第3节生态系统的稳定性

课件58张PPT。生态系统的稳定性据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等活动。
(1)从生态因素分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是__________。
(2)“退耕还林(还草)” 的目的是提高生态系统的___????????????????? 。
(3)保护环境、保护生态系统稳定性的关键是保护森林等植被。近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要来自黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在__??? _ ??????????????????????????????????????????等方面起重要作用。
(4)荒漠化加速了西部生物多样性的进一步丧失，这说明生物对环境的适应是___???????????? _?????? _的。
(5)西部“退耕还林(还草)”的同时，还要做好防治害虫等工作。害虫与植物
是　????????? 　关系。从能量流动的角度看，防治害虫的目的是??????????? ???????????_????????????????????????? ?????????_。 随着科学技术的发展，化学农药（化学杀虫剂）的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也不断增强，对植物危害仍然很严重。控制使用化学杀虫剂的方法：一是用__________替代化学杀虫剂；二是采用???????? 的手段将杀虫蛋白基因转入植物中，形成新的抗虫转基因植物品种。抗虫转基因植物具有抗害虫的能力，这表明植物体内产生了抗虫的????????? 物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套?????????????? ，蛋白质合成的方式是????????? 的。?????????
(6) 抗虫转基因植物抗害虫的遗传信息传递过程可表示为??????????? 。
（7）基因工程成果在环境保护上的作用是????????????????????????? 。
（8）基因导入工程技术已在多方面得到应用。请各举一例说明该技术的应用可能带来的正负面影响。
［答案］
(1)水??
(2)自动调节能力??
(3)防风固沙???
(4)相对?
(5) 捕食?? 调整生态系统能量流动关系，使能量更多地往有利于人类的方向流动??? 生物杀虫剂??? 基因工程? 　毒蛋白　 　遗传密码子??? 相同??
（6）DNA（基因）→RNA→蛋白质??
（7）减少农药对环境的污染，保护生态环境或生态平衡??
（8）正面：基因诊断和治疗，转基因动植物与农牧业，环境监测，净化污染，生物制药等。
负面：重组的基因可能使生物发生突变，生态遭破坏（减少生物多样性）、滥用基因工程制造生物武器，重组基因的生物可能产生一些难以预测的危害等。［说明］本题主要考查考生综合运用所学知识解决自然界和社会生活中有关生物学问题的能力，体现知识与能力、过程与方法、情感态度和价值观等课程理念。这是一道跨模块综合应用能力题，涉及必修3（稳态与环境）、必修2（遗传与进化）和选修3（现代生物科技专题）中的部分内容。
??解答本题的基本思路是：
（1）西部属于干旱区域，因此水是制约西部生物生存的主要因素。
（2）“退耕还林(还草)”可增加生物物种，而生物的多样性与生态系统稳定性（生态系统的自动调节能力）有密切的关系。
?(3)植被具有防风固沙、调节气候等作用。
???? ???(4)生物对环境都具有适应性，但不是绝对的，如果环境改变，生物原有的生存优势会丧失，导致被淘汰。
(5)害虫与植物为捕食关系，治虫可使植物生长好，使能量集中于对人类有益的部分。
抗虫基因“嫁接”在植物DNA上获得成功，并得以表达，产生了抗虫毒蛋白，这个事实说明了生物共用一套遗传密码子。
（6）遗传信息的传递过程遵循“中心法则”。
（7）通过基因工程的方法，使植物本身具有了抗害虫的能力，可以减少农药的使用，因此对于环境的保护和生态平衡的保护是十分有利的。
（8）由于基因导入工程改变了原有生物的遗传物质，因而将会对生产、环境等多方面产生正负面影响。
从难度档次的角度来看，本题属于较难试题。
?
