【课件】生态系统的稳定性-（人教版2019选择性必修2）

第5节

生态系统的稳定性第3章生态系统及其稳定性选修二生态平衡与生态系统的稳定性1抵抗力稳定性和恢复力稳定性2目录提高生态系统的稳定性3习题检测41.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。一、学习目标3.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。二、重难点4.设计并制作生态缸，观察其稳定性。1.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。生态平衡与生态系统的稳定性1问题探讨

紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害，在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。1.为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，

在入侵地可以疯长蔓延？适应、繁殖能力强，没有天敌等制约因素。问题探讨2.我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？

泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰的生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。

像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。生态平衡与生态系统的稳定性1一、生态平衡1.概念生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。2.特征（1）结构平衡（2）功能平衡（3）收支平衡生态系统各组分保持相对稳定生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。动态平衡这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节实例1兔增加狼增加草减少，兔的生存空间和资源减少兔减少草增加，兔的生存空间和资源增加狼减少说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节实例2说明在生态系统中，也能够自我调节，以维持生物群落与无机环境之间生态平衡。种群密度降低种群密度升高(郁闭)种子萌发,长成新植株阳光、养料充足火灾森林森林火灾灾后恢复一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。发生偏离负反馈调节回到原来方向改邪归正原方向（1）概念上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，是负反馈机制。一、生态平衡3.生态平衡的调节机制——负反馈调节（2）意义

负反馈调节在生态系统中

，是生态系具备

的基础。普遍存在自我调节能力

正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定！正反馈调节使生态系统常常远离稳态，对生态平衡有极大破坏作用。湖泊受到了污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂++结果原方向发生偏离正反馈调节偏离原来方向错上加错习题巩固1.利用本章第1节图3—4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，描绘该种动物数量增长或减少时，生态系统可能发生的变化，

并讨论反馈调节是否发挥了作用。蛙减少昆虫和蜘蛛增加捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加蛙增加鹰增加蛇减少蛇增加鹰减少捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少昆虫和蜘蛛减少生态平衡与生态系统的稳定性1二、生态系统的稳定性1.概念生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。抵抗力稳定性、恢复力稳定性2.类型原因基础生态系统稳定性自我调节能力负反馈调节生态系统成分越多营养结构越复杂自我调节能力越大3.机理二、生态系统的稳定性

当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。4.自我调能力有限

黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。抵抗力稳定性和恢复力稳定性2抵抗力稳定性和恢复力稳定性2一、抵抗力稳定性生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。干扰抵抗干扰，维持原状。蝗虫采食下，草原植物再生能力增强干旱时树木扩展根系的分布空间1.概念一、抵抗力稳定性2.规律一般来说，生态系统中的

，食物网越

，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。例如：热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，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。组分越多复杂抵抗力稳定性和恢复力稳定性2二、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恢复到原状的能力。遭到破坏，恢复原状。干扰例如：森林局部火灾后，仍能逐步恢复原状。森林火灾灾后恢复2.与抵抗力稳定性的关系往往相反二、恢复力稳定性3.特点生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其

与

是不一样的。恢复速度恢复时间

河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。

如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！抵抗力稳定性和恢复力稳定性2生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____生物种类_____营养结构_____自我调节能力_____抵抗力稳定性_____恢复力稳定性_____少简单弱低高多复杂强高低人工林热带雨林

抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质_____自身结构和功能相对稳定_____自身结构和功能相对稳定核心影响因素保持恢复抵抗干扰，保持原状受到破坏，恢复原状生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高抵抗力稳定性和恢复力稳定性21.生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。

食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的

稳定程度高。2.生态系统的稳定性不是恒定不变的，

因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。3.强调生态系统稳定性高低时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，

因为二者一般呈负相关。4.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：

某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为

抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应

视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。生态系统稳定性的4个易混点抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系同时存在，作用相反，共同维持生态系统稳定一般情况稳定性生态系统复杂程度抵抗力稳定性恢复力稳定性结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系生物种类

；

少营养结构

；

简单弱自我调节能力

。

抵抗力稳定性

；低低恢复力稳定性

。特例：北极苔原生态系统生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。生存条件极其恶劣

环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！生态系统稳定性的数学模型1.图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。生态系统稳定性的数学模型2.S表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，S值大，说明抵抗力稳定性____，反之，抵抗力稳定性____；如受到相同干扰时，草原生态系统的S值____热带雨林生态系统。弱强大于3.T表示恢复到原状态所需的时间，T值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____。弱强4.曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数

（TS）,TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越_____。弱习题巩固1.在个体水平稳态维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似。在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与生态系统的恢复力稳定性相似。课堂小结生态系统的稳定性生态平衡结构和功能处于相对稳定的一种状态定义特征结构平衡、功能平衡和收支平衡实质动态平衡。机制负反馈调节定义有限表现维持或恢复生态平衡状态的能力自我调节能力有限抵抗力稳定性和恢复力稳定性一种状态一种能力课堂小结影响抵抗力稳定和恢复力稳定性的因素1.内部因素生态系统的结构生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高

环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱课堂小结2.外部因素环境干扰强度

生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样。①环境干扰强度小，恢复力稳定性强②环境干扰强度大，恢复力稳定性弱河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自净作用，可以很快恢复到接近原来的状态。河流与土壤被有毒物质重度污染，这些河流或土壤的恢复力稳定性就破坏了。热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度大。提高生态系统的稳定性3提高生态系统的稳定性3一、提高生态系统稳定性的意义1.可以持续不断地满足人类生活所需。2.能够使人类生活与生产的环境保持稳定。粮油蔬果肉蛋奶木材生态小区生态公园生态农业生态湿地提高生态系统的稳定性3二、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，在不超过生态系统自我调节能力

