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第五节　生态系统的稳态及维持
[学习目标]　1.阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。通过学习生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性,建立稳态与平衡观。2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3.简述人类活动对生态系统稳定性的影响及提高生态系统稳定性的措施。4.尝试设计并制作生态缸,观察其稳定性的实验,提升探究实践能力,促进学科核心素养的发展。
一、生态系统的稳定性是动态的
1.生态系统的稳定性的概念:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性,也称生态系统的稳态。
2.生态系统具有稳定性的原因:对于一定程度的干扰,生态系统能通过自我调节保持相对稳定。
3.生态系统的稳定性的表现
(1)抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统抵抗或消除外界干扰,并使自身的结构与功能保持原状而不受损害的能力 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
实质 抵抗干扰、保持原状 遭受破坏、恢复原状
实例 在遭受虫害时,草原上植物的再生能力就会增强,这样可以避免虫害对草原造成破坏 草原在遭受火灾后往往会逐渐长出新的植被,恢复原貌
(2)影响生态系统两种稳定性的因素
一般来说,生态系统中的物种越多,遗传基因库越丰富,食物链、食物网所构成的营养结构越复杂,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。
二、生态系统的稳定性依赖自我调节
1.生态系统稳定性的原因:在没有人为因素干扰的情况下,生态系统的稳定性是其自我调节的结果。
2.调节机制:主要是通过负反馈调节机制进行的。
3.实例:兔种群与植物种群之间的负反馈调节
三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性
1.自然因素影响生态系统的稳定性
(1)气候变化影响生态系统的稳定性。对一个地区而言,气候变化一般是有规律的,如果这种规律发生改变,就会影响生态系统的稳定性。
(2)偶发的自然事件也会影响生态系统的稳定性。例如,某地区因雷电而引发了森林大火,或因地震而引发了山体滑坡等,这些偶发的自然事件也会伤害或改变环境,对该地区生态系统的稳定性造成严重影响。
2.人为因素影响生态系统的稳定性
(1)与自然因素相比,人为因素对生态系统稳定性的影响常常表现得更为显著。
(2)人类活动产生的污染物影响生态环境,如塑料污染。
(3)人为引入或消灭某些生物会损害生态系统的自我调节能力,如外来物种的入侵。
判断正误
(1)负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础。(　　)
【答案】 √
(2)生物的种类越多,生态系统的抵抗力稳定性越弱。(　　)
【答案】 ×
【提示】一般来说,生态系统中,生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强。
(3)处于平衡的生态系统中,生物的种类和数量都保持不变。(　　)
【答案】 ×
【提示】生态平衡是一种动态平衡,处于平衡的生态系统,生物的种类和数量都保持相对稳定。
(4)热带雨林遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较短时间。(　　)
【答案】 ×
【提示】热带雨林生物种类多,营养结构复杂,抵抗力稳定性强,但恢复力稳定性弱,遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较长时间。
(5)引入外来物种可能会破坏生态系统的稳定性。(　　)
【答案】 √
(6)人为引入或消灭某些生物会损害生态系统的自我调节能力。(　　)
【答案】 √
(7)封闭生态鱼缸对其组成成分及比例有着更严格的要求。(　　)
【答案】 √
任务一　分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性,提升思维能力
探究学习
　　草原生态系统分布在干旱地区,这里年降雨量很少。与热带雨林生态系统相比,草原生态系统的动植物种类要少得多,群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份,降雨量很不均匀,因此,种群和群落的结构也常常发生剧烈变化。
(1)草原生态系统与热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性有怎样的相关性
提示:相反。
(2)对同一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈什么关系 所有的生态系统都这样吗 试举例说明。
提示:二者一般呈负相关;不一定,如苔原生态系统抵抗力稳定性弱,而且一旦破坏很难恢复,所以恢复力稳定性也很弱。
(3)要提高生态系统的抵抗力稳定性,是不是引进的物种越多越好 为什么
提示:不是。引进新物种是对原有系统稳定性的一种干扰,只有在保证不破坏原有系统稳态的前提下,才能起到应有作用。
核心归纳
1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身的结构与功能相对稳定 恢复自身的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
续　表
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
联系 ①相反关系:一般来说,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然,在某些特殊的生态系统(如北极苔原生态系统)中,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。 ②二者是同时存在于同一系统中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。二者关系如图所示:
2.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
典型例题
1.(2025·镇江月考)维持生态平衡,提高生态系统的稳定性,对于生态系统是十分必要的。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 河流受到轻微污染依然能保持清澈体现了其恢复力稳定性
[B] 北极苔原生态系统的抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性强
[C] 生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
[D] 为维持生态平衡,人类应该停止对生态系统的开发利用
【答案】C
【解析】河流受到轻微污染依然能保持清澈说明该生态系统具有一定的自我调节能力,属于抵抗力稳定性;北极苔原生态系统由于特殊的气候环境,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱;对生态系统的合理开发利用有利于维持生态平衡。
2.(多选)(2025·常熟月考)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
【答案】ABC
【解析】从题图中可看出,甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后,与乙相比,甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长,波动范围大,说明甲生态系统的抵抗力稳定性低,乙生态系统的抵抗力稳定性高;若乙生态系统干扰提前,其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前,即b点左移;若甲生态系统受到的干扰强度增大,则恢复原状所需要的时间延长,c点右移;乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。
