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第3章 生态系统及其稳定性
第5节 生态系统的稳定性
课标解读 课标要求 学习目标 学法指导
1.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 2.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 3.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 1.分析生态系统的稳定性,建立生命系统的稳态观(生命观念) 2.通过分析生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性关系曲线,培养科学分析问题、解决问题的思维能力(科学思维) 3.学习生态系统稳定性的知识,关注人类活动对生态系统的影响(社会责任) 4.设计制作生态缸,培养科学探究能力(科学探究) 1.通过实例归纳抵抗力稳定性和恢复力稳定性的异同,建立稳态与平衡观
2.通过分析负反馈调节与生态系统自我调节能力的联系,理解生态系统维持生态平衡的特征机制
3.通过设计并制作生态缸,观察和比较不同生态缸中生态系统的稳定性,理解生态系统各成分对于生态平衡的意义
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
(1)概念:生态系统的①_______________________处于相对稳定的一种状态。
(2)特征
Ⅰ.结构平衡:生态系统的②___________________保持相对稳定。
结构和功能
各组分
Ⅱ.功能平衡:③_____________________________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。
Ⅲ.④_____________________。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有机物的量,处于比较稳定的状态。
(3)调节机制:⑤___________________机制,是指在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为⑥_________________调节该系统的工作,并且使系统工作的效果⑦___________________________,它可使系统⑧_____________________。
收支平衡
负反馈
信息
减弱或受到限制
保持稳定
生产—消费—分解
2.生态系统的稳定性
(1)概念:生态系统⑨_______________________自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
(2)原因:生态系统具有⑩_________________________。
(3)生态系统的自我调节能力
Ⅰ.基础: _______________________。
Ⅱ.表现:生态系统维持 _____________________的能力。
Ⅲ.特点:生态系统的自我调节能力是 __________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。
维持或恢复
自我调节能力
负反馈调节
相对稳定
有限
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
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,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越 _______________,如热带雨林生态系统。
抵抗外界干扰
保持原状(不受损害)
高
2.恢复力稳定性
(1)含义:生态系统在 __________________________________________的能力。
(2)特点: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。
受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状
三、提高生态系统的稳定性
(1)原因
Ⅰ.处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
Ⅱ.处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的 ____________保持稳定。
(2)措施
Ⅰ.控制对生态系统的 _____________________,在不超过生态系统自我调节能力范围内, _____________________地利用生态系统。
Ⅱ.对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的 ___________________的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
环境
干扰强度
合理适度
物质、能量
四、设计制作生态缸,观察其稳定性
1.目的要求:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的 __________________。
2.基本原理
稳定性
生态系统原理
基本成分
合适比例
(1)铺土: _________________在下,腐殖质较多的土在上。
↓
(2)倒水:在缸内低处倒进水。
↓
(3)放置生物:依据生物生活习性合理放置。
↓
(4)放置生态缸:封上生态缸盖,将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免 _________________________。
↓
(5)定期观察,同时做好记录。
阳光直接照射
沙土
3.实验步骤
4.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,但其结构比较简单,自我调节能力 _______________。
(2)不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 _____________________。
有长有短
差
主题学习一 生态平衡与生态系统的稳定性
1. 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。
提示:该生态系统具有一定的自我调节能力。
(2) 你还能举出生活中其他可以长期维持稳定生产的例子吗?
[答案] 如农业生产中不断施肥、灌溉、除草及控制病虫害等可以使种植单一农作物的农田保持稳定。
(1) 分析可知,该生态系统具有稳定性的原因是什么?
2. 生态系统维持稳定,是通过自我调节能力实现的,那么生态系统是如何自我调节的呢?下图甲、乙分别代表两种不同的调节方式,分析回答下列问题。
甲
乙
(1) 反馈调节有正反馈调节和负反馈调节,图甲和图乙分别属于哪一种?
[提示]图甲所示的是负反馈调节,图乙所示的是正反馈调节。
(2) 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] 甲状腺激素分泌增加后,会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这种反馈调节是负反馈调节,和图甲中的调节方式相同。
[提示] 不能。只有负反馈调节是生态系统自我调节的基础,能使生态系统保持相对平衡。
(4) 正反馈调节一定向坏的方面发展吗?
[提示] 不一定,它还会使好的方面更好。
(3) 反馈调节都能使生态系统保持相对平衡吗?
