人教(2019)选择性必修2课件：3-5 生态系统的稳定性(共73张PPT)

(共73张PPT)
第3章　生态系统及其稳定性
第5节　生态系统的稳定性
人教(2019)选择性必修2课件
课标要点 学法指导
1．阐明生态平衡和自我调节能力 2．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性 3．说出提高生态系统稳定性的措施 4．活动建议：设计并制作生态缸 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(生命观念)
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(社会责任)
3．设计并制作生态缸，观察其稳定性(科学探究)
知识导图


　　　　　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____________处于________的一种状态，就是生态平衡。
结构和功能　
相对稳定　
(2)具有生态平衡的生态系统的特征：
①结构平衡：生态系统的________保持相对稳定。
②功能平衡：__________________的生态过程正常进行，保证了物质总在________，能量不断________，生物个体持续发展和更新。
③收支平衡：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____________，处于比较稳定的状态。
(3)特点：生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种________的平衡。
各组分　
生产—消费—分解　
循环　
流动　
有机物的量　
动态　
(4)调节机制：________________。
①概念：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减弱或受到限制，它可使系统保持________。
②作用：在生态系统中普遍存在，是生态系统______________的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳态。
③结果：____________最初发生变化的那种成分所发生的变化。
负反馈调节　
稳定　
自我调节能力　
抑制或减弱　
2．生态系统的稳定性
(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)原因：生态系统具有一定的__________能力，生态系统才能维持相对稳定。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__________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。
(3)实质：生态系统维持生态平衡的能力。
维持或恢复　
自我调节　
有限　
一定限度　
负反馈调节仅存在于生态系统中吗？
__________________________________。
提示：不是，内环境稳态调节过程中也有负反馈调节
微思考
　　　　　判断下列表述是否正确。
(1)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在。 (　　)
(2)当农田里蚜虫的数量增多时，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)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。 (　　)
(4)森林中，害虫数量增加时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这不属于负反馈调节。 (　　)
(5)自我调节能力强的生态系统，其稳定性也高。 (　　)
(6)当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失。 (　　)
(7)正反馈调节机制使系统向崩溃的边缘发展，对系统的稳定性起负作用。 (　　)
【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
　　　　　抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗外界干扰　
保持原状　
组分　
越强　
越高　
恢复到原状　
恢复速度与恢复时间　
(3)影响生态系统稳定性的因素：
一块管理良好的棉田与内蒙古草原上的草场相比，其抵抗力稳定性哪个高？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
微思考
　　　　　对生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的说法不正确的是 (　　)
A．自我调节能力越弱的生态系统其抵抗力稳定性往往越弱
B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性增强
C．某草地形成森林后，其抵抗力稳定性增强
D．一块弃耕的牧草地经若干年形成灌木林后，其抵抗力稳定性增强
【答案】B　
　　　　　提高生态系统的稳定性
1．控制对生态系统的________强度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的______________。
2．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____________的协调。
干扰　
自我调节能力　
物质　
能量　
结构与功能　
对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳态，需采取哪些措施？(至少写两条)
___________________________。
提示：需要不断施肥、灌溉，以及控制虫害等
微思考
　　　　　下列人类活动中，有利于提高生态系统稳定性的是
(　　)
A．围湖造田，增加耕地面积
B．扩大放牧规模，发展畜牧业
C．砍伐森林，发展造纸工业
D．建造人工防护林，防止土地荒漠化
【答案】D　
【解析】为增加耕地面积，大量围湖造田，会降低生物的种类，降低生态系统稳定性，A错误；为发展畜牧业扩大放牧规模，也会降低生物的种类，降低生态系统稳定性，B错误；砍伐森林会威胁森林物种的生存，降低生物的种类，降低生态系统稳定性，C错误；为防止土地荒漠化，人工建造防护林，这样做增加了荒漠的物种多样性，有利于提高生态系统稳定性，D正确。
