3.5 生态系统的稳定性-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件 （人教版2019 单选）

第3章　 生态系统及其稳定性 第5节　生态系统的稳定性 任务一　生态平衡与生态系统的稳定性 自主预习 合作探究 学以致用 任务二　 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统的稳定性 自主预习 合作探究 学以致用 任务三　 设计制作生态缸，观察其稳定性 自主预习 合作探究 学以致用 新情境命题 淡水养殖模式(社会责任) 课堂小结　巩固提升 课下巩固训练(十四)　 生态系统的稳定性 【学习目标】1.生命观念：通过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，培养稳态与平衡观等生命观念。 2.科学思维：通过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，培养批判性思维等科学思维能力。 3.社会责任：通过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，培养关注社会性科学问题和环境问题，参与相关事务讨论等社会责任感。 4.科学探究：通过设计制作生态缸并观察其稳定性，培养设计实验、方案实施、勇于创新等科学探究能力。 相对稳定 各组分 生产—消费—分解 总在循环 不断流动 持续发展和更新 有机物的量 1.生态平衡 (1)概念：生态系统的 处于 的一种状态。 (2)生态平衡的特征 ①结构平衡：生态系统 保持相对稳定。 ②功能平衡： 的生态过程正常进行，保证了物质 ，能量 ，生物个体 。 ③收支平衡：例如在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的 ，处于比较稳定的状态。 结构和功能 减弱 自我调节能力 维持或恢复 相对 生态平衡 (3)调节机制—— 机制。 ①概念：在一个系统中，系统工作的 ，反过来又作为 调节该系统的工作，并且使系统工作的效果 或受到限制的过程，它可使系统保持稳定。 ②意义：负反馈调节是生态系统具备 的基础。 2.生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统 自身结构与功能处于 平衡状态的能力。生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持 的能力。 (2)原因：生态系统具有 。 (3)特点：生态系统的自我调节能力是 的。 自我调节能力 有限 负反馈 效果 信息 【点拨】　(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定性程度高。 (2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。 图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。 (3)甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其中的反馈调节和图中的哪种调节方式相同？ 提示：和图A中的负反馈调节方式相同。 (4)草原维持生态平衡的主要原因是什么？ 提示：草原生态系统组分多，食物网复杂，生态系统具有一定的自我调节能力。 (1)反馈调节有正反馈和负反馈两种调节方式，图A和图B分别属于哪一种？ 提示：图A是负反馈调节，图B是正反馈调节。 (2)请写出图A中的食物链。 提示：乙→甲→丙。 【归纳总结】　比较正反馈调节与负反馈调节 反馈类型 正反馈 负反馈 调节方式 加强最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 结果 常使生态系统远离稳定 有利于生态系统保持相对稳定 实例分析 1.(2024·湖北武汉高二期中)虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能保持生态平衡。下列关于生态平衡的叙述，错误的是(　　) A.生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡 B.处于生态平衡的生态系统中物质和能量的输入和输出均衡，生物种类的组成稳定 C.生态平衡是指生态系统的组成成分和营养结构处于相对稳定的一种状态 D.生态平衡是通过负反馈调节机制实现的，该机制是生态系统具有自我调节能力的基础 解析：选C。生态平衡是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，而不是单指结构(组成成分和营养结构)处于相对稳定，A正确，C错误；处于生态平衡的生态系统中物质和能量的输入和输出均衡，达到收支平衡，生物种类的组成稳定，B正确；生态平衡反映生态系统的稳定性，这是通过负反馈调节机制实现的，该机制是生态系统具有自我调节能力的基础，D正确。 (2024·广东惠州高二期中)以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的 是(　　) A.废弃多年的耕地上会逐渐生长出杂草，后因年降雨量减少而逐渐荒漠化 B.山区植被遭到掠夺式砍伐后，出现水土流失甚至发生泥石流 C.豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料 D.河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解消除污染 解析：选D。废弃多年的耕地上会逐渐生长出杂草，后因年降雨量减少而逐渐荒漠化，属于群落演替，A不符合题意；山区植被遭到掠夺式砍伐后，出现水土流失甚至发生泥石流，是人类破坏植被后引发的自然现象，B不符合题意；豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料，说明豆科植物和根瘤菌是互利共生关系，C不符合题意；河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解消除污染，可以说明生态系统具有一定的自我调节能力，D符合题意。 