第5节生态系统的稳定性.

生态系统的信息传递1.种类(1)物理信息：生态系统中的、声、、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。(2)化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的，如植物的生物碱、有机酸、动物的等。(3)行为信息：动物的，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。温度光化学物质性外激素特殊行为3.在农业生产中的应用(1)提高农产品或畜产品的产量。(2)对有害动物进行。2.在生态系统中的作用(1)个体：的正常进行，离不开信息的作用。(2)种群：生物种群的，离不开信息传递。(3)群落和生态系统：能调节生物的关系，以维持生态系统的。生命活动繁衍种间稳定控制生态系统的稳定性1．概念：生态系统所具有的保持和自身结构和相对稳定的能力。2．抵抗力稳定性(1)概念：生态系统抵抗外界并使自身和功能保持原状的能力。(2)原因：内部具有一定的能力。(3)规律：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，抵抗力稳定性就越，反之则越高。能力有一定限度，超过限度，就遭到破坏。恢复功能干扰结构自我调节小低自动调节生态系统3．恢复力稳定性(1)概念：生态系统遭到外界干扰因素破坏后的能力。(2)原因：生态系统具有。(3)与抵抗力稳定性的关系：往往是的。恢复原状自动调节能力相反4．提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统的。(2)实施相应的投入，保证生态系统内部的协调关系。干扰程度物质、能量结构和功能1.生态系统稳定性的前提条件与表现生态系统稳定性是一个发育成熟的生态系统所具备的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，具体表现为以下三点：①三大功能类群齐全，动植物种类及数量保持相对稳定(即结构相对稳定)。②能量输入输出稳定③物质输入输出相对平衡功能相对稳定一、生态系统稳定性的原理及维持生态系统稳定性是指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。2.生态系统具有抵抗力稳定性的原因是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力，而自我调节能力又取决于生态系统自身的净化能力(抗污染)和完善的营养结构(抗干扰)。物理沉降化学分解微生物降解净化作用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。(3)生态系统的反馈调节机制①反馈调节的含义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所发生的变化的现象。②反馈调节的方式：正反馈和负反馈。负反馈调节在生态系统中普遍存在，两者比较如下：比较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，能使最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定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或恶性循环比较负反馈调节正反馈调节实例森林中的食虫鸟和害虫的数量变化2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较抵抗力稳定性恢复力稳定性概念指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力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因素生态系统中的成分越多，抵抗力稳定性越强生态系统的成分越简单，则越容易恢复联系①一般呈现相反关系，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性低，反之亦然；②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。如图所示3.提高生态系统稳定性的措施(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，不要超过生态系统的自我调节能力。例如，对森林生态系统的利用，应该伐种兼顾。对草原生态系统则应合理确定载畜量。对水域(海洋、湖泊、河流)生态系统，要大力推行休渔制度，发展海水养殖和海水增殖等。(2)对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，如对农田实施施肥、灌溉及抗制病虫害等措施就是为了提高农田生态系统的稳定性。在受到较强程度干扰时，恢复力稳定性与抵抗力稳定性往往成相反的关系，但若受到同等程度干扰时，自我调节能力强的生态系统其恢复力稳定性也往往较高，如同等程度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复原状的能力强。据图分析，下列叙述正确的是()①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程A.①③B.①④C.②③D.②④[例2](2009·天津高考)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。[课堂笔记]选据图可知，在S点气候发生了很大变化，但对甲生态系统影响不大，说明甲生态系统的抵抗外界干扰能力较强，而乙生态系统变化较大，说明对外界干扰的抵抗能力较弱。乙生态系统在S点时，种群类型及数量几乎接近于零，而后又逐渐恢复到原来状态，所以可确定乙在S点后经历了次生演替过程。B生态系统的稳定性及其原理归纳2.关于生态系统稳定性的叙述不正确的是()A.负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础B.“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性C.人们对自然生态系统的“干扰”不应超过其抵抗力稳定性D.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，以维持其稳定性解析：“遭到破坏，恢复原状”应属于恢复力稳定性，抵抗力稳定性是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。答案：B2008年1月，一场持久的特大冰雪灾害袭击了我国南方大部分地区，严重的冰冻除了给灾区人民的生产生活造成了严重的影响外，更是令原本郁郁葱葱的森林成片倒伏，树木大量死亡，对南方的森林生态系统造成了严重破坏。