【生物】生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性課件-2023-2024學年高二上學期生物人教版（2019）選擇性必修2

本節(jié)聚焦第3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)定性什么是生態(tài)平衡？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？怎樣提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

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？

紫莖澤蘭的繁殖和適應能力很強，在入侵地沒有天敵等因素的制約。

紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴重危害。在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論

問題探討紫莖澤蘭澤蘭實蠅

2．我們曾引入紫莖澤蘭的專食性天敵——澤蘭實蠅來防治紫莖澤蘭。澤蘭實蠅也是一種外來生物，對這種方法，你怎么看？

澤蘭實蠅可以抑制紫莖澤蘭的生長，但是澤蘭實蠅是一種外來物種，也有可能影響入侵地的生態(tài)系統(tǒng)。

紫莖澤蘭原分布于中美洲，傳入我國后，先是在云南瘋長蔓延，現(xiàn)已擴散至廣西、貴州、四川等多個省份，對當?shù)亓帜?、牧草和農(nóng)作物造成嚴重危害。在《中國第一批外來入侵物種名單》中名列榜首。討論

問題探討紫莖澤蘭澤蘭實蠅

1．生態(tài)平衡

雖然地球上許多生態(tài)系統(tǒng)不時受到外來干擾，但是只要這種干擾沒有超過限度，生態(tài)系統(tǒng)就能夠通過自我調(diào)節(jié)得以恢復，長期處于生態(tài)平衡的狀態(tài)。（1）概念：

生態(tài)系統(tǒng)的＿＿＿和＿＿＿處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)，就是生態(tài)平衡。

結(jié)構(gòu)功能那拉提大草原西雙版納熱帶雨林

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（2）處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)的特征

①＿＿＿＿＿

生態(tài)系統(tǒng)的＿＿＿＿保持相對穩(wěn)定。

②＿＿＿＿＿生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行，保證了＿＿＿總在循環(huán)，＿＿＿不斷流動，生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。

③＿＿＿＿＿

例如，在某生態(tài)系統(tǒng)中，植物在一定時間內(nèi)制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。各組分功能平衡

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)平衡收支平衡物質(zhì)能量

【資料】科學家通過測量和數(shù)學模擬，繪制了初生演替過程中群落總生產(chǎn)量和總呼吸量的變化曲線圖。

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

相對值早期階段成熟階段演替進程（時間）群落總呼吸量群落總生產(chǎn)量（光合作用）

觀察曲線圖，在成熟階段，群落的總生產(chǎn)量和總呼吸量呈現(xiàn)怎樣的趨勢？由此說明了什么？

總生產(chǎn)量和總呼吸量均趨于穩(wěn)定，且相對值接近。說明群落在輸入和輸出上趨于平衡狀態(tài)，即生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為收支平衡。

由此可見，生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變，而是一種動態(tài)平衡。

（3）生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制——＿＿＿＿

①概念

是指在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為______調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果________________，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

②負反饋調(diào)節(jié)的意義

負反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)具備______________的基礎(chǔ)。信息

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

負反饋減弱或受到限制自我調(diào)節(jié)能力

③實例1

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

草減少，兔的生存空間和資源減少兔減少草增加，兔的生存空間和資源增加狼減少兔增加狼增加在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落內(nèi)部能夠進行自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。

③實例2

一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落與無機環(huán)境之間也能夠自我調(diào)節(jié)，以維持生態(tài)平衡。森林植被大量生長林下光照減少，樹苗生長受限，枯枝落葉增加自然火災，植被減少植被逐漸恢復光照充足，土壤養(yǎng)料增多種子萌發(fā)，幼苗迅速成長

拓展提升負反饋與正反饋

湖泊受到了污染魚類等生物死亡魚類等尸體腐爛加重污染更多魚死亡污染加劇正反饋使生態(tài)系統(tǒng)遠離穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)偏離“改邪歸正”負反饋調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)偏離“錯上加錯”正反饋調(diào)節(jié)

拓展提升負反饋與正反饋

即時鞏固

1．某池塘演變早期藻類大量繁殖，食藻浮游動物水蚤隨之大量繁殖，導致藻類數(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．早期不屬于負反饋調(diào)節(jié)，后期屬于負反饋調(diào)節(jié)

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

C．早期、后期均屬于負反饋調(diào)節(jié)

D．早期、后期均屬于正反饋調(diào)節(jié)B即時鞏固

2．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)就是生態(tài)平衡。呼倫貝爾草原就是一個處于生態(tài)平衡的系統(tǒng)。下列說法錯誤的是（）

A．呼倫貝爾草原的四個季節(jié)中，物質(zhì)和能量的輸入與輸出都基本相同

B．對抗破壞或干擾使該草原恢復平衡的調(diào)節(jié)機制是負反饋機制

C．該草原處于生態(tài)平衡時表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)平衡、功能平衡和收支平衡

D．過度放牧可能導致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，破壞草原生態(tài)平衡A河水能通過物理沉降、化學分解和微生物分解，很快消除污染。上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，河水仍能保持清澈。

