生态系统的稳定性【全国一等奖】

第5节生态系统的稳定性自主学习新知突破1．阐明生态系统的自我调节能力。2．比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别。3．了解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。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________________相对稳定的能力。(2)原因：生态系统具有______________能力。(3)表现：生态系统的___________和___________。(4)类型：___________稳定性和___________稳定性。生态系统的稳定性和自我调节能力自身结构和功能自我调节结构稳定性功能稳定性抵抗力恢复力2．生态系统的自我调节能力(1)概念：不同的生态系统都有在一定范围内____________的能力。(2)基础：________调节，在生态系统中普遍存在。(3)大小：一般来说，生态系统的___________，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力越强。相反，组分________，营养结构________，其调节能力也越小。消除外来干扰组分越多越少反馈越简单

[思考探讨]

1.生态系统的稳定性是指自身结构和功能的相对稳定结构和功能稳定体现在哪里？2．血糖平衡的调节、体温调节属于哪种反馈调节？提示：1.结构稳定体现在生态系统中的生产者、消费者、分解者在种类和数量上保持动态平衡。功能稳定体现在生态系统中物质和能量的输入与输出基本相等，保持相对稳定。2．负反馈调节。1．生态系统的结构和功能相对稳定的表现(1)生态系统的结构相对稳定的表现：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化。关系如图：

(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．生态系统的自我调节能力生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。(1)负反馈调节：①作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到和保持相对稳定。②实例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化、血糖调节、体温调节、神经调节等。负反馈调节图解：③结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分所引起的变化。(2)正反馈调节：①作用：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和恶性循环。②实例：一个湖泊生态系统中发生的正反馈调节若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。图示如下：③结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。1．抵抗力稳定性和恢复力稳定性(1)抵抗力稳定性：①概念：生态系统________________并使自身的结构与功能______________的能力。②原因：具有一定的__________________。③规律：一般地说，抵抗力稳定性与生态系统发育阶段状况有关，其发育越成熟，营养结构越_______，抵抗干扰的能力就越强。抵抗力稳定性、恢复力稳定性及稳定性的提高抵抗外界干扰保持原状自我调节能力复杂(2)恢复力稳定性：①概念：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后_______________的能力。②规律：一般地说，生物种类和数量越多，营养结构越复杂，恢复力就越弱。恢复到原状2．提高生态系统稳定性的措施(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____________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________________的协调。自我调节结构与功能

[思考探讨]

3.热带雨林生态系统、农田生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性怎样？提示：热带雨林生态系统的抵抗力稳定性最强，而恢复力稳定性最弱；农田生态系统抵抗力稳定性最弱，恢复力稳定性最强。1．抵抗力稳定性与恢复力稳定性的区别和联系抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状影响因素生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越高联系①一般呈相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然②二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定2.两者关系(如图)3．生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(如图)(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强，如热带雨林与草原生态系统受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间。x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。[记知识纲要]

[背关键语句]1．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。生态系统维持相对稳定的原因是由于生态系统具有自我调节能力。2．生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。3．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叫做抵抗力稳定性。4．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，叫做恢复力稳定性。

合作探究课堂互动生态系统的稳定性

下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是(

)A．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础B．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C．生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值D．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越高

[自主解答]

________解析：生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础，A正确；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，B正确；生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值，C正确；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，D错误。答案：D【互动探究】生态系统的自我调节能力的大小与哪些因素有关？提示：生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强

判断正、负反馈调节的方法依据：从调节后的结果与原状态之间的变化分析。1．森林生态系统能长期维持相对稳定状态的原因是(

)①生物多样性是自动调节能力的基础②其抵抗力稳定性要比草原生态系统高③其恢复力稳定性要比农田生态系统高④有比较复杂的营养结构⑤太阳能是维持生态系统正常运转的动力⑥生产者和分解者构成生物圈无机物和有机物的循环回路⑦一种生物大量减少后，其位置可由同一营养级的多种生物取代⑧能量可以随着季节的变化而产生波动A．①③⑤⑥⑧

B．②③④⑥⑦C．①②④⑤⑦

D．①③④⑤⑧解析：森林生态系统的恢复力稳定性要比农田生态系统低；生产者和分解者构成生物圈无机物和有机物的循环回路，能量随季节的波动都与森林生态系统的稳定性无关。答案：C设计并制作生态缸，观察其稳定性

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，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述中正确的是(

)注：“＋”表示有；“－”表示无。生态系统组成光水草藻类浮游动物小鱼泥沙生态瓶编号甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋A．乙瓶中藻类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．丁瓶与甲瓶相比，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必不可少的四种成分

