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第3章　生态系统及其稳定性
第5节　生态系统的稳定性
[素养目标]　1.运用结构与功能观，分析实例理解生态平衡的特征、生态系统稳定性 的概念和机理。2.设计并制作生态缸，观察比较不同生态缸中生态系统的稳定性，并 尝试解释原因。3.基于对生态系统稳定性的理解，构建模型，辨析抵抗力稳定性和恢 复力稳定性的机理。4.基于对生态系统的理论学习，设计保持和提高某个生态系统稳 定性的方案，树立科学的发展观。
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研习任务一　生态平衡与生态系统的稳定性
梳理教材
1. 生态平衡的概念
生态平衡是指生态系统的 处于 的一种状态。
2. 处于生态平衡的生态系统的特征
第一， 平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
第二， 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。
第三， 平衡，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。
3. 生态平衡的实质
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种 的平衡。
结构和功能　
相对稳定　
结构　
功能　
收支　
动态　
4. 生态平衡的调节机制——负反馈
（1）负反馈的概念：所谓负反馈，是指在一个系统中，系统工作的 ，反过 来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的 ，它可 使系统保持 。
（2）负反馈的意义：负反馈调节在生态系统中 ，它是生态系统具 备 的基础。
效果　
效果减弱或受到限制　
稳定　
普遍存在　
自我调节能力　
5. 生态系统的稳定性
（1）概念：人们把生态系统 自身结构与功能处于相对平衡状态的能 力，叫作生态系统的稳定性。也就是说，生态系统的稳定性，强调的是生态系统维 持 。
（2）原因：正是由于生态系统具有 能力，生态系统才能维持相对 稳定。
（3）特点：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 急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。
维持或恢复　
生态平衡的能力　
自我调节　
稳定性　
解析：处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三大特征。
解析：负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
√


√
互动探究
1. 亚马孙森林已经存在至少上千万年了，中间经常遭受洪涝、火灾、虫害，也遭受 人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但现在依然保持着生态平衡。
（1）维持生态平衡的亚马孙森林应具有哪些特征？
（2）如图为亚马孙森林中食虫鸟种群和害虫种群之间的调节关系。
由上图分析亚马孙森林维持生态平衡的主要原因是什么？
提示：（1）结构平衡、功能平衡和收支平衡。
（2）亚马孙森林生态系统组分多，食物网相对复杂，生态系统具有一定的自我调节 能力，其基础为负反馈调节。
2. 已知被污染的湖泊的污染状况，如图：
由图分析可知，该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生变化的能力，这 种能力称为 　　调节，该实例说明生态系统的自我调节能力是 　　。
提示：正反馈　有一定限度的
典题评析
[例1]　（2024·河北衡水期末）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
解析：春夏季，该草原物质和能量的输入一般大于输出，而秋冬季一般会输出 大于输入，A错误；当生态系统遇到破坏或干扰时，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，B正确；处于生态平衡的生态系统具有结构平 衡、功能平衡和收支平衡三大特征，C正确；过度放牧会破坏草原植被，可能影 响物种多样性和生态系统结构的复杂程度，导致生态系统的稳定性下降，进而 破坏草原生态平衡，D正确。
A. 豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料
B. 草原上羊的数量剧增，会导致草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长
C. 山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生
D. 废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林
解析：豆科植物和根瘤菌是共生关系，A不符合题意；草原上羊的数量剧增，会导致 草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长，体现了生态系统的自我调节能力，B符合 题意；植被破坏，导致泥石流发生，是自然现象，没有体现生态系统的自我调节能 力，C不符合题意；耕地上出现小灌木林是群落演替，D不符合题意。
