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第5节　生态系统的稳定性
[学习目标]　1.概述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。2.阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。4.简述提高生态系统稳定性的措施。5.设计并制作生态缸,观察其稳定性。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
2.生态平衡的调节机制
(1)负反馈: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。
(2)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。
3.生态系统的稳定性
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.抵抗力稳定性
(1)含义: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。
(2)特点:一般来说,生态系统中的生物种类越多→食物网越复杂→其自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高。
2.恢复力稳定性
(1)含义: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。
(2)特点: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是不一样的。
三、提高生态系统的稳定性
1.原因
(1)处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
(2)处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
2.措施
(1)要控制对生态系统的干扰强度,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。
(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。
四、设计制作生态缸,观察其稳定性
1.实验原理
(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,构建一个人工微生态系统是可能的。
(2)在设计时,要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
2.实验步骤
3.实验结果
(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,但其结构比较简单,自我调节能力差。
(2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间有长有短。
判断正误
(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。(　　)
【答案】 ×
【提示】 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。
(2)当农田里蚜虫数量增多时,七星瓢虫的数量也会增多,这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节。(　　)
【答案】 √
(3)负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与非生物环境之间不存在。(　　)
【答案】 ×
【提示】 负反馈调节在生态系统中普遍存在,不仅存在于生物群落内部,也存在于生物群落与非生物环境之间。
(4)落叶阔叶林遭到破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其抵抗力稳定性较低。(　　)
【答案】 ×
【提示】 落叶阔叶林遭到破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其恢复力稳定性较低。
(5)对过度利用的森林与草原,应实行封育,不能再利用。(　　)
【答案】 ×
【提示】 对过度利用的森林与草原,首先应实行封育,待恢复到较好状态时再适度利用。
(6)生态缸不能密封,以保证内外空气的流通。(　　)
【答案】 ×
【提示】 生态缸必须是封闭的,防止外界生物或非生物因素的干扰。
任务一　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。
(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具备自我调节能力的基础,能使生态系统保持相对平衡。
(3)正反馈调节一定向坏的方面发展吗
【提示】 不一定,它还会使好的方面更好。
(4)以蝗虫→蛙为例,描述当蛙数量减少时,蝗虫数量如何变化,该变化又会对蛙的数量产生什么影响
【提示】 当蛙数量减少时,蝗虫等因天敌减少而数量增加,而这一变化又会影响蛙的数量,使其数量增多。
核心归纳
(1)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
(2)判断正反馈调节、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
1.下列关于生态平衡及生态系统稳定性的叙述,不正确的是(　　)
[A] 处于生态平衡的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定
[B] 生态平衡的特征包括:结构平衡、功能平衡和收支平衡
[C] 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
[D] 生态系统可通过负反馈调节维持稳定,而正反馈调节都会破坏生态系统
【答案】 D
【解析】 负反馈调节在生态系统中普遍存在,生态系统可以通过负反馈调节维持稳定,但是正反馈调节不一定会破坏生态系统。
2.生态系统具有一定的自我调节能力,在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] 负反馈调节只存在于生物群落和非生物环境之间
[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;生态系统中的负反馈调节既存在于生物群落与非生物环境之间,也存在于生物群落内部;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等方面衡量;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破坏程度均有关。
任务二　分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
　　草原生态系统主要分布在半干旱地区,这里年降雨量较少。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什么区别
