高中生物學中“生態系統的穩定性”相關思考

張堃

（湖南省長郡中學）

高中生物學中“生態系統的穩定性”相關思考

張堃

（湖南省長郡中學）

結合已有的研究文獻和資料，對高中生物學中“生態系統的穩定性”方面的相關問題進行了探討。其中“生態系統穩定性”包括生態系統的抵抗力穩定性與恢復力穩定性，從這兩個方面研究如何提高生態系統的穩定性。

生態系統；抵抗力穩定性；恢復力穩定性

作為高中生物教材的一個重要知識點，學生對于“生態系統穩定性”理解程度在很大程度上決定著其對于整個生物學科的學習效果。在目前的高中生物教材中，“生態系統穩定性”這一章節所涉及的內容較為繁雜，因此，作者就該章節的相關內容進行了相應的解讀。

一、生態系統穩定性概述

生態系統穩定性是指生態系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力。生態系統的調節主要是通過兩種反饋方式來實現的：（1）負反饋，這種反饋模式對于生態系統維持平衡是必不可少的。自然界中關于負反饋的例子有很多，例如，在草原上如果狼群的數量在某段時間內急劇增加，因此就會出現狼群對于羊群的捕食更加激烈，從而導致草原上羊的數量急劇減少；當羊的數量急劇減少時，狼群會因為缺少食物而出現種群內斗爭或者是被餓死等情況，狼群數量也會隨之急劇減少，從而達到一個平衡的狀態。（2）正反饋，這種反饋模式在自然界中并不是很常見。這是一種極端的發展趨勢，如當河流受到了比較輕微污染，有一些適應能力較差的魚類會因此死亡，其死亡的尸體仍然存在于河流中，當其身體腐爛的時候則會進一步造成河流的污染，加重河流的污染，又引起更多魚類的死亡；正反饋可以加強某一種情況的出現。

二、生態系統抵抗力穩定性與恢復力穩定性以及兩者的關系

1.生態系統抵抗力穩定性

生態系統抵抗力穩定性即是指生態系統自身具有的抵抗外界干擾并保持自身結構與功能原有狀態的能力，它也可以被稱作抗變穩定性。一般來說，判斷生態系統的抵抗力穩定性是建立在其物種多樣性的基礎之上的。如，相對于物種較多的熱帶雨林而言，那些物種單一的苔蘚生態系統就更有可能遭到破壞。

2.生態系統恢復力穩定性

生態系統恢復力穩定性是指生態系統在受到較大的外界干擾、破壞以后，其自身能夠恢復到原來狀態的能力，它也可以被稱作彈性穩定性。舉一個例子，如河流遭到污染后，導致河內的水生物大量地死亡，使河流生態系統的結構和功能遭到損壞。但是當停止排放污染物后，河流會通過自身擁有的凈化功能，使其自身恢復到原來或者接近原來的狀態。

3.抵抗力穩定性和恢復力穩定性的關系

這兩種穩定性存在著一定程度的相反關系，即是對于抵抗力穩定性較強的生態系統而言，一般其恢復力穩定性相對較弱，反之，對于生態系統穩定性的比較應該適合于不同類型的生態系統，例如，熱帶雨林生態系統和草原生態系統相比，熱帶雨林的生態系統結構比草原生態系統結構復雜，因此一般而言，前者的抵抗力穩定性大于后者，后者由于其結構簡單，因此后者的恢復力穩定性更強。但是對于同一個生態系統來說，進行抵抗力穩定性和恢復力穩定性的比較是沒有意義的。當不同的生態系統受到相同的外界“干擾”時，生態系統偏離正常范圍越近，這就說明其抵抗力穩定性越高；而當生態系統遭受到“破壞”的時候，生態系統恢復原有狀態所需的時間越短，則說明其恢復力穩定性越好。

另外，也存在一些生態系統擁有兩類穩定性的特點，如，熱帶雨林由于其物種多樣且結構復雜，不容易受到外界的影響，因此一般來說它的抵抗力穩定性和恢復力穩定性都很高；如8個人被送進“生物圈二號”的例子，本來預期他們與世隔絕兩年，可以靠吃自己生產的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，引用生態系統自然凈化的水生存。但18個月后，“生物圈二號”系統嚴重失去平衡：氧氣濃度從21%降低到14%，不足以維持研究者的生命，原有的25種小動物有19種滅絕。雖然事后研究是細菌所釋放的二氧化碳經過化學作用被土墻所吸收，但是這也在一定程度上說明這一生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性都很低。

三、如何提高生態系統的穩定性

作者已經提出生態系統穩定性有抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩個特征，因此，對于如何提高生態系統的穩定性應該從抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩個方面進行考慮。但是目前仍有很大一部分老師和學生認為提高生態系統的恢復力穩定性沒有實際意義，認為“預防”的功能大于“整治”。本文作者認為，生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性對于提高生態系統整體的穩定性都起著極其重要的作用，以農田生態系統為例：（1）許多農民在進行種植的時候，經常采用一種套種的方式，如玉米和紅薯的套種方式不僅可以增加土地的利用率，使農田使用最大化，更為重要的是可以提高農田生態系統的抵抗力穩定性。（2）在耕種活動中，弄明需要在固定的時期對玉米、稻谷等除蟲、除草，是為了降低雜草、昆蟲和莊稼之間的物種競爭，但是這在一定程度上提高了生態系統的抵抗力穩定性。

［1］楊樹虎.“生態系統的穩定性”一節內容的教學處理［J］.生物學教學，2010.

［2］李永加.“生態系統的穩定性”相關問題解讀［J］.生物學教學，2012.

·編輯王團蘭