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【章节】选择性必修二 第三章 生态系统及其稳定性
第五节 生态系统的稳定性
【学习目标】①掌握生态平衡与生态系统的稳定性 ②掌握抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ③了解提高生态系统的稳定性 ④设计制作生态缸,观察其稳定性
⑤分析模型图中的抵抗力稳定性与恢复力稳定性
【重点】①掌握生态平衡与生态系统的稳定性 ②掌握抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【难点】①掌握生态平衡与生态系统的稳定性 ②掌握抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【课时】共1课时
知识点一、 生态平衡与生态系统的稳定性
1. 生态平衡(P73)
(1) 概念:生态系统的 处于相对稳定的一种状态。
(2) 处于生态平衡的生态系统的特征
①结构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。实例:大兴安岭的森林、呼伦贝尔的草原。
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。
【问题1】联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用,分析在成熟阶段,生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响?
答: 生产—消费—分解过程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。而这种功能的平衡,又使生态系统的收支呈现平衡。
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。
【问题2】在处于平衡的生态系统中,群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的关系?这说明了什么?
答: 总生产量和总呼吸量均趋于稳定,且相对值接近。说明群落在输入和输出上趋于平衡状态,即生态系统表现为收支平衡。
【注意】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. 负反馈调节(P74)
(1) 概念
在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为 调节该系统的工作,并且使系统工作的效果 ,它可使系统保持稳定。
(2) 实例
图一 图二
图一说明在生态系统中,生物群落内部能够进行自我调节,以维持生态平衡。
图二说明在生态系统中,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。
(3)负反馈调节的意义
负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是系统具备 的基础。
例1.生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。下列哪项不属于负反馈调节( )
A.池塘被倒入大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差
B.草原被牛羊适当采食后,草原植物增强再生能力,减缓植物种群数量的下降
C.森林局部着火破坏了部分植被,空地土壤肥沃光照充足,幸存植物能迅速萌发生长
D.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使鼠的增加受到抑制
3. 生态系统的稳定性(P74)
(1) 概念:生态系统 自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
(2) 生态系统具有稳定性的原因:生态系统具有一定的 。
4.自我调节能力
(1)概念
生态系统在受到外界干扰之后,通过自身调节维持其相对稳定的能力。
【注意】(P75)
生态系统自我调节能力是有限的。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,生态平衡就会遭到严重的破坏。
知识点二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
生态系统抵抗外界干扰,并使自身的结构与功能 (不受损害)的能力
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力
特点
一般来说,生态系统中的组分 ,食物网越 ,其自我调节能力就 ,抵抗力稳定性就 。
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的
实例
①在热带雨林中,假如某种植食性动物大量减少,它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替,整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态;②北极冻原生态系统中,假如地衣受到大面积破坏,整个生态系统就会崩溃
如果河流与土壤被有毒物质轻微污染,通过自身的净化作用,可以很快恢复到接近原来的状态;若被有毒物质重度污染,自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质,这些河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了
联系
两者是同时存在于同一系统中的两种不同的能力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定
【问题5】结构简单的生态系统抵抗力稳定性低,恢复力稳定性一定高吗?
答: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。
【注意】
(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。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) 极地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为困难,恢复力稳定性也极低。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较
3.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_______________________;
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____,反之,抵抗力稳定性____;
如受到相同干扰时,草原生态系统的y值____热带雨林生态系统的y值;
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____,反之,恢复力稳定性____;
④ 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_____;
【检测2】如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是( )
A.在受到干扰之前,曲线在正常范围内波动是由于该 生态系统具有自我调节能力
B.在受到干扰后,曲线偏离正常范围越晚和幅度越小,说明生态系统的抵抗力稳定性越高
C.S2所代表的面积越大,生态系统的恢复力稳定性越高
D.S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高
2.下列有关生态系统稳定性的叙述错误的( )
A.当生态系统受到外界干扰时能保持原状,说明生态系统具有抵抗力稳定性
B.“野火烧不尽,春风吹又生”,说明生态系统具有抵抗力稳定性
C.生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度有关
D.生态系统的自我调节能力越强,其抵抗力稳定性越高
知识点三、提高生态系统的稳定性
1. 提高生态系统的稳定性的意义
(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。
2. 提高生态系统的稳定性的措施
(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。例如,对过度利用森林与草原,首先应封育,待恢复到较好状态时再适度利用。
(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。例如,为使单一作物的农田生态系统保持稳定,需要不断施肥、灌溉、控制病虫害;还可以人工建造“生态屏障”。
知识点四、设计制作生态缸,观察其稳定性
1. 制作生态缸的目的
观察生态缸中生态系统的稳定性。
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。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.实验步骤
4.
5.结果
(1)人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久;
(2)人工生态系统的稳定性是有条件的。
6.结果分析
生态缸内的生物只能存活一段时间。生态缸中的营养结构极为简单,自我调节能力极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性及易被破坏。
课堂小结
学科网(北京)股份有限公司
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