任务二　分析生态系统中的反馈调节过程
探究学习
　　下图甲、乙分别代表两种不同的调节方式,据图思考回答下列问题:
(1)反馈调节有正反馈调节和负反馈调节,图甲和图乙分别属于哪一种
提示:图甲所示的是负反馈调节,图乙所示的是正反馈调节。
(2)反馈调节都能使生态系统保持相对平衡吗
提示:不能。只有负反馈调节是生态系统自我调节的基础,能使生态系统保持相对平衡。
(3)以蛙为例,描述该动物数量减少时,生态系统可能发生的变化。
提示:当蛙数量减少时,昆虫、蜘蛛等因天敌减少而数量增加,而这一变化又会影响蛙的数量,使其增多。该过程中,负反馈调节发挥了作用。
核心归纳
生态系统中正反馈调节和负反馈调节的比较
比较 项目 正反馈调节 负反馈调节
调节 方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
总结:判断正反馈、负反馈调节的方法
(1)依据:从调节后的结果与原状态之间的变化分析。
(2)方法:调节后
典型例题
3.(2025·南通月考)下列关于生态系统自我调节能力的叙述,错误的是(　　)
[A] 在森林中,当害虫的数量增多时,食虫鸟的数量也会增多,这样害虫种群的增长就会受到抑制,这属于生物群落内部的负反馈调节
[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
【答案】C
【解析】在森林中,当害虫的数量增多时,食虫鸟的数量也会增多,害虫种群的增长就会受到抑制,输入的信息和输出的信息相反,属于负反馈调节;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;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;生态系统的自我调节能力的大小取决于它自身的结构特点,但生态系统的资源和空间是有限的,所以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,生态系统的自我调节能力会迅速丧失。
4.生态系统具有一定的自我调节能力,在其受到一定程度的干扰后依然能保持自身正常的结构和功能。下列叙述正确的是(　　)
[A] 生态系统的稳定性是指其维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
[B] 生态系统中某营养级生物数量增加,该生态系统的自我调节能力一定增大
[C] 只要生态系统的各种组分保持稳定,生态系统就会处于生态平衡状态
[D] 生态系统受到破坏后恢复的速度与时间只与自我调节能力的大小有关
【答案】A
【解析】生态系统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;某营养级生物数量增加时,不一定能增大生态系统的自我调节能力,如过度放牧会破坏生态平衡;生态平衡不仅要从生态系统的组成成分方面衡量,还要从物质和能量的输入和输出方面衡量;生态系统受到破坏后恢复的速度和时间与自我调节能力的大小以及受到破坏的程度均
有关。
任务三　 设计制作生态缸,观察其稳定性
探究学习
　　某班同学为观察生态系统如何维持稳定性,设计了4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观察后,他们发现不同的生态瓶中生态系统稳定性的差异显著,分析表中的信息,思考并回答下列问题:
生态瓶编号 生态瓶组成
光 水草 藻类 浮游 动物 小鱼 细菌
甲 + + + + - +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + + +
(1)最为稳定的生态瓶是哪个 为什么
提示:甲。有光照,各种成分齐全,且动物的个体数量较少。
(2)乙瓶中藻类的种群密度变化趋势怎样 是什么原因导致了这种变化
提示:下降;缺乏光照。
(3)与甲瓶相比,丙瓶产生了较多的有机物,为什么会出现这种现象
提示:缺少细菌,分解者数量太少。
(4)与甲瓶相比,丁瓶氧气含量有何不同 为什么
提示:氧气含量较少。消费者较多,消耗较多的氧气。
(5)根据4个生态瓶中生态系统稳定性的结果比较,可以得出哪些结论
提示:生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的环境因素(太阳能等);生产者、消费者以及分解者之间应 保持适宜比例。
典型例题
5.(2025·扬州月考)某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、生态缸、凡士林等材料制作了3个生态缸(如图所示)。下列说法中错误的是(　　)
[A] 甲缸中的小鱼很快死亡是因为分解者数量过少
[B] 乙缸中的生物存活的时间相对较长
[C] 丙缸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,丙缸不应放在黑暗中
【答案】A
【解析】甲缸中的小鱼很快死亡是因为该生态缸中小鱼数量过多,种内竞争激烈;乙缸中动植物数量比例适中,所以该生态缸中生物存活的时间相对较长; 丙缸中的分解者是细菌和真菌,主要存在于河水及池泥中; 若想维持生态平衡,丙缸不应放在黑暗中,也应放在散射光下,以维持能量的供应。
6.生态缸创意来源于人们常见的有山有水的自然景观,将这种大自然美景微缩到一个生态缸中,从而达到美化居室、陶冶情操的目的。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 生态缸中的沙土需要进行灭菌处理
[B] 设计生态缸时,生产者数目越多越有利于其维持稳定
[C] 生态缸所选用的材料需透明,有利于光合作用的进行
[D] 制作完成的生态缸需密封,并置于光线充足且能直射的地方
【答案】C
【解析】生态缸中的沙土不需要进行灭菌处理,沙土中的微生物作为分解者有利于维持该生态系统的稳定性;设计生态缸时,并非生产者数目越多越有利于维持其稳定,生态系统各组分之间要有合适的比例;生态缸所选用的材料需透明,有利于生产者光合作用的进行;制作完成的生态缸需密封,并置于光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。
随堂检测反馈
1.(2025·南京月考)生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
[B] 农田生态系统中需要施加氮肥,是因为氮元素不能循环
[C] 生物的种类越多,生态系统的抵抗力稳定性越弱
[D] 物种间信息传递有利于生态系统的平衡与稳定
【答案】D
【解析】生态系统之所以能维持生态平衡,是因为生态系统具有自我调节能力,而负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础;农田生态系统中需要施加氮肥,不是因为N元素不能循环,而是因为农田生态系统中氮元素的输出大于输入;生态系统中,生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强;物种间的信息传递可以调节种间关系、维持生态系统的平衡与稳定。
2.(2025·淮安月考)下列关于生物圈稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] 生物圈趋于稳定时,系统内的物质循环趋于自给自足
[B] 生物圈趋于稳定时,系统内能量的散失趋于逐渐减少
[C] 生物圈趋于稳定时,系统内信息传递的形式趋于复杂多样
[D] 生物圈趋于稳定时,系统的抵抗力稳定性升高
【答案】B
【解析】生物圈(最大的生态系统)趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰富,系统内的物质循环趋于自给自足;生物圈趋于稳定时,由于生物种类和数量增多、呼吸作用等过程增强,系统内能量的散失趋于增多,系统内的能量供给仍然依赖外界,比如阳光;生物圈趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰富,系统内信息传递的形式趋于复杂多样;生物圈趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰富,系统的抵抗力稳定性升高。
