3.5 生态系统的稳定性 课件 高中生物学人教版（2019）选择性必修2(共57张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.5 生态系统的稳定性 课件 高中生物学人教版（2019）选择性必修2(共57张PPT) |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 97.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-12 09:10:10 | ||
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文档简介
(共57张PPT)
第5节
生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
选必二
1.运用结构与功能观，分析实例理解生态平衡的特征、生态系统稳定性的概念和机理。（生命观念）
2.基于对生态系统稳定性的理解，构建模型辨析抵抗力稳定性和恢复力稳定性的机理。（科学思维）
3.基于对生态系统的理论学习，设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案，树立科学的发展观。（社会责任）
4.设计并制作生态缸，观察比较不同生态缸中生态系统的稳定性，并尝试解释原因。（科学探究）
学习目标
01
生态平衡与生态系统的稳定性
02
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
目录
03
提高生态系统的稳定性
04
设计制作生态缸，观察其稳定性
生态平衡与生态系统的稳定性
01
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
毒麦
互花米草
飞机草
凤眼莲
石矛
蔗扁蛾
湿地松粉蚧
强大小蠹
美国白蛾
非洲大蜗牛
福寿螺
牛蛙
中国第一批外来入侵物种名单（16种）
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。
①适应、繁殖能力强；②没有天敌等制约因素
1、为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？
1998 2003 2006 2009 2011 2012
植物种数 98 90 84 47 38 35
资料1：四川省普格县，云南松林，1998—2012年：紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响
泽兰实蝇
2、我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——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，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
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。
什么是生态平衡
（一）生态平衡：
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态系统
一定程度的干扰
结构与功能稳定
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
功能
食物链和食物网
这些生态系统哪个处于生态平衡？
生态平衡的特征有哪些？
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。
呼伦贝尔草原
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的结构
组成成分
营养结构
食物网
食物链
交织
物质循环
能量流动
信息传递
载体 动力
生态系统
的功能
生物圈二号
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。
（2）功能平衡：
2、生态平衡的特征
（3）收支平衡 :
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。
生产者
科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。
群落总生产量
（光合作用）
群落总呼吸量
相对值
演替进程（时间）
O
早期阶段
成熟阶段
【思考】据图分析，在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？
总生产量≈总呼吸量，且趋于稳定
说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
2、生态平衡的特征
（一）生态平衡：
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态系统
一定程度的干扰
结构与功能稳定
①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。
2.特征：
②功能平衡： 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。
生产—消费—分解
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
③收支平衡： 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。
生产者
3.形成原因:
生态系统内部具有一定的自我调节能力。
草增加
兔的生存空间和资源增加
草减少
兔的生存空间和资源减少
兔增加
兔减少
狼减少
狼增加
说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡
4、生态平衡的调节机制
①生态系统中的调节实例1：
草地上草、兔、狼之间的调节
说明在生态系统中，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
森林面貌遭到破坏
种子萌发,幼苗生长
森林植被大量生长
郁闭，林间阳光减少
枯枝落叶增多
火灾
阳光、养料充足
（一）
（一）
4、生态平衡的调节机制
②生态系统中的调节实例2：
生物与无机环境之间的调节
负反馈调节
(1)概念：
在一个系统中，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，它可使系统保持稳定。
(2)模型图：
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
(3)意义：
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
（一）生态平衡：
4.生态平衡的调节机制:
拓展延伸
正反馈调节的过程
实例：湖泊受到严重污染，鱼等生物会因死亡而减少，尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加严重
模型
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
结果：使生态系统远离平衡状态
（二）生态系统的稳定性：
1.概念：
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
2.调节机制：
自我调节能力是有限的
生态系统的稳定性
自我调节能力
负反馈
调节
原因
基础
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
外界干扰因素强度超过一定限度时
生态平衡遭到严重的破坏
3.类型
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
02
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持 不受损害）的能力。
（1）概念：
1. 抵抗力稳定性
（2）实例：
抵抗干扰，保持原状
原状
实例1.当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。
实例2.当森林遭遇持续的干早气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。
上游淘米洗菜，
下游洗澡洗衣，
水仍然很清澈。
1. 抵抗力稳定性
实例3.
