度新的课标创新的人教生物的必修3第5章第5节生态系统地稳定性.docx
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度新的课标创新的人教生物的必修3第5章第5节生态系统地稳定性
一、生态系统的稳定性
1.概念:
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。
2.原因:
生态系统具有自我调节能力。
3.生态系统的自我调节能力
(1)调节基础:
负反馈调节。
(2)特点:
调节能力有一定的限度。
二、生态系统的自我调节能力的实例
1.河流
2.森林
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
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
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
续表
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
实质
抵抗干扰、保持原状
遭受破坏后恢复原状
规律
生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高
相互
关系
往往相反
四、提高生态系统的稳定性
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。
[共研探究]
稳态是生命系统的特征,所以生态系统也具有这种特征。
阅读教材,结合材料思考下面的问题:
1.请完善下面亚马逊森林中食虫鸟种群和害虫种群之间调节关系的概念模型,并思考:
(1)分析以上过程,生态系统具有稳定性,原因:
生态系统具有一定的自我调节能力。
(2)该生态系统具有抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力,这种能力称为负反馈调节,它在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础。
(3)负反馈调节在生命系统的各个层次上均有体现。
个体内激素的反馈调节,种群内部的种内斗争,种间关系的捕食者与被捕食者,生物群落与无机环境之间等均存在负反馈调节。
2.材料 森林火灾(左)和火烧后的恢复(右)
从材料可看出,生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。
3.已经污染的湖泊中污染状况加剧(如下图)
根据上图,该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生的变化的能力,这种能力称为生态系统的正反馈调节,该实例说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
4.举出正反馈调节的其它实例:
血液凝固,分娩等。
由此可知正反馈调节不一定向坏的方面发展。
[总结升华]
1.生态系统的稳态
(1)生态系统的稳态是系统发展的结果,生态系统的稳定性不是绝对稳定,而是指生态系统的结构与功能保持动态平衡状态。
①结构相对稳定:
动植物的种类和数量相对稳定。
②功能相对稳定:
物质与能量输入和输出相对平衡。
③可打破重建:
在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要,打破原有平衡,建立更加高效的平衡。
(2)生态系统的自我调节能力不是无限的,当外界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会迅速丧失。
2.生态系统的自我调节能力主要表现在3个方面
(1)同种生物的种群密度的调控,这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律。
(2)异种生物种群之间的数量调控,多出现于植物与动物或动物与动物之间,常有食物链关系。
(3)生物与环境之间的相互调控
生态系统总是随着时间的变化而变化的,并与周围的环境有着很密切的关系。
生态系统的自我调节能力是以内部生物群落为核心的,有着一定的承载力,因此生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
3.反馈调节的种类
项目
正反馈
负反馈
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
[对点演练]
1.判断正误
(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。
( )
解析:
负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统达到和保持平衡及稳定,它不仅存在于生态系统的生物群落之间,也存在于生物群落与无机环境之间,它的特点是通过自我调节能力,使生态系统内的种群数量保持相对平衡,这种调节往往是通过生物与生物之间的捕食关系来实现的,正反馈调节不一定向坏的方面发展,它也会向好的方面发展,如血液凝固、分娩。
答案:
(1)×
(2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)×
[共研探究]
1.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。
分析并完成相关问题。
(1)水乡人家在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河水能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解,很快消除污染,使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自我调节能力。
(2)像苏州水乡的河水那样,生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力,叫做抵抗力稳定性。
(3)若工厂废水过量排入河流,远远超出了它的自我调节能力,河流生态系统被破坏。
(4)若工厂停止排污后,被破坏的河流生态系统恢复到原状,这种能力叫做恢复力稳定性。
2.根据材料填空
材料
结论
在北极苔原生态系统中,动植物种类稀少,营养结构简单,其中生产者主要是地衣,其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。
假如地衣受到大面积破坏,整个生态系统就会崩溃。
相反,在热带雨林中,动植物种类繁多,营养结构非常复杂,假如其中的某种植食性动物大量减少,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
(1)生态系统中的组分越多,食物网越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高
(2)生态系统的组分越少,食物网越简单,自我调节能力越差,抵抗力稳定性就越低
