(共23张PPT)
第4节 生态系统的稳定性
【学习目标】
科学思维：描述生态系统的相对稳定和生态平衡，认同生态系统的调节能力是有限的。
生命观念：关注影响生态系统稳定性的因素，认同人与自然能够协调发展。
同学们在观察自制生态瓶的活动中会发现，有的生态瓶中是生物存活时间较长，有的生态瓶不稳定，其中的一些生物很快死亡了。这是为什么呢？
？
情境导入
分析凯巴森林被破坏的原因
课堂探究
1906年以前，美国亚利桑那州北部的凯巴森林还是松杉葱郁，生机勃勃。大约有4000头左右的鹿在林间出没，以贪婪的目光蹑足尾随鹿群的是以凶恶残忍著称的狼。 为了这些鹿的安宁，1906年，美国总统决定开展一场除狼行动，到1930年累计枪杀了6000多只恶狼。狼在凯巴伯林区不见踪影了。于是鹿在那里开始无忧无患“无计划”地生育了，不久鹿增长到10万余头。人类保护鹿群的愿望实现了！ 但是，这一情况并没有持续很久，兴旺的鹿群啃食一切可食的植物，吃光野草，毁坏林木，并使以植物为食的其他动物锐减，为此也使鹿群陷于饥饿和疾病的困境。 1925年后 鹿的数量不断减少，到1942年，凯巴森林中鹿下降到8000头，且病弱者居多，兴旺一时的鹿家族急剧走向衰败。
分析凯巴森林被破坏的原因
想一想：
1.1906年前的凯巴森林是什么状态？
2.1925年后 为什么鹿的数量不断减少？
3.凯巴森林系统在30多年中发生了什么变化？是什么因素导致这种变化的？
1.1906年以前的凯巴森林是什么状态？
2.1925年以后凯巴森林中鹿的数量为什么不断减少？
3.整个凯巴森林生态系统在30多年中发生了什么变化？是什么因素导致这种变化的？
通过生物数量的变化可以维持森林生态系统的相对稳定性。
由于没有天敌，黑尾鹿数量剧增，但由于食物有限，致使一些鹿被饿死。
整个凯巴森林生态系统在30多年，发生了翻天覆地的变化，也变的面目全非。是由于人类不正确的干预，破坏了森林原有的稳定状态。
生态系统具有一定的稳定性
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。
由于生态系统中生物的迁入、迁出及其他变化使生态系统总是在发展变化的，我们就把：生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能能够保持相对稳定（即：生物与非生物物质和能量之间、生物与生物之间相对稳定平衡的状态）称为生态系统的稳定性。
生态系统为什么能保持一定的稳定性呢？
当生态系统发生一定的变化或受到外来因素干扰时，它可以通过生态系统内部的自我调节，克服系统内部的变化和外来干扰因素的影响,维持相对稳定和平衡的状态。生态系统具有一定的自我调节能力。
如果农田生态系统中，只有一条食物链，大量捕捉青蛙，会不会造成虫灾
害虫
青蛙
蛇
农作物
一般来说，生态系统中生物的种类越多，食物链和食物网越复杂，生态系统的调节能力就越强。
一个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，调节能力越强，反之越弱。
生态系统的自我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。
生态系统的自我调节能力主要取决于：
营养结构的复杂程度
生态系统具有一定的自我调节能力
哪个生态系统调节能力强？为什么？
森林
农田
哪些因素会导致生态系统稳定性被破坏？
生态系统稳定性的破坏
生态系统的自我调节能力是有限的。人为因素和自然因素都会破坏生态平衡。
自然因素
人为因素
过度开发利用
环境污染
不合理引入外来物种
火山爆发、地震、泥石流、
洪水泛滥、台风海啸等。
火山爆发
生态系统稳定性破坏的自然因素
地震
洪水泛滥
台风海啸
生态系统稳定性破坏的人为因素——过度开发利用
草原上过多放养牲畜，导致植被破坏。
生态系统稳定性破坏的人为因素——环境污染
城市垃圾
焚烧秸秆
污水排放
汽车尾气
外 来 物 种 入 侵
水葫芦
食人鱼
龙虾
福寿螺
1.控制对生态系统干扰的程度,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。
