生物生态系统的课程教案

　　一、生态系统的稳态

　　1.稳态的原因：生态系统具有自我调节能力。

　　2.调节方式：反馈调节。

　　（1）反馈调节：当生态系统中的某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程叫反馈调节。

　　（2）类型

　　①负反馈：最常见，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。

　　②正反馈：很少见，加速最初所发生的变化，其作用常常使生态系统远离稳态。

　　思考：我国蓟县盘山有一片原始森林，那里树木郁郁葱葱，百鸟争鸣，风景秀丽迷人，当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过，发现那里害虫种类非常多，但是那里却从未出现害虫的大发生，也未造成大的伤害。试分析其原因。

　　提示：该地生物种类繁多，营养结构复杂，生态系统的抵抗力稳定性强，各种生物能够保持相对稳定，因此不会发生害虫的大爆发。

　　3.生态系统的发展趋势：向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。

　　二、正确处理人与自然的关系

　　1.人类生存和发展的基础：保持生态系统结构和功能的稳定。

　　2.人类的活动与稳态的关系：人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果，以便利用自然的同时能基本保持生物圈的稳态。

　　思考：我国的黄土高原最初是一个森林茂密、郁郁葱葱、山清水秀之处，后来由于人们乱砍滥伐，使生态系统遭到破坏，变成了不毛之地。近十几年来，政府不断对黄土高原进行治理，生态环境有所改善。但还没有完全恢复原貌。试分析以上现象说明了什么问题。

　　提示：生态系统的自我调节能力是有限度的，当外界干扰因素超过这个限度时，生态系统的相对稳定状态就遭到破坏；森林生态系统的恢复力稳定性较差。

　　合作探究

　　探究一：正确理解生态系统稳定性的概念

　　生态系统和稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可从以下几个方面分析：

　　1.稳定性的前提条件

　　只有当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全，能量的输入和输出保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。

　　2.稳定性的表现

　　（1）结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用下图曲线表示：

　　（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。

　　3.稳定性的两个方面

　　（1）保持自身结构和功能的相对稳定，即抵抗力稳定性。其核心是抵抗干扰，保持原状的能力。

　　（2）恢复自身结构和功能的相对稳定，即恢复力稳定性。其核心是遭到破坏，恢复原状的能力。

　　（3）任何一个成熟的生态系统，都同时具备抵抗力稳定性和恢复力稳定性，且它们之间呈相反的关系。

　　（4）生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性，而不是一种状态。

　　探究二：生态系统的自我调节能力

　　生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节能力。这种能力的基础是负反馈调节。

　　生态系统的反馈调节是指当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象。其中包括正反馈和负反馈，负反馈调节在生态系统中普遍存在。

　　（1）负反馈调节

　　①作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到和保持相对稳定。

　　②实例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化

　　（2）正反馈调节

　　①作用：加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环和恶性循环。

　　②实例：

　　探究三：生态系统的结构、功能与其稳定性的关系

　　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。

　　生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道，完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础；而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起，有利于形成典型的食物链关系，推动生态系统的.生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动，但总是大体相同的，表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。

　　完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。例如，在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木的生长自然受到危害，但食虫鸟类由于食物丰富数量增多，这样害虫种群增长就会受到抑制，出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自我调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低，是由它的成分和营养结构所决定的。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。

　　题例领悟

　　【例题1】 2007四川卷，3 社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如下图所示）。下列叙述错误的是（ ）

　　A.该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜

　　B.该生态系统中人的作用非常关键，植物是主要成分

　　C.该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率

　　D.沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性

　　解析：该农业生态系统实现了能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率，而不是传递效率，相邻两营养级间能量传递效率约为10%，因此C选项错误。此生态系统是人工生态系统，人的作用非常关键，主要成分仍然是生产者，B选项正确。一般来说，生态系统的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗稳定性越高，所以D选项正确。