河水轻微污染保持清澈过程：
（1）物理沉降：污水或污染物排于水体之后，可沉淀固体逐渐沉至水底形成底泥，悬浮胶体和溶解性污染物则因在水中的混合扩散稀释而逐渐降低浓度。
（2）化学分解：是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水中的污染物质浓度降低的过程。
（3）微生物分解：由于水中微生物对有机物的分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程称为生物净化作用。生物作用后，最终使有机物无机化，由有害向无害转化。
实例3.当河水受到轻微污染，经过物理沉降、化学分解和微生物分解的
作用，很快消除污染，河水仍能保持清澈的状态。
生态系统具有恢复原状的能力
森林局部火灾
若干年后恢复原状
生态系统在 后 的能力。
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
2.恢复力稳定性
（遭到破坏，恢复原状）
思考：比较热带雨林生态系统和草原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别，简要表述理由。
生物种类_______
多
营养结构_______
复杂
强
自我调节能力_______
抵抗力稳定性_______
高
少
简单
弱
低
热带雨林生态系统
草原生态系统
生物种类_______
营养结构_______
自我调节能力_____
抵抗力稳定性_______
生态系统中
的组分越多
食物网
越复杂
抵抗力稳定
性就越高
自我调节能
力就越强
思考：如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾，哪个容易恢复到原状？简要表述理由。
√
一般来说，生态系统中的组分越 ，食物网越 ，其自我调节能力就越 ，抵抗力稳定性就越 ，恢复力稳定性越 。
多
复杂
强
高
低
森林生态系统
草原生态系统
稳定性的特点：
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
思考：所有生态系统的稳定性都如图所示吗？
（1）一般呈 关系。
（2） 共同维持生态系统的稳定。
负相关
相互作用
很多实例不支持上述观点。如北极冻原生态系统和荒漠生态系统中，生物多样性较低，营养结构简单，但是过度干扰后，由于气候恶劣，恢复时间也十分漫长。因此生态系统稳定性还应该考虑系统所处的环境条件。
注意：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低！
生态系统的稳定性之间的关系
生态系统的功能
时间
TS
y
x
干扰
正常作用范围
② y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。（y越大 稳定性越 ；反之 越强）
③ x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。（x越大 稳定性越 ；反之越强）
抵抗力
抵抗力
低
恢复力
恢复力
低
④TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____）
总
低
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：
①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
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定
核心
影响 因素
模型 保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
受到破坏，恢复原状
生物种类越多、营养结构越复杂
→自我调节能力越强
→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单
→自我调节能力越弱
→恢复力稳定性越高
稳定性
营养结构复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！
P75旁栏思考: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。
在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能力，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
P76旁栏思考: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？
A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力
稳定性比甲高
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.乙生态系统b点后一定有新的物种产生
两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示。由图不能得出的结论是( )
典例分析
D
提高生态系统的稳定性
03
粮油
蔬果
肉蛋奶
木材
①处于生态平衡的生态系统，可以持续不断的满足人类生活所需，如提供粮油，蔬果，肉，蛋奶，木材等农副产品。
生态小区
生态公园
生态农业
生态湿地
②处于生态平衡中的生态系统，能够使人类生活和生产的环境保持稳定。
1.提高生态系统的稳定性的意义
2.提高生态系统的稳定性的措施:
（1）控制对生态系统干扰的程度，在不超过生态系统自我调节能力的范
围内，合理适度地利用生态系统。
合理放牧
封山育林
适量捕捞
（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。
农田施肥
防护林防风阻沙
2.提高生态系统的稳定性的措施:
桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富;桉树密度高达1000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。
结合上述信息，并查阅有关资料,与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。
物种多样性及经济效益角度: 可以间种其他树种及一些经济作物，适当增加草本和灌木数量；例如，从考虑经济效益的角度，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物。
从保持土壤肥力角度：土壤中接种固氮菌。
P77 思考·讨论
设计制作生态缸，观察其稳定性
04
1.实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
2.实验原理: 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。
在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
3. 材料用具：
①玻璃器皿
④供选择的植物：黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭跖草、马齿苋、金鱼花、罗汉松、翠云草等。
②石块、沙土、含腐殖质较多的土、鹅卵石、假山石、自来水等。
③供选择的动物：鼠妇、蚰蜓、地鳖、蚯蚓、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等。
