第5節生態系統的穩定性第5章

生態系統及其穩定性[學習目標]

1.理解生態系統的自我調節能力。2.區分抵抗力穩定性和恢復力穩定性，并簡述提高生態系統穩定性的措施。3.設計并制作生態缸，觀察其穩定性。方式一2016年5月4日，太湖藍藻隨著滾滾流水由西向東挺進無錫市梁溪河畔，入湖污染物總量偏大、藍藻水華暴發程度超過往年。如何讓太湖恢復它的結構和功能呢？今天我們共同學習生態系統的穩定性，探討解決太湖污染的方法。課堂導入方式二在林業生產上，人工種植的單一純種林很容易發生蟲災，但是天然混交林和原始森林一般不會發生蟲災，這是為什么？這與生態系統的抵抗力穩定性有關，什么是生態系統的抵抗力穩定性？什么是生態系統的穩定性？新知導學達標檢測內容索引新知導學1.生態系統的穩定性(1)概念：生態系統所具有的

或

自身結構和功能相對穩定的

。(2)原因：生態系統具有

。2.生態系統的自我調節能力(1)實例①受輕微污染的河流結果：生物的

不會受到明顯的影響。一、生態系統的穩定性和自我調節能力保持恢復能力自我調節能力種類和數量物理微生物②森林結果：鳥類、害蟲的數量趨于穩定。(2)特點生態系統的自我調節能力是

的，當外界干擾因素的強度超過

時，生態系統的自我調節能力會迅速喪失，生態系統就到了難以恢復的程度。(3)基礎：負反饋調節。一定限度受到抑制有限豐富生態系統的負反饋調節和正反饋調節的比較歸納總結比較負反饋調節正反饋調節作用是生態系統自我調節能力的基礎，能使生態系統最初發生的那種變化向相反的方向發展，使生態系統達到并保持相對穩定加速生態系統最初所發生的變化，使生態系統向著更好或更壞的方向發展，即人們常說的良性循環或惡性循環結果抑制或減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化加速最初發生變化的那種成分所發生的變化例1

判斷正誤：(1)負反饋調節在生物群落中普遍存在，但在生物群落與無機環境之間不存在(

)(2)當農田里蚜蟲的數量增多時，七星瓢蟲的數量也會增多，這樣蚜蟲種群數量的增長就會受到抑制，這屬于生物群落內的負反饋調節(

)(3)負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基礎(

)(4)當外界干擾強度超過一定限度時，生態系統的自我調節能力將會喪失(

)答案解析√×√√解析

負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎，能使生態系統達到和保持平衡及穩定，它不僅存在于生態系統的生物群落之間，也存在于生物群落與無機環境之間，它的特點是通過自我調節能力，使生態系統內的種群數量保持相對平衡，這種調節往往是通過生物與生物之間的捕食關系來實現的。例2

生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節。下列哪項不屬于負反饋調節A.草原鼠的數量上升引起蛇的數量上升，使鼠的增加受到抑制B.草原被蝗蟲采食后，草原植物增強再生能力，減緩植物種群數量的下降C.森林局部著火破壞了部分植被，但空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能

迅速萌發生長D.池塘被傾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，進一步引起水質變差解析√答案解析

草原鼠的數量上升，蛇的食物增加引起蛇的數量上升，使得鼠的增加受到抑制屬于負反饋調節，A項正確；草原被蝗蟲采食后，草原植物增強再生能力，可以減緩植物種群數量的下降，屬于生態系統的自我調節，是負反饋調節，B項正確；森林局部著火破壞了部分植被，但形成的空地土壤肥沃，光照充足，幸存植物能更迅速的萌發生長，屬于負反饋調節，C項正確；池塘被傾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，進一步引起水質變差，屬于正反饋調節，D項錯誤。二、抵抗力穩定性和恢復力穩定性1.比較抵抗力穩定性和恢復力穩定性

抵抗項目抵抗力穩定性恢復力穩定性概念生態系統

外界干擾并使自身的結構與功能

的能力生態系統在受到外界干擾因素的

后

的能力特點生態系統的組分越多，食物網越

，其自我調節能力就

，抵抗力穩定性就越高生態系統在受到不同的干擾(破壞)后，其恢復速度和恢復時間不同實例熱帶雨林中，假若某種植食性動物大量減少，將由這個營養級的多種生物來代替，使整個生態系統維持相對穩定河流與土壤若被有毒物質輕微破壞，通過自身