3.(2024·重庆高二期中)生态系统具有的某个理想状态称为置位点，在置位点范围内，生态系统处于动态平衡。其中A、B、C表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向(如图所示)。下列叙述正确的是(　　) A.图中输入和输出包含物质、能量和信息，在A、B、C之间的信息传递均为双向 B.反馈调节在生态系统中普遍存在，生态系统的稳定性是其自我调节能力的基础 C.生态系统的置位点发生偏离时，其结构越复杂，偏离就越大，反馈调节越强 D.任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，即生态系统的稳定性 解析：选D。生态系统的正常运转需要物质作为基础、能量作为动力、信息作为调节的信号共同作用，据此可推测生态系统的输入和输出包含物质、能量和信息，A为生产者、B为消费者、C为分解者，信息传递在生物群落中并非都是双向的，A错误；负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的过程，负反馈调节在系统中普遍存在，负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础，B 错误；生态系统的置位点发生偏离时，生态系统的结构越复杂，自我调节能力越强，偏离越小，C错误；任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，即生态系统的稳定性，D正确。 抵抗外界干扰 保持原状(不受损害) 食物网 自我调节 能力 恢复到原状 速度 1.抵抗力稳定性 (1)含义：生态系统 并使自身的结构与功能 的能力。 (2)规律：一般来说，生态系统中的生物种类越多， 越复杂，其 就越强，抵抗力稳定性就越高。 2.恢复力稳定性 (1)含义：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力。 (2)特点：生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复 与恢复 是不一样的。 时间 合理适度 物质 能量 结构 功能 3.提高生态系统的稳定性 (1)原因 ①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类 。 ②处于生态平衡中的生态系统能够使 保持稳定。 (2)措施 ①控制对生态系统的 ，在不超过生态系统自我调节能力的范围内， 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 、 的投入，保证生态系统内部 与 的协调。 生活所需 人类生活与生产的环境 干扰强度 【点拨】　　有关抵抗力稳定性和恢复力稳定性的三点提醒 (1)区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关键是生态系统是否遭到破坏。若生态系统遭到破坏，则指的是恢复力稳定性。生态系统遭到破坏的特征是生物种类、数量显著减少，食物链、食物网大为简化。 (2)抵抗力稳定性的核心是“抵抗干扰、保持原状”，恢复力稳定性的核心是“遭到破坏后恢复原状”。 (3)北极冻原生态系统的营养结构简单，抵抗力稳定性低，由于极地环境条件恶劣，其受到破坏后恢复起来也较困难，恢复力稳定性也极低。 大于 如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系。 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 。 (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。 自我调节能力 低 (3)x的大小可作为 强弱的指标，x值越大，说明 越低。 (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 。 (5)对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈什么关系？所有的生态系统都这样吗？举例说明。 提示：一般来说，对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关且同时存在，例如热带雨林生态系统，动植物种类繁多、营养结构复杂，抵抗力稳定性高而恢复力稳定性低。但对于一些特殊的生态系统，比如北极冻原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。 恢复力稳定性 恢复力稳定性 【归纳总结】 1.判断生态系统抵抗力稳定性强弱的方法 2.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较 (1)区别 (2)联系 ①一般二者呈负相关，营养结构越复杂的生态系统，抵抗力稳定性(a)越强，而恢复力稳定性(b)一般越弱。 ②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。 1.(2024·安徽淮北高二期中)下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　) A.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高 B.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高 C.一块弃耕后的牧草地上形成树林后，其恢复力稳定性降低 D.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高 解析：选D。