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第5节 生态系统的稳定性,目标导航 1.结合实例分析，阐明生态系统的自我调节能力。 2.通过资料分析，说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性，简述提高生态系统稳定性的措施。 3.设计并制作生态缸，观察其稳定性。,预习导学 挑战自我，点点落实,1.概念：生态系统所具有的 或 自身结构和功能相对稳定的 。 2.原因：生态系统具有一定的 。,一、生态系统的稳定性(阅读P109),保持,恢复,能力,自我调节能力,二、生态系统的自我调节能力(阅读P109110) 1.概念：不同的生态系统都有在一定范围内质 的能力。 2.大小：一般来说，生态系统的 ，食物网 ，其 ，相反，组分 ，营养结构 ，其 也越小。 3.生态系统自我调节能力的基础是 ，后者在生态系统中普遍存在。 4.生态系统的自我调节能力是 的。,消除外来干扰,组分越多,越复杂,自我调节能力越强,越少,越简单,自我,调节能力,负反馈调节,有限,三、生态系统稳定性的两个方面(阅读P110111) 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 保持原状(不受损害)的能力。 (2)规律：生态系统的成分越单纯， 越简单，自我调节能力就越弱， 就越低；反之则越高。 (3)特点：生态系统的自我调节能力有一定限度，越过限度， 能力就遭到破坏。,结构与功能,营养结构,抵抗力稳定性,自我调节,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 的能力。 (2)与抵抗力稳定性的关系：往往 。,恢复到,原状,相反,四、提高生态系统的稳定性的措施(阅读P111) 1.控制对生态系统 的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的 。 2.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的 、 投入，保证生态系统内部 的协调。,干扰,自我调节能力,物质,能量,结构与功能,五、设计并制作生态缸，观察其稳定性的实验的基本原理(阅读P112) 在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的 进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内 生物之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有 的，也可能是 的。,基本成分,不同营养级,条件,短暂,预习诊断,判断正误： (1)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强。( ) (2)自我调节能力强的生态系统，其稳定性也就越高。( ) (3)一个稳定的生态系统中动植物种类及数量不会有波动。( ),(4)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。( ) (5)生态系统的稳定性是恒定不变的。( ),一、生态系统的自我调节能力,课堂讲义 重点难点，个个击破,1.自我调节能力的大小 生态系统的成分越繁多，营养结构越复杂，生态系统的自我调节能力就越大，反之亦然。 2.生态系统的反馈调节 (1)负反馈调节 作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳态。,结果：抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。 实例,一个草原生态系统中的负反馈调节,(2)正反馈调节 作用：使生态系统远离平衡状态。 结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。 实例：一个湖泊生态系统中发生的正反馈调节。,思维激活,1.生态系统自我调节能力的大小主要与生态系统的哪些成分有关？ 答案 生态系统中生产者与消费者，特别是消费者的类群复杂化程度，将决定食物链、食物网的复杂化程度，进而决定自我调节能力的大小。,2.负反馈调节是破坏生态系统的稳定性吗？ 答案 负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性，而是使最初发生的那种变化向相反方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定。,应用示例,1.如图所示，图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题：,(1)作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括_和_。 (2)甲、乙、丙3者之间的食物联系是_；该生态系统的_是沿着这种渠道进行的。 (3)图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是_。 此结果产生的原因是_。,(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同？为什么？ _。,问题导析 (1)生态系统的成分包括乙( )、甲和丙 ( )，以及 、 。 (2)该食物链为 ， 是沿着该食物链进行的。 (3)该湖泊受到污染，水质恶化加剧了物种减少，形成恶性循环，这属于 反馈调节。最终导致该生态系统生物种类 ，抵抗力稳定性 。,生产者,消费者,分解者,非生物的物质和能量,乙甲丙,物质循环和能量流动,正,减少,降低,解析 物质循环和能量流动是沿着食物网和食物链进行的，湖泊受到污染，物种减少，导致该生态系统抵抗力稳定性降低，加速了生态系统的破坏。从图A可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，属于负反馈调节。,答案 (1)分解者 非生物的物质和能量 (2)乙甲丙 物质循环和能量流动 (3)加速破坏该生态系统原有的稳态 生物种类减少，自我调节能力降低 (4)不同。