高二生物生态系统的稳定性

1、名校名 推荐高二生物生态系统的稳定性教学目的1、生态系统稳定性的概念（c：理解）2、抵抗力稳定性和恢复力稳定性（c：理解）3、提高生态系统的稳定性（c：理解）教学重点1、生态系统稳定性的概念2、抵抗力稳定性和恢复力稳定性教学难点抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别及相互关系教学用具生物圈 ii 号实验室图、我国某地的热带雨林图、北极苔原生态系统（食物网）图教学方法教授法、讨论法课时安排1 课时教学过程前面我们学习了生态系统的类型、 结构和功能。 各种生态系统的成分和结构通过能量流动和物质循环建立起有机的联系， 形成一个统一的整体。 那么，人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？美

2、国的科学家们做了这样的实验。“生物圈 ii 号 ”实验资料（课本p93、创新讲解p236；建造的时间、 占地面积、 空间大小、 投入研究的资金、 实验的时间和方法、 出现的问题、实验结果及其分析） 。思考并讨论下列问题：1、 “生物圈 i 号 ”和 “生物圈 ii 号 ”分别代表什么？“生物圈 i 号 ”是指地球上真正的生物圈； “生物圈 ii 号 ”是指模拟自然生物圈的人工生态系统。2、建造并进行“生物圈 ii 号”实验的意义是什么？深入研究生态系统的结构和功能， 并试验人类能否离开地球， 人工建立一个适宜人类生存的环境。3、设计 “生物圈 ii 号 ”的原理是什么？生物圈中能量流动和物质循

3、环的原理。4、在 “生物圈 ii 号 ”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？能量是怎样流动的？物质是怎样循环的？有微型的森林生态系统、沙漠生态系统、农田生态系统、海洋生态系统、湿地生态系统；里面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分，非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。能量流动和物质循环都是沿着食物链（网）传递的，途径是：绿色植物、初级消费者、次级消费者、三次级消费者等。5、八位科学家原打算在“生物圈 ii 号 ”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？实验过程中出现了问题：（1）由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈 i

4、i 号 ”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21下降到14，二氧化碳含量猛增。（2）昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。1名校名 推荐（3）靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。4、生物圈1 号出现这些问题了吗？“生物圈 ii 号 ”实验失败给了我们什么启示？生物圈 1 号没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，在现有技术条件下， “生物圈 ii 号 ”的自动调节能力有限，物质循环受阻， 生物圈的稳态遭到破坏，环境恶化，不适于人类生存。因此，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统，模拟自然生物圈的人工生

5、态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定，具备生态系统的稳定性。人类应保护好地球，保护好人类赖以生态的自然环境，维持地球生态系统的稳定性。（一）生态系统稳定性的概念生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种能力， 是指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。生态系统达到相对稳定状态的具体表现是：1、生态系统物质和能量的输入与输出达到相对平衡；2、一定时间内，生产量与消费量基本相等保持相对稳定；3、生态系统的生物种类与数量保持相对的稳定，生产者、消费者和分解者构成完整的营养结构，并且有典型的食物链关系和符合能量流动规律的金字塔型营养级。生态系统的结构和功能总是处于不

6、断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。（二）抵抗力稳定性1、抵抗力稳定性的概念由于生态系统中生物的迁入、 迁出及其它变化使生态系统总是在发展变化的， 当生态系统发展到一定阶段（成熟、稳定）时，它的结构和功能能够保持相对稳定。比如，在草原生态系统（草羊狼）中，当某草原迁入一群羊后，将发生什么样的变化呢？羊群迁入后，一方面吃草增多，草在短期内数量减少，造成羊群食物相对短缺；另一方面狼的食物充足， 在一定时间内繁殖增多， 两方面的结果使羊的数量又减少。 随着羊的数量减少，狼食物短缺，种内斗争加剧，数量也减少，而草的数量由于羊的减少而逐渐增

7、多，最后三者的数量保持在一定范围内。正是由于生态系统调整本身各成分的数量，抵抗了外界的干扰。在生物学上就把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， 称之为抵抗力稳定性。 抵抗力稳定性的本质（核心）是 “抵抗干扰、保持原状 ”。2、抵抗力稳定性的原理生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。自动调节能力的大小取决于生态系统自身的净化能力（抗污染）和完善的营养结构。（ 1）净化作用净化作用包括物理沉降、化学分解和生物分解三个方面。其中，生物分解以微生物为主，微型动物为辅，某些植物也有这种功能。（ 2）生态系统的反馈调节机制完善的营养结构使生态系统具有

8、一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。生态系统的自动调节能力有大有小，抵抗力稳定性也有高有低。生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。例如，北极苔原生态系统图片及食物网简图。该生态系统生物种类多吗？该生态系统的营养结构如何？假如地衣大面积死亡，将产生什么结果？该生态系统的自动调节能力如何？相反， 生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越2名校名 推荐大，抵抗力稳定性就越高。（热带雨林生态系统图片及食物网简图）一个生态系统的自动调节能力无论多么强， 也总有一定的限度。 如果外界因素的干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳

9、定状态就会遭到破坏。例如秦淮河污染及治理的情况。 这些水域在环境污染下， 还能保持稳定性吗？停止排污后，这些水域又出现什么变化，说明了什么？（又恢复了原状。外界因素的干扰消除后，生态系统具有重建稳态的能力。 ）（三）恢复力稳定性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， 叫做恢复力稳定性。 恢复力稳定性的本质（核心）是 “遭到破坏、恢复原状 ”。（四）抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间的关系讨论：1、河流、草原、北极苔原。森林生态系统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢复力稳定性？2、比较草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？为什么抵抗力稳定性强的生态系

10、统恢复力稳定性低？抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统中同时存在的两种稳定能力。 抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统， 恢复力稳定性就较低， 反之亦然。 但在一个抵抗力和恢复力都很低的生态系统，它的稳定性当然也是很低。例如，北极苔原生态系统。它的生产者主要是地衣，地衣对环境的变化很敏感，也很容易被破坏。它的生长又很慢，一旦因某种原因使地衣大面积死亡后就很难恢复，从而导致生态系统的崩溃。（五）影响生态系统稳定性的因素1、造成生态系统稳定性破坏的因素（ 1）自然因素（火山爆发、地震、台风、流行病等）对生态系统的危害是有限的。（ 2）人为因素（人类对自然资

11、源的掠夺式开发及人类活动造成的环境污染）人为因素对生态系统稳定性的影响更广泛、更直接、更大，主要表现为：a 、破坏植被导致生态系统稳定性的破坏；b、食物链破坏导致生态系统稳定性的破坏；c、环境污染破坏生态系统的稳定性的。2、提高生态系统稳定性的措施生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。 只有保护并提高生态系统的稳定性， 才能从生态系统中获得持续稳定的产量，使人与自然和谐地发展。提高生态系统稳定性的有效措施是要 保护好生物的多样性，提升生态系统中营养结构的复杂程度。要针对各种生态系统稳定性的特点， 采取相应的保护对策， 保护各种生态系统的相对稳定性（抵抗力稳定性低的生态系统，要加强防护措施，如草原生态系统；恢复力稳定性低的生态系统，要合理利用，避免稳定性被破坏，如森林生态系统） ；在遵循生态系统规律的前提下，建立新的生态系统稳定，使生态系统朝着更有利于人类的方向发展。3名校名 推荐板 书五、生态系统的稳定性（一）