第 5 节 生态系统的稳定性 学案学习目标1. 通过分析某个具体生态系统，阐明生态系统稳定性的原因。
（重点）2. 通过比较，说明生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性及二者的关系。
（难点）3. 简述提高生态系统稳定性的措施。
4. 设计并制作生态缸，观察其稳定性。
问题探讨 P 109 地球上，亚马逊森林，欧亚大陆草原，以及极地附近的苔原，都已经存在至少 上千万年了，这些自然生态系统尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害，也遭受人类的砍 伐与放牧等活动的干扰，但是现在依然基本保持着正常的森林、草原与苔原景观， 仍能维系生态系统的正常功能。
讨论： 为什么这些生态系统在受到干扰后，仍能保持相对稳定呢？ 提示：引导学生思考，不需回答。
一、生态系统稳定性的概念及原因1. 概念生态系统所具有的 保持 或恢复自身结构和功能相对稳定的 能力 。
是生态系统的一种能力或特性，而不 是一种状态。
2. 稳定性的前提条件只有当生态系统发展到 成熟 阶段，它的 结构 和功能 能够保持相对稳定时，才能表现出保持或恢复自身 结构和功能相对稳定的能力。
生态系统的稳定性是其 结构与功能 发展协调的重要标志。
成熟阶段的表现有：（ 1）生产者 、消费者 和分解者 三大功能类群齐全。
（ 2）能量 的输入保持稳定。
（3）物质 的输入和输出相对平衡。
3. 稳定性的表现任何一个生态系统都有其发生、 发展、 稳定的几个阶段。
生态系统的稳定状态是生态系统发展的结果， 是生态系统发展成熟的标志。
（ 1）结构相对稳定 体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。
即生态系统中的生产者 （ a ） 、消费者 （ b ）和分解者 （ c ） 在种类和数量上保持相对稳定。
一般相关动植物种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：如：当气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有太大的变化，这说明森林生态系统具有抵 抗气候变化，保持自身相对稳定的能力。
（ 2）功能相对稳定 生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。
从能量流动角度分析，若能量的输入大于输出，则生态系统处于发展阶段；若能量的输入等于输出， 则生态系统处于平衡状态；若能量的输入小于能量的输出，说生态平衡已被破坏。
种群数第五章生态系统及其稳定性黄伟 编 必修 3《稳态与环境》学案每个营养级生物的种类数量相对稳定结构稳定 有相对稳定的营养结构 保证 物质循环、能量流动相对稳定────功能稳定（ 输入、输出相对平衡 ）种内 斗争来实现。
二、生态系统的自我调节能力1. 调节基础： 负反馈 调节。
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。
2. 实例分析实例 1：河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流 中的生物种类和数量不会受到明显的影响。
实例 2：在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟由于食物丰富，数量也会增加，这样，害虫种群的增 长就会受到抑制。
物理沉降 生物 种类和 鸟类数量增加河流轻微污染 化学 分解 消除污染 数量 不会受 害虫数量 增加 害虫数量 减少 微生物 分解 到明显影响 鸟类数量减少3. 特点（ 1）生态系统在受到外界干扰时，依靠 自我调节能力 来维持自身的相对稳定。
例如，一场火灾过后，森林中种群密度降低； 但是由于光照更加充足、 土壤中无机养料增多， 许多种子萌发后， 迅速长成新植株。
（ 2）生态系统的自我调节能力是 有限的 ，当外界干扰强度超过一定限度时，其自我调节能力就迅速丧 失，这样，生态系统就到了难以恢复的程度。
例如，我国西北的黄土高原，就是原有森林生态系统崩溃的 鲜明例子。
（ 3）生态系统的自我调节能力一般与生态系统中生物的种类呈 正相关 。
拓展深化 正反馈、负反馈调节的区别 类型 项目 负反馈调节正反馈调节作用是生态系统自我调节能力的基础， 能使生态系统达到并保持平衡和稳态使生态系统远离平衡状态 结果 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化实例3）稳定性图解4. 稳定性的原因生态系统具有一定自我调节 能力。
这种自我调节主要依靠群落内部的种间关系 （ 主要是 捕食 关系 ） 及三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性正是由于生态系统具有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定。
这种稳定性表现在两个方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
1. 抵抗力稳定性（1）概念：指生态系统抵抗外界干扰，并使自身结构和功能保持原状（不受损害）的能力。
例如，当草原遭受蝗虫的采食后，草原植物就会增强其再生能力，尽可能减缓种群数量的下降；当森林遭遇持续的干旱气候时，树木往往扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统正常的功能。
（2）特点①一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。
例如，北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣（真菌和藻类的共生体），其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。
假如地衣受到大面积损伤，整个生态系统就会崩溃。
②生态系统中各个营养级的生物种类越多，食物网越复杂，营养结构越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
例如，在热带雨林生态系统中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。