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。
如何提高生态系统的稳定性？
生态系统稳定性的概念
生态系统稳定性的原因——生态系统具有一定
的自我调节能力
生态系统稳定性的破坏
生态系统的稳定性
人为因素
自然因素
盘点收获
1.下列生态系统的自我调节能力最弱的是（ ）
A.天然落叶林 B. 天然常绿林
C. 人工纯种林 D. 人工混交林
2.生态系统的自我调节能力主要取决于 （ ）
A. 生产者 B.营养结构的复杂程度
C.分解者 D.非生物的物质和能量
3. 为提高草原生态系统的稳定性，应采取的措施是 （ ）
A. 喷施农药消灭害虫 B. 不准放牧
C. 建立草原防护林 D. 严禁割草
C
B
C
当堂检测
4.近年来，我国东海多次发生赤潮，给东海的渔场、海水养殖业带来重大损失。从生态学角度分析，产生赤潮的原因是（ ）
A.大气中的二氧化碳增多 B.工业和生活废水大量排入海洋
C.树木的大量砍伐 D.海洋石油开采
5.下列各生态系统中，自我调节能力最大的是（ ）
A.热带雨林 B.温带草原 C.温带落叶林 D.北方针叶林
B
A
6. 甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：
（1）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因 。
（2）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增长的曲线段是 。
草原生态系统的营养结构简单
C~D(共14张PPT)
第4节 生态系统的稳定性
一、生态系统具有一定的稳定性
生态系统经过长期的发展,逐步形成了生物与 物质、能量之间和生物与 之间相对 平衡的状态,这就是生态系统的稳定性。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
在生态系统发生一定的变化或受到 干扰时,它可以通过生态系统内部的 ,克服系统内部的变化和外来干扰因素的影响,维持 和平衡的状态。
非生物
生物
稳定
外来因素
自我调节
相对稳定
三、生态系统的自我调节能力是有限的
1.生态系统稳定性被破坏的原因:生态系统的自我调节能力是有 .
的。当外来 超过了这个限度,生态系统就会失去 调节能力,导致稳定状态被破坏。
2.破坏生态系统稳定性的因素
(1)自然因素:如火山爆发、 、泥石流、洪水泛滥、 等。
(2)人为因素:主要是指人类在生产、生活活动中对自然资源 .的开发、利用,对生态系统稳定状态造成的破坏。此外, 不合理也会导致生态系统失去原有的稳定性。
限度
干扰因素
自我
地震
台风海啸
不合理
引种
(1)生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中,生态系统的稳定性是相对的而不是绝对的,这种平衡是一个变化的动态平衡过程。
(2)生态系统自我调节能力的强弱,主要取决于自身的结构特点。生态系统的营养结构越复杂,生物种类越多,其稳定性越高,自我调节能力就越强。
下列各项措施中,能提高生态系统稳定性的是( )
A.减少消费者的数量
B.减少生产者的数量
C.适当增加物种的数量
D.减少分解者的数量
思路分析:生态系统中,生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统越稳定。所以,适当增加物种的数量,可以提高生态系统的稳定性。
答案:C
1.生态系统的稳定性包含哪几个方面的相对稳定平衡状态( )
A.生物与非生物物质之间
B.生物与非生物能量之间
C.生物与生物之间
D.前三项都是
层级演练·能力提升
D
2.在一片草原上生长着羊和狼,如果由于天敌的引入导致狼的数量骤减,不考虑其他因素,则羊的数量变化可以用下列哪条曲线表示( )
C
3.下列事例中,不属于生态系统具有自我调节能力的典型事例的是
( )
A.矿质元素被绿色植物吸收,植物落叶腐烂后又还给土壤
B.轻度污染的水体经过生物的吸收分解、物理沉降、化学分解而得到净化
C.由于大火而烧毁的森林通过繁殖作用得到恢复更新
