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1、生态系统的稳定性（第（第2 2课时）课时）高二-人教版-生物学选择性必修2-第3章-第5节1.1.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。2.2.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。对生态系统稳定性的影响。3.3.设计并制作生态缸，观察其稳定性。设计并制作生态缸，观察其稳定性。 生态系统的稳定性生态系统的稳定性： 生态系统生态系统维持或恢复维持或恢复自身自身结构和功能结构和功能处于相对平衡状处于相对平衡状态的能力。态的能力。蝗虫采食下，植物再生能力增强蝗虫采食下，植物再生能力增强 干
2、旱时树木扩展根系的分布空间干旱时树木扩展根系的分布空间 生态系统生态系统抵抗抵抗外界外界干扰干扰并使自身的结构与功并使自身的结构与功能能保持原状保持原状( (不受损害不受损害) )的能力。的能力。1. 1. 抵抗力稳定性：抵抗力稳定性：（抵抗干扰，保持原状）（抵抗干扰，保持原状）生态系统生态系统具有抵抗外界干扰的能力具有抵抗外界干扰的能力。大兴安岭大兴安岭19871987火灾俯瞰图火灾俯瞰图若干年后，大兴安岭的植被若干年后，大兴安岭的植被 生态系统在受到外界干扰因素的生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复破坏后恢复到原状到原状的能力。的能力。2. 2. 恢复力稳定性：恢复力稳定性：（遭到破坏，
3、恢复原状）（遭到破坏，恢复原状）生态系统遭到破坏后可以依靠恢复力稳定性恢复生态系统遭到破坏后可以依靠恢复力稳定性恢复。抵抗力稳定性和恢复力抵抗力稳定性和恢复力稳定稳定性一般不同时显现。性一般不同时显现。 在个体水平稳态的维持上，有没有类似生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？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，人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，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；这与生态系统的抵抗力稳定性相似； 在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力在大病初愈时，有些功
4、能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。稳定性相似。不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。不同生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。问题问题1 1：比较热带雨林生态系统和北极冻原生态系统在抵抗力稳定性：比较热带雨林生态系统和北极冻原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别，简要表述理由。表现上的差别，简要表述理由。 热带雨林热带雨林北极冻原生态系统北极冻原生态系统 生态系统中的组分越多食物网越复杂自我调节能力就越强抵抗力稳定性就越高生物种类生物种类 多多营养结构营养结构 复杂复杂强强自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 高高热带雨林热带雨林生物种类生物种类 少少
5、营养结构营养结构 简单简单弱弱自我调节能力自我调节能力 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 低低北极冻原北极冻原请用数学模型来表示两种稳定性的关系。请用数学模型来表示两种稳定性的关系。稳稳定定性性营养结构复杂程度营养结构复杂程度0 0抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性问题问题2 2：一个生态系统的一个生态系统的抵抗力稳定性抵抗力稳定性和恢复力稳定性和恢复力稳定性一般一般是相反的是相反的热带雨林热带雨林抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较强！抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较强！北极冻原、荒漠北极冻原、荒漠抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱！抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱！生态系统在受到不同程
6、度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间是生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间是不一样的。不一样的。河流河流轻微污染轻微污染自身净化作用自身净化作用很快恢复很快恢复重度污染重度污染自身净化作用自身净化作用不足以消除不足以消除恢复时间漫长恢复时间漫长热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的热带雨林在遭到严重砍伐，草原经过极度放牧后，它们恢复原状的时间很漫长，难度极大！时间很漫长，难度极大！问题问题3 3：生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢：生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后，其恢复速度和恢复时间一样吗？复时间一样吗？（1 1）可以持续不断
7、地）可以持续不断地满足人类生活所需；满足人类生活所需；（2 2）能够）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。使人类生活与生产的环境保持稳定。 想一想，研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性想一想，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呢？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呢？那么如何提高生态系统的稳定性呢？那么如何提高生态系统的稳定性呢？1. 1. 提高生态系统的稳定性的意义提高生态系统的稳定性的意义资料资料1 1：2020世纪，青藏高原的生态环境明显恶化，形势日益严峻。位世纪，青藏高原的生态环境明显恶化，形势
8、日益严峻。位于高原腹地的于高原腹地的“三江源三江源”，冰川、雪山逐年萎缩，江河、湖泊和湿地，冰川、雪山逐年萎缩，江河、湖泊和湿地缩小、干涸；沙化、水土流失的面积不断扩大；荒漠化和草地退化日缩小、干涸；沙化、水土流失的面积不断扩大；荒漠化和草地退化日益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；受威胁的生物物种占总类坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；受威胁的生物物种占总类的的20%20%以上。以上。 1.1.三江源地区存在的问题有哪些？三江源地区存在的问题有哪些？ 2. 2.导致这
9、些问题的原因有哪些？导致这些问题的原因有哪些？ 3. 3.我们该采取哪些措施提高其稳定性？我们该采取哪些措施提高其稳定性？讨论：讨论：长期的滥垦乱伐、盗猎等。长期的滥垦乱伐、盗猎等。1. 20051. 2005年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资年，我国启动三江源生态保护和建设一期工程，总投资7575亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。亿元，项目兼顾生态保护、民生改善、生产布局多方面。4.4.从从20052005年到年到20192019年，年，1414年间，国家在三江源地区持续投入逾年间，国家在三江源地区持续投入逾180180亿元。亿元。3.20143.2014年初，