一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其营养结构变复杂，抵抗力稳定性提高，A正确；在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，生物组成成分增加，其营养结构变复杂，抵抗力稳定性提高，B正确；在一块弃耕后的牧草地上形成树林后，其营养结构变复杂，抵抗力稳定性提高，恢复力稳定性下降，C正确；在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量，则需对该草地进行除虫、除草等，使该草地的组成成分变得简单，故其抵抗力稳定性降低，D错误。 2.(2024·江苏徐州高二期中)自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统，自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述，正确的是(　　) A.抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性一定越高 B.控制对生态系统的干扰程度对维持生态系统的稳定性是不利的 C.负反馈调节能使生态系统达到和保持平衡及稳态 D.生态系统恢复稳定后，群落的物种组成不再改变 解析：选C。抵抗力稳定性低的生态系统一般其恢复力稳定性就越高，但是苔原生态系统、沙漠生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性都弱，A错误；生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性，控制对生态系统的干扰程度有利于维持生态系统的稳定性，B错误；负反馈调节是自我调节能力的基础，它能使生态系统达到和保持平衡及稳态，C正确；生态系统恢复稳定后，人类活动会影响演替的速度和方向，群落的物种组成可能会改变，D错误。 3.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示。由图不能得出的结论是(　　) A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高 B.同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移 C.若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移 D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生 解析：选D。从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后，与乙生态系统相比，甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲生态系统的抵抗力稳定性低，乙生态系统的抵抗力稳定性高，A不符合题意；若乙生态系统干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即b点左移，B不符合题意；若甲生态系统受到的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，c点右移，C不符合题意；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生，D符合题意。 【方法规律】　抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断技巧 (1)从实质分析：抵抗力稳定性是保持自身结构和功能相对稳定的能力；恢复力稳定性是恢复自身结构和功能相对稳定的能力。 (2)从核心分析：抵抗力稳定性是抵抗干扰、保持原状的能力；恢复力稳定性是遭到破坏、恢复原状的能力。 (3)从二者关系分析：同时存在于同一系统中的两种不同的作用力，作用相反，共同维持生态系统的稳定。 组分及营养级之间的合适比例 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 (1)在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的 进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。 (2)在设计时，要考虑系统内 。 基本成分 光线良好 能量流动 4.设计要求及目的 设计要求 目的 生态缸必须是 的 防止外界生物或非生物因素的干扰 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) 使生态缸中的生态系统能够进行 和 ，在一定时期内保持稳定 生态缸的材料必须 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察 散射 封闭 物质循环 设计要求 目的 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的 便于操作，且使缸内储备一定量的空气 生态缸的采光应使用较强的 光 防止水温过高导致水生植物死亡 选择动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量 散射 空间 5.结果分析 (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，但其结构比较 ，自我调节能力 。 (2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。 简单 差 有长有短 2.衡量生态缸稳定性的指标时可通过什么来判断生态系统的稳定性？ 提示：观察动植物的生活情况、水质变化。 3.该生态缸能否构成一个完整的生态系统？倘若将该生态缸置于黑暗处会怎样？ 提示：该生态缸具备了生态系统的四类组成成分——非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者，故可构成一个完整的生态系统。倘若将生态缸置于黑暗处，则会因丧失能量持续供应而使生态系统崩溃，生态缸内生物将很快死亡。 1.