2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2-3.5生态系统的稳定性课件（34张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2-3.5生态系统的稳定性课件（34张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-27 16:25:06 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第5节 生态系统的稳定性
【本节聚焦】
1.什么是生态平衡？
2.生态系统是如何自我调节？
3.怎样理解生态系统的稳定性？
4.怎样提高生态系统的稳定性？
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。
[讨论1]紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？
繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素。
[讨论2]我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
凤眼莲
加拿大一枝黄花
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。
虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但是只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，长期处于生态平衡的状态。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（一）生态平衡
1.概念：生态系统的______和_____处于__________的一种状态，就是生态平衡。
相对稳定
功能
结构
组成成分
营养结构
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
能量流动
物质循环
信息传递
结构平衡
功能平衡
食物链和食物网
2.生态平衡的特征：
（1）结构平衡
生态系统各组分保持相对稳定。
（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。
（3）收支平衡
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。
由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
动态平衡
[思考]这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
[活动1]阅读P74第2自然段，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述文字所描述的两个例子的调节过程？
草
兔
狼
实例1
实例2
实例1
兔子数量增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔子数量减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼减少
草
兔
狼
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。
实例2
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾
光照充足
土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
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.生态平衡的调节机制：
负反馈机制
（1）概念：在一个系统中，系统工作的__________，反过来又作为________调节该系统的工作，并且使系统工作的效果_______或受到_________，它可使系统________________。
效果
信息
减弱
抑制
保持稳定
（2）模型图
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
“改邪归正”
（3）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！
[活动2]利用本章第一节图3-4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，描绘该种动物数量增加或减少时，生态系统可能发生的变化 ，并讨论负反馈调节是否发挥了作用？
蛙减少
昆虫和蜘蛛增加
捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加
鹰
增加
蛇减少
蛙增加
昆虫和蜘蛛减少
捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少
鹰减少
蛇增加
[思考]一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。以上调节过程是否属于负反馈调节？
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等生物腐烂
+
结果：
+
正反馈调节
原方向
发生偏离
更加偏离
破坏稳态（“错上加错”）
常使生态系统远离平衡稳态
【小结】生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
项目 正反馈调节 负反馈调节
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，能使生态系统保持相对平衡
结果 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 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
实例
联系 正、负反馈的相互作用和转化，保证了生态系统可以达到并保持一定的稳态
练一练 判断正误
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。( ）
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。（ ）
×
√
×
负反馈调节是生态系具备自我调节能力的基础。具备自我调节能力是生态系统保持相对稳定的原因。
生态系统的稳定性
生态系统_______或_______自身结构与功能处于相对平衡状态的________。
强调的是生态系统维持___________的能力。
维持
恢复
能力
生态平衡
生态系统_______或_______自身结构与功能处于相对平衡状态的________。
维持
恢复
能力
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
[思考]生态系统的自我调节能力是无限的吗？
生态系统的稳定性
原因
基础
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
当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迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（一）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________（不受损害）的能力。
抵抗
保持原状
发达根系抗干旱
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
抵抗干扰，维持原状
2.特点：
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
抵抗力稳定性越高
例如：热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，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。
[思考]人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？
人工林抵抗力稳定性比天然林低。
因为相比之下人工林组成成分少，营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
（二）恢复力稳定性
1.概念：生态系统在受到外界干扰因素的_____后____________的能力。
破坏
恢复到原状
遭到破坏，恢复原状
2.特点：
生态系统成分越少
营养结构越简单
自我调节能力越弱
恢复力稳定性一般越高
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其________与_________是________的。
恢复速度
恢复时间
不一样
★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！
[活动3]尝试结合抵抗力稳定性与恢复力稳定性的特点，构建两者关系的曲线图。
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
（三）抵抗力稳定性VS恢复力稳定性
恢复力稳定性
一般来说，生态系统的抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性往往越______。两者呈_______相关，主要与生态系统的______________和____________________有关。
低
负
生物种类的数量
营养结构复杂程度
[思考]结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
特例
极地苔原（冻原）生态系统
生存条件极其恶劣：生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
生物种类______；
营养结构______；
自我调节能力______；
少
简单
弱
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！
如果要对一个生态系统稳定性的两个方面进行比较，则必须强调他们所处的环境条件。
练一练 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。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自我调节能力。看图完成以下填空。
S：表示_____________稳定性（S越大抵抗力稳定性越_______；反之越强）
T：表示_____________稳定性（T越大恢复力稳定性越_______；反之越强）
ST：表示______稳定性（ST面积越大，生态系统的总稳定性越____；反之越强）
抵抗力
弱
恢复力
弱
总
弱
[思考]在个体水平稳态的维持上，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。
人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。
[思考]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呢？
①可以持续不断地满足人类生活所需
提高生态系统的稳定性的意义
提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
②能够使人类生活与生产的环境保持稳定
三、提高生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性的具体措施
