3.5 生态系统的稳定性课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第5节 生态系统的稳定性 第3章 选择性必修二：生物与环境 生态系统及其稳定性 学习目标 核心素养要求 1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。 3.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。 4.设计并制作生态缸，观察其稳定性。 1. 生命观念：通过分析生态平衡的特征及自我调节机制，阐明生态系统稳定性的维持原理，理解负反馈调节在生态平衡中的关键作用，从而形成稳态与平衡观 2. 科学探究：通过设计并制作生态缸，探究生态系统稳定性的影响因素，理解生态系统中各成分的功能及其相互关系，提升实验设计能力，强化科学探究素养。 3.社会责任：通过比较抵抗力稳定性与恢复力稳定性的概念与联系，结合实例分析不同生态系统的稳定性差异，并能运用实例说明人类活动对生态系统稳定性的影响，提升生态保护意识。 生态系统的稳定性 选择性必修二：生物与环境 内容聚焦 一 二 三 本节目录 生态平衡与生态系统的稳定性 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 提高生态系统的稳定性 3 紫茎泽兰 薇甘菊 空心莲子草 豚草 毒麦 互花米草 飞机草 凤眼莲 石矛 蔗扁蛾 湿地松粉蚧 强大小蠹 美国白蛾 非洲大蜗牛 福寿螺 牛蛙 中国第一批外来入侵物种（16种） 【问题探讨】 4 ①适应、繁殖能力强；②没有天敌等制约因素 1、为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？ 年份 1998 2003 2006 2009 2011 2012 植物种数 98 90 84 47 38 35 资料：云南松林，1998—2012年： 紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响 【问题探讨】 紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害，在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列榜首。 紫茎泽兰 一是在形成虫瘿时，截获泽兰植株的大量营养源；二是使根系发育不良，影响根系矿质营养及水分的吸收，导致营养不足。由此而形成被寄生植株生长的恶性循环。 5 泽兰实蝇 2、我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——泽兰实蝇来防治紫茎泽兰。泽兰实蝇也是一种外来生物，对这种方法，你怎么看？ 泽兰实蝇可以抑制紫茎泽兰生长，但是泽兰实蝇是一种外来物种，也有可能影响入侵地的生态系统，因此在释放泽兰实蝇之前，应做好相关研究，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。 像紫茎泽兰这样的入侵种，由于它的繁殖、适应的能力很强，而且没有天敌等制约因素，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统，破坏生态平衡。 什么是生态平衡 【问题探讨】 6 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 一、 生态平衡的特征 思考1.从群落演替的角度分析，如果气候条件没有剧烈变化，也并没有过多的人类活动干扰，大兴安岭森林在未来还会发生显著的变化吗？为什么？ 【资料1】大兴安岭北部漫山遍野都是密密层层、遮天蔽日的原始森林。 不会。生态系统发展到成熟阶段后，生物之间、生物与非生物环境之间发展成相互依赖、相互制约的有机整体。生态系统的结构、物种组成及种群数量等达到相对稳定的状态。 特征➊ 结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 7 思考2.观察曲线图，分析群落总初级生产量和总呼吸量的变化趋势，并说明这种关系对生态系统物质循环和能量流动有何意义。 【资料2】科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图。 演替早期： 演替中期： 总初级生产量和总呼吸量较低，总初级生产量大于总呼吸量。 总初级生产量迅速升高并达到峰值，总呼吸量持续稳定上升，总初级生产量大于总呼吸量。 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 一、 生态平衡的特征 群落总生产量 （光合作用） 群落总呼吸量 相对值 演替进程（时间） O 早期阶段 成熟阶段 演替后期： 总初级生产量略有下降并逐渐趋于稳定，总呼吸量继续上升，最终与总初级生产量相等并保持稳定。 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。 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。 特征➌ 功能平衡 特征➋ 收支平衡 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 【小结】生态平衡 特征 ① 平衡：生态系统的各组分保持相对稳定； ② 平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行， 保证物质循环和能量流动的正常进行； 生物个体持续发展和更新； ③ 平衡：物质和能量的输入与输出平衡。 概念 生态系统的 处于相对稳定的一种状态 结构和功能 结构 功能 收支 动态平衡 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 一、 生态平衡的特征 10 判断下列生态系统是否处于生态平衡？ 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 赛达柏格湖是否处于生态平衡？为什么？ 有机物的产生量远大于消耗，所以有机物收支不平衡，该生态系统应该正在快速演替。 【思考】生态平衡是如何调节的？ 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 实例一： 实例二： 二、 生态平衡的调节机制 小组活动：尝试用文字、线框、箭头等符号，任选一个实例，简要描绘其中的调节过程。 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 兔增加 生存空间和资源增加 兔减少 生存空间和资源减少 草减少 草增加 狼 减少 狼 增加 植物 大量生长 林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加 自然火灾 无机土壤养料增加 阳光充足 种子萌发、幼苗迅速生长 植被 逐渐恢复 实例1：草地上草、兔、狼之间的调节 实例2：生物与无机环境之间的调节 生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡 生物群落与非生物环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 二、 生态平衡的调节机制 负反馈调节 原方向 发生偏离 回到原方向 【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 ，它可使系统保持稳定。 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 二、 生态平衡的调节机制 改邪归正 【意义】 负反馈调节在生态系统中 ，是生态系具备 的基础。 普遍存在 自我调节能力 正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定！ 