必修③5.5 生态系统的稳定性

1、亚马逊森林亚马逊森林欧亚大陆草原欧亚大陆草原北极苔原北极苔原亚马逊森林欧亚大陆草原极地附近苔原洪涝虫害火烧人类的砍伐与放牧依然基本保持着正常的森林、草原与苔原景观，仍能维系生态系统的正常功能。为什么这些生态系统在受到干为什么这些生态系统在受到干扰后，有时仍能保持相对稳定，而有扰后，有时仍能保持相对稳定，而有时就不能呢？时就不能呢？ 生态系统具有生态系统具有保持保持或或恢复恢复自身结构和功能自身结构和功能相对稳定相对稳定的能力，叫的能力，叫生态系统的稳定性生态系统的稳定性。生态系统稳定性生态系统稳定性 生态系统能维持相对稳定是由于生态系统生态系统能维持相对稳定是由于生态系统具有具有自我调节能力自

2、我调节能力 一场大火过后，森林中种群密度降低，但是由一场大火过后，森林中种群密度降低，但是由于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发于阳光充沛、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新的植株。后，迅速长成新的植株。生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力实例实例当河流轻当河流轻度污染时度污染时物理物理沉降沉降化学化学分解分解微生物微生物的分解的分解结果：结果：河流很快会消除河流很快会消除污染，河流中的污染，河流中的生物种类和数量生物种类和数量不会受到明显的不会受到明显的 影响影响如果河流被有毒物质重度污染后还能自动恢复吗？如果河流被有毒物质重度污染后还能自动恢复吗？生态系统的自我

3、调节能力生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力是有限的生态系统的自我调节能力是有限的植物增加植物增加兔的食物增加兔的食物增加兔的数量增加兔的数量增加兔吃大量植物兔吃大量植物植物减少植物减少兔因饥饿死亡兔因饥饿死亡兔吃少量植物兔吃少量植物实例：兔与植物的关系实例：兔与植物的关系负反馈调节负反馈调节有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因死亡有一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。正反馈调节正反馈调节实例实例原方向原方向原方向原方

4、向发生偏离发生偏离发生偏离发生偏离正反馈调节正反馈调节更加偏离更加偏离负反馈调节负反馈调节回到原来方向回到原来方向破坏稳态破坏稳态调节稳态调节稳态 负反馈负反馈在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调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。节能力的基础。生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力生态系统的稳定性的原因：是由于生态系统生态系统的稳定性的原因：是由于生态系统具有具有自我调节能力自我调节能力。（1 1）与生态系统的）与生态系统的生物物种组成生物物种组成和和营养结构营养结构的复杂程度的复杂程度有关：有关：（2 2）生态系统的）生态系统的自我调节能力是有限的自我调节能力是

5、有限的恢复力稳定性恢复力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性 生态系统生态系统抵抗抵抗外界外界干扰干扰并使自身并使自身的结构和功能的结构和功能保持原状保持原状（不受损害）（不受损害）的能力。的能力。核心：抵抗干扰，维持原状核心：抵抗干扰，维持原状恢复力稳定性恢复力稳定性 生态系统在生态系统在受到受到外界干扰因素的外界干扰因素的后后恢复恢复到到原状原状的能力。的能力。例如：森林局部火灾后，能够逐步恢复原状。例如：森林局部火灾后，能够逐步恢复原状。核心：遭到破坏，恢复原状核心：遭到破坏，恢复原状抵抗力稳定性高抵抗力稳定性高抵抗力稳定性低抵抗力稳定性低一般来说，生态系统的一般来说，

6、生态系统的组分越多组分越多，食物网，食物网越复越复杂杂，自我调节能力就，自我调节能力就越强越强，抵抗力稳定性就，抵抗力稳定性就越高越高。 但与此同时，由于生态系统的成分但与此同时，由于生态系统的成分多多，营养结构，营养结构复杂复杂，遭到破坏后恢复原状，遭到破坏后恢复原状也越难也越难，所以恢复力稳，所以恢复力稳定性也定性也越低越低； 恢复力稳定性的强弱也与该生态系统恢复力稳定性的强弱也与该生态系统所处的所处的环境条件环境条件有关。有关。 生态系统在受到不同程度干扰时，其恢复速度生态系统在受到不同程度干扰时，其恢复速度和恢复时间是不一样的。和恢复时间是不一样的。对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢

7、对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性复力稳定性一般一般存在存在相反相反关系。关系。抵抗力抵抗力稳定性稳定性恢复力恢复力稳定性稳定性稳稳定定性性营养结构复杂程度营养结构复杂程度生物种类生物种类 多多营养结构营养结构 复杂复杂强强自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高热带雨林生态系统热带雨林生态系统恢复力稳定性恢复力稳定性 低低森林生态系统森林生态系统人工林生态系统人工林生态系统低低抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较高高抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较恢复力稳定性较恢复力稳定性较恢复力稳定性较恢复力稳定性较低低高高荒漠生态系统荒漠生态系统低低恢复力稳定性较恢复力稳定性较高高恢复力

8、稳定性较恢复力稳定性较草原生态系统草原生态系统抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较抵抗力稳定性较低低高高生物种类生物种类 稀少稀少营养结构营养结构 简单简单弱弱自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低恢复力稳定性恢复力稳定性对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低都较低。低低环境条件极其恶劣环境条件极其恶劣抵抗力稳定性抵抗力稳定性概念概念影响影响因素因素联系联系抵抗干扰抵抗干扰, ,保持原状保持原状 遭到破坏遭到破坏, ,恢复原状恢复原状成分越复杂

9、成分越复杂, ,抵抗抵抗力稳定性越强力稳定性越强成分越简单成分越简单, ,恢恢复力稳定性越强复力稳定性越强两者同时存在于同一个生态系统中两者同时存在于同一个生态系统中一般情况下，两者关系相反一般情况下，两者关系相反, ,抵抗抵抗力稳定性强力稳定性强, ,则恢复力稳定性弱则恢复力稳定性弱 控制对生态系统干扰的程度控制对生态系统干扰的程度, ,对生态系统的利用应该适度对生态系统的利用应该适度, ,不应不应超过生态系统的自我调节能力。超过生态系统的自我调节能力。措施措施1.1.适量砍伐森林中的树木，森林的结构适量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏，还能促进森林的更新。功能不会破坏，还能促进森林

10、的更新。 科学合理的载畜量，不会破科学合理的载畜量，不会破坏草原，又可以获得稳定的畜牧坏草原，又可以获得稳定的畜牧产品。产品。适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅可以促进海洋鱼类资源的更新，还能可以促进海洋鱼类资源的更新，还能不断获得各类产品。不断获得各类产品。 对人类利用强度较大的生态系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入，保证生态系统内部结构与功能的协调。能的协调。措施措施2 2. . 对农田生态系统要不断施肥、灌溉，对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产增加投入，控

11、制病虫害，才能保证高产出出。农田防护林农田防护林意义:巩固练习巩固练习1.当河流受到清度污染时当河流受到清度污染时,很快消除污染的方很快消除污染的方式是式是( )A 物理沉降物理沉降 B 化学分解化学分解C 微生物分解微生物分解 D 物理沉降物理沉降,化学分解化学分解,微生物分解微生物分解D生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系曲线正确的是生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系曲线正确的是2.生态系统的稳定性与营养结构复杂生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系曲线正确的是程度的关系曲线正确的是( )A3.在一个生态系统中在一个生态系统中a,b,c,d四种生物四种生物,由于由于食物关系形成

12、如下几种结构食物关系形成如下几种结构,其中最稳定的其中最稳定的是是( )A a b c d B a b c dC a b c d D a b c d B 目标：通过动手自制小型生态瓶目标：通过动手自制小型生态瓶( (缸缸) )，认真，认真观察记录这一人工生态系统的稳定性。观察记录这一人工生态系统的稳定性。讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较长时间内维持相对稳定长时间内维持相对稳定? ?实验材料实验材料: :灌头瓶（透明的饮料瓶等灌头瓶（透明的饮料瓶等 ），柳），柳条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍，砂土，条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍，砂土，池塘水足量。池塘

13、水足量。 提示：提示：注意：注意： 1.1.瓶中生物的生活力要强瓶中生物的生活力要强, ,并且数量不能过多。并且数量不能过多。2.2.生态瓶要放在有充足阳光照射的地方（如窗台上）生态瓶要放在有充足阳光照射的地方（如窗台上）3.3.瓶中水量不能超过容积的瓶中水量不能超过容积的4/54/5。在灌头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子，植入水草，在灌头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子，植入水草，装进池塘水（里边有小型动物和藻类植物）放进健康装进池塘水（里边有小型动物和藻类植物）放进健康的小鱼。最后，封上生态瓶盖。的小鱼。最后，封上生态瓶盖。（1 1）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加）生态缸可制作成

14、封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。求。（2 2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物）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。的数量要合适。（3 3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。（4 4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。的姓名与制作日

