3.5 生态系统的稳定性- 2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修2）

第5节 生态系统的稳定性 1. 生态平衡 ① 概念 生态系统的 和 处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。 ② 特征 ①结构平衡： 生态系统的 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： 如在某生态系统中，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。 3.形成原因: 生态系统内部具有一定的自我调节能力。 调节机制： 负反馈调节 并不是一成不变，而是一种动态的平衡 结构 功能 各组分 一、生态平衡与生态系统的稳定性 实例一： 草增加 兔的生存空间和资源增加 草减少 兔的生存空间和资源减少 兔增加 兔减少 狼减少 狼增加 说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡 说明在生态系统中， 生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡 实例二： 森林面貌遭到破坏 种子萌发,幼苗生长 森林植被大量生长 郁闭，林间阳光减少 枯枝落叶增多 火灾 阳光、养料充足 （一） （一） 4.调节机制——负反馈调节 ①定义：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。 ②意义：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。 生态系统的自我调节能力是无限的吗？ 原方向 发生偏离 回到原来方向 调节稳态（改邪归正） 模型图： 有一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。 使生态系统远离平衡状态 实例： 结果: 模型图： 原方向 发生偏离 正反馈调节 更加偏离 破坏稳态（错上加错） 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 2.生态系统的稳定性 维持或恢复 自我调节能力 限度 (其基础是负反馈调节) 组成成分、 食物链和食物网 能量流动 物质循环 信息传递 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 稳定性类型？ 热带雨林 北极冻原生态系统 生态系统中的组分越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越高 1.抵抗力稳定性： 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。 生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间是不一样 2.恢复力稳定性： 河流土壤 轻微污染 自身净化作用 恢复 有毒物质重度污染 自身净化作用不足以消除 恢复力稳定性就被破坏了 热带雨林在遭到严重砍伐，草原极度放牧后，它们恢复原状的时间很漫长，难度极大！ 森林生态系统 人工林生态系统 低 抵抗力稳定性较 高 抵抗力稳定性较 低 恢复力稳定性较 高 恢复力稳定性较 当遭遇干旱或虫害时，自然林与人工林谁抵抗力强？ 火灾后，谁更容易恢复原貌？ 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 ①一般呈负相关关系 ②相互作用共同维持 生态系统的稳定 特例？ 北极冻原生态系统 项目  抵抗力稳定性 恢复力稳定性 概念 实质 核心 影响因素 一般生态系统中组分越多，食物网越______，抵抗力稳定性越高 一般生态系统中组分越少，食物网越______，恢复力稳定性越高 复杂 简单 生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状（不受损害）的能力 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。 保持自身结构功能相对稳定 恢复自身结构功能相对稳定 抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 (4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的 总稳定性越 。 生态系统的稳定性之间的关系 如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析： (1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有 。 【核心探讨】 (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，草原生态系统 的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。 (3)x的大小可作为 强弱的指标，x越大，说明恢复力稳定性 越 。 自我调节能力 大于 恢复力稳定性 低 低 （1）控制对生态系统的______强度，在不超过 的 范围内，___________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____________的投入，保 证________________________的协调。 干扰 生态系统自我调节能力 合理适度地 物质、能量 生态系统内部结构与功能 农田施肥 三北防护林 对农田、果园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。 三、提高生态系统稳定性的措施 13 思考1：既然生态系统中物质是循环的,为何农田生态系统还需要经常施肥? 1.物质循环具有全球性, 是在生物圈内进行的。 农田是一个范围相对较小的生态系统,物质在该生态系统中不一定能实现循环。 2.农田中的农作物合成有机物(如蛋白质、磷脂等)时利用了土壤中的氮、磷、钾等元素,这些元素随着粮食、瓜、果等输出农田生态系统,因此需要不断施入含氮、磷、钾等元素的肥料。 2：桑基鱼塘生态系统中有生产者桑树等,但是在管理该鱼塘过程中还要定期往水体中投入饲料,从生态系统的功能分析,其原因是什么? 生产者固定的太阳能不足以满足鱼类的需要,且不断地输出经济鱼类,而其中的元素无法及时返回该生态系统,故需定期补充物质与能量。 1.实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 2.实验原理 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。 在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。 四、设计制作生态缸，观察其稳定性 3、实验设计要求与相关分析： 设计要求 相关分析 生态缸必须是_____的 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸的材料必须______ 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的______ 生态缸的采光应用较强的______光 选择的动物不宜过多，个体不宜太大 封闭 透明 空间 散射 防止外界生物或非生物因素的干扰 使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察 便于操作，且使缸内储备一定量的空气 防止水温过高导致水生植物死亡 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量 ①生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐 全，但 。所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 ②不同的生态缸中生态系统的稳定性时间有长有短。 4.结果分析 其结构比较简单，自我调节能力差 1.设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？ 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。 2.生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？ 大约1个星期以后。 3.达到稳定状态后，生态缸内的生物的种类和数量有无变化？如有，是怎样变化的？ 有。浮游生物种类和数量少,水中溶解氧逐渐减少, 以浮游生物为食的小型动物先死亡。 4.在生态缸中，最后留下来的生物在这个人工生态系统中分别起什么作用？ 生产者？ 消费者？ 分解者？ P50 （2020·全国高考真题）植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题： （1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性____。抵抗力稳定性的含义是_________________________________________。 （2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是______________________ __________________________________________________（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。 （3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：________________________________________________。 低 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力 改善了土壤结构； 培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用 分解者 种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属 1.【考点速览·诊断】 (1)湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。(2021·河北卷，12C)( ) 提示　湿地生态系统自我调节能力是其稳定性的基础。 (2)从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定。 (2019·海南卷，25D)( ) (3)我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。(2019·江苏卷，15B)( ) 提示　沙漠地区气候条件恶劣，自我调节能力较低，恢复力稳定性也较低。 (4)相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。 (2022·河北卷，12C)( ) × √ × √ 2.【情境推理·探究】 1.湿地生态系统与海洋生态系统相比，抵抗力稳定性低，则原因可能是_____________________________________________________________。 该生态系统的生物种类少，营养结构(食物网)简单，自我调节能力弱 2.天然池塘改造人工鱼塘后抵抗力稳定性降低，原因是_____________________ ______________。 若天然池塘与人工鱼塘中生产者固定的能量相同，但与天然池塘相比，人工鱼塘的鱼产量较高，从能量流动的角度分析可能的原因：_______________ __________________________________________________________________(答出两点)。 生物种类减少，营养 人工投放的鱼饲 结构变得简单　 料中的能量被鱼利用，营养级较少，能量流动过程中损失的能量较少 2.(2023·山西晋城模拟)下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　) A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础 B.组成成分较为简单的生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性可能都较低 C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其直接价值 D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统抵抗力稳定性就越高 C 3.(2023·广东肇庆期末)下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是(　　) A.负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础 B.生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于恢复力稳定性 C.人们对自然生态系统的干扰不应超过其抵抗力稳定性 D.热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性高 D 1.(2021·广东卷，2)“葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个(　　) A.黄鸟种群 B.生物群落 C.自然生态系统 D.农业生态系统 C 2.(2021·湖南卷)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是(　　) B A.食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线 B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量 C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关 D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性 2.下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。请据图冋答下列问题。 （1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？ （2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？ P80 复习与提高 藻类减少，需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。 有机物分解后形成大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 （3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？ 藻类通过光合作用释放O2，有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。 （4）若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生 态系统可能造成的最严重的后果是什么？ 河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏；因为生态系统的自我调节能力有一定的限度，当外来干扰超过这个限度时，生态平衡就会遭到破坏。 $$