1、第5节 生态系统的稳定性课标解读课标要求学习目标学法指导1.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力2.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等3.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定1.分析生态系统的稳定性，建立生命系统的稳态观（生命观念）2.通过分析生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性关系曲线，培养科学分析问题、解决问题的思维能力（科学思维）3.学习生态系统稳定性的知识，关注人类活动对生态系统的影响（社会责任）4.设计制作生态缸，培养科学探究能力（科学探究）1.通过
2、实例归纳抵抗力稳定性和恢复力稳定性的异同，建立稳态与平衡观2.通过分析负反馈调节与生态系统自我调节能力的联系，理解生态系统维持生态平衡的特征机制3.通过设计并制作生态缸，观察和比较不同生态缸中生态系统的稳定性，理解生态系统各成分对于生态平衡的意义自主学习必备知识一、生态平衡与生态系统的稳定性1.生态平衡（1）概念：生态系统的 结构和功能 处于相对稳定的一种状态。（2）特征.结构平衡：生态系统的 各组分 保持相对稳定。.功能平衡： 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。. 收支平衡 。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
3、用的有机物的量，处于比较稳定的状态。（3）调节机制： 负反馈 机制，是指在一个系统中，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.生态系统的稳定性（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。（2）原因：生态系统具有 自我调节能力 。（3）生态系统的自我调节能力.基础： 负反馈调节 。.表现：生态系统维持 相对稳定 的能力。.特点：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。二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.抵
4、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）规律：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 ，如热带雨林生态系统。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.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。.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.控制对生态系统的 干扰强度 ，在不超过生态系统
5、自我调节能力范围内， 合理适度 地利用生态系统。.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.目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的 稳定性 。2.基本原理生态系$ $统原理依据生态系统原理,将生态系统的基本成分进行组织在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例 基本成分 合适比例 3.实验步骤（1）铺土： 沙土 在下，腐殖质较多的土在上。 （2）倒水：在缸内低处倒进水。 （3）放置生物：依据生物生活习性合理放置。 （4）放置生态缸：封上生态缸盖，将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，
6、但要避免 阳光直接照射 。 （5）定期观察，同时做好记录。4.结果分析（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 。互动探究关键能力主题学习一 生态平衡与生态系统的稳定性情境探究1.亚马孙森林已经存在至少上千万年了，中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害，也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但现在依然保持着森林景观。（1）分析可知，该生态系统具有稳定性的原因是什么？（2）你还能举出生活中其他可以长期维持稳定生产的例子吗？答案：（1）提示：该生态系统具有一定的自我调节能力。（2）如农业生产
7、中不断施肥、灌溉、除草及控制病虫害等可以使种植单一农作物的农田保持稳定。2.生态系统维持稳定，是通过自我调节能力实现的，那么生态系统是如何自我调节的呢？下图甲、乙分别代表两种不同的调节方式，分析回答下列问题。 甲 乙（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？（2）甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其中的反馈调节和图中的哪种调节方式相同？（3）反馈调节都能使生态系统保持相对平衡吗？（4）正反馈调节一定向坏的方面发展吗？答案：（1）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）甲状腺激素分泌增加后，会抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这种反馈调节是