【提示】 一般热带雨林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高,但是,热带雨林生态系统的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。
(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,如北极冻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稳态的前提下,才能起到应有的作用。
(4)下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系,据图分析回答下列问题。
①y的大小可作为抵抗力稳定性强弱的指标,y值越大,说明抵抗力稳定性越弱。
②x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明恢复力稳定性越弱。
③TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,TS值越大,说明生态系统的总稳定性越低。
核心归纳
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高,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低,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,但在某些特殊的生态系统(如北极冻原生态系统)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。如图所示:
典型例题
3.(2025·开封期末)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] 北极冻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;北极冻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。
4.(多选)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下降幅度大,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】 缺少分解者。
(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比较结果,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物质和能量(太阳能等);生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例。
核心归纳
生态缸实验设计要求及分析
设计要求 相关分析
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、分解者等) 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
生态缸的材料必须透明 允许光线穿透,为植物光合作用提供必要的光照条件,保持生态缸内温度,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
将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直射 防止水温过高导致内部生物死亡
选择的动物不宜过多,个体不宜太大 减少对有机物、氧气的消耗,防止生产量小于消耗量
典型例题
5.(2025·淮南期末)某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生态缸中植食性小鱼数量过多,因食物短缺和氧气快速消耗而死亡;乙缸中动植物数量比例适中,所以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,应放在散射光下,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.下列关于生态平衡的说法,不正确的是(　　)
[A] 生态平衡就是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
[B] 处于生态平衡的生态系统的各组分保持不变
[C] 处于生态平衡的生态系统的物质和能量的输入和输出达到平衡状态
[D] 使生态系统恢复平衡的调节机制是负反馈
【答案】 B
【解析】 处于生态平衡的生态系统的结构与功能处于相对稳定状态,生态系统的各组分保持相对稳定,而不是保持不变。
2.生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。下列不属于负反馈调节的是(　　)
[A] 草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠数量的增加受到抑制
[B] 草原被蝗虫采食后,草原植物再生能力增强,减缓植物种群数量的下降
[C] 森林局部着火破坏了部分植物,但空地土壤肥沃,光照充足,幸存植物能迅速萌发生长
[D] 池塘被倒入大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差
【答案】 D
【解析】 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,属于正反馈
调节。
3.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是(　　)
[A] 河流受到轻微的污染依然清澈,说明生态系统具有自我调节能力,可抵抗外界任何
干扰
[B] 恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
[C] 海洋生态系统动植物种类很多,抵抗力稳定性较强
[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
【答案】 C
【解析】 生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰超过一定限度时,生态平衡会遭到破坏;有些生态系统(如冻原生态系统)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较弱;引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝,从而使该生态系统的抵抗力稳定性下降。
4.(多选)(2025·衡水期末)生态系统的稳定性受到多种因素影响。下列叙述正确的是(　　)
[A] 引入外来物种可能会破坏生态系统的稳定性
[B] 减少捕食者数量可增强生态系统的稳定性
[C] 合理利用资源可提高生态系统的稳定性
[D] 生态系统的稳定性与生物多样性无关
【答案】 AC
【解析】 引进外来物种,可能会引起生物入侵,导致本地物种灭绝,从而破坏生态系统的稳定性;捕食者的存在,可以淘汰被捕食者中生存能力较差的个体,客观上促进种群发展,所以减少捕食者的数量不一定会增强生态系统的稳定性;合理利用资源可提高生态系统的复杂程度,从而提高生态系统的稳定性;生物多样性程度越高,群落结构越复杂,因此生态系统稳定性越高。
