第三章 第五节 生态系统的稳态及维持-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（苏教版）

生态系统 第三章　 第五节　生态系统的稳态及维持     [目标导学]　1.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。2.简述提高生态系统稳定性的措施。3.设计制作生态瓶,观察其稳定性。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　生态系统稳定性的自我调节及影响因素 学习任务一　生态系统的稳定性是动态的 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 学习任务三　观察不同生态瓶中生态系统的稳定性 生态系统的稳定性是动态的 学习任务一 1.生态系统的稳定性:生态系统所具有的　　　　或　　　　自身结构和功能　　　　　　的能力,也称生态系统的稳态。  2.生态系统具有稳定性的原因:对于一定程度的干扰,生态系统能通过 　　　　　　保持相对稳定。  梳理 归纳教材知识 保持　 恢复 相对稳定 自我调节 3.生态系统的稳定性的表现 (1)抵抗力稳定性 ①概念:生态系统　　 　　　　外界干扰,并使自身的结构与功能 　　　　　　而不受损害的能力。  ②实例:在遭受虫害时,草原上植物的再生能力就会增强,这样可以避免虫害对草原造成破坏。 抵抗或消除 保持原状 (2)恢复力稳定性 ①概念:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后　　　　　的能力。  ②实例:草原在遭受火灾后往往会逐渐长出新的植被,恢复原貌。 (3)影响生态系统两种稳定性的因素 一般来说,生态系统中的物种越多,遗传基因库越丰富,食物链、食物网所构成的营养结构越复杂,环境条件相对稳定,抵抗力稳定性就越高。反之,抵抗力稳定性高的生态系统往往恢复力稳定性较低。 恢复到原状 [正误辨析] 1.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。(　　) 2.一般来说,生态系统的成分越单一,营养结构越简单,抵抗力稳定性就越低。 (　　) 3.落叶阔叶林遭到破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其抵抗力稳定性较低。(　　) 4.“野火烧不尽,春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性。(　　) √ √ × × 1.判断下面实例所代表的是哪种生态系统的稳定性? ①森林遭遇持续的干旱气候时,树木往往扩展根系的分布空间,以保证获得足够的水分,维持生态系统的正常功能。 ②森林遭遇火灾后,种群密度降低,但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多,许多种子萌发后,迅速长成新植株。 ③草原遭受蝗虫的采食后,草原植物就会增强其再生能力,尽可能减缓种群数量的下降。 提示:抵抗力稳定性、恢复力稳定性、抵抗力稳定性。 探究 要点合作突破 2.一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比,其抵抗力稳定性哪个高?试说明判断理由。 提示:内蒙古草原上的草场的抵抗力稳定性高于棉田。因为棉田的成分单一、营养结构简单。 3.如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和 总稳定性的关系,据图分析回答下列问题。 (1)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”)热带雨林生态系统的y值。  (2)x值的大小可作为　　 　　强弱的指标,x值越大,说明恢复力稳定性越　　　　。  (3)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　　　　。  大于 恢复力稳定性　 小 小 [归纳深化] 1.对生态系统稳定性的理解 (1)结构的相对稳定:结构相对稳定体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。 (2)功能的相对稳定:生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。 2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较 (1)区别(如图) (2)联系(如图)   ①一般二者呈现负相关,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。 [特别提醒] 苔原生态系统的营养结构极其简单,因此它的抵抗力稳定性很低。但是由于环境温度较低,它的恢复力稳定性也很低。 1.如图表示甲、乙两个相邻类型的不同生态系统,在 遭受同等程度的外来干扰,其稳定性发生明显波动后, 再恢复到原有的稳定性所需时间的图像。关于这两 个生态系统稳定性的叙述,正确的是(　　) A.甲的抵抗力稳定性较乙强,因为甲的y值比乙的大 B.乙的恢复力稳定性较甲强,因为乙的x值比甲的大 C.在同等外来干扰强度下,甲的抵抗力稳定性较弱,而恢复力稳定性较强 D.若甲为温带阔叶林生态系统,则乙可能是北极苔原生态系统 强化 题点对应训练 C 对一个生态系统来说,抵抗力稳定性和恢复力稳 定性之间往往呈现负相关,分析甲、乙两条曲线 的变化情况,甲的y值比乙的大,表明甲抵抗力稳 定性弱,乙的抵抗力稳定性较强,乙的x值比甲的 大,表明乙恢复力稳定性弱,甲的恢复力稳定性较 强,A、B错误,C正确;甲的抵抗力稳定性较乙弱,温带阔叶林生态系统的抵抗力稳定性应强于北极苔原生态系统,D错误。 2.(多选)为探究废水污染对农田土壤动物类群的影响,对位于受污染河流同侧、不同距离的农田进行调查,结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 农田到受污染河流的距离/km 0.1 0.5 1.0 2.0 4.0 动物种群数/(种/m3) 20 23 37 50 58 动物个体总数/个 365 665 750 1 983 2 490 A.