1.对生态平衡和生态系统稳定性的理解
(1)生态平衡
在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,也就是说,生态系统中的生产过程与消费、分解过程处于平衡的状态,这时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态。
(2)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.生态系统的自我调节能力
(1)生态系统具有一定的自我调节能力,这种能力是通过生态系统内部的反馈调节来实现的。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到并保持相对稳定。
(3)负反馈调节的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。
比较项目 正反馈调节 负反馈调节
调节方式 加速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态 有利于生态系统保持相对稳定
实例分析 已污染的湖泊污染加剧 草原上食草动物与植物的平衡
3.生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
【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。
(2)方法:调节后
例1 [2021全国百强名校联考] 稳定性是生态系统的重要特征之一,是衡量生态系统健康状况的重要指标。下列叙述错误的是( )
A. 群落在发生次生演替过程中生态系统的稳定性一定会逐渐增强
B. 北极冻原生态系统中,若地衣被大面积破坏,则整个生态系统将会崩溃
C. 负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统具有自我调节能力的基础
D. 生态系统的物质循环或能量流动受阻后,生态系统的稳定性就会下降
A
[解析] 一般而言,次生演替时物种的数目会增多,丰富度增加,稳定性会增强,但若是次生演替过程环境因素较差或人为破坏较为严重,也会出现物种数目减少,生态系统稳定性降低的情况,A错误;北极冻原生态系统中,动植物种类稀少,营养结构简单,其中生产者主要是地衣,若地衣被大面积破坏,则整个生态系统将会崩溃,B正确;生态系统具有一定的自我调节能力,基础是负反馈调节,C正确;生态系统的物质循环和能量流动的渠道是食物链和食物网,复杂的食物链和食物网是生态系统稳定性的重要基础,故生态系统的物质循环或能量流动受阻后,生态系统的稳定性就会下降,D正确。
本题主要考查生态平衡的相关知识,准确理解生态系统的自我调节能力和负反馈调节在生态平衡中的作用,理解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,建立稳态平衡的自然观。
1. 某池塘中,早期藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤大量繁殖,藻类减少,接着又引起水蚤减少。后期排入污水,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,后期不属于负反馈调节
C. 早期、后期均属于负反馈调节
D. 早期、后期均不属于负反馈调节
B
[解析] 根据题意可知,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。综上分析,B项正确。
主题学习二 抵抗力稳定性与恢复力稳定性
生态系统的稳定性可分为两种类型,它们之间既有区别又有联系。分析下面的材料,并回答问题。
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能力,这种能力反映生态系统的抵抗力稳定性。
2. 一块管理良好的棉田和内蒙古草原上的草场相比,哪个抵抗力稳定性更高?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. 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:对同一个生态系统来讲,抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反关系且同时存在。但对于一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统,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。
1.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
比较项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
实质 使自身结构与功能保持原状的能力 遭到破坏后恢复原状的能力
核心 “抵抗干扰,保持原状” “遭到破坏,恢复原状”
影响因素 一般来说,生态系统的丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高 一般来说,生态系统的丰富度越小,营养结构越简单,恢复力稳定性越高
比较项目
关系
①一般情况下二者呈相反关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差;反之亦然
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的特性,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定
③特例:因环境条件不适宜,北极苔原生态系统和荒漠生态系统等的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱
续表
例2 下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A. 除去农田中的杂草可以提高其抵抗力稳定性
B. 人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性
C. 少量生活污水排入河流,但河流依然保持清澈,这属于恢复力稳定性
D. 生态系统的发展趋势一定是营养结构更复杂,稳定性更高
B
[解析] 除去农田中的杂草后,生物多样性降低,该生态系统抵抗力稳定性下降,A错误;人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性,B正确;少量生活污水排入河流,但河流依然保持清澈,这属于抵抗力稳定性,C错误;生态系统的发展趋势一般是营养结构更复杂,稳定性更高,但受环境和人为因素的影响,生态系统可能向相反的方向发展,D错误。
本题考查生态系统的稳定性,要求考生识记生态系统稳定性的概念、类型及实例,掌握影响生态系统稳定性的因素,能结合所学的知识准确判断各选项。识记并理解生态系统的稳定性的概念,正确判断生态系统的恢复力稳定性和抵抗力稳定性,培养考生科学思维能力和稳态平衡的自然观。
2. [2020北京朝阳区高二期末] 毛竹、栲树、苦槠等阔叶树形成的混交林,其稳定性比毛竹纯林的高。解释不合理的是( )
A. 毛竹纯林易发生病虫害 B. 混交林中物种多样性高
C. 毛竹纯林物质不可循环 D. 混交林中食物网更复杂
C
[解析] 与毛竹纯林相比,混交林物种多样性高,食物网复杂,抵抗力稳定性较高,不易发生病虫害,A、B、D正确;毛竹纯林物质也可循环,如生物呼吸作用产生的二氧化碳可在光下被植物通过光合作用重新利用,实现循环,C错误。
主题学习三 设计制作生态缸,观察其稳定性
阅读教材P78“探究·实践”内容,思考并回答以下问题:
1. 为什么生态缸必须是透明的?