5.(多选)(2025·无锡期中)某学习小组设计并制作生态缸,观察其稳定性,以下方法正确的是(　　)
[A] 对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸需制作成封闭型
[B] 生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,且放置生物的数量要合适
[C] 为了使生态缸内的沙地保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
[D] 生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
【答案】 ABD
【解析】 生态缸需制作成封闭型,且对生态系统的基本成分及其比例有严格的要求,即生态系统成分齐全,比例适中;生态缸生态系统自我调节能力很弱,所以其中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适;生态缸不可放置在直射光下,以防温度过高,使得生物死亡;生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期,便于统计其稳定性的大小。
　　施肥是当前草原生态系统最常见的人为干扰方式之一,可导致草原生物多样性和生态系统稳定性发生显著变化。以黄土高原典型草原为研究对象,通过连续8年的氮肥(尿素)野外添加实验,得出如下实验结果,回答下列问题。
(1)结合图1和图2可知群落稳定性的变化可能与物种多样性的变化有关,根据所学知识试分析其原因:一般来说,生态系统的物种丰富度越高,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗外界干扰的能力就越强,因此群落稳定性越高。
(2)请据图描述实验结果:与不施肥的对照组相比,施肥显著降低了群落的稳定性,但不同施肥处理对于群落稳定性的影响程度不同;随着施肥量的增加,物种的丰富度显著降低。
课时作业
(时间:30分钟　分值:60分)
第1～8题每题3分,第9～12题每题6分,共计48分。
基础对点练
知识点1　生态平衡与生态系统的稳定性
1.一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.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,它是生态系统具备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
【答案】 C
【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。
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
3.如果在一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物,它们之间可以形成下图中的几种结构,其中最稳定的是(　　)
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 B
【解析】 一般来说,生态系统的生物种类越多,抵抗力稳定性越强,若生物种类一样多,则生产者的种类越多,生态系统越稳定。
4.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] 在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高
[B] 在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
[C] 在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降
[D] 一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高
【答案】 B
【解析】 生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的生物种类和营养结构的复杂程度有关,生物种类越多,营养结构越复杂,其抵抗力稳定性越高,其恢复力稳定性就越低,A、C、D项中的生态系统都是向着生物种类和营养结构复杂化的方向发展,而B项中生态系统趋向单一化(只让牧草生长)发展,其抵抗力稳定性降低。
5. (2025·安阳期末)下图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解不正确的是(　　)
[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,可使a提高
[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,但不适用于北极冻原生态系统
【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,物种丰富度与a抵抗力稳定性的大小呈正相关,与b恢复力稳定性的大小呈负相关;北极冻原生态系统环境恶劣,抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低。
6.为提高草原生态系统的稳定性,可采取的措施是(　　)
[A] 喷洒农药消灭害虫
[B] 不准放牧
[C] 建立草场防护林
[D] 严禁割草
【答案】 C
【解析】 喷洒农药消灭害虫,会污染环境,破坏草原生态系统的稳定性;提高生态系统的稳定性,要控制对生态系统的干扰强度,可以合理适度地利用生态系统,而并非不准放牧、严禁割草;在草原上适当栽种防护林,可以有效地防止风沙的侵蚀,进而提高草原生态系统的稳定性。
知识点3　设计制作生态缸,观察其稳定性
7.为观察不同水质对生态系统稳定性的影响,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,含有分解者;生态瓶是密闭的,内部可以进行物质循环。
8.甲、乙、丙、丁四位同学在设计小生态瓶时提出了自己的观点,你认为错误的是(　　)
[A] 甲提出:生态瓶中必须要有分解者
[B] 乙提出:生态瓶中生态系统应有充足的太阳能
[C] 丙提出:生态瓶中各种生物的数量搭配应合理
[D] 丁提出:应经常向生态瓶中通气以保证生物的呼吸作用
【答案】 D
【解析】 生态瓶是密闭的,不能向其通入气体。
综合提升练
9.“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] 生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是正反馈和负反馈
[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】 由题意可知,处于“置位点”的生态系统处于比较稳定的状态,即有机物的输入和输出基本相等,而非不断增加;任何自然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;生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是负反馈调节。
