[K12学习]2018版高中生物 第五章 生态系统及其稳定性 第5节 生态系统的稳定性学案 新人教版必修3

第5节生态系统的稳定性
1．阐明生态系统的自我调节能力。

(重点)
2．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

3．简述提高生态系统稳定性的措施。

4．设计并制作生态缸，观察其稳定性。

5．认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统的影响。

1．生态系统的稳定性
(1)概念
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。

(2)原因
生态系统具有自我调节能力。

2．生态系统的自我调节能力
(1)实例
①实例1：受轻微污染的河流。

②实例2：森林。

a．调节过程
b．结果：鸟类、害虫的数量趋于稳定。

(2)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，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统就难以恢复。

(3)基础：负反馈调节。

[合作探讨]
探讨1：请思考并总结生态系统中生物种类与其自我调节能力及稳定性的关系。

提示：生物种类繁多，营养结构复杂⇒自我调节能力强⇒抵抗力稳定性高。

探讨2：甲、乙两地森林都发生了虫灾，甲地大量使用杀虫剂，害虫短时间得到控制，后来又发生虫灾。

乙地引入灰喜鹊，害虫被逐步控制，后来有虫但不成灾。

(1)甲地再度出现虫灾原因是什么？
提示：杀害剂的使用使害虫的抗药性增强，杀虫剂的杀虫作用降低。

(2)乙地为什么能有效控制虫灾？
提示：乙地害虫与灰喜鹊之间的反馈调节，使森林有虫不成灾。

[思维升华]
1．对生态系统稳定性的理解
(1)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。

(2)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．生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
1．当河流受到轻度污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。

这个事例说明
( ) A．生态系统具有相对稳定的物质循环
B．生态系统具有一定的自我调节能力
C．生态系统具有稳定的能量来源
D．生态系统具有大量的生产者和消费者
【解析】题中信息“河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响”显示，河流生态系统具有一定的稳定性。

生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我
调节能力。

【答案】 B
2．下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是( )
【导学号：67330038】
A ．在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到控制，这属于生物群落内的负反馈调节
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 ．某营养级生物数量增加时，一定能增大生态系统的自我调节能力
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】 某营养级生物数量增加时，可能会破坏原来生态系统的稳定性，降低生态系统的自我调节能力。

【答案】 C
3．下列对生态系统稳定性的叙述中，正确的是( ) A ．生态系统的稳态就是指生态系统的各种成分保持不变 B ．生态系统具有完整而且不变的营养结构 C ．生态系统中物质和能量的收支不变
D ．生态系统具有保持系统中各组成成分相对稳定的能力
【解析】 生态系统的稳态是一个动态的稳态，其成分、营养结构、能量不是一成不变的，是一种处在不断变化中的稳态。

【答案】 D
1．生态系统稳定性的类型
抵抗力稳定性⎩⎪⎨⎪⎧
概念：生态系统抵抗外界干扰并使
自身的结构与功能保持原状的能力
规律：生态系统的组成成分越多，食
物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高
恢复
力稳定性⎩⎪⎨⎪⎧
概念：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规律：生态系统在受到不同干扰因
素的破坏后恢复速度和恢复时间
不同
2．提高生态系统的稳定性 (1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度；不应超过生态系统的自
我调节能力。

(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

[合作探讨]
探讨1：一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。

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。

探讨2：对同一个生态系统来讲，抵抗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。

提示：一般来说，对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性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。

探讨3：对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳态，需采取哪些措施？(至少写两条)
提示：需要不断施肥、灌溉，以及控制虫害等。

[归纳提醒]
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
4．森林遭到持续干旱，树木往往扩展根系的分布空间，保证获得足够水分，维持生态系统的正常功能。

这反映了森林生态系统( )
A．恢复力稳定性较强
B．抵抗力稳定性较强
C．恢复力稳定性较弱
D．抵抗力稳定性较弱
【解析】森林生态系统具有受到外界干扰后，保持原状的能力，这是生态系统的抵抗力稳定性。