注意：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，还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
4. 实验步骤：
制作生态缸框架
铺土和石块
注水
放入动、植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
铺垫好的土和石块整体呈坡状。石块作为基垫，沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在通风、光线良好的散射光下，避免阳光直射。
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
5. 注意事项：
（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，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；
（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
（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 ，自我调节能力 。
（2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统的稳定性是有条件的。
简单
差
有长有短
6. 结论
设计要求 目的
生态缸必须是 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，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者) 使生态缸中的生态系统能够进行
和 ，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须_____ 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
封闭
物质循环
能量流动
透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜， 要留出一定的_____ 便于操作，且使缸内储备一定量的空气
生态缸的采光应使用较强的 光 防止水温过高导致水生植物死亡
选择动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
空间
散射
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。
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。
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。
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。
P78 讨论
1.湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。(2021·河北卷，12C)( )
湿地生态系统自我调节能力是其稳定性的基础。
2.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定。
(2019·海南卷，25D)( )
3.我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。(2019·江苏卷，15B)( )
沙漠地区气候条件恶劣，自我调节能力较低，恢复力稳定性也较低。
4.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。
(2022·河北卷，12C)( )
×
√
×
√
正误判断
生态平衡
生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性
结构平衡
功能平衡
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
收支平衡
控制干扰程度
适当物质能量的投入
与营养结构复杂程度的关系
生态系统的稳定性
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
√
√
D
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
C
（教材P77）
一、概念检测
（教材P80）
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( )
C
一、选择题
太阳
农作物
沼气池
家畜
人
沼渣
沼液
饲料
食物
秸秆
粪便
粪便
食物
沼气
A. 沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量
B. 微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用
C. 沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够
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. 能量金字塔和数量金字塔均可倒置
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
A
B
（教材P80）
4. 毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,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
D
（教材P80）
1. 将以下概念之间的关系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。
生态系统
非生物环境
生物群落
生产者
消费者
分解者
第一营养级
初级消费者
次级消费者
三级消费者
第二营养级
第三营养级
第四营养级
属于
属于
属于
属于
构成
食物链
构成
食物网
二、非选择题
（教材P80）
2. 下图为河流生态系统受到生活污水（含有大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图，请据图回答。
（1）在河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
藻类减少，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。
（2）在河流的AB段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
有机物分解后形成大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖
（教材P80）
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
藻类通过光合作用释放O2，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。
（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后果是什么？
河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏。
（教材P80）