8、负反馈调节，和图甲中的调节方式相同。（3）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。（4）不一定，它还会使好的方面更好。归纳总结1.对生态平衡和生态系统稳定性的理解（1）生态平衡在处于平衡的生态系统中，物质和能量的输入与输出均衡，生物种类的组成稳定，也就是说，生态系统中的生产过程与消费、分解过程处于平衡的状态，这时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态。（2）对生态系统稳定性的理解结构的相对稳定：结构相对稳定体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。功能的相对稳定：生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。2.生态系统的自我调节能力（1）
9、生态系统具有一定的自我调节能力，这种能力是通过生态系统内部的反馈调节来实现的。（2）负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定。（3）负反馈调节的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。3.生态系统调节中正反馈和负反馈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实例分析已污染的湖泊污染加剧草原上食草动物与植物的平衡【方法技巧】判断正反馈、负反馈调节的方法（1）依据：从调节后的结果与
10、原状态之间的变化分析。（2）方法：调节后进一步偏离原有水平正反馈回归到原有水平负反馈经典例题例1（2021全国百强名校联考）稳定性是生态系统的重要特征之一，是衡量生态系统健康状况的重要指标。下列叙述错误的是( )A.群落在发生次生演替过程中生态系统的稳定性一定会逐渐增强B.北极冻原生态系统中，若地衣被大面积破坏，则整个生态系统将会崩溃C.负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统具有自我调节能力的基础D.生态系统的物质循环或能量流动受阻后，生态系统的稳定性就会下降答案：A解析：一般而言，次生演替时物种的数目会增多，丰富度增加，稳定性会增强，但若是次生演替过程环境因素较差或人为破坏较为严重，也会
11、出现物种数目减少，生态系统稳定性降低的情况，A错误；北极冻原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，若地衣被大面积破坏，则整个生态系统将会崩溃，B正确；生态系统具有一定的自我调节能力，基础是负反馈调节，C正确；生态系统的物质循环和能量流动的渠道是食物链和食物网，复杂的食物链和食物网是生态系统稳定性的重要基础，故生态系统的物质循环或能量流动受阻后，生态系统的稳定性就会下降，D正确。素养解读本题主要考查生态平衡的相关知识，准确理解生态系统的自我调节能力和负反馈调节在生态平衡中的作用，理解生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力，建立稳态平衡的自然观
12、。素养落实1.某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。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，后期不属于负反馈调节C.早期、后期均属于负反馈调节D.早期、后期均不属于负反馈调节答案：B解析：根据题意可知，早期因为藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤因食物充足而大量繁殖，大量的水蚤捕食大量的藻类，藻类因水蚤数量增加而减少，藻类减少，水蚤因食物缺乏而减少，这属于负反馈调节；后期水体污染，引起部分水蚤死亡，水蚤死亡后腐烂的尸体加重了水体污染
13、的程度，导致更多的水蚤死亡，这属于正反馈调节。综上分析，B项正确。主题学习二 抵抗力稳定性与恢复力稳定性情境探究生态系统的稳定性可分为两种类型，它们之间既有区别又有联系。分析下面的材料，并回答问题。1.苏州某一水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍然很清澈，说明生态系统具有什么能力？这种能力反映生态系统的哪种稳定性？答案：提示：生态系统具有自我调节能力，这种能力反映生态系统的抵抗力稳定性。2.一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比，哪个抵抗力稳定性更高？试说明判断理由。答案：提示：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。3.对同一个生态系统来讲，抵抗
14、力稳定性与恢复力稳定性呈什么关系？所有的生态系统都这样吗？举例说明。答案：提示：对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反关系且同时存在。但对于一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。归纳总结1.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较比较项目抵抗力稳定性恢复力稳定性实质使自身结构与功能保持原状的能力遭到破坏后恢复原状的能力核心“抵抗干扰，保持原状”“遭到破坏，恢复原状”影响因素一般来说，生态系统的丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高一般来说，生态系统的丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越高关系一般情况