15、期。1.1.在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤外，在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤外，还要注意以下几点还要注意以下几点: :2. 2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点: :（1 1）设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的）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）及基质生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。变化等。（2 2）定期观察，同时做好观察记录。）定期观察，同时做好观察记录。（3 3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明）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

16、统的稳定性已被破坏，记录下发现的时此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。间。（4 4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，）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。说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。讨论：讨论：1、设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？、设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。持生态系统的相对稳定。2、应将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，、应将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免

17、阳光直接照射，为什么？但要避免阳光直接照射，为什么？非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者既得到良好光照，又可避免因阳光直接照射而导致既得到良好光照，又可避免因阳光直接照射而导致生态缸内温度过高。生态缸内温度过高。3、通过本制作，可得出的结论：、通过本制作，可得出的结论：1）人工生态系统可以保持较长时间的相）人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久。对稳定但不是永久。2）人工生态系统的稳定性是有条件的。）人工生态系统的稳定性是有条件的。通过本制作，可得出的结论：通过本制作，可得出的结论：1）人工生态系统可以保持较长时间的相）人工生态系统可以保持较长时间

18、的相对稳定但不是永久。对稳定但不是永久。2）人工生态系统的稳定性是有条件的。）人工生态系统的稳定性是有条件的。拓展延伸：拓展延伸：1.提出与维持生态瓶内稳定性相关的问题,例如： A.生态系统的稳定性与生物种类的多少有关吗？ B.生态系统的稳定性与阳光有关系吗？ 设计制作生态瓶设计制作生态瓶( (缸缸), ),观察其稳定性观察其稳定性 2.根据提的问题作出假设 3.小组讨论，设计探究方案 1.1.生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中中，所以生态系统的稳定性是相对的。，所以生态系统的稳定性是相对的。2.2.生态系统生态系统的稳定性是一种能力，生态平

19、衡是一种的稳定性是一种能力，生态平衡是一种状态，这是生态系统的稳定性和生态平衡的区别。状态，这是生态系统的稳定性和生态平衡的区别。3 3、生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力、生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性稳定性。生态系统稳定性的内涵：生态系统稳定性的内涵： 生态系统内部具有一定的保持和恢复自身结构生态系统内部具有一定的保持和恢复自身结构和功能和功能相对稳定的能力，叫生态系统的自动调节能相对稳定的能力，叫生态系统的自动调节能力。力。 一个生态系统的成分越多，结构越复杂，能量一个生态系统的成分越多，结构越复杂，能量流动和物质循环的途径越复杂，这个生态系统的自流动和物质循环的途

20、径越复杂，这个生态系统的自动调节动调节能力就越强。能力就越强。 生态系统的自动调节能力都有一定的限度，如生态系统的自动调节能力都有一定的限度，如果人为或自然因素的干预超过了这个限度，生态果人为或自然因素的干预超过了这个限度，生态系统的稳定性系统的稳定性就会被破坏。就会被破坏。 黄土高原过去不仅有茂密的森林，还有茂密的黄土高原过去不仅有茂密的森林，还有茂密的草原。草原。但是，经过几百年的掠夺式开发，盲目砍伐但是，经过几百年的掠夺式开发，盲目砍伐森林和滥垦草原，森林和滥垦草原，结果植被破坏殆尽，引起水土流结果植被破坏殆尽，引起水土流失，因而成为一片荒山秃岭。失，因而成为一片荒山秃岭。黄土高原的历史

21、变迁黄土高原的历史变迁青山绿水青山绿水穷山恶水穷山恶水生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力自我调节能力主要自我调节能力主要表现在表现在3 3个方面：个方面：负反馈调节在生态系统中普遍存在，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它是生态系统自我调节能力的能力的基础基础。正反馈：正反馈：意义在于使意义在于使生理过程不断加强生理过程不断加强，直至，直至最终完成生理最终完成生理功能功能 1 1、同种生物同种生物的的种群密度种群密度的的调控调控，这是在有限空，这是在有限空 间内比较普遍存在的种群变化规律；间内比较普遍存在的种群变化规律；2 2、异种生物种群之间异种生物种群之间的的数量调控数量调控，多出现于植，多出现于植 与动物或动物与动物之间，常有食物链关系；与动物或动物与动物之间，常有食物链关系；3 3、生物生物与与环境环境之间的相互调控。之间的相互调控。自我调节有自我调节有正反馈正反馈和和负反馈负反馈调节：调节：抵抗力稳定性高的生态系统特征：抵抗力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：恢复力稳定性高的生态系统特征：生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 y y表示外来干扰使之偏离这一范围的大小，表示外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离大偏离大，说明说明抵抗力稳定性弱抵抗力稳