B
A. 在森林中，当害虫数量增多时，食虫鸟数量也会增多，这样害虫种群的增长就会 受到抑制，这属于负反馈调节
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. 生物群落与非生物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
解析：负反馈调节在生态系统中普遍存在，生物群落内部存在负反馈调节，生物群落 与非生物环境之间也存在负反馈调节，C错误。
C
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研习任务二　抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
保持原状　
生物种类　
食物网　
恢复
到原状　
恢复速度　
恢复时
间　
3. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区
别 实 质 保持自身结构与功能相对 稳定 恢复自身结构与功能相对稳定
核 心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状
影 响
因 素 生态系统中物种丰富度越 大，营养结构越复杂，抵 抗力稳定性越强 一般情况下，生态系统中物种丰富度越小，营 养结构越简单，恢复力稳定性越强
联系 ①一般情况下二者呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
②二者是同时存在于同一系统的两种截然不同的作用力，它们相互作用， 共同维持生态系统的稳定
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
生活所
需　
保持稳定　
干扰强度　
封育　
物质、能量　
4. 提高生态系统的稳定性


√
√
√
互动探究
1. 下图表示受到干扰后，生态系统功能的变化图，两条虚线之间的部分表示生态系 统功能正常的作用范围，请分析：
（1）热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的 y 值要 　　（填“大于”或“小于”）热带雨林的 y 值。
（2） x 的大小可作为 　　稳定性强弱的指标， x 值越大说明该稳定性 　　。
（3） TS 与生态系统总稳定性之间的关系是怎样的？
提示：（1）大于　（2）恢复力　越弱　（3） TS 可作为总稳定性的定量指标，面积 越大，生态系统的总稳定性越低。
2. 某地农业部门在防治棉铃虫问题上，提出了两种方案：一种是喷洒高效农药；一 种是放养赤眼蜂（其为棉铃虫天敌）。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的 稳定性？说明理由。
提示：放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃 虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易大爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉 铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在 较低水平。从这个角度看，放养赤眼蜂更有利于提高农田生态系统的稳定性。
典题评析
[例2]　（2024·广东东莞检测）关于生态系统稳定性的叙述正确的是（　　）
①生态系统营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强　②“遭到破坏，恢复原状”属于抵 抗力稳定性　③人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力　④热带雨林遭 到严重的砍伐后，其恢复力稳定性仍很强
A. ①③ B. ②③
C. ①④ D. ②④
A
解析：生态系统营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强，① 正确；“遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，②错误；生态系统的自我 调节能力是有限的，人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力，③ 正确；热带雨林生态系统抵抗力稳定性较强，恢复力稳定性较弱，一旦遭到严 重的破坏，很难恢复，④错误。
A. 甲的抵抗力稳定性较乙强
B. 乙的恢复力稳定性较甲强
C. 甲的抵抗力稳定性较弱，而恢复力稳定性较强
D. 甲为森林生态系统，乙为草原生态系统
C
解析：据题图分析，甲偏离稳态的幅度大，表明其抵抗力稳定性弱，乙恢复稳态所需 时间长，表明其恢复力稳定性弱，森林生态系统抵抗力稳定性应强于草原生态系统， C项正确。
A. 森林生态系统也需要不断得到来自系统外的能量补充
B. 森林生态系统内的植物多样性降低后，其抵抗力稳定性将提高
C. 森林生态系统一段时间内有机物净积累量为0，说明其稳态被破坏
D. 为缓解植物多样性降低，引入常见植物的天敌是最有效的措施
A
