
【學習目標】
1.掌握生態(tài)平衡、負反饋調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性等概念,梳理這些概念間的關(guān)系。
2.分析說明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性會受到自然或人為因素的影響,學會運用生命的系統(tǒng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等觀念分析問題,提出提高某特定生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,使人與自然均受益的改進建議。
【課前學習】
一、生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
1.生態(tài)平衡。
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于_________穩(wěn)定的一種狀態(tài)。
(2)處于生態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)具有的特征。
①_________平衡:生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持相對穩(wěn)定。
②_________平衡:生產(chǎn)—消費—分解的生態(tài)過程正常進行,保證了物質(zhì)總在循環(huán),能量不斷流動,生物個體持續(xù)發(fā)展和更新。
③_________平衡:例如,在某生態(tài)系統(tǒng)中,植物在一定時間內(nèi)制造的可供其他生物利用的有機物的量,處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
(3)特點:生態(tài)平衡并不是指生態(tài)系統(tǒng)一成不變,而是一種_________的平衡。
2.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)_________自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。
(2)原因:生態(tài)系統(tǒng)具有_________能力,其調(diào)節(jié)機制為____________。
二、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
1.抵抗力穩(wěn)定性。
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)_______________外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀(不受損害)的能力。
(2)高低判斷方法:一般來說,生態(tài)系統(tǒng)中的_________越多,食物網(wǎng)越復(fù)雜,其自我調(diào)節(jié)能力就越強,抵抗力穩(wěn)定性就越高。
2.恢復(fù)力穩(wěn)定性
(1)概念:生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后_________到原狀的能力。
(2)特點:生態(tài)系統(tǒng)在受到不同的干擾(破壞)后,其恢復(fù)速度與_________是不一樣的。
三、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
1.要控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度,對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該_________。
2.對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)給予相應(yīng)的_________、能量的投入,保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。
參考答案:一、1.(1)相對 (2)①結(jié)構(gòu) ②功能 ③收支 (3)動態(tài) 2.(1)維持或恢復(fù) (2)自我調(diào)節(jié) 負反饋調(diào)節(jié)
二、1.(1)抵抗 (2)組分 2.(1)恢復(fù) 恢復(fù)時間
三、1.合理適度 2.物質(zhì)
【課上學習】
任務(wù)一:嘗試用文字、線框、箭頭等符號,任選一個實例,簡要描繪其中的調(diào)節(jié)過程。
實例一:草→高原鼠兔→香鼬
實例二:森林→森林火災(zāi)→災(zāi)后恢復(fù)
任務(wù)二:閱讀以下資料,研究生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的關(guān)系。
埃爾頓的論據(jù)
1.研究證明,兩個或少數(shù)物種相互作用的數(shù)學模型不易達到穩(wěn)定的局面。
2.高斯對原生動物的實驗證明,物種組成簡單的群落要比組成復(fù)雜的群落易于滅絕。同時,為了使捕食者和獵物能夠共存,需要一定的復(fù)雜環(huán)境。
3.只有少數(shù)物種的島嶼,比物種豐富的大陸易于受新物種的入侵并引起生態(tài)系統(tǒng)的動蕩。
4.在物種組成簡單的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,特別是農(nóng)作物單一種植的生態(tài)系統(tǒng),外來種的入侵和某一種群的快速繁殖更加常見,而且容易導(dǎo)致病蟲害的大發(fā)生。
5.與溫帶和亞極地的生態(tài)系統(tǒng)相比,在高度多樣的熱帶生態(tài)系統(tǒng)中,種群密度的波動對其穩(wěn)定性的影響較小。
6.大量使用農(nóng)藥大大地簡化了群落的結(jié)構(gòu)。由于某些捕食者種群的喪失,導(dǎo)致了被捕食者過量繁殖。這種情形在農(nóng)田和果園生態(tài)系統(tǒng)中常常出現(xiàn)。
梅和皮姆的論據(jù)
梅以多物種隨機集合的食物網(wǎng)為模型群落,研究其局域穩(wěn)定性,即生態(tài)系統(tǒng)在經(jīng)受小的干擾后回到原狀的能力,其結(jié)論是局域穩(wěn)定性隨復(fù)雜性增加而降低。皮姆則以模型群落為研究對象,研究其經(jīng)受大而持久的干擾后恢復(fù)到原狀的能力,即全域穩(wěn)定性,結(jié)果是全域穩(wěn)定性一般隨復(fù)雜性增加而下降。1982年他還以三和四個營養(yǎng)級的模型群落為對象,研究群落在受到干擾后,恢復(fù)到原初狀態(tài)所需要的時間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)恢復(fù)時間隨復(fù)雜性的增加而增加,因而生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力隨復(fù)雜性的增加而降低。
討論:通過閱讀以上資料,你如何理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的關(guān)系?
