特点：生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。2023/6/21

在个体水平稳态的维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？

人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。

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，抵抗力稳定性越高生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高抵抗力稳定性稳定性营养结构复杂程度一般为负相关关系恢复力稳定性3.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较2023/6/21注意：环境恶劣地带的生态系统（北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！2023/6/214.生态系统稳定性的数学模型（1）图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。（2）y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，y值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；如受到相同干扰时，草原生态系统的y值大于热带雨林生态系统。（3）x表示恢复到原状态所需的时间，x值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强。（4）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）,TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。2023/6/21

研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义？

在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。2023/6/21三、提高生态系统的稳定性（1）可以持续不断地满足人类生活所需；（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。1.提高生态系统的稳定性的意义2023/6/212.提高生态系统的稳定性的措施（1）控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。合理放牧封山育林2023/6/21（2）对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。农田施肥防护林防风阻沙2023/6/21

桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富;桉树密度高达1000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。1.结合上述信息，并查阅有关资料,与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。

从提高人工桉树林的物种多样性、结构复杂性、提高经济效益、保护生态等角度检索和阅读相关研究文献，根据科学研究结果提出科学的、有效的措施。例如，从考虑经济效益的角度，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物；从保持土壤肥力的角度，可以在土壤中接种固氮菌株、根际菌株等。思考·讨论·设计提高生态系统稳定性的方案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，且成分要齐全生态缸的材料必须透明要采用散射光生态缸中的水不满，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水生植物死亡2023/6/21探究·实践·设计制作生态缸，观察其稳定性2023/6/21课堂练习1.下列有关生态系统稳定性的叙述中，错误的是()A.生态系统的营养结构越复杂，其恢复力稳定性越强B.不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性存在差异C.恢复力稳定性较高的系统，往往抵抗力稳定性较低D.生态系统抵抗力稳定性的大小与其自我调节能力大小有关2.下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是()A.在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节B.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C.生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节D.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AC2023/6/21课堂练习3.某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼等材料制作了两个生态瓶(如图所示)，并用凡士林将广口瓶密封，观察其稳定性。请回答下列问题。生态系统（1）每个生态瓶构成一个_________，其中各种生物存活时间更长的是___瓶，原因是________________________________。（2）小鱼为水藻提供____________，加速生态系统的_________。（3）当甲瓶达到稳定状态时，向瓶中再投放一定数量的植食性小鱼，水藻的种群密度将_____，抵抗力稳定性将______。甲甲瓶有光照，植物能进行光合作用CO2等无机物物质循环下降降低拓展应用2023/6/211.生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。2.大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复