【答案】 B
5．下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是( )
A．在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高
B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高
C．在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降
D．一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高
【解析】生态系统的稳定性包括两个方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构的复杂程度有关，成分和营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，相应地，其恢复力稳定性就越低，题中A、C、D选项中的生态系统，都是向着成分和营养结构复杂化的方向发展，而B选项中生态系统是趋向单一化(只让牧草生长)发展，其抵抗力稳定性降低。

【答案】 B
6．连续三年，我国西南地区发生了特大旱灾。

灾害还留下森林火灾及泥石流等次生灾害隐患。

(1)森林中苗木大量被旱死，意味着食物链中被破坏的成分是________。

(2)这次受灾的地区是我国林业森林资源最丰富的地区，在受灾之前这里的森林生态系
统处于____________________状态，请从生态系统的稳定性的角度简要分析保持这种状态的原因：_______________________________________
______________________________________________________________。

(3)请给本次受灾的南方省份提出两条恢复森林生态系统稳定性的建议。

________________________________________________________________
______________________________________________________________。

【解析】(1)苗木能进行光合作用，制造有机物，在食物链中是生产者。

(2)正常的森林生态系统具有自我调节能力，受到的外界干扰若不超过一定限度，生态系统会很快恢复，保持相对稳定状态；但若超过一定限度，则恢复起来会很困难，甚至不能恢复。

(3)生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其稳定性越强。

对于受灾后的森林来说，要增加生态系统的组分需先增加生产者(苗木)的数量。

【答案】(1)生产者 (2)相对稳定因为生态系统具有自我调节能力，在一定的限度内，生态系统即使受到外界干扰也会通过自我调节而保持相对稳定状态(3)①积极植树造林；②禁止滥砍滥伐；③从思想上引导人们要爱护树木
1．实验原理
(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。

(2)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。

(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。

(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中能获得充足的太阳能。

当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。

(5)环境不断变化，生物本身不断繁殖，群落内部环境的改变，种内、种间关系的变化，人类活动的干扰，都会对群落产生影响，使群落发生演替。

2．实验流程
探讨1：设计生态缸时，常加入一些河泥，请分析其作用。

提示：提供分解者，为绿色植物提供必需的矿质元素。

探讨2：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，下列设计中合理的是哪一项：并作出分析。

①瓶内各种生物之间应有营养关系
②瓶内各种生物的数量搭配应合理
③瓶口应敞开以保证生物有氧呼吸
④应给予瓶内生态系统适当的光照
提示：①②④。

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。

探讨3：为保证生物的生存，必需的外部条件有哪些？
提示：充足的光照和适宜的温度。

[归纳提炼]
1．实验设计要求
(1)首先设计一张观察记录表，内容包括动植物的生活情况、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。

3．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存活一定时间。

(2)如果生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分较复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力较强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。

7．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。

下列说法中错误的是( )
甲 乙 丙
A ．甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少
B ．乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C ．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D ．若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中
【解析】甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多，水藻产生的氧气不足以维持其生命的进行。

【答案】 A
8．现有A、B两个密闭、透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。

一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。

【导学号：67330040】
请回答：
(1)A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个________，浮游藻类和水草的种间关系为________。

(2)一段时间后，B瓶中浮游藻类的种群密度________，原因是____________；浮游动物的种群密度________原因是________________。

(3)生态系统中分解者的作用是______________________________。

【解析】(1)一定区域中全部生物的总和构成生物群落，因此A瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落；浮游藻类和水草都为生产者，会争夺光照、生态瓶中的无机盐等，因此两者为竞争关系。

(2)B瓶缺乏光照，藻类不能进行光合作用，因此一段时间后浮游藻类的种群密度将降低；藻类因不能进行光合作用不但使其数量减少，也会导致瓶内O2含量减少，而浮游动物以植物为食，因此浮游动物会因食物和氧气不足导致其种群密度降低。