解析：生态系统的能量流动是单向的，不循环，需要不断得到来自系统外的能量补 充，A正确；森林生态系统内的植物多样性降低后，会影响与其相关的食物链，会导 致产生一系列不良的连锁反应，森林生态系统的抵抗力稳定性降低，B错误；森林生 态系统一段时间内有机物净积累量为0，说明其处于相对平衡的状态，C错误；引进 的天敌属于外来物种，外来物种会与其他生物争夺资源，从而影响其他生物的存活， 可能会破坏植物多样性，D错误。
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研习任务三　设计制作生态缸，观察其稳定性
梳理教材
1. 目的要求：设计一个生态缸，观察人工生态系统的 。
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 进 行组织，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
稳定性　
基本成分　
（1）制作框架：用 和粘胶制作生态缸的框架。
↓
（2）铺土：沙土在下，含 较多的土在上。
↓
（3）放假山石：放几块有孔的假山石，作为小动物栖息的场所。
↓
（4）倒水：在缸内倒入自来水。
↓
（5）放置生物：依据生物生活习性合理放置。
↓
（6）放置生态缸：封上生态缸盖，将生态缸放置于室内通风、 良好的地 方，但要避免 。
玻璃板　
腐殖质　
光线　
阳光直接照射　
3. 方法步骤
4. 生态缸实验设计要求及目的
设计要求 目的
生态缸必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜， 要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生生物死亡
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（具有生产者、消费者 和分解者） 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
选择的动物不宜过多，个体不宜过大 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消 耗量
解析：生态缸必须是密闭的，以防止外界因素的干扰。

√
√
互动探究
【实验情境】下面是某同学做完生态缸的实验后，总结归纳的实验注意事项：
①制作完成的生态缸中所形成的生态系统，必须是封闭的，留适宜的空间。
②生态缸中的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能 量流动。
③生态缸必须是透明的。
④生态缸中投放的生物，必须具有很强的生活力，投放的动物数量不宜过多，体积不 宜过大。
⑤生态缸制作完毕后，应该贴上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将生态缸放在 有较强散射光的地方，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。
阅读以上材料分析回答以下问题：
1. 生态缸的制作要求
（1）生态缸密闭的目的： 　　　　　　　。
（2）为保证生态缸中物质循环和能量流动，使其在一定时期内保持生态系统稳定， 从生态系统组成成分角度思考，生态缸中必须具备 　　　　。
（3）生态缸的材料需透明的目的： 　　　。
（4）生态缸要留有适宜的空间的原因： 　　。
（5）在制作生态缸时常放入少量河泥，其作用是 　　　　　　　。
（6）生态缸中添加的小动物数量不宜过多，应注意各营养级之间的合适比例，试从 能量流动的角度分析原因。
（7）生态缸能不能放在直射阳光下？为什么？
提示：（1）防止外界生物或非生物因素的干扰
（2）生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量
（3）使生产者能吸收光能进行光合作用
（4）储备一定量的空气供生态缸中各种生物呼吸作用利用
（5）提供分解者；为植物提供无机营养
（6）因为生态缸中的生产者固定的能量有限，而能量流动又是逐级递减的，为避免 生物因得不到足够能量而死亡，应注意各营养级之间的比例。
（7）不能。直射阳光会导致水温过高，影响生物的生命活动。
2. 生态缸稳定性的观察与分析
（1）衡量生态缸稳定性的指标可通过 　　等判断生态系统的稳定性。
（2）该生态缸能否构成一个完整的生态系统？倘若将该缸置于黑暗处会怎样？
提示：（1）观察动植物的生活情况、水质变化
（2）该生态缸具备了生态系统的组成成分——非生物的物质和能量、生产者、消费 者及分解者，故可构成一个完整的生态系统。倘若将生态缸置于黑暗处，则会因丧失 能量持续供应而使生态系统崩溃，其内生物将很快死亡。
典题评析
[例3]　如图所示为某同学制作的小生态缸，据图分析正确的是（　　）
C
A. 生态缸中生物种类齐全，能实现能量循环再生
B. 生态缸要适时打开瓶盖，适量补充二氧化碳
C. 为保证生态缸的正常运转，瓶内各种成分应比例适中
D. 在强烈光照条件下，才能维持生态缸的稳定性
解析：生态缸中生物种类齐全，有生产者、消费者、分解者，能实现物质循环再生， A错误；生态缸应该是密闭的，不能打开瓶盖，B错误；为保证生态缸的正常运转.瓶 内各种成分应比例适中，C正确；生态缸不能放在强烈光照条件下，应该放在散射光 下，才能维持生态缸的稳定性，D错误。
明确两个误区
（1）误认为生态缸内生产者、消费者和分解者齐全，食物链完整就能维持生态平 衡。若消费者数量过多或个体太大，氧气的生产量小于消耗量，也会导致小动物存活 时间短。