D.过度开垦草原、毁林造田使气候失调,土地沙漠化
D
4.为防止长江流域的鱼类资源呈现“严重衰退,濒临枯竭”的现象,
2020年我国正式宣布长江进入为期十年的禁渔期。下列分析正确的是( )
A.过度捕鱼不会导致长江鱼类的种类和数量减少
B.如果放任长江捕鱼业不管,长江生态系统也能恢复原样
C.长江渔业资源衰竭,不会影响长江生态系统的食物链和食物网
D.生态系统的自动调节能力是有限的,十年禁渔有助于修复受损的长江生态系统
D
1.中华文化博大精深,很多古诗都能描述出当时的自然景观,以下诗句描述的生态环境中,稳定性(自我调节能力)最差的是哪一句 ( )
A.乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄
B.大漠孤烟直,长河落日圆
C.梅子金黄杏子肥,麦花雪白菜花稀
D.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天
B
2.一个处于相对稳定状态的生态系统中的四种生物构成了一条食物
链,在某一时间内它们的相对数量关系如图所示,在一段时间内,若乙
的数量增加,则会引起( )
A.甲、丁的数量增加,丙的数量下降
B.丙、丁的数量增加,甲的数量下降
C.甲、丙的数量增加,丁的数量下降
D.甲、丙、丁的数量都增加
B
3.下图为某生态系统中兔和植物数量的动态变化,该图不能反映的是
( )
A.生态系统在动态变化中保持稳定
B.生态系统中,物质和能量的循环
C.生态系统中生物相互制约和影响
D.生态系统具有一定的自我调节能力
B
4.下表为某科研人员对①②③④四个生态系统中生物种类和数量的调查统计结果(单位:个),据此可推断调节能力最强的生态系统是( )
C
生态 系统 物种 1 物种 2 物种 3 物种 4 物种 5 物种 6 物种
7
① 0 90 0 0 30 30 40
② 200 350 0 0 30 0 40
③ 150 250 100 800 40 30 1
④ 300 200 0 0 0 0 50
A.① B.② C.③ D.④
5.下图(一)表示某森林生态系统中的食物链和食物网,图(二)表示图(一)中某条食物链中各生物体内能量的相对含量。请据图回答下列问题。
(1)写出能量消耗最多的一条食物链: 。
(2)图(二)中表示生产者的是 ,乙生命活动所需的能量最终来自
。
(3)图(一)所处的生态系统与森林生态系统相比,自我调节能力 ,原因是 。
草→鼠→蛇→鹰
丙
太阳能
弱
该生态系统中生物种类少,营养结构简单中小学教育资源及组卷应用平台
生态系统的稳定性
教学内容 （1）本节课的主要教学内容是如何理解及应对生态系统的稳定性。 （2）本节课主要介绍了生态系统的自我调节能力，包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，以及提高生态系统稳定性的一些措施。通过实际操作，比如制作生态缸，让学生观察和总结生态系统的稳定性特征。 （3）通过学习本节课，学生能够认识到生态系统稳定性的重要性，明白人类活动对生态系统稳定性的影响，并学会如何通过简单的实践活动观察和分析生态系统的稳定性。此外，学生还将培养对自然环境保护的意识，理解科学管理生态系统的方法。
教学目标 （1）理解生态系统稳定性的概念，掌握生态系统自我调节能力的原理，能够区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性，并知晓提高生态系统稳定性的措施。 （2）通过分析生态系统稳定性相关实例，培养观察、分析、归纳等思维能力，能设计并制作生态缸来探究生态系统稳定性。 （3）认识到生态系统稳定性的重要意义，增强保护生态系统的责任感，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。
教学重点 （1）从学生角度：理解生态系统的自我调节能力，通过实例分析掌握抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念。 （2）从知识本身角度：阐明生态系统稳定性的内涵，包括其保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力的原理。