15、下二者呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差；反之亦然二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的特性，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定特例：因环境条件不适宜，北极苔原生态系统和荒漠生态系统等的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱经典例题例2下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是( )A.除去农田中的杂草可以提高其抵抗力稳定性B.人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性C.少量生活污水排入河流，但河流依然保持清澈，这属于恢复力稳定性D.生态系统的发展趋势一定是营养结构更复杂，稳定性更高答案：B解析：除去农田中的杂草后，生物多样性降低，该生态系统抵抗力稳定性下降，A错误；
16、人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性，B正确；少量生活污水排入河流，但河流依然保持清澈，这属于抵抗力稳定性，C错误；生态系统的发展趋势一般是营养结构更复杂，稳定性更高，但受环境和人为因素的影响，生态系统可能向相反的方向发展，D错误。素养解读本题考查生态系统的稳定性，要求考生识记生态系统稳定性的概念、类型及实例，掌握影响生态系统稳定性的因素，能结合所学的知识准确判断各选项。识记并理解生态系统的稳定性的概念，正确判断生态系统的恢复力稳定性和抵抗力稳定性，培养考生科学思维能力和稳态平衡的自然观。素养落实2.（2020北京朝阳区高二期末）毛竹、栲树、苦槠等阔叶树形成的混交林，其稳定性比毛
17、竹纯林的高。解释不合理的是( )A.毛竹纯林易发生病虫害B.混交林中物种多样性高C.毛竹纯林物质不可循环D.混交林中食物网更复杂答案：C解析：与毛竹纯林相比，混交林物种多样性高，食物网复杂，抵抗力稳定性较高，不易发生病虫害，A、B、D正确；毛竹纯林物质也可循环，如生物呼吸作用产生的二氧化碳可在光下被植物通过光合作用重新利用，实现循环，C错误。主题学习三 设计制作生态缸，观察其稳定性情境探究阅读教材P78“探究实践”内容，思考并回答以下问题：1.为什么生态缸必须是透明的？答案：提示：一是因为缸内的能量流动起始于生产者固定的太阳能，没有光，生态系统很快就会崩溃；二是便于观察记录。2.为什么不能将生
18、态缸放在阳光能够直接照射到的地方？答案：提示：会导致水温过高，而使水草死亡。3.为什么生态缸内的水量应占其容积的1/5 ，不能装满？答案：提示：在生态缸中的绿色植物光合作用释放的氧气不可能全部都溶解于水，所以必须留下可以储存并交换气体的空间。4.为什么投放的动物数量不宜过多、个体不宜过大？答案：提示：动物数量过多、个体过大，导致生产者制造的有机物和释放的氧气的生产量小于消耗量，使食物链遭到破坏，生态系统过早崩溃。5.为什么生态缸内的生物成分必须齐全？答案：提示：缸内的各种生物之间及其与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动，且能够长期进行。6.某同学设计了一个小生态瓶，要想较长时间保持稳
19、态，一定要做到的是 。要有稳定的能量来源 生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理 植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要 动物产生的CO2 能满足植物进行光合作用 瓶底应放一些鹅卵石答案：提示：归纳总结1.制作小生态缸的目的：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、消费者和分解者）生态缸中应能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持相对稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察生态缸中的水量不能超过其容积的1/5
20、 ，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光要用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择的动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2 的消耗，防止生产量消耗量可通过观察动植物生活情况、水质变化等来判断生态系统的稳定性。虽然生态缸中成分齐全，各成分间可以进行能量流动和物质循环，但由于缸中生态系统过于简单，自我调节能力较弱，所以其稳定性极易遭到破坏，因此只能保持较短时间。如果生态缸是一个开放的系统，则可改善上述情况，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。经典例题例3甲、乙、丙、丁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
21、定的生态系统。下列有关叙述中正确的是( )生态系统的组分光水草藻类植物浮游动物小鱼泥沙生态瓶编号甲+-+乙-+-+丙+-丁+注：+表示有，-表示无。A.乙瓶中藻类植物的种群密度逐渐增大B.由于丙瓶中没有小鱼，所以比甲瓶积累的有机物多C.与甲瓶相比，丁瓶中氧气含量少D.本实验说明非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者是构成生态系统不可缺少的四种成分答案：C解析：乙瓶无光照，藻类植物因无法进行光合作用而死亡，种群密度下降，A错误；与甲瓶相比，丙瓶中无泥沙，分解者很少，无法将该瓶中动植物遗体、动物的排遗物等有机物分解为无机物，无法供生产者再利用，积累的有机物少，B错误；与甲瓶相比，丁瓶中小鱼进行