提示:一是因为缸内的能量流动起始于生产者固定的太阳能,没有光,生态系统很快就会崩溃;二是便于观察记录。
2. 为什么不能将生态缸放在阳光能够直接照射到的地方?
提示:会导致水温过高,而使水草死亡。
3. 为什么生态缸内的水量应占其容积的,不能装满?
提示:在生态缸中的绿色植物光合作用释放的氧气不可能全部都溶解于水,所以必须留下可以储存并交换气体的空间。
4. 为什么投放的动物数量不宜过多、个体不宜过大?
提示:动物数量过多、个体过大,导致生产者制造的有机物和释放的氧气的生产量小于消耗量,使食物链遭到破坏,生态系统过早崩溃。
提示:缸内的各种生物之间及其与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动,且能够长期进行。
6. 某同学设计了一个小生态瓶,要想较长时间保持稳态,一定要做到的是___________________。
①要有稳定的能量来源 ②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理 ③植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要 ④动物产生的能满足植物进行光合作用 ⑤瓶底应放一些鹅卵石
提示:①②③④
5. 为什么生态缸内的生物成分必须齐全?
1.制作小生态缸的目的:探究生态系统保持相对稳定的条件。
2.小生态缸的设计要求及分析
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的 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,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中应能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持相对稳定
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能;保持生态缸内温度;便于观察
可通过观察动植物生活情况、水质变化等来判断生态系统的稳定性。
虽然生态缸中成分齐全,各成分间可以进行能量流动和物质循环,但由于缸中生态系统过于简单,自我调节能力较弱,所以其稳定性极易遭到破坏,因此只能保持较短时间。如果生态缸是一个开放的系统,则可改善上述情况,在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。
设计要求 相关分析
生态缸中的水量不能超过其容积的,要留出一定的空间 便于操作;缸内储备一定量的空气
生态缸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
选择的动物不宜太多,个体不宜太大 减少对的消耗,防止生产量<消耗量
续表
例3 甲、乙、丙、丁4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述中正确的是( )
生态系统的组分 光 水草 藻类植物 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 + + + + - +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + + +
C
注:+表示有,-表示无。
A. 乙瓶中藻类植物的种群密度逐渐增大
B. 由于丙瓶中没有小鱼,所以比甲瓶积累的有机物多
C. 与甲瓶相比,丁瓶中氧气含量少
D. 本实验说明非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者是构成生态系统不可缺少的四种成分
[解析] 乙瓶无光照,藻类植物因无法进行光合作用而死亡,种群密度下降,A错误;与甲瓶相比,丙瓶中无泥沙,分解者很少,无法将该瓶中动植物遗体、动物的排遗物等有机物分解为无机物,无法供生产者再利用,积累的有机物少,B错误;与甲瓶相比,丁瓶中小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气,因此与甲瓶相比,丁瓶中氧气含量低,C正确;生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物物质和能量(光能),但生态系统必不可少的成分是非生物的物质和能量、生产者、分解者,D错误。
本题通过表格呈现实验中各组别的设计,通过分析各组别之间的实验变量,结合生态系统的结构与功能、生态系统稳定性等知识,分析实验并预期结果,培养考生科学思维与科学探究能力。
3. 设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面列举的原理或要求中,合理的是( )
A. 应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量
B. 应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸
C. 生态缸中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些
D. 生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动
D
[解析] 生态缸的采光用较强的散射光,既可为水生植物的光合作用提供光能,又可防止生态缸中水温过高,导致水生植物死亡,A错误;生态缸必须是封闭的,目的是防止外界生物或非生物因素的干扰,B错误;投放的不同营养级的生物比例要合适,C错误;生态缸相当于微型的生态系统,其中的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动及信息传递,D正确。
1. 下列叙述,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1) 一个稳定的生态系统中动植物种类及数量不会有波动。( )
×
(2) 生态系统的稳定性不会随环境的改变而改变。( )
×
(3) 生物群落能量的输入量大于输出量,物质的输入与输出则保持相对平衡。( )
×
(4) 自我调节能力强的生态系统,其稳定性也就越高。( )
√
(5) 生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强。( )
×
(6) 在一块牧草地上栽种乔木树林后,其恢复力稳定性下降。( )
√
(7) 就生态系统结构而言,生态缸的稳定性取决于物种数。( )
×
(8) 生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性。
( )
√
2. 下列关于生态平衡的叙述,不正确的是( )
A. 生态平衡是一定时间和空间内的平衡
B. 生态环境中各种生物的数量和所占比例处于相对稳定状态
C. 各种生物的数量和比例稳定不变
D. 生产者大量死亡会破坏生态平衡
C
[解析] 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,而不是稳定不变,C错误。
3.生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有着一定的关系,在下图所示曲线中能准确表示两者关系的是(a代表抵抗力稳定性,b代表恢复力稳定性)( )
A.