(3)在生态系统中，分解者能将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物，重新供生产者利用。

【答案】(1)生物群落竞争
(2)降低没有光照，藻类无法进行光合作用(其他合理答案也可) 降低氧气与食物不足(其他合理答案也可)
(3)将动植物遗体残骸中的有机物最终分解成无机物
1．生态系统的稳定性是指其( )
A．所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力
B．所具有的恢复自身结构和功能相对稳定的能力
C．所具有的自我调节能力
D．所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
【解析】生态系统的稳定性是指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。

【答案】 D
2．下列哪项不属于生态系统的自我调节能力( )
A．河流通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染
B．森林中，害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多
C．农民在稻田中除草，水稻长势良好
D．草原黄鼠增多，猫头鹰数量随之增多
【解析】农民在稻田中除草，体现了人的作用，不属于农田生态系统的自我调节能力的表现。

【答案】 C
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
【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项错误；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项错误；投放的不同营养级的生物比例要合适，C项错误；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项正确。

【答案】 D
4．下列表述不正确的是 ( )
A．温带针叶阔叶林比热带雨林的抵抗力稳定性低
B．同等强度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度慢
C．不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同
D．农田生态系统中，人的作用一旦消失，原有的生态系统将不复存在
【解析】一般情况下抵抗力稳定性与营养结构复杂程度呈正相关，而温带针叶阔叶林比热带雨林营养结构简单，A、C正确；草原生态系统虽比沙漠生态系统营养结构复杂，但沙漠环境恶劣，在同等干扰下，沙漠生态系统破坏更大，更难恢复，B错误。

农田生态系统中，人的作用很关键，D项正确。

【答案】 B
5．请根据下列材料回答问题：
材料一红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带的特有植被，具有丰富的动植物资源。

广东是我国红树林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之一。

材料二据报道，印度洋强震引起的海啸曾导致二十多万人死亡，几百万人无家可归。

但因为有茂密的红树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172户人家在这次海啸中幸免于难。

(1)从生态系统的稳定性方面分析，红树林的__________稳定性较强，而______稳定性较弱，原因是___________________________________________
______________________________________________________________。

(2)海啸过后，沿海灾区的多种生态系统受到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。

这一事实说明___________________________________________________
______________________________________________________________。

(3)被海水浸泡过的土壤，种植农作物难以成活，请解释原因：_________。

【解析】位于海岸边的红树林属于湿地生态系统，生态系统内具有丰富的动植物资源，营养结构复杂，自我调节能力强，因而具有很强的抵抗力稳定性，较差的恢复力稳定性。

海啸过后，多种生态系统受到了毁灭性破坏，短期内难以恢复，说明生态系统的自我调节能力是有限的，一旦破坏很难恢复，因此要注意保护。

海水中含有很多的无机盐，浸泡过农田之后造成农田的土壤溶液浓度很高，致使植物无法正常地吸收水分。

【答案】(1)抵抗力恢复力红树林中生物种类较多，营养结构复杂(2)任何生态系统的自我调节能力都是有限的(3)被海水浸泡过的土壤中无机盐浓度过高，使农作物无法通过渗透作用吸收水分(其他合理答案也可)
课堂小结：
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．生态系统的稳定性是指( )
A．生态系统中生产者和消费者之间的平衡
B．生态系统中各种成分和数量保持不变
C．生态系统中物质循环和能量流动长时间保持不变
D．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
【答案】 D
2．下列不属于生态系统为维持稳态而进行的负反馈调节的是( )
A．生物种群密度的调控
B．异种生物种群之间的数量调控
C．生物群落与无机环境之间的相互调控
D．受到污染的湖泊，死亡腐烂的鱼对湖泊生态系统的影响
【解析】生态系统为维持自身稳态而进行的负反馈调节可表现为生物种群密度的调控、异种生物种群之间的数量调控以及生物群落与无机环境之间的相互调控等。

D选项表现为正反馈调节，最终会破坏湖泊生态系统的稳定性。

【答案】 D
3．下图为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是( )
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈相反关系
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
【解析】生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。