的范围内，合理适度地利用生态系统。封山育林禁牧休渔二、提高生态系统稳定性的措施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。农田生态系统单一，需要不断农田生态系统施肥灌溉控制病虫害二、提高生态系统稳定性的措施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。三北防护林人工建造“生态屏障”已经建造了“三北”防护林防风固沙护田护草习题巩固1.研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，

对自然生态系统的利用和保护有什么意义？

在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。提高生态系统的稳定性3三、设计提高生态系统稳定性的方案

桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富;桉树密度高达1000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。三、设计提高生态系统稳定性的方案1.结合上述信息，并查阅有关资料，与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性

的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂

性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。

物种多样性及经济效益角度:可以间种其他树种及一些经济作物，适当增加草本和灌木数量；例如，从考虑经济效益的角度，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物。从保持土壤肥力角度：土壤中接种固氮菌。提高生态系统的稳定性3四、设计并制作生态缸

在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。设计一个生态抽缸，观察这一人工生态系统的稳定性目标要求基本原理四、设计并制作生态缸制作生态缸框架用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架铺土注水放入动、植物密封生态缸移置生态缸观察记录方法步骤沙土在下，含腐殖质较多的土在上依据生物生活习性合理放置每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水四、设计并制作生态缸设计要求相关分析生态缸一般是

的生态缸中投放的几种生物必须具有很强的

，成分

。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

.

②保持生态缸内温度；③便于观察生态缸宜

不宜

，缸中的水量应

，要留出一定的

。生态缸的采光用较强的

光封闭生命力透明小大适宜空间散射齐全防止外界生物或非生物因素的干扰①为光合作用提供光能；便于操作；缸内储备一定量的空气.防止水温过高导致水生植物死亡设计要求四、设计并制作生态缸注意事项（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，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；（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了

解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；（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。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸

中生态系统稳定性差异的原因。四、设计并制作生态缸1.生态缸中的生物只能存活一段时间，虽然生态缸中生态系统

成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差；2.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，不同

的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短。结论★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件:②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。①源源不断的能量输入;(即不同营养级生物之间的比例是否合适)四、设计并制作生态缸3.若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间的合适比例，试从能量流动的角度分析。能，该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合作用、呼吸作用、分解作用等生理过程实现各元素的循环利用。生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱。能量流动是逐级递减的。1.在一定时间范围内，小生态瓶内能不能进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用，原因是什么?2.为什么简易生态瓶的抵抗力稳定性很低?四、设计并制作生态缸3.达到稳定状态后，生态缸内的生物的种类和数量有无变化？

如有，是怎样变化的？有。浮游生物种类和数量少，水中溶解氧逐渐减少，以浮游生物为食的小型动物先死亡。4.在生态缸中，最后留下来的生物在这个人工生态系统中分别起什么作用？生产者：通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中，

将太阳能转化成化学能；消费者：将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环；分解者：将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。课堂总结生态平衡生态系统的稳定性提高生态系统稳定性结构平衡功能平衡抵抗力稳定性恢复力稳定性收支平衡控制干扰程度适当物质能量的投入与营养结构复杂程度的关系生态系统的稳定性习题检测4习题检测1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。判断下列相关表述是否正确。(1)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低()(2)不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同()√√2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为()A.封山育林控制了物质循环

B.延长了生态系统中的食物链C.增加了生态系统中消费者数量

D.使生态系统营养结构复杂性增加D习题检测3.天然森林很少发生的松毛虫虫害,却经常发生在人工马尾松林中,合理的解释是()A.马尾松对松毛虫抵抗力差B.人工林内松毛虫繁殖能力强C.人工林成分单一,营养结构简单D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖C习题检测4.某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代，当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。（1）当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣，为什么河水仍能保持清澈?

生态系统具有抵抗力稳定性,当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时,河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解,很快消除污染,因此河水仍能保持清澈。习题检测（2）大量生活污水和工业废水排入河道以后，为什么会引起水质急剧下降?

20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么?大量生活污水和工业废水排入水中，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性,河水很难恢复到原来的状态,就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度,由于污染严重,尽管采取了治理措施,河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物,因此水质仍然较差。习题检测（3）可以采取什么措施来改善该地河流水质?

从治理已有污染的角度,可采用物理、化学、生物等方法进行治理,如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工增氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度,应禁止生活污水和工业废水排入河道,或污水、废水必须经严格处理才能排放;加强人们的水环境保护意识;加强执法检查;等等。习题检测5.下图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是(

)A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量B.微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率太阳农作物沼气池家畜人沼渣沼液饲料食物秸秆粪便粪便食物C习题检测6.在自然生态系统中,物质是能量的载体,下列叙述正确的是()A.能量可驱动物质循环B.物质和能量可循环利用C.能量只能在食物链中流动D.能量金字塔和数量金字塔均可倒置A习题检测7.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行,下列与之相关的叙述,正确的是()A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的B习题检测8.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（）A.毛竹纯林易发生病虫害B.混交林中物种多样性高C.混交林中食物网更复杂D.混交林中能量可循环利用D习题检测9.将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。生态系统非生物环境生物群落生产者消费者分解者第一营养级初级消费者次级消费者三级消费者第二营养级第三营养级第四营养级属于属于属于属于构成食物链构成食物网习题检测10.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的

净化作用示意图。请据图回答下列问题。(1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么?藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。习题检测(2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么?有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。习题检测(3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?

藻类通过光合作用释放氧气；有机