10. (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,正确的是(　　)
[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】 A
【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;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;甲曲线的最低点既有抵抗力稳定性,也有恢复力稳定性。
11.(多选)(2025·廊坊期末)研究者在反应体系中加入一定量小球藻、水蚤和富含氮、磷的污水。实验初期小球藻数量上升,水蚤数量也上升,中期小球藻数量下降,水蚤数量也随之下降。下列说法不正确的是(　　)
[A] 氮、磷→小球藻→水蚤是一条捕食食物链
[B] 实验后期小球藻和水蚤的数量一定上升
[C] 小球藻和水蚤数量变化是负反馈调节的结果
[D] 实验说明水体的污染经治理一定能恢复原貌
【答案】 ABD
【解析】 捕食食物链的起点是植物等生产者,而不是氮、磷;实验初期小球藻、水蚤数量均上升,中期小球藻、水蚤数量均下降,实验后期,随着营养物质的消耗以及代谢废物的积累,小球藻和水蚤的数量不一定上升(可能都会下降);实验初期小球藻数量上升,水蚤的数量也上升,水蚤数量的上升反过来抑制了小球藻的增长,导致中期小球藻数量下降,水蚤因食物短缺,数量也随之下降,说明反应体系中的小球藻和水蚤的数量变化属于负反馈调节;该实验不能说明水体的污染经治理一定能恢复原貌,若污染程度较重,超过了生态系统的自我调节能力,则难以恢复原貌。
12.(多选)下图是某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系,下列说法错误的是(　　)
[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(B点之后),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,而恢复力稳定性降低。
13.(12分)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,形成一个统一整体;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的关系呈　　　　(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,要计算出一个风险熵数(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)生态系统具有一定的自我调节能力　能量
(3)<(2分)　正相关(2分)
(4)D生物对应的汞和铅的RQ>1,B生物对应的汞的RQ>1,说明污染物会威胁这两种生物的生存,由于A和C生物对应的汞和铅的RQ<1,说明它们的生存不会受到威胁;污染物可能会导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低(3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)生态系统稳定性的基础是其具有一定的自我调节能力;能量流动是单向、逐级递减的,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,其抵抗力稳定性更低。偏离正常范围越大,恢复原状需要的时间就越长,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生物对应的汞和铅的RQ>1,B生物对应的汞的RQ>1,说明污染物会威胁这两种生物的生存,由于A和C生物对应的汞和铅的RQ<1,说明它们的生存不会受到威胁;污染物可能会导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低。第5节　生态系统的稳定性
课时作业
(时间:30分钟　分值:60分)
第1～8题每题3分,第9～12题每题6分,共计48分。
基础对点练
知识点1　生态平衡与生态系统的稳定性
1.一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.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,它是生态系统具备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
【答案】 C
【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。
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
3.如果在一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物,它们之间可以形成下图中的几种结构,其中最稳定的是(　　)
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 B
【解析】 一般来说,生态系统的生物种类越多,抵抗力稳定性越强,若生物种类一样多,则生产者的种类越多,生态系统越稳定。
4.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　)
[A] 在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高
[B] 在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高
[C] 在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降
[D] 一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高
【答案】 B
【解析】 生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的生物种类和营养结构的复杂程度有关,生物种类越多,营养结构越复杂,其抵抗力稳定性越高,其恢复力稳定性就越低,A、C、D项中的生态系统都是向着生物种类和营养结构复杂化的方向发展,而B项中生态系统趋向单一化(只让牧草生长)发展,其抵抗力稳定性降低。
5. (2025·安阳期末)下图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解不正确的是(　　)
[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,可使a提高
[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,但不适用于北极冻原生态系统
【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,物种丰富度与a抵抗力稳定性的大小呈正相关,与b恢复力稳定性的大小呈负相关;北极冻原生态系统环境恶劣,抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低。
6.为提高草原生态系统的稳定性,可采取的措施是(　　)
[A] 喷洒农药消灭害虫
[B] 不准放牧