3.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] “野火烧不尽,春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
[B] 当外界干扰强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力将会丧失
[C] 生态系统的营养结构越简单,其恢复力稳定性不一定就越强
[D] 一块牧草地上通过人工管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
【答案】D
【解析】北极苔原生态系统的营养结构简单,其抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低;一块牧草地上通过人工管理提高某种牧草的产量后,物种可能会减少,其抵抗力稳定性可能会降低。
4.下图表示草原生态系统中兔种群与植物种群的相互关系。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 这是一种负反馈调节机制
[B] 该调节机制是生态系统自我调节能力的体现
[C] 该调节机制有利于生态系统保持相对稳定
[D] 该调节机制保证生态系统不会受到外界干扰而失衡
【答案】D
【解析】生态系统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,生态系统的稳定性会急剧下降,因此,该生态系统也会受到外界干扰而失衡。
5.(多选)(2025·长沙月考)下列有关生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的叙述中,正确的有(　　)
[A] 同一生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复力稳定性是不一样的
[B] 热带雨林在遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性会增强
[C] 在利用自然生态系统时,干扰可以适当超过生态系统抵抗力稳定性的范围
[D] 在保护自然生态系统时,要合理确定保护对策,增强生态系统的恢复力稳定性
【答案】AD
【解析】恢复力稳定性是指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,同一生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复时间和恢复速度是不一样的,即恢复力稳定性是不一样的;热带雨林营养结构复杂,其抵抗力稳定性强,但在遭到严重砍伐后,恢复力稳定性减弱;生态系统具有一定的自我调节能力,但这种调节能力是有一定限度的,当外界因素的干扰超过了这种限度时,生态系统就会遭到破坏,因此,在利用自然生态系统时,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稳定性。
　　某地区重金属矿产资源丰富,开采后废弃的重金属矿山最初表现为土壤少,但含有部分繁殖体。经过多年的连续观测,在无人为干扰条件下长出植物。主要物种相对数量随时间变化如图所示。
(1)矿山开采后导致生态系统被破坏,抵抗力稳定性如何变化 为什么
提示:下降(或降低)。物种丰富度下降,营养结构变得简单。
(2)生态恢复过程中,除植物的物种丰富度增加外,发生的变化还有什么
提示:动物的物种丰富度也会增加,优势物种发生变化、生态系统的稳定性提高,生态环境改善。
课时作业
(时间:30分钟　分值:48分)
第1～9题每题3分,第10～11题每题6分,共计39分。
基础对点练
知识点1　生态系统的稳定性
1.(2025·南通月考)一个生态系统的平衡遭到破坏,合理的解释是(　　)
[A] 这个生态系统没有自我调节能力
[B] 这个生态系统的自我调节能力一定很弱
[C] 这个生态系统的动植物种类一定很少
[D] 外来干扰超过了这个生态系统的自我调节能力
【答案】D
【解析】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的限度时,生态系统就可能遭到破坏。
2.近年来,我国西部大片的耕作区退耕。若将大面积的退耕地封闭起来,随着时间的推移,将会发生一系列的生态变化。下面列举的情况,不是未来生态变化趋势的是(　　)
[A] 营养级的数目增加
[B] 群落的结构复杂化
[C] 生态系统的恢复力稳定性增强
[D] 生态系统的抵抗力稳定性增强
【答案】C
【解析】封闭起来的耕作区中群落的结构会越来越复杂,营养级数目也会增加,生物多样性良性发展,所以生态系统的抵抗力稳定性增强,而恢复力稳定性减弱。
3.(2025·南通月考)某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游生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。下列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
【答案】B
【解析】在早期,藻类大量繁殖引起的变化(水蚤大量繁殖)又反过来抑制藻类的繁殖,这属于负反馈调节。在后期,排入污水引起了部分水蚤死亡,加重污染后又加剧了更多的水蚤死亡,这属于正反馈调节。
知识点2　抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
4.(2025·江门月考)下图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解错误的是(　　)
[A] a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性
[B] 为农田除草除虫可使其营养结构的复杂程度降低,提高a的大小
[C] 一般来说,物种丰富度与a的大小呈正相关,与b的大小呈负相关
[D] 本图适用于森林生态系统,不适用于北极苔原生态系统
【答案】B
【解析】一般情况下,生态系统的营养结构越复杂,该生态系统的抵抗力稳定性越强,恢复力稳定性越弱,则a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性;为农田除草除虫降低了物种丰富度和营养结构的复杂程度,导致该生态系统的抵抗力稳定性降低;一般来说,物种丰富度越高,该生态系统的食物网越复杂,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低,因此一般来说,物种丰富度与a的大小呈正相关,与b的大小呈负相关;北极苔原生态系统环境恶劣,抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低。
5.(2025·扬州月考)下图表示某生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] S3面积越小说明该生态系统的稳定性越高
[B] 若某生态系统S1面积小,则S2面积一定小
[C] S2面积越大说明该生态系统的恢复力稳定性越弱
[D] 受到干扰后能恢复生态平衡,说明该生态系统具有一定的自我调节能力
【答案】B
【解析】S3所代表的面积越小,表明生态系统在遭到干扰后偏离正常范围越小,生态系统的稳定性越高;S1所代表的面积越小,表明生态系统在遭到干扰后偏离正常范围越大,生态系统的抵抗力稳定性越低;恢复力稳定性可能较高,也可能较小,故S2面积不一定小;S2所代表的面积越大,表明生态系统在遭到干扰破坏后,恢复到原状所用的时间越长,生态系统的恢复力稳定性越弱;受到干扰后能恢复生态平衡,说明该生态系统具有一定的自我调节能力。
6.(2025·泰州月考)置位点是生态系统所具有的某个理想状态,此时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态。下列说法正确的是(　　)
[A] 处于置位点的生态系统有机物的总量不断增加
[B] 处于置位点的生态系统不需要系统外的能量供给
[C] 生态系统中的生物种类越多,生态系统偏离置位点的可能性越大
