資源簡介

第5節 生態系統的穩定性
(一)教學目標
1.概述生態平衡是指生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。
2.通過分析生態系統中的反饋調節過程，闡明生態系統具有維持或恢復生態平衡的能力。
3.舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
4.通過設計提高生態系統穩定性的方案，關注人類活動對生態系統穩定性的影響。
5.設計并制作生態缸，觀察其穩定性。
(二)教學重點、難點
1.教學重點
(1)分析生態系統中的反饋調節過程，闡明生態系統具有維持或恢復生態平衡的能力。
(2)舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
2.教學難點
(1)舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
(2)設計提高生態系統穩定性的方案。
(三)教學過程
一、創設情境，導入新課
PPT展示“問題探討”中紫莖澤蘭的實例，組織學生討論相關問題。
很多外來物種的入侵，往往因為適應的能力強，沒有天敵等制約因素，會嚴重干擾入侵地的生態系統。
與紫莖澤蘭的例子不同，地球上許多生態系統不時受到外來干擾，但只要這種干擾沒有超過限度，生態系統就能夠通過自我調節得以恢復，從而維持相對穩定的結構和功能。像這樣，生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態，就是生態平衡。
二、生態平衡的特征
結合群落演替的內容，理解生態系統的穩定源自群落生物與環境以及生物與生物之間的相互適應。
處于生態平衡的生態系統具有以下特征。第一，結構平衡:生態系統的各組分保持相對穩定。第二，功能平衡:生產——消費——分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。第三，收支平衡。
生態平衡并不是指生態系統一成不變，而是一種動態的平衡。那么，這種動態平衡是通過什么調節機制實現的呢
認識生態系統的自我調節過程和負反饋調節機制。
分析在一片草地上，如果兔子大量增加，草及其他生態系統組分的變化。以及在森林中，隨著植被的大量生長，森林逐漸變得郁閉，林間陽光減少，制約了林下樹苗的成長, .還導致枯枝落葉的積累，增加了發生自然火災的可能性。當火災發生后通過自我調節森林面貌逐漸恢復的過程。
通過對實例的分析認識到生態系統調節過程是自我調節。調節過程依靠系統內生物的生命活動會在干擾后自動進行。調節結果是維持各組分的相對穩定，但調節能力是有一定限度的，超出閾值的干擾會導致生態失衡。上述生態系統都遇到了破壞或干擾，而對抗這種破壞或干擾，使生態系統恢復平衡的調節機制，就是負反饋機制。由此引出負反饋調節概念，所謂負反饋，是指在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。
生態系統通過負反饋調節機制進行自我調節達到或維持生態平衡。負反饋調節機制是普遍存在、不可缺少的。
三、抵抗力穩定性和恢復力穩定性
生態系統的穩定性表現在兩個方面:一方面是生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀(不受損害)的能力,叫作抵抗力穩定性;另一方面是生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力，叫作恢復力穩定性。通過舉例說明穩定性的兩個方面。
利用PPT展示一個簡單的食物網，提出相關問題，通過討論使學生認識到食物網中物種是相互關聯的，任何物種的變化都會直接或間接地影響其他物種。再展示一個更復雜的食物網，比較兩個食物網，引導學生思考哪個食物網所在的群落更加穩定 為什么
通過對實例的分析比較，理解生態系統的營養結構越復雜，反饋調節的路徑越多，調節就越精細，生態系統抵抗干擾的能力就越強，就越容易維持平衡狀態。
四、提高生態系統的穩定性
維持生態平衡，提高生態系統的穩定性，對于自然或人工生態系統是十分必要的。
維持生態平衡，提高生態系統的穩定性，一方面要控制對生態系統的干擾強度，在不超過生態系統自我調節能力的范圍內，合理適度地利用生態系統。另一方面，對人類利用強度較大的生態系統，應給予相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。
分析實例，小組討論進一步理解控制對生態系統的干擾強度，不超過其自我調節能力;對利用強度較大的生態系統，給予相應的物質和能量投入。

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