22、呼吸作用要消耗水中大量的氧气，因此与甲瓶相比，丁瓶中氧气含量低，C正确；生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物物质和能量（光能），但生态系统必不可少的成分是非生物的物质和能量、生产者、分解者，D错误。素养解读本题通过表格呈现实验中各组别的设计，通过分析各组别之间的实验变量，结合生态系统的结构与功能、生态系统稳定性等知识，分析实验并预期结果，培养考生科学思维与科学探究能力。素养落实3.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面列举的原理或要求中，合理的是( )A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸C.生态缸中
23、投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些D.生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动答案：D解析：生态缸的采光用较强的散射光，既可为水生植物的光合作用提供光能，又可防止生态缸中水温过高，导致水生植物死亡，A错误；生态缸必须是封闭的，目的是防止外界生物或非生物因素的干扰，B错误；投放的不同营养级的生物比例要合适，C错误；生态缸相当于微型的生态系统，其中的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动及信息传递，D正确。评价检测课堂达标课堂小结课堂检测1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。（1）一个稳定的生态系统中动植物种类及数
24、量不会有波动。( )（2）生态系统的稳定性不会随环境的改变而改变。( )（3）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。( )（4）自我调节能力强的生态系统，其稳定性也就越高。( )（5）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。( )（6）在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性下降。( )（7）就生态系统结构而言，生态缸的稳定性取决于物种数。( )（8）生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性。( )2.下列关于生态平衡的叙述，不正确的是( )A.生态平衡是一定时间和空间内的平衡B.生态环境中各种生物的数量和所占比例处于相对
25、稳定状态C.各种生物的数量和比例稳定不变D.生产者大量死亡会破坏生态平衡答案：C解析：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，而不是稳定不变，C错误。3.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）( )A. B. C. D.答案：A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，相反的其恢复力稳定性就越弱。4.下列人类活动中，有利于提高生态系统稳定性的是( )A.为增加耕地面积，大量围湖造田B.为发展畜牧业，不断扩大放牧规模C
26、.为增加生物类群丰富度，大量引进外来物种D.为防止土地荒漠化，人工建造防护林答案：D解析：围湖造田扩大耕地面积会破坏植被和食物链，导致生态系统稳定性被破坏，A错误；为发展畜牧业，不断扩大放牧规模，使草原失去了防风固沙的能力，导致生态系统的稳定性降低，B错误；大量引进外来物种可能会造成生物入侵，导致生态系统稳定性降低，C错误；人工建造防护林能有效地防风固沙，防止土地荒漠化，从而提高生态系统稳定性，D正确。5.下列关于生态缸制作的说法，正确的是( )A.生态缸的密封性越差，其生物死亡就越快B.生态缸中放入较多的小乌龟有利于该生态系统的稳定C.生态缸中的生物之间最好不要有捕食关系，否则稳定性就差D.
27、生态缸制作完成后，应放在光线良好，但不是阳光直射的地方答案：D解析：生态缸的密封性越差，与外界的联系越大，其生物死亡就越慢，A错误；生态缸中的生物种类和数量比例要适宜，小乌龟是该小型生态系统的最高级消费者，数量宜少，B错误；生态缸中的生物之间最好有捕食关系，形成食物链，否则稳定性就差，C错误；生态缸制作完成后，不能放在阳光直射的地方，否则会因为温度过高而导致缸内生物的死亡，D正确。6.（2021山东青岛九中高三期中）我国南方很多村落背后都有一片充当绿色屏障的防护林。防护林保留了部分原始植被的特征，但同时由于深受人类活动的干扰而与自然群落有一定差异。研究表明，在华南某地，随着干扰（主要是砍伐成树
28、）强度的增加，防护林林下的植物丰富度增加，阳生植物增多，在人工干扰强度不同的防护林中，占优势的树种也有差异。受到重度干扰的防护林，比自然林更容易遭受外来物种的入侵。（1）砍伐成树有助于林下植物的生长，主要是影响了哪一类种间关系？ 。干扰后林下的阳生植物为什么会增多？ 。（2）一定程度的人工干扰可能会增加防护林群落的物种丰富度，这给我们什么启示？ 。（3）为什么重度人工干扰的防护林比自然林更容易遭受外来物种入侵？ 。这给我们什么启示？ 。答案：（1）种间竞争; 林下植物接受的光照强度增加，有利于阳生植物的生长繁殖 （2）适度的人工干扰可以加快群落的演替速度，增加群落的结构复杂程度 （3）重度干扰会让防护林的物种多样性降低，导致防护林营养结构简单，抵抗力稳定性降低，更容易被外来物种入侵 ; 人类对生态系统的干扰要适度解析：（1）砍伐成树有助于林下植物的生长，主要是影响了林下植物和树的种间竞争关系，砍伐树后，林下植物接受的光照强度增强，更有利于林下阳生植物的生长，所以阳生植物会增多。（2）适度的人工干扰可以增加防护林群落的物种丰富度，因此适度人工干扰可以加速群落演替和增加群落结构复杂程度。（3）生态系统的自我调节能力是有限的，对生态系统过度干扰会适得其反。重度干扰会降低防护林的物种多样性，使其抵抗力稳定性降低，与自然林相比更易被外来物种入侵。