处于调查点远处段的农田恢复力稳定性最强 B.土壤污染物浓度越高,动物类群的丰富度越小 C.受污染的农田土壤中仍存在动物,说明该生态系统具有一定的恢复力稳定性 D.水污染会降低土壤动物的种群数和个体总数 答案:AC 由表中信息可知,随着农田到受污染河流距离的增加,动物种群数和个体总数均呈增加趋势,抵抗力稳定性越来越强,A错误;离受污染河流越近,土壤污染物浓度越高,动物种群数和个体总数越少,动物类群的丰富度越小,B、D正确;受污染的农田土壤中仍存在动物,说明该生态系统具有一定的抵抗力稳定性,C错误。 生态系统稳定性的自我调节及影响因素 学习任务二 1.生态系统的稳定性依赖自我调节 (1)在没有人为因素干扰情况下,生态系统的稳定性是其　　　　　　的结果。  (2)自我调节的方式——　　　　　　　。  梳理 归纳教材知识 自我调节 负反馈调节 (3)实例分析 ①草原上北极狐种群与旅鼠种群 食物来源　 减少　 ②兔种群与植物种群之间的调节 增加 增加 (4)负反馈调节的意义:负反馈调节在生态系统中　　　存在,生态系统稳定性的　　　　　　主要是通过负反馈调节机制进行的。  普遍 自我调节 2.自然或人为因素影响生态系统的稳定性 (1)自然因素影响生态系统的稳定性 ①自然因素包括　　　　　　和自然事件等。  ②对一个地区而言,气候变化一般是　　　　　,如果这种规律发生改变,就会影响生态系统的稳定性。例如:夏季持续高温无雨,池塘、河流生态系统的稳定性被破坏。  ③偶发的自然事件也会影响生态系统的稳定性。例如:雷电引发了森林大火,地震引发了山体滑坡。 气候变化　 有规律的 (2)人为因素影响生态系统的稳定性 ①与自然因素相比,人为因素对生态系统稳定性的影响常常表现得 　　　　　　。  ②人类活动产生的污染物如塑料威胁生态系统的稳定性。 ③人为　　　　　　　某些生物会损害生态系统的自我调节能力,如外来物种入侵,严重损害生物多样性。  更为显著　 引入或消灭 [正误辨析] 1.生态系统的自我调节表现在自身净化作用、群落内部的负反馈调节和生物群落与无机环境之间的负反馈调节等方面。 (　　) 2.当农田里蚜虫数量增多时,七星瓢虫的数量也会增多,这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节。 (　　) 3.负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与非生物环境之间不存在。 (　　) 4.适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统的自我调节能力。 (　　) √ √ × √ 1.苏州某一水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河水仍然很清澈,说明生态系统具有什么能力?这种能力反映生态系统的哪种稳定性? 提示:生态系统具有自我调节的能力,这种能力反映生态系统的抵抗力稳定性。 探究 要点合作突破 2.图a和图b分别表示农田生态系统和湖泊生态系统中发生的某种调节活动,据图回答下列问题。 (1)图中所示的两个生态系统能维持生态平衡的是　　　。  (2)图a属于　　　　　　调节。  (3)图b属于　　　　调节,该实例说明　　　　　　　　　　　　　　　　。  图a 负反馈 正反馈 生态系统的自我调节能力是有限的 3.某海域随着气温升高,藻类大量繁殖,食藻浮游动物大量繁殖,导致藻类减少,接着又引起浮游动物减少;石油泄漏导致该海域大量海鱼死亡,进而加重了污染,导致更多水生生物死亡。讨论下列问题。 (1)温度升高引起的变化属于什么调节?判断的依据是什么? 提示:负反馈调节。温度升高导致藻类大量繁殖,食藻浮游动物大量繁殖,导致藻类减少,接着又引起浮游动物减少,调节的结果是藻类和浮游动物都恢复到最初的数量,维持相对稳定状态,属于负反馈调节。 (2)石油泄漏引起的变化属于什么调节?判断的依据是什么? 提示:正反馈调节。石油泄漏引起大量海鱼死亡,进而加重了污染,导致更多水生生物死亡,水生生物的数量偏离了最初的状态,属于正反馈调节。 4.某地农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:一种是喷洒高效农药;一种是放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性?说明理由。 提示:放养赤眼蜂。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。留下的具有抗药性的棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度大爆发。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,能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。因此,放养赤眼蜂更有利于提高农田生态系统的稳定性。 [归纳深化] 生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较 项目 负反馈调节 正反馈调节 作用 生态系统稳定性的自我调节主要是通过负反馈机制进行的,能使生态系统保持相对平衡 使生态系统远离平衡状态 结果 抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化,从而保持生态平衡 加速最初发生变化的那种成分的变化,从而远离生态平衡状态 实例 草原上食草动物和植物的数量变化 若一个湖泊受到的污染超过其自我调节能力,则污染会越来越严重 [方法技巧] 判断正反馈、负反馈调节的方法 (1)依据:从调节后的结果与原状态之间的变化分析。 1.(2024·江苏淮安高二调研)当草原上的植物遭受蝗虫采食后,草原植物会增强再生能力,减缓种群数量的下降,下列叙述正确的是(　　) A.