减弱或受到限制 东昌湖又名胭脂湖，与杭州西湖、南京玄武湖并称“全国三大市内名湖”，东昌湖始建于北宋时期，位于聊城市中心城区，引黄河为水源，水面辽阔、风景秀丽，素有“南有杭州西子秀，北有东昌胭脂美”的美誉。 【资料3】下图为某湖泊生态系统发生的某种调节活动。 【思考3】资料3中的调节结果与教材中的两个实例有何不同？ 湖泊受到严重污染，鱼等生物会因死亡而减少，尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加严重 结果：使生态系统远离平衡状态 原方向 正反馈调节 更加偏离 破坏稳态(加剧偏离平衡) 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 二、 生态平衡的调节机制 鱼等生物死亡 尸体腐烂 湖泊严重污染 （+） （+） （+） 【归纳总结】反馈调节的种类 项目 正反馈 负反馈 调节 方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 限制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 作用 使生态系统远离平衡状态 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到并维持平衡和稳态 结果 常使生态系统远离平衡状态 有利于生态系统保持相对稳定 实例 分析 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 三、生态系统的稳定性 1.概念： 生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。 抵抗力稳定性、恢复力稳定性 2.类型： 原因 基础 生态系统稳定性 自我调节能力 负反馈调节 3.机理： 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 18 【思考】生态系统有自我调节能力，为什么还会遭到破坏？ 生态系统的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，生态系统就会遭到严重的破坏。 内容1 生态平衡与生态系统的稳定性 【探究一】生态平衡与生态系统的自我调节能力 黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。 (1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡。( ) 提示：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。 (2)害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节。 ( ) (3)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 ( ) × √ √ 习题检测 1.【考点速览·诊断】 2. (2025·江西临川一中期末)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 A 习题检测 解析　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。 3. (2025·福州一中检测)某池塘演变早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖导致藻类数量减少接着又引起水蚤减少。后期因排入污水引起部分水蚤死亡加重了污染导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是(　　) A.早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节 B.早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节 C.早期、后期均属于负反馈调节 D.早期、后期均属于正反馈调节 B 习题检测 解析　根据题意可以知道，早期因为藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤因食物充足而大量繁殖，大量的水蚤捕食大量的藻类，藻类因水蚤数量增加而减少，藻类减少，水蚤因食物缺乏而减少，这属于负反馈调节；后期水体污染，引起部分水蚤死亡，水蚤死亡后腐烂的尸体加重了水体污染的程度，导致更多的水蚤死亡，这属于正反馈调节，所以B选项是正确的。 【探究二】抵抗力稳定性和恢复力稳定性 一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性： 结合教材P75~76，找出资料四中体现生态系统两种稳定性的实例。 【资料4】乾隆下江南时,到了苏州一水乡,看到小桥流水人家,别具风情。水乡人家上游淘米洗菜,下游洗澡洗衣,即便如此,水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是,他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天,于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令,虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊,从此以后虎丘重现绿水青山。 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 23 生态系统本身对外界干扰具有一定的抵抗力 蝗虫采食下，草原植物再生能力增强，减缓种群数量的下降。 干旱时树木扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持 (不受损害)的能力。 原状 干扰 1.抵抗力稳定性 一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性： 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。当森林遭遇持续的干早气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。这体现了生态系统哪方面能力？ 24 ➊定义：生态系统在 后 的能力。 受到外界干扰因素的破坏 恢复到原状 生态系统具有恢复原状的能力 森林局部火灾 若干年后恢复原状 2.恢复力稳定性 干扰 一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性： 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 ➋特点 生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其 与 是不一样的。 恢复速度 恢复时间 河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。 如果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，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！ 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 2.恢复力稳定性 一、抵抗力稳定性和恢复力稳定性： 26 ①森林生态系统中受到害虫干扰，害虫数量不会大量增长。（有虫不成灾） ②气候干旱时，森林中的植物扩展根系分布，以便获得更多的水分，从而维持生态系统的稳定性。 ③“野火烧不尽，春风吹又生。” ④太湖遭到严重的水污染后，通过多年的治理，可以恢复到原来的样子。 抵抗力稳定性 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 恢复力稳定性 【讨论】不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性一样吗？ 判断下列情境体现的是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性？ 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 【资料5】亚马孙森林已经存在至少上千万年了，中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害，也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但现在依然保持着森林景观。 我国南方山区种植的杉木林、北方种植的杨树林，其具有生长快、易成活、材性好等特点，但此类人工林中的生物多样性较低,易发病虫害。 思考5:(1)与亚马孙森林相比，人工林更易发生病虫害的原因是什么? 生态系统中的生物种类越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性越高。 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 【探究二】抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 (2)如果亚马孙森林和人工林发生同等强度的火灾，哪个容易恢复原状？ (3)对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性有什么关系？ 人工林 抵抗力 稳定性 恢复力 稳定性 稳定性 营养结构复杂程度 一般来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往呈负相关，主要与生态系统的生物种类的数量和营养结构的复杂程度有关。 生态系统中的生物种类越多 食物网越复杂 自我调节能力就越强 抵抗力稳定性越高， 恢复力稳定性越低 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 【探究二】抵抗力稳定性和恢复力稳定性 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 (5)对于一个生态系统来说，抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性一定越高吗？ 北极苔原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，自我调节能力弱。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。 特例: 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！ 沙漠 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 【探究二】抵抗力稳定性和恢复力稳定性 特例：北极苔原生态系统 二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系   抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定 核心 影响 因素 联系 保持 恢复 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 生物种类越多、营养结构越复杂 →自我调节能力越强 →抵抗力稳定性越高 生物种类越少、营养结构越简单 →自我调节能力越弱 →恢复力稳定性越高 稳定性 营养结构复杂程度 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 注意: 对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！ 【归纳】抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较： 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 31 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 稳定程度高。 2.生态系统的稳定性 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。 3.强调生态系统稳定性高低时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性， 因为二者一般呈负相关。 4.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析： 某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为 抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应 视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。 三、生态系统稳定性的4个易混点 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 不是 32 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 范围。 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 能力。 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 正常作用 自我调节 33 2.S表示一个外来干扰使之偏离 这一范围的大小，S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S值__ __热带雨林生态系统。 弱 强 大于 3.T表示恢复到原状态所需的时间，T值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____。 弱 强 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_____。 弱 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 34 1.在个体水平稳态维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？ 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。 在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与生态系统的恢复力稳定性相似。 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 思考·讨论 35 课堂小结 生态系统的稳定性 生态平衡 结构和功能处于相对稳定的一种状态 定义 特征 结构平衡、功能平衡和收支平衡 实质 动态平衡。 机制 负反馈调节 定义 有限 表现 维持或恢复生态平衡状态的能力 自我调节能力有限 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 一种状态 一种能力 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 36 课堂小结 影响抵抗力稳定和恢复力稳定性的因素 1.