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。因为喷洒高效农药，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，由于棉铃虫和赤眼鲜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。
（教材P80）
第5节
生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
选必二
1.运用结构与功能观，分析实例理解生态平衡的特征、生态系统稳定性的概念和机理。（生命观念）
2.基于对生态系统稳定性的理解，构建模型辨析抵抗力稳定性和恢复力稳定性的机理。（科学思维）
3.基于对生态系统的理论学习，设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案，树立科学的发展观。（社会责任）
4.设计并制作生态缸，观察比较不同生态缸中生态系统的稳定性，并尝试解释原因。（科学探究）
学习目标
01
生态平衡与生态系统的稳定性
02
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
目录
03
提高生态系统的稳定性
04
设计制作生态缸，观察其稳定性
生态平衡与生态系统的稳定性
01
紫茎泽兰
薇甘菊
空心莲子草
豚草
毒麦
互花米草
飞机草
凤眼莲
石矛
蔗扁蛾
湿地松粉蚧
强大小蠹
美国白蛾
非洲大蜗牛
福寿螺
牛蛙
中国第一批外来入侵物种名单（16种）
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。
①适应、繁殖能力强；②没有天敌等制约因素
1、为什么紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地可以疯长蔓延？
1998 2003 2006 2009 2011 2012
植物种数 98 90 84 47 38 35
资料1：四川省普格县，云南松林，1998—2012年：紫茎泽兰对云南松林生物多样性的影响
泽兰实蝇
2、我国曾引入紫茎泽兰的专食性天敌——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，即在确保利用泽兰实蝇的安全性后，再利用它进行防治。
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。
什么是生态平衡
（一）生态平衡：
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态系统
一定程度的干扰
结构与功能稳定
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
功能
食物链和食物网
这些生态系统哪个处于生态平衡？
生态平衡的特征有哪些？
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。
呼伦贝尔草原
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的结构
组成成分
营养结构
食物网
食物链
交织
物质循环
能量流动
信息传递
载体 动力
生态系统
的功能
生物圈二号
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。
（2）功能平衡：
2、生态平衡的特征
（3）收支平衡 :
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。
生产者
科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。
群落总生产量
（光合作用）
群落总呼吸量
相对值
演替进程（时间）
O
早期阶段
成熟阶段
【思考】据图分析，在成熟阶段，群落的总生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？这说明了什么？
总生产量≈总呼吸量，且趋于稳定
说明群落在输入和输出上趋于平衡状态，即生态系统表现为收支平衡。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
2、生态平衡的特征
（一）生态平衡：
1.概念：
生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，就是生态平衡。
生态系统
一定程度的干扰
结构与功能稳定
①结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定。
2.特征：
②功能平衡： 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。
生产—消费—分解
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态平衡。
③收支平衡： 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。
生产者
3.形成原因:
生态系统内部具有一定的自我调节能力。
草增加
兔的生存空间和资源增加
草减少
兔的生存空间和资源减少
兔增加
兔减少
狼减少
狼增加
说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡
4、生态平衡的调节机制
①生态系统中的调节实例1：
草地上草、兔、狼之间的调节
说明在生态系统中，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
森林面貌遭到破坏
种子萌发,幼苗生长
森林植被大量生长
郁闭，林间阳光减少
枯枝落叶增多
火灾
阳光、养料充足
（一）
（一）
4、生态平衡的调节机制
②生态系统中的调节实例2：
生物与无机环境之间的调节
负反馈调节
(1)概念：
在一个系统中，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，它可使系统保持稳定。
(2)模型图：
原方向
发生偏离
负反馈调节
回到原来方向
(3)意义：
负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
（一）生态平衡：
4.生态平衡的调节机制:
拓展延伸
正反馈调节的过程
实例：湖泊受到严重污染，鱼等生物会因死亡而减少，尸体腐烂，又会进一步加重污染，引起更多的生物死亡，污染更加严重
模型
鱼等生物死亡
尸体腐烂
湖泊污染
（+）
（+）
（+）
结果：使生态系统远离平衡状态
（二）生态系统的稳定性：
1.概念：
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
2.调节机制：
自我调节能力是有限的
生态系统的稳定性
自我调节能力
负反馈
调节
原因
基础
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
外界干扰因素强度超过一定限度时
生态平衡遭到严重的破坏
3.类型
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
02
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持 不受损害）的能力。
（1）概念：
1. 抵抗力稳定性
（2）实例：
抵抗干扰，保持原状
原状
实例1.当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降。
实例2.当森林遭遇持续的干早气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。
上游淘米洗菜，
下游洗澡洗衣，
水仍然很清澈。
1. 抵抗力稳定性
实例3.
