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第5节生态系统的稳定性本节聚焦1、什么是生态系统的自我调节?2、怎样理解生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性?分析生态瓶中有哪些成分？微生物(分解)生态瓶中各成分之间有何联系？定义：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，叫生态系统的稳定性。一、生态系统的稳定性活动：四人一组，每组要能列举两个实例，并对实例进行分析。思考:1.为什么生态系统具有这样的能力呢?2.你能列举出生态系统在受到干扰后,仍能保持和恢复相对稳定的实例吗?原因：生态系统具有自我调节能力草食草动物过度放牧食物短缺意义:生态系统自我调节能力的基础负反馈调节结果:抑制或减弱了最初发生的变化，使生态系统达到或保持稳定。实例一:正反馈湖泊受到了污染鱼类等生物死亡死鱼等生物腐烂（+）实例：正反馈:使生态系统常常远离稳态，对生态系统有极大破坏作用。结果：+原方向原方向发生偏离发生偏离正反馈调节更加偏离负反馈调节回到原来方向实例二:苏州—江南水乡,小桥流水人家。话说乾隆下江南时，到了苏州。看到水乡人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。思考与讨论：1.水乡人在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水为何仍能保持清澈？受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染。生态系统在受到外界轻度干扰时，具有抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力，我们把生态系统的这种能力，称之为抵抗力稳定性。思考与讨论：2.既然生态系统具有抵抗力稳定性，为什么虎丘外围河流还会出现“水污染事件”这种情景呢？这说明了什么问题？生态系统的自我调节能力具有一定的限度3.染坊停止排污后，虎丘外围的河流出现了什么变化？恢复了原状外界因素的干扰消除后，生态系统具有重建稳态的能力。我们把这种能力，叫做恢复力稳定性。恢复力稳定性: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。生态系统的稳定性表现在两个方面：抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能维持原状的能力。（抵抗干扰，维持原状）（遭到破坏，恢复原状）不同的生态系统的稳定性一样吗？你认为该生态系统的生物种类多吗？营养结构如何？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。假设地衣大面积死亡，将产生什么结果？整个生态系统就会崩溃。该生态系统的自动调节能力如何？抵抗力稳定性又如何？自动调节能力小，抵抗力稳定性低。归纳：一个生态系统的生物种类营养结构越，自我调节能力，抵抗力稳定性。越少简单越小越低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热带雨林生态系统以相同的方式，归纳热带雨林生态系统的情况，热带雨林生态系统的生物种类多，营养结构复杂，是众所周知的事实。但为什么说它的自我调节能力大，抵抗力稳定性高呢？热带雨林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，森林生态系统人工林生态系统低抵抗力稳定性较高抵抗力稳定性较低恢复力稳定性较高恢复力稳定性较对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般存在相反关系。抵抗力稳定性恢复力稳定性稳定性生物量、生态系统复杂程度等为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费2亿美元于1984年建造了一个完全封闭的生态实验基地。由于该实验室是模拟生物圈的结构和功能而建造的，因此叫做“生物圈Ⅱ号”。这是一个占地1.3亿平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。1993年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？不能生物圈2号的启示它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，地球只有一个，除了地球不存在一个能够长期稳定的生物圈，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。讨论：生态系统遭到破坏的原因是什么？外来的干扰超过了生态系统的自我调节能力的限度。引起生态平衡破坏的因素：①自然因素：地震、海啸、火山、泥石流、流行病等。②人为因素：过度采伐、放牧、捕猎、环境污染等森林植被破坏土地沙漠化藏羚羊的呼唤垃圾成灾人类对地球的破坏黄土高原过去不仅有茂密的森林，还有茂密的草原。但是，经过几百年的掠夺式开发，盲目砍伐森林和滥垦草原，结果植被破坏殆尽，引起水土流失，因而成为一片荒山秃岭。青山绿水穷山恶水黄土高原的历史变迁想一想：图片中的画面给大家留下了深刻的印象，看来提高生态系统的稳定性势在必行。如果你是环保局长，你将采取什么措施来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。适量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏，还能促进森林的更新。科学合理的载畜量，不会破坏草原，又可以获得稳定的畜牧产品。适度捕捞海洋系统中成鱼，不仅可以促进海洋鱼类资源的更新，还能不断获得各类产品。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。对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。1.