高中生物第3章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性课件（新人教版选择性必修2）

第3章　生态系统及其稳定性\n第5节　生态系统的稳定性\n课标要求核心素养1．阐明生态平衡与生态系统的稳定性。(生命观念、科学思维)2．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。(生命观念、科学思维)3．简述提高生态系统稳定性的措施。(生命观念、科学思维)4．设计并制作生态缸，观察其稳定性。(科学探究)1．简述生态平衡与生态系统的稳定性的概念含义。2．阐明生态系统的自我调节能力和负反馈调节的机制。3．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性，列举提高生态系统的稳定性的措施。4．设计并制作生态缸，观察其稳定性。\n知识导图\n课内探究•名师点睛训练巩固•课堂达标新知预习•双基夯实指点迷津•拨云见日学霸记忆•素养积累\n新知预习•双基夯实\n一、生态平衡及其调节机制1．生态平衡的概念与特征(1)概念：生态平衡指生态系统的____________处于__________的一种状态。(2)处于生态平衡的生态系统具有如下特征a．结构平衡：生态系统的________保持相对稳定。b．功能平衡：__________________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。c．__________：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。结构和功能相对稳定各组分生产—消费—分解收支平衡\n2．生态平衡的调节机制(1)生态系统维持平衡的调节机制是____________。这一调节机制指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为______调节系统的工作，并且使系统工作的效果______或受到限制，它可使系统__________。(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。这种能力的存在使生态系统具有稳定性，即生态系统具有____________自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。负反馈机制信息减弱保持稳定维持或恢复\n二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1．抵抗力稳定性指生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能__________(不受损害)的能力，而恢复力稳定性指生态系统在受到外界干扰因素的破坏______到原状的能力。一般情况下，一个生态系统中两种稳定性的大小呈________。2．不同的生态系统在两种稳定性的表现上有着一定的______。一般来说，生态系统中的______越多，________越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。生态系统在受到不同程度的干扰(破坏)后，其恢复速度和恢复时间是________的。保持原状恢复负相关差别组分食物网不一样\n三、提高生态系统的稳定性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，能够使人类生产和生活的环境__________。2．提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的__________，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；另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，给予相应的__________________，保证生态系统内部结构与功能的协调。保持稳定干扰强度物质、能量的投入\n四、设计制作生态缸，观察其稳定性设计要求相关分析生态缸必须是______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有很强的生命力，成分齐全(具有生产者、消费者、________)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生态缸的材料必须透明为光合作用提供______，保持生态缸内温度，便于观察生态缸的采光用较强的________防止水温过高导致水生植物死亡封闭分解者光能散射光\n1．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强。()2．与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统的抵抗力稳定性低。()3．增加生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统的自我调节能力。()4．某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、旅鼠、植物之间数量的变化是一种正反馈调节。()活学巧练×√√×\n5．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础。()6．一个稳定的生态系统中动植物种类及数量不会有波动。()7．生物群落能量的输入量大于输出量，物质的输入与输出则保持相对平衡。()8．生态系统的稳定性是恒定不变的。()9．可以将制作好的生态缸放置在通风良好、阳光直射的地方。()10．