【高中生物】2023-2024学年苏教版选择性必修二 生态系统的稳定性 课件

第5节生态系统的稳定性目标素养1.通过分析生态系统的稳定性,明确生态系统的自我调节能力,建立生命的稳态与平衡观。2.通过模型构建分析生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线,培养运用科学思维分析问题、解决问题的能力。3.通过举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等,培养关注社会性科学问题和环境问题,参与相关事务讨论等的社会责任意识。4.尝试设计制作生态缸并观察其稳定性,培养科学探究能力。知识概览一、生态平衡与生态系统的稳定性1.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)处于生态平衡的生态系统具有的特征:①

结构平衡

:生态系统的各组分保持相对稳定。

②

功能平衡

: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。③

收支

平衡:植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。2.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。

(2)原因:生态系统具有

自我调节能力

。

(3)具备自我调节能力的基础:

负反馈调节

。

(4)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,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。

二、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,叫作抵抗力稳定性。

(2)特点: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

。

2.恢复力稳定性: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。三、提高生态系统的稳定性1.意义(1)处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需,如提供粮油、蔬果、肉蛋奶、木材等农副产品。(2)处于生态平衡的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。2.措施(1)控制对生态系统的干扰强度,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。(2)对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。微思考1请思考并总结生态系统中生物种类与其自我调节能力及稳定性的关系。提示:一般来说,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,恢复力稳定性越弱。微判断1.生态平衡包括结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面。(

)2.一个稳定的生态系统中动植物种类及数量不会有波动。(

)3.负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与非生物环境之间不存在。(

)4.生态系统组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越高。(

)√×××5.河流受到轻度污染后河水仍能清澈如初及火灾后草原的恢复均属恢复力稳定性。(

)6.“野火烧不尽,春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性。(

)7.北极冻原由于物种单一,结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。(

)××√微训练11.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是(

)A.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础B.自我调节能力越强的生态系统,其恢复力稳定性往往就越高C.不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同D.提高生态系统的稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用答案:A解析:负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础,A项正确。一般情况下,自我调节能力越强的生态系统,其恢复力稳定性越低,B项错误。不同生态系统在两种稳定性的表现上有着一定的差别,C项错误。提高生态系统的稳定性,要控制对生态系统的干扰强度,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,D项错误。2.下列实例中,体现了恢复力稳定性的是(

)

A.由于乱砍滥伐,某地森林面积急剧减少,引发了百年不遇的洪涝灾害B.当天气干旱时,草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化C.乡村一个池塘,每天都有人到池塘边洗东西,可每天早晨池水依然清澈如故D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食性动物后,生态系统的各组分相互作用直到恢复原来的状态答案:D解析:森林在受到外界干扰后没有恢复原状,A项不符合题意。B项和C项中的生态系统都能抵抗外界干扰而保持原状,体现了抵抗力稳定性,B、C两项不符合题意。在大型肉食性动物闯入一个封闭的生态系统后,经过各组分的相互作用又恢复到原来的状态,体现了生态系统的恢复力稳定性,D项符合题意。四、设计制作生态缸,观察其稳定性1.目的要求设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的

稳定性

。

2.基本原理生态系统原理

微思考2应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,请分析其原因。提示:既能使生态缸得到良好的光照,又可避免阳光直接照射导致生态缸内温度过高。微训练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3个生态瓶,如下图所示。下列说法错误的是(

)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答案:A解析:甲瓶中小鱼很快死亡的原因是小鱼过多,瓶中水藻不能制造足够的氧气,小鱼因缺氧而死,与分解者数量多少无关,A项错误。乙瓶中水藻与小鱼比例适当,氧气和有机物等可以自给自足,所以生物存活的时间较长,B项正确。分解者主要存在于河水和池泥中,C项正确。丙瓶在黑暗中,水藻不能进行光合作用制造氧气,所以若想维持生态平衡,丙瓶应放在散射光下,D项正确。一

生态系统的稳定性问题探究图A为某草原生态系统中的反馈调节示意图,图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。请分析并回答下列问题。图A

图B

1.反馈调节有正反馈调节和负反馈调节,图A和图B分别属于哪一种?请写出图A中的食物链。提示:图A是负反馈调节,图B是正反馈调节。图A中的食物链为乙→甲→丙。2.维持生态平衡的草原应具有哪些特征?提示:结构平衡、功能平衡和收支平衡。3.甲状腺激素分泌增加后,会影响下丘脑和垂体的分泌活动,其中的反馈调节与图中的哪种调节方式相同?提示:甲状腺激素分泌增加后,会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这种反馈调节是负反馈调节,与图A中的调节方式相同。4.生态系统具有自我调节能力,那么出现图B这一现象说明了什么?提示: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,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。归纳总结1.生态系统的自我调节能力(1)主要表现。①同种生物的种群密度的调控。这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律。②异种生物种群之间的数量调控。多出现于植物与动物或动物与动物之间,常有捕食关系。③生物与环境之间的相互调控。生态系统总是随着时间的变化而变化,并与周围的环境有着密切的关系。(2)特点:生态系统的自我调节能力是有限的。因为生态系统的自我调节能力以内部生物群落为核心,有着一定的承载力,超出其承载力生态平衡就会遭到严重的破坏。(3)基础:负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。规律总结一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,反之则越弱。2.生态系统的负反馈调节(1)生态系统中正反馈调节和负反馈调节的比较。比较项目正反馈调节负反馈调节调节方式加速最初发生变化的那种成分所发生的变化抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化结果常使生态系统远离稳态有利于生态系统保持相对稳定(2)实例:一个草原生态系统中发生的负反馈调节如下图所示。典例剖析【例1】

