
討論1:紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖,為什么在入侵地可以瘋長蔓延?
紫莖澤蘭原分布于中美洲,傳入我國后,先是在云南瘋長蔓延,現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份,對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害。在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。
適應(yīng)能力強(qiáng)、繁殖能力強(qiáng),沒有天敵等制約因素。
討論2:我們曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實(shí)蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來生物,對(duì)這種方法,你怎么看?
可以起效,因?yàn)闈商m實(shí)蠅是專食性天敵,但是需要警惕造成新的外來物種入侵。一定在確保利用澤蘭實(shí)蠅的安全性后,再利用它進(jìn)行防治。
地球上許多生態(tài)系統(tǒng)不時(shí)受到外來干擾,但只要這種干擾沒有超過限度,生態(tài)系統(tǒng)就可以通過自我調(diào)節(jié)得以恢復(fù),從而維持相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能。
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
生態(tài)系統(tǒng)的 和 處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),就是生態(tài)平衡。
這些生態(tài)系統(tǒng)哪個(gè)處于生態(tài)平衡?
生態(tài)平衡的特征有哪些?
①結(jié)構(gòu)平衡:生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。
生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行,保證了物質(zhì)總在循環(huán),能量不斷流動(dòng),生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。
思考:在成熟階段,群落的總生產(chǎn)量和總呼吸量呈現(xiàn)怎樣的趨勢?這說明了什么?
總生產(chǎn)量≈總呼吸量,且趨于穩(wěn)定群落在物質(zhì)、能量的輸入和輸出上趨于達(dá)到平衡狀態(tài)。
③收支平衡:生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的有機(jī)物的量,處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
由此可見,生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變,而是一種動(dòng)態(tài)平衡。
3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制
構(gòu)建模型:閱讀課本74頁第二段嘗試用文字、線框、箭頭等符號(hào),描繪這兩個(gè)實(shí)例,構(gòu)建相關(guān)的概念模型,理解相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制。
分析草、野兔、狼的種群數(shù)量是如何逐步達(dá)到穩(wěn)定的?
森林局部大火過后,為什么植株能較快生長?
說明在生態(tài)系統(tǒng)中,生物群落內(nèi)部能夠進(jìn)行自我調(diào)節(jié),以維持生態(tài)平衡。
兔的生存空間和資源增加
兔的生存空間和資源減少
說明在生態(tài)系統(tǒng)中,生物群落與非生物環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié),以維持生態(tài)平衡。
從調(diào)節(jié)過程和結(jié)果來看,這兩個(gè)例子與人的血糖平衡調(diào)節(jié)和體溫調(diào)節(jié)有何相似之處?
一是:通過系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的相互作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的自我調(diào)節(jié);二是:系統(tǒng)工作結(jié)果反過來又調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作,抑制或減弱系統(tǒng)工作,從而維持相對(duì)穩(wěn)定。
上述生態(tài)系統(tǒng)都遇到了破壞或干擾,而對(duì)抗這種破壞或干擾,使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制,是負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。
3.生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制——負(fù)反饋機(jī)制
在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作的效果,反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作,并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制,它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。
負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在,它是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。
有一個(gè)湖泊受到了嚴(yán)重污染,魚類的數(shù)量就會(huì)因死亡而減少,魚類死亡的尸體腐爛,又會(huì)進(jìn)一步加重污染,引起更多的魚類死亡,活魚就更少了。
結(jié)果:使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)
掠奪式開發(fā)后的黃土高原
思考:以上實(shí)例說明了什么?
上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,水仍然很清澈。
生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的!
生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。
(3)類型:抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
資料1:當(dāng)草原遭受蝗蟲的采食后,草原植物會(huì)增強(qiáng)其再生能力,盡可能減緩種群數(shù)量的下降。當(dāng)森林遭遇持續(xù)的干早氣候時(shí),樹木往往擴(kuò)展根系的分布空間,以保證獲得足夠的水分,維持生態(tài)系統(tǒng)正常的功能。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力?
生態(tài)系統(tǒng)本身對(duì)外界干擾具有一定的抵抗力
資料2:生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞后,經(jīng)過一段時(shí)間,可以恢復(fù)到原來的狀態(tài)。如前述的森林局部火災(zāi)后,森林仍能逐步恢復(fù)原狀。這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)哪方面能力?