河水轻微污染保持清澈过程：
（1）物理沉降：污水或污染物排于水体之后，可沉淀固体逐渐沉至水底形成底泥，悬浮胶体和溶解性污染物则因在水中的混合扩散稀释而逐渐降低浓度。
（2）化学分解：是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水中的污染物质浓度降低的过程。
（3）微生物分解：由于水中微生物对有机物的分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程称为生物净化作用。生物作用后，最终使有机物无机化，由有害向无害转化。
实例3.当河水受到轻微污染，经过物理沉降、化学分解和微生物分解的
作用，很快消除污染，河水仍能保持清澈的状态。
生态系统具有恢复原状的能力
森林局部火灾
若干年后恢复原状
生态系统在 后 的能力。
受到外界干扰因素的破坏
恢复到原状
2.恢复力稳定性
（遭到破坏，恢复原状）
思考：比较热带雨林生态系统和草原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别，简要表述理由。
生物种类_______
多
营养结构_______
复杂
强
自我调节能力_______
抵抗力稳定性_______
高
少
简单
弱
低
热带雨林生态系统
草原生态系统
生物种类_______
营养结构_______
自我调节能力_____
抵抗力稳定性_______
生态系统中
的组分越多
食物网
越复杂
抵抗力稳定
性就越高
自我调节能
力就越强
思考：如果热带雨林生态系统和草原生态系统发生同等强度的火灾，哪个容易恢复到原状？简要表述理由。
√
一般来说，生态系统中的组分越 ，食物网越 ，其自我调节能力就越 ，抵抗力稳定性就越 ，恢复力稳定性越 。
多
复杂
强
高
低
森林生态系统
草原生态系统
稳定性的特点：
稳定性
营养结构复杂程度
0
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
思考：所有生态系统的稳定性都如图所示吗？
（1）一般呈 关系。
（2） 共同维持生态系统的稳定。
负相关
相互作用
很多实例不支持上述观点。如北极冻原生态系统和荒漠生态系统中，生物多样性较低，营养结构简单，但是过度干扰后，由于气候恶劣，恢复时间也十分漫长。因此生态系统稳定性还应该考虑系统所处的环境条件。
注意：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低！
生态系统的稳定性之间的关系
生态系统的功能
时间
TS
y
x
干扰
正常作用范围
② y：表示一个外来干扰使生态系统偏离正常范围（两虚线之间）时，偏离范围的大小可以作为 稳定性的定量指标。（y越大 稳定性越 ；反之 越强）
③ x：表示生态系统从破坏到恢复所需要的时间。x的大小可作为 稳定性的定量指标。（x越大 稳定性越 ；反之越强）
抵抗力
抵抗力
低
恢复力
恢复力
低
④TS：表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为____稳定性的定量指标。（TS的面积越大，说明这个生态系统的总稳定性____）
总
低
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：
①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
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区 别 实质 _____自身结构和功能相对稳定 _____自身结构和功能相对稳定
核心
影响 因素
模型 保持
恢复
抵抗干扰，保持原状
受到破坏，恢复原状
生物种类越多、营养结构越复杂
→自我调节能力越强
→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单
→自我调节能力越弱
→恢复力稳定性越高
稳定性
营养结构复杂程度
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
对于环境条件极其恶劣的生态系统，如北极苔原生态系统，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低！
P75旁栏思考: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。
在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能力，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
P76旁栏思考: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？
A.同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力
稳定性比甲高
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.乙生态系统b点后一定有新的物种产生
两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示。由图不能得出的结论是( )
典例分析
D
提高生态系统的稳定性
03
粮油
蔬果
肉蛋奶
木材
①处于生态平衡的生态系统，可以持续不断的满足人类生活所需，如提供粮油，蔬果，肉，蛋奶，木材等农副产品。
生态小区
生态公园
生态农业
生态湿地
②处于生态平衡中的生态系统，能够使人类生活和生产的环境保持稳定。
1.提高生态系统的稳定性的意义
2.提高生态系统的稳定性的措施:
（1）控制对生态系统干扰的程度，在不超过生态系统自我调节能力的范
围内，合理适度地利用生态系统。
合理放牧
封山育林
适量捕捞
（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。
农田施肥
防护林防风阻沙
2.提高生态系统的稳定性的措施:
桉树林是我国西南地区重要的经济林。大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。例如，结构单一的同龄纯林对环境变化的抵抗力差；人工桉树林下植被稀少，出现水土流失等问题；有的桉树林里鸟类绝迹。研究发现，在某地人工桉树林中，乔木层桉树占绝对优势；灌木层、草本层的物种丰富度则与桉树密度有关：桉树密度为750株/hm2时，灌木层有17个物种，草本层物种也较丰富;桉树密度高达1000株/hm2时，灌木层和草本层物种均减少。
结合上述信息，并查阅有关资料,与小组同学讨论提高人工桉树林稳定性的措施。讨论时，应重点考虑如何提高生态系统的物种多样性、结构复杂性，并兼顾人工林的经济效益与当地生态保护之间的平衡。
物种多样性及经济效益角度: 可以间种其他树种及一些经济作物，适当增加草本和灌木数量；例如，从考虑经济效益的角度，可以混种其他树种，如相思树，或间种西瓜、山毛豆等其他经济作物。
从保持土壤肥力角度：土壤中接种固氮菌。
P77 思考·讨论
设计制作生态缸，观察其稳定性
04
1.实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
2.实验原理: 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。
在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
3. 材料用具：
①玻璃器皿
④供选择的植物：黑藻、金鱼藻、苔藓、铁线蕨、浮萍、珍珠草、鸭跖草、马齿苋、金鱼花、罗汉松、翠云草等。
②石块、沙土、含腐殖质较多的土、鹅卵石、假山石、自来水等。
③供选择的动物：鼠妇、蚰蜓、地鳖、蚯蚓、蜗牛、虾、小鱼、小乌龟等。
