高二生物人教版必修3學(xué)案第5章第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性知識(shí)點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[新知導(dǎo)學(xué)]1．概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。2．原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。3．生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力(1)基礎(chǔ)：負(fù)反饋調(diào)節(jié)。(2)局限性：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。4．類型5.自我調(diào)節(jié)能力與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多→食物網(wǎng)越復(fù)雜→自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)→抵抗力穩(wěn)定性越高。6．提高穩(wěn)定性的措施(1)控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度，不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。(2)對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入。1．草原生態(tài)系統(tǒng)與森林生態(tài)系統(tǒng)相比哪個(gè)抵抗力穩(wěn)定性更高？恢復(fù)力穩(wěn)定性呢？提示：森林生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高，恢復(fù)力穩(wěn)定性低；草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性低，恢復(fù)力穩(wěn)定性高。2．若對(duì)同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)講，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈什么關(guān)系？所有的生態(tài)系統(tǒng)都這樣嗎？舉例說(shuō)明。提示：一般來(lái)說(shuō)，對(duì)同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)講，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈相反關(guān)系且同時(shí)存在。但對(duì)于一些特殊的生態(tài)系統(tǒng)比如極地苔原生態(tài)系統(tǒng)，由于物種組分單一，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低。[重難探究]1．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)(1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者在種類和數(shù)量上能較長(zhǎng)時(shí)間地保持相對(duì)穩(wěn)定。(2)功能穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的輸入與輸出基本相等。可用下圖來(lái)表示：2．抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較(1)區(qū)別：(2)聯(lián)系：①一般二者呈負(fù)相關(guān)，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性(a)越強(qiáng)，而恢復(fù)力穩(wěn)定性(b)一般越弱。②二者是同時(shí)存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的能力，它們相互作用共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。3．生態(tài)系統(tǒng)兩種穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系(圖示如下)(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的正常作用范圍。(2)y表示一個(gè)外來(lái)干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，偏離大說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)。如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同干擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。(3)x可以表示恢復(fù)到原狀所需的時(shí)間，x越大，表示恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱，反之恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可以作為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，這一面積越大，即x與y越大，說(shuō)明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。4．生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力(1)負(fù)反饋調(diào)節(jié)。①作用：生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，能使生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)平衡。②實(shí)例：森林中的食蟲鳥和害蟲的數(shù)量變化。③結(jié)果：抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分的變化，從而保持穩(wěn)態(tài)平衡。(2)正反饋調(diào)節(jié)。①作用：使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)。②實(shí)例：一個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的正反饋調(diào)節(jié)。若一個(gè)湖泊受到了污染，魚類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚體死亡腐爛后，又會(huì)進(jìn)一步加重污染，并引起更多魚類死亡。③結(jié)果：加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的三點(diǎn)提示(1)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不是絕對(duì)不變的，而是一種相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。(2)判斷抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)鍵是“保持”還是“恢復(fù)”。(3)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系并不一定都是相反的，如苔原生態(tài)系統(tǒng)的兩種穩(wěn)定性都較小。[典題演練]1．下列與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性相關(guān)的敘述，正確的是(C)A．生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性就越強(qiáng)B．農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)比草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性高C．對(duì)于極地苔原(凍原)來(lái)說(shuō)，由于物種組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低D．在遭到嚴(yán)重破壞后，相對(duì)于池塘生態(tài)系統(tǒng)而言，海洋生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)更快解析：生態(tài)系統(tǒng)組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其恢復(fù)力穩(wěn)定性往往越低；就抵抗力穩(wěn)定性而言，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)比草原生態(tài)系統(tǒng)低；在遭到嚴(yán)重破壞后，池塘生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)比海洋生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)快。2．下圖為某一生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性圖解。對(duì)此理解不正確的是(B)A．a(chǎn)為抵抗力穩(wěn)定性，b為恢復(fù)力穩(wěn)定性B．a(chǎn)為恢復(fù)力穩(wěn)定性，b為抵抗力穩(wěn)定性C．恢復(fù)力穩(wěn)定性與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)呈相反關(guān)系D．抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈相反關(guān)系解析：生物種類越多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性就越強(qiáng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱；營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，抵抗力穩(wěn)定性就越弱，恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。圖中a為抵抗力穩(wěn)定性，b為恢復(fù)力穩(wěn)定性，兩者呈負(fù)相關(guān)，故只有B選項(xiàng)符合題意。