生态系统稳态

第五章生态系统及其稳定性

第五节生态系统稳态的维持

[学习目标]

1、阐明生态系统的自我调节能力。

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、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。

5、初步学会设计并制作生态瓶。

6、初步学会观察生态系统的稳定性的方法，理解影响生态系统稳定性的各种因素。

[学习重难点]

1、阐明生态系统的自我调节能力。

2、学会设计并制作生态瓶，理解影响生态系统稳定性的各种因素。

[学习过程]

一、生态系统稳态的维持（P89）

1．生态系统对于环境的干扰，具有一种、和的能力，我们把生态系统这种叫做生态系统的稳态，它是生态系统

和协调发展的重要标志。

2．生态系统保持相对稳定的原因是生态系统具有自我调节能力。

（1）举例：①河流：河流受到轻微污染时，可通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中生物种类与数量不会受到明显的影响。②森林：当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，数量也会增多，这样害虫种群数量就会受到抑制。

（2）生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。

（3）调节限度：生态系统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丧失，生态系统难以恢复。

3．生态系统的稳定性

（1）组成：包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

抵抗力稳定性是指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。

恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。

（2）抵抗力稳定性、恢复力稳定性与生态系统营养结构的关系

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，恢复力稳定性就越低。

【例1】下图是关于生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系图，其中正确的是（）

4．提高生态系统的稳定性

一方面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，不应超过其自我调节能

力；另一方面，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。

【例2】下列关于生态系统稳定性叙述错误的是（）

A．温带针阔混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低

B．生态系统中组分越多，食物网越复杂，恢复力稳定性就越高

C．不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同

D．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

二、制作生态瓶或生态缸（P89）

（一）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着密切的关系。

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闭的广口瓶中，便形成一个人工模拟的微型生态系统——小生态瓶。

3、观察小生态瓶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。

（二）制作材料

透明的塑料瓶等，水草、小鱼、螺蛳若干，河水，胶带，细砂。

（三）方法步骤

①瓶子处理：洗净标本瓶，并用开水烫一下瓶子和瓶盖。

②放砂注水：在瓶中放入1cm厚的砂子，再加水至瓶子容积的4／5。

③投放生物：待瓶内水澄清后，放入水草和水生动物。

④加盖封口：瓶子加盖，并在瓶盖周围涂上几上林。

⑤粘贴标签：在瓶上贴标签，注明制作日期、制作者姓名．

⑥放置瓶子：将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。（以后不要再随意移动其位置）

（四）实验结果与分析

a.小生态缸的设计要求及分析

设计要求相关分析

生态缸必须是密闭的防治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、分解者）数量比例合理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；便于观察，研究结束前不要再随意移动生态瓶

生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，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

选择生命力强的生物，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

b.生态缸稳定性观察与分析

①观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。

②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保持一定时间的活性。

（五）本实验操作中的注意事项：

1、制作完成的生态缸中所形成的生态系统，必须是封闭的，不能添加食物和气体，唯一可进入系统的只有光线，整个系统也是靠光线作能量推动的。

2、生态缸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。

3、生态缸必须是透明的，既让里面的植物见光，又便于进行观察。

4、生态缸中投放的生物，必须具有很强的生活力。投放的动物数量不宜过多，以免破坏食物链。

5、将生态缸放在有较强散射光的地方。要注意不能将生态缸放在阳光能够直接照射到的地方，否则会导致水温过高，而使水草死亡。另外，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。【例3】有同学尝试设计生态瓶，在制定方案时，下列有关设计的方法步骤错误的是（）A．合理搭配瓶内生物与非生物的成分B．按合适的比例放入不同营养级的生物C．生态瓶摆放在光照适宜的位置D．定期向瓶内投放食物

【例4】某生物课外活动小组为探究不同因素对生态系统的影响，在老师的指导下进行了如下实验设计。

Ⅰ、实验过程如右图所示：

①取三个相同体积的无色透明瓶分别标记为1、2、3号；②在1、2、3号瓶内加等量的水，3号加少许河泥；③选大小相似的同种小金鱼，在1、3中各加入1条，2中加入2条，并在2、3中加入等量的金鱼藻，都用橡胶塞塞紧，然后放在阳光下。记录结果如下：

瓶号1号瓶2号瓶3号瓶

瓶中金鱼生存的时间（天数） 3 11 25

（1）1、2、3号瓶相比较，相同的非生物因素有_______________________________。

（2）2号和3号瓶相比较，2号瓶中的金鱼存活的时间较

短，主要是说明_______________是生态系统成分中不可

缺少的。

（3）1号和3号瓶的实验结果相比较，说明

_________________是生态系统中不可缺少的成分。

（4）该实验说明与生态系统稳定性密切相关的因素包括

_______________________________________。

Ⅱ、请继续设计实验探究阳光对生态系统的影响

方法步骤：

第一步：取相同体积的第4号瓶，第4号瓶的设计处理应该与_________号瓶作对照；

第二步：________________________________________________________________ ；

第三步：观察记录瓶中金鱼生存的时间推测最可能的实验结果

_______________________________________________________________________。