，可以很快恢復；若被重度污染，河流或土壤的

穩定性就被破壞了保持原狀恢復到原狀破壞越強復雜凈化作用恢復力2.提高生態系統穩定性的措施(1)對森林生態系統的利用，要有計劃地采伐，防止過度采伐，并且要伐種兼顧。由此說明提高生態系統的穩定性要控制對生態系統干擾的程度，對生態系統的利用應該

，不應超過生態系統的

。(2)農田生態系統需要不斷地施肥、灌溉，控制病蟲害，并且推廣秸稈還田，以減少農田的輸出。由此說明提高生態系統的穩定性，要對人類利用強度較大的生態系統

，以保證生態系統內部結構與功能的協調。自我調節能力適度實施相應的物質、能量投入歸納總結抵抗力穩定性和恢復力穩定性的比較(1)區別(2)聯系①一般二者呈負相關，營養結構越復雜的生態系統，抵抗力穩定性(a)越強，而恢復力穩定性(b)一般越弱。②二者是同時存在于同一系統中的兩種截然不同的能力，它們相互作用共同維持生態系統的穩定。例3

下列關于生態系統穩定性的敘述，正確的是①負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎②“遭到破壞，恢復原狀”屬于抵抗力穩定性③人類對自然生態系統的“干擾”不應超過其承受能力④熱帶雨林遭到嚴重砍伐后，其恢復力穩定性仍很強⑤提高生態系統穩定性的措施之一是隨意增加生物種類，改變其營養結構A.①③

B.②④⑤C.②③

D.①④⑤解析√答案解析

生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節，①正確；“遭到破壞，恢復原狀”屬于恢復力穩定性，②錯誤；生態系統的自我調節能力具有一定的限度，為保持生態系統的穩定，人類對生態系統的干擾不能超過其承受能力，否則生態平衡就會遭到破壞，③正確；熱帶雨林的抵抗力穩定性強，但是一旦遭到嚴重破壞后，很難恢復，所以其恢復力穩定性較弱，④錯誤；生物種類增加，營養結構變復雜，生態系統的穩定性會增加，但是隨意增加生物種類，可能造成外來物種入侵，反而會破壞生態系統的穩定性，⑤錯誤。例4

如果將一處受到外來干擾后恢復到原狀態的森林開發為一個森林公園，為了提高該森林生態系統的穩定性，應當采取的措施是A.在森林中引入一些珍奇的野生動物，把生產者的能量盡量多地積蓄起來B.在森林里引入一些珍奇的野生動物，增加食物網的復雜性C.定期清理小型灌木、雜草和枯枝落葉，便于游人觀賞珍貴樹種D.對森林適量采伐，使該生態系統處于長期相對穩定狀態解析

在森林中引入一些珍奇的野生動物，將會改變原有的營養結構，破壞森林生態系統的穩定性；定期清理灌木、雜草和殘枝落葉，這些人為因素的干擾會破壞原有生態系統的穩定性；森林屬于可再生性資源，適量采伐、合理利用，并不會破壞森林生態系統的穩定性，反而會促進物質的循環，使該生態系統長期處于相對穩定狀態。解析√答案易混辨析有關生態系統穩定性的兩點提示(1)不能說“熱帶雨林的穩定性大于草原生態系統”，只能說“熱帶雨林的抵抗力穩定性大于草原生態系統的抵抗力穩定性”。(2)抵抗力穩定性和恢復力穩定性的關系并不一定都是相反的，如北極苔原生態系統的兩種穩定性都較低。三、設計并制作生態缸，觀察其穩定性1.實驗原理(1)生態系統的穩定性與它的物種組成、營養結構和非生物因素都有密切的關系。(2)將少量植物，以這些植物

和其他

放入一個密封的玻璃缸中，便形成一個人工模擬的微型生態系統——生態缸。(3)觀察生態缸中生物的生存狀況和存活時間的長短，了解生態系統的穩定性及影響穩定性的因素。

為食的動物非生物物質2.實驗流程制作生態缸框架標準：100cm×70cm×50cm缸底部的鋪墊花土在下，一邊高，一邊低；沙土在上，沙土層厚5～10cm注入水注意：從缸內低處注入↓↓↓水中放浮萍、水草、烏龜沙土植上仙人掌(球)花土植上蕨類植物和低矮雜草花土上放置蚯蚓、蝸牛放入動、植物密封生態缸用膠帶將生態缸密封移置生態缸將生態缸放置在光線良好的散射光下觀察記錄觀察記錄缸內生物種類、數量變化，觀察記錄缸內水質、基質變化↓↓↓歸納總結生態缸的設計要求及相關分析設計要求相關分析生態缸必須是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生命力，成分齊全(具有生產者、消費者和分解者)生態缸中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定生態缸的材料必須透明為光合作用提供光能；保持生態缸內溫度；便于觀察生態缸宜小不宜大，缸中的水量應適宜，要留出一定的空間便于操作；缸內儲備一定量的空氣生態缸的采光用較強的散射光防止水溫過高導致水生植物死亡例5

