1、生态系统的稳定性【课前复习】复习、巩固关于生态系统的概念、类型、结构和功能，弄清各种生态系统的成分、结构，知道它们如何通过能量流动和物质循环建立起有机的联系，形成一个统一的整体。温故会做了，学习新课才能有保障1表示一个生态系统食物关系时，往往得到的是网状的复杂结构，这是由于A生产者的数量最多B消费者不只以一种食物为食C生态系统的物质流失D能量在各级营养级中逐渐递减解析：在一个生态系统中，生物的种类越多，个体数量越庞大，其中的食物就越多，彼此间的联系也就越复杂。因为一种绿色植物可能是多种草食动物的食物，而一种草食动物既可以吃多种植物，又可能成为多种肉食动物的捕食对象，从而使各条食物链彼此交错，形
2、成食物网。答案：B2种群密度和群落结构常有剧烈变化的自然系统是A森林生态系统B湖泊生态系统C海洋生态系统D草原生态系统解析：森林生态系统动植物种类繁多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能够长期处于较稳定的状态。湖泊生态系统中属于淡水生态系统，水域中动植物种类较多，浅水区(层)、深水层、底层生物分布相对稳定。海洋生态系统占地球表面积的70%，是一个非常巨大的生态系统、结构层次复杂，种类繁多，自动调节能力和稳定性最强。只有草原生态系统分布在干旱地区，动植物种类相对较少，群落结构相对简单，在不同季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构常常发生剧烈变化。答案：D知新先看书，再来做一做1生
3、态系统稳定性的概念生态系统所具有的保持或恢复_和_相对稳定的能力。生态系统的稳定性包括_和_等方面。2抵抗力稳定性（1）概念：抵抗力稳定性是指生态系统抵抗_并使自身的_和功能保持原状的能力。（2）内部因素：生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的_。（3）抵抗力稳定性的高低生态系统的成分越_，营养结构越_，自动调节能力就_，抵抗力稳定性就_；生态系统中各营养级的生物种类_，营养结构越_，自动调节能力就_，抵抗力稳定性就越高。3恢复力稳定性（l）概念：恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的_以后恢复到原状的能力。（2）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系抵抗力稳定性与恢复力
4、稳定性之间往往存在着_的关系，抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。4提高生态系统的稳定性应当针对各种生态系统的_，采取相应的对策，保持各种生态系统的相对稳定。【学习目标】1理解生态系统稳定性的概念。2理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性。3理解提高生态系统的稳定性的原理及方法。【基础知识精讲】课文全解：本小节主要学习生态系统稳定性的概念、抵抗力稳定性、恢复力稳定性和提高生态系统的稳定性等知识。生态系统稳定性，教材是利用著名的“生物圈号”实验室引出的。关于生态系统稳定性的概念，教材主要阐述了这样几个要点：生态系统的结构和功能总是处于不断变化过程中的，生态系统的稳定只是相对的稳定；
5、生态系统的稳定性是指生态系统所具有的一种能力，而不是一种状态，这是它与生态平衡的区别；生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。关于抵抗力稳定性，教材分析了抵抗力稳定性的原因，讲述了不同类型生态系统的抵抗力稳定性的特点。关于恢复力稳定性，教材首先通过实例阐明了恢复力稳定性的概念，然后讲述了抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系，说明这两种稳定能力同时存在于生态系统中且存在相反的关系，与生态系统结构的复杂程度有着密切的联系。如何提高生态系统的稳定性，教材又一次提到了“生物圈号”实验室的实例，指出保持各种生态系统稳定性的必要性，接着举例讲述了保护生态系统稳定性的一些措施。并说明人类要想生存和
6、发展，就要想法保护生态系统稳定性。综上所述，本小节的知识结构如下：问题全解：117如何理解“生物圈号”实验？（1）科学家们之所以建造“生物圈号”，是为了深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类离开地球能否生存。（2）“生物圈号”中有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；有土壤、水源、空气、阳光、多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。（3）在实验过程中，“生物圈号“由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建造”生物圈I号“的混凝土的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21%下降到14%，二氧化碳含量猛增。同时，昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外都基
7、本死亡，食物链等营养结构联系中断；靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减少。118如何理解生态系统的稳定性以及抵抗力稳定性和恢复力稳定性含义？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，叫做生态系统的稳定性，它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统稳定性是生态系统发展到一定阶段的产物，或者说是生态系统发展到成熟稳定状态时而具有的一种“自稳”能力。任何一个生态系统不仅具有一定的结构，而且执行一定的功能。其中，生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道，完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础；而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起，