草原植物的反应,体现了草原生态系统具有一定的恢复力稳定性 B.草原生态系统生物多样性弱于森林,因此恢复力稳定性也弱于森林 C.若要草原更好地维持生态平衡,提高稳定性,应控制对草原的干扰强度 D.生态系统可通过负反馈调节维持稳定,而正反馈调节都会破坏生态系统 强化 题点对应训练 C 当草原遭受蝗虫采食后,草原植物会增强其再生能力,体现了生态系统的抵抗力稳定性,A错误;草原生态系统生物多样性弱于森林,因此抵抗力稳定性也弱于森林,B错误;若要草原更好地维持生态平衡,提高稳定性,应控制对草原的干扰强度,在不超过其生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统,C正确;负反馈调节在生态系统中普遍存在,生态系统可以通过负反馈调节维持稳定,但是正反馈调节仅强调输入的信号与输出的信号方向的一致性,不一定会破坏生态系统,D错误。 2.(多选)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有利于维持生态系统的稳定性 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 BC 抵抗力稳定性越低的生态系统一般其恢复力稳定性越高,但是苔原生态系统、沙漠生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性都低,A错误;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正确;负反馈调节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,群落的物种组成也可能会改变,D错误。 观察不同生态瓶中生态系统的稳定性 学习任务三 1.制作生态瓶的目的 通过观察并记录生态瓶中生物因素和非生物因素的变化,了解生态瓶中生态系统的稳定性及影响其稳定性的因素。 2.实验原理 (1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都有密切的关系。 (2)将少量植物、以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的玻璃瓶中,便形成一个人工模拟的微生态系统——生态瓶。 梳理 归纳教材知识 3.实验步骤 准备玻璃瓶→堆放生态瓶的土层→种植植物→放鹅卵石或小石块→加水→投放动物和水生植物→加盖封口→粘贴标签,放置玻璃瓶。 4.观察并记录实验结果 每天观察一次生态瓶内的　　　　　　　　　变化,并进行记录(动植物的生活情况、水质情况)。  生物种类与数量 5.实验结论及反思 实验结论:自制生态瓶的自我调节能力　　　　。  反思:任何的模拟实验都不能代替生物圈——地球自身的稳态调节,因此我们应该保护环境,珍爱生物。 较弱 [正误辨析] 1.生态瓶切记不能密封,以保证内外空气的流通。 (　　) 2.生态瓶的采光宜用较强的散射光,以防止水温过高导致水生植物死亡。 (　　) 3.在设计生态瓶时,要考虑瓶内生态系统组分及营养级之间的合适比例。 (　　) × √ √ 1.为保证生态瓶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,生态瓶中必须具备哪些成分? 提示:生产者、消费者、分解者等。 2.生态瓶的材料需透明的原因是什么? 提示:使生产者能吸收光能,进行光合作用。 3.衡量生态瓶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。 探究 要点合作突破 4.该生态瓶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:该生态瓶具备了生态系统的四类成分——非生物的环境因素、生产者、消费者及分解者,故可构成一个完整的生态系统。倘若将生态瓶置于黑暗处,则会因丧失能量持续供应而使生态系统崩溃,其内生物将很快死亡。 [归纳深化] 1.实验设计原理分析 (1)生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。 (2)生态系统的稳定程度,取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。 (3)观察生态瓶中生物的生存状况和存活时间的长短,了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 2.生态瓶实验设计要求及分析 设计要求 相关分析 生态瓶必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 生态瓶的材料必须透明 为光合作用提供光能;便于观察 生态瓶的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡 生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态瓶中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定 设计要求 相关分析 选择的动物不宜过多,个体不宜过大 减少对氧气的消耗,防止产生量小于消耗量 生态瓶宜小不宜大,瓶中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间 便于操作;瓶内储备一定量的空气 1.某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、生态缸、凡士林等材料制作了3个生态缸(如图所示)。下列说法中错误的是(　　)   A.甲缸中的小鱼很快死亡是因为分解者数量过少 B.乙缸中的生物存活的时间相对较长 C.丙缸中的分解者主要存在于河水及池泥中 D.若想维持生态系统稳定,丙缸不应放在黑暗中 强化 题点对应训练 A 甲缸中的小鱼很快死亡是因为瓶内小鱼数量过多,种内竞争激烈,A错误;乙缸中动植物数量比例适中,所以生物存活的时间相对较长,B正确;丙缸中的分解者是细菌和真菌,主要存在于河水及池泥中,C正确;若想维持生态系统稳定,丙缸应放在散射光下,持续供应能量,D正确。 