师:同学们好,今天我们来学习八年级下册第23章第四节生态系统的稳定性第一课。大家思考一下,生态系统的稳定性是怎样的呢?是风吹雨打却波澜不惊,还是在一定范围内波动起伏呢?我们先来回忆一下生态系统的知识组成。生态系统的成分有哪些呢?生态系统是由生物和非生物环境两大部分构成。非生物环境包括阳光、空气、水、温度、土壤等。生物成分,按照它们在生态系统中的作用不同,又分为生产者,主要是绿色植物,如高大的乔木、中等高度的灌木以及矮小的草本植物;消费者,大多数的动物,如狼、鹿、狮、马、羊等;分解者,包括细菌、真菌以及营腐生的动物,如蚂蚁、蚯蚓、秃鹰等。

  生态系统中的生物成分按照它们之间存在的营养关系,构成了生态系统的营养结构。那么生态系统的营养结构包含哪些呢?生物之间存在着吃与被吃的捕食关系,这种捕食关系使得生物构成了链式的结构,这样的链式结构就是食物链,比如草→兔→狐、草→鼠→猫头鹰,它们都是食物链。许多条食物链彼此交错,就构成了生态系统中的食物网,比如这个图就是草原生态系统中常见的食物网。

  那么在食物网当中的生物之间,除了捕食关系,还有没有其他的种间关系呢?我们来看一下这里的狐和猫头鹰,它们之间没有直接的捕食关系,但它们都以兔和鼠为食,有着共同的食物来源,所以它们之间有着竞争关系。接下来我们看看生态系统功能,包括物质循环和能量流动。我们先来看物质循环,以碳循环为例,大气中的二氧化碳被生产者固定成含碳有机物,这些含碳有机物在生物成分之间,一方面用于各种生物的生长发育,构成自身的结构;另一方面又通过各级生物的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的燃烧,又分解为无机的二氧化碳,回归到大气的二氧化碳库中。像这样,组成生物体的物质,如碳元素、氧元素等在生物与无机环境之间往返循环的过程就叫做物质循环。

  再来看生态系统的能量流动,能量流动的起点是生产者固定的太阳能,这些能量沿着食物链和食物网单向流动、逐级递减。那么为什么能量是单向流动、逐级递减的呢?这是因为各级生物的呼吸作用以及微生物的分解作用会消耗一部分能量,一方面用于自身的生长、发育、繁殖等过程,另一方面则会以热能的形式散失。而热能既不能够被下一级的生物所利用,也不能够被生产者重新固定。所以能量是单向流动、逐级递减的,就像能量金字塔中反映出来的情况,我们发现相邻两个营养级之间能量传递效率仅仅为10%到20%。综上所述,生态系统中生物与环境、生物与生物之间紧密联系、相互适应、相互制约,构成了相对稳定的统一整体。我们再来看一下第二节学习过的凯巴森林的例子。

  1906年以前,在凯巴森林中,每当黑尾鹿的数量增加,就需要森林提供更多的食物,从而造成森林中的植被减少。同时,黑尾鹿数量多了,森林里以黑尾鹿为食的狼等肉食动物就有了更多的食物来源,这样这些肉食动物的数量也会增加。而肉食动物多了,就需要吃更多的黑尾鹿,这样一来黑尾鹿的数量就会下降,从而又使森林植被得到了恢复。从这里我们可以看出,在自然状态下,凯巴森林里的植物、黑尾鹿以及狼等食肉动物之间的关系是既密切相依又相互制约。这样森林里的这些生物的种类和数量会保持在一个相对稳定的状态,不会出现较大幅度的变化。

  我们一起来分析一下1906年以前的凯巴森林是怎样的状态。我们先找到这个当中的一条典型的食物链:植物被黑尾鹿捕食,黑尾鹿被郊狼等肉食动物捕食。森林中黑尾鹿的数量增加,它们会取食更多的植物,导致植物的减少。同时,黑尾鹿是郊狼等肉食动物的食物,黑尾鹿的增加也会导致郊狼等肉食动物的增加。然后黑尾鹿的食物减少了,天敌增加了,紧接着黑尾鹿的数量又会减少。