B.
C.
D.
A
[解析] 一般来说,生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,其抵抗力稳定性就越强,相反的其恢复力稳定性就越弱。
4. 下列人类活动中,有利于提高生态系统稳定性的是( )
A. 为增加耕地面积,大量围湖造田
B. 为发展畜牧业,不断扩大放牧规模
C. 为增加生物类群丰富度,大量引进外来物种
D. 为防止土地荒漠化,人工建造防护林
D
[解析] 围湖造田扩大耕地面积会破坏植被和食物链,导致生态系统稳定性被破坏,A错误;为发展畜牧业,不断扩大放牧规模,使草原失去了防风固沙的能力,导致生态系统的稳定性降低,B错误;大量引进外来物种可能会造成生物入侵,导致生态系统稳定性降低,C错误;人工建造防护林能有效地防风固沙,防止土地荒漠化,从而提高生态系统稳定性,D正确。
5. 下列关于生态缸制作的说法,正确的是( )
A. 生态缸的密封性越差,其生物死亡就越快
B. 生态缸中放入较多的小乌龟有利于该生态系统的稳定
C. 生态缸中的生物之间最好不要有捕食关系,否则稳定性就差
D. 生态缸制作完成后,应放在光线良好,但不是阳光直射的地方
D
[解析] 生态缸的密封性越差,与外界的联系越大,其生物死亡就越慢,A错误;生态缸中的生物种类和数量比例要适宜,小乌龟是该小型生态系统的最高级消费者,数量宜少,B错误;生态缸中的生物之间最好有捕食关系,形成食物链,否则稳定性就差,C错误;生态缸制作完成后,不能放在阳光直射的地方,否则会因为温度过高而导致缸内生物的死亡,D正确。
6. [2021山东青岛九中高三期中] 我国南方很多村落背后都有一片充当绿色屏障的防护林。防护林保留了部分原始植被的特征,但同时由于深受人类活动的干扰而与自然群落有一定差异。研究表明,在华南某地,随着干扰(主要是砍伐成树)强度的增加,防护林林下的植物丰富度增加,阳生植物增多,在人工干扰强度不同的防护林中,占优势的树种也有差异。受到重度干扰的防护林,比自然林更容易遭受外来物种的入侵。
(1) 砍伐成树有助于林下植物的生长,主要是影响了哪一类种间关系?
___________。干扰后林下的阳生植物为什么会增多?_________________________________________________________。
林下植物接受的光照强度增加,有利于阳生植物的生长繁殖
[解析] 砍伐成树有助于林下植物的生长,主要是影响了林下植物和树的种间竞争关系,砍伐树后,林下植物接受的光照强度增强,更有利于林下阳生植物的生长,所以阳生植物会增多。
种间关系
(2) 一定程度的人工干扰可能会增加防护林群落的物种丰富度,这给我们什么启示?_________________________________________________________________。
适度的人工干扰可以加快群落的演替速度,增加群落的结构复杂程度
[解析] 适度的人工干扰可以增加防护林群落的物种丰富度,因此适度人工干扰可以加速群落演替和增加群落结构复杂程度。
(3) 为什么重度人工干扰的防护林比自然林更容易遭受外来物种入侵?_______________________________________________________________________________________________________。这给我们什么启示?_______________________________。
重度干扰会让防护林的物种多样性降低,导致防护林营养结构简单,抵抗力稳定性降低,更容易被外来物种入侵
人类对生态系统的干扰要适度
[解析] 生态系统的自我调节能力是有限的,对生态系统过度干扰会适得其反。重度干扰会降低防护林的物种多样性,使其抵抗力稳定性降低,与自然林相比更易被外来物种入侵。
一、选择题
1. 下列关于生态平衡的叙述,正确的是( )
A. 生态系统的结构与功能始终保持不变的状态就是生态平衡
B. 在群落演替过程中,一旦演替为成熟的生态系统,该系统就会保持永久平衡
C. 生态系统一旦受到外来不利因素的干扰就会被破坏
D. 生态平衡是生态系统的结构与功能保持相对稳定的状态
D
[解析] 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,并不是一成不变的,A错误,D正确;成熟的生态系统,也可能因受到干扰,失去平衡,B错误;生态系统受到一定程度的干扰,有可能通过自身调节,使生态系统保持相对稳定,C错误。