[D] 处于置位点的不同生态系统对外界干扰的敏感程度不同
【答案】D
【解析】处于置位点的生态系统内,植物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,即输入和输出基本相等,而非不断增加;任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能;生态系统中生物种类越多,抵抗力稳定性越大,生态系统偏离置位点的可能性越小。
知识点3　设计制作生态缸,观察其稳定性
7.(2025·南通月考)为观察不同水质对生态系统稳定性的影响,某研究小组设计并制作了小生态瓶,其与自然生态系统相比的特殊性表现在(　　)
[A] 不输入能量 [B] 应封闭而不开放
[C] 缺少分解者 [D] 不进行物质循环
【答案】B
【解析】生态瓶是透明的,需要外界提供光能才能维持;生态瓶是封闭的,而自然生态系统是开放的;生态瓶中的成分齐全;生态瓶是密闭的,内部可以进行物质循环。
8.(2025·惠州月考)生态瓶是一种极具观赏性的人工模拟的微型生态系统。下列关于生态瓶的描述,错误的是(　　)
[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因素和分解者等成分
[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
【答案】A
【解析】能量流动过程中,各种生物都会通过呼吸作用散失一部分能量,而散失的热能不能再被生物利用,因此,生态瓶中的能量不能自给自足;小动物属于消费者,消费者可加速物质的循环,因此,在生态瓶中适当放入小动物,可以加快瓶内的物质循环;生态瓶中的沙土中含有微生物,也含有无机盐,可提供非生物因素和分解者等成分;一个星期后,生态瓶中的水变浑浊,说明该生态系统的自我净化能力减弱,不能维持生态系统结构和功能的稳定,即说明该生态系统的自我调节能力是有限的。
9.(2025·淮安期中)为改善我国西部地区的生态环境,某地推行了退耕还草的措施。下图表示退耕还草过程中,生产者所固定的太阳能(A)和生物总数量(B)的变化曲线,下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 第10～20年,该生态系统自我调节能力逐渐增强
[B] 30年后曲线A下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单有关
[C] 第80年开始,该生态系统已基本达到相对稳定状态
[D] 在生物总量不断变化的过程中,某种生物的生态位保持不变
【答案】D
【解析】由题图可知,第10～20年生物总数量和生产者固定的太阳能都在增加,生态系统的营养结构越来越复杂,故自我调节能力逐渐增强;从第30年开始,因为消费者数量不断增加,生产者所固定的太阳能减少,即曲线A下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单(生产者固定光能不足)有关;从第80年开始,生物总数量和固定太阳能总量都维持在了最大值,说明该生态系统已基本达到相对稳定状态;在生物总量不断变化的过程中,种间关系也可能会发生变化,故某种生物的生态位可能会发生变化。
综合提升练
10. (多选)(2025·佛山期末)下图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况,下列关于该变化过程的说法,错误的有(　　)
[A] 甲、乙生态系统都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
[B] 乙生态系统的恢复力稳定性强
[C] a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
[D] 甲曲线的最低点只有恢复力稳定性
【答案】BCD
【解析】任何一个生态系统都具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,即都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性;题图中解除干扰后,甲生态系统可以恢复到原来水平,而乙生态系统不能,因此,甲生态系统的恢复力稳定性强;受到干扰后,甲、乙生态系统在a、b点仍然具有抵抗力稳定性,不会丧失抵抗力稳定性;生态系统在任何时期都是既有抵抗力稳定性,也有恢复力稳定性。
11.(多选)(2025·常州期中)下图表示某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系,下列说法错误的有(　　)
[A] 一定范围内,污染程度越大,河流的恢复速率越慢,需要的恢复时间越长
[B] 水体富营养化导致更多生物死亡,这又加重了水体的污染,体现了负反馈调节
[C] B点之后造成的污染难以恢复的原因是超过了河流的自我调节能力
[D] 适量增加该河流各个营养级的生物种类能提高其恢复力稳定性
【答案】BD
【解析】由题图可以看出,一定范围内,污染程度越大,河流的恢复速率越慢,需要的恢复时间越长;水体富营养化导致更多生物死亡,更多生物死亡进一步加重水体污染,属于正反馈调节;河流的自我调节能力有限,超过了自我调节的范围,就难以恢复;适量增加该河流各个营养级的生物种类,能提高生态系统营养结构的复杂性,进而提高其抵抗力稳定性,而降低恢复力稳
定性。
12.(9分)(2025·南通月考)下图中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围;y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。请回答下列
问题:
(1)生态系统结构复杂,各组分间通过　　　　和　　　　紧密联系,形成统一整体;同时,　　　调节着生物种间关系,以维持生态系统的稳定性。
(2)生态系统稳定性的基础是　　　　。若要保持一个封闭生态系统的稳定性,必须从外界源源不断地输入　　　　。
(3)对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若ya>yb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a　　　　(填“>”“<”或“=”)b;对同一生态系统来说,x和y的关系为　　　　(填“正相关”或“负相关”)。
(4)环境污染是影响生态系统稳定性的因素之一。研究环境污染物对生物的影响,可用于生态风险评估。进行生态风险评估时,要计算出一个风险商数(RQ),若RQ<1,显示污染物对生物的健康只构成低风险;RQ≥1,则显示污染物可能对生物有害。请根据表中的RQ值预测污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。
　 。
生物种类 RQ
汞(Hg) 铅(Pb)
A 某种小乔木 0.75 0.55
B 某种植食动物 1.26 0.84
C 某种大型真菌 0.91 0.48
D 某种肉食动物 1.25 2.05
【答案】(除标注外,每空1分)(1)能量流动　物质循环　信息传递
(2)一定的自我调节能力　能量
(3)<　正相关
(4)D内两种污染物的RQ>1,B内汞的RQ>1,污染物会威胁这些生物的生存,由A和C生物体内两种污染物的RQ<1可知,其生存不会受到威胁。汞、铅污染可能导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低,生态平衡被破坏(2分)
【解析】(1)物质循环、能量流动和信息传递将生态系统的各组成成分连成一个统一整体。
(2)物质是循环往复的,因此,一个生态系统可以实现物质上的自给自足;而能量流动是单向、递减的,因此,必须从外界源源不断地输入能量,才能保持封闭生态系统的稳定性。
(3)在相同强度的干扰下ya>yb,表明a生态系统受到的影响更大,其抵抗力稳定性低。偏离正常范围越大,恢复需要的时间就越长,故x和y呈正相关。
(4)根据RQ的含义可判断表中污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响:D内两种污染物的RQ>1,B内汞的RQ>1,污染物会威胁这些生物的生存,由A和C生物体内两种污染物的RQ<1可知,其生存不会受到威胁。汞、铅污染可能导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低,生态平衡被破坏。第五节　生态系统的稳态及维持
