资源简介

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本节聚焦
第3章　
生态系统及其稳定性
第5节　
生态系统的稳定性
什么是生态平衡？
生态系统如何自我调节？
怎样理解生态系统的稳定性？
怎样提高生态系统的稳定性？　
　　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？
　　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。
　　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。
讨论
　　 问题探讨
紫茎泽兰
泽兰
实蝇
　　2．我们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？
　　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。
　　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。
讨论
　　 问题探讨
紫茎泽兰
泽兰
实蝇
　　1．生态平衡
　　虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但是只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，长期处于生态平衡的状态。
　　（1）概念：
　　生态系统的＿＿＿和＿＿＿处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。　
结构
功能
那拉提大草原
西双版纳热带雨林
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
　　（2）处于生态平衡的生态系统的特征
　　①＿＿＿＿＿
　　生态系统的＿＿＿＿保持相对稳定。
　　②＿＿＿＿＿
　　生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了＿＿＿总在循环，＿＿＿不断流动，生物个体持续发展和更新。
　　③＿＿＿＿＿
　　例如，在某生态系统中，植物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。
各组分
功能平衡
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
结构平衡
收支平衡
物质
能量
　　【资料】科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图。
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
相对值
早期阶段　　　　　　　　成熟阶段
演替进程（时间）
群落总呼吸量
群落总生产量
（光合作用）
　　观察曲线图，在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？
　　总生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。
　　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。
　　（3）生态平衡的调节机制——＿＿＿＿ 　　
　　①概念　　
　　是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为______调节该系统的工作，并且使系统工作的效果________________，它可使系统保持稳定。
　　②负反馈调节的意义
　　负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备______________的基础。
信息
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
负反馈
减弱或受到限制
自我调节能力
　　③实例1
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
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
兔增加
狼
增
加
在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。
　　③实例2
　　 一、生态平衡与生态系统的稳定性　　　
　　在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。
森林植被
大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾，植被减少
植被逐渐
恢复
光照充足，土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
　　 拓展提升　　　　负反馈与正反馈　　　
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
鱼类等尸体腐烂
加重污染
更多鱼死亡
污染加剧
正反馈使生态系统远离稳态
稳态
偏离
“改邪归正”
负反馈调节
稳态
偏离
“错上加错”
正反馈调节
　　 拓展提升　　　　负反馈与正反馈　　　
即 时 巩 固
　　1．某池塘演变早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是（　　）
A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
B
即 时 巩 固
　　2．生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态就是生态平衡。呼伦贝尔草原就是一个处于生态平衡的系统。下列说法错误的是（　　）
A．呼伦贝尔草原的四个季节中，物质和能量的输入与输出都基本相同
B．对抗破坏或干扰使该草原恢复平衡的调节机制是负反馈机制
C．该草原处于生态平衡时表现为结构平衡、功能平衡和收支平衡
D．过度放牧可能导致生态系统的稳定性下降，破坏草原生态平衡
A
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。
　　上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，河水仍能保持清澈。　
　　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，生态平衡就会遭到严重的破坏。
　　黄土高原由于植被破坏造成水土流失。　 　　
　　1．概念
　　人们把生态系统＿＿＿＿＿＿自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。
　　2．表现
　　（1）抵抗力稳定性
　　①概念
　　二、生态系统的稳定性　
维持或恢复
抵抗外界干扰
保持原状
核心是“抵抗干扰，保持原状”
　　生态系统＿＿＿＿＿＿＿并使自身结构和功能＿＿＿＿＿（不受损伤）的能力，叫作抵抗力稳定性。
草原遭受蝗虫的采食后，植物会增强其再生能力。
　　（1）抵抗力稳定性
　　②规律
　　一般来说，生态系统中的＿＿＿越多，＿＿＿＿越复杂，其＿＿＿＿＿能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
　　二、生态系统的稳定性　
组分
食物网
自我调节
热带雨林
北极冻原生态系统
　　（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＿＿＿＿＿＿的能力，叫作恢复力稳定性。
　　②规律
　　二、生态系统的稳定性　
恢复到原状
核心是“遭到破坏，恢复原状”
野火烧不尽，春风吹又生
　　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＿＿＿。
不同
　　热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，他们恢复原状的时间漫长，难度极大！
　　 思考·讨论　　　
　　1．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。
　　 思考·讨论　　　
　　2．想一想，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呢？
　　【提示】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。
　　生态系统抵抗力稳定性，恢复力稳定性和总稳定性的关系如下图所示：
　　 归纳提升　　　　生态系统稳定性的定量分析　　　
　　（1）y 表示一个外来干扰使生态系统功能偏离正常作用范围的大小。
　　y值越大，说明抵抗力稳定性越低，反之，说明抵抗力稳定性越高。
　　（2）x 表示恢复到原状态所需的时间。
　　x值越大，表示恢复力稳定性越低，反之，表示恢复力稳定性越高。
　　（3）曲线与正常范围之间所围成的面积( TS )，作为衡量总稳定性的指标。
　　TS面积越大，说明这个生态系统的总稳定性越低。
即 时 巩 固
　　3．下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是（　　）
A．河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性
B．恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
D．引入新物种到一个生态系统使生物种类增加从而提高其抵抗力稳定性
C
即 时 巩 固
　　4．两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是（　　）
　
　　
　　A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
　　B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移
　　C．若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移
　　D．乙生态系统b点后一定有新的物种产生
D
　　1．提高生态系统的稳定性的意义
　　（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。
　　三、提高生态系统的稳定性　
　　2．提高生态系统的稳定性的措施
　　（1）要控制对生态系统干扰的程度，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。
　　三、提高生态系统的稳定性　
合理放牧
适量捕捞
封山育林
　　2．提高生态系统的稳定性的措施
　　（2）对人类利用强度较大的生态系统，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。
　　三、提高生态系统的稳定性　
农田施肥
防护林防风阻沙
　　【目的要求】
　　设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
　　【基本原理】
　　在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。
　　探究·实践　　　制作生态缸，观察其稳定性　
　　【设计要求】
　　探究·实践　　　制作生态缸，观察其稳定性　
设计、制作要求 相　关　分　析
生态缸是＿＿＿的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全
生态缸的材料须＿＿＿
生态缸的采光用较强的＿＿＿光
选择的动物不宜太多，个体不宜太大
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
①为光合作用提供光能；②保持生态缸内温度；③便于观察
防止水温过高，导致水生植物死亡
减少对O2消耗，防止生产量＜消耗量
封闭
透明
散射
　　【实验步骤】
　　1．制作生态缸框架
　　用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
　　2．铺土
　　沙土在下，含腐殖质较多的土在上。
　　3．放入动、植物
　　依据生物生活习性合理放置。
　　4．密封生态缸
　　5．移置生态缸
　　将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射。
　　6．观察记录
　　每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况。
　　探究·实践　　　制作生态缸，观察其稳定性　
　　【结果和结论】
　　根据观察结果完成实验报告。
　　探究·实践　　　制作生态缸，观察其稳定性　
即 时 巩 固
　　5．很多同学都曾尝试设计制作小生态瓶，但有相当一部分同学的设计并不成功。下列相关叙述错误的是（　　）
　　A．应定时向瓶内通气，保证生物的有氧呼吸　　
　　B．瓶内各种生物的数量搭配应合理
　　C．瓶内各种生物之间应有营养上的联系
　　D．瓶内生态系统应获得充足的能量供应
A
即 时 巩 固
　　6．某生物兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：取4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表(表中“＋”表示有，“－”表示无)。经过一段时间的培养后，下列判断错误的是（　　）
　　
　　A．甲瓶中的生态系统成分相对齐全，如果生物数量比例适中，甲瓶生态系统的抵抗力稳定性相对较高　　
　　B．乙瓶无光照，其生态系统没有能量来源，故其稳定状态维持时间不长
　　C．丙瓶无泥沙，不能储存有机物，故含有机物比甲瓶中的少
　　D．丁瓶小鱼呼吸作用消耗大量氧气有可能导致碳循环和氧循环受阻
C
生态瓶编号 生态系统组成 光照 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙 自来水
甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
　 　P77　练习与应用
　　一、概念检测
　　1．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。
　　(1)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。（　　）
　　(2)不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。（　　）