任務(wù)三:比較森林生態(tài)系統(tǒng)和三江源地區(qū)的草原生態(tài)系統(tǒng)在兩種穩(wěn)定性表現(xiàn)上的差別,簡要表述理由。
【課后練習】
1.一片草地發(fā)生火災(zāi)后,第二年就會長出茂密的草本植物,動物的種類和數(shù)量也很快恢復(fù),這說明生態(tài)系統(tǒng)具有( )
A.抵抗力穩(wěn)定性 B.恢復(fù)力穩(wěn)定性
C.結(jié)構(gòu)不可破壞性 D.功能絕對穩(wěn)定性
2.黃花刺茄是有很強的耐貧瘠和耐干旱特性的草本植物,原產(chǎn)于北美洲,我國于1981年首次發(fā)現(xiàn)黃花刺茄入侵,目前該物種已在多省區(qū)有分布,對本地物種造成危害。以下敘述正確的是( )
A.黃花刺茄可以增加入侵地的物種多樣性,提髙生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能
B.荒地、路邊、棄耕地、過度放牧的草地,黃花刺茄可取得優(yōu)勢地位
C.控制黃花刺茄的方法主要有化學防治和人為鏟除,化學防治最好
D.導(dǎo)致黃花刺茄在入侵地呈“J”形瘋長的主要原因是其基因發(fā)了突變
3.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的敘述,錯誤的是( )
A.森林中,害蟲數(shù)量增多時食蟲鳥也會增多,害蟲種群的增長就受到抑制,這屬于生物群落內(nèi)的負反饋調(diào)節(jié)
B.負反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在,它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)
C.自我調(diào)節(jié)能力強的生態(tài)系統(tǒng),其穩(wěn)定性也高
D.當外界干擾強度超過一定限度時,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力將會減弱
4.某地區(qū)一個森林公園原址是一處采沙場,后經(jīng)改建填土、引入水系、園林綠化,如今已是綠樹掩映、蟬鳴鳥叫,生物多樣性增加,生態(tài)系統(tǒng)逐漸恢復(fù)。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性逐漸增強
B.人類活動對該森林公園群落的演替沒有影響
C.種植適應(yīng)本地環(huán)境的多種植物可提高生態(tài)修復(fù)效率
D.生物多樣性增加有利于增強該生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力
5.某生物興趣小組的同學用河水、池泥、水藻、植食性小魚、廣口瓶、凡士林等材料制作了3個生態(tài)瓶(如圖所示)。下列說法錯誤的是( )
A.甲瓶中的小魚很快死亡是因為瓶內(nèi)分解者數(shù)量過少
B.乙瓶中的生物存活的時間相對較長
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
6.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述,錯誤的是( )
A.自然生態(tài)系統(tǒng)常常朝趨向相對穩(wěn)定的方向發(fā)展
B.自我調(diào)節(jié)能力是生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)
C.生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定不需要外界能量的輸入
D.生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,自我調(diào)節(jié)能力越強
7.媒體報道中經(jīng)常出現(xiàn)“生態(tài)平衡”的概念,下列關(guān)于“生態(tài)平衡”和“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”的敘述,不正確的是( )
A.生態(tài)平衡是生態(tài)系統(tǒng)在一定條件下的結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定狀態(tài)
B.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)具有的保持和恢復(fù)其結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力
C.生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)平衡的基礎(chǔ)
D.生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性無關(guān)系
8.北極苔原指北極地區(qū)北冰洋與泰加林帶之間的永久凍土地和沼澤地帶,苔原氣候?qū)倩哪畾夂?,年降水量低。在北極苔原生態(tài)系統(tǒng)中,動植物種類稀少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單,其中生產(chǎn)者主要是地衣,其他生物大都直接或間接地依靠地衣來維持生活。下列關(guān)于北極苔原生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的敘述,不正確的是( )