2.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.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.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 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 C 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;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,B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,C错误;正反馈调节是指某一成分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。 备选题库 教师独具 1.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该生态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,联系生物群落与无机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 B 设计生态缸时必须考虑该生态系统内生物组分的生活力及营养级的合适比例,A正确;生态缸中联系生物群落与无机环境的“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。 2.图A为某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,下列分析不正确的是(　　)   A.一个完整的生态系统,除了图A中所示的成分外,还应该包括分解者以及非生物的环境因素 B.甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→甲→丙 C.图B所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态 D.图A是负反馈调节,图B是正反馈调节 C 图A所示的甲、乙、丙组成一条食物链乙→甲→丙,它们表示的是负反馈调节机制,即乙的增加会促使甲、丙的增加,甲、丙的增加会抑制乙的增加,而图B为正反馈调节,会使生态系统偏离原有的稳态。 3.在遭受巨大的泥石流侵害后,某一山区自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,当地政府应采取的措施是(　　) A.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复 B.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统 C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产 D.回填土壤,栽种当地原有的植物,实行封山育林 D 要恢复到原有的自然生态系统状态,首先要恢复原来的非生物环境,回填原来的地表土壤,其次是栽种当地原来生长的植物,三是避免人类干扰,三者缺一不可,D正确。 4.(多选)下列有关生态系统稳定性的表述,正确的是( 　　) A.温带针叶阔叶林比热带雨林的抵抗力稳定性高 B.同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度快 C.不同的生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同 D.农田生态系统中,人的作用一旦消失,原有的生态系统将不复存在 BCD 温带针叶阔叶林物种丰富度小于热带雨林,故其抵抗力稳定性较低,A错误;同等强度干扰下,沙漠环境比较恶劣,恢复力稳定性比较弱,草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度快,B正确;不同的生态系统,生物的种类不同,营养结构的复杂程度不同,抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同,C正确;农田生态系统以农作物为主体,动植物种类相对较少,同野生植物相比,农作物抵抗旱、涝、病虫害的能力较差,因此,需要在栽培和管理中投入大量的人力和物力,故农田生态系统中人的作用非常关键,一旦人的作用消失,农田生态系统就会很快退化,D正确。 5.在新疆和田塔克拉玛干沙漠里,研究人员运用“沙变土”技术,将1万亩沙地变成了土地,并播种了狼尾草、高粱、披碱草、燕麦、黑麦草、冷地早熟禾、西瓜、罗布麻等植物种子,而这些植物在“沙变土”试验田里安了家,一派生机勃勃的景象,实现了沙漠开花的奇迹,丰收的硕果正在谱写新的大漠篇章。回答下列问题。 (1)新疆和田“沙变土”试验田中狼尾草、高粱等植物被称为该生态系统的最基本成分,原因是__________________________________________  　　　　　　　　　　　 　　　　。 研究人员会拔除燕麦田中的杂草,从能量流动方面分析,其目的是___________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  绿色植物能通过光合作用制造有机物,同时将太阳能转变成有机物中稳定的化学能,供生物利用 调整能量流动关系,使 能量持续高效地流向对人类最有益的部分 (2)生态系统存在信息传递,信息能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。请就该生态系统的生物举一例说明:____________________ 　 　　　　　　　　　　　　　。 (3)由“沙变土”试验田形成的农田生态系统自我调节能力较弱,原因是 　　　　　　　　　 　　　　　　　　;通过对农田生态系统实施相应的物质、能量投入,保证　　　 　　　　　　　,可以在一定程度上提高“沙变土”试验田生态系统的稳定性。  高粱红红的种子为食 种子的鸟类提供采食信息等 农田生态系统中的物种组分少,营养结构较简单 生态系统内部结构与功能的协调 (1)狼尾草、高粱等植物从生态系统的成分看,属于生产者。生产者能通过光合作用把太阳能固定在所制造的有机物中(固定CO2,吸收并转换光能),可以供其他生物利用,故可将生产者称为生态系统的最基本的成分。将燕麦田中的杂草除去,有利于调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 (2)生态系统的信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定,在该生态系统中,高粱红红的种子为食种子的鸟类提供采食信息等能体现信息传递这一功能。 (3)生态系统自我调节能力大小取决于生态系统营养结构的复杂程度,生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越强,由“沙变土”试验田形成的农田生态系统中,物种组分少,营养结构较简单,自我调节能力弱。生态系统的自我调节能力是有一定限度的,对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。 课时作业 素养达标 [基础巩固练] 1.下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是(　　) A.破坏后的生态系统不易恢复,说明其抵抗力稳定性强 B.弃耕农田形成灌木林后,其恢复力稳定性提高 C.可以在玄武湖公园里建高档小区,提高生活品质 D.控制人类对生态系统的干扰程度,有利于维持生态系统的稳定性 D 破坏后的生态系统不易恢复,说明其恢复力稳定性弱,A错误;弃耕农田形成灌木林后,其恢复力稳定性降低,抵抗力稳定性提高,B错误;玄武湖公园建立的主要目的是保护生物多样性,在玄武湖公园里建高档小区,会破坏该生态系统的稳定性,C错误;控制人类对生态系统的干扰程度,有利于维持生态系统的稳定性,D正确。 2.如图为某一生态系统稳定性图解,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.恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈现相反关系 C.本图不能表示所有生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 D.除去农田中的杂草可以提高其抵抗力稳定性 D 生态系统中组分越多,营养结构越复杂,自我调节 能力越强,则抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越 低,因此a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性,A正 确;营养结构越复杂,在受到外界干扰因素的破坏 后恢复到原状的能力越弱,即恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈现出相反关系,B正确;北极苔原生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,与题图不符,C正确;除去农田中的杂草,降低了物种多样性,使其营养结构变得简单,自我调节能力减弱,抵抗力稳定性降低,D错误。 3.农田生态系统是人类为了满足生存需求,积极干预自然生态系统,依靠土地资源而形成的半自然人工生态系统。下列有关农田生态系统的叙述,正确的是(　　) A.农田生态系统是由农作物及其周围环境构成的物质转化和能量流动系统 B.与草原生态系统相比,农田生态系统的抵抗力稳定性高,恢复力稳定性低 C.农田生态系统通过技术手段能提高能量传递效率,实现产量的大幅增长 D.农田生态系统的产品大部分需要输出,因此应及时补充物质和能量 D 农田生态系统是指人类在以农作物为中心的农田中,利用生物和非生物环境之间以及生物种群之间的相互关系,通过合理的生态结构和高效生态机能,进行能量转化和物质循环,并按人类社会需要进行物质生产的综合体,A错误;与草原生态系统相比,农田生态系统的抵抗力稳定性低,恢复力稳定性高,B错误;利用技术手段可实现能量的多级利用,提高能量利用率,使能量朝着对人类有益的方向流动,但不能提高能量传递效率,C错误;农田生态系统生产出来的产品大部分输出系统,为了保证农田生态系统的正常运行,因此需要及时补充物质,D正确。 4.土地沙漠化是我国当前面临的最严重的生态环境问题之一。2019 年全国造林 1.06 亿亩(1 亩≈666.7 m2),超额完成年度计划任务,并实现我国荒漠化和沙化面积连续 3 个监测期的“双缩减”。下列有关沙漠生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　) A.恢复沙化土地的自我调节能力才能重塑其负反馈调节 B.沙漠生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低 C.要恢复沙化土地的稳定性,需投入相应的物质和能量 D.植树造林时最好种植多种树种,且要能适应当地环境 A 生态系统稳定性的自我调节主要是通过负反馈调节机制进行的,所以恢复沙化土地的负反馈调节,才能重塑其自我调节能力,A错误;沙漠环境恶劣,生物种类较少,抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低,B正确;沙化土地环境恶劣,要恢复沙化土地的稳定性,需投入相应的物质和能量,增加生物的种类,C正确;植树造林时最好种植多种树种,且要能适应当地环境,提高其稳定性,D正确。 5.提高生态系统的稳定性,对于自然或人工生态系统都是十分必要的。下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是(　　) A.