生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)平衡就會遭到嚴重的破壞。

黃土高原由于植被破壞造成水土流失。

1．概念

人們把生態(tài)系統(tǒng)＿＿＿＿＿＿自身結(jié)構(gòu)和功能處于相對平衡狀態(tài)的能力，叫作生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2．表現(xiàn)

（1）抵抗力穩(wěn)定性

①概念

二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

維持或恢復抵抗外界干擾保持原狀核心是“抵抗干擾，保持原狀”生態(tài)系統(tǒng)＿＿＿＿＿＿＿并使自身結(jié)構(gòu)和功能＿＿＿＿＿（不受損傷）的能力，叫作抵抗力穩(wěn)定性。草原遭受蝗蟲的采食后，植物會增強其再生能力。

（1）抵抗力穩(wěn)定性

②規(guī)律

一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的＿＿＿越多，＿＿＿＿越復雜，其＿＿＿＿＿能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性就越高。

二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

組分食物網(wǎng)自我調(diào)節(jié)熱帶雨林北極凍原生態(tài)系統(tǒng)

（2）恢復力穩(wěn)定性

①概念

生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后＿＿＿＿＿＿的能力，叫作恢復力穩(wěn)定性。

②規(guī)律

二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

恢復到原狀核心是“遭到破壞，恢復原狀”野火燒不盡，春風吹又生生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾（破壞）后，其恢復速度與恢復時間＿＿＿。不同熱帶雨林在遭到嚴重砍伐，草原經(jīng)過極度放牧后，他們恢復原狀的時間漫長，難度極大！

思考·討論

1．在個體水平穩(wěn)態(tài)的維持上，有沒有類似生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的情況？

人體在遇到病原體入侵時，免疫系統(tǒng)會抵抗病原體的入侵，這與生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相似。

人體也有恢復穩(wěn)態(tài)的機制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復到正常水平，這與恢復力穩(wěn)定性相似。

思考·討論

2．想一想，研究不同生態(tài)系統(tǒng)在抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩方面存在的差別，對自然生態(tài)系統(tǒng)的利用和保護有什么意義呢？

【提示】在利用自然生態(tài)系統(tǒng)時，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的差異，合理控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，干擾不能超過生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的范圍;

在保護自然生態(tài)系統(tǒng)時，要根據(jù)不同類型生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性的差異，合理確定保護對策，如采取封育措施，補充相應的物質(zhì)、能量，修補生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增強生態(tài)系統(tǒng)的恢復力。

生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性，恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系如下圖所示：

歸納提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定量分析

（1）y

表示一個外來干擾使生態(tài)系統(tǒng)功能偏離正常作用范圍的大小。

y值越大，說明抵抗力穩(wěn)定性越低，反之，說明抵抗力穩(wěn)定性越高。（2）x

表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。

x值越大，表示恢復力穩(wěn)定性越低，反之，表示恢復力穩(wěn)定性越高。（3）曲線與正常范圍之間所圍成的面積(

TS

)，作為衡量總穩(wěn)定性的指標。

TS面積越大，說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。即時鞏固

3．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的描述，正確的是（）

A．河流受到輕微的污染依然清澈，屬于恢復力穩(wěn)定性

B．恢復力穩(wěn)定性弱的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性一定強

C．“野火燒不盡，春風吹又生”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性

D．引入新物種到一個生態(tài)系統(tǒng)使生物種類增加從而提高其抵抗力穩(wěn)定性C即時鞏固

4．兩個不同的生態(tài)系統(tǒng)在同時受到同等強度的干擾(y)后，其結(jié)構(gòu)和功能的曲線變化情況如圖所示，由圖不能得出的結(jié)論是（）

A．同等強度的干擾下，乙生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比甲高

B．同等強度的干擾下，若乙生態(tài)系統(tǒng)干擾提前，則b點左移

C．若甲生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度增大，則c點右移D．乙生態(tài)系統(tǒng)b點后一定有新的物種產(chǎn)生D

1．提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的意義（1）可以持續(xù)不斷地滿足人類生活所需；（2）能夠使人類生活與生產(chǎn)的環(huán)境保持穩(wěn)定。

三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2．提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施

（1）要控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。

三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

合理放牧適量捕撈封山育林

2．提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施

（2）對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。

三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

農(nóng)田施肥防護林防風阻沙

【目的要求】

設(shè)計一個生態(tài)缸，觀察這一人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【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)具有的基本成分進行組織，構(gòu)建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。

探究·實踐

制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性

【設(shè)計要求】

探究·實踐

制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性

設(shè)計、制作要求相關(guān)分析生態(tài)缸是＿＿＿的生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全生態(tài)缸的材料須＿＿＿生態(tài)缸的采光用較強的＿＿＿光選擇的動物不宜太多，個體不宜太大防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)缸中能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定①為光合作用提供光能；②保持生態(tài)缸內(nèi)溫度；③便于觀察防止水溫過高，導致水生植物死亡減少對O2消耗，防止生產(chǎn)量＜消耗量封閉透明散射

