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第三章
第5节 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强，在入侵地没有天敌等因素的制约。
2.我国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？
可以起效，因为泽兰实蝇是专食性天敌，但是需要警惕造成新的外来物种入侵。一定在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
问题探讨
生态平衡与生态系统的稳定性
一
生态平衡需要生态系统在哪些方面的相对稳定？
生态平衡有哪些特征？
生态平衡通过什么机制来维持动态平衡？
生态平衡维持相对稳定的原因是什么？
阅读教材P73-74，思考以下问题
任务一：生态平衡与生态系统的稳定性
【自主学习】
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。
1.生态平衡
(1)概念：
(2)特点：
①结构平衡：
生态系统各组分保持相对稳定
非生物的物质和能量
分解者
生产者
消费者
生态系统的结构
组成成分
营养结构
食物链
食物网
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。
物质循环
能量流动
信息传递
载体 动力
生态系统
的功能
1.生态平衡
(2)特点：
②功能平衡:
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）
群落总生产量和总呼吸量的变化曲线图
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
1.生态平衡
(2)特点：
③收支平衡
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。
过渡
思考 讨论
分析反馈调节的过程
1.小组合作，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描绘上述两个例子中的负反馈调节过程。
兔增加
生存空间和资源增加
兔减少
生存空间和资源减少
草减少
草增加
狼
减少
狼
增加
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
无机土壤养料增加
阳光充足
种子萌发、幼苗迅速生长
植被
逐渐恢复
上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈机制。
思考 讨论
分析反馈调节的过程
2.以P52图3-4中的草→昆虫→蛙→蛇→鹰这条食物链为例，描绘蛙的数量增加时，通过反馈调节，这条食物链中其他动物数量的变化情况。
蛙减少
昆虫和蜘蛛增加
捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加
鹰增加
蛇增加
鹰减少
捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少
蛇减少
蛙增加
昆虫和蜘蛛减少
2.生态平衡的调节机制——负反馈调节
(1)概念：
(2)负反馈调节意义:
负反馈调节在生态系统中 ，是生态系具备 的基础。
普遍存在
自我调节能力
在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
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，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。
3.生态系统的稳定性
(1) 概念：
人们把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，叫作生态系统的稳定性
(2) 原因：
生态系统具有自我调节能力(基础：负反馈调节)
(3) 特点：
1.实例：
2.模型：
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
3.结果：
补充资料
正反馈调节的过程
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
使生态系统远离平衡状态
原方向
原方向
发生偏离
发生偏离
正反馈调节
更加偏离
负反馈调节
回到原方向
破坏稳态（错上加错）
调节稳态（改斜归正）
美丽的呼伦贝尔草原
掠夺式开发后的黄土高原
补充资料
正反馈调节的过程
1.下列关于生态系统的稳定性和生态平衡的叙述，错误的是（ ）
A.两者都是处于动态变化中的稳定与平衡，具有相对性
B.提高生态系统稳定性、维持生态平衡有利于实现可持续发展
C.生态平衡是一种决定生态系统稳定性的能力，两者有共同基础
D.人们利用恢复生态学重建某区域使其恢复正常就是要实现生态平衡
C
课堂检测
2.生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。下列哪项不属于负反馈调节（ ）
A.池塘被倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差
B.草原被牛羊适当采食后，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，空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能迅速萌发生长
D.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
A
课堂检测
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
二
生态系统的稳定性表现在哪两方面？请举例说明。
任务二：抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【自主学习】
不同生态系统在这两种稳定性的表现有什么差别？请举例说明。
阅读教材P75-76，思考以下问题
1.生态系统的稳定性的类型
抵抗力稳定性:
恢复力稳定性:
森林局部火灾前后
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
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。
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。
分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
思考 讨论
1.人工林和天然林相比，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？
低；人工林组成成分少，食物网简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
2.火灾后，谁更容易恢复原貌？
人工林；恢复力稳定性高。
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恢复力稳定性越低
关系
抵抗力
稳定性
恢复力
稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性特点
5.结构简单的生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性一定高吗？
北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。
注意: 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！
分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