　　少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。　　草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。 适度捕捉生态系统中的动物，也不会导致种群严重减小，更不会灭绝。　　生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机环境因素也在不断地改变。　　生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。
　 这就是生态系统的稳定性。生态系统稳定性的概念　　生态系统中的生物和非生物都在不断地发展变化着。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能就能在一定的水平上保持相对稳定而不发生大的变化。　　生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。　　生态系统的稳定性来自抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维　　持原状的能力。来源：　１、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成　　的变化占总量的比例小。　２、能量流动与物质循环的途径多，一条途径　　中断后还有其他途径来代替。　３、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰　　造成的不利影响。抵抗力稳定性抵抗力稳定性高的生态系统特征： ２、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂。 １、各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：1、各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：1、各营养级的生物数量多，占有的能量多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：２、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能　　量流动的渠道多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：２、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能　　量流动的渠道多。抵抗力稳定性高的生态系统特征：２、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能　　量流动的渠道多。概念：生态系统受到外界干扰使自身结构功能破　　坏后恢复原状的能力。来源：　１、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速　　恢复原有的数量。　２、物种变异能力强，能迅速出现适应新环境　　的新类型。　３、生态系统结构简单，生物受到的制约小。恢复力稳定性恢复力稳定性高的生态系统特征：２、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。１、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。３、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。恢复力稳定性高的生态系统特征：１、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。　　生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。恢复力稳定性高的生态系统特征：２、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适　　应新环境的新类型。　　对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系恢复力稳定性高的生态系统特征：１、生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。恢复力稳定性高的生态系统特征：2、生物个体小，繁殖快。能以休眠方式渡过　不利时期或产生适应新环境的变异。提高生态系统的稳定性思考：为什么要
提高生态系统的稳定性　　人类的生存离不开一个适宜稳定的环境。　　人类的发展离不开一个适宜稳定的环境。　　走持续发展的道路需要一个适宜稳定的环境。意义:提高生态系统的稳定性Yes!No!意
义措
施　　保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。提高生态系统的稳定性措
施　　保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。提高生态系统的稳定性措
施　　保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。提高生态系统的稳定性 生态系统的成分越多，结构越复杂，能量流动和物质循环的途径越复杂，这个生态系统的自动调节能力就越强、越稳定。 生态系统的自动调节能力都有一定的限度，如果人为或自然因素的干预超过了这个限度，生态系统的稳定性就会被破坏。人为因素对生态系统
的影响因素自然因素1、自然因素对生态系统的影响自然因素：
火山喷发、地震、海啸、水旱灾害、雷电、火灾、台风、滑坡、泥石流等自然灾害。台风云娜在浙江登陆
2004年08月13日 http://www.sina.com.cn 2003年07月15日22:31 新华网四川丹巴发生特大泥石流 1人死亡，50人失踪，另有71人被困。这是灾情最严重的水卡子村损毁严重的民房。 四川雅安雨城区北郊乡沙溪村清理受灾现场http://www.sina.com.cn 2003年08月27日16:53 新华网 大暴雨袭击，致使山洪暴发，并诱发两处山体滑坡。
截至27日12时，已确认13人死亡、8人失踪。 我们仍然处在沙尘暴的威胁之下，沙尘暴只是一个符号，真正威胁我们的是生态环境的持续恶化。 2005-4-21 14:37 国内 东方网北方沙尘暴千里奔袭申城 2、人为因素对生态系统稳定性的影响 指人类对自然资源的不合理开发和人类活动
造成的环境污染等。（1）、人类对自然资源的不合理开发包括：A、对森林的过量采伐、对草原的过度放牧、对石
油海洋的过度开发造成植被破坏。B、对某些动物的过度围猎造成食物链破坏。（2）人类活动造成的环境污染主要指： 工业三废、农药化肥、生活垃圾、生活废水、