注意：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，还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
4. 实验步骤：
制作生态缸框架
铺土和石块
注水
放入动、植物
密封生态缸
移置生态缸
观察记录
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
铺垫好的土和石块整体呈坡状。石块作为基垫，沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在通风、光线良好的散射光下，避免阳光直射。
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
5. 注意事项：
（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，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；
（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
（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 ，自我调节能力 。
（2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间 。人工生态系统的稳定性是有条件的。
简单
差
有长有短
6. 结论
设计要求 目的
生态缸必须是 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，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者) 使生态缸中的生态系统能够进行
和 ，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须_____ 为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
封闭
物质循环
能量流动
透明
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜， 要留出一定的_____ 便于操作，且使缸内储备一定量的空气
生态缸的采光应使用较强的 光 防止水温过高导致水生植物死亡
选择动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量
空间
散射
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。
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。
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。
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。
P78 讨论
1.湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。(2021·河北卷，12C)( )
湿地生态系统自我调节能力是其稳定性的基础。
2.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定。
(2019·海南卷，25D)( )
3.我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。(2019·江苏卷，15B)( )
沙漠地区气候条件恶劣，自我调节能力较低，恢复力稳定性也较低。
4.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。
(2022·河北卷，12C)( )
×
√
×
√
正误判断
生态平衡
生态系统的稳定性
提高生态系统稳定性
结构平衡
功能平衡
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
收支平衡
控制干扰程度
适当物质能量的投入
与营养结构复杂程度的关系
生态系统的稳定性
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
√
√
D
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
C
（教材P77）
一、概念检测
（教材P80）
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( )
C
一、选择题
太阳
农作物
沼气池
家畜
人
沼渣
沼液
饲料
食物
秸秆
粪便
粪便
食物
沼气
A. 沼气池中的微生物是该生态系统的分解者存的能量
B. 微生物也能利用农作物通过光合作用储循环利用
C. 沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够
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. 能量金字塔和数量金字塔均可倒置
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
A
B
（教材P80）
4. 毛竹与栲树、苦褚等阁叶树形成的混交林,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
D
（教材P80）
1. 将以下概念之间的关系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。
生态系统
非生物环境
生物群落
生产者
消费者
分解者
第一营养级
初级消费者
次级消费者
三级消费者
第二营养级
第三营养级
第四营养级
属于
属于
属于
属于
构成
食物链
构成
食物网
二、非选择题
（教材P80）
2. 下图为河流生态系统受到生活污水（含有大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图，请据图回答。
（1）在河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
藻类减少，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。
（2）在河流的AB段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？
有机物分解后形成大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖
（教材P80）
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
藻类通过光合作用释放O2，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。
（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后果是什么？
河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏。
（教材P80）
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。因为喷洒高效农药，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，由于棉铃虫和赤眼鲜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。
（教材P80）