　　答案：C

　　领悟：生态系统的主要成分是生产者，生态农业的建设人的作用非常重要。要提高生态系统的稳定性，就要增加生态系统的生物种类和构建复杂的食物链和食物网。

　　【例题2】 2007江苏卷，11 内蒙古呼伦贝尔草原上的牧民以养羊为主业。近年来的过度放牧致使草原退化，也使分布在这里的野生黄羊种群密度大幅度下降，面临濒危。针对这一事实，下列观点不正确的是（ ）

　　A.过度放牧降低了草原生态系统的自我调节能力

　　B.家羊是草原生态系统的外来入侵物种

　　C.野生黄羊与家羊之间是竞争关系

　　D.草原生态保护与牧业发展之间产生了矛盾

　　解析：本题重点考查生态系统的稳定性。过度放牧，使草原植被遭到破坏，使其自我调节能力降低，抵抗力稳定性下降，家羊是牧民从草原原有物种中驯化而来的，并不能算是外来物种，所以就不能称为外来入侵物种（外来入侵物种一般是本地生态系统中没有的，而从别的生态系统进入的物种）。草原生态系统中的黄羊与家羊在食物、空间等方面都存在竞争关系，一个生态系统的自我调节能力是有限的，控制过度放牧，保护草原生态是必需的，二者之间存在一定矛盾，但是可以有效调控的。

　　答案：B

　　领悟：生态系统的自我调节能力决定于生态系统的营养结构，营养结构越简单，自我调节能力越小，营养结构越复杂，自我调节能力越大。

　　【例题3】 能提高一个生态系统的稳定性的措施是（ ）

　　A.减少捕食者和寄生物数量 B.使生产者和消费者的数量保持平衡

　　C.增加物种的数目 D.限制一个演替过程

　　解析：A项减少捕食者和寄生物数量不仅减少了生态系统的物种数目，而且干扰甚至破坏了所有的生态系统，增加了生态系统的不稳定性。B项使生产者和消费者的数量保持平衡，只能保持生态系统的原有平衡，不能使稳定性进一步提高。D项限制一个演替过程，干扰了生态系统的演替规律，反而降低了稳定性。这是因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。C项增加物种数目，使生态系统能量流动和物质循环的渠道——食物链、食物网增多，才能增强生态系统的自我调节能力，从而进一步提高该生态系统的稳定性。

　　答案：C

　　领悟：生态系统的发展趋势是向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。

　　课堂反馈

　　1.下列生态系统中自我调节能力最强的是（ ）

　　A.温带阔叶林 B.热带雨林 C.寒带针叶林 D.温带草原

　　解析：在给出的四个生态系统中，热带雨林的组分最多，食物网最复杂，所以自我调节能力最强。

　　答案：B

　　2.农田生态系统比自然生态系统稳定性差的原因是（ ）

　　A.人为的作用非常突出

　　B.需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类的作用

　　C.种植的植物种类少，营养结构简单

　　D.其产品运输到系统以外

　　解析：生态系统的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力大；反之，生态系统的生物种类越少，营养结构越简单，其自我调节能力越小。农田生态系统的特点是种植的植物种类少，营养结构简单，所以自动调节能力小稳定性差。

　　答案：C

　　3.在一片动物种类繁多的森林中，消费者、分解者的种类和数目基本稳定，那么，下列哪项与之不相符（ ）

　　A.能量流动和物质循环保持动态平衡 B.食物链和食物网保持相对稳定

　　C.各类生物所含的能量值基本不变 D.各种群年龄组成维持增长型

　　解析：动物种类繁多的森林，营养复杂，自我调节能力大，且生产者、消费者和分解者数量基本稳定，说明该生态系统已经达到稳定状态，能量流动和物质循环达到了动态平衡，食物链和食物网基本保持相对稳定。种群年龄组成为稳定型。

　　答案：D

　　4.自然生态系统中，“往往有虫不成灾”，其根本原因是（ ）

　　A.昆虫的繁殖能力 B.食物的限制 C.天敌的捕食 D.生态系统的自动调节能力

　　解析：生态系统内部都具有一定的自动调节能力，能够抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状，自然生态系统的自动调节能力取决于“林木→植食害虫→食虫鸟类”这条食物链。

　　答案：D

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