3.5 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 知識(shí)2820202021學(xué)年人教版（）高二生物選擇性必修二

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生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類

信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

物理信息

行為信息

化學(xué)信息

生命活動(dòng)的正常進(jìn)行

生物種群的繁衍

提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量

對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制

生態(tài)系統(tǒng)信息的作用

調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定

個(gè)體水平

種群水平

群落水平

舉例？

舉例？

舉例？

區(qū)分

生物防治

化學(xué)防治

小結(jié)：化學(xué)防治：是指化學(xué)藥劑噴施等直接殺死害蟲

生物防治：引入天敵或寄生蟲等

或利用生物間的信息傳遞來進(jìn)行防治

復(fù)習(xí)回顧：

第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2021人教版（新教材）選擇性必修2生物與環(huán)境

本節(jié)聚焦

什么是生態(tài)系統(tǒng)？

生態(tài)系統(tǒng)如何自我調(diào)節(jié)？

怎樣理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

紫莖澤蘭入侵我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴(kuò)散至廣西、貴州、四川等多個(gè)省份，對(duì)當(dāng)?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害。

問題探討

討論

1.紫莖澤蘭在原產(chǎn)地沒有大肆繁殖，為什么在入侵地可以瘋長蔓延？

2.我國曾引入紫莖澤蘭專食性天敵-澤蘭實(shí)蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實(shí)蠅也是一種外來生物，對(duì)這種方法，你怎么看？

像紫莖澤蘭這樣的入侵種，由于它的繁殖、適應(yīng)的能力很強(qiáng)，而且沒有天敵等制約因素，因此一旦蔓延，就會(huì)嚴(yán)重干擾入侵地的生態(tài)系統(tǒng)。破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（一）生態(tài)平衡

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定的一種狀態(tài)。

2.特征：

(1）結(jié)構(gòu)平衡

生態(tài)系統(tǒng)各組分保持相對(duì)穩(wěn)定。

(2）功能平衡

生產(chǎn)—消費(fèi)—分解的生態(tài)過程正常進(jìn)行，保證了物質(zhì)

總在循環(huán)，能量不斷流動(dòng)，生物個(gè)體持續(xù)發(fā)展和更新。

(3）收支平衡

生產(chǎn)者在一定時(shí)間內(nèi)制造的可供其他生物利用的量，

處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

動(dòng)態(tài)平衡

1.概念：

這種動(dòng)態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的呢？

草

食草動(dòng)物

過度放牧

食物短缺

原方向

發(fā)生偏離

回到原來方向

作用：是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到或保持穩(wěn)定

3.動(dòng)態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制負(fù)反饋調(diào)節(jié)

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

②在森林中，隨著植被的大量生長，森林逐漸變得郁閉，林間陽光減少，制約了林下樹苗的成長，還導(dǎo)致枯枝落葉的積累，不久，一場(chǎng)森林火災(zāi)發(fā)生了，災(zāi)后由于光照更加充足，土壤的無機(jī)養(yǎng)料增多，于是許多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長，森林面貌逐漸恢復(fù)。

種群密度降低

種群密度升高(郁閉)

種子萌發(fā),長成新植株

陽光.養(yǎng)料充足

火災(zāi)

生物群落與無機(jī)環(huán)境之間負(fù)反饋調(diào)節(jié)的實(shí)例

河流受到嚴(yán)重污染

魚類等生物死亡

尸體殘骸被分解者分解

（+）

實(shí)例：

+

4.正反饋調(diào)節(jié)

結(jié)果：加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化

原方向

發(fā)生偏離

更加偏離

作用：使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)。

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

原因

基礎(chǔ)

（二）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能相對(duì)平衡狀態(tài)的能力。

也就是說生態(tài)系統(tǒng)維持生態(tài)平衡的能力。

1.概念：

3.機(jī)理：

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

自我調(diào)節(jié)能力

負(fù)反饋調(diào)節(jié)

4.自調(diào)能力有限

當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，生態(tài)

系統(tǒng)的穩(wěn)定性急劇下降，生態(tài)平衡遭破壞。

抵抗力穩(wěn)定性：

恢復(fù)力穩(wěn)定性：

2.兩個(gè)方面：

生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力特點(diǎn)：

有限

當(dāng)外界干擾因素超過一定限度時(shí)，自我調(diào)節(jié)能力會(huì)迅速喪失！!

我國西北的原有森林生態(tài)系統(tǒng)→黃土高原

1.抵抗力穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力。

二、抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性

(1)含義

(2)規(guī)律

生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，越簡(jiǎn)單，自我調(diào)節(jié)能力就越弱，就越低；反之則越高。

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

抵抗力穩(wěn)定性

(3)特點(diǎn)

生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有一定限度，

越過限度，能力就遭到破壞。

自我調(diào)節(jié)

發(fā)達(dá)根系抗干旱

蝗蟲捕食過后草又青

2.恢復(fù)力穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)原狀的能力。

(1)含義：

(2)與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系：

。

往往相反

“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”

火后森林重恢復(fù)

森林遭遇持續(xù)的干旱氣候時(shí)，樹木往往擴(kuò)展根系的分布空間，以保證獲得足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。

一場(chǎng)火過后，森林中的種群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中無機(jī)養(yǎng)料增多，許多種子萌發(fā)后，迅速長成新植株。