[C] 建立草场防护林
[D] 严禁割草
【答案】 C
【解析】 喷洒农药消灭害虫,会污染环境,破坏草原生态系统的稳定性;提高生态系统的稳定性,要控制对生态系统的干扰强度,可以合理适度地利用生态系统,而并非不准放牧、严禁割草;在草原上适当栽种防护林,可以有效地防止风沙的侵蚀,进而提高草原生态系统的稳定性。
知识点3　设计制作生态缸,观察其稳定性
7.为观察不同水质对生态系统稳定性的影响,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,含有分解者;生态瓶是密闭的,内部可以进行物质循环。
8.甲、乙、丙、丁四位同学在设计小生态瓶时提出了自己的观点,你认为错误的是(　　)
[A] 甲提出:生态瓶中必须要有分解者
[B] 乙提出:生态瓶中生态系统应有充足的太阳能
[C] 丙提出:生态瓶中各种生物的数量搭配应合理
[D] 丁提出:应经常向生态瓶中通气以保证生物的呼吸作用
【答案】 D
【解析】 生态瓶是密闭的,不能向其通入气体。
综合提升练
9.“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] 生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是正反馈和负反馈
[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】 由题意可知,处于“置位点”的生态系统处于比较稳定的状态,即有机物的输入和输出基本相等,而非不断增加;任何自然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;生态系统对抗破坏或干扰的调节机制是负反馈调节。
10. (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,正确的是(　　)
[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】 A
【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;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;甲曲线的最低点既有抵抗力稳定性,也有恢复力稳定性。
11.(多选)(2025·廊坊期末)研究者在反应体系中加入一定量小球藻、水蚤和富含氮、磷的污水。实验初期小球藻数量上升,水蚤数量也上升,中期小球藻数量下降,水蚤数量也随之下降。下列说法不正确的是(　　)
[A] 氮、磷→小球藻→水蚤是一条捕食食物链
[B] 实验后期小球藻和水蚤的数量一定上升
[C] 小球藻和水蚤数量变化是负反馈调节的结果
[D] 实验说明水体的污染经治理一定能恢复原貌
【答案】 ABD
【解析】 捕食食物链的起点是植物等生产者,而不是氮、磷;实验初期小球藻、水蚤数量均上升,中期小球藻、水蚤数量均下降,实验后期,随着营养物质的消耗以及代谢废物的积累,小球藻和水蚤的数量不一定上升(可能都会下降);实验初期小球藻数量上升,水蚤的数量也上升,水蚤数量的上升反过来抑制了小球藻的增长,导致中期小球藻数量下降,水蚤因食物短缺,数量也随之下降,说明反应体系中的小球藻和水蚤的数量变化属于负反馈调节;该实验不能说明水体的污染经治理一定能恢复原貌,若污染程度较重,超过了生态系统的自我调节能力,则难以恢复原貌。
12.(多选)下图是某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系,下列说法错误的是(　　)
[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(B点之后),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,而恢复力稳定性降低。
13.(12分)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,形成一个统一整体;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的关系呈　　　　(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,要计算出一个风险熵数(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)生态系统具有一定的自我调节能力　能量
(3)<(2分)　正相关(2分)
(4)D生物对应的汞和铅的RQ>1,B生物对应的汞的RQ>1,说明污染物会威胁这两种生物的生存,由于A和C生物对应的汞和铅的RQ<1,说明它们的生存不会受到威胁;污染物可能会导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低(3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)生态系统稳定性的基础是其具有一定的自我调节能力;能量流动是单向、逐级递减的,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,其抵抗力稳定性更低。偏离正常范围越大,恢复原状需要的时间就越长,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生物对应的汞和铅的RQ>1,B生物对应的汞的RQ>1,说明污染物会威胁这两种生物的生存,由于A和C生物对应的汞和铅的RQ<1,说明它们的生存不会受到威胁;污染物可能会导致该生态系统的生物多样性减少,抵抗力稳定性降低。(共56张PPT)
第5节　生态系统的稳定性
1.概述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。2.阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。4.简述提高生态系统稳定性的措施。5.设计并制作生态缸,观察其稳定性。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
结构和功能
结构
功能
收支
2.生态平衡的调节机制
(1)负反馈: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)负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备 的基础。
信息
减弱或受到限制
自我调节能力
3.生态系统的稳定性
维持或恢复
结构与功能
自我调节能力
负反馈调节
生态平衡
有限
一定限度
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.抵抗力稳定性
(1)含义:生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。
(2)特点:一般来说,生态系统中的 越多→ 越复杂→其
越强→ 越高。
2.恢复力稳定性
(1)含义:生态系统在 后 的能力。
(2)特点:生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其恢复 与恢复 是不一样的。
抵抗外界干扰
保持原状(不受损害)
生物种类