课时作业
(时间:30分钟　分值:48分)
第1～9题每题3分,第10～11题每题6分,共计39分。
基础对点练
知识点1　生态系统的稳定性
1.(2025·南通月考)一个生态系统的平衡遭到破坏,合理的解释是(　　)
[A] 这个生态系统没有自我调节能力
[B] 这个生态系统的自我调节能力一定很弱
[C] 这个生态系统的动植物种类一定很少
[D] 外来干扰超过了这个生态系统的自我调节能力
【答案】D
【解析】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的限度时,生态系统就可能遭到破坏。
2.近年来,我国西部大片的耕作区退耕。若将大面积的退耕地封闭起来,随着时间的推移,将会发生一系列的生态变化。下面列举的情况,不是未来生态变化趋势的是(　　)
[A] 营养级的数目增加
[B] 群落的结构复杂化
[C] 生态系统的恢复力稳定性增强
[D] 生态系统的抵抗力稳定性增强
【答案】C
【解析】封闭起来的耕作区中群落的结构会越来越复杂,营养级数目也会增加,生物多样性良性发展,所以生态系统的抵抗力稳定性增强,而恢复力稳定性减弱。
3.(2025·南通月考)某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游生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。下列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
【答案】B
【解析】在早期,藻类大量繁殖引起的变化(水蚤大量繁殖)又反过来抑制藻类的繁殖,这属于负反馈调节。在后期,排入污水引起了部分水蚤死亡,加重污染后又加剧了更多的水蚤死亡,这属于正反馈调节。
知识点2　抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
4.(2025·江门月考)下图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解错误的是(　　)
[A] a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性
[B] 为农田除草除虫可使其营养结构的复杂程度降低,提高a的大小
[C] 一般来说,物种丰富度与a的大小呈正相关,与b的大小呈负相关
[D] 本图适用于森林生态系统,不适用于北极苔原生态系统
【答案】B
【解析】一般情况下,生态系统的营养结构越复杂,该生态系统的抵抗力稳定性越强,恢复力稳定性越弱,则a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性;为农田除草除虫降低了物种丰富度和营养结构的复杂程度,导致该生态系统的抵抗力稳定性降低;一般来说,物种丰富度越高,该生态系统的食物网越复杂,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低,因此一般来说,物种丰富度与a的大小呈正相关,与b的大小呈负相关;北极苔原生态系统环境恶劣,抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低。
5.(2025·扬州月考)下图表示某生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] S3面积越小说明该生态系统的稳定性越高
[B] 若某生态系统S1面积小,则S2面积一定小
[C] S2面积越大说明该生态系统的恢复力稳定性越弱
[D] 受到干扰后能恢复生态平衡,说明该生态系统具有一定的自我调节能力
【答案】B
【解析】S3所代表的面积越小,表明生态系统在遭到干扰后偏离正常范围越小,生态系统的稳定性越高;S1所代表的面积越小,表明生态系统在遭到干扰后偏离正常范围越大,生态系统的抵抗力稳定性越低;恢复力稳定性可能较高,也可能较小,故S2面积不一定小;S2所代表的面积越大,表明生态系统在遭到干扰破坏后,恢复到原状所用的时间越长,生态系统的恢复力稳定性越弱;受到干扰后能恢复生态平衡,说明该生态系统具有一定的自我调节能力。
6.(2025·泰州月考)置位点是生态系统所具有的某个理想状态,此时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态。下列说法正确的是(　　)
[A] 处于置位点的生态系统有机物的总量不断增加
[B] 处于置位点的生态系统不需要系统外的能量供给
[C] 生态系统中的生物种类越多,生态系统偏离置位点的可能性越大
[D] 处于置位点的不同生态系统对外界干扰的敏感程度不同
【答案】D
【解析】处于置位点的生态系统内,植物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,即输入和输出基本相等,而非不断增加;任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能;生态系统中生物种类越多,抵抗力稳定性越大,生态系统偏离置位点的可能性越小。
知识点3　设计制作生态缸,观察其稳定性
7.(2025·南通月考)为观察不同水质对生态系统稳定性的影响,某研究小组设计并制作了小生态瓶,其与自然生态系统相比的特殊性表现在(　　)
[A] 不输入能量 [B] 应封闭而不开放
[C] 缺少分解者 [D] 不进行物质循环
【答案】B
【解析】生态瓶是透明的,需要外界提供光能才能维持;生态瓶是封闭的,而自然生态系统是开放的;生态瓶中的成分齐全;生态瓶是密闭的,内部可以进行物质循环。
8.(2025·惠州月考)生态瓶是一种极具观赏性的人工模拟的微型生态系统。下列关于生态瓶的描述,错误的是(　　)
[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因素和分解者等成分
[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
【答案】A
【解析】能量流动过程中,各种生物都会通过呼吸作用散失一部分能量,而散失的热能不能再被生物利用,因此,生态瓶中的能量不能自给自足;小动物属于消费者,消费者可加速物质的循环,因此,在生态瓶中适当放入小动物,可以加快瓶内的物质循环;生态瓶中的沙土中含有微生物,也含有无机盐,可提供非生物因素和分解者等成分;一个星期后,生态瓶中的水变浑浊,说明该生态系统的自我净化能力减弱,不能维持生态系统结构和功能的稳定,即说明该生态系统的自我调节能力是有限的。
9.(2025·淮安期中)为改善我国西部地区的生态环境,某地推行了退耕还草的措施。下图表示退耕还草过程中,生产者所固定的太阳能(A)和生物总数量(B)的变化曲线,下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 第10～20年,该生态系统自我调节能力逐渐增强
[B] 30年后曲线A下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单有关
[C] 第80年开始,该生态系统已基本达到相对稳定状态
[D] 在生物总量不断变化的过程中,某种生物的生态位保持不变
【答案】D
【解析】由题图可知,第10～20年生物总数量和生产者固定的太阳能都在增加,生态系统的营养结构越来越复杂,故自我调节能力逐渐增强;从第30年开始,因为消费者数量不断增加,生产者所固定的太阳能减少,即曲线A下降可能与捕食者增多、群落垂直结构相对简单(生产者固定光能不足)有关;从第80年开始,生物总数量和固定太阳能总量都维持在了最大值,说明该生态系统已基本达到相对稳定状态;在生物总量不断变化的过程中,种间关系也可能会发生变化,故某种生物的生态位可能会发生变化。
综合提升练
10. (多选)(2025·佛山期末)下图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况,下列关于该变化过程的说法,错误的有(　　)
[A] 甲、乙生态系统都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
[B] 乙生态系统的恢复力稳定性强
