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生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
课标要求
1.阐明生态平衡与生态系统的稳定性(重点)。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性(重、难点)。
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态系统
组成成分
生态系统
营养结构
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
能量流动
物质循环
信息传递
结构
功能
（食物链和食物网）
一、生态平衡
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。
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。
③收支平衡：
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
一、生态平衡与生态系统稳定性
一、生态平衡
思考1：生态系统能够维持生态平衡原因是？
实例
森林
森林火灾
灾后恢复
自我调节能力
思考2：自我调节能力的基础？
存在负反馈调节机制
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
一、生态平衡与生态系统稳定性
发生偏离
破坏稳态（错上加错）
原方向
正反馈调节
这种调节能力是无限的吗？
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
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。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
二、生态系统稳定性
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。
（抵抗干扰，维持原状）
当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降；
当森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。
抵抗力稳定性：
二、生态系统稳定性
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
规律：
森林生态系统
北极苔原生态系统
草原生态系统
思考：当遭遇干旱或虫害时，谁抵抗力更强？
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）
恢复力稳定性：
二、生态系统稳定性
森林局部火灾
若干年后恢复原状
森林生态系统
人工林生态系统
思考：遭受火灾后，谁更容易恢复原貌？
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
恢复力稳定性就越低
二、生态系统稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
①一般呈负相关关系
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！
思考：所有生态系统的稳定性都如上所述吗？
一般来说，生态系统中的物种越多， 越丰富，食物链、食物网所构成的营养结构越 ，环境条件相对稳定，抵抗力稳定性就越高。反之，抵抗力稳定性高的生态系统往往恢复力稳定性较低。
遗传基因库
复杂
二、生态系统稳定性
②相互作用共同维持生态系统的稳定
生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
(1)两条虚线之间部分表示生态系统功能正常作用范围
(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
正
总稳定性
越低
二、生态系统稳定性
归纳比较：抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较：
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力 生态系统在受到外界干扰因素的_____
后 的能力
实质
核心
特点 生态系统中的组分越多，食物网越 ，其自我调节能力就 ，抵抗力稳定性就越高 生态系统的物种丰富度越小，营养结构越 ，恢复力稳定性越 。
抵抗干扰，维持原状
遭到破坏，恢复原状
抵抗
保持原状
破坏
恢复到原状
保持自身结构功能的相对稳定
恢复自身结构功能的相对稳定
复杂
越强
简单
强
①森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证
获得足够的水分，维持生态系统的正常功能。
②一场火过后，森林中的种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤
中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
现学现用：判断下面所代表的是那种稳定性？
③草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种
群数量的下降。
抵抗力稳定性
④草原大火过后，“野火烧不尽，春风吹又生”。
恢复力稳定性
(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡( )
(2)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( )
(3)北极冻原生态系统的抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性高( )
(4)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性( )
(5)与天然林相比，人工马尾林营养结构复杂，恢复力稳定性高( )
(6)适当增加各营养级生物的种类可提高该生态系统自我调节能力( )
(7)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节( )
×
×
√
×
√
×
×
课堂检测
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
三、提高生态系统稳定性
2.提高生态系统稳定性的措施：
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，
合理适度利用生态系统；
合理放牧
封山育林
适量捕捞
三、提高生态系统稳定性
思考：桑基鱼塘生态系统中有生产者桑树等,但是在管理该鱼塘过程中还要定期往水体中投入饲料,从生态系统的功能分析,其原因是什么
生产者固定的太阳能不足以满足鱼类的需要,且不断地输出经济鱼类,而其中的元素无法及时返回该生态系统,故需定期补充物质与能量。
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。
三北防护林——防风固沙
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。
2.提高生态系统稳定性的措施：
三、提高生态系统稳定性
1.（2022·江苏·高考真题）在某生态系统中引入一定数量的一种动物，以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始态状时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为0.17AA、0.49Aa和0.34aa。下列相关推测合理的是（ ）
A．该植物种群中基因型aa个体存活能力很弱，可食程度很高
B．随着动物世代增多，该物种群基因库中A基因频率逐渐增大
C．该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争
D．生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础
D
2.下列哪项不属于负反馈调节（ ）
A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升，使鼠的增加受到抑制
B.草原被蝗虫采食后，草原植物增强再生能力，减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被，但空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能迅速萌发生长
D.池塘被倾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差
D
3.下列有关生态系统稳定性的叙述错误的是(　 　)
A.当生态系统受到外界干扰时能保持原状，说明生态系统具有抵抗力稳定性
B.“野火烧不尽，春风吹又生”，说明生态系统具有抵抗力稳定性
C.生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度有关
D.生态系统的自我调节能力越强，其抵抗力稳定性越高
B
4.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为 （ ）
A.封山育林控制了物质循环
B.延长了生态系统中的食物链
C.增加了生态系统中消费者数量
D.使生态系统营养结构复杂性增加
D
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
1.目的：
2.实验原理：
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。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
探究●实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
密封
散射
存活
和水质变化
3.制作流程：
探究●实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
生物生活力强、成分齐全
防止水温过高导致水生植物死亡
防止外界生物或非生物因素的干扰
宜小不宜大，水量适宜，留有空间
材料透明
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
便于操作；缸内储备一定量的空气
设计要求 相关分析
生态缸一般是 的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 ，
生态缸的材料必须 ，
生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的 ，
生态缸的采光用较强的 光
封闭
生活力
透明
小
大
适宜
空间
散射
齐全
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察
便于操作；缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
探究●实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
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。
4.注意事项
探究●实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
①生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其
结构比较 ，自我调节能力 。
②不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统的稳定性
是有条件的。
简单
差
有长有短
5.结果分析：
探究●实践——设计制作生态缸，观察其稳定性
思考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
三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
思考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。
思考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。
5.生态系统的稳定性不仅与群落有关，还与无机环境密切相关。适宜的气候和土壤条件不仅有利于抵抗各种外来干扰，也有利于灾后恢复。下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）
A.生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节
B.生态系统的抵抗力稳定性越强，则恢复力稳定性一定越弱
C.雨季的非洲草原，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高于旱季
D.其他因素相同时，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越强
B
6.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面说法合理的是 （ ）
A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量
B.应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸
C.其中各种生物之间以及生物与无机环境之间，应能够进行物质循环和能量流动
D.其中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些
C
课堂小结

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