食物网
自我调节能力
抵抗力稳定性
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
速度
时间
三、提高生态系统的稳定性
1.原因
(1)处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类 。
(2)处于生态平衡中的生态系统能够使人类 的环境保持稳定。
2.措施
(1)要控制对生态系统的 ,在不超过生态系统 的范围内,
地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的 、 的投入,保证生态系统内部 的协调。
生活所需
生活与生产
干扰强度
自我调节能力
合理适度
物质
能量
结构与功能
四、设计制作生态缸,观察其稳定性
1.实验原理
(1)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,构建一个人工微生态系统是可能的。
(2)在设计时,要考虑系统内组分及营养级之间的 。
基本成分
合适比例
2.实验步骤
光线良好
3.实验结果
(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 。
简单
差
有长有短
判断正误
(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)当农田里蚜虫数量增多时,七星瓢虫的数量也会增多,这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节。(　　)
【提示】 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。
×
√
(3)负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与非生物环境之间不存在。(　　)
【提示】 负反馈调节在生态系统中普遍存在,不仅存在于生物群落内部,也存在于生物群落与非生物环境之间。
×
(4)落叶阔叶林遭到破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其抵抗力稳定性较低。(　　)
×
【提示】 落叶阔叶林遭到破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其恢复力稳定性较低。
(5)对过度利用的森林与草原,应实行封育,不能再利用。(　　)
【提示】 对过度利用的森林与草原,首先应实行封育,待恢复到较好状态时再适度利用。
×
(6)生态缸不能密封,以保证内外空气的流通。(　　)
×
【提示】 生态缸必须是封闭的,防止外界生物或非生物因素的干扰。
探究案·互动探究
任务一　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。
(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具备自我调节能力的基础,能使生态系统保持相对平衡。
(3)正反馈调节一定向坏的方面发展吗
【提示】 不一定,它还会使好的方面更好。
(4)以蝗虫→蛙为例,描述当蛙数量减少时,蝗虫数量如何变化,该变化又会对蛙的数量产生什么影响
【提示】 当蛙数量减少时,蝗虫等因天敌减少而数量增加,而这一变化又会影响蛙的数量,使其数量增多。
「核心归纳」
(1)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
(2)判断正反馈调节、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」
1.下列关于生态平衡及生态系统稳定性的叙述,不正确的是(　　)
[A] 处于生态平衡的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定
[B] 生态平衡的特征包括:结构平衡、功能平衡和收支平衡
[C] 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
[D] 生态系统可通过负反馈调节维持稳定,而正反馈调节都会破坏生态系统
D
【解析】 负反馈调节在生态系统中普遍存在,生态系统可以通过负反馈调节维持稳定,但是正反馈调节不一定会破坏生态系统。
2.生态系统具有一定的自我调节能力,在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] 负反馈调节只存在于生物群落和非生物环境之间
[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;生态系统中的负反馈调节既存在于生物群落与非生物环境之间,也存在于生物群落内部;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等方面衡量;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破坏程度均有关。
任务二　分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
草原生态系统主要分布在半干旱地区,这里年降雨量较少。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什么区别
【提示】 一般热带雨林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高,但是,热带雨林生态系统的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。
(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,如北极冻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稳态的前提下,才能起到应有的作用。
(4)下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系,据图分析回答下列问题。
①y的大小可作为抵抗力稳定性强弱的指标,y值越大,说明 。
②x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明 。
③TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,TS值越大,说明生态系统的总稳定性越 。
抵抗力稳定性越弱
恢复力稳定性越弱
低
「核心归纳」
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高,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低,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,但在某些特殊的生态系统(如北极冻原生态系统)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。如图所示:
「典型例题」