[自主解答]

________解析：乙瓶无光照，藻类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，丙瓶泥沙少，分解者少，无法将瓶中动植物遗体、动物排泄物等分解为无机物，B错误；与甲瓶相比丁瓶小鱼多，小鱼进行呼吸作用消耗水中大量氧气，因此丁瓶，比甲瓶氧气含量低，C正确；本实验对生产者、消费者未设置实验组，不能说明生态系统的四种成分的必不可少性，D错误。答案：C

[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封的生态缸中，便形成一个人工模拟的微型生态系统。(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。

[实验步骤](1)按100cm×70cm×50cm的标准制作生态缸框架。(2)在生态缸内底部铺垫沙土和花土，花土在下，一边高、一边低；沙土在上，沙土层厚5～10cm。(3)在缸内低处倒进水。(4)将收集或购买的动物(小乌龟、蚯蚓、蜗牛等)和植物(浮萍、水草、蕨类、仙人掌等)放在生态缸中(放置位置因生物种类而异)。(5)封上生态缸盖。贴上标签，注明制作者姓名和时间。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。

[实验记录、结果分析与结论](1)实验记录：设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。(如下表)实验观察记录日期气温水质植物生活情况动物生活情况基质变化(2)结果及分析：生态缸中生态系统稳定性时间有长有短，其原因可能是未能根据生态系统稳定性原理，特别是在堆放生态缸的土层、加水、投放生物比例上有较大偏差而致。(3)结论：人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久，同时也说明人工生态系统的稳定性是有条件的。2．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下图所示的3个生态瓶。下列说法中错误的是(

)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：甲瓶与乙瓶的区别是小鱼数量不同，乙瓶与丙瓶的区别是放置的环境不同。甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多；丙瓶置于黑暗中，植物不能进行光合作用，瓶中生物也会很快死亡；相比之下，乙瓶中的生物存活时间较长。答案：A高效测评知能提升1．下列关于生态系统的叙述，正确的是(

)A．生态系统在外界干扰作用下自身结构与功能不受损害的能力叫做恢复力稳定性B．在一块草原生态系统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．过度放牧会降低草原生态系统的自我调节能力D．一个生态系统的抵抗力稳定性高，其恢复力稳定性也高解析：生态系统在外界干扰作用下自身结构与功能不受损害的能力叫做抵抗力稳定性，A错误；生态系统的营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，B错误；一般来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间存在着相反的关系，D错误。答案：C2．在下列四种措施中，能提高区域生态系统自我调节能力的是(

)A．减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量B．增加该生态系统内各营养级生物的种类C．使生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡D．减少该生态系统内生物的种类解析：生态系统自我调节能力的大小取决于生态系统中所包含的生物种类的多少和营养结构的复杂程度，生物种类越多，营养结构越复杂，则其自我调节能力越大。答案：B3．设计并制作生态缸，观察其稳定性，以下方法错误的是(

)A．对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求，生态缸可制作成封闭型B．生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适C．为了使生态缸内的沙土保持干燥，应将生态缸放置在直射光下D．生态缸制作完毕后，应该贴上标签，写明制作者的姓名与制作日期解析：直射光下，生态缸中的水温升高，会导致生物死亡。答案：C4．下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是(

)A．负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础B．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的自我调节能力C．某营养级的一些生物消失，可由同一营养级的其他生物替代D．平衡生产者和消费者的数量能提高生态系统的稳定性解析：负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础，A正确；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的自我调节能力，B正确；营养结构越复杂的生态系统中食物链上各营养级的生物种类就越多，如果一个营养级的一些生物消失，就会由同一营养级的其他生物来代替，以维持生态平衡，C正确；增加生态系统中的生物种类可以提高其稳定性，平衡生产者和消费者的数量并不能提高生态系统稳定性，D错误。答案：D5．下图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析不正确的是(

)A．该生态瓶的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构B．生态瓶中生物种类稀少，没有食物链存在C．为了保证生态瓶的正常运转，瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适中D．在适宜的温度和光照条件下，该生态瓶会更稳定答案：B6．为观察生态系统的稳定性，设计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，发现甲瓶是最稳定的生态系统。注：“＋”表示有，“－”表示无。生态系统组成光水草藻类浮游动物小鱼泥沙生态瓶编号甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋请回答下列问题：(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_________，原因是________________________________________________________________________________________________________。(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是__________________________________________________________________________________________________________________