为保证生态缸中的物质循环和能量流动，使其在一定时期内保持生态系统稳定，从生态系统组成成分角度思考，生态缸中必须具备哪些成分？ 提示：生产者、消费者、分解者等。 1.(2024·江西赣州高二期中)在“制作创意生态瓶”跨学科实践活动中，某同学制作的生态瓶以湖底淤泥为底层介质，上铺砂石，灌入湖水，加入绿藻、水草、小鱼、小虾等生物。结果生态瓶在封闭一周后，小鱼、小虾陆续死亡，水质恶化。下列有关叙述错误的是(　　) A.绿藻、水草属于生产者，通过光合作用制造有机物并放出氧气 B.鱼、虾的存在加快了生态系统的物质循环并提高了能量传递效率 C.瓶底细菌、真菌大多属于分解者，能将鱼、虾粪便分解为无机物 D.鱼、虾死亡，水质恶化造成生态系统进一步失衡属于正反馈调节 解析：选B。绿藻、水草属于生产者，通过光合作用制造有机物并放出氧气，A正确。鱼、虾的存在加快了生态系统的物质循环，但不能提高能量传递效率，B错误。瓶底细菌、真菌大多属于分解者，能将鱼、虾粪便分解为无机物，C正确。正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。鱼、虾死亡，水质恶化造成生态系统进一步失衡属于正反馈调节，D正确。 2.(2024·江西九江高二期中)现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件如表所示。一段时间后，观察两个生态瓶的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　) 生态瓶编号 光照 取自河塘的泥沙 浮游藻类 水草 浮游动物 A ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ B － ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示无。 A.推测一段时间后B瓶的生态系统比A瓶的更稳定 B.两个生态瓶中的加水量应该相同，且都应该加满 C.A瓶最好能避免阳光直接照射，防止瓶中温度过高 D.生态瓶中要尽可能多地投放生活力较强的同种动物 解析：选C。A瓶有光照，能进行光合作用，B瓶不能进行光合作用，推测一段时间后A瓶的生态系统比B瓶的更稳定，A错误；生态瓶中加水不能加满，要留出一定的空间，B错误；生态瓶应放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射防止瓶中温度过高，C正确；生态瓶中投放的动物生活力要强，且种类齐全(具有生产者、消费者和分解者)，D错误。 3.(2024·河南开封高二期末)生态缸创意来源于人们常见的有山有水的自然景观，将这种大自然美景微缩到一个生态缸中，从而达到美化居室、陶冶情操的目的。下列相关叙述正确的是(　　) A.生态缸中的沙土需要进行灭菌处理 B.设计生态缸时，生产者数目越多越有利于其稳定 C.制作完成的生态缸需密封，并置于光线充足且能直射的地方 D.生态缸所选用的材料需透明，有利于光合作用的进行 解析：选D。生态缸中的沙土不需要进行灭菌处理，沙土中的微生物有利于维持该生态系统的稳定性，A错误；设计生态缸时，并非生产者数目越多越有利于其稳定，生态系统各组分之间要有合适的比例，B错误；制作完成的生态缸需密封，并置于光线良好的地方，避免阳光直接照射，C错误；生态缸所选用的材料需透明，有利于生产者光合作用的进行，D正确。 　　我国内陆水域广阔，淡水养殖产量一直位居世界第一。某南方养殖户大量投放饲料后，鱼塘水质快速恶化，浮游藻类大量繁殖，养殖的鱼大量死亡。为防止此类事件的再次发生，当地农科所为其设计了如图所示的种养模式，箭头表示水的流动方向。 【命题设计】 1.考查知识迁移能力及生命观念 (1)鱼塘上方的灯可通过______信息吸引昆虫，这些昆虫可以被鱼捕食，这时鱼最低属于第______营养级。 2.考查对问题的分析能力及科学思维 (2)该鱼塘可以看作是一个淡水生态系统的理由是________________________，其抵抗过多饲料等干扰因素能力低的原因是__________________________。 3.考查提高稳定性的措施及社会责任 (3)检测发现，B处浮游藻类数量明显少于A处，推测是由________________________________________________________________________________________________________________________________________________导致(答出两点即可)。为提高稻田的稳定性，一方面需要控制流入其中的鱼塘水量及养鸭数量，另一方面______________________________________________________________________________。 解析：(1)鱼塘上方的灯可通过光来吸引昆虫，即物理信息，昆虫可为初级消费者也可能为次级消费者，鱼捕食昆虫，因此鱼最低属于第三营养级，为次级消费者。(2)鱼塘的生物群落与它的非生物环境相互作用形成了统一整体，因此鱼塘是一个生态系统。由于鱼塘生态系统生物种类少，食物网简单，自我调节能力差，因此鱼塘生态系统的抵抗力稳定性低。(3)出现大量浮游藻类的鱼塘水通过A流经稻田后，B处水样中浮游藻类数量大大减少。推测原因为鸭等动物的捕食、水稻遮挡光照、水稻竞争N、P等化学元素、微生物等产生杀藻物质等。为提高稻田的稳定性，一方面需要控制流入其中的鱼塘水量及养鸭数量，另一方面给予相应的物质、能量的投入，保证其内部结构与功能的协调。 答案：(1)物理　三　(2)鱼塘的生物群落与它的非生物环境相互作用形成了统一整体　生物种类少，食物网简单，自我调节能力差　(3)鸭等动物的捕食、水稻遮挡光照、水稻竞争N、P等化学元素　给予相应的物质、能量的投入，保证其内部结构与功能的协调 【教材答疑】 问题探讨　　　　　　　　　　 P73 1.紫茎泽兰的繁殖和适应能力很强，在入侵地没有天敌等因素的制约。 2.引入泽兰实蝇，通过天敌的制约可以达到控制紫茎泽兰疯长蔓延的结果，但泽兰实蝇也是一种外来生物，也有可能在引入地造成生物入侵，破坏当地的生态系统，所以引入泽兰实蝇一定要谨慎，并做好严密监控、适时防治等工作。 