第3章生态系统及其稳定性
落中生活着多种多样的物种，各个物种间存在复杂的相互关系，并形成稳定的天然聚。落在自然界并非是孤立的，落中的物种与所处环境也存在相互作用，并与环境共同组成生态系统。对生态系统的研究，可以从整体上理解生态系统的组成、结构与功能；认识如何将生态系统的物质循环、能量流动和信息传递原理应用于生产实践，理解维持生态平衡、提高生态系统稳定性的意义和做法，有助于学生进一步形成生态观、系统观、物质与能量观、信息观等生命观念，并为学习第4章“人与环境”打好基础。
本章教材分析
一、内容结构
二、编写思路
课程标准的有关要求如下。
1．内容要求
22 生物落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递
221 阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体
222 讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构
223 分析生态系统中的物质在生物落与无机环境之间不断循环、能量在生物落中单向流动并逐级递减的规律
224 举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源
225 解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系
226 阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象
227 举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种的繁衍和种间关系的调节起着重要作用
228 分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构
23 生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定
231 解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力
232 举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等
233 阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定
2．教学提示
（1）设计并制作生态瓶，观察和比较不同生态瓶中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因；
消费者在生态系统的功能（2）调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动；
（3）设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案。
3．学业要求
（1）使用图示等方式表征和说明生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的过程和特征，并对相关的生态学实践应用作出合理的分析和判断（生命观念、科学思维、社会责任）；
（2）从生态系统具备有限自我调节能力的视角，预测和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变化（生命观念、科学探究、社会责任）。
（一）章首页设计意图
自然界分布有多种生物落，在某些区域，一种生物落与另一种生物落往往是相邻的。为什么相距如此之近的两个地段，生物落的类型却大不相同呢？它们之间的差异是暂时的吗？章首页就创设了这样的情境，描绘了我国内蒙古东北部森林与草原交界处的落差异，并配有一幅反映森林落与草原落交汇的照片，意在从落的差异入手，引导学生思考落与环境的相互关系，从而进入对生态系统的研究和学习。
章首页所配的照片，生动地反映了我国内蒙古东北部地区哈乌尔河流域的美丽景象。哈乌尔河是额尔古纳河中游的主要支流，它一路流经大兴安岭森林腹地，流经之地既有广袤的草原落，也有白桦林、针叶林等森林落。整个流域植被完好、水草丰茂。由于哈乌尔河弯弯曲曲，因此它也有“森林曲水之最”的美称。图文相配，既创造了认知冲突，激发兴趣，引导学生思考问题，又展示了祖国的壮美山河，培养了学生的爱国情怀。
接下来，章首页点明生态系统的定义，落与所处的环境构成了统一的整体，这个整体就是生态系统，由此进入本章内容。
章首页小诗描绘了照片中的美景，暗示地球上的生命都处在同一张“生命之网”中，并从宇宙的视角俯视地球，引发学生展开无限的联想。
（二）本章内容安排特点
本章主题是生态系统，教材按照从结构到功能，再到稳定性的顺序，由浅入深地安排内容。第1节介绍生态系统的组成成分和结构，涉及较多概念，如食物链、营养级等，这些也是学习能量流动、物质循环等的基础。能量是维持生态系统功能、使生态系统保持稳定的关键。在能量流动的过程中，太阳能首先转化为化学能，能量就有了物质实体依托，能量沿食物链流动，伴随着物质的变化。物质不灭，循环往复；能量耗散，驱动生命运转。在这个过程中，信息起重要的调控作用。当结构和功能处于相对稳定的状态时，生态系统就达到了生态平衡。生态系统都具有维持生态平衡的能力，即生态系统的稳定性。由此可见，生态系统的结构、功能、稳定性等内容相互关联，具有很强的逻辑顺序，教材也按照这样的顺序在接下来的四节分别介绍生态系统的能量流动、物质循环、信息传递和稳定性。本章的具体内容安排还体现出以下特点。
（1）注重思想观念的培养。生态学思想观念包括生态观、系统观等。生态观有助于学生正确认识人与
自然的关系；系统观可帮助学生形成系统思维，从而在分析问题时从全局出发，统筹兼顾。本章注重培养这些思想观念，强调生态系统是由生物落和非生物环境组成的统一的整体，并在此基础上突出人是生态系统的一部分。例如，生物富集的内容隐含这种现象最终会危害处于食物链顶端的人类；生态系统的稳定性一节说明人对生态系统的干扰不能超过生态系统自我调节能力的限度等。这些内容既体现了人在生态系统中的地位和作用，也为第4章介绍人与环境的关系打下了基础。
（2）密切联系社会，反映生产实践中的应用。教材在介绍知识内容的同时，积极介绍知识内容在生产实践中的应用，并以小标题的形式予以突出，如研究能量流动的实践意义、信息传递在农业生产中的应用、提高生态系统的稳定性等。教材还安排了一些活动引导学生将知识运用于生活，如设计提高生态系统稳定性的方案、设计制作生态缸等。
三、核心素养侧重点
（一）生命观念
生态系统是由生物落与非生物环境组成的统一整体，包含多种组分，呈现一定的结构，结构不同，功能也有差别。一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随物质的变化，保证了生命活动的进行，而信息在其中起重要的调控作用。生态系统具有反馈调节能力，保证了生态系统处于动态平衡中，这种调节能力又与生态系统的组分和结构相关，物种数目越多，营养结构越复杂，
生态系统的调节能力越强。这些内容反映了
生命的系统观、稳态与平衡观、物质与能量观、信息观等。
“人因自然而生，人与自然是一种共生关系。”只有尊重自然规律，才能在合理的范围内有效利用自然环境和资源。本章有关碳循环、生物富集、提高生态系统稳定性的内容，可以帮助学生进一步形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观，树立人与自然和谐共生的生态文明思想。
值得注意的是，上述生命观念都是相互关联的，要理解其中任何一个观念，都应该从整体上去理解，建立观念问的联系。
（二）科学思维
本章注重训练建构模型的科学思维。教材第1章介绍了如何建构数学模型，本章侧重概念模型，如生态系统的结构模型、能量流动模型、金字塔模型、碳循环模型等。教材还注重引导学生建构模型，如引导学生画出生态系统的结构模型，用“科学方法”栏目介绍研究能量流动的基本思路等。
因果关系在本章也有较多体现。例如，捕食者（狼）与猎物（兔）的种数量变化往往呈现循环因果关系。教材在这部分内容后，专门设计了“分析反馈调节的过程”的“思考·讨论”活动，引导学生分析该循环因果现象背后的负反馈机制。教材还安排了“人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益
增长对地球上的生态系统会有什么影响？”等问题。
本章也注重培养系统思维。很多内容，包括上述建构模型，就引导学生将生态系统作为一个整体进行分析。“设计提高生态系统稳定性的方案”引导学生从物种多样性、结构复杂性以及人工林的经济效益、生态保护等多方面进行综合考虑，也渗透了系统思维。
（三）科学探究
本章安排了3个“探究·实践”和多个“思考·讨论”活动，前者包括调查、探究、制作等不同形式的活动，后者有分析生态系统的结构、分析生态系统中的能量流动、分析碳循环的过程、设计提高生态系统稳定性的方案等。这些活动可以进一步提高学生的探究能力和实践能力，增强团队合作精神、探究精神等。
（四）社会责任