大量引入外来物种,可以提高当地生态系统的抵抗力稳定性 B.生物种类越多,食物网越复杂,生态系统恢复力稳定性就越高 C.提高生态系统稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用 D.同等强度干扰下,森林生态系统的恢复速度比苔原生态系统的快 D 外来物种可能成为入侵物种,破坏当地的物种多样性,会使当地生态系统的抵抗力稳定性降低,A错误;生物种类越多,食物网越复杂,自我调节能力强,生态系统抵抗力稳定性就越高,B错误;提高生态系统稳定性,就是要控制对生态系统的干扰强度,合理适度地利用生态系统,C错误;同等强度干扰下,由于森林生态系统所处的环境条件相对较好,因而森林生态系统的恢复速度比苔原生态系统的快,D正确。 6.下列措施中,有利于维持森林生态系统稳态的是(　　) A.引入外来物种,增加该生态系统营养结构的复杂程度 B.加强对各类生物和环境的保护,减少人类活动的干扰 C.彻底清除枯枝落叶,提高种子萌发率和幼苗的成活率 D.去除数量稀少的植物种类,为优势植物种类腾出空间 B 引入外来物种,可能会因为外来物种入侵导致该生态系统营养结构的复杂程度降低,不利于维持该生态系统的稳态,A错误;加强对各类生物和环境的保护,减少人类活动的干扰,可减轻人类对环境的破坏,有利于维持森林生态系统稳态,B正确;枯枝落叶会被土壤微生物分解,给植物提供营养,如果彻底清除枯枝落叶,会减少土壤微生物,降低种子萌发率和幼苗的成活率,不利于维持该生态系统的稳态,C错误;去除数量稀少的植物种类,减少了该地的物种种类,不利于提高生态系统的稳定性,D错误。 7.某同学用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、泥土设计制作一个较为稳定的生态缸,以下对其叙述正确的是(　　) A.在一定时间范围内,生态缸内能进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用 B.为了美观,生态缸的材料必须透明 C.生态缸要放置在强光直射的地方以获得足够能量 D.生态缸达到稳定状态后,各生物种群数量均达到K值 A 生态缸是一个密闭的生态系统,在一定时间范围内,生态缸内能进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用,A正确;为了保证生态缸中的植物能够进行光合作用,生态缸的材料必须透明,而不是为了美观,B错误;生态缸应放置在散射光充足的地方,保证生产者对光照的需求,有利于维持其稳定性,若放置在强光直射的地方,会导致生态缸中的温度过高,影响生物的生长,C错误;生态缸达到稳定状态后,各生物种群数量保持相对稳定,但并不一定均能到达K值,D错误。 8.生态系统都具有维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。处于平衡的生态系统中,物质和能量的输入与输出均衡,生物种类的组成稳定。图1表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系,图2表示某生态系统中松毛虫摄入能量的流动方向,图中字母代表能量值。请回答下列问题。 (1)图1中y值表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为　　　　稳定性强弱的指标。热带雨林与草原生态系统相比,受到相同强度干扰,草原生态系统的y值要　　　热带雨林的y值,这是因为________________________________________________________ 　 　　　　　　　　。  (2)图1中x可以表示　　　　 　　　,x越大,表示　　 　　　　　。TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,则说明这个生态系统的总稳定性　 　　。  抵抗力　 大于 热带雨林与草原生态系统相比,生物种类多,营养结构复杂,抵抗 力稳定性较强 生态系统遭到破坏后恢复到原状所需要的时间 恢复力稳定性越弱 越低 (3)图2中的A表示　　　 　　　　。若图2中松毛虫摄入的能量为2.2×109 kJ,A为1.4×109 kJ,B为1.2×109 kJ,杜鹃同化量为2.3×108 kJ,则该生态系统中松毛虫与杜鹃之间的能量传递效率约为　　　　　。  (4)由松毛虫流入分解者的能量有　　　　　(填图2中字母)表示。  松毛虫同化的能量　 16.4% D、F (1)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标。热带雨林生物种类多,营养结构复杂,抵抗力稳定性较强,受到相同强度干扰,草原生态系统的受破坏程度较大,因此其y值要大于热带雨林的y值。 (2)x可以表示生态系统遭到破坏后恢复到原状所需的时间,x越大,表示恢复力稳定性越弱,TS值表示曲线与正常范围之间所围成的面积,是生态系统遭到破坏后偏离正常水平的程度,该值越大,表明生态系统总稳定性越低。 (3)图2中A为松毛虫的同化量。杜鹃同化量为2.3×108 kJ,则该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为2.3×108÷(1.4×109)×100%≈16.4%。 (4)图2中C表示粪便量,不属于松毛虫的同化量,而属于上一个营养级流入分解者的能量,而F为杜鹃的粪便量,属于松毛虫的同化量的一部分,所以由松毛虫流入分解者的能量为D、F。 [素能培优练] 9.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 说法错误的是(　　) A.过度放牧会降低草原生态系统的抵 抗力稳定性 B.图中a点的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量 C.食草动物进入草原早期,其种群数量增长大致呈“J”型曲线 D.