生态系统的自我调节能力及负反馈调节
[知识归纳]
1．生态系统稳定性的概念
(1)生态系统达到相对稳定的前提条件
只有当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大类群齐全，能量的输入和输出保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。
(2)生态系统稳定性的表现
生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性，而不是一种状态。生态系统的稳定性是一种相对的稳定，生态系统在结构和功能上处于一定的动态变化中。
①结构相对稳定： 生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用下图曲线表示：
②功能相对稳定： 生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。
③收支平衡：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。
2．生态系统稳定性原理
生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力，而自我调节能力又取决于生态系统自身的净化能力(抗污染)和完善的营养结构(抗干扰)。净化作用包括物理沉降、化学分解和生物分解三个方面。完善的营养结构使生态系统具有一种负反馈调节机制，从而抵抗外界干扰，维持自身稳定。
3．生态系统的自我调节能力
(1)概念：不同的生态系统都有在一定范围内消除外来干扰的能力。
(2)大小：一般来说，生态系统的组分越多，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力越强；相反，组分越少，营养结构越简单，其调节能力越弱。
(3)基础：负反馈调节。
4．反馈调节的两种类型对比
(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。反馈调节的形式如下表：
项目 负反馈调节 正反馈调节
作用 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到并保持平衡和稳态 使生态系统远离平衡状态
结果 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
(2)负反馈调节实例：
(3)正反馈调节实例：
注：“＋”表示促进，“－”表示抑制。
(4)在生态系统的各种结构层次中，都存在反馈调节。反馈调节不仅存在于生态系统中，还存在于人体内环境稳态的调节、激素调节、神经调节等过程中。
(5)生态系统的组分越多，食物网越复杂，自我调节能力就越强，反之则越弱。
5．提高生态系统的稳定性
(1)造成生态系统稳定性破坏的因素：
①自然因素：主要是指自然界发生的异常变化，如火山爆发、地震、海啸、山洪、泥石流和雷电火灾等，对生态系统的危害是有限的。
②人为因素：主要是人类对自然资源的不合理开发和利用，对生态系统的影响更直接、更大。
(2)措施：
①控制对生态系统的干扰强度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。例如，对森林生态系统的利用，要有计划地采伐，防止过度采伐，并且要伐种兼顾。
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和功能的协调。例如，要使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉，以及控制病虫害。
(3)意义：在发展经济的同时，人类应针对各种生态系统的特点，采取相应的保护对策，保护各种生态系统的稳定性，这样才能使人与自然协调发展。
[对点精练]
1．我们经常在媒体上看到“生态平衡”的概念，下列关于“生态平衡”和“生态系统稳定性”的叙述，错误的是 (　　)
A．生态平衡是生态系统发展到一定阶段，生态系统保持其结构与功能的稳定状态
B．生态系统的稳定性是生态系统具有的保持和恢复其结构与功能相对稳定的能力
C．生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础
D．生态平衡与生态系统的稳定性不是一个概念，两者之间并没有关系
【答案】D　
【解析】生态平衡是指生态系统中各种生物的数量和比例总是维持在相对稳定的状态，生态平衡是一个动态的平衡，生物的种类数量不是绝对不变的，而是相对、持续的稳定，生态系统中各种生物的数量变化是有规律的，是一定范围内的动态平衡。在自然状态下，生态系统是稳定的，是具有自我调节能力的，生态系统的自我调节能力是有一定限度的，与生物的种类和数量有关，生物的数量和种类越多，调节能力越强。
2．森林生态系统能长期维持相对稳定状态的原因是 (　　)
①其恢复力稳定性要比农田生态系统高
②其抵抗力稳定性要比草原生态系统高
③有比较复杂的营养结构
④太阳能是维持生态系统正常运转的动力
⑤一种生物大量减少后，其位置可由同一营养级的多种生物取代
A．②③④⑤ B．②④⑤
C．①②③⑤ D．①③④
【答案】A　
【解析】与森林生态系统比较，农田生态系统的结构单一，恢复力稳定性高，抵抗力稳定性低，①错误；草原生态系统动植物种类较少，群落结构简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化，森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高，②正确；森林生态系统生物多样性程度高，营养结构复杂，③正确；地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳，太阳能是维持生态系统正常运转的动力，④正确；生态系统的营养结构复杂，处于同一营养级的生物种类繁多，能量可通过多条食物链传到最高营养级，某营养级的一种生物大量减少后，其位置可由该营养级的其他生物代替，⑤正确。A正确。
[知识归纳]
1．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身结构和功能的相对稳定 恢复自身结构和功能的相对稳定
核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状
注：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如北极冻原生态系统的两种稳定性都较小。