8、有利于形成典型的食物链关系，推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构与功能能够保持相对稳定。例如，原始森林生态系统是经过千百年来形成的，尽管其中的生物生生死死，迁入迁出，无机环境也在不断变化，但从某一阶段来看，该系统内各种生物的种类和数量总是大体相同的。这说明原始森林生态系统在结构上达到了相对稳定，表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定 (如图871)。生态系统的结构决定着它的功能。因此，原始森林生态系统的能量流动和物质循环也能够保持相对稳定，即能量和物质的输入和输出趋于平衡。图871当生态系统的结构和功能都达到相对稳定时，生态系统就能够在一定限度内抵抗外界干扰并使自
9、身的结构和功能保持原状。即具有抵抗力稳定性。或者当生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后能够恢复到原状，即具有一定的恢复力稳定性。119生态系统稳定性的原理是什么？如何保护？生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力，而自动调节能力又取决于生态系统自身的净化能力(抗污染)和完善的营养结构 (抗干扰)。净化作用包括物理沉降、化学分解和生物分解三个方面。它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。其中，生物分解主要以微生物为主，微型动物为辅，某些植物也有这种功能，水环境中的有机污染物通过水生生物的分解和富集，转化为无害而稳定的无机物质，有些物质可成为细胞结构的组成成分，使其
10、浓度下降，变有毒物质为无毒物质。例如，工厂废水刚排入河流时，酚、氰等有毒物质含量很高，随着河水向下游流动，其浓度逐渐降低，这是由河流生态系统的自净作用引起的。完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定，例如，在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木的生长自然受到危害，但食虫鸟类由于食物丰富数量也增多，这样害虫的种群增长就会受到抑制。出现了“有虫不成灾”的现象。由此可见，森林生态系统的抵抗力稳定性取决于“林木植食害虫食虫鸟类”这条食物链的反馈调节。又如，在一个草原生态系统中，每逢美洲兔大量繁殖之时，草原中的猞猁也会继而大量繁殖，随着猞猁大量捕食美洲兔，美洲兔数量
11、减少了，猞猁的数量也随之减少(图872)。图872生态系统的自动调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低。例如，纯马尾松林容易发生松毛虫的暴发性危害，而由两种或两种以上乔木树种组成的混交林，这种单一性虫害就不容易发生。这说明纯马尾松林抵抗力稳定性较低，而混交林抵抗力稳定性较高。那么，生态系统抵抗力稳定性的高低是由什么决定的?从上面实例不难看出，混交林内生物种类较多，因此形成的食物链、食物网结构复杂，可以有多种天敌来控制一种害虫数量的发展。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能
12、力就越大，抵抗力稳定性就越高。与此同理，一个生态系统的结构越复杂，这个生态系统所能容纳有毒物质的量也就越大，抵抗污染的能力也就越强。总之，生物多样性越强，生态系统的抵抗力稳定性就越高。因此，我们要保护生物多样性，破坏生物多样性就等于破坏生态系统的稳定性。例如，无节制地猎捕草原上的黄鼬、狐等动物，就会使鼠因失去天敌的控制而数量猛增，从而导致草原的退化。保护生态系统的稳定性，还必须保护那些益虫、益鸟免遭捕杀，否则就会破坏由它们千百年来自然形成的食物链，致使生态系统丧失自动调节能力的结构基础。例如，前几年，我国某地区由于大肆捕捉青蛙，用来喂养肉鸡，使得该地区的青蛙几乎濒于绝灭。结果粘虫在麦田里大量繁
13、殖，造成小麦严重减产。这证明大肆捕捉青蛙破坏了“小麦粘虫青蛙”这条食物链，导致该生态系统抵抗力稳定性的丧失。虽然生态系统内部具有自动调节能力，但这种自动调节能力是有一定限度的。当外界干扰因素特别强时，就会破坏生态系统的营养结构，其自动调节能力就会降低甚至消失，最终导致生态系统抵抗力稳定性减弱或者丧失。例如，过度放牧会造成草原退化；河流被严重污染，导致水生生物大量死亡等。但是，生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后，一旦停止这种干扰，经过一段时间后，能够恢复到原来的状态，即生态系统具有一定的恢复力稳定性。例如，如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复或接近原状。一片草地发生火
14、灾后。第二年又会长出茂密的草本植物。正所谓“野火烧不尽，春风吹又生”。生态系统的稳定性及其原理如图873图873总之，生态系统既具有抵抗力稳定性，又具有恢复力稳定性，以保持或恢复自身结构和功能的相对稳定。实际上，生态系统的稳定性也是生态系统发展到一定阶段，其结构和功能达到相对稳定状态时的必然产物。一般地说，抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。例如，森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统高。但是它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。因此。要禁止对森林的乱砍滥伐，以保护其稳定性。120如何理解抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间的相互关系?以森林生态系统与草原生态系统为例：森林
15、生态系统动植物种类繁多，群落的结构复杂，当系统受到外界的扰动，某种动物数量大量减少甚至绝迹，处于同一营养级的动物还可弥补，因为营养结构复杂，其自动调节能力强，抵抗力稳定性就强。当外界干扰超过生态系统的自动调节能力，比如发生森林大火，森林生态系统遭到破坏，要恢复到火灾前的状态就相当困难，所需的时间亦长，即恢复力稳定性弱。草原生态系统动植物种类少，群落的结构简单，某种动物数量减少或绝迹，可能造成系统内能量流动和物质循环受阻，因营养结构简单，其自动调节能力小，抵抗力稳定性弱。当草原生态系统遭遇火灾，受到破坏，短时间即可恢复到火灾前的状态，“野火烧不尽，春风吹又生”讲的就是这个道理，即恢复力稳定性强。
