第5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性導(dǎo)學(xué)案
寄語(yǔ)：勤學(xué)苦練，慎思篤學(xué)，生命不息，學(xué)習(xí)不止。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力
2.舉例說(shuō)明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性
3.簡(jiǎn)述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施
4.設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性
【自主學(xué)習(xí)】
1．生態(tài)系統(tǒng)所具有的 或 自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2．負(fù)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) 的基礎(chǔ)。
3．生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是生態(tài)系統(tǒng) 并使 的能力，叫做抵抗力穩(wěn)定性；另一方面是生態(tài)系統(tǒng)在 的能力，叫做恢復(fù)力穩(wěn)定性。
4．一般說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越 ，食物網(wǎng)越 ，其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就 ，抵抗力穩(wěn)定性就 。
5．提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一方面要 ，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該 ，不應(yīng)超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力；另一方面，對(duì)人類(lèi)利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的 投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部 的協(xié)調(diào)。
【重點(diǎn)分析】
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力、抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等內(nèi)容。重點(diǎn)是理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念、理解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性、提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施。難點(diǎn)是抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的區(qū)別及其相互聯(lián)系。
1．生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)：
生態(tài)系統(tǒng)普遍存在著反饋現(xiàn)象。什么是反饋？當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其它成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化最終又反過(guò)影響最初發(fā)生變化的那種成分，這個(gè)過(guò)程就叫做反饋。反饋有兩種類(lèi)型，即負(fù)反饋和正反饋。
負(fù)反饋是比較常見(jiàn)的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。例如，如果草原上的食草動(dòng)物因?yàn)檫w入而增加，植物就會(huì)因?yàn)槭艿竭^(guò)度啃食而減少，植物數(shù)量減少以后，反過(guò)就會(huì)抑制動(dòng)物的數(shù)量如圖5-13：
另一種反饋叫正反饋，正反饋是比較少見(jiàn)的，它的作用剛好與負(fù)反饋相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其它一系列的變化，反過(guò)不是抑制而是加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，因此正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。在自然生態(tài)系統(tǒng)中正反饋的實(shí)例不多，下面我們舉出一個(gè)例子加以說(shuō)明：如果一個(gè)湖泊受到了污染，魚(yú)類(lèi)的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚(yú)體死亡腐爛后又會(huì)進(jìn)一步加重污染并引起更多魚(yú)類(lèi)死亡。因此，由于正反饋的作用，污染會(huì)越越重，魚(yú)類(lèi)的死亡速度也會(huì)越越快。從這個(gè)例子中我們可以看出，正反饋往往具有極大的破壞作用，但是它常常是爆發(fā)性的，所經(jīng)歷的時(shí)間也很短。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，生態(tài)系統(tǒng)中的負(fù)反饋和自我調(diào)節(jié)將起主要作用。
2．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原理的主要內(nèi)容