思考 讨论
6.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性之间的关系
生态系统的功能
时间
TS
y
x
干扰
正常作用范围
① y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。
(y越大 稳定性越 ；反之越强)
② x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。
(x越大 稳定性越 ；反之越强)
③TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____）
抵抗力
低
抵抗力
恢复力
低
恢复力
低
总
分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
思考 讨论
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 。
联系
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
一般呈相反关系，抵抗力稳定性越强的生态系统，恢复力稳定性越差，反之亦然；
二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，相互作用，共同维持生态系统的稳定性；
环境恶劣地带的生态系统（北极冻原、荒漠)，恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱。
1.如图甲、乙是两个不同的淡水生态系统的结构和功能变化曲线。在时间点a时刻，两者同时受到相同类型和强度的污染物排放干扰，致使两者结构和功能都出现较大波动。下列分析错误的是( )
A.曲线显示，针对该种类型和强度的污染物干扰，乙生态系统的抵抗力稳定性明显强于甲生态系统
B.在污染物类型和排放强度不变的情况下,若乙
生态系统所受干扰提前，则其B点会向左移动
C.若污染物类型不变但增大排放量，则甲生态
系统对应的C点会向右移动
D.图中AB段与AC段时间差异取决于甲、乙生态系统的恢复力稳定性强弱，与抵抗力稳定性无关
D
课堂检测
提高生态系统的稳定性
三
提高生态系统的稳定性的意义和措施？
任务三：提高生态系统的稳定性
【自主学习】
1. 2005年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资75亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。
2.青海在环境“倒逼”下开始“铁腕”治理，对三江源地区4州17县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保护、人工增雨、工程灭鼠等项目。
3. 2014年初，三江源生态保护和建设二期工程启动。
4.从2005年到2019年，14年间，国家在三江源地区持续投入逾180亿元。
阅读教材P76，结合以下资料，思考以下问题
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。
合理放牧
适量捕捞
农田施肥
防护林防风阻沙
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；
(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。
1. 目的要求：
2. 基本原理：
探究 实践
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，建构一个人工微生态系统是可能的。
③应当注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
② 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。
铺土
注水
制作生态缸框架
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
放入动、植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射。
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
3.实验步骤：
探究 实践
设计制作生态缸，观察其稳定性
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
4.生态缸设计注意事项：
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
2.生态缸的稳定性高还是低？为什么？
是，因为它具有生态系统的各个组成成分
低，因为生态缸中生物种类少，
营养结构简单。
1.生态缸是不是一个生态系统？为什么？
3.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
三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
分解者
生产者
消费者
探究 实践
设计制作生态缸，观察其稳定性
4.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、相互依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个星期以后。
5.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。
探究 实践
设计制作生态缸，观察其稳定性
1.下列措施中，有利于维持森林生态系统稳定性的是（ ）
A.引入外来物种，增加该生态系统营养结构的复杂程度
B.彻底清除枯枝落叶，提高种子萌发率和幼苗的成活率
C.去除数量稀少的植物种类，为优势植物种类腾出空间
D.加强对各类生物和环境的保护，减少人类活动的干扰
D
课堂检测
2.生态瓶是一种极具有观赏性的人工模拟的微型生态系统。下列关于生态瓶的叙述，不正确的是（ ）
A.生态瓶构成了一个在物质和能量上自给自足的生态系统
B.在生态瓶中适当放入小动物，可以加快瓶内的物质循环
C.生态瓶中的沙土提供了非生物的物质和分解者等成分
D.一个星期后，生态瓶中的水变浑浊，说明该生态系统的自我调节能力是有限的
A
课堂检测
A.生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理
B.乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入
C.丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行
D.丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定
3.现有甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件如表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述错误的是（ ）
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：表中的
“＋”表示
有；“－”
表示无
A
课堂检测
生态平衡概念及种类
生态系统的稳定性
生态平衡特征
生态平衡调节机制
生态系统的稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
提高生态系统稳定性的意义及措施
原理及方法步骤
注意事项及结果分析
本节小结
生态平衡与生态系统稳定性
稳定性的种类及提高稳定性
制作生态缸

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