生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的相对稳定。图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态。下列说法错误的是(

)A.自然生态系统中,能量的输入依赖AB.一般而言,A、B、C的种类越多,自我调节能力就越强C.图中的反馈调节是生态系统自我调节能力的基础D.当某生态系统达到动态平衡时,图中的输入等于输出答案:C解析:自然生态系统中,能量的输入依赖于生产者(A)固定的能量,A项正确。一般而言,物种数目越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力越强,B项正确。生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,其基础是负反馈调节,C项错误。当某生态系统达到动态平衡时,能量的输入等于输出,D项正确。学以致用1.当河流受到轻度污染时,河流自身能通过物理沉降、化学分解、微生物分解等方法,很快消除污染,河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。下列说法错误的是(

)A.生态系统的自我调节离不开分解者的作用B.生态系统具有一定的自我调节能力C.生态系统的自我调节能力是无限的D.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础答案:C解析:生态系统的自我调节能力不是无限的,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,生态平衡就会遭到严重的破坏。抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较问题探究下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性(TS表示总稳定性)的关系。1.在受到干扰之前,曲线在正常范围内波动的原因是什么?提示:生态系统具有自我调节能力。2.热带雨林生态系统与草原生态系统相比,受到相同干扰时,两生态系统的y值有何差异?图中x代表的含义是什么?提示:草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明恢复力稳定性越低。3.生态系统的稳定性分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性,图中TS(表示曲线与正常作用范围之间所围成的面积)面积的大小与生态系统的稳定性之间是什么关系?提示:TS面积越大,说明生态系统的总稳定性越低;反之越高。归纳总结1.判断生态系统抵抗力稳定性大小的方法比较项目抵抗力稳定性恢复力稳定性实质抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力核心抵抗干扰,保持原状遭到破坏,恢复原状影响因素一般来说,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一般来说,生态系统中的组分越少,食物网越简单,恢复力稳定性就越高2.比较抵抗力稳定性和恢复力稳定性

关系①一般情况下,二者呈负相关,抵抗力稳定性高的生态系统,恢复力稳定性低;反之亦然②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定③特例:因环境条件不适宜,动植物种类稀少、营养结构非常简单的北极冻原生态系统和荒漠生态系统等的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低典例剖析【例2】下图为某一生态系统的稳定性图解。下列对此理解错误的是(

)A.曲线a表示抵抗力稳定性,曲线b表示恢复力稳定性B.一般来说,生态系统的组分越多,曲线b表示的稳定性越高C.一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关D.一般情况下,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关答案:B解析:一般情况下,生物种类越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性(曲线a)就越高,恢复力稳定性(曲线b)就越低。因此,一般情况下,恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈负相关,抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关。学以致用2.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的变化情况如下图所示,据图不能得出的结论是(

)A.同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高B.同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大,则C点右移D.图中偏离正常运行范围的程度可以体现恢复力稳定性的高低答案:D解析:由题图可知,甲、乙两个生态系统在受到干扰后,甲生态系统使自身结构和功能保持原状的能力弱,结构和功能波动范围大,所以甲生态系统抵抗力稳定性低,乙生态系统抵抗力稳定性高,A项正确。若乙生态系统干扰提前,由于乙生态系统恢复自身原状的周期不变,所以B点也会提前,B项正确。若甲生态系统所受的干扰强度增大,则甲生态系统恢复自身原状所需要的时间更长,所以C点右移,C项正确。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,所以抵抗力稳定性越高,受到相同程度的外界干扰时偏离正常运行范围的距离越小,图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的高低,D项错误。1.下列关于生态系统自我调节能力的叙述,错误的是(

)A.森林中,害虫数量增多时食虫鸟也会增多,害虫种群的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节B.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础C.自我调节能力强的生态系统,其稳定性也高D.当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态平衡就会遭到破坏答案:D解析:生态系统的稳定性是指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。2.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面列举的原理或要求中,合理的是(

)A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些D.生态缸的各种生物之间以及生物与非生物环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动答案:D解析:生态缸的采光应用较强的散射光,既可为水生植物的光合作用提供光能,又可防止阳光直接照射生态缸使水温过高而导致水生植物死亡,A项不合理。生态缸必须是封闭的,目的是防止外界生物或非生物因素的干扰,B项不合理。投放的不同营养级的生物比例要合适,C项不合理。生态缸相当于微型的生态系统,其中的各种生物之间以及生物与非生物环境之间,必须能够进行物质循环、能量流动和信息传递,D项合理。3.当草原经牛羊适量采食后,草原植物就会增强其再生能力,尽可能减缓种群数量的下降;火灾后的草原,经过一段时间后又恢复到原来的状态。以上事实分别说明草原生态系统具有(

)A.抵抗力稳定性、恢复力稳定性B.恢复力稳定性、抵抗力稳定性C.抵抗力稳定性、抵抗力稳定性D.恢复力稳定性、恢复力稳定性答