生态系统的抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性就越低；恢复力稳定性越低，抵抗力稳定性就越高。()√×××××\n思考：1．生态平衡的实质是什么？提示：生态系统的结构和功能处于动态平衡。2．反馈调节有哪些类型？提示：反馈调节包括正反馈和负反馈两种类型。3．分析影响生态系统稳定性的主要原因。提示：一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强、抵抗力稳定性就越高。4．提高生态系统稳定性的意义？提示：(1)满足人类生活需要。(2)使人类生活与生产的环境保持稳定。\n学霸记忆•素养积累\n1．生态系统的稳定性是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。2．生态系统稳定性形成原因是生态系统具有一定的自我调节能力。3．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。4．在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫作反馈调节。\n5．反馈调节有两种类型：正反馈和负反馈。6．抵抗力稳定性的核心是“抵抗干扰，保持原状”。“干扰”指的是破坏生态系统稳定性的外界因素，如食物链遭到破坏。“保持”是指与“干扰”同时出现的系统内在的自我调节能力，如食物链上某一生物不存在时，与该生物处于同一营养级的其他生物可以保证食物链依然存在。7．恢复力稳定性的核心是“遭到破坏，恢复原状”。“破坏”是指外界因素的干扰已经使生态系统较远地偏离了原来的状态，如有机污染物污染水体；“恢复”是指外界因素的干扰消除后，生态系统重建稳态的能力，如被污染的河流通过自身净化作用，可恢复到污染前的状态。\n8．不同的生态系统采取不同的保护措施。对于抵抗力稳定性较低的生态系统，要加强防护措施，如草原生态系统。对于恢复力稳定性较低的生态系统，要合理利用，避免其稳定性被破坏，如森林生态系统。9．生态系统的稳定性与其自我调节能力有关，自我调节能力与生物种类和个体数量有关，合理增加生物种类和个体数量可以提高生态系统的稳定性。如果通过增加生物的种类来提高生态系统的稳定性，一定要选择适合在当地生长并且不会成为入侵种的生物。\n课内探究•名师点睛\n知识点1．生态平衡的概念及调节(1)生态平衡的概念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。(2)生态平衡的特征①结构平衡。生态系统的各组成成分保持相对稳定。②功能平衡。生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证物质循环和能量流动的正常运行。③收支平衡。物质和能量的输入与输出平衡。生态平衡与生态系统稳定性\n(3)生态平衡的原因是生态系统具有自我调节能力①生态系统自我调节能力的概念不同生态系统具有在一定范围内消除外来干扰的能力，这种能力称为生态系统的自我调节能力。②不同生态系统自我调节能力的大小不同一般来说，生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强；反之，自我调节能力越弱。\n2．反馈调节的类型及比较项目负反馈调节正反馈调节作用生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到并保持平衡使生态系统向着更好或更坏的方向发展结果抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化加速最初发生变化的那种成分所发生的变化\n\n3．生态系统稳定性(1)概念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)表现\n①结构的相对稳定：稳定的生态系统中，动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图所示曲线表示。②功能的相对稳定：能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出也保持相对平衡，信息传递通畅稳定。(3)实质生态系统的稳定性就是通过自我调节能力维持或恢复生态平衡。知识贴士生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。\n下列关于“生态平衡”和“生态系统稳定性”的叙述中，不正确的是()A．生态平衡是生态系统发展到一定阶段，生态系统保持其结构与功能的稳定状态B．生态系统的稳定性是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C．生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础D．生态平衡与生态系统的稳定性没有关系典例1典例剖析D\n解析：生态平衡是指生态系统中各种生物的数量和比例总是保持在相对稳定的状态；在自然状态下，生态系统是稳定的，并具有保持和恢复其结构和功能相对稳定的能力，所以A、B项正确。生态系统具有自我调节能力，自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础，C项正确。由于生态系统的自我调节能力是有一定限度的，与生物的种类和数量有关，生物的种类和数量越多，自我调节能力越强，如果人类的干预超过了这个限度，生态系统就会遭到破坏，D项错误。\n1．某自然保护区的生态系统能长时间保持相对稳定，与这种稳定状态无关的因素是()A．处于大量物种更替的过渡阶段B．物质和能量的输入和输出相对平衡C．生物的种类和数量保持相对稳定D．有一定的自我调节能力变式训练A\n解析：若生态系统能长时间保持相对稳定，则不会有大量物种的更替，A项符合题意。