[C] a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
[D] 甲曲线的最低点只有恢复力稳定性
【答案】BCD
【解析】任何一个生态系统都具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,即都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性;题图中解除干扰后,甲生态系统可以恢复到原来水平,而乙生态系统不能,因此,甲生态系统的恢复力稳定性强;受到干扰后,甲、乙生态系统在a、b点仍然具有抵抗力稳定性,不会丧失抵抗力稳定性;生态系统在任何时期都是既有抵抗力稳定性,也有恢复力稳定性。
11.(多选)(2025·常州期中)下图表示某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系,下列说法错误的有(　　)
[A] 一定范围内,污染程度越大,河流的恢复速率越慢,需要的恢复时间越长
[B] 水体富营养化导致更多生物死亡,这又加重了水体的污染,体现了负反馈调节
[C] B点之后造成的污染难以恢复的原因是超过了河流的自我调节能力
[D] 适量增加该河流各个营养级的生物种类能提高其恢复力稳定性
【答案】BD
【解析】由题图可以看出,一定范围内,污染程度越大,河流的恢复速率越慢,需要的恢复时间越长;水体富营养化导致更多生物死亡,更多生物死亡进一步加重水体污染,属于正反馈调节;河流的自我调节能力有限,超过了自我调节的范围,就难以恢复;适量增加该河流各个营养级的生物种类,能提高生态系统营养结构的复杂性,进而提高其抵抗力稳定性,而降低恢复力稳
定性。
12.(9分)(2025·南通月考)下图中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围;y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。请回答下列
问题:
(1)生态系统结构复杂,各组分间通过　　　　和　　　　紧密联系,形成统一整体;同时,　　　调节着生物种间关系,以维持生态系统的稳定性。
(2)生态系统稳定性的基础是　　　　。若要保持一个封闭生态系统的稳定性,必须从外界源源不断地输入　　　　。
(3)对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若ya>yb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a　　　　(填“>”“<”或“=”)b;对同一生态系统来说,x和y的关系为　　　　(填“正相关”或“负相关”)。
(4)环境污染是影响生态系统稳定性的因素之一。研究环境污染物对生物的影响,可用于生态风险评估。进行生态风险评估时,要计算出一个风险商数(RQ),若RQ<1,显示污染物对生物的健康只构成低风险;RQ≥1,则显示污染物可能对生物有害。请根据表中的RQ值预测污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。
　 。
生物种类 RQ
汞(Hg) 铅(Pb)
A 某种小乔木 0.75 0.55
B 某种植食动物 1.26 0.84
C 某种大型真菌 0.91 0.48
D 某种肉食动物 1.25 2.05
【答案】(除标注外,每空1分)(1)能量流动　物质循环　信息传递
(2)一定的自我调节能力　能量
(3)<　正相关
(4)D内两种污染物的RQ>1,B内汞的RQ>1,污染物会威胁这些生物的生存,由A和C生物体内两种污染物的RQ<1可知,其生存不会受到威胁。汞、铅污染可能导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低,生态平衡被破坏(2分)
【解析】(1)物质循环、能量流动和信息传递将生态系统的各组成成分连成一个统一整体。
(2)物质是循环往复的,因此,一个生态系统可以实现物质上的自给自足;而能量流动是单向、递减的,因此,必须从外界源源不断地输入能量,才能保持封闭生态系统的稳定性。
(3)在相同强度的干扰下ya>yb,表明a生态系统受到的影响更大,其抵抗力稳定性低。偏离正常范围越大,恢复需要的时间就越长,故x和y呈正相关。
(4)根据RQ的含义可判断表中污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响:D内两种污染物的RQ>1,B内汞的RQ>1,污染物会威胁这些生物的生存,由A和C生物体内两种污染物的RQ<1可知,其生存不会受到威胁。汞、铅污染可能导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低,生态平衡被破坏。(共51张PPT)
第五节　生态系统的稳态及维持
1.阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。通过学习生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性,建立稳态与平衡观。2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。3.简述人类活动对生态系统稳定性的影响及提高生态系统稳定性的措施。4.尝试设计并制作生态缸,观察其稳定性的实验,提升探究实践能力,促进学科核心素养的发展。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、生态系统的稳定性是动态的
1.生态系统的稳定性的概念:生态系统所具有的 或 自身结构和功能 的能力称为生态系统的稳定性,也称生态系统的稳态。
2.生态系统具有稳定性的原因:对于一定程度的干扰,生态系统能通过
保持相对稳定。
保持
恢复
相对稳定
自我调节
3.生态系统的稳定性的表现
(1)抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗或消除
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 而不受损害的能力 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力
实质 抵抗干扰、保持原状 遭受破坏、恢复原状
实例 在遭受虫害时,草原上植物的再生能力就会增强,这样可以避免虫害对草原造成破坏 草原在遭受火灾后往往会逐渐长出新的植被,恢复原貌
保持原状
恢复到原状
(2)影响生态系统两种稳定性的因素
一般来说,生态系统中的 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。
物种
遗传基因库
复杂
二、生态系统的稳定性依赖自我调节
1.生态系统稳定性的原因:在没有人为因素干扰的情况下,生态系统的稳定性是其 的结果。
2.调节机制:主要是通过 机制进行的。
自我调节
负反馈调节
3.实例:兔种群与植物种群之间的负反馈调节
增加
减少
增加
增加
三、自然或人为因素影响生态系统的稳定性
1.自然因素影响生态系统的稳定性
(1) 影响生态系统的稳定性。对一个地区而言,气候变化一般是有规律的,如果这种规律发生改变,就会影响生态系统的稳定性。
(2)偶发的 也会影响生态系统的稳定性。例如,某地区因雷电而引发了森林大火,或因地震而引发了山体滑坡等,这些偶发的自然事件也会伤害或改变环境,对该地区生态系统的稳定性造成严重影响。
气候变化
自然事件
2.人为因素影响生态系统的稳定性
(1)与自然因素相比,人为因素对生态系统稳定性的影响常常表现得更为
显著。
(2)人类活动产生的 影响生态环境,如塑料污染。
(3)人为 会损害生态系统的自我调节能力,如外来物种的入侵。
污染物
引入或消灭某些生物
判断正误
(1)负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础。(　　)
(2)生物的种类越多,生态系统的抵抗力稳定性越弱。(　　)
√
×
【提示】一般来说,生态系统中,生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强。
(3)处于平衡的生态系统中,生物的种类和数量都保持不变。(　　)
×