（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。
（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。
P78【探究-实践】设计生态缸并观察其稳定性
基本原理
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。
实验步骤
设计要求及目的
设计要求 目的
生态缸必须是封闭的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全（具有生产者、消费者和分解者）
生态缸的材料必须透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
生态缸的采光应使用较强的散射光
选择动物不宜过多，个体不宜太大
防止外界生物或非生物因素的干扰
使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
便于操作，且使缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
[讨论1]设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者
生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维持生态系
统的相对稳定。
[讨论2]生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？
一般等到缸内务生物相互适应及依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个星期以后。
[讨论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。
[讨论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。
练一练 P77【练习与应用】一、概念检测
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
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
√
√
D
C
练一练 P77【练习与应用】二、拓展应用
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？
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？
生态系统具有抵抗力稳定性，受到轻微污染时，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。
生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重， 破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，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。
练一练 P77【练习与应用】二、拓展应用
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。
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、在某些区段人工増氧、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；加强执法检査；等等。
练一练 P80【复习与提高】一、选择题
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
B.微生物也能利用农作物通过光合
作用储存的能量
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
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.能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
C
A
练一练 P80【复习与提高】一、选择题
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
4.毛竹与榜树、苦楮等阔叶树形成的混交林，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
B
D
练一练 P80【复习与提高】二、非选择题
1.将以下概念之间的关系分别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。
2. 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。
请据图冋答下列问题。
（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
（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？
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。
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。
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。
河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
练一练 P80【复习与提高】二、非选择题
3.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。因为喷酒高效农药、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，由于棉铃虫和赤眼蜂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。
4.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。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，捕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
第5节 生态系统的稳定性
【本节聚焦】
1.什么是生态平衡？
2.生态系统是如何自我调节？
3.怎样理解生态系统的稳定性？
4.怎样提高生态系统的稳定性？
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。
[讨论1]紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延？
繁殖、适应能力很强，没有天敌等制约因素。
[讨论2]我国曾引入紫茎泽兰专食性天敌——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，如泽兰实蝇的生物安全性研究，野外如何布点释放泽兰实蝇，定点释放的虫量应当为多少等等，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
凤眼莲
加拿大一枝黄花
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。
虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但是只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，长期处于生态平衡的状态。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
（一）生态平衡
1.概念：生态系统的______和_____处于__________的一种状态，就是生态平衡。
相对稳定
功能
结构
组成成分
营养结构
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
能量流动
物质循环
信息传递
结构平衡
功能平衡
食物链和食物网
2.生态平衡的特征：
（1）结构平衡
生态系统各组分保持相对稳定。
（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。
（3）收支平衡
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。
由此可见，生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
动态平衡
[思考]这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
[活动1]阅读P74第2自然段，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描述文字所描述的两个例子的调节过程？
草
兔
狼
实例1
实例2
实例1
兔子数量增加
狼增加
草减少，兔的生存空间和资源减少
兔子数量减少
草增加，兔的生存空间和资源增加
狼减少
草
兔
狼
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。
实例2
森林植被大量生长
林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加
自然火灾
光照充足
土壤养料增多
种子萌发，幼苗迅速成长
植被逐渐恢复
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.生态平衡的调节机制：
负反馈机制
（1）概念：在一个系统中，系统工作的__________，反过来又作为________调节该系统的工作，并且使系统工作的效果_______或受到_________，它可使系统________________。
效果
信息
减弱
抑制
保持稳定
（2）模型图
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
“改邪归正”
（3）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！
[活动2]利用本章第一节图3-4（第52页），以图中的蛙、蛇或其他动物为例，描绘该种动物数量增加或减少时，生态系统可能发生的变化 ，并讨论负反馈调节是否发挥了作用？
蛙减少
昆虫和蜘蛛增加
捕食昆虫和蜘蛛的鸟增加
鹰
增加
蛇减少
蛙增加
昆虫和蜘蛛减少
捕食昆虫和蜘蛛的鸟减少
鹰减少
蛇增加
[思考]一个湖泊受到了严重污染，鱼类的数量就会因死亡而减少，鱼类死亡的尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的鱼类死亡，活鱼就更少了。以上调节过程是否属于负反馈调节？
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等生物腐烂
+
结果：
+
正反馈调节
原方向
发生偏离
更加偏离
破坏稳态（“错上加错”）
常使生态系统远离平衡稳态
【小结】生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
项目 正反馈调节 负反馈调节
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，能使生态系统保持相对平衡
结果 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 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
实例
联系 正、负反馈的相互作用和转化，保证了生态系统可以达到并保持一定的稳态