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 影响 因素 生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强 相同环境条件下，生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强；不同环境条件下，条件越好的恢复力稳定性越强
联系 二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定 2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性及总稳定性的关系曲线
图形分析：
(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)m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低，偏离小说明抵抗力稳定性高。如热带雨林与草原生态系统相比，受到相同的干扰，草原生态系统的m值要大于热带雨林的m值。
(3)n可以表示恢复到原状态所需的时间，n越大，表示恢复力稳定性越低；反之，表示恢复力稳定性越高。
如图为环境条件较好的某一生态系统稳定性的图解，据图讨论：
(1)a、b分别表示哪种类型的稳定性？说出判断的依据。
(2)任何生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性一定呈负相关关系吗？
提示：(1)a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。生态系统中组分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，则抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，故a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性不一定呈负相关关系，如北极冻原生态系统的两种稳定性都较小。
[对点精练]
1．下列与生态系统稳定性相关的叙述，正确的是 (　　)
A．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
B．农田生态系统比草原生态系统的稳定性高
C．对于北极冻原来说，由于物种组成结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低
D．在遭到严重破坏后，相对于池塘生态系统而言，海洋生态系统恢复更快
【答案】C　
【解析】生态系统组成成分越多，食物网越复杂，其恢复力稳定性往往越低，A错误；就抵抗力稳定性而言，农田生态系统应比草原生态系统低，B错误；在遭到严重破坏后，池塘生态系统应比海洋生态系统恢复快，D错误。
2．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)。下列说法中正确的是 (　　)

A．在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量保持不变
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值之间呈正相关
D．TS值越小，表明这个生态系统的总稳定性越小
【答案】C　
【解析】在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量保持动态平衡；在遭到干扰时，x、y值的大小与生物的种类和数量都有关；对同一个生态系系统来讲，外来干扰越强，该生态系统偏离正常范围越大，恢复到原状态所需的时间就越长；受干扰后的生态系统的TS值越小，说明这个生态系统的总稳定性越大。
【方法技巧】　抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断技巧
(1)从实质分析，抵抗力稳定性是保持自身结构和功能相对稳定的能力；恢复力稳定性是恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
(2)从核心分析，抵抗力稳定性是抵抗干扰、保持原状的能力；恢复力稳定性是遭到破坏后恢复原状的能力。
(3)从二者关系分析，是同时存在于同一生态系统中的两种不同的作用力，共同维持生态系统的稳定。
[知识归纳]
设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验原理
(1)生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。
(2)生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
(3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。
2．实验流程
3．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) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
设计要求 相关分析
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
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间 便于操作； 使缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
4．实验记录、结果分析与评价
(1)实验记录：设计一份观察记录表，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。(如下表)
实验观察记录
日期 气温 水质 植物生活情况 动物生活情况 基质变化

(2)结果及分析：生态缸中生态系统稳定性时间有长有短，原因可能是未能根据生态系统稳定性原理，特别是在堆放生态缸的土层、加水、投放生物比例上有较大偏差所致。
(3)结论：人工生态系统可以保持较长时间的相对稳定但不是永久的，同时也说明人工生态系统的稳定性是有条件的。
[对点精练]
1．下列有关设计并制作生态缸实验的说法，正确的是 (　　)
A．将生态缸置于室内通风，光线良好的地方，要避免阳光直射
B．生态缸所模拟的生态系统稳定性大小只由缸内物种丰富度决定
C．生态缸中放入较多的小鱼有利于该生态系统的稳定
D．应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸
【答案】A　
【解析】生态缸所模拟的生态系统稳定性大小由缸内物种丰富度以及外界的能量输入所决定，B错误；生态缸中放入较多的小鱼，小鱼属于消费者，消费者多生产者少，不利于该生态系统的稳定，C错误；生态缸应是密闭的，除光照外，其他条件都应该和外界隔绝，D错误。
2．如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析错误的是 (　　)
A．该生态瓶的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构
B．生态瓶中生物种类稀少，没有食物链存在
C．为了保证生态瓶的正常运转，瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适宜
D．在适宜的温度和光照条件下，该生态瓶会更稳定
【答案】B　
【解析】虾和螺蛳吃金鱼藻，所以小生态瓶中有食物链存在，故B错误。
课堂·延伸提分
易错易混：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析
1．保持自身结构和功能的相对稳定，即抵抗力稳定性。其核心是抵抗干扰，保持原状的能力。
2．恢复自身结构和功能的相对稳定，即恢复力稳定性。其核心是遭到破坏后，恢复原状的能力。
3．任何一个成熟的生态系统，都同时具备抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
例　下图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况，下列关于该变化过程的说法正确的是 (　　)
A．甲、乙都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
B．乙的恢复力稳定性强
C．a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
D．c点时只有恢复力稳定性
【答案】A　
【解析】生态系统都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性，A正确，C、D错误；解除干扰后，甲恢复到原来水平，乙恢复后总稳定性比原来低，所以甲的恢复力稳定性更强，B错误。
1．下列有关生态系统稳定性的说法，正确的是 (　　)
A．森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的抵抗力稳定性差
B．人造单纯林易受到破坏的主要原因是营养结构简单，自我调节能力弱
C．如果生态系统受到外来干扰，生态系统的相对稳定会被破坏
D．只要增加生态系统的物种种类，就能提高生态系统的稳定性
【答案】B　
【解析】森林生态系统的生物种类繁多，营养结构复杂，而草原生态系统生物种类相对较少，营养结构相对简单，因此森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的抵抗力稳定性高，A错误；人造单纯林由于生物种类较少，营养结构简单，自我调节能力弱，易受到破坏，B正确；如果生态系统受到的外来干扰程度在其自我调节能力范围之内，生态系统的相对稳定不会被破坏，C错误；如果增加的物种为破坏生态系统的入侵物种，则会破坏生态系统的稳定性，D错误。
2．河流受到轻度污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解等很快消除污染，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
【答案】B　
【解析】河流受到轻度污染时，河流中的生物种类和数量不会受到明显的影响，说明河流生态系统具有一定的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我调节能力。
3．下列实例中属于恢复力稳定性的是 (　　)
A．森林遭遇持续干旱，树木往往扩展根系的分布空间，保证获得足够水分
B．当草原遭受蝗虫的采食后，草原生态系统就会增强其再生能力
C．由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了洪涝灾害
D．一个相对封闭的生态系统中闯入某大型肉食性动物后，生态系统的各成分相互作用，直到恢复为原来的状态
【答案】D　
【解析】恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食性动物后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态，属于恢复力稳定性，D正确。
4．建立一个封闭的水族箱生态系统，以下说法正确的是 (　　)
A．应尽量增加水族箱中生物的种类和数量，以提高生态系统的抵抗力稳定性
B．水族箱应放在每天都能照射到强光的地方，保证能量源源不断地输入生态系统
C．水族箱生物群落起初比较简单，演替必定使其变得越来越复杂
D．这种生态系统的自我调节能力较弱，存在的时间可能很短暂
【答案】D　
【解析】水族箱生态系统是小型人工生态系统，由于空间等资源有限，水族箱中投放的生物种类和数量不宜过多；由于该生态系统对温度的调节能力较弱，因此，水族箱不能放在强光下，以免水温迅速升高，影响生物的生命活动。由于水族箱中的生物繁殖能力、食物、空间等受到了限制，生物种类相对较少，营养结构简单，生态系统自我调节能力弱，因此，该生态系统存在的时间可能很短暂。
5．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是 (　　)
A．“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性
B．增加生态系统内各营养级生物的种类可提高生态系统的自我调节能力
C．抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性就越高
D．生态系统的组成成分越复杂，其自我调节的能力就越小
【答案】B　
【解析】“野火烧不尽，春风吹又生”描述的是草原被破坏后恢复到原状的能力，应为恢复力稳定性，A错误；生态系统中生物的种类和数量越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越大，反之越小，B正确；某些环境恶劣的生态系统如北极冻原生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，C错误；生态系统的自我调节能力的大小与生态系统的组成成分、生物种类及营养结构有关，生态系统的组成成分越复杂，其自我调节能力越大，D错误。