某同學設計了一個小生態瓶，要想較長時間保持穩態，一定要做到的是①要有穩定的能量來源②生產者、消費者、分解者的數量要搭配合理③植物的光合作用能滿足動物對氧氣和養料的需要④動物產生的CO2能滿足植物進行光合作用⑤瓶底應放一些鵝卵石A.①③④

B.①②③④C.①③④⑤

D.①②③④⑤解析√答案解析

生態系統在能量來源上不能自給自足，必須依賴太陽能，因此設計的生態瓶要有穩定的能量來源；生態瓶內可實現物質的循環利用，但為維持其穩定性，生產者、消費者和分解者的數量要遵循能量流動規律；瓶底放一些鵝卵石并不是設計生態瓶所必需的。例6

設計制作生態缸應該遵循一定的原理和要求，下面列舉的原理或要求中合理的是A.應該將生態缸放在陽光能夠直接照射的地方，以保證獲得足夠的能量B.應該經常向生態缸中通氣，從而保證缸中生物的呼吸C.生態缸中投放的生物必須有很強的生命力，投放的動物數量要多一些D.生態缸的各種生物之間以及生物與無機環境之間，必須能夠進行物質

循環和能量流動解析√答案解析

生態缸的采光用較強的散射光，既可為水生植物的光合作用提供光能，又可防止生態缸中水溫過高，導致水生植物死亡，A項錯誤；生態缸必須是封閉的，目的是防止外界生物或非生物因素的干擾，B項錯誤；生態缸中投放的不同營養級的生物比例要合適，C項錯誤；生態缸相當于微型的生態系統，其中的各種生物之間以及生物與無機環境之間，必須能夠進行物質循環和能量流動及信息傳遞，D項正確。歸納總結生態缸內的生物只能保持一定時間的活性生態缸中雖然成分齊全，生產者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質循環，但由于生態缸中的生態系統極為簡單，自我調節能力極差，所以抵抗力穩定性極低，生態系統的穩定性極易被破壞。因此，生態缸內的生物只能保持一定時間的活性。學習小結物質食物鏈、食物網抵抗力恢復力自我調節達標檢測1.下列哪種方法能增強生態系統的自我調節能力A.減少捕食和寄生生物的數量B.使生產者和消費者在數量上保持平衡C.增加生物的種類D.減少生物的種類答案√1234解析51234解析

減少捕食者和寄生生物的數量，使得生態系統組分減少，自我調節能力減弱，A項錯誤；生產者和消費者在數量上保持相對平衡，維持生態系統的穩態，但不能增強自我調節能力，B項錯誤；增加生物的種類，營養結構變復雜，生態系統的自我調節能力變強，C項正確；減少生物的種類，營養結構變簡單，生態系統的自我調節能力變弱，D項錯誤。52.下列關于生態系統穩定性的敘述，正確的是A.“野火燒不盡，春風吹又生”說明生態系統具有抵抗力穩定性B.增加該生態系統內各營養級生物的種類可提高該區域生態系統的自我

調節能力C.抵抗力穩定性越低的生態系統，其恢復力穩定性就越高D.生態系統的成分越復雜，自我調節的能力就越弱答案√1245解析3解析

該詩句描述的是草原被毀滅后恢復到原狀的能力，說明生態系統具有恢復力穩定性，A項錯誤；生態系統中生物的種類和數量越多，營養結構越復雜，自我調節能力就越高，反之越低，B項正確；某些環境惡劣的生態系統如北極苔原生態系統，抵抗力穩定性和恢復力穩定性都較低，C項錯誤；生態系統自我調節能力的大小與生態系統的成分、生物種類及營養結構有關，生態系統成分越復雜，其自我調節能力越強，D項錯誤。124533.下列曲線表示四個不同自然生態系統在受到同等程度的外來干擾后，初級消費者和次級消費者的數量變化情況。其中抵抗力穩定性最高的生態系統是√答案12453解析解析

生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性。抵抗力穩定性的本質是“抵抗干擾、保持原狀”。一般而言，生態系統的成分越少，營養結構越簡單，自我調節能力越弱，抵抗力穩定性越低；反之越高。題中四個選項的曲線中，只有C選項的曲線受干擾后，初級消費者和次級消費者的數量變化最小，所以該生態系統的抵抗力穩定性是最高的。1