16、【学习方法指导】本节的学习重在结合实际，例如森林生态系统、北极苔原生态系统、草原生态系统以及河流生态系统等进行分析、讨论。然后归纳总结出生态系统稳定性的概念、类型及其差异性等内容。【知识拓展】生态系统如何实现自动调节？生态系统普通存在着反馈调节现象。什么是反馈?当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫做反馈。反馈有两种类型，即负反馈和正反馈。负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳定状态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如，如果草原上的食草
17、动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少，植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量。另一种反馈叫做正反馈，正反馈是比较少见的，它的作用刚好与负反馈相反，即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列的变化，反过来不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化，因此正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。在自然生态系统中正反馈的实例不多，下面我们举出一个例子加以说明：如果一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越重，鱼类的死亡速度也会越来越快。从这个例子中我们可以看出，正反馈往往具有极
18、大的破坏作用，但是它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。从长远看，生态系统中的负反馈和自我调节将起主要作用。【同步达纲训练】1在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃掉，用网把试验区罩上，后来发现，草的叶子几乎被虫吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这种现象的原因是A植被破坏B环境污染C食物链被破坏D缺水干旱2生态系统能够保持稳定的原因主要是A相对稳定的物质循环B缺水干旱C自动调节能力D食物链被破坏3什么措施能提高生态系统的抵抗力稳定性A减少捕食者和寄生生物数量B使消费者和生产者的数量保持平衡C增加物种数量D限制一个演替系列的演替过程4在一个生态系统中，a、b、c、d四种生物，由于食物关系形成
19、如下几种结构，其中最稳定的是5下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最小A温带草原生态系统B北极冻原生态系统C热带雨林生态系统D北方针叶林生态系统6自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害，但有些人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害，其原因是A松毛虫繁殖能力强B马尾松抗害虫能力差C营养结构简单D气候适宜松毛虫生长7下列生态系统中自动调节能力最弱的是A天然落叶林B天然常绿林C人工纯种林D人工混交林8下列几种生态系统中，自动调节能力最大的是A温带草原B温带落叶林C北方针叶林D热带雨林9数百年前我国黄土高原原有茂密的森林，后来却成了荒山秃岭，主要原因是A北方寒流长期侵袭B过度开发破坏了生态平衡C长年旱灾，赤地
20、千里D地壳运动频繁10假定在一个由草原、鹿和狼组成的相对封闭的生态系统中，把狼杀绝，鹿群的数量将会A迅速上升B缓慢上升 C保持相对稳定D上升后又下降11西部大开发必须注意改善和保护西部的生态环境，实施可持续发展战略。（1）生物与环境之间的关系包括生物与无机环境和生物与有机环境两大类：其中无机环境包括_。A阳光、温度、水、动物等B大气、水、土壤、植物等C温度、水、地形、微生物等D阳光、温度、水、土壤等（2）在一定的时间和空间内，生物群落与无机环境之间，通过不断的_和_而构成的有机整体称为生态系统。（3）当生态系统达到动态平衡时，它能通过自动调节来维持正常功能。这种调节能力有大有小，生态系统的营养
21、结构越复杂，各个营养级的_越多，自动调节能力就_。但外来干扰超过_时，生态系统将_，其损失是难以估计的。参考答案1C2C3解析：减少捕食者和寄生生物数量不仅减少了生态系统的物种种类，而且干扰甚至破坏了原有生态系统的抵抗力稳定性。使生产者和消费者数量保持平衡，只能保持生态系统原有的抵抗力稳定性，不能使抵抗力稳定性进一步提高。限制一个演替系列的演替过程，干扰了生态系统的演替规律，因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。只有增加物种数目，使食物链增多，食物网复杂，生态系统自我调节能力才能提高，进而提高生态系统的抵抗力稳定性。答案：C4解析：生态系统的稳定性与其结构有关，结构越复杂，食物链数目越多，生
22、态系统的稳定性就越高。B中有三条食物链，A只有一条，C和D选项各两条。答案：B5解析：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叫生态系统的抵抗力稳定性。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。其自动调节能力的大小取决于生态系统的成分和营养结构。成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。题中所列四种生态系统中，北极冻原生态系统成分最单纯，营养结构最简单，自动调节能力最小。答案：B6解析：天然林的营养结构复杂，食物链中各营养级的生物种类繁多，自动调节能力大，当发生虫害时，以松毛虫为食的动物的数量也增加，限制了松毛虫的数量，故很少发生虫害。而人工马尾松林营养结构简单，成分单一，自动调节能力小，故常发生虫害。答案：C7C8D9B10D11（1）D（2）能量流动物质循环（3）生物种类越强自动调节能力失去平衡