教学难点 （1）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别与联系。 （2）生态系统稳定性影响因素的深入理解。
教学方法 案例解析法、实验观察法、比较法、小组讨论法
教学准备 （1）多媒体投影仪和电脑，用于展示生态瓶的实物投影和相关视频资料。 （2）生态瓶制作材料，包括透明玻璃瓶、水草、小鱼、沙子、水和微生物培养液，供学生亲手制作和观察。 （3）案例分析资料，包括河流污染与恢复、森林害虫与鸟类关系等实例，帮助学生理解生态系统稳定性概念。
教学活动及主要语言
一、导入 利用实物投影展示一个预先准备好的生态瓶。 讲述：同学们，现在大家看到的是老师前几天制作的一个生态瓶。 提问：基于你们已有的知识，请尝试分析这个生态瓶中包含了哪些成分？它们之间存在怎样的联系？ （学生回答：在这个密封的小型生态系统里，有生产者水草，消费者小鱼，以及分解者真菌和细菌。这些生物之间相互依存、互相制约，形成了一个完整的物质循环系统：水草通过光合作用为自身和小鱼提供营养，并释放氧气；而水草和小鱼的呼吸作用产生的二氧化碳，以及它们的残体被微生物分解后产生的二氧化碳，再被植物重新利用。） 表扬：非常精彩的回答，掌声鼓励！看来，在这个小小的空间里，同样存在着丰富的物质循环与能量流动。然而，人工构建的生态系统自我调节能力较弱，如果我们不加以悉心照料，它最终会因为某一种成分的失衡而崩溃。 二、讲授新课 （1）生态系统稳定性的概念引入 设疑：那么，自然生态系统也会面临这样的风险吗？ 讲述：地球上的一些自然生态系统，例如亚马逊森林、欧亚大陆草原及北极苔原，已经存在了数百万年。这些生态系统尽管经常遭受洪涝、火灾、虫害，甚至是人类活动的影响，但至今仍能基本保持原有的景观，维持其正常功能。 定义：我们将生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。 （2）生态系统自我调节能力的探讨 提问：为什么生态系统在受到干扰后，仍然能够保持或恢复其相对稳定状态呢？你能列举一些例子来说明吗？请同学们前后四人一组进行两分钟的讨论。 （学生活动：分组讨论，每组需列举两个或两个以上的实例，并对每个实例进行详细分析。推选一位代表汇报讨论结果。） 学生展示： ① 当河流受到轻微污染时，可以通过物理沉降、化学分解和微生物的作用迅速净化水质，使河流中的生物种类和数量不会受到明显影响。 ② 在森林环境中，当害虫数量增多时，以昆虫为食的鸟类数量也会增加，从而抑制害虫种群的增长。 ③ 草原上，过度放牧导致草的数量减少，进而使得食草动物因食物短缺而数量减少，从而达到一定的平衡。 教师归纳：同学们列举的案例都证明了生态系统具有自我调节的能力。让我们一起来分析其中的一种机制——负反馈调节。以草原上的例子来看，牛羊等食草动物过度放牧会导致草的数量减少。紧接着，由于缺乏食物，这些动物的数量也会随之下降，从而使得食草动物的数量维持在一个相对稳定的水平。这种调节机制广泛存在于生态系统中，能够使生态系统保持稳定。 讲解：刚才提到的许多实例都展示了负反馈调节的存在，即通过抑制最初发生的变化来使生态系统达到和保持稳定。因此，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 （3）抵抗力稳定性和恢复力稳定性 过渡：下面，我们来看看另一个案例。 资料分析：苏州是一个典型的江南水乡，小桥流水人家。乾隆下江南时曾到访苏州。当地居民在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，但河水依然清澈。然而，苏州虎丘外围的河流却被众多染坊流出的废水严重污染。事后，官府下令禁止在该地区开设染坊，染坊被迫迁移到远离虎丘的地方。之后，虎丘一带的生态环境得到了恢复。 思考讨论： 水乡人如何能够在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣的同时，还能保持河水的清澈？ （学生回答：河流在受到轻微污染时，通过物理沉降、化学分解和微生物的作用，可以迅速消除污染，保持水质清澈。） 