生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)原狀的能力
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力。
(抵抗干擾,維持原狀)
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。
(遭到破壞,恢復(fù)原狀)
生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾(破壞)后,其恢復(fù)速度與恢復(fù)時(shí)間是不一樣的。
②熱帶雨林在遭到嚴(yán)重砍伐,草原極度放牧后,它們恢復(fù)原狀的時(shí)間漫長、難度極大。
自身凈化作用不足以消除
恢復(fù)力穩(wěn)定性就被破壞了
如果熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生同等強(qiáng)度的火災(zāi),哪個(gè)容易恢復(fù)到原狀?
一般來說,熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng),哪個(gè)的抵抗力穩(wěn)定性更強(qiáng)?
抵抗力穩(wěn)定性越高,恢復(fù)力穩(wěn)定性越低
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(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性都比較低!
保持自身結(jié)構(gòu)功能的相對(duì)穩(wěn)定
恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)功能的相對(duì)穩(wěn)定
(1)兩條虛線之間的部分表示 。
生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍
【模型構(gòu)建】生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系
(2)圖中y表示 ,可作為 穩(wěn)定性強(qiáng)弱的指標(biāo),y越大,抵抗力穩(wěn)定性越 ,反之,抵抗力穩(wěn)定性越 ;熱帶雨林的y值 (填“大于”或“小于”)草原的y值。
受到干擾時(shí)偏離正常范圍的大小
(3)x可以表示恢復(fù)到原狀所需的時(shí)間,x越大,表示 越弱。(4)對(duì)于同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來說,x與y的關(guān)系是呈 相關(guān)。(5)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積,可作為 的定量指標(biāo),這一面積越大,說明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性 。
干擾越大,y越大,偏離正常范圍越遠(yuǎn),恢復(fù)所需時(shí)間越長,x越大
思考:1.在個(gè)體水平穩(wěn)態(tài)的維持上,有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的情況?
在利用自然生態(tài)系統(tǒng)時(shí),要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的差異,合理控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度,干擾不能超過生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的范圍;在保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)時(shí),要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的差異,合理確定保護(hù)對(duì)策,如采取封育措施,補(bǔ)充相應(yīng)的物質(zhì)、能力,修補(bǔ)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力;
2.研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩方面存在的差別,對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護(hù)有什么意義?
人體在遇到病原體入侵時(shí),免疫系統(tǒng)會(huì)抵抗病原體的入侵,這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似;人體也有恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的機(jī)制和趨勢,在大病初愈時(shí),有些功能需要恢復(fù)到正常水平,這與恢復(fù)力穩(wěn)定性相似。
三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
維持生態(tài)平衡,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對(duì)于自然或人工生態(tài)系統(tǒng)是十分必要的。
1. 提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義
(1)處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需。
(2)處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。
2. 提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施
熱帶雨林在遭到嚴(yán)重砍伐,草原經(jīng)過度放牧后,它們恢復(fù)原狀的時(shí)間漫長,難度極大!這就啟發(fā)我們應(yīng)該如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性呢?
(1)控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度,在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi),合理適度利用生態(tài)系統(tǒng);
對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入,保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。
人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)像農(nóng)田、果園、人工魚塘等,物質(zhì)、能量的輸出比較大,我們?nèi)绾翁岣哌@類生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性呢?