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 B 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, 会降低该草原生态系统的抵抗力稳定性,A 正确;环境容纳量是指环境条件不受破坏的 情况下,一定空间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点的纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量,所以其环境容纳量应小于a,B错误;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”型曲线增长,C正确;从图中可以看出,食草动物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, D正确。 10.池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等问题引起的水体污染现象,研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图)。下列叙述错误的是(　　)   A.保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的 B.水体的富营养化可通过正反馈调节导致生态系统稳态的进一步破坏 C.前一池塘上层水流入后一池塘底部,有利于提高饵料中能量的传递效率 D.生态塘和潜流湿地中栽植水生植物、放养滤食动物等措施可起到对水体的净化作用 C 植物需要利用N、P等元素来合成自身的物质,因此保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的,A正确;若水体富营养化导致藻类生物大量繁殖,它们死后被微生物分解,引起水体的溶氧量下降,其他生物大量死亡,进一步破坏生态系统稳态,这种调节方式为正反馈调节,因此,水体的富营养化可通过正反馈调节导致生态系统稳态的进一步破坏,B正确;该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部,有利于提高饵料中能量的利用率,但不能提高能量的传递效率,C错误;生态塘和潜流湿地中栽培水生植物、放养滤食动物等措施,可以对水体起到净化作用,有效抑制水体污染,D正确。 11.(多选)北京第24届冬奥会的理念是“绿色、共享、开放和廉洁”,处处体现出环保理念。下列分析正确的是(　 　) A.“无水免冲智慧生态厕所”将排泄物发酵成优质有机肥料,实现能量循环利用 B.利用秸秆、玉米渣等可再生资源制成可降解餐具,解决了废弃物污染的问题 C.利用赛区资源建立的融于自然的冬奥“山林场馆”,有利于维持生态系统抵抗力稳定性 D.首次使用氢燃料火炬闪烁着“绿色冬奥”的火光,传递低碳环保的绿色奥运理念 BCD 能量不能循环利用,A错误;可降解餐具可被微生物分解,解决了废弃物污染的问题,B正确;融于自然的冬奥“山林场馆”,没有对生态系统进行破坏,有利于维持生态系统抵抗力稳定性,C正确;冬奥火炬采用绿色、环保、无污染的氢气作为燃料,尽显低碳环保的理念,为“碳达峰”“碳中和”、缓解“温室效应”贡献中国力量,D正确。 12.(多选)生态学家曾多次实地考察黄河流域生态保护和生态发展情况。黄河口湿地是我国及世界上研究河口湿地生态系统形成、演化及发展规律的最佳场所。近年来随着黄河口生态“大补”,生物种类大量增加, 曾濒临灭绝的黄河刀鱼也大面积出现。如表为被调查区域三个时期动植物的物种数量及黄河刀鱼的同化量在不同生命活动中分配比例的相对值。下列叙述正确的是(　　) 时期 竞争消耗的能量 逃避敌害消耗的能量 繁殖后代消耗的能量 物种数 Ⅰ 17 18 65 49 Ⅱ 18 60 22 80 Ⅲ 65 17 18 46 A.在描述黄河刀鱼种群数量变化时,常需要建立种群增长的物理模型 B.黄河刀鱼的同化量一部分用于自身生命活动,另一部分流向分解者 C.与时期Ⅰ相比,时期Ⅱ物种数增多,自我调节能力增强,抵抗力稳定性更强 D.为防治某种生物增加引起的危害,可适当引入其天敌,使能量分配的模型改变 答案:CD 在预测和描述黄河刀鱼种群数量变化时,常需要建立种群增长的数学模型,数学模型常见的表现形式有数学表达式和曲线图两种,A错误;黄河刀鱼的同化量一部分用于自身生命活动,另一部分用于自身呼吸消耗,用于自身生命活动的能量中一部分用于流向分解者,另一部分流向下一营养级,B错误;与时期Ⅰ相比,时期Ⅱ物种数增多,营养结构变得复杂,自我调节能力增强,抵抗力稳定性增强,C正确;为防治某种生物增加引起的危害,可适当引入该生物的天敌,使能量分配的模型改变,繁殖后代的能量相对减少,其种群数量下降,D正确。 13.氧化塘是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。氧化塘中的水生植物能有效地吸收污染物,藻类和细菌可作为浮游动物的饵料,浮游动物又是鱼类的饵料。从而使氧化塘从单纯的处理污水,发展到处理和利用相结合,既有利于环境保护又可获得经济和社会效益。 (1)藻类属于生态系统组成成分中的　　 　　,其产生的 　　　　　　　　　　可供池水中的好氧细菌继续利用。  生产者 氧气和有机物 (2)生态学家建议在氧化塘出水口处适当引入芦苇(经济作物)这样的挺水植物,阐述提出该建议的理由: ①芦苇能与藻类竞争　　　　　　　　　　,从而抑制藻类生长,避免引起水体富营养化;  ②芦苇能增加氧化塘的　　　　　　　　　　,提高生态系统的稳定性;芦苇是经济作物,可以提高经济效益等。  光照和无机盐 物种丰富度 (3)由于污染物的流入,某氧化塘藻类大量繁殖。研究人员通过投放食鱼性鱼类(肉食性鱼类)来控制藻类数量,实验结果如图1所示: 据图可知,不投放食鱼性鱼类氧化塘的自我调节能力并没有丧失,理由是 　　　　　　 　　　　　　　　　　　。  结合上述资料分析,投放食鱼性鱼类能控制藻类数量的原因是 _____________________________________________________  　　　　　　　　 　　　　　　　。  