图A是负反馈调节，图B是正反馈调节,一题多变,生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的，请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和生态系统稳态反馈调节的概念模型。 (1)个体稳态反馈调节的概念模型(以血糖调节为例)。 (2)生态系统稳态反馈调节的概念模型(生态系统以水稻田生态系统为例，水稻田中的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫)。,答案 (1)如图所示，(“”表示促进，“”表示抑制),(2)如图所示,二、生态系统的稳定性 1.生态系统稳定性的理解 (1)结构的相对稳定：动植物的种类和数量相对稳定。 (2)功能的相对稳定：物质与能量输入和输出相对平衡。 (3)其是内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争实现。 (4)可打破重建：在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要，打破原有平衡，建立更加高效的平衡。,2.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较,3.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(如图),(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，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强，如热带雨林与草原生态系统受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。,(3)x可以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弱，反之，恢复力稳定性越强。 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。,思维激活,3.一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比，其抵抗力稳定性哪个高？试说明判断理由。 答案 内蒙古草原上的草场的抵抗力稳定性高于棉田。因为棉田的成分单一、营养结构简单。,4.要增加生态系统的抵抗力稳定性，是不是引进的物种越多越好？ 答案 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，才能起到应有作用。 5.一个生态系统的抵抗力稳定性很低，其恢复力稳定性就一定很高吗？ 答案 不一定，如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。,应用示例,2.如图所示，两条虚线之间的部分表示生 态系统功能正常的作用范围。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；曲线与正常 范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法中正确的是( )。,A.在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量保持 不变 B.在遭到干扰时，x、y值的大小与生物数量有关，与种类 无关 C.对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈正相关 D.TS值越小，表明这个生态系统的总稳定性越小,问题导析 (1)在正常作用范围内，生态系统中生物的 和 应保持 ，而不是不变。 (2)由图可知：对同一生态系统来说，外来干扰越 ，恢复到原状需要的时间越 ，即y值和x值之间呈 相关。 (3)由图可知：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。x、y值与生物 都有关，生物 越多， 越复杂， 越小，说明生态系统恢复原状越 ，总稳定性越 。,种类,数量,动态平衡,大,长,正,种类、数量,种类、数量,食物网,TS值,快,大,答案 C,一题多变 如果将一处受到外来干扰后恢复到原状态的森林开发为一个森林公园，为了提高该森林生态系统总稳定性的定量指标(TS)，应当采取的措施是( )。 A.在森林中引入一些珍奇的野生动物，把生产者的能量尽量 多地积蓄起来 B.在森林里引入一些珍奇的野生动物，增加食物网的复杂性,C.定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶，便于游人观赏珍 贵树种 D.对森林适量采伐，使该生态系统处于长期相对稳定状态,解析 在森林中引入一些珍奇的野生动物，将会改变原有的营养结构，破坏森林生态系统的稳定性。定期清理灌木、杂草和残枝落叶，这些人为因素的干扰会破坏原有生态系统的稳定性。森林属于可再生性资源，适量采伐、合理利,用，并不会破坏森林生态系统的稳定性，反而会促进物质的循环，使该生态系统长期处于相对稳定状态。,答案 D,三、设计并制作生态缸，观察其稳定性 1.探究目的：探究生态系统保持相对稳定的条件。 2.小生态缸的设计要求及分析,3.生态缸稳定性观察的注意事项 (1)首先设计一张观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况、水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。 (2)定期观察，同时做好观察记录。 (3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。,4.结果分析 (1)生态缸中虽然成分齐全，生产者、消费者和分解者之间可以进行能量流动和物质循环，但由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。,(2)如果生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。