热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性,因为它们的物种组成十分丰富,结构比较复杂;然而,在热带雨林受到一定强度的破坏后,也能较快地恢复。
相反,对于极地苔原(冻原),由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性很低,在遭到过度放牧、火灾等干扰后,恢复的时间也十分漫长
同一生态系统的两种稳定性通常呈负相关关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然。
但也有特殊情况,如热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很强,而北极苔原生态系统的两种稳定性都很弱
3.根据生态系统的稳定性,解释采取下列措施的原因
(1)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。
原因:
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)农田生态系统需要不断地施肥、灌溉,控制病虫害,并且推广秸秆还田,以减少农田的输出。
原因:
要对人类利用强度较大的生态系统实施相应的物质、能量投入,以保证生态系统内部结构与功能的协调。
[总结升华]
1.生态系统的两种稳定性
生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系可用下图表示:
(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,偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,说明抵抗力稳定性强。
(3)x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,表示恢复力稳定性越强。
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为衡量总稳定性的指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越弱。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持原状(不受损害)的能力
生态系统破坏后,恢复到原状的能力
核心
抵抗干扰,保持原状
遭到破坏,恢复原状
联系
①二者都源于生态系统具有自我调节能力,且这种能力是有一定限度的
②二者同时存在,共同维持生态系统的相对稳定
③同一生态系统的两种稳定性通常呈负相关关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然(如图)。
但也有特殊情况,如热带雨林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很强,而北极苔原生态系统的两种稳定性都很弱
[对点演练]
2.判断正误
(1)森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统高。
( )
(2)在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后,其抵抗力稳定性提高。
( )
(3)在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性提高。
( )
(4)在一块牧草地上栽种乔木形成树林后,其恢复力稳定性下降。
( )
(5)一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后,其抵抗力稳定性提高。
( )
(6)抵抗力稳定性很低的生态系统,其恢复力稳定性一定很高。
( )
(7)草原生态系统与农田生态系统相比,草原生态系统的稳定性更高。
( )
解析:
一般地说,生态系统的组分越少,营养结构越简单,自我调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般呈相反的关系。
牧草地上通过管理提高某种牧草的产量,可能会使杂草等其他植物的种类和数量减少,导致抵抗力稳定性降低。
抵抗力稳定性很低的生态系统,其恢复力稳定性不一定高,如荒漠地区及苔原地区生态系统,由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
就抵抗力稳定性而言,草原生态系统的稳定性更高,就恢复力稳定性而言,农田生态系统的稳定性更高。
答案:
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×
[共研探究]
小生态瓶,是一个人工模拟的微型生态系统。
它可以是模拟的微型池塘生态系统,也可以是模拟的微型陆地生态系统。
本探究点就模拟的微型池塘生态系统为例,介绍小生态瓶设计的要求、制作和观察的方法。
1.小生态瓶的设计要求
(1)生态瓶制成后,形成的生态系统必须是封闭的。
(2)生态瓶中投放的几种生物,必须具有很强的生活力,必须能够进行物质循环和能量流动,能使其在一定时期内保持稳定。
(3)生态瓶的材料必须透明,可以让里面的生物得到阳光,并便于观察。
(4)生态瓶宜小不宜大,瓶中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间,储备一定量的空气。
(5)小生态瓶的采光,以较强的散射光为好,不能采用强烈的直射光,否则瓶内水温过高,会导致水生植物死亡。
2.实验流程
3.生态缸稳定性观察与分析
(1)观察稳定性,可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
(2)由于生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能力极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏。
因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
[总结升华]
1.设计生态缸时要考虑生态系统各组成成分:
需要加入的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,而且投入的生物之间能够形成食物链。
2.在设计生态缸时一般要加入河泥,其作用是提供分解者,为绿色植物提供必需的矿质元素。
3.为保证生物的生存,必需的外部条件:
充足的光照和适宜的温度。
[对点演练]
3.为观察生态系统的稳定性,设计了4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件如表所示。
一段时间后,发现甲瓶是最稳定
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- 创新 生物 必修 生态系统 稳定性
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