生态平衡是啥意思?看懂这两个字就明白了
第三章生态系统及其稳定性第5节 生态系统的稳定性1、会分析生态平衡与生态系统的稳定性2、能掌握抵抗力稳定性和恢复力稳定性的联系3、会阐述提高生态系统稳定性的方法自学指导自学课本P73-76的思考讨论,完成下列问题。4分钟1.生态平衡的概念。处于生态平衡的生态系统特征有哪些?生态平衡是指生态系统一成不变吗?2.动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?其概念、举例、意义?3.生态系统的自我调节能力是无限的吗?当超过一定限度,生态系统会发生什么?4.生态系统的稳定性有哪两个类型?每种的概念、举例、特点。5.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较(实质、核心、影响因素、联系)6.结构简单的生态系统,抵抗力稳定性一定低恢复力稳定性一定高吗?举例说明。7.提高生态系统稳定性的意义?措施?举例说明。一、生态平衡1.概念: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: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 由此可见,生态平衡并不是指生态系统一成不变,而是一种动态平衡。这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢?生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。生态系统平衡的调节机制实例1:草地上,兔、草、狼之间数量的调节过程示意图实例2:森林群落内部的调节示意图兔增加草减少狼增多兔减少草增加狼减少郁闭增加火灾发生郁闭减少阳光养料充足原方向发生偏离负反馈调节回到原来方向改邪归正5正反馈调节:2.模型:3.结果:正反馈使生态系统远离平衡状态。鱼等生物死亡生物尸体腐烂湖泊污染(+)1.实例:湖泊受到严重污染,鱼等生物会因死亡而减少,尸体腐烂,又会进一步加重污染,引起更多的生物死亡,污染更加严重。原方向发生偏离更加偏离错上加错正反馈调节二、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.类型:抵抗力稳定性恢复力稳定性掠夺式开发后的黄土高原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。草原遭受蝗虫采食后,草原植物再生能力增强(抵抗干扰,维持原状)(2)特点:生态系统中的组分越多食物网越复杂自我调节能力就越强抵抗力稳定性就越高发达根系抗干旱②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;(遭到破坏,恢复原状)(2)特点: 森林局部火灾后,仍能逐步恢复原状生态系统中的组分越少食物网越简单自我调节能力就越弱恢复力稳定性就越高抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较人工林生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____热带雨林生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____少简单弱低高多复杂强高低特例:冻原、沙漠等生态系统两种稳定性都比较低。用数学模型来表示两种稳定性的关系。抵抗力稳定性和恢复力稳定性稳定性营养结构复杂程度抵抗力稳定性恢复力稳定性一般为负相关关系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河流受到轻微的污染时:能通过自身净化(如物理沉降、化学分解和微生物分解),可以很快恢复到接近原来的状态。若被有毒物质重度污染:自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质,恢复力稳定性被破坏,恢复原状的时间漫长,难度极大!抵抗力稳定性Vs恢复力稳定性保持恢复抵抗干扰,保持原状受到破坏,恢复原状生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高稳定性营养结构复杂程度抵抗力稳定性恢复力稳定性注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统,如北极苔原生态系统,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低!抵抗力稳定性Vs恢复力稳定性(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y的大小可以作为稳定性强弱的指标,偏离大说明该稳定性;反之,该稳定性。例如,热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。抵抗力大于弱强(3)x可以表示恢复到原状所需的时间,x越大,表示越弱。(4)对于同一个生态系统来说,x与y的关系是 相关。(5)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为的定量指标,这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性。恢复力稳定性总稳定性越低正干扰越大,y越大,偏离正常范围越远,恢复所需时间越长,x越大抵抗力稳定性Vs恢复力稳定性(1)控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统。适度放牧,划区轮牧适量捕捞三、提高生态系统的稳定性适度砍伐16施肥、灌溉、控制病虫害防护林防风阻沙(2)对人类利用强度大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。(收支平衡)生态平衡生态系统的稳定性提高生态系统稳定性结构平衡功能平衡抵抗力稳定性恢复力稳定性收支平衡控制干扰程度适当物质能量的投入与营养结构复杂程度的关系生态系统的稳定性【课堂小结】设计制作生态缸,观察其稳定性设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。1.目的要求:2.基本原理:在有限的空间内,依据生态系统原理,将生态系统的基本成分进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转,在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。 设计要求 原因 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3.设计和制作生态缸的要求4.小型生态缸(瓶)实验流程:5.结论:(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;(2)人工生态系统的稳定性是有条件的6.注意事项(1)设计一份观察记录表,定期观察,同时做好观察记录,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。(2)观察指标为:生态缸中生物的生存状况和存活时间,进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素。(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定性已被破坏,记录下发现的时间。(4)依据观察记录,对不同生态缸进行比较、分析,说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。讨论:1.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些?非生物的物质和能量生产者消费者分解者生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例,以维持生态 系统的相对稳定。2.生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态?一般等到缸内务生物相互适应及依存后,生态缸才能达到比较稳定的状态,大多在1个星期以后。3.达到稳定状态后,生态缸内的生物的种类和数量有无变化?如有,是怎样变化的?有。浮游生物种类和数量少,水中溶解氧逐渐减少, 以浮游生物为食的小型动物先死亡。4.在生态缸中,最后留下来的生物在这个人工生态系统中分别起什么作用?通过光合作用,将太阳能固定在它们所制造的有机物中,将太阳能转化成化学能。生产者:消费者:将有机物转化为无机物,加快生态系统的物质循环。分解者:将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。$