【提示】生态平衡是一种动态平衡,处于平衡的生态系统,生物的种类和数量都保持相对稳定。
(5)引入外来物种可能会破坏生态系统的稳定性。(　　)
(6)人为引入或消灭某些生物会损害生态系统的自我调节能力。(　　)
(7)封闭生态鱼缸对其组成成分及比例有着更严格的要求。(　　)
×
(4)热带雨林遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较短时间。(　　)
【提示】热带雨林生物种类多,营养结构复杂,抵抗力稳定性强,但恢复力稳定性弱,遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较长时间。
√
√
√
探究案·合作学习
任务一　分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性,提升思维能力
草原生态系统分布在干旱地区,这里年降雨量很少。与热带雨林生态系统相比,草原生态系统的动植物种类要少得多,群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份,降雨量很不均匀,因此,种群和群落的结构也常常发生剧烈变化。
「探究学习」
(1)草原生态系统与热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性有怎样的相关性
提示:相反。
(2)对同一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈什么关系 所有的生态系统都这样吗 试举例说明。
提示:二者一般呈负相关;不一定,如苔原生态系统抵抗力稳定性弱,而且一旦破坏很难恢复,所以恢复力稳定性也很弱。
(3)要提高生态系统的抵抗力稳定性,是不是引进的物种越多越好 为什么
提示:不是。引进新物种是对原有系统稳定性的一种干扰,只有在保证不破坏原有系统稳态的前提下,才能起到应有作用。
「核心归纳」
1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身的结构与功能相对稳定 恢复自身的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相反关系:一般来说,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然,在某些特殊的生态系统(如北极苔原生态系统)中,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低。
②二者是同时存在于同一系统中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。二者关系如图所示:
2.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
「典型例题」
1.(2025·镇江月考)维持生态平衡,提高生态系统的稳定性,对于生态系统是十分必要的。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 河流受到轻微污染依然能保持清澈体现了其恢复力稳定性
[B] 北极苔原生态系统的抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性强
[C] 生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
[D] 为维持生态平衡,人类应该停止对生态系统的开发利用
C
【解析】河流受到轻微污染依然能保持清澈说明该生态系统具有一定的自我调节能力,属于抵抗力稳定性;北极苔原生态系统由于特殊的气候环境,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱;对生态系统的合理开发利用有利于维持生态平衡。
2.(多选)(2025·常熟月考)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
ABC
【解析】从题图中可看出,甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后,与乙相比,甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长,波动范围大,说明甲生态系统的抵抗力稳定性低,乙生态系统的抵抗力稳定性高;若乙生态系统干扰提前,其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前,即b点左
移;若甲生态系统受到的干扰强度增大,则恢复原状所需要的时间延长,c点右移;乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。
任务二　分析生态系统中的反馈调节过程
下图甲、乙分别代表两种不同的调节方式,据图思考回答下列问题:
「探究学习」
(1)反馈调节有正反馈调节和负反馈调节,图甲和图乙分别属于哪一种
提示:图甲所示的是负反馈调节,图乙所示的是正反馈调节。
(2)反馈调节都能使生态系统保持相对平衡吗
提示:不能。只有负反馈调节是生态系统自我调节的基础,能使生态系统保持相对平衡。
(3)以蛙为例,描述该动物数量减少时,生态系统可能发生的变化。
提示:当蛙数量减少时,昆虫、蜘蛛等因天敌减少而数量增加,而这一变化又会影响蛙的数量,使其增多。该过程中,负反馈调节发挥了作用。
「核心归纳」
生态系统中正反馈调节和负反馈调节的比较
比较项目 正反馈调节 负反馈调节
调节 方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
总结:判断正反馈、负反馈调节的方法
(1)依据:从调节后的结果与原状态之间的变化分析。
「典型例题」
3.(2025·南通月考)下列关于生态系统自我调节能力的叙述,错误的是(　　)
[A] 在森林中,当害虫的数量增多时,食虫鸟的数量也会增多,这样害虫种群的增长就会受到抑制,这属于生物群落内部的负反馈调节
[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
C
【解析】在森林中,当害虫的数量增多时,食虫鸟的数量也会增多,害虫种群的增长就会受到抑制,输入的信息和输出的信息相反,属于负反馈调节;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;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;生态系统的自我调节能力的大小取决于它自身的结构特点,但生态系统的资源和空间是有限的,所以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,生态系统的自我调节能力会迅速丧失。
4.生态系统具有一定的自我调节能力,在其受到一定程度的干扰后依然能保持自身正常的结构和功能。下列叙述正确的是(　　)
[A] 生态系统的稳定性是指其维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
[B] 生态系统中某营养级生物数量增加,该生态系统的自我调节能力一定
增大
[C] 只要生态系统的各种组分保持稳定,生态系统就会处于生态平衡状态
[D] 生态系统受到破坏后恢复的速度与时间只与自我调节能力的大小有关
A
【解析】生态系统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;某营养级生物数量增加时,不一定能增大生态系统的自我调节能力,如过度放牧会破坏生态平衡;生态平衡不仅要从生态系统的组成成分方面衡量,还要从物质和能量的输入和输出方面衡量;生态系统受到破坏后恢复的速度和时间与自我调节能力的大小以及受到破坏的程度均有关。
任务三　 设计制作生态缸,观察其稳定性
某班同学为观察生态系统如何维持稳定性,设计了4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观察后,他们发现不同的生态瓶中生态系统稳定性的差异显著,分析表中的信息,思考并回答下列问题:
「探究学习」
生态瓶编号 生态瓶组成
光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 细菌