A.食物網(wǎng)相對簡單,抵抗力穩(wěn)定性較低
B.北極苔原氣候條件差,恢復(fù)力穩(wěn)定性較低
C.物種特性如抗逆性與抵抗力穩(wěn)定性有關(guān),與恢復(fù)力穩(wěn)定性無關(guān)
D.冰川大量融化會影響北極苔原的現(xiàn)有穩(wěn)定性
9.下圖是甲、乙生態(tài)系統(tǒng)在一段時間內(nèi)種群類型數(shù)量的變化曲線,下列敘述錯誤的是( )
A.甲生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性較乙生態(tài)系統(tǒng)強
B.乙生態(tài)系統(tǒng)生物群落S點之后發(fā)生的演替屬于次生演替
C.乙生態(tài)系統(tǒng)R時之前和T時之后,群落均未出現(xiàn)演替現(xiàn)象
D.乙生態(tài)系統(tǒng)R時和T時種群類型數(shù)量相等,但物種類型不一定相同
10.根據(jù)下列材料,回答問題。
材料一 紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶海岸潮間帶特有的植被,具有豐富的動植物資源。廣東是我國紅樹林資源最豐富的省份之一,其中雷州半島和深圳灣的紅樹林分布區(qū)被列為國家級紅樹林自然保護區(qū),紅樹林的保護和發(fā)展也被列為廣東建設(shè)林業(yè)生態(tài)省的八大工程之一。
材料二 2004年12月,由印度洋地震引起的海嘯導(dǎo)致十多萬人死亡,幾百萬人無家可歸。但因為有茂密的紅樹林,印度泰米爾納德邦一個漁村里的172戶人家在這次海嘯中安然無恙。
(1)紅樹林的 穩(wěn)定性較強而 穩(wěn)定性較弱,原因是紅樹林
。
(2)海嘯過后,災(zāi)區(qū)沿海的多種生態(tài)系統(tǒng)遭到了毀滅性破壞,短期內(nèi)難以恢復(fù)。這一事實說明任何生態(tài)系統(tǒng)的 都是有限的。
(3)在海嘯中被海水浸泡過的農(nóng)田為什么不宜直接種植農(nóng)作物?請從生物學角度分析其原因: 。
參考答案:
1.B
2.B 由于黃花刺茄造成了危害,導(dǎo)致某些生物的減少,降低了生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性,A錯誤;黃花刺茄是具有很強的耐貧瘤和耐干旱特性的草本植物,所以在荒地、路邊、棄耕地、過度放牧的草地,黃花刺茄可取得優(yōu)勢地位,B正確;為了減少對環(huán)境的污染生物防治最好,而化學防治和人為鏟除,鏟除防治最好,C錯誤;導(dǎo)致黃花刺茄在入侵地呈型瘋長的主要原因是環(huán)境適宜、缺少天敵等,D錯誤。
3.C 4.B
5.A 甲瓶中的小魚很快死亡可能是因為瓶內(nèi)小魚數(shù)量過多,種內(nèi)競爭激烈,A正確;乙與甲相比,乙中小魚和植物數(shù)量相當,比例適宜,而丙瓶中雖然植物與小魚數(shù)量相當,但出處于黑暗條件下,沒有能量來源,而乙瓶在散射光下,且小魚數(shù)量適當,故乙瓶中的生物存活的時間相對較長,B正確;生態(tài)瓶必須是封閉的,因為外界的生物或非生物因素都會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響,因此,丙瓶中加蓋與否,會影響實驗結(jié)果,C錯誤;生態(tài)瓶應(yīng)放在較強的散射光下以獲得能量輸入,使生態(tài)瓶內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)在一段時間內(nèi)維持穩(wěn)定,因此,若想生態(tài)瓶內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)在一段時間內(nèi)維持穩(wěn)定,丙瓶不應(yīng)放在黑暗中,D正確。
6.C 生態(tài)系統(tǒng)具有保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定,所以自然生態(tài)系統(tǒng)常常朝趨向相對穩(wěn)定的方向發(fā)展,A正確;生態(tài)系統(tǒng)的一個重要特點是它常常趨向于達到一種穩(wěn)態(tài)或平衡狀態(tài),這種穩(wěn)態(tài)是靠自我調(diào)節(jié)過程來實現(xiàn)的,調(diào)節(jié)主要是通過負反饋調(diào)節(jié)進行的,自我調(diào)節(jié)能力是生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ),B正確;個生態(tài)系統(tǒng)能保持能量輸入與輸出的動態(tài)平衡,說明這個生態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的,如果長期輸出大于輸入,生態(tài)系統(tǒng)就會退化,自我調(diào)節(jié)能力降低,故生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定需要外界的能量輸入,C錯誤;生態(tài)系統(tǒng)的成分越少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單,自我調(diào)節(jié)能力就越弱,抵抗力穩(wěn)定性就越低,反之生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,自我調(diào)節(jié)能力越強,D正確。