总结：这表明生态系统在受到外界轻度干扰时，具有抵抗干扰并保持自身结构和功能不变的能力，这就是抵抗力稳定性。 虎丘外围的河流在染坊废水的污染下是否还能保持稳定？这说明了什么问题？ （学生回答：不能。这说明生态系统对外界干扰的抵抗能力是有限的，如果干扰程度超过了这一限度，生态系统的稳定状态就会遭到破坏。） 总结：当生态系统受到超出其承受范围的干扰时，其稳定性会被破坏。 染坊停止排污后，虎丘外围的河流发生了什么变化？这又说明了什么？ （学生回答：随着染坊撤离，河流逐渐恢复了清澈。这说明在干扰因素消除后，生态系统具有恢复到原来状态的能力。） 总结：生态系统在遭到破坏后，还具有恢复到原有状态的能力，这就是恢复力稳定性。 提问：抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统稳定性的两个重要方面。请大家从刚才列举的实例中，区分哪些主要体现了抵抗力稳定性，哪些则体现了恢复力稳定性。 （学生活动：第①②个实例主要体现了抵抗力稳定性；第③个实例主要体现了恢复力稳定性。） 进一步提问：能否用8个字分别概括这两种稳定性的核心？ （学生回答：抵抗力稳定性：抵抗干扰、保持原状；恢复力稳定性：受到破坏、恢复原状。） （4）不同生态系统的稳定性 过渡：不同的生态系统在稳定性方面也有所不同。 屏幕展示：北极苔原生态系统图片 提问：结合书本上的描述，你认为这个生态系统的生物种类多吗？其营养结构如何？ （学生回答：生物种类较少，营养结构简单。生产者主要是地衣，其他生物大多依靠地衣生存。） 提问：假设地衣大面积死亡，会产生什么后果？ （学生回答：整个生态系统可能会崩溃。） 提问：这说明北极苔原生态系统的自我调节能力和抵抗力稳定性如何？ （学生回答：自我调节能力较弱，抵抗力稳定性较低。） 共同归纳：一般来说，一个生态系统的生物种类越少，营养结构越简单，其自我调节能力和抵抗力稳定性就越低。 屏幕展示：热带雨林生态系统图片 提问：请以同样的方式，描述一下热带雨林生态系统的特点。 （学生回答：与北极苔原相比，热带雨林拥有丰富的生物种类，复杂的营养结构，因而具有较强的自我调节能力和较高的抵抗力稳定性。） 提问：为什么说热带雨林生态系统的自我调节能力强，抵抗力稳定性高？ （学生回答：热带雨林中动植物种类繁多，营养结构复杂。如果某种植食性动物大量减少，其他多种生物可以替代它的位置，从而使整个生态系统的结构和功能保持在相对稳定的状态。） 提问：比较北极苔原和热带雨林这两个生态系统，谁的抵抗力稳定性更高？恢复力稳定性又是谁更强？ （学生回答：北极苔原生态系统的生物种类少，营养结构简单，虽然容易从破坏中恢复，但由于恶劣的环境条件，恢复速度较慢。而热带雨林由于生物种类多，营养结构复杂，加之气候适宜，即使受到一定程度的破坏，也能较快地恢复。因此，热带雨林的恢复力稳定性更高。） 小结：在比较恢复力稳定性时，除了考虑营养结构的复杂程度外，还需考虑生态系统所处的环境条件。 三、课堂巩固 比较热带雨林和人工林的抵抗力稳定性高低。 比较同等强度干扰下，草原生态系统和沙漠生态系统恢复力稳定性的高低。 （1）提高生态系统的稳定性 过渡：通过今天的学习，我们知道生态系统具有保持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力，但这种能力是有限的。接下来，我们看看现在的生态系统状况如何。 播放视频：展示人类乱砍滥伐、滥捕乱杀的行为。 讲述：视频中的画面令人震撼，也提醒我们提高生态系统的稳定性至关重要。 提问：如果你是环保局长，你会采取哪些措施来提高生态系统的稳定性？ （学生回答：控制对生态系统的干扰程度，合理利用资源，不超过其自我调节能力；对人类利用强度较大的生态系统，投入适当的物质和能量，保证生态系统内部结构与功能的协调。） 小结：我们可以采取以下措施： 控制对生态系统的干扰程度，合理利用资源，避免超过其自我调节能力。 对人类利用强度较大的生态系统，投入适当的物质和能量，确保其内部结构与功能的协调。
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