练一练 判断正误
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。( ）
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。（ ）
×
√
×
负反馈调节是生态系具备自我调节能力的基础。具备自我调节能力是生态系统保持相对稳定的原因。
生态系统的稳定性
生态系统_______或_______自身结构与功能处于相对平衡状态的________。
强调的是生态系统维持___________的能力。
维持
恢复
能力
生态平衡
生态系统_______或_______自身结构与功能处于相对平衡状态的________。
维持
恢复
能力
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
[思考]生态系统的自我调节能力是无限的吗？
生态系统的稳定性
原因
基础
生态系统稳定性
自我调节能力
负反馈调节
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
当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迅速丧失，生态系统就到了难以恢复的程度。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（一）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________（不受损害）的能力。
抵抗
保持原状
发达根系抗干旱
蝗虫采食下，草原植物再生能力增强
抵抗干扰，维持原状
2.特点：
生态系统成分越多
营养结构越复杂
自我调节能力越大
抵抗力稳定性越高
例如：热带雨林中，动植物种类繁多，营养结构非常的复杂，假如其中某种生物大量减少，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。
[思考]人工林和天然林相对，抵抗力稳定性是高还是低？为什么？
人工林抵抗力稳定性比天然林低。
因为相比之下人工林组成成分少，营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。
（二）恢复力稳定性
1.概念：生态系统在受到外界干扰因素的_____后____________的能力。
破坏
恢复到原状
遭到破坏，恢复原状
2.特点：
生态系统成分越少
营养结构越简单
自我调节能力越弱
恢复力稳定性一般越高
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其________与_________是________的。
恢复速度
恢复时间
不一样
★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！
[活动3]尝试结合抵抗力稳定性与恢复力稳定性的特点，构建两者关系的曲线图。
抵抗力稳定性
稳定性
营养结构复杂程度
（三）抵抗力稳定性VS恢复力稳定性
恢复力稳定性
一般来说，生态系统的抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性往往越______。两者呈_______相关，主要与生态系统的______________和____________________有关。
低
负
生物种类的数量
营养结构复杂程度
[思考]结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
特例
极地苔原（冻原）生态系统
生存条件极其恶劣：生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
生物种类______；
营养结构______；
自我调节能力______；
少
简单
弱
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！
如果要对一个生态系统稳定性的两个方面进行比较，则必须强调他们所处的环境条件。
练一练 图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。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自我调节能力。看图完成以下填空。
S：表示_____________稳定性（S越大抵抗力稳定性越_______；反之越强）
T：表示_____________稳定性（T越大恢复力稳定性越_______；反之越强）
ST：表示______稳定性（ST面积越大，生态系统的总稳定性越____；反之越强）
抵抗力
弱
恢复力
弱
总
弱
[思考]在个体水平稳态的维持上，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。
人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。
[思考]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呢？
①可以持续不断地满足人类生活所需
提高生态系统的稳定性的意义
提高生态系统的稳定性，维持生态平衡，特别是对人类的生存和发展有利的平衡，才能持续不断地满足人类生活所需，处于这样生态平衡的生态系统才能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
②能够使人类生活与生产的环境保持稳定
三、提高生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性的具体措施
（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。
（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。
P78【探究-实践】设计生态缸并观察其稳定性
基本原理
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。
实验步骤
设计要求及目的
设计要求 目的
生态缸必须是封闭的
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全（具有生产者、消费者和分解者）
生态缸的材料必须透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间
生态缸的采光应使用较强的散射光
选择动物不宜过多，个体不宜太大
防止外界生物或非生物因素的干扰
使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
便于操作，且使缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
[讨论1]设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者
生产者、消费者、分解者三者之间应保持适宜比例，以维持生态系
统的相对稳定。
[讨论2]生态缸经过多长时间后才能达到比较稳定的状态？
一般等到缸内务生物相互适应及依存后，生态缸才能达到比较稳定的状态，大多在1个星期以后。
[讨论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。
[讨论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。
练一练 P77【练习与应用】一、概念检测
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
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
√
√
D
C
练一练 P77【练习与应用】二、拓展应用
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？
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？
生态系统具有抵抗力稳定性，受到轻微污染时，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。
生态系统的自我调节能力具有一定的限度，由于污染严重， 破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，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。
练一练 P77【练习与应用】二、拓展应用
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。
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、在某些区段人工増氧、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；加强执法检査；等等。
练一练 P80【复习与提高】一、选择题
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
B.微生物也能利用农作物通过光合
作用储存的能量
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
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.能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
C
A
练一练 P80【复习与提高】一、选择题
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
4.毛竹与榜树、苦楮等阔叶树形成的混交林，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
B
D
练一练 P80【复习与提高】二、非选择题
1.将以下概念之间的关系分别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。
2. 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。
请据图冋答下列问题。
（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
（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？
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。
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。
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。
河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
练一练 P80【复习与提高】二、非选择题
3.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。因为喷酒高效农药、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，由于棉铃虫和赤眼蜂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。
4.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。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，捕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