知識(shí)點(diǎn)二設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[新知導(dǎo)學(xué)]1．目的要求：設(shè)計(jì)并觀察人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2．基本原理3．方法步驟(1)鋪沙土：沙土在上，花土在下↓(2)倒水：在缸內(nèi)低處倒進(jìn)水↓(3)放置生物：依據(jù)生物生活習(xí)性合理放置↓(4)放置生態(tài)缸：封上生態(tài)缸蓋，并將生態(tài)缸置于室內(nèi)通風(fēng)、光線良好的地方，但要避免陽(yáng)光直接照射。[典題演練]3．為探究人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)制作了生態(tài)瓶，相關(guān)的原理敘述錯(cuò)誤的是(B)A．瓶?jī)?nèi)各種生物之間應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)上的聯(lián)系B．要定期通氣，以保證各種生物的正常呼吸C．要用無(wú)色透明玻璃瓶，保證能量能輸入生態(tài)瓶D．水量應(yīng)為容器的eq\f(4,5)，以使瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣解析：生態(tài)缸必須是封閉的，生態(tài)缸中的生產(chǎn)者通過(guò)光合作用能制造氧氣，故不需要定期通空氣來(lái)保證各種生物的呼吸，B錯(cuò)誤；無(wú)色透明的玻璃瓶可以讓光能透過(guò)，有利于生產(chǎn)者進(jìn)行光合作用，C正確；在制作生態(tài)缸時(shí)，要保留一定的空間，D正確。4．某生物興趣小組的同學(xué)用河水、池泥、水藻、植食性小魚、廣口瓶、凡士林等材料制作了3個(gè)生態(tài)瓶(如下圖所示)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(A)A．甲瓶中的小魚很快死亡是因?yàn)槠績(jī)?nèi)分解者數(shù)量過(guò)少B．乙瓶中的生物存活的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中D．若想維持生態(tài)平衡，丙瓶不應(yīng)放在黑暗中解析：甲瓶中的小魚很快死亡是因?yàn)槠績(jī)?nèi)消費(fèi)者數(shù)量過(guò)多，A項(xiàng)錯(cuò)誤。一、選擇題1．自然條件下，生態(tài)系統(tǒng)能夠在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，其主要原因是(D)A．具有復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)B．能量的收支隨季節(jié)而波動(dòng)C．物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)反復(fù)進(jìn)行D．生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力解析：生態(tài)系統(tǒng)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)鍵是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)自身的調(diào)節(jié)，可使自己在一定范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。2．關(guān)于熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)，下列敘述不正確的是(C)A．動(dòng)植物種類繁多，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜B．高溫多雨，分解者的活動(dòng)旺盛C．恢復(fù)力穩(wěn)定性比草原生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)D．可用樣方法調(diào)查某物種的種群密度解析：生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性存在著相反的關(guān)系。相對(duì)于草原生態(tài)系統(tǒng)，熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)植物種類繁多、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，所以抵抗力穩(wěn)定性高，恢復(fù)力穩(wěn)定性低。3．關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A．恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)B．并不是所有生態(tài)系統(tǒng)都具有恢復(fù)力穩(wěn)定性C．外界干擾剛產(chǎn)生時(shí)，主要是抵抗力穩(wěn)定性起作用D．在生態(tài)系統(tǒng)中，生物個(gè)體數(shù)目的多少并不能說(shuō)明其穩(wěn)定性大小解析：每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都同時(shí)具有抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，它們的作用關(guān)系往往是相反的。生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高，而恢復(fù)力穩(wěn)定性越低。抵抗力穩(wěn)定性較高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較低；抵抗力穩(wěn)定性較低的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較高，兩者關(guān)系往往相反。4．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述正確的是(C)A．在調(diào)節(jié)大氣CO2平衡方面，森林生態(tài)系統(tǒng)的作用大于海洋生態(tài)系統(tǒng)B．狼捕食兔，能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)C．生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，意味著其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜D．生態(tài)系統(tǒng)在外界干擾作用下不受損害的能力叫做恢復(fù)力穩(wěn)定性解析：解答本題時(shí)，需明確生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因，再逐項(xiàng)分析。海洋生態(tài)系統(tǒng)中含有大量的單細(xì)胞藻類，光合作用速率非常快，故在調(diào)節(jié)大氣CO2平衡方面，森林生態(tài)系統(tǒng)的作用小于海洋生態(tài)系統(tǒng)；狼捕食兔，能量就從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)；生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)；生態(tài)系統(tǒng)在外界干擾作用下不受損害的能力叫做抵抗力穩(wěn)定性。5．下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，不正確的是(D)A．生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，這是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)B．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，可以提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性C．生物多樣性對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價(jià)值D．生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性就越強(qiáng)解析：D選項(xiàng)中，生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)，而恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱。二、非選擇題6．目前，在我國(guó)一些地區(qū)引進(jìn)的大米草、水葫蘆等外來(lái)物種急劇增長(zhǎng)，甚至取代了當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)物種，這一現(xiàn)象引起了各界的關(guān)注。請(qǐng)依據(jù)生態(tài)學(xué)原理回答：(1)外來(lái)物種在侵入地區(qū)定居、擴(kuò)張的原因是環(huán)境條件適宜(或非生物因素適宜)和沒(méi)有捕食者(或沒(méi)有天敵)。(2)外來(lái)物種對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響是破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡(或破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性)。解析：生物入侵的生物初期是“J”型曲線增長(zhǎng)，由于生物入侵外來(lái)物種迅速擴(kuò)張，與本地物種爭(zhēng)奪資源空間，外來(lái)物種的絕對(duì)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，使本地物種在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)甚至滅絕，破壞了物種的多樣性，打破了原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。7．澳大利亞為發(fā)展牧業(yè)，引進(jìn)了大量黃牛，幾年后千萬(wàn)頭牛的糞便覆蓋了草場(chǎng)，已經(jīng)威脅牧草的生長(zhǎng)，以后又從亞洲引進(jìn)蜣螂，它們把牛糞滾成團(tuán)推運(yùn)到地下，既清除了牛糞又肥沃了土壤，重新促進(jìn)牧草的生長(zhǎng)。(1)上述事實(shí)表明，在引進(jìn)黃牛前，各種生物之間的關(guān)系呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。(2)導(dǎo)致不得不引進(jìn)蜣螂的原因是引進(jìn)黃牛打破了原有的生態(tài)