【實驗步驟】

1．制作生態(tài)缸框架用玻璃板和粘膠制作生態(tài)缸的框架。

2．鋪土沙土在下，含腐殖質(zhì)較多的土在上。

3．放入動、植物依據(jù)生物生活習性合理放置。

4．密封生態(tài)缸

5．移置生態(tài)缸

將生態(tài)缸放置在光線良好的散射光下，避免陽光直射。

6．觀察記錄每周定時觀察生態(tài)缸中生物的存活和水質(zhì)變化情況。

探究·實踐

制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性

【結(jié)果和結(jié)論】根據(jù)觀察結(jié)果完成實驗報告。

探究·實踐

制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性

即時鞏固

5．很多同學都曾嘗試設(shè)計制作小生態(tài)瓶，但有相當一部分同學的設(shè)計并不成功。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．應定時向瓶內(nèi)通氣，保證生物的有氧呼吸

B．瓶內(nèi)各種生物的數(shù)量搭配應合理

C．瓶內(nèi)各種生物之間應有營養(yǎng)上的聯(lián)系

D．瓶內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)應獲得充足的能量供應A即時鞏固

6．某生物興趣小組設(shè)計了以下實驗來驗證生態(tài)系統(tǒng)的一些相關(guān)問題：取4個密閉、透明的生態(tài)瓶，各瓶內(nèi)的組成和條件見表(表中“＋”表示有，“－”表示無)。經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)后，下列判斷錯誤的是（）

A．甲瓶中的生態(tài)系統(tǒng)成分相對齊全，如果生物數(shù)量比例適中，甲瓶生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性相對較高

B．乙瓶無光照，其生態(tài)系統(tǒng)沒有能量來源，故其穩(wěn)定狀態(tài)維持時間不長

C．丙瓶無泥沙，不能儲存有機物，故含有機物比甲瓶中的少

D．丁瓶小魚呼吸作用消耗大量氧氣有可能導致碳循環(huán)和氧循環(huán)受阻C生態(tài)瓶編號生態(tài)系統(tǒng)組成光照水草藻類浮游動物小魚泥沙自來水甲＋＋＋＋－＋＋乙－＋＋＋－＋＋丙＋＋＋＋－－＋?。?/p>

P77

練習與應用

一、概念檢測

1．生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)溫帶針闊葉混交林比熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性低。（）

(2)不同的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的強度不同。（）??

P77

練習與應用

2．封山育林能有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是因為（）

A．封山育林控制了物質(zhì)循環(huán)

B．延長了生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈

C．增加了生態(tài)系統(tǒng)中消費者數(shù)量

D．使生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜性增加D

P77

練習與應用

3．天然森林很少發(fā)生的松毛蟲蟲害，卻經(jīng)常發(fā)生在人工馬尾松林中，合理的解釋是（）

A．馬尾松對松毛蟲抵抗力差

B．人工林內(nèi)松毛蟲繁殖能力強

C．人工林成分單一，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單

D．當?shù)貧夂蜻m于松毛蟲的生長和繁殖C

P80

復習與提高

一、選擇題

1．下圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關(guān)于該系統(tǒng)的敘述，錯誤的是（）

A．沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者

B．微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量

C．沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用

D．多途徑利用農(nóng)作物可提高該生態(tài)系統(tǒng)的能量利用效率C

P80

復習與提高

2．在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體，下列敘述正確的是（）

A．能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán)

B．物質(zhì)和能量可循環(huán)利用

C．能量只能在食物鏈中流動

D．能量金字塔和生物數(shù)量金字塔均可倒置A

P80

復習與提高

3．生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞每時每刻都在進行，下列與之相關(guān)的敘述，正確的是（）

A．物質(zhì)循環(huán)往復意味著任何生態(tài)系統(tǒng)在物質(zhì)上都是自給自足的

B．能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程

C．只有生物才會對信息有反應，因此信息傳遞只發(fā)生在生物群落內(nèi)部

D．生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞都是沿食物鏈進行的B

P80

復習與提高

4．毛竹與栲樹、苦櫧等闊葉樹形成的混交林，其穩(wěn)定性比毛竹純林的高。以下分析不合理的是（）

A．毛竹純林易發(fā)生病蟲害

B．混交林中物種多樣性高

C．混交林中食物網(wǎng)更復雜

D．混交林中能量可循環(huán)利用D

P80

復習與提高二、非選擇題

1．將以下概念之間的關(guān)系用概念圖的形式表示出來。

生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)、生產(chǎn)者、消費者、分解者、生物群落、初級消費者、次級消費者、三級消費者、第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第三營養(yǎng)級、第四營養(yǎng)級。

P80

復習與提高無機環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)食物鏈食物網(wǎng)生物群落初級消費者次級消費者三級消費者第一營養(yǎng)級屬于第三營養(yǎng)級屬于第四營養(yǎng)級屬于分解者生產(chǎn)者消費者