2. [2021吉林白城洮南一中高二月考] 当河流受到轻度污染时,河流自身能通过物理沉降、化学分解、微生物分解等方法,很快消除污染,河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。这个事例说明( )
A. 生态系统具有相对稳定的物质循环
B. 生态系统具有一定的自我调节能力
C. 生态系统具有稳定的能量来源
D. 生态系统具有大量的生产者和消费者
B
[解析] 当河流受到轻度污染时,河流自身能通过物理沉降、化学分解、微生物分解等方法,很快消除污染,河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响。这个事例说明生态系统具有一定的自我调节能力,B正确。
3. 下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A. 就生态系统结构而言,生态缸的稳定性取决于物种数
B. 草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
C. 负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
D. 生态系统相对稳定时无能量的输入和散失
C
[解析] 就生态系统结构而言,生态缸的稳定性主要取决于生产者、消费者和分解者的合理搭配,并非物种数目越多越稳定,A错误;与灌木阶段的群落相比,草本阶段的群落物种数目较少,自我调节能力较弱,B错误;生态系统相对稳定时,仍有能量的输入和散失,D错误。
4. 下列不属于生态系统为了维持生态平衡而进行的负反馈调节的是
( )
A. 生物种群密度的调控
B. 异种生物种群之间的数量调控
C. 生物群落与非生物环境之间的相互调控
D. 受到污染的湖泊,死亡腐烂的鱼对湖泊生态系统的影响
D
[解析] 生态系统为维持生态平衡而进行的负反馈调节可表现为生物种群密度的调控、异种生物种群之间的数量调控以及生物群落与非生物环境之间的相互调控等。受到污染的湖泊中水生生物大量死亡,死亡腐烂的鱼进一步引起水质变差,最终会破坏湖泊生态系统的稳定性,属于正反馈调节,D符合题意。
5. [2021黑龙江哈尔滨三十二中高二期中] 下列水域生态系统在遭到较严重破坏后,恢复较快的是( )
A. 河流生态系统 B. 池塘生态系统
C. 湖泊生态系统 D. 海洋生态系统
B
[解析] 水域生态系统包括河流生态系统、池塘生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统等。一般来说,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性就越低,因此水域生态系统在遭到较严重破坏后,池塘生态系统恢复较快,故选B。
6. 下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是( )
A. 在一块牧草地上播种杂草种子形成杂草地后,其抵抗力稳定性升高
B. 在一块牧草地上通过管理提高牧草的产量后,其抵抗力稳定性升高
C. 在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性降低
D. 一块弃耕后的农田上形成灌木林后,其抵抗力稳定性升高
B
[解析] 在牧草地上播种杂草种子后,生态系统的组成成分增多,营养结构更复杂,其自我调节能力增强,抵抗力稳定性升高,A正确;在牧草地上通过管理提高牧草的产量后,意味着杂草和害虫等减少,生物种类减少,则抵抗力稳定性降低,B错误;在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,生物种类增多,抵抗力稳定性升高,恢复力稳定性降低,C正确;一块弃耕后的农田上形成灌木林后,生物种类增多,抵抗力稳定性高,D正确。
7. 如图表示4个不同的自然生态系统在受到相同的外来干扰后,该系统中某植食性动物种群的数量变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是
( )
A.
B.
C.
D.