物质和能量的输入和输出相对平衡，使得生态系统保持相对稳定，B项不符合题意。若生态系统能长时间保持相对稳定，则该系统中生物的种类和数量保持相对稳定，C项不符合题意。生态系统具有一定的自我调节能力，从而使其能长时间保持相对稳定，D项不符合题意。\n知识点1．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念抵抗力稳定性：指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性：指生态系统在遭到外界因素的破坏后恢复到原状的能力。抵抗力稳定性和恢复力稳定性\n2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较\n知识贴士1．抵抗力稳定性强调受到外界干扰，结构与功能保持原状的能力；恢复力稳定性强调受到破坏恢复原状的能力。2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的大小并不一定都是呈负相关的，如苔原、荒漠等生态系统营养结构简单，且环境条件恶劣，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低。\n下列有关生态系统稳定性的叙述，正确的是()A．生态系统自我调节能力的基础是正反馈调节B．抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性一定强C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的抵抗力稳定性D．适当增加草原生态系统的物种丰富度可有效提高其抵抗力稳定性典例2典例剖析D\n解析：生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，A项错误。有些生态系统如北极冻原生态系统，抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低，B项错误。“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，C项错误。生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越低，抵抗力稳定性就越强，适当增加草原生态系统的物种丰富度可有效提高其抵抗力稳定性，D项正确。\n2．生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有着一定的关系，在下图所示曲线中能准确表示两者关系的是(a代表抵抗力稳定性，b代表恢复力稳定性)()变式训练A\n解析：一般来说，生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自我调节能力就越强，其抵抗力稳定性就越强，其恢复力稳定性就越弱。\n指点迷津•拨云见日\n生态系统稳定性的定量分析生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系可用下图表示：\n(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性低，反之，说明抵抗力稳定性高。(3)x表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越低，反之，表示恢复力稳定性越高。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可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。\n下图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是()典例3C典例剖析A．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力B．在受到干扰后，曲线偏离正常范围的时间越长和幅度越小，说明生态系统的抵抗力稳定性越高C．S2所代表的面积越大，生态系统的恢复力稳定性越高D．S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高\n解析：生态系统的恢复力稳定性越高，受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短，曲线围成的面积S2越小，C项错误。\n解疑答惑问题探讨⇨P731．首先，入侵地的气候适宜紫茎泽兰的生长；其次，入侵地缺乏天敌，紫茎泽兰种群数量增长不受天敌制约；再次，脱离原产地后，紫茎泽兰失去与其竞争关系的物种的制约，使得种群数量持续增加，疯长蔓延。2．引入泽兰实蝇，通过天敌的制约可以达到平衡控制紫茎泽兰疯长蔓延的效果。但泽兰实蝇也是一种外来生物，也有可能在引入地造成生物入侵，破坏当地生态系统，所以引入泽兰实蝇应该做到谨慎引入，严密监控、适时防治等工作。\n思考讨论⇨P741．\n2．答案叙述合理即可，如当蛙数量减少时，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。旁栏思考1⇨P75有，比如通过免疫系统抵抗外界病原体的入侵，使自身的结构与功能保持稳定，就是个体水平的抵抗力稳定性；人体受到大量病原体的入侵患病后，内环境稳态被破坏，一段时间后，通过自身的免疫功能痊愈后，内环境稳态重建，这就是个体水平的恢复力稳定性。\n旁栏思考2⇨P76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，可以指导我们在合理利用自然生态系统的同时，根据各生态系统稳定性的特点，采取相应的保护措施，以维持生态系统的稳定，促进人与自然的协调发展。\n思考讨论⇨P771．