对照组一段时间后N、P浓度仍能够降低 投放食鱼性鱼类使以浮游动物为食的鱼类数量减少,从而使以藻类为食的浮游动物数量增加,藻类数量减少 (4)图2表示氧化塘中的食物网,若要使丙体重增加x,已知其直接食用的甲所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y,那么x与y的关系可表示为　　 　　。  y=25x-20ax (1)藻类能够通过光合作用将无机物转化为有机物,属于生态系统组成成分中的生产者;好氧菌是异养需氧型,藻类产生的氧气和有机物可供池水中的好氧细菌继续利用。 (2)生态学家建议在氧化塘出水口处适当引入芦苇(经济作物)这样的挺水植物,可以有以下作用:①芦苇能与藻类竞争光照和无机盐,从而抑制藻类生长,避免引起水体富营养化;②芦苇能增加氧化塘的物种丰富度,提高生态系统的稳定性;③芦苇是经济作物,可以提高经济效益。 (3)据图1可知,对照组一段时间后N、P浓度仍能够降低,即不投放食鱼性鱼类的氧化塘中的氮元素和磷元素也能达到最初的状态,说明不投放食鱼性鱼类氧化塘的自我调节能力并没有丧失。结合题述资料分析,投放食鱼性鱼类能控制藻类数量的原因是投放食鱼性鱼类使以浮游动物为食的鱼类数量减少,从而使以藻类为食的浮游动物数量增加,藻类数量减少。 (4)由题干中的“至少”可知,应该按最大传递效率为20%计算,a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例,则1-a表示动物性食物(乙)所占比例,故有ax÷20%+(1-a)x÷20%÷20%=y,即y=25x-20ax。 14.为了调整农业产业结构,大力发展绿色食品生产,某农场在确定水稻稳产的基础上发展了“稻—萍—鱼—鸭 ”立体养殖的农田生态系统,其中浮萍不仅作为鱼和鸭的饲料, 而且吸收氮、磷能力强,可净化稻田水质。经调查该农田生态系统第一、二营养级的能量流动情况如表所示(净同化量是指用于生长、发育、繁殖的能量,单位:J ·cm-2 ·a-1 )。 项目 净同 化量 呼吸 消耗量 流向 分解者 未利用 人工输入 第一 营养级 138 75 13 107 0 第二 营养级 27.1 15.9 3.1 15 25 请回答下列问题。 (1)稻田中放养的一些小型鱼类以碎屑和浮游植物为食,从生态系统成分的角度分析,这些鱼类属于　 　　　。  (2)为了研究水稻的生态位,需要调查它的_________________________ 　　　　　　　　　(答出2点);分析表中数据可知,第一营养级流入第二营养级的能量为　　 J·cm-2·a-1 ,第二、第三营养级之间的能量传递效率为　　　　(保留 1 位小数)。  消费者、分解者 空间位置、占有资源的 18 情况及种间关系 20.9% (3)“稻—萍—鱼—鸭”立体生态农业是“无废弃物农业”,能通过　　　　调节机制使该生态系统具有自我调节能力,但该生态系统的自我调节能力明显低于森林生态系统,请从营养结构角度分析原因:________________________　　。  (4)鱼、鸭的粪便为水稻生长提供了许多有机肥,有利于水稻增产,请说明原因:_____________________________________________________________　。 氮能在生物群落与无机环境中不断循环,从物质循环角度解释为什么要往农田中不断施加氮肥:__________________________________________________。  负反馈　 物种丰富度小,营养结构简单 微生物将有机肥分解产生无机盐、CO2,被水稻吸收后促进其光合作用 氮元素随农产品的输出而流失,需不断补充适量氮源 (5)“稻—萍—鱼—鸭”生态系统相比单作稻田生态系统更稳定,原因可能是　　　　(多选)。  A.单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系 B.“稻—萍—鱼—鸭”模式丰富了稻田生态系统,延长了食物链 C.害虫与鸭群间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定 D.稻田引入萍、鱼、鸭后,充分利用稻田生态位,提高了生态位效能 BCD (1)一些小型鱼类以碎屑为食,作为分解者,一些小型鱼类以浮游植物为食,作为消费者。 (2)生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等,若要研究水稻的生态位,需要调查它所处的空间位置、占有资源的情况及种间关系;第一营养级流入第二营养级的能量为138-13-107=18 J·cm-2 ·a-1。第二营养级总的同化能量为27.1+15.9=43 J·cm-2 ·a-1,第三营养级总的同化能量为27.1-3.1-15=9 J·cm-2·a-1 ,第二、第三营养级之间的能量传递效率为 9÷43×100%≈20.9%。 (3)“稻—萍—鱼—鸭”立体生态农业是“无废弃物农业”,能通过负反馈调节机制使该生态系统具有自我调节能力,但该生态系统的自我调节能力明显低于森林生态系统,原因是该生态系统是人工生态系统,生物种类少,物种丰富度小,营养结构简单。 (4)鱼、鸭的粪便为水稻生长提供了许多有机肥,有利于水稻的增产,主要原因:微生物将有机物分解产生无机盐、CO2,可被植物吸收促进其光合作用。稳定的生态系统中物质的输入和输出基本平衡,从物质循环的角度分析,由于稻田中的氮元素随农产品的输出而流失,故农田中不断施加氮肥。 (5)单作稻田中的杂草和害虫存在捕食关系,不是“稻—萍—鱼—鸭”生态系统更稳定的理由,A错误;“稻—萍—鱼—鸭”模式比单作稻田物种丰富度高,延长了食物链,更有利于生态系统的稳定,B正确;在生态系统中,食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系,相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息,可以调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定,C正确;稻田引入萍、鱼、鸭后,充分利用稻田生态位,提高了生态位效能,D正确。 (2)方法:调节后 $$