甲 + + + + - +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + + +
(1)最为稳定的生态瓶是哪个 为什么
提示:甲。有光照,各种成分齐全,且动物的个体数量较少。
(2)乙瓶中藻类的种群密度变化趋势怎样 是什么原因导致了这种变化
提示:下降;缺乏光照。
(3)与甲瓶相比,丙瓶产生了较多的有机物,为什么会出现这种现象
提示:缺少细菌,分解者数量太少。
(4)与甲瓶相比,丁瓶氧气含量有何不同 为什么
提示:氧气含量较少。消费者较多,消耗较多的氧气。
(5)根据4个生态瓶中生态系统稳定性的结果比较,可以得出哪些结论
提示:生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的环境因素
(太阳能等);生产者、消费者以及分解者之间应 保持适宜比例。
「典型例题」
5.(2025·扬州月考)某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、生态缸、凡士林等材料制作了3个生态缸(如图所示)。下列说法中错误的是(　　)
[A] 甲缸中的小鱼很快死亡是因为分解者数量过少
[B] 乙缸中的生物存活的时间相对较长
[C] 丙缸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,丙缸不应放在黑暗中
A
【解析】甲缸中的小鱼很快死亡是因为该生态缸中小鱼数量过多,种内竞争激烈;乙缸中动植物数量比例适中,所以该生态缸中生物存活的时间相对较长; 丙缸中的分解者是细菌和真菌,主要存在于河水及池泥中; 若想维持生态平衡,丙缸不应放在黑暗中,也应放在散射光下,以维持能量的供应。
6.生态缸创意来源于人们常见的有山有水的自然景观,将这种大自然美景微缩到一个生态缸中,从而达到美化居室、陶冶情操的目的。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 生态缸中的沙土需要进行灭菌处理
[B] 设计生态缸时,生产者数目越多越有利于其维持稳定
[C] 生态缸所选用的材料需透明,有利于光合作用的进行
[D] 制作完成的生态缸需密封,并置于光线充足且能直射的地方
C
【解析】生态缸中的沙土不需要进行灭菌处理,沙土中的微生物作为分解者有利于维持该生态系统的稳定性;设计生态缸时,并非生产者数目越多越有利于维持其稳定,生态系统各组分之间要有合适的比例;生态缸所选用的材料需透明,有利于生产者光合作用的进行;制作完成的生态缸需密封,并置于光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。
思维导图
随堂检测反馈
1.(2025·南京月考)生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
[B] 农田生态系统中需要施加氮肥,是因为氮元素不能循环
[C] 生物的种类越多,生态系统的抵抗力稳定性越弱
[D] 物种间信息传递有利于生态系统的平衡与稳定
D
【解析】生态系统之所以能维持生态平衡,是因为生态系统具有自我调节能力,而负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础;农田生态系统中需要施加氮肥,不是因为N元素不能循环,而是因为农田生态系统中氮元素的输出大于输入;生态系统中,生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强;物种间的信息传递可以调节种间关系、维持生态系统的平衡与稳定。
2.(2025·淮安月考)下列关于生物圈稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] 生物圈趋于稳定时,系统内的物质循环趋于自给自足
[B] 生物圈趋于稳定时,系统内能量的散失趋于逐渐减少
[C] 生物圈趋于稳定时,系统内信息传递的形式趋于复杂多样
[D] 生物圈趋于稳定时,系统的抵抗力稳定性升高
B
【解析】生物圈(最大的生态系统)趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰富,系统内的物质循环趋于自给自足;生物圈趋于稳定时,由于生物种类和数量增多、呼吸作用等过程增强,系统内能量的散失趋于增多,系统内的能量供给仍然依赖外界,比如阳光;生物圈趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰富,系统内信息传递的形式趋于复杂多样;生物圈趋于稳定时,生态系统的结构趋于稳定,生物多样性种类丰
富,系统的抵抗力稳定性升高。
3.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] “野火烧不尽,春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
[B] 当外界干扰强度超过一定限度时,生态系统的自我调节能力将会丧失
[C] 生态系统的营养结构越简单,其恢复力稳定性不一定就越强
[D] 一块牧草地上通过人工管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
D
【解析】北极苔原生态系统的营养结构简单,其抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低;一块牧草地上通过人工管理提高某种牧草的产量后,物种可能会减少,其抵抗力稳定性可能会降低。
4.下图表示草原生态系统中兔种群与植物种群的相互关系。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 这是一种负反馈调节机制
[B] 该调节机制是生态系统自我调节能力的体现
[C] 该调节机制有利于生态系统保持相对稳定
[D] 该调节机制保证生态系统不会受到外界干扰而失衡
D
【解析】生态系统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,生态系统的稳定性会急剧下降,因此,该生态系统也会受到外界干扰而失衡。
5.(多选)(2025·长沙月考)下列有关生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的叙述中,正确的有(　 　)
[A] 同一生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复力稳定性是不一样的
[B] 热带雨林在遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性会增强
[C] 在利用自然生态系统时,干扰可以适当超过生态系统抵抗力稳定性的
范围
[D] 在保护自然生态系统时,要合理确定保护对策,增强生态系统的恢复力稳定性
AD
【解析】恢复力稳定性是指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,同一生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复时间和恢复速度是不一样的,即恢复力稳定性是不一样的;热带雨林营养结构复杂,其抵抗力稳定性强,但在遭到严重砍伐后,恢复力稳定性减弱;生态系统具有一定的自我调节能力,但这种调节能力是有一定限度的,当外界因素的干扰超过了这种限度时,生态系统就会遭到破坏,因此,在利用自然生态系统时,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稳定性。
联系实际 迁移应用
某地区重金属矿产资源丰富,开采后废弃的重金属矿山最初表现为土壤少,但含有部分繁殖体。经过多年的连续观测,在无人为干扰条件下长出植物。主要物种相对数量随时间变化如图所示。
(1)矿山开采后导致生态系统被破坏,抵抗力稳定性如何变化 为什么
提示:下降(或降低)。物种丰富度下降,营养结构变得简单。
(2)生态恢复过程中,除植物的物种丰富度增加外,发生的变化还有什么
提示:动物的物种丰富度也会增加,优势物种发生变化、生态系统的稳定性提高,生态环境改善。

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