第07讲 生态系统的稳定性-【寒假自学课】高二生物寒假提升精品讲义（人教版2019选择性必修2）

第07讲 生态系统的稳定性 【学习目标】 1.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。 2.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。 3.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定。 【基础知识】 一、生态平衡 生态平衡指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 特别提醒 1.生态平衡时生态系统的结构保持动态平衡，生态系统各组分保持相对稳定。 2.生态平衡时生态系统的功能保持动态平衡，生产者—消费者—分解者所执行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.生态平衡状态时，生态系统保持收支平衡。生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。 二、生态系统的稳定性 1.生态系统的稳定性本质是生态系统能够保持动态平衡，生态系统的动态平衡通过负反馈调节实现。生态系统稳定性的调节机制是负反馈调节。 2.反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。包括正反馈调节和负反馈调节。 3.正反馈调节：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化，常使生态系统远离稳态。 正反馈调节示意图： 4.负反馈调节：抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，有利于生态系统保持相对稳定。 负反馈调节示意图 归纳总结负反馈调节和正反馈调节比较   负反馈调节 正反馈调节 作 用 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡 使生态系统远离平衡状态 结 果 抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 实 例 森林中的食虫鸟和害虫的数量变化 已经污染的湖泊中污染状况加剧 图 示 三、生态系统的稳定性 1.生态系统维持或恢复自身结构与功能相对平衡状态的能力。也就是说生态系统维持生态平衡的能力。 2.生态系统具有稳定性的原因是生态系统具有一定的自我调节能力，自我调节能力的基础是生态系统的负反馈调节机制。 3.生态系统的自调能力有一定限度,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，生态平衡遭破坏。 4.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两种类型。 归纳总结 1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较   抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 保持自身结构功能相对稳定 恢复自身结构功能相对稳定 核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 影响因素 生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高 生态系统中组分越少，营养结构越简单，恢复力稳定性越高 二者联系 ①相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统， 恢复力稳定性弱，反之亦然； ②二者是同时存在于同一系统中的两种截然 不同的作用力，它们相互作用共同维持生 态系统的稳定。如图所示： 2.北极冻原生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低 北极冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活，假如地衣受到大面积破坏，整个生态系统就会崩溃。 四、生态系统稳定性的数学模型 1.图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。 2.y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，y值大，说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强；如受到相同干扰时，草原生态系统的y值大于热带雨林生态系统。 3.x表示恢复到原状态所需的时间，x值大，说明恢复力稳定性弱，反之，恢复力稳定性强。 特别提醒： 曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数（TS）,TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。 五、研究生态系统稳定性的意义 1.可以持续不断地满足人类生活所需； 2.能够使人类生活与生产的环境保持稳定。 归纳总结 1.控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统的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。如对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。 六、设计生态缸并观察其稳定性 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.设计原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。 3.小型生态缸的设