思考·讨论 P74 1. 2.下图以“草→昆虫→蜘蛛→捕虫鸟→鹰”这条食物链为主，分析蛙数量变化时生态系统因为反馈调节可能发生的变化(部分)。 P75 人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。 P76 在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰强度不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。 思考·讨论 P77 1.从考虑经济效益的角度，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物；从保持土壤肥力的角度，可以在土壤中接种固氮菌株、根际菌株等。 [练习与应用·P77] 一、概念检测 1.(1)√　(2)√　2.D　3.C 二、拓展应用 1.生态系统具有抵抗力稳定性，当河水受到轻微污染(如淘米洗菜、洗澡洗衣等)时，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物分解很快消除污染，因此河水仍能保持清澈。 2.大量生活污水和工业废水排入河道，破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重，尽管采取了治理措施，河流自身的净化能力仍然不足以消除污染物，因此水质仍然较差。 3.从治理已有污染的角度，可采用物理、化学、生物等方法进行治理，如机械除藻、底泥疏浚、在某些区段人工增氧、利用微生物分解污染物、利用水生植物进行生态修复等。从管理的角度，应禁止生活污水和工业废水排入河道，或污水、废水必须经严格处理才能排放；加强人们的水环境保护意识；加强执法检査；等等。 【体系构建】 【核心语句】 1.处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征。 2.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。 3.抵抗力稳定性与生态系统的生物种类和营养结构复杂程度呈正相关。 4.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的能力。 5.恢复力稳定性：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 6.提高生态系统稳定性的措施：控制对生态系统的干扰强度；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。 【基础巩固练】 一、选择题 1.(2024·河北衡水期末)生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态就是生态平衡。呼伦贝尔草原就是一个处于生态平衡的系统。下列说法错误的是(　　) A.呼伦贝尔草原的四个季节中，物质和能量的输入与输出都基本相同 B.对抗破坏或干扰使该草原恢复平衡的调节机制是负反馈机制 C.该草原处于生态平衡时表现为结构平衡、功能平衡和收支平衡 D.过度放牧可能导致生态系统的稳定性下降，破坏草原生态平衡 解析：选A。春夏季，该草原物质和能量的输入一般大于输出，而秋冬季一般会输出大于输入，A错误；当生态系统遇到破坏或干扰时，对抗破坏或干扰使该草原恢复平衡的调节机制是负反馈机制，B正确；处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三大特征，C正确；过度放牧会破坏草原植被，可能影响物种多样性和生态系统结构的复杂程度，导致生态系统的稳定性下降，进而破坏草原生态平衡，D正确。 2.(2024·广西南宁高二检测)生态系统结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　) A.物质和能量的输入和输出相对平衡是生态系统保持稳定性的特征之一 B.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，有利于维持生态平衡 C.演替到稳定阶段的生态系统各组分恒定不变，保证了生态系统的结构平衡 D.树木在旱季扩展根系以获得足够的水分，体现了生态系统的抵抗力稳定性 解析：选C。生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递，其中物质和能量的输入和输出相对平衡是生态系统保持稳定性的特征之一，A正确；生物种群的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，即生态平衡的维持需要通过负反馈调节实现，B正确；演替到稳定阶段的群落各组分保持相对稳定而非恒定不变，C错误；当森林遭遇持续的干旱气候，树木通过扩展根系以获得足够的水分维持生长，这反映的是生态系统的抵抗力稳定性，D正确。 3.(2024·山西太原高二检测)近年来，微景观生态缸越来越受到年轻人的喜爱和追捧。下列关于生态缸制作的叙述，错误的是(　　) A.设计生态缸时必须考虑系统内生物组分的生活力及营养级的合适比例 B.生态缸的组成成分中，联系生物群落与非生物环境的是生产者和消费者 C.制作完成的生态缸应避免阳光直射，以免温度过高杀死生态缸内的生物 D.生态缸密封性较差时，缸内与外界的联系较大，生态缸维持的时间会较长 解析：选B。设计生态缸时必须考虑系统内生物组分的生活力及营养级的合适比例，A正确；在生态缸的物质循环中，联系生物群落与非生物环境的两大桥梁是生产者和分解者，B错误；生态缸应放置在通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射，以免温度过高杀死生态缸内的生物，C正确；生态缸密封性较差时，缸内与外界会进行联系，如外界的O2进入缸内，供消费者利用等，进而使生态缸的稳定性维持时间更长，D正确。 4.