内部因素 生态系统的结构 生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强 →抵抗力稳定性越高 生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱 →恢复力稳定性越高 环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 37 课堂小结 2.外部因素 环境干扰强度 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。 ①环境干扰强度小，恢复力稳定性强 ②环境干扰强度大，恢复力稳定性弱 河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自净作用，可以很快恢复到接近原来的状态。 河流与土壤被有毒物质重度污染，这些河流或土壤的恢复力稳定性就破坏了。 热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间漫长，难度大。 内容2 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 38 一、提高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。 粮油 蔬果 肉蛋奶 木材 生态小区 生态公园 生态农业 生态湿地 内容3 提高生态系统稳定性的措施 39 二、提高生态系统稳定性的措施 1.控制对生态系统干扰的程度，在不超过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。 封山育林 禁牧 休渔 内容3 提高生态系统稳定性的措施 40 二、提高生态系统稳定性的措施 2.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。 农田生态系统单一，需要不断 农田生态系统 施肥 灌溉 控制病虫害 内容3 提高生态系统稳定性的措施 41 2.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。 三北防护林 人工建造“生态屏障” 已经建造了“三北” 防护林 防风 固沙 护田 护草 二、提高生态系统稳定性的措施 内容3 提高生态系统稳定性的措施 42 1.研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别， 对自然生态系统的利用和保护有什么意义？ 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。 内容3 提高生态系统稳定性的措施 思考·讨论 43 3 三、设计提高生态系统稳定性的方案 桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富;桉树密度高达1 000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。 内容3 提高生态系统稳定性的措施 44 1. 结合上述信息，并查阅有关资料，与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性 的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂 性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。 物种多样性及经济效益角度:可以间种其他树种及一些经济作物，适当增加草本和灌木数量；例如，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。 从保持土壤肥力角度：土壤中接种固氮菌。 内容3 提高生态系统稳定性的措施 思考·讨论 45 【探究三】 设计制作生态缸，观察其稳定性 设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。 1.目的要求： 2.基本原理： ①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。 ②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 。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。 内容3 提高生态系统稳定性的措施 合适比例 制作生态缸框架 用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架 铺土 注水 放入动、植物 密封生态缸 移置生态缸 观察记录 沙土在下，含腐殖质较多的土在上 依据生物生活习性合理放置 每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况 将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射 放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水 【探究三】 设计制作生态缸，观察其稳定性 3.方法步骤： 内容3 提高生态系统稳定性的措施 47 设计和制作生态缸的要求 设计要求 相关分析 生态缸是 的 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 ，成分 。 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 生态缸的材料必须 .　 生态缸宜 不宜 ，缸中的水量应 ，要留出一定的 生态缸应避免的 。 选择动物不宜过多，个体不宜太大 封闭 生活力 透明 小 大 适宜 空间 阳光直射 齐全 防止外界生物或非生物因素的干扰 ①为光合作用提供光能； 便于操作； 缸内储备一定量的空气. 防止水温过高导致水生植物死亡 ②保持生态缸内温度；③便于观察 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量 4.设计要求： 内容3 提高生态系统稳定性的措施 48 （1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容 包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判 别）及基质变化等； （2）观察指标为：生态缸中生物的 ，进而了 解生态系统稳定性及影响稳定性的因素； （3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系 统的稳定性 ，记录下发现的时间。 （4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸 中生态系统稳定性差异的原因。 内容3 提高生态系统稳定性的措施 5.注意事项： 生存状况和存活时间 已被破坏 49 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，但其结构比较简单，自我调节能力差； 2.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，不同 的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短。 ★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件: ②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。 ①源源不断的能量输入; (即不同营养级生物之间的比例是否合适) 内容3 提高生态系统稳定性的措施 6.结论： 50 3.若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间 的合适比例，试从能量流动的角度分析。 能，该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合作用、呼吸作用、分解作用等生理过程实现各元素的循环利用。 生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱。 能量流动是逐级递减的。 1.在一定时间范围内，小生态瓶内能不能进行碳、氧、氮、磷等 元素的循环利用，原因是什么? 2.为什么简易生态瓶的抵抗力稳定性很低? 内容3 提高生态系统稳定性的措施 思考·讨论 51 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：通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中， 将太阳能转化成化学能； 消费者：将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环； 分解者：将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。 思考·讨论 内容3 提高生态系统稳定性的措施 52 (1)农田经除草、除虫管理后，抵抗力稳定性提高。( ) 提示：农田经除草、除虫管理后，生物种类减少，营养结构变简单，抵抗力稳定性降低。 (2)抵抗力稳定性低的生态系统，恢复力稳定性一定较高。 ( ) 提示：恶劣环境下的生态系统，抵抗力稳定性与恢复力稳定性均较低。 (3)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。 ( ) (4)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用。 ( ) 提示：对过度利用的森林与草原，应先封育，恢复到较好状态时再适度利用。 × × √ × 1.【考点速览·诊断】 习题检测 1.【考点速览·诊断】 (5)湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。(2021·河北卷) ( ) 湿地生态系统自我调节能力是其稳定性的基础。 (6)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)( ) (7)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)( ) 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。 (8)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)( ) × √ × √ 习题检测 2.(2025·湖北孝感高中质检)如图为某一生态系统的稳定性图解，对此图理解错误的是(　　) D A.一般情况下，b曲线可代表恢复力稳定性 B.一般情况下，自我调节能力与a曲线相似 C.抵抗力稳定性与营养结构复杂程度呈正相关 D.生态系统都符合这一数学模型 习题检测 解析　生态系统中生物种类越多，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，则a曲线表示抵抗力稳定性，b曲线表示恢复力稳定性，A、B、C正确； 并不是所有生态系统都符合这一数学模型，如北极冻原生态系统，营养结构简单，抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性也弱，D错误。 3.同域共存是指一些生物生存在同一个区域，在分享或竞争共同资源的过程中，由于种间竞争而导致生物对自身的生存策略进行调整，对环境的需求发生错位的现象。下列相关分析错误的是（ ） A.群落中不同生物对环境的需求发生错位的现象是共同进化的结果 B.同域共存可减小生物间的种间竞争，有利于生物多样性的形成 C.不同生物在分享或竞争共同资源的过程中会出现生态位的分化 D.在形成同域共存的过程中，生态系统的恢复力稳定性会逐渐增强 D 习题检测 4. (2025·广东汕头期末)下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是(　　) A.“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性 B.人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力 C.热带雨林遭到严重砍伐后，其恢复力稳定性仍很高 D.提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类，改变其营养结构 B 习题检测 解析　生态系统“遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，A错误； 人们对自然生态系统的干扰不应超过其承受能力，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破坏，B正确； 热带雨林生态系统营养结构复杂，抵抗力稳定性很高，恢复力稳定性较低，C错误； 随意增加生物种类可能会造成生物入侵，反而会降低生态系统稳定性，D错误。 5. (2025·广东云浮模拟)两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)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.若甲生态系统的干扰强度增大，则C点右移 B.乙生态系统B点后一定有新的物种产生 C.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力 稳定性比甲强 D.图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的大小 B 习题检测 若甲生态系统的干扰强度增大,则生态系统恢复所需要的时间延长,C点右移,A正确;图中乙生态系统B点后逐渐恢复正常运行范围,生态系统的营养结构逐渐复杂,物种数目比B点前可能增加,但是与该生态系统受到干扰前相比不一定产生新的物种,B错误;从图中可看出甲、乙两个生态系统受到干扰后,甲生态系统结构和功能恢复正常所需要的时间长,波动范围大,说明甲的抵抗力稳定性低,乙的抵抗力稳定性高,C正确;抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力,所以抵抗力稳定性越大,受到相同程度的外界干扰时偏离正常范围的距离越小,图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的大小,D正确。 58 6.下列关于生态系统自我调节能力的叙述，错误的是（     ） A．在森林中，当害虫数量增多时，食虫鸟的数量也会增多，这样害 虫种群的增长就会受到抑制，这属于生物群落内部的负反馈调节 B．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力 的基础 C．生物群落与非生物环境之间不存在负反馈调节 D．生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超 过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失 C 习题检测 7.（不定项） “置位点”为生态系统所具有的某个平衡状态。如图所示，其中A、B、C表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。