因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，且一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。

【答案】 B
4．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是( )
A．“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性
B．增加生态系统内各营养级生物的种类可提高该生态系统自我调节能力
C．抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性就越高
D．生态系统的成分越复杂，自我调节的能力就越小
【解析】该诗句描述的是草原被毁灭后恢复到原状的能力，应为恢复力稳定性，A错误；生态系统中生物的种类和数量越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越高，反之越低，B正确；某些环境恶劣的生态系统如北极冻原生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，C错误；生态系统自我调节能力的大小与生态系统的成分、生物种类及营养结构有关，生态系统成分越复杂，其自我调节能力越大，D错误。

【答案】 B
5．生态系统的自我调节能力，对于维持生态系统的稳定起着关键作用，这是通过( ) A．种群密度有一定规律性的变化而实现的
B．群落与无机环境之间进行物质循环而实现的
C．生态系统内部的反馈调节来实现的
D．人工进行的绿化和环境保护来实现的
【解析】生态系统中各种成分是相互作用的，它们之间是通过反馈调节机制来实现的，它是生态系统自我调节能力的基础。

【答案】 C
6．下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。

其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )
【解析】抵抗力稳定性越高的生态系统，某种生物数量的变化曲线幅度越小，周期越短，故选C。

【答案】 C
7．地球上各种不同类型的生态系统具有不同的调节能力。

与农田、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的自我调节能力的特点是( )
A．自我恢复能力强，抵抗外界干扰能力弱
B．分解力弱，生产力强
C．抵抗外界干扰能力强，自我恢复能力弱
D．能量流动速率快，物质循环速率慢
【解析】热带雨林气候适宜，生物种类繁多，自我调节能力强，抵抗力稳定性较高，恢复力稳定性较低。

【答案】 C
8．为治理土地荒漠化，河北省林业厅通过飞播造林20万亩，请利用所学知识分析飞播造林的生态学原理是( )
A．增加生产者的种类和数量
B．增加生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性
C．增加食物链中的营养级
D．增加生物种类，提高生态系统的自我调节能力
【解析】因为生态系统的自我调节能力的大小与物种的多少、营养结构的复杂程度呈正相关，即物种越多，营养结构越复杂，其自我调节能力越强，故D项正确。

【答案】 D
9．生态系统的自我调节和自我修复能力与生态系统的稳定性密切相关，有关说法正确的是( )
A．生态系统的稳定性是不变的
B．生态系统的稳定性与所处的环境无关
C．生态系统自我调节和自我修复能力的基础是负反馈调节
D．森林生态系统的稳定性比草原生态系统强
【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，生态系统的稳定性与生态系统的成分和环境条件有关；生态系统的稳定性随着生态系统的成分和环境条件的变化是不断变化的；负反馈调节是生态系统具有自我调节和自我修复能力的基础；森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的强，而森林生态系统的恢复力稳定性比草原生态系统的弱。

【答案】 C
10．如图所示，图A、图B分别为草原、湖泊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、丙三者之间的食物关系是______________；该生态系统的________是沿着这条渠道进行的。

(3)图B为某湖泊的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？
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。

【解析】(1)图A为一条食物链，是由生产者和消费者组成的，没有生态系统中的分解者和非生物的物质和能量。

(2)物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的。

(3)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。

(4)从图A中可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，属于负反馈调节；图B属于正反馈调节。

【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)加速破坏生态系统的稳定性自我调节能力降低(4)不同。

图A是负反馈调节，图B是正反馈调节
[能力提升]
11．下图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况，下列关于该变化过程的说法正确的是( )
A．甲、乙都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
B．乙的恢复力稳定性强
C．a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
D．c点时只有恢复力稳定性
【解析】生态系统任何时候都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

解除干扰后，甲恢复到原来水平，乙恢复后总稳定性比原来低，故甲的恢复力稳定性较强。

【答案】 A。