(2024·湖南长沙高二期中)稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下，生态系统的结构和功能可能发生大规模、持续和突然的变化，导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。其转换过程可用下图“球—杯模型”解释，小球位于“山顶”代表稳态转换的临界点。下列有关叙述正确的是(　　) A.生态系统由稳态1转变为稳态2后，生态系统的营养结构将变简单 B.“野火烧不尽，春风吹又生”，说明草原生态系统抵抗力稳定性较强 C.若小球到达临界点前又重新回到谷底，说明此生态系统具有一定的自我调节能力 D.封山育林延长了生态系统的食物链，提高了稳态转换临界点，有利于维持生态平衡 解析：选C。生态系统由稳态1转变为稳态2后，即生态系统发生稳态转换后，生态系统的营养结构不一定会变简单，也可能变复杂，A错误；“野火烧不尽，春风吹又生”，野火过后，草原生态系统可恢复稳态，说明草原生态系统恢复力稳定性较强，B错误；小球到达临界点前又重新回到谷底，该过程处于动态平衡，说明生态系统具有一定的自我调节能力，C正确；封山育林是因为提高了生态系统营养结构复杂性，从而提高生态系统的抵抗力稳定性，而不是因为延长生态系统的食物链，D错误。 5.(2023·湖北高考)胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是(　　) A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用 B.在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降 C.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级 D.在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态 解析：选D。据题干信息可知，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，因此水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正确；胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，因此在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，B正确；生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，镉会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，因此，通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级，C正确；苦草自身的调节作用是有一定限度的，在镉的胁迫下，苦草不能通过自身的调节作用维持稳态，D错误。 6.如图为某一生态系统稳定性图解。下列对此理解不正确的是(　　) A.a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性 B.为农田除草除虫可使其营养结构的复杂程度降低，提高a的大小 C.一般来说，物种丰富度与a的大小呈正相关，与b的大小呈负相关 D.本图适用于森林生态系统，但不适用于北极冻原生态系统 解析：选B。一般情况下，生态系统的营养结构越复杂，该生态系统的抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，则a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性，A正确；为农田除草除虫降低了物种丰富度和营养结构的复杂程度，导致该生态系统的抵抗力稳定性(a)降低，B错误；一般来说，物种丰富度越高，该生态系统的食物网越复杂，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，因此一般来说，物种丰富度与a的大小呈正相关，与b的大小呈负相关，C正确；北极冻原生态系统环境恶劣，抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低，D正确。 (2024·河北邯郸高二期末)下列与提高生态系统稳定性有关的叙述，正确的 是(　　) A.处于生态平衡的人工生态系统可以持续不断地满足人类所需，保证人类生产生活的稳定环境，而处于生态平衡的自然生态系统则与人类生产生活关系不大 B.为提高生态系统的稳定性，对过度利用的森林和草原，应封育并持续禁止开发利用 C.自然生态系统具有较高的稳定性，不需要人为给予相应的物质和能量投入 D.合理控制人工桉木林中桉木的种群密度，有利于提高灌木层、草本植物层的物种丰富度，提高人工桉木林的稳定性 解析：选D。处于生态平衡的人工生态系统和自然生态系统都可以持续不断地满足人类所需，保证人类生产生活的稳定环境，A错误；对过度利用的森林和草原，首先应封育，待恢复到较好状态时再适度开发利用，B错误；人类对利用强度较大的自然生态系统，应给予相应的物质和能量投入，C错误；桉木的种群密度影响郁闭度，进而影响灌木层、草本植物层的物种丰富度，故合理控制人工桉木林中桉木的种群密度，有利于提高灌木层、草本植物层的物种丰富度，提高人工桉木林的稳定性，D正确。 8.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(　　) 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a点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 解析：选B。早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”形曲线，A正确。环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a点纵坐标对应的数量，B错误。