下列叙述不正确的是（       ） A．置位点具有的特征是结构平衡和功能平衡 B．B与C表示消费者，且两者的关系是捕食关系 C．该系统自我调节能力与A、B、C的种类无关 D．处于置位点的农田生态系统，仍需向系统施加氮肥 ABC 习题检测 60 课堂总结 生态平衡 生态系统的稳定性 提高生态系统稳定性 结构平衡 功能平衡 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 收支平衡 控制干扰程度 适当物质能量的投入 与营养结构 复杂程度的关系 生态系统的稳定性 课堂总结 61 1.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 判断下列相关表述是否正确。 (1)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低( ) (2)不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同( ) √ √ 2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为( ) A.封山育林控制了物质循环 B.延长了生态系统中的食物链 C.增加了生态系统中消费者数量 D.使生态系统营养结构复杂性增加 D 练习与应用 62 3.天然森林很少发生的松毛虫虫害，却经常发生在人工马尾松林中，合理的解释是 ( ) A.马尾松对松毛虫抵抗力差 B.人工林内松毛虫繁殖能力强 C.人工林成分单一,营养结构简单 D.当地气候适于松毛虫的生长和繁殖 C 练习与应用 63 4.某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代，当地采取措施对工业废水排放进行控制，同时将河道支流很多入水口封闭以减少污水流入，河道内水量减少、河水流速降低，水质仍然较差。请基于对生态系统稳定性的认识，回答以下问题。 （1）当地百姓在河流中淘米洗菜，洗澡洗衣，为什么河水仍能保持清澈? 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。 练习与应用 64 （2）大量生活污水和工业废水排入河道以后，为什么会引起水质急剧下降? 20世纪90年代采取的措施没有明显效果，可能的原因是什么? 大量生活污水和工业废水排入水中，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。 练习与应用 65 （3）可以采取什么措施来改善该地河流水质? 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;加强执法检查;等等。 练习与应用 66 章末总结 章末总结 67 1.下图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是( ) A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量 B.微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 太阳 农作物 沼气池 家畜 人 沼渣 沼液 饲料 食物 秸秆 粪便 粪便 食物 C 复习与提高 68 2.在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是( ) A.能量可驱动物质循环 B.物质和能量可循环利用 C.能量只能在食物链中流动 D.能量金字塔和数量金字塔均可倒置 A 复习与提高 69 3.生态系统中物质循环、能量流动和信息传递每时每刻都在进行，下列与之相关的叙述，正确的是( ) A.物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的 B.能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部 D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的 B 复习与提高 70 4.毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。以下分析不合理的是（ ） A.毛竹纯林易发生病虫害 B.混交林中物种多样性高 C.混交林中食物网更复杂 D.混交林中能量可循环利用 D 复习与提高 71 5.将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。 生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、 初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、 第三营养级、第四营养级。 生态系统 非生物环境 生物群落 生产者 消费者 分解者 第一营养级 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第二营养级 第三营养级 第四营养级 属于 属于 属于 属于 构成 食物链 构成 食物网 复习与提高 72 6.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。 请据图回答下列问题。 (1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么? 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。 复习与提高 73 (2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么? 有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。 复习与提高 74 (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氧气；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。 复习与提高 75 (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? 河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。 复习与提高 76 7.棉铃虫是棉田常见的害虫,喷洒高效农药可以迅速杀死棉铃虫,但同时也会杀死棉铃虫的天敌,并造成环境污染。如果放养棉铃虫的天敌-赤眼蜂,虽然不能彻底消灭棉铃虫,但是能将它们的种群数量控制在较低水平,也不会造成环境污染。哪一种做法有利于提高农田生态系统的稳定性?为什么? 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,由于棉铃虫和赤眼鲜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。 复习与提高 77 8.有科学家指出: “没有物质,什么都不存在;没有能量,什么都不会发生;没有信息,任何事物都没有意义。”在生态系统中,物质、能量和信息是这样起作用的吗?在细胞、个体、种群、群落等层次,它们所起的作用也是这样的吗?试举例谈谈对这句话的理解。 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。 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。 复习与提高 78 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，拥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。 复习与提高 79 $