(1)对于植物体来讲，在遭遇冰雪时，如果气温是缓慢降低的，则植物体细胞间隙会先结冰，细胞出现现象，导致细胞液浓度，使细胞受到伤害。如果环境温度是骤然降低的，则细胞内会结冰，冰晶会破坏细胞的系统，影响了等代谢活动，导致细胞死亡。(2)南方森林中的常绿阔叶林与北方落叶林相比，其对寒冷气候的适应性。调查发现，此次冰冻灾害在粤北山区呈现以下特点：一般在海拔300米以上就可见到植物受害现象，500米至1300米植物受害情况最为严重，1300米以上植物受害程度逐渐减轻。请分析1300米以上植物受害较轻的原因是。(3)从生态系统结构看，这次灾害最为严重的影响是，这种变化可能导致性的丧失，打破生态系统原有的。现在科学家已经开展了广泛的调查研究，为灾后重建制定科学的方案。【解题指导】(1)体细胞间隙结冰后导致细胞外溶液浓度升高，因此细胞失水；细胞内结冰，冰晶会破坏细胞内的生物膜系统，影响在膜上发生的化学反应。(2)南方温度高，植物对寒冷的适应性差，1300米以上，温度很低，降温后1300米以上的温度改变不明显。(3)冰灾致使一些生物死亡，破坏了当地生态系统的食物网、食物链营养结构，并致使生物多样性锐减，打破了生态系统原有的稳态。【答案】(1)失水升高生物膜有氧呼吸、细胞呼吸或光合作用(必须答出与膜有关的内容才得分)(2)弱或低环境变化不大，植物适应寒冷的能力强(答出环境和适应性两方面合理得分)(3)使生态系统缺乏生产者或食物链断裂、食物网被破坏生物多样稳态或平衡1.实验原理(1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都有着密切的关系。(2)将少量植物，以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的玻璃缸中，便形成一个人工模拟的微型生态系统——生态缸。理论指导设计并制作生态缸观察其稳定性(3)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。2.操作流程(1)根据研究的对象和实习条件确定模拟生态系统的种类(2)调查该种生态系统的主要生物群落及其无机环境，了解它们的基本情况(3)从各成分中选典型的种群，确定它们的数量关系，务必使它们互相连接成为一条或数条食物链，保证能完成生态系统的功能(7)封闭以后，生态系统内的生物数量会发生变化，最后趋于稳定。此时生态系统即达到平衡状态，该生态系统的模拟可以算作成功。这是由于食物链的调节作用引起的生态系统变化。观察并记录结果(8)结果分析与结论3.设计要求及分析设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察设计要求相关分析生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择生命力强的生物，动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2的消耗，防止生产量＜消耗量4.生态缸稳定性观察与分析(1)观察稳定性——可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)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，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。生态系统组成光水草藻类浮游动物小鱼泥沙生态瓶编号甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示有；“－”表示无。命题设计请回答以下问题：(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为，原因是。(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是。(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量，原因是。(4)根据观测结果，得出结论：①；②。【解题指导】本题考查生态系统的结构和功能的原理以及应用相关知识分析问题、解决问题的能力。据表格分析可知：乙瓶无光照，藻类光合作用无法进行，死亡，种群密度下降。丙瓶与甲瓶相比，少泥沙，分解者很少，无法将该瓶中动植物遗体、动物的排泄物等中的有机物分解为无机物。丁瓶与甲瓶相比多小鱼，小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气，因此丁瓶与甲瓶相比，氧气含量低。总结结论的方法：找出该组实验中的自变量与因变量，归纳出自变量与因变量之间的关系。据表格分析甲瓶为对照组，乙瓶、丙瓶、丁瓶都为实验组，乙瓶与甲瓶相比少光，不久稳定性被破坏，说明光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件；丙瓶与甲瓶相比少分解者，不久稳定性被破坏，说明分解者是生态系统中不可缺少的重要组成成分。丁瓶与甲瓶相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性被破坏，说明生态瓶中动物不能过多，过多破坏食物链，造成生态系统崩溃。最后整体归纳得出结论。【答案】(1)下降缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长(2)缺乏泥沙，分解者数量太少(3)较低消费者较多，消耗较多的氧(4)①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能)②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定1.(2009·广东高考)下列不属于生态系统信息传递的是()A.心猿意马B.飞蛾扑火C.花香引蝶D.老马识途解析：心猿意马是形容心思不专、变化无常，是一种心理现象，不属于生态系统的信息传递。答案：A2.(2009·福建高考)下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是()A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础B.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强.解析：生态系统生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。答案：D3.图示为莴苣种子的萌发率与光的波长之间的关系。有关说法不正确的是(双选)()A.种子接受某种波长光的信息才能萌发B.没有信息传递，种子就不能正常萌发C.光和光敏色素都属于物理信息D.萌发率的高低与波长成正比关系.解析：光敏色素是接受物理信息的物质，本身不是物理信息。萌发率与光的波长没有正比关系。答案：CD4.如图表示物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之