,3.为研究影响生态系统稳定性的因素，某生物学习小组设计了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测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。,应用示例,注：“”表示有，“”表示无。,请回答下列相关的问题。 (1)为保证生物的生存，必需的两项外部条件是_ _。 (2)瓶内加入泥沙的重要意义是_ _。 (3)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_，原因是_。,(4)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_ _。 (5)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量_，原因是_ _。 (6)根据观测结果，得出结论： _； _。,问题导析 (1)密闭生态瓶的稳定性取决于该生态系统生物 的合理搭配。 (2)生产者进行光合作用，为消费者浮游动物和小鱼提供 。 (3)泥沙中含有微生物 ，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内 。 (4)甲瓶无小鱼较丁瓶有小鱼稳定的原因可能是生态瓶较小，小鱼的存在和长大会引起生物间的 加剧，打破原有的平衡。,种类,和数量,氧,气和食物,分解者,物质循环,竞争,解析 密闭生态瓶的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者浮游动物和小鱼提供氧气和食物。泥沙中含有微生物分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，两者都不能长久地维持稳定，甲瓶无小鱼较丁瓶有小鱼稳定的原因可能是生态瓶较小，小鱼的存在和长大会引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。,答案 (1)充足的光照和适宜的温度 (2)提供分解者，为绿色植物提供必需的矿质元素 (3)下降 缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长 (4)缺乏泥沙，分解者数量太少 (5)减少 消费者较多，消耗较多的氧气 (6)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) 生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定,一题多变 判断在设计小生态瓶时应遵循的原理是否合理： (1)瓶中动物与植物之间应有捕食关系。( ) (2)瓶中各种生物的数量搭配应合理。( ) (3)应经常向瓶中通气，保证瓶中生物的呼吸。( ) (4)瓶中生态系统应获得充足的能量。( ),课堂 小结,抵抗力,恢复力,对点练习,1,2,3,4,1.生态系统自我调节能力越大，则表明( )。 生态系统的成分越复杂 生态系统的成分越简单 营养结构越复杂 营养结构越简单 生态平衡容易被破坏 生态平衡不易被破坏 A. B. C. D.,1,2,3,4,解析 生态系统的成分越复杂，营养结构越复杂，其自我调节能力就越大，生态平衡越不易被破坏。 答案 C,1,2,3,4,2.下列曲线表示四个不同自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者和次级消费者的数量变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )。,1,2,3,4,解析 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。抵抗力稳定性的本质是“抵抗干扰、保持原状”，一般而言，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力越小，抵抗力稳定性越低；反之越高。四选项曲线中，只有C选项的曲线受干扰后，初级消费者和次级消费者的数量变化与原来变化趋势基本相同，所以该生态系统的抵抗力稳定性是最高的。 答案 C,1,2,3,4,3.在设计和制作小生态瓶，探究保持生态系统相对稳定的条件时，应遵循一定的原理，下列设计中不合理的是( )。 A.瓶内各种生物之间应有营养关系 B.瓶内各种生物的数量搭配应合理 C.瓶口应敞开以保证生物有氧呼吸 D.应给予瓶内生态系统适当的光照,1,2,3,4,解析 在设计和制作小生态瓶时，应模拟稳定的自然生态系统的条件，既要满足各种生物之间有营养关系，又要满足各种生物的数量搭配合理。由于能量沿食物链是单向流动、逐级递减的，故设计生态瓶时要源源不断地供给太阳能，以满足能量的需求。在设计和制作生态瓶时，瓶口应密封，与外界环境隔开。 答案 C,1,2,3,4,4.一森林生态系统中有甲、乙两种昆虫，原来这两种昆虫的密度长期在一定范围内波动，保持动态平衡。后来在时间T点，对森林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂，这一生态系统就发生了变化。如下图所示：,1,2,3,4,(1)甲昆虫是_食性昆虫，乙昆虫是_食性昆虫，甲、乙两种昆虫之间的关系为_关系。施放化学杀虫剂后，甲昆虫密度上升的原因是_，乙昆虫密度下降的原因是_。 (2)施药前，该生态系统保持_的状态，这体现了生态系统具有_稳定性；施药后生态系统受到破坏，说明生态系统的_能力具有一定的限度。,1,2,3,4,(3)预测施药后相当长的一段时间，该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会发生怎样的变化？_。这说明生态系统具有何种稳定性？_。,解析 观察图解T点之前甲乙两种昆虫的波动情况，可以判断出乙捕食甲。T点之后，乙数量减少，甲失去了天敌的控制，数量增多，导致森林生物量下降。,1,2,3,4,答案 (1)植 肉 捕食 具有抗药性 没有抗药性 (2)相对稳定 抵抗力 自我调节 (3)逐渐恢复 恢复力稳定性,
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