由图可知，食草动物数量过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节，故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，C正确。生态系统有自我调节能力，但有一定的限度，过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的抵抗力稳定性，致使草原退化，D正确。 二、非选择题 9.(2024·广东梅州高二期末)某课外活动小组为探究不同因素对生态系统的影响，设计了如下三个生态瓶。 实验过程如下图所示： ①取三个相同体积的无色透明瓶，分别标记为1、2、3号；②在1、2、3号瓶内加等量的水，3号瓶内另加少许河泥；③在1、2、3号瓶中各加入1条大小相似的同种小金鱼，并在2、3号瓶中加入等量的金鱼藻，都用橡胶塞塞紧，然后放在散射光下，记录结果如下表。 瓶号 1 2 3 瓶中金鱼生存的时间/天 3 11 25 (1)请据图表回答下列问题： ①1号瓶和2号瓶相比，1号瓶中的金鱼存活的时间较短，说明__________是生态系统中不可缺少的成分。 ②泥沙中含一定数量的分解者，分解者在生态系统中的作用是________________________________________________________________________________。 ③该实验设计的生态瓶比自然生态系统的抵抗力稳定性低，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。 (2)请继续设计实验探究光的存在对生态瓶的影响。 第一步：取相同体积的无色透明瓶作为4号瓶，4号瓶的设计处理应该与______号瓶作对照。 第二步：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 第三步：观察并记录瓶中金鱼生存的时间。 推测最可能的实验结果：______________________________。 解析：(1)①1号瓶和2号瓶相比，二者的区别是1号瓶中没有金鱼藻，因此1号瓶中的金鱼存活的时间较短，说明生产者是生态系统中不可缺少的成分。②泥沙中含一定数量的分解者，分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，进而供给生产者生长所需，在物质循环中起着不可或缺的作用。③该实验设计的生态瓶比自然生态系统的抵抗力稳定性低，主要是因为生态瓶中的生物种类少，营养结构简单，自我调节能力较弱。(2)为探究光的存在对生态瓶的影响，则实验设计的自变量是有无光照，因变量是小金鱼存活的时间。第一步：取相同体积的无色透明瓶作为4号瓶，4号瓶的设计处理应该与3号瓶作对照，因为3号瓶满足了生态瓶的基本条件。第二步：3号瓶置于光照条件(散射光)下，4号瓶置于黑暗条件下，其他条件相同。第三步：观察并记录瓶中金鱼生存的时间(因变量)。由于光照是植物光合作用所必需的，且动物要依赖植物生存，因此最可能的实验结果是4号瓶中的小金鱼存活时间短于3号瓶。 答案：(1)①生产者　②将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　③生态瓶中的生物种类少，营养结构简单，自我调节能力较弱　(2)3　3号瓶置于光照条件(散射光)下，4号瓶置于黑暗条件下，其他条件相同　4号瓶内的金鱼生存时间短于3号瓶 【综合提升练】 一、选择题 1.(2024·山西朔州高二期末)微水景生态缸改变了传统鱼缸与盆景的单一观赏效果，吸纳园林山水特点于微景，能在鱼缸中形成一个稳定的微型生态系统，保证了鱼类、植物等生物的存活，实现“零换水”。下列有关说法错误的是(　　) A.放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当 B.为保证足够的氧气供应，生态缸要连通氧气泵，从而保证生态缸中生物的呼吸 C.生态缸的营养结构比较简单，一般很难长时间维持相对稳定 D.当微水景生态缸达到稳定状态后，各种生物的种群数量保持相对稳定 解析：选B。由于生态系统中能量是单向传递、逐级递减的，因此放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当，A正确；微水景生态缸中的植物通过光合作用能制造氧气，生态缸连通氧气泵，会导致生态缸内CO2的浓度降低，影响植物的生长，B错误；生态缸的动植物种类比较少，营养结构比较简单，因此一般很难长时间维持相对稳定，C正确；生态缸达到稳定状态后，各生物种群数量保持相对稳定，D正确。 2.(2024·安徽芜湖高二期末)河流生态系统受到养猪场排出的污水轻度污染后可以随水流逐渐净化。在沿河的甲、乙、丙、丁四处采集了水样进行分析，其结果如图所示。据图分析正确的是(　　) A.样品1、样品2、样品3的取样地点分别为丙、乙、丁 B.样品1中藻类植物大量增加的主要原因是水体中CO2浓度增加 C.样品2中细菌数量增大的主要原因是水体中无机盐离子浓度增加 D.样品1、2、3的数据综合说明经正反馈调节该河流基本恢复原状 解析：选A。污水进入河流后，近污染源的水域藻类植物的数量减少，需氧细菌大量繁殖，分解污水中的有机物，溶解氧被大量消耗；远离污染源的水域藻类植物大量繁殖，通过光合作用释放氧气，有机物减少，需氧细菌的数量下降，因而溶解氧的消耗量减少，水中溶解氧浓度逐渐恢复，因此比较水中溶解氧浓度可得出，样品1、样品2、样品3的取样地点分别为丙、乙、丁，A正确。样品1中藻类植物大量增加的主要原因是水体中N和P浓度增加，B错误；样品2的水样中细菌大量繁殖的原因是有机物浓度增加，C错误；经负反馈调节该河流基本恢复原状，D错误。 3.(2024·河南信阳高二期末)在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化称为边缘效应。边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应，正效应表现出效应区比相邻生态系统具有更为优良的特性，如生产力提高、物种多样性增加，群落结构复杂，各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络等，负效应则表现相反。