生态系统的稳定性
[高中生物]
1.阐明生态平衡与生态系统的稳定性。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3.简述提高生态系统稳定性的措施。
4.设计制作生态缸，观察其稳定性。
[素养要求]
1.生命观念：建立生命系统的稳态观。
3.科学探究：通过设计制作生态缸，培养科学探究能力。
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1．生态平衡
(1)概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
(2)特征——动态平衡。
①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行。
③收支平衡。
(3)调节机制——负反馈机制。
①在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
②负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
2．生态系统的稳定性
(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
(2)原因：生态系统具有自我调节能力。
(3)特点：生态系统的自我调节能力是有限的。
判断正误
(1)生态平衡就是生态系统的物质和能量的输入与输出均衡( )
(2)当农田里蚜虫数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种数量的增长就会受到抑制，这属于生物落内的负反馈调节( )
(3)负反馈调节在生物落中普遍存在，但在生物落与非生物环境之间不存在( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
探讨点1 生态平衡的特征
科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。
1．观察曲线图，在成熟阶段，落总初级生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？
提示 总初级生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明落在物质、能量的输入和输出上趋于达到平衡状态。
2．联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
提示 生产—消费—分解的正常进行保证了物质循环和能量流动。在成熟阶段，生产过程和消费、分解过程应处于平衡中，这样才能使生态系统的收支呈现平衡。
3．从生态系统的结构和功能等方面，概括生态系统处于相对稳定状态时表现出的特征？
提示 (1)具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征。(2)平衡依赖生产—消费—分解过程
来维持，是一种动态平衡。
探讨点2 负反馈调节和正反馈调节
资料1 在一片草地上，如果兔大量增加，草就会被大量啃食，于是兔之间对食物等资源的竞争就会加剧，导致兔的生存空间和资源减少；同时，捕食者狼因食物(兔)丰富而数量增多，它们会捕食更多的兔。这样经过一段时间后兔的数量又会恢复或接近原来的水平。
资料2 下图为某湖泊生态系统发生的某种调节活动：
1．资料1中的这种调节方式属于什么调节？尝试用文字、线框、箭头等描绘上述调节过程。
提示
这种调节方式属于负反馈调节。调节过程如图所示：
2．资料2中的调节过程属于什么调节？
提示 正反馈调节。
3．资料1和资料2所反映的调节方式，哪一种有利于维持生态平衡？
提示 资料1所反映的调节方式即负反馈调节，有利于维持生态平衡。核心归纳 生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
项目正反馈调节负反馈调节作用使生态系统远离平衡状态
是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统保持相对平衡结果
加速最初发生变化的那种成分的
变化，从而远离生态平衡状态
抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，从而保持生态平衡实例若一个湖泊受到的污染超过其自
我调节能力，则污染会越来越严
重草原上食草动物和植物的数量变化1．(2021·天津南开区质检)下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是( )
A ．自然生态系统常常趋向生态平衡
B ．自我调节能力是生态系统实现生态平衡的基础
C ．生态系统保持稳定不需要外界的能量输入
D ．生态系统营养结构越复杂，其自我调节能力越强
答案 C
解析 即便是稳定的生态系统，维持生态平衡也需要太阳能的输入，C 项错误。
2．在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减
弱或受到限制，这种调节方式叫作负反馈调节。下列有关负反馈调节的叙述，错误的是( )
A ．甲状腺激素分泌的调节不属于负反馈调节
B．捕食者和被捕食者的数量变化能体现生物落内的负反馈调节
C．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
D．血液中的激素可通过负反馈调节作用维持在正常的相对稳定的水平
答案 A
解析 甲状腺激素分泌的调节也属于负反馈调节，A错误；捕食者和被捕食者的数量变化能体现生物落内的负反馈调节，如当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种数量的增长就会受到抑制，属于生物落内的负反馈调节，B正确；生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，C正确；通过负反馈调节作用，血液中的激素可维持在正常的相对稳定的水平，如甲状腺激素分泌过多时，会反过来抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的释放，进而使甲状腺激素含量下降，D正确。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
1．抵抗力稳定性消费者在生态系统的功能
(1)含义：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
(2)规律：一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，如热带雨林生态系统。
2．恢复力稳定性
(1)含义：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。
(2)特点：生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。
3．提高生态系统的稳定性
(1)原因
①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类生活所需。
②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
(2)措施
①控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
②对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
判断正误
(1)落叶阔叶林遭到破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低( )
(2)“野火烧不尽，春风吹又生”说明生态系统具有抵抗力稳定性( )
(3)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高( )
(4)适当增加某生态系统内各营养级生物的种类可提高区域生态系统自我调节能力( )
(5)对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)
×
探讨点 生态系统的稳定性之间的关系
下图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，据图分析：
1．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
2．热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y 值要大于(填“大于”或“小于”)热带雨林的y 值。
3．x 的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x 值越大，说明恢复力稳定性越低。
4．TS 表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS 值越大，说明生态系统的总稳定性越低。核心归纳 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
类型抵抗力稳定性恢复力稳定性实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定区
别核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状
联系
一般情况下二者呈负相关，a 为抵抗力稳定性，b 为恢复力稳定性
3．(2021·大庆高二检测)森林遭到持续干旱，树木往往扩展根系的分布空间，保证获得足够水分，维持生态系统的正常功能。这反映了森林生态系统( )
A ．恢复力稳定性较强
B ．抵抗力稳定性较强
C ．恢复力稳定性较弱
D ．抵抗力稳定性较弱答案 B
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