2. 恢复力稳定性（1）概念：指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）实例分析①一场火过后，森林中种群密度降低，但是由于光照更加充足、土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
②一片草地发生火灾后，第二年就又长出茂密的草本植物，动物的种类和数量也能很快恢复。
③河流被严重污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和功能遭到破坏。
如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复到接近原来的状态。
（3）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。
例如，如果河流与土壤被有毒物质轻微污染，通过自身的净化作用，可以很快恢复到接近原来的状态；如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，这些河流或土壤的恢复力稳定性就被破坏了。
同样，热带雨林在遭到严重的砍伐，草原受到极度放牧后，恢复原状的时间漫长，难度极大。
抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较①生态系统的稳定性是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。
②生态系统的自我调节靠生物群落内生物间的关系，主要是靠捕食及种群内的种内竞争实现的。
③判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关键是“保持”还是“恢复”。
第五章 生态系统及其稳定性 黄伟 编 必修 3《稳态与环境》学案④抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统的两种稳定性都较小。
四、生态系统稳定性的破坏与保护1. 破坏生态系统稳定性的因素（ 1）自然因素： 火山爆发、地震、台风、海啸、流行病 等。
（ 2）人为因素① 破坏植被导致生态系统 稳定性 被破坏，人类对 自然资源 的不合理开发和利用，常常造成森林毁灭、 草原荒废。
② 食物链 破坏导致生态系统稳定性被破坏，人类对野生生物的大肆捕捉破坏生态系统的 营养结构 。
③ 环境污染 破坏生态系统稳定性。
人类的工农业生产排放的有毒物质、工业废水、农药、化肥等对自 然资源的污染使生态系统受到不同程度的破坏，甚至丧失其恢复力稳定性的能力。
2. 提高生态系统的稳定性（ 1）控制对生态系统 干扰 的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的 自我调节 能力。
如：①在草原生态系统中适当栽种防护林，可有效防止风沙侵蚀，提高草原生态系统的稳定性。
②在农田生态系统中，适当放养青蛙、赤眼蜂等可有效抑制农业害虫，提高农田生态系统的稳定性。
③避免对森林过量砍伐，控制污染物的排放。
（ 2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的 物质、能量 投入，保证生态系统内部 结构和功能 的相对稳定。
（ 3）在遵循生态系统规律的前提下，建立新的稳定的生态系统，使生态系统朝向更有利于人类的方向 发展。
如：建立生态农业。
①提高生态系统的稳定性主要指的是提高生态系统的抵抗力稳定性，因为提高生态系统的恢复力稳定 性是无意义的。
②提高生态系统稳定性的主要措施是增加各营养级生物的种类。
③在生物种类相同的情况下，生物的数量也会影响生态系统的稳定性。
规律方法 生态系统稳定性高低的判断五、【制作】设计并制作生态缸，观察其稳定性1. 目的要求： 设计并观察人工生态系统的 稳定性 。
2. 实验原理1）在有限空间内， 依据生态系统原理， 将生态系统具有的基本成分进行组织， 构建人工微生态系统。
2）要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的合适比例。
3）生态系统的稳定程度，取决于它的 物种 组成、 营养 结构和 非生物 因素之间的协调关系。
4）观察生态缸中生物的 生存状况 和 存活时间 的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。
P1124. 生态缸的设计要求及分析5. 生态缸的观察指标由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低。
因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等来判断生态系统的稳定性。
方法技巧生态缸稳定性大小的判断步骤①生态系统中的成分是否齐全。
②食物链和食物网是否合理。
③生态系统的功能即物质循环、能量流动和信息传递能否正常进行。
课后练习 P112一、基础题1. 判断下列表述是否准确：( 1)温带针阔混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。
( √ )( 2)同等强度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度慢。
( √ )( 3)不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性不同。
( √ )2. 地球上有许多类型的生态系统。
以下是其中的一部分。
( 1) 森林生态系统；( 2)草原生态系统；( 3)荒漠生态系统；( 4)湖泊生态系统；(5) 苔原生态系统；(6) 农田生态系统；( 7)果园生态系统；( 8)海洋生态系统；( 9)池塘生态系统；(10) 湿地生态系统；(11) 人工林地生态系统；(12) 高山草甸生态系统。
上述各种类型的生态系统中，自我调节能力最强的两个生态系统(1、8) ；人的作用突出的生态系统有(6、7、9、11) ；陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是( 1、2) ，较弱的是(3、5、6、7、11)；水域生态系统在遭到较严重破坏后，恢复较快的是(9) ，恢复较慢的是( 8) 。
二、拓展题举例说明生态系统的复杂程度与生态系统的稳定性的关系。