　 　P77　练习与应用
　　2．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
　 　P77　练习与应用
　　3．天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是（　　）　　
　　A．马尾松对松毛虫抵抗力差
　　B．人工林内松毛虫繁殖能力强
　　C．人工林成分单一，营养结构简单
　　D．当地气候适于松毛虫的生长和繁殖
C
　 　P80　复习与提高
　　一、选择题
　　1．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（　　）
　　
　　A．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者
　　B．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
　　C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
　　D．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
C
　 　P80　复习与提高
　　2．在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是（　　）　　
　　A．能量可驱动物质循环
　　B．物质和能量可循环利用
　　C．能量只能在食物链中流动
　　D．能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
A
　 　P80　复习与提高
　　3． 生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行，下列与之相关的叙述，正确的是（　　）
　　A．物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的
　　B．能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
　　C．只有生物才会对信息有反应，因此信息传递只发生在生物群落内部
　　D．生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
B
　 　P80　复习与提高
　　4．毛竹与栲树、苦槠等阔叶树形成的混交林，其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（　　）
　　A．毛竹纯林易发生病虫害
　　B．混交林中物种多样性高
　　C．混交林中食物网更复杂
　　D．混交林中能量可循环利用
D
　 　P80　复习与提高
　　二、非选择题
　　1．将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。
　　生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。
　 　P80　复习与提高
无机环境
生态系统
食物链
食物网
生物群落
初级
消费者
次级
消费者
三级
消费者
第一营养级
属于
第三营养级
属于
第四营养级
属于
分解者
生产者
消费者
包括
第二营养级
属于
包
括
构成
　 　P80　复习与提高
　　2．下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。
　　请据图回答下列问题。
　　（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
　　藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
　　（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
　　有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
　 　P80　复习与提高
　　2．下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。
　　请据图回答下列问题。
　　（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
　　藻类通过光合作用释放氧气；
　　有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
　 　P80　复习与提高
　　2．下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。
　　请据图回答下列问题。
　　（4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？
　　河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
　　 本章总结　　　　　
　
思维导图 晨读必背
　　1．生态平衡是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
　　2．处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征。
　　3．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。
　　4．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
　　5．抵抗力稳定性与生态系统的组分和营养结构复杂程度呈正相关。
作业：完成课后相关练习

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