人工桉树林是一种经济林，种植时，既要发挥人工林的优势，确保经济利益的最大化，又要确保人工林的稳定性，具体措施是：(1)造林前进行整地，改善土壤条件，促进林木生长，可以适当施肥。(2)造林后采取除草抚育措施，改善林木的生长环境，加快桉树林生长速度，同时在林下增加植被数量和种类，确保林中生物多样性，增加营养结构的复杂性，从而提高生态系统的稳定性。2．退耕还林形成森林的方案：首先考虑树种与环境协调问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑树种多样性，保证林地体系的稳定性，不同地区还应根据当地情况采取不同的策略。\n练习与应用⇨P77一、概念检测1．(1)√解析：生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度有关。热带雨林的营养结构比较复杂，抵抗力稳定性较高。(2)√解析：不同的生态系统其营养结构的复杂程度不同，所处的环境条件不同，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度也不同。2．D解析：封山育林后，生态系统的营养结构的复杂性会增加，稳定性会提高。3．C解析：与天然森林相比，人工林生物成分单一，营养结构简单，抵抗外界干扰的能力弱，更容易发生松毛虫虫害。\n二、拓展应用1．因为生态系统具有一定的自我调节能力。河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解来净化污水，从而使生态系统保持原状。2．生态系统的自我调节能力是有一定限度的，当外界干扰超过这个限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统的稳定性就会遭到破坏，引起水质急剧下降。虽然当地采取措施但仍没有明显效果，可能的原因是生态系统遭到破坏后，生物成分大幅度减少，营养结构变得越来越简单，生态系统的恢复力稳定性丧失。\n3．该地河流水质恶化，生态系统的恢复力稳定性遭到破坏，要改善该地河流水质，应该积极推行清洁生产；建立污水处理体系，污水处理达标后排放；加大政府管理和监测力度，采取扩大水上森林、恢复湿地生态等措施。\n探究实践⇨P781．生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。2．大约在一个星期以后，缸内各生物相互适应与依存，生态缸才能达到比较稳定的状态。3．有变化。以浮游植物为食的小型水生动物将最先死亡。4．生产者能将非生物环境中的无机物通过光合作用合成有机物进入生物群落；分解者能将各种生物的遗体、残骸中的有机物分解成无机物返回非生物环境。\n训练巩固•课堂达标\n1．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项错误。C\n2．某环保部门在凌晨2点选择某养猪场附近河流的四个不同地点测量其溶氧量，结果如下图所示，根据图示分析不正确的是()A．这条河流污染最严重的是地点3附近B．污染最可能从地点2附近开始C．地点3溶解氧减少的主要原因是光照不足，浮游植物光合作用减弱D．地点4数据表明该河流具有抵抗力稳定性C\n解析：地点3溶氧量最少，说明污染最严重，A项正确；水中溶氧量从地点2减少，说明污染最可能从地点2附近开始，B项正确；地点3溶解氧减少主要是由于水中有机物较多，需氧细菌消耗氧气增多引起的，C项错误；地点4数据表明该河流具有抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力，即具有抵抗力稳定性，D项正确。\n3．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．生态系统的恢复力稳定性增强C．群落的结构复杂化D．生态系统的抵抗力稳定性增强解析：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。B\n4．(不定项选择)处于生态平衡的生态系统具有下列哪些特征()A．生态系统的各种组成成分保持相对稳定B．“生产—消费”的过程正常进行，保证了物质总在循环C．生态系统的物质循环和能量流动保持相对稳定D．处于生态平衡的生态系统中物质和能量的输入和输出均衡ACD\n解析：处于生态平衡的生态系统具有下列特征：①结构平衡，即生态系统的组成成分、食物链和食物网保持相对稳定，A项正确；②功能平衡，即“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，B项错误、C项正确；③收支平衡，即输入生态系统的物质和能量与消耗的物质和能量保持相对稳定，D项正确。\n5．生态系统是一种开放的系统，虽然各生态系统的开放程度大不相同，但它们具有一个很重要的特点：它们常常趋向于一种平衡状态(稳态)。(1)红树林具有明显的净化污水的功能，这说明生态系统具有一定的________稳定性。红树林对污水的净化是通过物理沉降、化学分解和____________等过程来完成的。(2)红树林生态系统开放的程度比池塘生态系统____，原因是____________________________。(3)生态系统稳态调节的主要方式是____________。抵抗力微生物分解大红树林中物质的流入和流出多负反馈调节\n(4)某大型湖泊中藻类植物大量繁殖，水质迅速恶化，为____(填“正”或“负”)反馈调节。以某湖泊的生态系统中发生的反馈调节为例，请在下图中用“＋”“－”表示反馈类型。正\n答案：(4)图上箭头处都标上“＋”解析：(1)红树林中物种丰富，具有较强的自我调节能力，可通过物理、化学、生物方法来净化污水。(2)红树林中物质交换较快且较多，而池塘与其他水系的物质交换较少。(3)负反馈调节是生态系统稳态调节的基础。(4)水质的恶化与鱼类的减少两者相互促进，为正反馈调节，使生态系统偏离平衡状态。