10、三江源生态保护和建设二期工程启动。年初，三江源生态保护和建设二期工程启动。2.2.青海在环境青海在环境“倒逼倒逼”下开始下开始“铁腕铁腕”治理，对三江源地区治理，对三江源地区4 4州州1717县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保县市全面实施沙化治理、禁牧封育、退牧还草、移民搬迁、湿地保护、人工增雨、工程灭鼠等项目。护、人工增雨、工程灭鼠等项目。资料资料2 2：（1 1）控制控制对生态系统的对生态系统的干扰强干扰强度度，在在不超过生态系统的自我调节不超过生态系统的自我调节能力能力的范围内，的范围内，合理适度地利用生态系统。合理适度地利用生态系统。合理放牧合理放牧封山育林封山
11、育林适量捕捞适量捕捞2 2. . 提高生态系统的稳定性的措施提高生态系统的稳定性的措施（2 2）对人类对人类利用强度较大利用强度较大的生态系统，应给予相应的的生态系统，应给予相应的物质物质、能能量的量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。防护林防风阻沙防护林防风阻沙施肥、灌溉、控制病虫害施肥、灌溉、控制病虫害2 2. . 提高生态系统的稳定性的措施提高生态系统的稳定性的措施小组合作选择材料构建生态缸，并说明原因小组合作选择材料构建生态缸，并说明原因, ,其他小组同学找问题、其他小组同学找问题、提质疑。提质疑。1)1)生态瓶材质：透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶
12、生态瓶材质：透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶； 2)2)生态瓶中水的类型：干净的河水、蒸馏水生态瓶中水的类型：干净的河水、蒸馏水；3)3)合适体积的水：和瓶子同体积、合适体积的水：和瓶子同体积、4/54/5体积体积；4)4)泥沙：洗净的泥沙、煮沸后冷却的泥沙泥沙：洗净的泥沙、煮沸后冷却的泥沙；5)5)生态瓶放置位置：生态瓶放置位置： 直射直射光、散射光、光、散射光、黑暗中黑暗中；6)6)水草、草虾、小草鱼、鲶鱼、椎实螺、蚯蚓水草、草虾、小草鱼、鲶鱼、椎实螺、蚯蚓若干。若干。设计要求设计要求相关分析相关分析生态缸一般是生态缸一般是 的的生态缸中投放的几种生物必须生态缸中投放的几种生物必须具有很强的具有很强
13、的 ，成，成分分 。生态缸中能够进行生态缸中能够进行物质循环和能量物质循环和能量流动流动，在一定时期内保持稳定，在一定时期内保持稳定。生态缸的材料必须生态缸的材料必须 。 保持保持生态缸内温度；便于观察生态缸内温度；便于观察。生态缸中的水量应生态缸中的水量应 ，要留出一定的要留出一定的 。 生态缸的采光用较强的生态缸的采光用较强的 光光封闭封闭生命力生命力透明透明适宜适宜空间空间散射散射齐全齐全防止外界生物或非生物因素的干扰防止外界生物或非生物因素的干扰为光合作用提供光能；为光合作用提供光能； 缸内储备一定量的空气缸内储备一定量的空气防止水温过高导致水生植物死亡防止水温过高导致水生植物死亡请在
14、课后参考课本的实验流程付诸请在课后参考课本的实验流程付诸实践：制作生态缸，观察其稳定性。实践：制作生态缸，观察其稳定性。设计生态缸的注意事项设计生态缸的注意事项一、生态系统的稳定性一、生态系统的稳定性二、提高生态系统稳定性二、提高生态系统稳定性抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性控制干扰程度、合理利用控制干扰程度、合理利用给予相应给予相应物质、能量的投入物质、能量的投入与营养结与营养结构复杂程构复杂程度的关系度的关系三、设计生态缸、观察其稳定性三、设计生态缸、观察其稳定性课后练习课后练习1.1.下列事例中，属于恢复力稳定性的是下列事例中，属于恢复力稳定性的是( )( )A A由于乱
15、砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害的洪涝灾害。B B当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化有太大变化。C C乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故依然清澈如故。D D一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物遭到一定程一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物遭到一定程度破坏后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态度破坏后，生态系统的各种成分相互
16、作用直到恢复原来的状态。D2.2.封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为（封山育林能有效提高生态系统的稳定性，是因为（ ）A.A.封山育林控制了物质循环封山育林控制了物质循环B.B.延长了生态系统中的食物链延长了生态系统中的食物链C.C.增加了生态系统中消费者数量增加了生态系统中消费者数量D.D.使生态系统营养结构复杂性增加使生态系统营养结构复杂性增加D D3.3.生态系统的稳定性不仅与群落有关，还与无机环境密切相关。适生态系统的稳定性不仅与群落有关，还与无机环境密切相关。适宜的气候和土壤条件不仅有利于抵抗各种外来干扰，也有利于灾后宜的气候和土壤条件不仅有利于抵抗各种外来干扰，也有利于灾后
17、恢复。下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（恢复。下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）A. A. 生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节。B. B. 生态系统的抵抗力稳定性越强，则恢复力稳定性一定越弱生态系统的抵抗力稳定性越强，则恢复力稳定性一定越弱。C. C. 雨季的非洲草原，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高于旱季雨季的非洲草原，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都高于旱季。D. D. 其他因素相同时，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越其他因素相同时，营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越强强。B B4.4.设计制作生态缸应该遵循一定
18、的原理和要求，下面说法合理的设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面说法合理的是（是（ ）A. A. 应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量的能量。B. B. 应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸。C. C. 其中各种生物之间以及生物与无机环境之间，应能够进行物质其中各种生物之间以及生物与无机环境之间，应能够进行物质循环和能量流动循环和能量流动。D. D. 其中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一其中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些些。C C