C
[解析] A图受到干扰后,种群数量降低,抵抗力稳定性较弱,A错误;B图受到相同的外来干扰后,波动较大,因此,抵抗力稳定性较弱,B错误;C图受到相同的外来干扰后,波动最小,因此,抵抗力稳定性最高,C正确;D图受到相同的外来干扰后,种群数量下降,抵抗力稳定性弱,D错误。
8. [2020湖南湘西州高二期末] 某林区常年栖息着约25万只鸟类,其中农林害虫的天敌灰掠鸟数量较少。林区管理者大规模种植某种灰掠鸟喜居的树种,招引了更多的灰掠鸟,最多可达10万只。该措施导致的结果最不可能的是( )
A. 农林害虫数量会大幅度上升 B. 生态系统的营养结构发生变化
C. 灰掠鸟成为鸟类中的优势种群 D. 林区的抵抗力稳定性增强
A
[解析] 招引了更多的灰掠鸟,使害虫天敌增多,所以农林害虫数量会减少,所以不可能出现害虫数量增加的现象,A符合题意;招引了更多的灰掠鸟,使该地的生态系统中物种发生了改变,因此食物链和食物网(营养结构)会发生变化,B不符合题意;由于灰掠鸟最多可达10万只,所以其可能成为优势物种,C不符合题意;由于灰掠鸟捕食了害虫使林区树木得到更好的生长,物种丰富度增加,结构更加复杂,所以会发生林区的抵抗力稳定性增强的情况,D不符合题意。
9. 下列有关制作生态缸实验的叙述中,错误的是( )
A. 放置生态缸时要避免阳光直射
B. 制作完成后要对生态缸做密封处理
C. 要定时向生态缸内通入洁净空气
D. 生态缸内各个营养级生物数量要合理搭配
C
[解析] 生态缸应放置在通风、光线良好的地方,但要避免阳光直射,以免缸内温度过高杀死生态缸内的生物,A正确;该生态缸必需密封,防止外来生物和非生物的干扰,另外生产者可以进行光合作用制造氧气,B正确,C错误;生态缸内各个营养级生物数量要合理搭配,D正确。
易错提醒
(1)误认为生态缸内生产者、消费者和分解者齐全,食物链完整就能维持生态平衡。
若消费者数量过多或个体太大,氧气的生产量小于消耗量,也会导致小动物存活时间短。
(2)误认为生态缸内生产者、消费者和分解者齐全,比例合理,食物链完整,就能维持生态平衡。若缺乏光照,或太阳直射,会导致藻类植物光合作用产生的有机物和氧气少,藻类植物的种群密度不断下降。
二、非选择题
10. 完成下列填空:
(1) 生态系统所具有的____________________________________________的能力,叫作生态系统的稳定性,这种稳定性依赖于生态系统的自我调节能力,从生态系统的结构分析,决定该能力大小的因素是_______________________________________。
维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态
营养结构的复杂程度(或物种丰富度)
[解析] 生态系统的稳定性主要与生物的种类有关,还要考虑生物的个体数量。
(2) 海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染,如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态,因为海洋的___________稳定性低。
恢复力
[解析] 恢复力稳定性抓住“遭到破坏,恢复原状”的特点,“遭到破坏”即较远地偏离了原来的稳定状态,如海洋受到污染破坏后难以恢复到原来的状态。
(3) 附近的某饲料厂将少量污水排入湖中,但该湖泊生态系统的结构没有发生明显的改变,这属于生态系统的___________稳定性。食品工厂向河流排污,导致鱼类因为缺少氧气而大量死亡,且水体变浑浊,但是村庄附近的河流又保持清澈见底,这依赖于河流的___________稳定性。
抵抗力
抵抗力
[解析] 抵抗力稳定性抓住“抵抗干扰,保持原状”的特点,“干扰”即外界因素对生态系统的破坏,“保持原状”即生态系统没有受到较大的破坏,如饲料厂将污水排入湖中,湖泊仍保持稳定状态;村庄附近河流受到污染,仍保持清澈。
一、选择题
1. [2020重庆模拟] 下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
①一般情况下,恢复力稳定性和抵抗力稳定性呈负相关
②“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性
③人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力
④热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性仍很强
⑤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
A. ①③ B. ②④⑤ C. ②③ D. ①④⑤
A
[解析] 一般情况下,恢复力稳定性和抵抗力稳定性呈负相关,①正确;“遭到破坏,恢复原状”属于恢复力稳定性,②错误;生态系统的自我调节能力是有限的,为保持生态系统的稳定,人类对自然生态系统的干扰不能超过其承受能力,③正确;热带雨林的抵抗力稳定性强,恢复力稳定性较弱,④错误;生物种类增加,营养结构变复杂,生态系统的抵抗力稳定性会增加,但是随意增加生物种类,可能会造成外来物种入侵,反而会破坏生态系统的稳定性,⑤错误。
2. 四个生物群落分别包含若干种群,图中给出了这些种群的密度(每平方米的个体数),当遇到大规模虫害袭击时,受影响最小的群落是( )
D
[解析] 从柱形图中看出群落甲中只有四个种群,且有两个种群密度不大,生态系统的稳定性不是最强的,A不符合题意;从柱形图中看出群落乙中只有一个种群密度较大,其他种群密度都较小,生态系统的稳定性较低,B不符合题意;从柱形图中看出,群落丙的多数种群密度不大,生态系统稳定性较低,C不符合题意;从柱形图中看出,群落丁中物种丰富度高,并且不同种群的种群密度相对较高,因此该生态系统的稳定性最强,当受到大规模虫害袭击时,该群落不易受影响,D符合题意。
易错提醒
(1)误认为生物多样性程度高,生态系统的抵抗力稳定性就一定越强。
生物多样性程度高,并同时满足营养结构复杂才会使生态系统的抵抗力稳定性强。
(2)误认为生态系统的稳定性与生物种类有关,而与生物数量无关。
生物数量多,会增加基因多样性,为自然选择提供更多选择的材料,从而增加生态系统的稳定性。
3. 如图所示,两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法正确的是( )