下列相关叙述错误的是(　　) A.人类活动增强，导致自然生境片段化，增加了边缘效应带的数量 B.处于边缘效应区的鸟类可能比生活在森林深处的鸟类更警觉 C.某物种的种群密度在负效应区可能会低于相邻生态系统 D.边缘效应会改变生态系统的群落结构，效应区内生态系统的抵抗力稳定性比相邻生态系统都要高 解析：选D。人类活动增强，打破原有生态系统，导致自然生境片段化，使得靠近的两个或多个不同性质的生态系统交互作用，增加了边缘效应区的数量，A正确；根据题意可知，处于边缘效应区的生物竞争激烈，处于边缘效应区的鸟类可能比生活在森林深处的鸟类更警觉，B正确；边缘效应可分为正效应和负效应，因此，某物种的种群密度在负效应区可能会低于相邻生态系统，C正确；边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应，效应区内生态系统的抵抗力稳定性不一定比相邻生态系统高，D错误。 二、非选择题 4.淡水鱼类养殖是将鱼种投放到水体中并加以一定的饲养管理，或对水体中的鱼类资源进行繁殖和保护，从而获得高产的养殖方式。养殖技术人员对某池塘生态系统的营养结构和能量流动情况进行调查后，得到了甲图所示的食物网，乙图表示某生态系统功能随时间的变化曲线。请分析并回答下列问题。 (1)甲图的生物中，含能量最少的是______，因为能量流动的特点是________________。甲图所示食物网中有食物链______条，鲫鱼处于第____________营养级。 (2)若去除该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫，则生态系统的抵抗力稳定性会________。 (3)甲图的食物网中，浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的信息，黑鱼能够根据鲫鱼量的信息控制繁殖，这说明了生态系统中信息传递的作用是______________________________________________________________________________________。 (4)乙图中两条虚线之间的部分表示____________________________。对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰，若ya>yb，则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a____(填“>”“<”或“＝”)b；对同一生态系统来说，x和y呈__________(填“正相关”或“负相关”)。 解析：(1)甲图中黑鱼所处的营养级最高，所含能量最少，原因是能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。该食物网中有3条食物链，分别为浮游植物→浮游动物→双翅目幼虫→鲫鱼→黑鱼；浮游植物→浮游动物→鲫鱼→黑鱼；浮游植物→摇蚊幼虫→鲫鱼→黑鱼。鲫鱼处于第三和第四营养级。(2)去除浮游动物和双翅目幼虫，该生态系统的物种丰富度降低，营养结构变得简单，抵抗力稳定性会降低。(3)该实例说明生态系统中信息传递可以调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。(4)乙图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。对两个生态系统施加相同强度的干扰，y越大，说明抵抗力稳定性越低。对同一个生态系统来说，偏离正常范围越大，恢复稳态所需时间越长，即x和y呈正相关。 答案：(1)黑鱼　单向流动、逐级递减　3　三、四　(2)降低　(3)调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定　(4)生态系统功能正常的作用范围　<　正相关 【复习与提高·P80】 一、选择题 1.C　2.A　3.B　4.D 二、非选择题 1. 2.(1)藻类数量减少；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。 (2)有机物分解后形成的大量的NH eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) 等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 (3)藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降。 (4)河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。 3.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药、在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。 4.①生命有物质性，即生命体都是物质实体，因此物质是生命的基础。在生态系统中，生物体都是由物质组成的，其生命活动所需要的物质都来自环境，没有物质，什么都不存在。②生命活动会消耗能量，能量驱动生命活动的有序进行，因此能量流动是生态系统的动力，没有能量，生命活动都不能正常进行，因此可以说什么都不会发生。③信息调节保证了生命活动的有序进行，没有信息，生命系统难以维系和运转。例如，如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息，捕食者就无法捕获猎物，猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个角度看，没有信息，任何事物都没有意义了。在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次，物质、能量、信息都发挥着作用，尽管有细微差别，但大体上是一致的，不论在哪个层次，生命都是物质、能量、信息的统一体。 $$