3.(2025·开封期末)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] 北极冻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;北极冻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。
4.(多选)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下降幅度大,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】 缺少分解者。
(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比较结果,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物质和能量(太阳能等);生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例。
「核心归纳」
生态缸实验设计要求及分析
设计要求 相关分析
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、分解者等) 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
生态缸的材料必须透明 允许光线穿透,为植物光合作用提供必要的光照条件,保持生态缸内温度,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
将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直射 防止水温过高导致内部生物死亡
选择的动物不宜过多,个体不宜太大 减少对有机物、氧气的消耗,防止生产量小于消耗量
「典型例题」
5.(2025·淮南期末)某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生态缸中植食性小鱼数量过多,因食物短缺和氧气快速消耗而死亡;乙缸中动植物数量比例适中,所以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,应放在散射光下,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.下列关于生态平衡的说法,不正确的是(　　)
[A] 生态平衡就是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
[B] 处于生态平衡的生态系统的各组分保持不变
[C] 处于生态平衡的生态系统的物质和能量的输入和输出达到平衡状态
[D] 使生态系统恢复平衡的调节机制是负反馈
B
【解析】 处于生态平衡的生态系统的结构与功能处于相对稳定状态,生态系统的各组分保持相对稳定,而不是保持不变。
2.生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。下列不属于负反馈调节的是(　　)
[A] 草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠数量的增加受到抑制
[B] 草原被蝗虫采食后,草原植物再生能力增强,减缓植物种群数量的下降
[C] 森林局部着火破坏了部分植物,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
【解析】 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,属于正反馈调节。
3.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是(　　)
[A] 河流受到轻微的污染依然清澈,说明生态系统具有自我调节能力,可抵抗外界任何干扰
[B] 恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
[C] 海洋生态系统动植物种类很多,抵抗力稳定性较强
[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
【解析】 生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰超过一定限度时,生态平衡会遭到破坏;有些生态系统(如冻原生态系统)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较弱;引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝,从而使该生态系统的抵抗力稳定性下降。
4.(多选)(2025·衡水期末)生态系统的稳定性受到多种因素影响。下列叙述正确的是(　　 )
[A] 引入外来物种可能会破坏生态系统的稳定性
[B] 减少捕食者数量可增强生态系统的稳定性
[C] 合理利用资源可提高生态系统的稳定性
[D] 生态系统的稳定性与生物多样性无关
AC
【解析】 引进外来物种,可能会引起生物入侵,导致本地物种灭绝,从而破坏生态系统的稳定性;捕食者的存在,可以淘汰被捕食者中生存能力较差的个体,客观上促进种群发展,所以减少捕食者的数量不一定会增强生态系统的稳定性;合理利用资源可提高生态系统的复杂程度,从而提高生态系统的稳定性;生物多样性程度越高,群落结构越复杂,因此生态系统稳定性越高。
5.(多选)(2025·无锡期中)某学习小组设计并制作生态缸,观察其稳定性,以下方法正确的是(　 　)
[A] 对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求,生态缸需制作成封
闭型
[B] 生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力,且放置生物的数量要合适
[C] 为了使生态缸内的沙地保持干燥,应将生态缸放置在直射光下
[D] 生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期
ABD
【解析】 生态缸需制作成封闭型,且对生态系统的基本成分及其比例有严格的要求,即生态系统成分齐全,比例适中;生态缸生态系统自我调节能力很弱,所以其中放置的生物必须具有较强的生活力,放置生物的数量要合适;生态缸不可放置在直射光下,以防温度过高,使得生物死亡;生态缸制作完毕后,应该贴上标签,在上面写上制作者的姓名与制作日期,便于统计其稳定性的大小。
联系实际 迁移应用
施肥是当前草原生态系统最常见的人为干扰方式之一,可导致草原生物多样性和生态系统稳定性发生显著变化。以黄土高原典型草原为研究对象,通过连续8年的氮肥(尿素)野外添加实验,得出如下实验结果,回答下列问题。
(1)结合图1和图2可知群落稳定性的变化可能与 的变化有关,根据所学知识试分析其原因:
。
(2)请据图描述实验结果:
。
物种多样性
一般来说,生态系统的物种丰富度越高,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗外界干扰的能力就越强,因此群落稳定性越高
与不施肥的对照组相比,施肥显著降低了群落的稳定性,但不同施肥处理对于群落稳定性的影响程度不同;随着施肥量的增加,物种的丰富度显著降低

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