D
A. y值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标
B. 在遭到干扰时,x、y值的大小与生物种类有关,与数量无关
C. 对同一个生态系统来说,y值和x值之间呈负相关
D. TS值越小,这个生态系统的总稳定性越大
[解析] y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,y值大小可作为生态系统抵抗力稳定性的定量指标,x值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标,A错误;x、y值的大小与生物种类和数量有关,生态系统中生物的种类和数量越多,营养结构(食物网)越复杂,生态系统自我调节能力越强,则抵抗力稳定性越强,y值小,恢复力稳定性越弱,x越大,B错误;y的大小反映了抵抗力稳定性大小,x表示生态系统的恢复力高低,对于同一个生态系统来说,y越大,抵抗力稳定性弱,则恢复到原来状态所需要的时间越长,但这也不绝对,在环境条件恶劣的地方,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,C错误;TS值是生态系统遭到破坏后偏离正常水平的程度,该值越小,则表示生态系统总稳定性越大,D正确。
命题分析 本题以曲线图为素材,考查生态系统的稳定性的相关知识,意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断,属于科学思维能力的考查。
审题关键
(1)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。
(2)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的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱;反之,抵抗力稳定性强。
(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间,x越大,表示恢复力稳定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。
(4)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越弱。
4(A). [2020陕西西安陕西师大附中模拟] 下列关于生态系统稳定性的叙述,不正确的是( )
A. 高尔夫球场上长满了一种绿油油的草本植物——台湾草,其抵抗力稳定性较低
B. 在同等强度干扰下,森林生态系统比草原生态系统受影响的程度小
C. 不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性相同
D. 森林生态系统和海洋生态系统的自我调节能力较强
C
[解析] 高尔夫球场上的生物种类单一(只有一种台湾草),故其自我调节能力弱,抵抗力稳定性较低;森林生态系统比草原生态系统中生物种类多,营养结构复杂,因此在同等强度干扰下,森林生态系统受影响的程度小;不同的生态系统,由于营养结构不同,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性也不相同;森林生态系统和海洋生态系统的生物种类都较多,营养结构都较复杂,其自我调节能力都较强。
4(B). [2020陕西西安陕西师大附中模拟] (不定项)下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A. 高尔夫球场上长满了一种绿油油的草本植物——台湾草,其抵抗力稳定性较低
B. 在同等强度干扰下,森林生态系统比草原生态系统受影响的程度小
C. 不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性相同
D. 森林生态系统和海洋生态系统的自我调节能力较强
ABD
[解析] 高尔夫球场上的生物种类单一(只有一种台湾草),故其自我调节能力弱,抵抗力稳定性较低;森林生态系统比草原生态系统中生物种类多,营养结构复杂,因此在同等强度干扰下,森林生态系统受影响的程度小;不同的生态系统,由于营养结构不同,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性也不相同;森林生态系统和海洋生态系统的生物种类都较多,营养结构都较复杂,其自我调节能力都较强。
5(A). 如图所示,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,则相关叙述不正确的是( )
图A
C
图B
A. 作为一个完整的生态系统,除了图A中所示的成分外,还应该包括分解者和非生物的物质和能量
B. 甲、乙、丙3者之间的食物联系是乙→甲→丙
C. 图B所示的这种调节方式属负反馈调节
D. 图A和图B这两种反馈调节不同,其中A方式是维持生态系统稳定的主要机制
[解析] 生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,因此图A中缺少分解者、非生物的物质和能量,A正确;由图A中种群数量的变化,可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙,B正确;图B所示调节属于正反馈调节,C错误;图A是负反馈调节,图B是正反馈调节,负反馈调节是维持生态系统稳定的主要机制,D正确。
5(B).(不定项)如图所示,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,则相关叙述正确的是
( )
图A
ABD
图B
A. 作为一个完整的生态系统,除了图A中所示的成分外,还应该包括分解者和非生物的物质和能量
B. 甲、乙、丙3者之间的食物联系是乙→甲→丙
C. 图B所示的这种调节方式属负反馈调节
D. 图A和图B这两种反馈调节不同,其中A方式是维持生态系统稳定的主要机制
[解析] 生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,因此图A中缺少分解者、非生物的物质和能量,A正确;由图A中种群数量的变化,可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙,B正确;图B所示调节属于正反馈调节,C错误;图A是负反馈调节,图B是正反馈调节,负反馈调节是维持生态系统稳定的主要机制,D正确。