（1）穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段（成熟穩(wěn)定階段）而具有的一種“自穩(wěn)”能力。
（2）它包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性兩個(gè)方面，這兩個(gè)方面往往存在相反的關(guān)系。
（3）具有抵抗力穩(wěn)定性是因?yàn)橄到y(tǒng)的內(nèi)部具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。
（4）自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有大有小，因此抵抗力穩(wěn)定性有高有低，它取決于生態(tài)系統(tǒng)成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。
（5）這種自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有一定的限度，外干擾超過(guò)該限度，“穩(wěn)定性”就會(huì)被破壞。
【典型例題】
例1．調(diào)查某湖泊的水質(zhì)污染狀況，在注入湖泊的四個(gè)主要水的入口處采集水樣鏡檢水中動(dòng)物、植物的種類(lèi)和數(shù)量，結(jié)果如下：1號(hào)水水樣中有單一種類(lèi)的纖毛蟲(chóng)，如草履蟲(chóng)，且數(shù)量極多；2號(hào)水水樣中單細(xì)胞藻類(lèi)種類(lèi)較多，且數(shù)量也極大；3號(hào)水水樣中未見(jiàn)任何動(dòng)物、植物，且發(fā)出刺鼻的氣味；4號(hào)水水樣中浮游動(dòng)物、植物均有發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量不多。根據(jù)以上結(jié)果分析，該湖泊的污染中污染的嚴(yán)重性由重到輕的排列順序是：
A、3124 B、3142 C、4213 D、243
例2．下列哪項(xiàng)措施最能提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？（ ）
A．減少肉食性動(dòng)物和寄生生物的數(shù)量 B．平衡生產(chǎn)者和消費(fèi)者的數(shù)量。
C．增加物種的數(shù)量 D．植樹(shù)造林，增加綠色植物的數(shù)量
【反饋矯正】
一．選擇題
1．下面關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的敘述，哪一項(xiàng)是正確的 （ ）
A．所有生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者都是綠色植物
B．在不同的食物鏈中，能量傳遞的效率都是相同的
C．各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物主要以有氧呼吸方式將碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境中
D．不同生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力是相同的
2．在美國(guó)的亞利�？Π透咴溪{子、狼捕食鹿。為了保護(hù)鹿，人們就開(kāi)始對(duì)鹿的這些天敵進(jìn)行了大規(guī)模的驅(qū)趕和捕殺，若干年后，鹿的數(shù)量劇增，以致它們得不到足夠的食物，許多鹿餓死了，其他的鹿啃食樹(shù)皮，因而樹(shù)也死了，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和其他小型哺乳動(dòng)物的生存也造成了嚴(yán)重影響，水土大量流失。你認(rèn)為造成上述生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞的根本因素是 （ ）
A．鹿的繁殖能力太強(qiáng) B．缺乏足夠的水，使高原上草的生長(zhǎng)受到影響
C．鹿的適應(yīng)能力太差 D．人類(lèi)的干預(yù)違背了生態(tài)系統(tǒng)的自然規(guī)律
3．下列哪項(xiàng)措施最能提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性？（ ）
A、減少肉食性動(dòng)物和寄生生物的數(shù)量 B、平衡生產(chǎn)者和消費(fèi)者的數(shù)量。
4．下列是幾種生態(tài)系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)，你認(rèn)為哪一種較為穩(wěn)定？（ ）
A、食物鏈較長(zhǎng) B、食物鏈中消費(fèi)者較多
C、生物種類(lèi)較少 D、生物種類(lèi)多，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜
5．圖5-16表示在某生態(tài)系統(tǒng)中，a、b、c三個(gè)種群數(shù)量變化相互關(guān)系，下列描述正確的是（ ）
圖5-16
A．a(chǎn)肯定是生產(chǎn)者，b肯定是初級(jí)消費(fèi)者 B．a(chǎn)→b→c構(gòu)成一條食物鏈
C．a(chǎn)與b、b與c為捕食關(guān)系 D．a(chǎn)與c為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系
6．判斷下列有關(guān)食物鏈說(shuō)法哪項(xiàng)是正確的 （ ）
A．食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的渠道
B．人→艾滋病病毒不能稱(chēng)作食物鏈
C．沿著食物鏈方向,動(dòng)物個(gè)體越越大
D．在食物鏈中,根據(jù)動(dòng)物的食性,每種動(dòng)物只能歸屬于某一個(gè)特定的營(yíng)養(yǎng)級(jí)中