汽车排放尾气而造成的大气、水和土壤污染。2、人为因素对生态系统稳定性的影响 生态因素的破坏是自然因素和人为因素的共同
作用，人为因素可导致自然因素的强化。2003年8月26日，坐落于长江三峡库尾的重庆一家化工总厂排放的废水排入龙溪河，河水顿时变色。由于排污口距长江干流仅200米，对长江水质造成污染。 黄土高原过去不仅有茂密的森林，还有茂密的草原。但是，经过几百年的掠夺式开发，盲目砍伐森林和滥垦草原，结果植被破坏殆尽，引起水土流失，因而成为一片荒山秃岭。青山绿水穷山恶水黄土高原的历史变迁三门峡大坝出水口处的水质污染十分严重（2005年1月9日摄， 新华社发） 蓝色的梦幻般的月亮泉沙漠包围下的月亮泉月亮泉到如今变成了沙漠2004年5月初，四川省一家造纸企业违规偷排、超标排放造纸黑液，致使长江上游美丽的沱江遭到严重污染，直接经济损失近90万元。2004年5月6日，养鱼户黄明拎着污染致死的鱼。 生态平衡的意义：①保持生态平衡，这样才能从生态系统中获得持续稳定的产量，才能使人与自然和谐地发展②建立新的生态系统，使生态系统朝着更有益于人类的方向发展3、环境保护：1、措施：A、自然保护B、环境污染的监测和防治（1）十大林业生态体系建设工程
（以保护和改善生态环境、实现资源可持续利用为主要目标）（2）建立自然保护区是自然保护的重要手段（建立环境污染监测机构，贯彻“以防为主，防治结合”的方针。）. 上图是某生态系统的生产者、初级消费者和次级消费者之间相互作用的曲线图，试分析说明：
（1）图中Ⅰ为_________者，Ⅱ为____________者，Ⅲ为_____________者。
（2）图中B处Ⅲ开始回升的原因是__________________________________________。
（3）从C开始曲线不再呈现大起大落的变化，这表明该生态系统已经发展到________阶段，处于______________ 状态。生产者 初级消费者 次级消费 次级消费者的数量增多，限制了初级消费者的发展，有利于生产者 成熟 相对稳定 典例分析：
例1、在下列四种措施中，能提高区域生态系统 自 动调节能力的是 （ ）
A.减少该生态系统内生物的种类
B.增加该生态系统内各营养级生物的种类
C.使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡
D.减少该生态系统内捕食者和寄生生物的数量 B例2、下图为阿拉斯加苔原生态系统(全年气温基本上为－40－0度）的食物网，请分析：因纽特人
? 地衣 驯鹿
? 狼
1、从食物网看维持此生态系统稳定性的决定因素是 。2、由于此生态系统的成分单纯，结构简单，所以??????? 能力小，若?????受到根本性破坏，则此生态系统将崩溃。3、写出一条表示因纽特人占第三营养级的食物链???????? 。
4、前苏联核实验曾把137Cs等放射性元素，释放到空中，以后铯被地衣吸收并积累在体内，结果受污染最重的生物是????????? 。
5、假如因纽特人想从图右所示的X、Y、Z三种哺乳动物中选择一种进行放牧饲养，最好选择动物 ，因为该动物不但 ，
而且对物质和能量的需求 ，相对较不容易破坏当地的生态系统。
地衣自动调节地衣因纽特人X耐寒较少巩固：1、下图为在农业生态系统内进行农药防治(喷洒DDT)和生物防治(引入无数捕食者)害虫过程中，害虫种群密度消长示意图：
(1)A点开始的是＿＿＿防治； 　
E点开始进行的是＿＿＿防治。
(2)A点开始的防治中，害虫数
量越来越多，其原因是：一方
面害虫 ；另一方面是害虫的天敌因 。
(3)指出E点开始的防治有何突出的优点 。
(4)F-I段种数量已无明显波动，说明

（5）图中“经济阈值”是指害虫种群密度已经达到了影响农业生态系统经济效益的最低值，因此图中需要防治害虫的时间点是 农药生物由于DDT的选择作用使害虫的抗药性越来越强DDT的毒害而大量死亡避免对环境的污染引入害虫天敌后，生态系统又保持了相对的稳定A D E 引入害虫的寄生物
通过转基因技术培育抗虫植物。 (5)一般认为害虫防治主要是控制害虫种群的大小而不是彻底消灭害虫，用生态学原理进行解释其目的在于
(6)根据生态学种间关系原理，再写出两种生物防治害虫的方法 在使虫害尽可能降低的同时，尽可能增加生物种类，保护生物的多样性，丰富营养结构，使生态系统具有较强的自动调节能力。
或：在使虫害尽可能降低的同时，保护食物链， 害虫作为食物链中的一环，如果消灭了害虫就会破坏食物链，从而破坏生态系统的稳定性。2、有一个生物兴趣小组在进行一项研究，尝试建立微型密闭的模拟池塘生态系统，以达到二个目的：①理解生态系统的稳定性及其自动调节的能力；②理解生态系统的稳定性与生态系统的成分、生态系统的功能之间内在的关系。 该实验提供了以下实验材料：
a.黑玻璃瓶； b.透明玻璃瓶 c.橡皮塞及密封胶； d.新鲜的水藻3条 ； e.死亡的水藻； f.蒸馏水； g.带泥沙的河水； h.小鱼2条； i.小鱼10条； j.小乌鳢2条； k.无机盐。
4位同学分别做了4组不同的实验，这4组实验所选用材料及结果如下表：
?b c d g h实验分析：
1．观察发现4组实验共同之处都没有选用

原因是：
死亡的水藻；蒸馏水；无机盐生态系统的成分中必须要有生产者，死亡的水藻不能作为生产者，没有生产者生态系统就不能维持；
使用河水后，水中已经有无机盐，不必另外再加，以免造成浪费。生态系统的成分中必须要有非生物的物质以及作为分解者的微生物，蒸馏水中几乎没有无机盐及分解者；2．第一组人工制作的小生态瓶，其生态系统可以保持较长时间的稳定，从生态系统的结构和功能方面分析：
（1）该生态系统建立后，应放在 的环境中，以维持稳定的
来源，原因是： 。
（2）各生物的数量 。
（3）水藻的光合作用能为 。
（4）小鱼生命活动过程中产生的 能供 。
（5）微生物能利用和转化 为
。
（6）该生态系统中的各种生物数量能较长时间保持相对稳定，
说明生态系统具有 的 能力。有光能量在生态系统中，能量是逐级递减的相对稳定消费者分解者提供物质能量及氧气CO2水藻进行光合作用动植物的残枝、遗体、粪便水藻的生命活动提供可利用的营养物质自动调节3．第一组实验和第二组实验对照说明：
?
4．第一组实验和第三组实验对照说明：
?
5．第一组实验和第四组实验对照说明： 生态系统要保持相对的稳定，生态系统必须要 有稳定的能量来源。 生态系统要保持相对的稳定，生态系统中各种生物的数量比例应适中，以免破坏生态系统的食物链，导致生态系统崩溃。 生态系统要保持相对的稳定，生态系统中要存在完整的食物链 或生态系统要保持相对的稳定，生态系统中各种生物之间以及生物与无机环境之间必须能进行物质循环和能量流动。人是生态系统的一员，人类在生活与生产活动中，如果不按生态规律办事，就会造成生态平衡的破坏。一旦生态平衡被破坏，即生物之间的相对稳定的关系被破坏，生物与无机环境之间的关系被破坏，就会带来不良后果 ，生活在该生态系统的各种生物以及人类自己将失去赖以生存的环境。