6(A). 两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的变化情况如图所示,不能得出的结论是( )
D
A. 同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强
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. 图中偏离正常运行范围的程度可以体现恢复力稳定性的大小
[解析] 从图中可看出甲、乙两个生态系统在受到同等强度的干扰后,甲生态系统保持自身结构和功能相对稳定的能力小,结构和功能波动范围大,所以抵抗力稳定性差,乙生态系统抵抗力稳定性比甲强,A正确;若乙生态系统干扰提前,由于乙生态系统恢复原状的周期不变,所以B点左移,B正确;若甲生态系统所受的干扰强度增大,则甲生态系统恢复原状所需要的时间延长,所以C点右移,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与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错误。
6(B).(不定项)两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的变化情况如图所示,据图能得出的结论是( )
ABC
A. 同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强
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. 图中偏离正常运行范围的程度可以体现恢复力稳定性的大小
[解析] 从图中可看出甲、乙两个生态系统在受到同等强度的干扰后,甲生态系统保持自身结构和功能相对稳定的能力小,结构和功能波动范围大,所以抵抗力稳定性差,乙生态系统抵抗力稳定性比甲强,A正确;若乙生态系统干扰提前,由于乙生态系统恢复原状的周期不变,所以B点左移,B正确;若甲生态系统所受的干扰强度增大,则甲生态系统恢复原状所需要的时间延长,所以C点右移,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与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错误。
二、非选择题
7. 一个森林生态系统中有甲、乙两种昆虫,原来这两种昆虫密度长期在一定范围中波动,并保持动态平衡。后来在时间T点,对森林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂,这一生态系统就发生了变化,如图所示:
(1) 甲昆虫是_______食性昆虫,乙昆虫是_______食性昆虫,甲、乙两种昆虫之间为_________关系。施放化学杀虫剂后,甲昆虫密度上升的原因是___________________________,乙昆虫密度下降的原因是_____________。
植
肉
捕食
具有抗药性,且天敌减少
没有抗药性
[解析] 分析图示,由T点之前,甲、乙两种昆虫种群密度的波动情况,可以判断出乙捕食甲。在T点之后,乙昆虫数量减少,甲昆虫失去了天敌的制约,数量增多,导致森林光合作用产物量下降,总结出三者的捕食关系为森林中的生产者→甲→乙,故甲是植食性昆虫,乙是肉食性昆虫,甲、乙之间具有捕食关系。
(2) 施药前,该生态系统保持_____________的状态,这体现了生态系统具有___________稳定性;施药后生态系统受到破坏,说明生态系统的_____________能力具有一定的限度。
相对稳定
抵抗力
自我调节
[解析] 施药前,该生态系统保持相对稳定的状态,这体现了生态系统具有抵抗力稳定性。施药后生态系统受到破坏,说明生态系统的自我调节能力具有一定的限度。
(3) 预测施药后相当长的一段时间,该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会发生怎样的变化?这说明生态系统具有何种稳定性?_____________________________________________________________________________。
两种昆虫密度和森林光合作用产量会逐渐恢复,这说明生态系统具有恢复力稳定性
[解析] 预测施药相当长的一段时间后。该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会逐渐恢复,这说明生态系统具有恢复力稳定性。
(4) 连续三年,该地区发生了特大旱灾。灾害还留下森林火灾及泥石流等次生灾害隐患。
① 森林中大量苗木被旱死,意味着食物链中被破坏的成分是___________。
生产者
② 这次受灾的地区是我国林业森林资源最丰富的地区,在受灾之前这里的森林生态系统处于___________状态,请从生态系统的稳定性的角度简要分析保持这种状态的原因:____________________________________________________________________________________________________________。
相对稳定
因为生态系统具有自我调节能力,在一定的限度内,生态系统即使受到外界干扰也会通过自我调节而保持相对稳定状态
③ 请给本次受灾的地区提出两条恢复森林生态系统稳定性的建议。___________________________________________________________。
积极植树造林;禁止乱砍滥伐;从思想上引导人们要爱护树木
[解析] 苗木能进行光合作用,制造有机物,在食物链中是生产者。正常的森林生态系统具有自我调节能力,受到的外界干扰若不超过一定限度,生态系统会很快恢复,保持相对稳定状态;但若超过一定限度,则恢复起来会很困难,甚至不能恢复。生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其稳定性越强。对于受灾后的森林来说,要增加生态系统的组分需先增加生产者(苗木)的数量。