農(nóng)田施肥、灌溉,控制病蟲害
設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸,觀察其穩(wěn)定性
1. 目的要求:設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)缸,觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2. 基本原理:在有限的空間內(nèi),依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理,將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進(jìn)行組織,構(gòu)建一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級(jí)之間的合適比例。應(yīng)該注意,人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的,也可能是短暫的。
生物生活力強(qiáng)、成分齊全
防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡
防止外界生物或非生物因素的干擾
宜小不宜大,水量適宜,留有空間
生態(tài)缸中能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),在一定時(shí)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(chǔ)備一定量的空氣
4.生態(tài)缸設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
減少對(duì)氧氣的消耗,防止氧氣的產(chǎn)生量小于消耗量。
(1)設(shè)計(jì)一份觀察記錄表,定期觀察,同時(shí)做好觀察記錄,內(nèi)容包括植物、動(dòng)物的生活情況,水質(zhì)情況(由顏色變化進(jìn)行判別)及基質(zhì)變化等;(2)觀察指標(biāo)為:生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時(shí)間,進(jìn)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(shí)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(shí)間。(4)依據(jù)觀察記錄,對(duì)不同生態(tài)缸進(jìn)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。
(1)生態(tài)缸中的生物只能存活一段時(shí)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(shí)間 。人工生態(tài)系統(tǒng) 的穩(wěn)定性是有條件的。
1. 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)溫帶針闊葉混交林比熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性低( )(2)不同的生態(tài)系統(tǒng),抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的強(qiáng)度不同( )2. 封山育林能有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,是因?yàn)? )A. 封山育林控制了物質(zhì)循環(huán) B. 延長了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈C. 增加了生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者數(shù)量 D. 使生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加
3. 天然森林很少發(fā)生的松毛蟲蟲害,卻經(jīng)常發(fā)生在人工馬尾松林中,合理的解釋是 ( )A. 馬尾松對(duì)松毛蟲抵抗力差 B. 人工林內(nèi)松毛蟲繁殖能力強(qiáng)C. 人工林成分單一,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單 D. 當(dāng)?shù)貧夂蜻m于松毛蟲的生長和繁殖
某江南水鄉(xiāng)小城,曾經(jīng)是一派小橋、流水、人家的怡人景象。幾百年來,當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿魃嫌翁悦紫床?,在下游洗澡洗衣,河水的水質(zhì)一直保持良好。20世紀(jì)70年代,由于大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道,水質(zhì)惡化。20世紀(jì)90年代,當(dāng)?shù)夭扇〈胧?duì)工業(yè)廢水排放進(jìn)行控制,同時(shí)將河道支流很多入水口封閉以減少污水流入,河道內(nèi)水量減少、河水流速降低,水質(zhì)仍然較差。
1.當(dāng)?shù)匕傩赵诤恿髦刑悦紫床?,洗澡洗衣,為什么河水仍能保持清澈?【提示】生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性,當(dāng)河水受到輕微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)時(shí),河水能通過物理沉降、化學(xué)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.大量生活污水和工業(yè)廢水排入河道以后, 為什么會(huì)引起水質(zhì)急劇下降?20世紀(jì)90年代采取的措施沒有明顯效果,可能的原因是什么?【提示】大量生活污水和工業(yè)廢水排入水中,破壞了該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性,河水很難恢復(fù)到原來的狀態(tài),就會(huì)形成污染。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度,由于污染嚴(yán)重,盡管采取了治理措施,河流自身的凈化能力仍然不足以消除污染物,因此水質(zhì)仍然較差。
3.可以采取什么措施來改善該地河流水質(zhì)?【提示】從治理已有污染的角度,可采用物理、化學(xué)、生物等方法進(jìn)行治理,如機(jī)械除藻、底泥疏浚、在某些區(qū)段人工増氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物進(jìn)行生態(tài)修復(fù)等。從管理的角度,應(yīng)禁止生活污水和工業(yè)廢水排入河道,或污水、廢水必須經(jīng)嚴(yán)格處理才能排放;加強(qiáng)人們的水環(huán)境保護(hù)意識(shí);加強(qiáng)執(zhí)法檢査等等。
這是一份生物選擇性必修2第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性備課ppt課件,共24頁。PPT課件主要包含了問題探討,生態(tài)平衡概念,組成成分,營養(yǎng)結(jié)構(gòu),非生物物質(zhì)和能量,生產(chǎn)者,消費(fèi)者,分解者,能量流動(dòng),物質(zhì)循環(huán)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中生物人教版 (2019)選擇性必修2第3章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性獲獎(jiǎng)教學(xué)課件ppt,文件包含化學(xué)-11月5日質(zhì)量檢測WGpdf、化學(xué)答案-11月5日質(zhì)量檢測WGpdf等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共8頁, 歡迎下載使用。
這是一份高中生物人教版 (2019)選擇性必修2第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課文ppt課件,共17頁。PPT課件主要包含了提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,控制病蟲害,人工建造“生態(tài)屏障”,思考·討論,目標(biāo)要求,基本原理,探究·實(shí)踐,制作生態(tài)缸框架,密封生態(tài)缸,移置生態(tài)缸等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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