如果一个生态系统中有4种生物，它们可以形成下面几种营养结构，如图所示，其中最稳定的是()甲乙丙丁甲乙丙丁甲乙丙丁甲丁乙丙ABCDB2、下列生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低的是生物种类营养结构自动调节能力抵抗力稳定性恢复力稳定性越多越少越复杂大低越简单高小低高(1)环境条件相同时：(2)环境条件不同时：环境条件好的生态系统，恢复力稳定性较____。反之亦然。高温带森林比温带草原抵抗力稳定性___,恢复力稳定性___A.热带雨林B.温带草原C.北极冻原D.温带森林高低巩固与提高3、“野火烧不尽，春风吹又生。”说明生态系统的A抵抗力稳定性B恢复力稳定性C食物链的结构可以改变D受气候更替的影响4、人造马尾松林比天然混交林易遭松毛虫危害，其主要原因是（）A、马尾松林营养结构复杂B、马尾松林适应环境的能力弱C、马尾松林营养结构简单D、松毛虫适应环境弱C5、河流受到轻度污染时，能通过自身的物理沉降，化学分解和微生物的分解很快消除污染，这是由于生态系统具有（）A、抵抗力稳定性B、恢复力稳定性C、抗污染能力D、保持相对稳定的能力A6、生态系统能够保持稳定的原因主要是（）A、相对稳定的物质循环B、缺水干旱C、自动调节能力D、食物被破坏C7、某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，由于自身的净化作用，逐步恢复原状，这是由于生态系统具有（）A、抵抗力稳定性B、恢复力稳定性C、抗污染能力D、抗干扰能力B为了进一步加深对生态系统稳定性的了解，我们可以自制生态瓶，观察其稳定性。设计制作生态瓶(缸),观察其稳定性目标：通过动手自制小型生态瓶(缸)，认真观察记录这一人工生态系统的稳定性。讨论：如何制作小型生态瓶，才能使它在较长时间内维持相对稳定?实验材料:罐头瓶（透明的饮料瓶等），棕色瓶，柳条鱼，小田螺，小虾，水草，浮萍，砂土，池塘水足量,自来水足量。提示：在罐头瓶或透明的饮料瓶下边放上沙子，植入水草，装进池塘水（里边有小型动物和藻类植物）放进健康的小鱼。最后，封上生态瓶盖。注意：设计制作生态瓶,观察其稳定性设计要求相关分析小生态瓶中所形成的生态系统,必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰投放的生物,必须具有很强的生活力，成分齐全。要能够进行物质循环和能量流动，以免破坏食物链。小生态瓶必须是透明的让里面的植物见光,又便于学生进行观察。生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应为容器的4/5。便于操作；缸内储备一定量的空气将小生态瓶放在有较强散射光的地方。防止水温过高,而使水草死亡。动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2的消耗以免破坏食物链。拓展延伸：1.提出与维持生态瓶内稳定性相关的问题,例如：A.生态系统的稳定性与生物种类的多少有关吗？B.生态系统的稳定性与阳光有关系吗？设计制作生态瓶,观察其稳定性2.根据提的问题作出假设3.小组讨论，设计探究方案生态瓶1、设计并制作生态缸，观察其稳定性设计要求相关分析生态缸需是；防止外界因素的干扰生物的种类要；生物要有很强的生活力能够进行，一定时期内保持稳定；生态缸的材料；为光合作用提供光能；保持缸内的温度；便于观察生态缸在，避免阳光直射防止水温，导致水生植物死亡封闭齐全物质循环和能量流动光线良好的地方2、某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其中：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，原因是。（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~D①合理确定载牧量，防止过度放牧。②发展季节性放牧。③提倡划区轮牧。（3）适宜的放牧量控制在乙图的b点和c点之间，为什么？（4）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中c点以上，会造成怎样的后果？（5）请举两项合理利用草原生态系统的措施。既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产量草原退化，严重时会导致草场的沙漠化3．根据下列材料，回答问题：材料一红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之一。材料二2004年12月，印度洋地震引起的海啸导致死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172户人家在这次海啸中幸免遇难。（1）红树林属于生态系统。（2）红树林的稳定性较强而稳定性较弱，原因是红树林。湿地抵抗力恢复力生物种类较多，营养结构复杂（3）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任何生态系统的都是有限的。（4）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植农作物？请从生物学角度分析其原因。自动调节能力被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物无法通过渗透作用吸收水分4.农业生态系统内进行农药防治(喷洒DDT)和生物防治(引入无数捕食者)害虫过程中，害虫种群密度消长示意图：(1)A点开始的是＿＿＿＿防治；E点开始进行的是＿＿＿＿防治。(2)A点开始的防治中，害虫数量越来越多，其原因是：一方面害虫；另一方面是害虫的天敌因。(3)指出E点开始的防治有何突出的优点。(4)F-I段种数量已无明显波动，说明（5）图中“经济阈值”是指害虫种群密度已经达到了影响农业生态系统经济效益的最低值，因此图中需要防治害虫的时间点是农药生物由于DDT的选择作用使害虫的抗药性越来越强DDT的毒害而大量死亡避免对环境的污染引入害虫天敌后，生态系统又保持了相对的稳定ADE(6)一般认为害虫防治主要是控制害虫种群的大小而不是彻底消灭害虫，用生态学原理进行解释其目的在于在使虫害尽可能降低的同时，尽