(全国通用版)201X-201x版高中生物 第5章 生态系统及其稳定性 第5节 生态系统的稳定性学案

第5节生态系统的稳定性[目标导读] 1.通过对教材P109～110的实例分析，理解生态系统的自我调节能力。

2.阅读教材P110～111，区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性，并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。

[重难点击] 1.生态系统的自我调节能力。

2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

3.设计并制作生态缸，观察其稳定性。

方式一2016年5月4日，太湖蓝藻随着滚滚流水由西向东挺进无锡市梁溪河畔，入湖污染物总量偏大、蓝藻水华暴发程度超过往年。

如何让太湖恢复它的结构和功能呢？今天我们共同学习生态系统的稳定性，探讨解决巢湖污染的方法。

方式二在林业生产上，人工种植的单一纯种林很容易发生虫灾，但是天然混交林和原始森林一般不会发生虫灾，这是为什么？这与生态系统的抵抗力稳定性有关，什么是生态系统的抵抗力稳定性？什么是生态系统的稳定性？一、生态系统的稳定性和自我调节能力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受轻微污染的河流结果：生物的种类和数量不会受到明显的影响。

②森林结果：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。

问题探究1．材料1 亚马逊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。

材料2 森林火灾(左)和火烧后的恢复(右)。

从材料1、2看出，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。

2．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)。

答案如图所示(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)。

答案如图所示3．已经污染的湖泊中污染状况加剧，如下图：从材料看出，该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力，这种能力称为正反馈调节，该实例说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。

1．判断正误(1)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在( )(2)当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节( )(3)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( )(4)森林中，害虫数量增加时，食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这不属于负反馈调节( )(5)当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失( )答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√解析负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳定，它不仅存在于生态系统的生物群落之间，也存在于生物群落与无机环境之间，它的特点是通过自我调节能力，使生态系统内的种群数量保持相对平衡，这种调节往往是通过生物与生物之间的捕食关系来实现的。

2．生态系统自我调节能力的基础是负反馈。

下列哪项不属于负反馈调节( )A．草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升，使得鼠的增加受到抑制B．草原被蝗虫采食后，草原植物增强再生能力，减缓植物种群数量的下降C．森林局部着火破坏了部分植被，但空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能迅速萌发生长D．池塘被倾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差答案 D解析草原鼠的数量上升，蛇的食物增加引起蛇的数量上升，使得鼠的增加受到抑制属于负反馈调节，A正确；草原被蝗虫采食后，草原植物增强再生能力，可以减缓植物种群数量的下降，属于生态系统的自我调节，是负反馈调节，B正确；森林局部着火破坏了部分植被，但形成的空地土壤肥沃，光照充足，幸存植物能更迅速的萌发生长，属于负反馈调节，C正确；池塘被倾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差，属于正反馈调节，D错误。

易混辨析生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较比较负反馈调节正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加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环或恶性循环结果抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化加速最初发生变化的那种成分所发生的变化二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1．比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性项目抵抗力稳定性恢复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特点生态系统的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度和恢复时间不同实例热带雨林中假若某种植食性动物大量减少，将由这个营养级的多种生物来代替，使整个生态系统维持相对稳定河流与土壤若被有毒物质轻微破坏，通过自身净化作用，可以很快恢复；若被重度污染，河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了2.提高生态系统稳定性的措施(1)对森林生态系统的利用，要有计划地采伐，防止过度采伐，并且要伐种兼顾。

由此说明提高生态系统的稳定性要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)农田生态系统需要不断地施肥、灌溉，控制病虫害，并且推广秸秆还田，以减少农田的输出。

由此说明提高生态系统的稳定性，要对人类利用强度较大的生态系统实施相应的物质、能量投入，以保证生态系统内部结构与功能的协调。

问题探究1．阅读材料分析问题：材料一话说乾隆下江南时，到了苏州一水乡，看到小桥流水人家，别具风情。

水乡人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，即便如此，水仍然很清澈。

这番景象让乾隆大为惊奇。

可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。

迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。

材料二在北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。

假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。

相反，在热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。

(1)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？答案河流生态系统具有一定的自我调节能力。

这反映了河流生态系统有抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，即抵抗力稳定性。

(2)众多染坊废水使河流臭气熏天说明了什么？染坊停止排污后虎丘重现绿水青山说明河流生态系统具有哪种稳定性？答案众多染坊废水流入虎丘外围的河流，远远超出了它的自我调节能力，河流生态系统被破坏，说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。

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。

染坊停止排污后，被破坏的河流生态系统恢复到原状，说明河流生态系统具有恢复力稳定性。

(3)材料二可以说明什么？答案由材料二看出：生态系统中的组分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。

相反，生态系统中的组分越少，营养结构越简单，自我调节能力越差，抵抗力稳定性就越低。

2．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，才能起到应有的作用。

3．一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。

3．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是( )①负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础②“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性③人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力④热带雨林遭到严重砍伐后，其恢复力稳定性仍很强⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类，改变其营养结构A．①③ B．②④⑤C．②③ D．①④⑤答案 A解析生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，①正确；“遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，②错误；生态系统的自我调节能力具有一定的限度，为保持生态系统的稳定，人类对生态系统的干扰不能超过其承受能力，③正确；热带雨林的抵抗力稳定性强，所以遭到破坏后，其恢复力稳定性较弱，④错误；生物种类增加，营养结构变复杂，生态系统的稳定性会增加，但是随意增加生物种类，可能造成外来物种入侵，反而会破坏生态系统的稳定性，⑤错误。

4．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的稳定性，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答案 D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。

易混辨析有关生态系统稳定性的两点提示(1)不能说“热带雨林的稳定性大于草原生态系统”，只能说“热带雨林的抵抗力稳定性大于草原生态系统”。

(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统的两种稳定性都较小。

三、设计并制作生态缸，观察其稳定性1．实验原理(1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都有密切的关系。

(2)将少量植物，以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的玻璃缸中，便形成一个人工模拟的微型生态系统——生态缸。

(3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。

2．实验流程制作生态缸框架—标准：100 cm×70 cm×50 cm↓缸底部的铺垫—花土在下，一边高，一边低；沙土在上，沙土层厚5～10 cm↓注入水—注意：从缸内低处注入↓放入动、植物—水中放浮萍、水草、乌龟，沙土植上仙人掌球，花土植上蕨类植物和低矮杂草，花土上放置蚯蚓、蜗牛↓密封生态缸—用胶带将生态缸密封↓移置生态缸—将生态缸放置在光线良好的散射光下↓观察记录—观察记录缸内生物种类、数量变化，观察记录缸内水质、基质变化问题探究试分析生态缸的设计要求，完善下表：设计要求相关分析生态缸必须封闭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命力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持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；便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，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用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡5．某同学设计了一个小生态瓶，要想较长时间保持稳态，一定要做到的是( )①要有稳定的能量来源②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理③植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要④动物产生的CO2能满足植物进行光合作用⑤瓶底应放一些鹅卵石A．①③④ B．①②③④C．①③④⑤ D．①②③④⑤答案 B解析生态系统在能量来源上不能自给自足，必须依赖太阳能，因此设计的生态瓶要有稳定的能量来源；生态瓶内可实现物质的循环利用，但为维持其稳定性，生产者、消费者和分解者的数量要遵循能量流动规律；瓶底放一些鹅卵石并不是设计生态瓶所必需的。