（2）误认为生态缸内生产者、消费者和分解者齐全，比例合理，食物链完整，就能 维持生态平衡。若缺乏光照，会导致藻类植物光合作用产生的有机物和氧气少，藻类 植物的种群密度不断下降；太阳直射，会使水温过高导致水生生物死亡。
生态系
统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生 态
瓶 编
号　 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
A. 乙瓶中藻类的种群密度逐渐增大
B. 由于丙瓶中没有小鱼，所以比甲瓶积累的有机物多
C. 丁瓶与甲瓶相比，氧气含量少
D. 泥沙的作用是为了固定水草和藻类
解析：乙瓶中没有光照，藻类的种群密度将逐渐减小，A错误；丙瓶和甲瓶中都没有 小鱼，但是由于丙瓶中缺少微生物，所以有机物积累得多，B错误；丁瓶中小鱼呼吸 作用消耗氧气，因此氧气含量少，C正确；泥沙中有许多微生物，可提供分解者，D 错误。
C
甲
乙
丙
A
A. 甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少
B. 乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C. 瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D. 若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中
解析：甲瓶与乙瓶的区别是小鱼数量不同，乙瓶与丙瓶的区别是放置的环境不同。甲 瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多，A错误；丙瓶置于黑暗中，植物不 能进行光合作用，瓶中生物也会很快死亡，相比之下，乙瓶中的生物存活时间较长， B、D正确；3个生态瓶中的分解者主要存在于河水、池泥中，C正确。
课堂小结
课堂记要：
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
第*页
课堂强研习 合作学习 精研重难
课堂小测试　诊断学习效果
A. 该生态缸的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构
B. 生态缸中生物种类稀少，没有食物链存在
C. 为了保证生态缸的正常运转，缸内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适中
D. 在适宜的温度和光照条件下，该生态缸会更稳定
解析：虾和螺蛳吃金鱼藻，所以小生态缸中有食物链的存在，B错误。
B
1
2
3
4
A. 稳定的种群具有稳定型年龄结构，性别比例为1∶1，个体数就达到 K 值
B. 演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C. 相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征
D. 资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
解析：稳定的种群在年龄结构稳定、性别比例为1∶1时，能否达到 K 值，还要看环境 条件是否发生变化，A错误；群落演替到相对稳定后，构成群落的物种组成是动态平 衡的，物种组成和结构相对不变，B正确；生态系统的功能包括物质循环、能量流动 和信息传递，生态系统保持相对稳定具有功能平衡的特征，故相对稳定的物质循环、 能量流动和信息传递是生态系统平衡的特征，C正确；资源的消费与更新保持平衡是 实现可持续发展的重要标志，D正确。
A
1
2
3
4
A. y 值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标
B. 在遭到干扰时， x 、 y 值的大小与生物种类有关，与数量无关
C. 一般情况下，对同一个生态系统来说， y 值和 x 值之间呈负相关
D. TS 值越小，这个生态系统的总稳定性越大
D
1
2
3
4
解析： y 表示一个外来干扰使之偏离正常作用范围的大小，代表抵抗力稳定性的大 小，A错误；在遭到干扰时， x 、 y 值的大小与生物种类和数量都有关，B错误； y 值 越小，说明生态系统的功能受到的破坏越小，则恢复到原来水平所用的时间也就越 短，即 x 值越小，所以 y 值和 x 值之间呈正相关，C错误； TS 值越小，这个生态系统 的总稳定性越大，D正确。
1
2
3
4
4. 生态系统的稳定性是指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，回答下列关于生态系统稳定性的问题：
（1）图示中群落是指 ，群落 与非生物环境相互作用形成 。
（2）据图可知生态系统具有自我调节能力的基础是 ，自我调节能力 大小取决于　 。
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合　
生态系统　
负反馈调节　
营养结构的复杂程度（或食物链和食物网的复杂程度）
1
2
3
4
结构与功能　
负　
北
极冻原生态系统的两种稳定性都很弱
1
2
3
4

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