抵抗力穩(wěn)定性

恢復(fù)力穩(wěn)定性

判斷下面所代表的是那種穩(wěn)定性？

草原遭受蝗蟲的采食后，草原植物就會(huì)增強(qiáng)其再生能力，盡可能減緩種群數(shù)量的下降。

草原大火過后，“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”。

抵抗力穩(wěn)定性

恢復(fù)力穩(wěn)定性

判斷下面所代表的是那種穩(wěn)定性？

比較：不同生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的差異

熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)組成成分；

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越；

自我調(diào)節(jié)能力；

抵抗力穩(wěn)定性；

越少

復(fù)雜

越大

越高

越多

簡(jiǎn)單

越小

越低

抵抗力穩(wěn)定性；

越低

越高

果園生態(tài)系統(tǒng)

穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度

抵抗力穩(wěn)定性

恢復(fù)力穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性一定低，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定高嗎？

抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度的關(guān)系(一般情況)

模型建構(gòu)——

思考：

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型

④曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩(wěn)定性的定量指數(shù)（TS）,

TS越大，說明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。

①兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。

②y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小。

y值大，說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)；

③x表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時(shí)間。

x值大，說明恢復(fù)力穩(wěn)定性弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)；

模型構(gòu)建二

沙漠生態(tài)系統(tǒng)

草原生態(tài)系統(tǒng)

森林生態(tài)系統(tǒng)

低

高

低

低

低

高

恢復(fù)力穩(wěn)定性

抵抗力穩(wěn)定性

苔原、沙漠生態(tài)系統(tǒng)

草原生態(tài)系統(tǒng)

森林生態(tài)系統(tǒng)

抵抗力和恢復(fù)力穩(wěn)定關(guān)系：一般存在相反的關(guān)系

生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性就越高。

思考：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定高嗎？

適量砍伐

合理放牧

適度捕撈

1.控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度利用。

三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

防護(hù)林

2.對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。

對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產(chǎn)出。

?

設(shè)計(jì)生態(tài)缸并觀察其穩(wěn)定性

探究-實(shí)踐

基本原理

在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)的基本成分進(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。要使人工微生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級(jí)之間的合適比例。應(yīng)該注意，人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的。

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}設(shè)計(jì)要求

相關(guān)分析

生態(tài)缸必須是封閉的

生態(tài)缸中的生物必須有很強(qiáng)的生活能力，且成分要齊全（有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者）

生態(tài)缸的材料必須透明，且要采用較強(qiáng)的散射光

生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)占其容積的4/5，留出一定空間

選擇的動(dòng)物不宜太多，個(gè)體不宜太大。

防止外界生物或非生物因素的干擾

為光合作用提供光照，便于觀察；防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡

便于操作，缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣

減少對(duì)氧氣的消耗，防止生產(chǎn)量小于消耗量

保證物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定

2.觀察生態(tài)缸的穩(wěn)定性時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):

（1）設(shè)計(jì)一份觀察記錄表，內(nèi)容包括植物、動(dòng)物的生活情況，水質(zhì)情況

（由顏色變化進(jìn)行判別）及基質(zhì)變化等。

（2）定期觀察，同時(shí)做好觀察記錄。

（3）如果發(fā)現(xiàn)生態(tài)缸中的生物已經(jīng)全部死亡，說明此時(shí)該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)

定性已被破壞，記錄下發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。

（4）依據(jù)觀察記錄，對(duì)不同生態(tài)缸進(jìn)行比較、分析，說明生態(tài)缸中生態(tài)

系統(tǒng)穩(wěn)定性差異的原因。

1）人工生態(tài)系統(tǒng)可以保持較長時(shí)間的相對(duì)穩(wěn)定但不是永久。

2）人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的。

結(jié)論：

生態(tài)平衡

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)平衡

功能平衡

抵抗力穩(wěn)定性

恢復(fù)力穩(wěn)定性

收支平衡

控制干擾程度

適當(dāng)物質(zhì)能量的投入

與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的關(guān)系

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2.某池塘演變?cè)缙?，藻類大量繁殖，食藻浮游?dòng)物水蚤隨之大量繁殖，導(dǎo)致藻類數(shù)量減少，接著又引起水蚤減少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，導(dǎo)致更多水蚤死亡。關(guān)于上述過程的敘述，正確的是()

A．早期不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，后期屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)

B．早期屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，后期屬于正反饋調(diào)節(jié)

C．早期、后期均屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)

D．早期、后期均屬于正反饋調(diào)節(jié)

B

1.生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指（）

A.所具有的保持自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力

B.所具有的維持自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力

C.生態(tài)系統(tǒng)所具有的自我調(diào)節(jié)能力

D.所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力

D

【當(dāng)堂檢測(cè)】

【當(dāng)堂檢測(cè)】

D

3.如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中有甲、乙、丙、丁四種生物,它們之間可以形成下列四種結(jié)構(gòu)中,其中最穩(wěn)定的是（）

5.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的正確敘述是()

A.正反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)

B.生態(tài)系統(tǒng)“遭到破壞，恢復(fù)原狀”屬于抵抗力穩(wěn)定性

C.人們對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾不應(yīng)超過其抵抗力穩(wěn)定性

D.熱帶雨林營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)

4.某山區(qū)，砍伐了一定量的樹木，但并沒有破壞森林生態(tài)系統(tǒng)，根本原因是()

A.森林生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力

B.森林中剩下的樹能進(jìn)行光合作用

C.森林生態(tài)系統(tǒng)中有物質(zhì)和能量的流動(dòng)

D.森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性高

A

【當(dāng)堂檢測(cè)】

C

5．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，正確的是()

A．負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)

B．自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)其恢復(fù)力穩(wěn)定性往往就越高

C．不同的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性