7．在一個(gè)處于平衡狀態(tài)的封閉生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動(dòng)物能長(zhǎng)時(shí)間存活，必須提供（ ）。
A．太陽(yáng)能 B．足夠的有機(jī)物 C．氧氣 D．水分
8．用英字母表示不同的生物，用箭頭表示食性關(guān)系，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，下圖中哪種食物鏈或食物網(wǎng)中a種群較為穩(wěn)定？（ ）
9．在一個(gè)養(yǎng)分充足的淡水湖中，有很多綠藻，使得這一水域不適合人們消遣。下列方法中，能夠在最短時(shí)間內(nèi)大量減少這些藻類(lèi)的是（ ）。
A、大量引入肉食性魚(yú)類(lèi) B、完全除去吃浮游動(dòng)物的魚(yú)類(lèi)
C、完全除去肉食性魚(yú)類(lèi) D、大量引入吃浮游動(dòng)物的魚(yú)類(lèi)
10．天然森林很少發(fā)現(xiàn)松毛蟲(chóng)害，而人工營(yíng)造的馬尾松林常發(fā)生嚴(yán)重的松毛蟲(chóng)害，對(duì)這種現(xiàn)象的最好解釋是 （ ）
A．人工林內(nèi)松毛蟲(chóng)繁殖能力強(qiáng) B．人工林成分單一，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
C．馬尾松對(duì)松毛蟲(chóng)抵抗力差 D．該地區(qū)氣候適于松毛蟲(chóng)生長(zhǎng)、繁殖
11．在草原上人工種草，為了防止鳥(niǎo)把草籽吃掉，用網(wǎng)把試驗(yàn)區(qū)罩上，可后發(fā)現(xiàn)，草的葉子幾乎被蟲(chóng)吃光；而沒(méi)有加網(wǎng)罩的草地反而生長(zhǎng)良好。造成這種生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞的原因是 （ ）
A．缺水干旱 B．食物鏈被破壞
C．環(huán)境嚴(yán)重污染 D．植被被破壞
二．非選擇題
12．某生態(tài)學(xué)家以“保護(hù)和利用草原生態(tài)系統(tǒng)”為題，對(duì)某草原進(jìn)行了幾項(xiàng)專(zhuān)題研究，并繪制了如圖5-17的兩圖。其中：甲圖表示一個(gè)鼠群遷入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)后的種群增長(zhǎng)曲線；乙圖表示單位面積的羊群放牧量與生產(chǎn)者的凈生產(chǎn)量的關(guān)系，圖中的虛線代表未放牧?xí)r，草原中生產(chǎn)者的凈生產(chǎn)量，請(qǐng)看圖分析并回答下列問(wèn)題：
圖5-17
（1）草原生態(tài)系統(tǒng)與森林生態(tài)系統(tǒng)相比較，其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力相對(duì)較小，原因 .
（2）甲圖中，最可能表示因種內(nèi)斗爭(zhēng)而限制鼠群數(shù)量增長(zhǎng)的曲線段是 。
（3）研究者發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)放牧可刺激牧草分蘗，促進(jìn)牧草生長(zhǎng)，該草原的最適放牧量應(yīng)為 ,乙圖中 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的放牧量。
（4）乙圖中的 所對(duì)應(yīng)的放牧量為保護(hù)該草原的最大控制放牧量。
13．下圖是我國(guó)南方某地區(qū)人工建立的“�；~(yú)塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)圖解，可獲得稻、魚(yú)、蠶繭三豐收，請(qǐng)據(jù)圖回答：
（l）這個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中所需能量都自 。
（2）這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者是 。
（3）除了圖中列出的生物種類(lèi)外，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)還必需有 等生物作為 。
14、右圖表示某森林生態(tài)系統(tǒng)中的一部分生物以及它們之間的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖分析：
（1）圖中有______條食物鏈，處于第三營(yíng)
養(yǎng)級(jí)的生物是____________。
（2）A與D的關(guān)系是_________________。
C與D的關(guān)系是_________________。
（3）苔類(lèi)的能量最多有___％的傳遞給生物A。
（4）如果由于某種原因，物種E突然大量減
少，而較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)A的數(shù)量無(wú)明顯
變化，這是因?yàn)開(kāi)________________，此現(xiàn)象
說(shuō)明_______________________。
（5）下圖中能正確表示生物B和生物C的關(guān)系的是_________。
14、（1）7條；I、D、A （2）捕食和競(jìng)爭(zhēng)；捕食 （3）4 （4）E在食物網(wǎng)中的位置可以由同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物代替 生態(tài)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能（5）乙
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