师:同学们,今天我们学习高二人教版生物学选择性必修2第三章第五节生态系统的稳定性第二课时。本节课我们要达成三个目标:一、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性;二、通过设计提高生态系统稳定性的方案,关注人类活动对生态系统稳定性的影响;三、设计生态缸,观察其稳定性。

  上节课我们学习了生态平衡与生态系统的稳定性,大家还记得生态系统稳定性的概念吗?

  生:生态系统的稳定性是指生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。

  师:对,注意这两个关键词“维持或恢复”,所以生态系统的稳定性包括两个方面,这就是我们今天要学的第一个内容:抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

  抵抗力稳定性,是指生态系统抵抗外界干扰,并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,强调抵抗干扰、保持原状。比如蝗虫采食时,草原植物再生能力增强,尽可能减缓种群数量下降;持续干旱时,树木扩展根系分布空间,保证获得足够水分,维持生态系统正常功能,这些都体现了生态系统抵抗外界干扰的能力。

  那恢复力稳定性呢,是指生态系统在受到外界干扰因素破坏后恢复到原状的能力,强调遭到破坏、恢复原状。像遭遇火灾后的大兴安岭,若干年后能恢复植被,就体现了生态系统依靠恢复力稳定性恢复。

  可见,抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般不同时显现。大家想想,在个体水平上有没有类似生态系统这两种稳定性的情况呢?

  生:人体遇到病原体入侵时,免疫系统抵抗病原体入侵,类似抵抗力稳定性;大病初愈,有些功能恢复到正常水平,类似恢复力稳定性。

  师:非常好,这样是不是就更好理解了?不同的生态系统在这两种稳定性的表现上有差别。接下来我们通过几个问题深入了解。

  问题一,比较热带雨林生态系统和北极冻原生态系统在抵抗力稳定性表现上的差别,并简要说明理由。大家想想这两种生态系统的生物种类有何不同?假如某种生物大量减少,结果会怎样?

  生:热带雨林生物种类繁多,营养结构复杂。若某种生物大量减少,其在食物网中的位置可由该营养级多种生物代替,生态系统结构和功能仍能维持相对稳定,所以自我调节能力强,抵抗力稳定性高。而北极冻原生态系统环境恶劣,生物种类稀少,营养结构简单,生产者主要是地衣,其他生物大多直接或间接依靠地衣维持生活,若地衣受到大面积破坏,整个生态系统就会崩溃,所以自我调节能力弱,抵抗力稳定性低。

  师:没错,一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,反之亦然。

  问题二,请用数学模型表示两种稳定性的关系。通过前面分析,我们很容易知道抵抗力稳定性会随着营养结构复杂程度增加而增高。那恢复力稳定性呢?如果一片森林和一片草原都被一场大火烧为灰烬,哪个生态系统更容易恢复?

  生:草原容易,森林难。简单的草原生态系统遭到破坏后更容易恢复,复杂的森林生态系统一旦崩溃,重新恢复相当困难。所以恢复力稳定性会随着营养结构复杂程度增加而降低,也就是说,一个生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般是相反的。

  师:为什么说一般是相反的呢?因为还得看生态系统的具体环境。比如热带雨林,因物种丰富、营养结构复杂,大都具有很强的抵抗力稳定性,而且受到一定强度破坏后也能较快恢复,所以热带雨林的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都强。相反,极地冻原和荒漠,由于物种单一、营养结构简单,抵抗力稳定性很低,遭受过度破坏后恢复也十分困难,其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低。

  问题三,生态系统在受到不同程度的干扰或破坏后,其恢复速度和恢复时间一样吗?

  生:不一样。比如河流轻度污染,可通过自身净化(物理沉降、化学分解、微生物分解)很快恢复;但被有毒物质严重污染,自身净化不足以消除大部分有毒物质,恢复力稳定性被破坏,恢复时间漫长。热带雨林遭到严重砍伐、草原经过极度放牧后,恢复原状时间也漫长,难度极大。

  师:很好,研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面的差别,对自然生态系统的利用和保护有什么意义呢?比如提高森林、草原、农田等生态系统的稳定性有什么意义?

  生:可以持续不断满足人类生活所需,像森林提供木材,草原提供牛羊,农田提供粮食等,还能使人类生活与生产保持稳定。

  师:那如何提高生态系统的稳定性?我们来看两个资料。二十世纪,青藏高原生态环境明显恶化,形势严峻。位于高原腹地的三江源冰川雪山逐年萎缩,江河湖泊和湿地缩小、干涸,沙化、水土流失面积不断扩大,荒漠化和草地退化日益突出,长期滥垦乱伐使大面积草地和近一半森林遭到严重破坏,虫鼠害肆虐,珍稀野生动物盗猎严重,受威胁生物物种占种类的20%以上。从资料中能看出三江源地区存在哪些问题?

  生:冰川、雪山逐年萎缩,江河湖泊和湿地缩小、干涸,沙化、水土流失面积不断扩大,荒漠化和草地退化日益突出,大面积草地和近一半森林遭到严重破坏,虫鼠害肆虐,珍稀野生动物盗猎严重等。

  师:导致这些问题的原因有哪些呢?

  生:长期滥砍乱伐、盗猎等。

  师:那我们该采取哪些措施提高其稳定性呢?

  生:停止滥砍乱伐,禁止盗猎。

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《生物 选择性必修2 第3章 第5节 生态系统的稳定性 第2课时 逐字稿-4,166字 第5版》.docx
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