  黑尾鹿的数量减少了之后,它们取食的植物减少,会使得植物的数量增加。同时黑尾鹿是狼的食物,黑尾鹿的减少又会使得狼的数量减少。再然后黑尾鹿的数量又会增加。像这样通过生物数量的动态变化维持了生态系统中生物种类和数量的相对稳定。我们接着来看一下凯巴森林后续的发展。

  1906年,政府为保护黑尾鹿,严禁猎人在森林内捕杀黑尾鹿,允许他们捕杀以黑尾鹿为食的肉食动物。到了1925年,凯巴森林里的肉食动物大多数被杀掉了,没有了天敌,黑尾鹿就以惊人的速度繁殖起来。人们保护黑尾鹿的目的确实达到了,但是好景不长,1925年以后,森林里的黑尾鹿的数量越来越少。大家知道为什么森林里的肉食动物的减少反而会使鹿的数量下降吗?

  我们来看一下凯巴森林中黑尾鹿的数量随时间的变化图,以横轴代表时间,纵轴代表黑尾鹿的数量。1906年的时候,当地的人们为了保护美丽的黑尾鹿,在凯巴森林建立了国家禁猎区,禁止捕杀黑尾鹿,允许猎人捕杀郊狼等肉食动物。到了1925年,当地的肉食动物基本死亡,黑尾鹿的数量最多达到了10万只。

  那么1906年到1925年凯巴森林中鹿的数量为什么会急剧增加呢?我们还是来分析一下刚才的那条食物链。由于人们对狼等肉食动物的捕杀,甚至导致了它们的灭绝,黑尾鹿没有了天敌的制约,就会以惊人的速度繁殖,鹿的数量快速增加。那么它们的数量会一直增加下去吗?到了1930年,黑尾鹿减少到了2.5万只,再到1940年,黑尾鹿仅8000只瘦小病弱的个体。

  那么1925年以后凯巴森林中鹿的数量为什么不断减少呢?我们继续刚才的分析,当狼等肉食动物灭绝了之后,黑尾鹿的数量急剧增加。黑尾鹿会取食它们看得见的一切食物,导致植物的数量大量减少。植物数量大量减少了之后,植物更新的速度无法满足大量黑尾鹿的取食,许多的黑尾鹿又因为食物的匮乏而死亡。

  那么30多年间凯巴森林发生了怎样的变化呢?仅仅只是黑尾鹿数量的变化吗?这是1906年以前的凯巴森林,绿意盎然,黑尾鹿、郊狼等多种生物共存。这是1940年的凯巴森林,枯黄衰败。那么是什么原因使得绿意盎然的凯巴森林变成了枯黄衰败的凯巴森林呢?是由于人类不正确的干预,大量捕杀郊狼等肉食动物,严禁捕杀黑尾鹿,破坏了当地的食物网结构,也破坏了凯巴森林原有的稳定性。

  对比之后,我们清晰地发现,1906年以前的凯巴森林处于稳定的状态,这个当中它的结构和功能维持着相对的稳定。结构上的稳定体现在生态系统中生物的种类、数量以及生态系统中的营养结构,食物链、食物网维持着相对的稳定。功能上的稳定主要体现在物质循环和能量流动的正常进行,并且这种稳定是在一定范围内波动起伏的。所以我们说生态系统的稳定是动态平衡、相对稳定。像这样生态系统经过长期的发展过程,逐步形成的生物与非生物、物质能量之间、生物与生物之间相对稳定平衡的状态,就叫做生态系统的稳定性。就像1906年以前的凯巴森林,多种生物共存,一片美丽和谐的景象。

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《8年级下册北师大版生物 第23章 第4节 生态系统的稳定性(第1课时) 逐字稿-5,005字 第3版》.docx
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