7.D 根據(jù)定義,生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài),A正確;人們把生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力,叫作生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,B正確;生態(tài)平衡是一種動態(tài)的平衡,生態(tài)系統(tǒng)能夠維持這種動態(tài)平衡是因為生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力,即生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)平衡的基礎(chǔ),C正確;生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性通常是一致的,D錯誤。
8.C 生物繁殖能力的強弱與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈正相關(guān),抵抗力穩(wěn)定性與食物網(wǎng)的復(fù)雜程度呈正相關(guān),A正確;北極苔原氣候條件差,生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力較弱,無論是物質(zhì)的積累還是能量的周轉(zhuǎn)都受環(huán)境條件的限制,恢復(fù)力穩(wěn)定性較低,B正確;生態(tài)系統(tǒng)的每個結(jié)構(gòu),包括營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、非生物的物質(zhì)和能量均與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性息息相關(guān),沒有任何一種結(jié)構(gòu)要素與穩(wěn)定性沒有關(guān)聯(lián),只有關(guān)聯(lián)性強與弱的區(qū)別,C錯誤;無機環(huán)境的變遷時刻影響著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,冰川融化影響北極的氣候以及生態(tài)系統(tǒng)的邊界范圍、溫度變化等,從而影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,D正確。
9.C 甲生態(tài)系統(tǒng)種群類型數(shù)量較乙生態(tài)系統(tǒng)多,一般來說,生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多,食物網(wǎng)越復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性越強,故甲生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性較乙生態(tài)系統(tǒng)強,A正確;乙生態(tài)系統(tǒng)在S點時種群類型數(shù)量降到最低,而S點后種群類型數(shù)量又逐漸增加,可見S點后一定經(jīng)歷過一個次生演替的過程,B正確;群落演替在各時間段均會發(fā)生,C錯誤;乙生態(tài)系統(tǒng)R時和T時種群類型數(shù)量相等,由于群落的演替,其物種類型不一定相同,D正確。
10.【答案】(1)抵抗力 恢復(fù)力 生物種類較多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜
(2)自我調(diào)節(jié)能力 (3)被海水浸泡過的農(nóng)田里無機鹽濃度過高,使農(nóng)作物無法通過滲透作用吸收水分
【解析】(1)紅樹林屬于濕地生態(tài)系統(tǒng),動植物資源豐富,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性強而恢復(fù)力穩(wěn)定性弱。
(2)海嘯過后,災(zāi)區(qū)沿海的多種生態(tài)系統(tǒng)遭到了毀滅性破壞,短期內(nèi)難以恢復(fù),說明任何生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限度的,一旦遭到破壞就難以恢復(fù)。
(3)由于海水中含有大量的無機鹽,會使土壤中無機鹽濃度上升,而農(nóng)作物不能通過滲透作用吸收到足夠的水分,故在海嘯中被海水浸泡過的農(nóng)田不宜直接種植農(nóng)作物。
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這是一份高中生物人教版 (2019)選擇性必修2第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性學案設(shè)計,共12頁。學案主要包含了生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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